JP2017034163A - Substrate processing apparatus, substrate processing system, method for manufacturing semiconductor device, program and record medium - Google Patents

Substrate processing apparatus, substrate processing system, method for manufacturing semiconductor device, program and record medium Download PDF

Info

Publication number
JP2017034163A
JP2017034163A JP2015154394A JP2015154394A JP2017034163A JP 2017034163 A JP2017034163 A JP 2017034163A JP 2015154394 A JP2015154394 A JP 2015154394A JP 2015154394 A JP2015154394 A JP 2015154394A JP 2017034163 A JP2017034163 A JP 2017034163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
film thickness
film
thickness distribution
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015154394A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6151745B2 (en
Inventor
大橋　直史
Tadashi Ohashi
直史 大橋
智 高野
Satoshi Takano
高野　　智
菊池　俊之
Toshiyuki Kikuchi
俊之 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2015154394A priority Critical patent/JP6151745B2/en
Priority to TW104127190A priority patent/TWI606537B/en
Priority to CN201510543352.6A priority patent/CN106449468A/en
Priority to KR1020150129587A priority patent/KR101725230B1/en
Priority to US15/252,400 priority patent/US20170040233A1/en
Publication of JP2017034163A publication Critical patent/JP2017034163A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6151745B2 publication Critical patent/JP6151745B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress variation in characteristics of a semiconductor device.SOLUTION: A structure which comprises: a receiving part for receiving a film thickness distribution data of a silicon-containing film formed on a substrate; a substrate mounting part where a substrates is mounted; a gas supply part for supplying the gas so as to form a hard mask film on the a silicon-containing film at a film thickness distribution being different from the film thickness distribution of the film thickness distribution data and set a height distribution of the hard mask film in the substrate within a predetermined range, is provided to solve above-mentioned problem.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、基板処理装置、基板処理システム、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体に関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus, a substrate processing system, a semiconductor device manufacturing method, a program, and a recording medium.

近年、半導体装置は高集積化の傾向にある。それに伴い、パターンサイズが著しく微細化されている。これらのパターンは、ハードマスク膜やレジスト膜の形成工程、リソグラフィ工程、エッチング工程等で形成される。形成するに際しては、半導体装置の特性のばらつきが起きないよう求められている。   In recent years, semiconductor devices tend to be highly integrated. Accordingly, the pattern size is remarkably miniaturized. These patterns are formed by a hard mask film or resist film formation process, a lithography process, an etching process, or the like. In forming the semiconductor device, there is a demand for variation in characteristics of the semiconductor device.

パターンを形成する方法として、例えば特許文献１のような形成方法が存在する。   As a method of forming a pattern, for example, there is a forming method as in Patent Document 1.

特開２０１３-２６３９９号公報JP 2013-26399 A

ところで、加工上の問題から、形成される回路等の幅にばらつきが起きてしまうことがある。特に微細化された半導体装置においては、そのばらつきが半導体装置の特性に大きく影響を及ぼす。 By the way, due to processing problems, the width of the formed circuit or the like may vary. In particular, in a miniaturized semiconductor device, the variation greatly affects the characteristics of the semiconductor device.

そこで本発明は、半導体装置の特性のばらつきを抑制可能な技術を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing variation in characteristics of a semiconductor device.

上記課題を解決するために、基板上に形成されたシリコン含有膜の膜厚分布データを受信する受信部と、基板が載置される基板載置部と、シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布と異なる膜厚分布でハードマスク膜を形成し、基板面内におけるハードマスク膜の高さの分布が所定の範囲内となるようガスを供給するガス供給部とを有する構成が提供される。 In order to solve the above-described problem, the film thickness distribution data of the silicon-containing film formed on the substrate, a receiving unit for receiving the substrate, a substrate mounting unit on which the substrate is mounted, and the film thickness on the silicon-containing film A structure having a gas supply unit that forms a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the distribution data and supplies gas so that the height distribution of the hard mask film in the substrate surface is within a predetermined range Is provided.

本発明に係る技術によれば、半導体装置の特性のばらつきを抑制することが可能となる。   According to the technology of the present invention, it is possible to suppress variations in characteristics of semiconductor devices.

一実施形態に係る半導体デバイスの製造フローを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the manufacturing flow of the semiconductor device which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るウエハの説明図である。It is explanatory drawing of the wafer which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るウエハの説明図である。It is explanatory drawing of the wafer which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る研磨装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the grinding | polishing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る研磨装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the grinding | polishing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の膜厚分布を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the film thickness distribution of the poly-Si film which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the processing state of the wafer which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の膜厚分布を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the film thickness distribution of the poly-Si film which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the processing state of the wafer which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の膜厚分布を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the film thickness distribution of the poly-Si film which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the substrate processing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る基板処理装置のシャワーヘッドを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the shower head of the substrate processing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る基板処理装置のガス供給系を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the gas supply system of the substrate processing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る基板処理装置のガス供給系を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the gas supply system of the substrate processing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るコントローラの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the controller which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the processing state of the wafer which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the processing state of the wafer which concerns on one Embodiment. 比較例に係る、ウエハの処理状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the processing state of the wafer based on a comparative example. 比較例に係る、ウエハの処理状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the processing state of the wafer based on a comparative example. 比較例に係る、ウエハの処理状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the processing state of the wafer based on a comparative example. 一実施形態に係るシステムを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the system which concerns on one Embodiment.

以下に本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

初めに、図1から図３を用いて、半導体素子の一つであるＦｉｎＦＥＴ（Ｆｉｎ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を例として、半導体装置の製造工程の一工程を説明する。   First, with reference to FIG. 1 to FIG. 3, one process of a semiconductor device manufacturing process will be described using a FinFET (Fin Field Effect Transistor) which is one of semiconductor elements as an example.

（ＦｉｎＦＥＴ製造の概要）
ＦｉｎＦＥＴは、例えば３００ｍｍウエハと呼ばれるウエハ基板（以下、単に「ウエハ」という。）に形成された凸構造（Ｆｉｎ構造）を有するものであり、図１に示すように、少なくとも、ゲート絶縁膜形成工程（Ｓ１０１）と、第一のシリコン含有層形成工程（Ｓ１０２）と、研磨工程（Ｓ１０３）と、膜厚測定工程（Ｓ１０４）と、第二のシリコン含有層形成工程（Ｓ１０５）と、必要に応じて行う膜厚測定工程（Ｓ１０６）と、パターニング工程（Ｓ１０７）と、を順に経て製造される。以下、これらの各工程（Ｓ１０１〜Ｓ１０７）について説明する。 (Outline of FinFET manufacturing)
The FinFET has, for example, a convex structure (Fin structure) formed on a wafer substrate called a 300 mm wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”). As shown in FIG. 1, at least a gate insulating film forming step is performed. (S101), first silicon-containing layer forming step (S102), polishing step (S103), film thickness measuring step (S104), second silicon-containing layer forming step (S105), and as necessary The film thickness measurement step (S106) and the patterning step (S107) are performed in this order. Hereinafter, each of these steps (S101 to S107) will be described.

（ゲート絶縁膜形成工程Ｓ１０１）
ゲート絶縁膜形成工程Ｓ１０１では、例えば、図２に示す構造体を有するウエハ２００がゲート絶縁膜形成装置に搬入される。図２（Ａ）はウエハ２００に形成された構造体の一部を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のα-α’における断面図を示す。ウエハ２００はシリコン等で構成されており、その一部にチャネルとしての凸構造２００１が形成されている。凸構造２００１は所定間隔で複数設けられる。凸構造２００１は、ウエハ２００の一部をエッチングすることで形成される。 (Gate insulating film forming step S101)
In the gate insulating film forming step S101, for example, the wafer 200 having the structure shown in FIG. 2 is carried into the gate insulating film forming apparatus. 2A is a perspective view illustrating a part of the structure formed on the wafer 200, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along α-α ′ in FIG. 2A. The wafer 200 is made of silicon or the like, and a convex structure 2001 as a channel is formed in a part thereof. A plurality of convex structures 2001 are provided at predetermined intervals. The convex structure 2001 is formed by etching a part of the wafer 200.

説明の便宜上、ウエハ２００上において凸構造２００１の無い部分を凹構造２００２と呼ぶ。即ち、ウエハ２００は凸構造２００１と凹構造２００２とを少なくとも有している。なお、本実施形態においては、説明の便宜上、凸構造２００１の上面を凸構造表面２００１ａと呼び、凹構造２００１の上面を凹構造表面２００２ａと呼ぶ。   For convenience of explanation, a portion without the convex structure 2001 on the wafer 200 is referred to as a concave structure 2002. That is, the wafer 200 has at least a convex structure 2001 and a concave structure 2002. In the present embodiment, for convenience of explanation, the upper surface of the convex structure 2001 is referred to as a convex structure surface 2001a, and the upper surface of the concave structure 2001 is referred to as a concave structure surface 2002a.

隣り合う凸構造２００１の間である凹構造表面２００２ａ上には、凸構造２００１を電気的に絶縁するための素子分離膜２００３が形成されている。素子分離膜２００３は、例えばシリコン酸化膜で構成されている。   On the concave structure surface 2002a between adjacent convex structures 2001, an element isolation film 2003 for electrically insulating the convex structures 2001 is formed. The element isolation film 2003 is made of, for example, a silicon oxide film.

ゲート絶縁膜形成装置は薄膜を形成可能な既知の枚葉装置であるため説明を省略する。ゲート絶縁膜形成装置では、図３（Ａ）に示すように、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の誘電体で構成されたゲート絶縁膜２００４を形成する。形成する際は、ゲート絶縁膜形成装置にシリコン含有ガス（例えばＨＣＤＳ（ヘキサクロロジシラン）ガス）と酸素含有ガス（例えばＯ３ガス）をゲート絶縁膜形成装置に供給し、それらを反応させることで形成する。ゲート絶縁膜２００４は、凸構造表面２００１ａ上と、凹構造表面２００２ａの上方にそれぞれ形成される。ゲート絶縁膜形成後、ウエハ２００をゲート絶縁膜形成装置から搬出する。 Since the gate insulating film forming apparatus is a known single wafer apparatus capable of forming a thin film, the description thereof is omitted. In the gate insulating film forming apparatus, as shown in FIG. 3A, a gate insulating film 2004 made of a dielectric such as a silicon oxide film (SiO 2 film) is formed. When forming, a silicon-containing gas (for example, HCDS (hexachlorodisilane) gas) and an oxygen-containing gas (for example, O 3 gas) are supplied to the gate insulating film forming apparatus and reacted with each other. To do. The gate insulating film 2004 is formed on the convex structure surface 2001a and above the concave structure surface 2002a, respectively. After forming the gate insulating film, the wafer 200 is unloaded from the gate insulating film forming apparatus.

（シリコン含有膜形成工程Ｓ１０２）
次に、シリコン含有膜形成工程Ｓ１０２を説明する。
ゲート絶縁膜形成装置からウエハ２００を搬出後、シリコン含有膜形成装置にウエハ２００を搬入する。シリコン含有膜形成装置は一般的な枚葉ＣＶＤ装置を用いるため、説明を省略する。図３（Ｂ）に示すように、シリコン含有膜形成装置では、ｐｏｌｙ−Ｓｉ（多結晶シリコン）で構成されるｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５（シリコン含有層またはシリコン含有膜とも呼ぶ。）を、ゲート絶縁膜２００４上に形成する。形成する際は、シリコン含有膜形成装置にジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスを供給し、それを熱分解することでｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５を形成する。ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５はゲート電極、もしくはダミーゲート電極として用いられる。一つの工程で所望のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５を形成するため、ゲート絶縁膜２００４の表面からｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５表面までの間、一定の組成の膜を形成できる。従って、ダミーゲートとして用いる場合は、基板面内における単位時間当たりのエッチングボリュームを一定とすることができる。また、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５をゲート電極等として用いる場合は、ゲート電極の性能を一定にすることができる。 (Silicon-containing film forming step S102)
Next, the silicon-containing film forming step S102 will be described.
After unloading the wafer 200 from the gate insulating film forming apparatus, the wafer 200 is loaded into the silicon-containing film forming apparatus. Since the silicon-containing film forming apparatus uses a general single wafer CVD apparatus, description thereof is omitted. As shown in FIG. 3B, in the silicon-containing film forming apparatus, a poly-Si film 2005 (also referred to as a silicon-containing layer or a silicon-containing film) made of poly-Si (polycrystalline silicon) is gate-insulated. Formed on the film 2004. When forming, a poly-Si film 2005 is formed by supplying disilane (Si 2 H 6 ) gas to a silicon-containing film forming apparatus and thermally decomposing it. The poly-Si film 2005 is used as a gate electrode or a dummy gate electrode. Since a desired poly-Si film 2005 is formed in one step, a film having a certain composition can be formed from the surface of the gate insulating film 2004 to the surface of the poly-Si film 2005. Therefore, when used as a dummy gate, the etching volume per unit time in the substrate surface can be made constant. When the poly-Si film 2005 is used as a gate electrode or the like, the performance of the gate electrode can be made constant.

ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５を形成後、シリコン含有膜形成装置からウエハ２００を搬出する。尚、凸構造表面２００１a上に堆積された膜をｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ａと呼び、凹構造表面２００２ａ上に形成された膜をｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｂと呼ぶ。   After forming the poly-Si film 2005, the wafer 200 is unloaded from the silicon-containing film forming apparatus. Note that a film deposited on the convex structure surface 2001a is called a poly-Si film 2005a, and a film formed on the concave structure surface 2002a is called a poly-Si film 2005b.

（研磨工程Ｓ１０３）
続いて、研磨（ＣＭＰ、Ｃｈｅａｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程Ｓ１０３を説明する。
シリコン含有膜形成装置から搬出されたウエハ２００は、研磨装置（ＣＭＰ装置）４００に搬入される。 (Polishing step S103)
Subsequently, a polishing (CMP, Chemical Mechanical Polishing) step S103 will be described.
The wafer 200 unloaded from the silicon-containing film forming apparatus is loaded into a polishing apparatus (CMP apparatus) 400.

ここで、シリコン含有膜形成装置Ｓ１０２で形成されたｐｏｌｙ−Ｓｉ膜について説明する。図３（Ｂ）に示すように、ウエハ２００には凸構造２００１と凹構造２００２が存在するため、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５の高さが基板面内において異なってしまう。具体的には、凹構造表面２００２ａから凸構造２００１上のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ａ表面までの高さが、凹構造表面２００２ａから凹構造表面２００２ａ上のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｂ表面の高さよりも高くなる。   Here, the poly-Si film formed by the silicon-containing film forming apparatus S102 will be described. As shown in FIG. 3B, since the convex structure 2001 and the concave structure 2002 exist on the wafer 200, the height of the poly-Si film 2005 differs in the substrate plane. Specifically, the height from the concave structure surface 2002a to the surface of the poly-Si film 2005a on the convex structure 2001 is higher than the height of the surface of the poly-Si film 2005b on the concave structure surface 2002a. .

しかしながら、後述する露光工程、エッチング工程とのいずれかまたは両方の関係から、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ａの高さとｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｂの高さを揃える必要がある。そこで、本工程のようにｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５を研磨して高さを揃える。   However, it is necessary to make the height of the poly-Si film 2005a and the height of the poly-Si film 2005b equal to each other or both of the exposure process and the etching process described later. Therefore, the poly-Si film 2005 is polished to make the height uniform as in this step.

以下に、研磨工程Ｓ１０３の具体的な内容について説明する。シリコン含有膜形成装置からウエハ２００を搬出後、図４に示す研磨装置４００にウエハ２００を搬入する。   Below, the specific content of polishing process S103 is demonstrated. After unloading the wafer 200 from the silicon-containing film forming apparatus, the wafer 200 is loaded into the polishing apparatus 400 shown in FIG.

図４において、４０１は研磨盤であり、４０２はウエハ２００を研磨する研磨布である。研磨盤４０１は図示しない回転機構に接続され、ウエハ２００を研磨する際は、矢印４０６方向に回転される。   In FIG. 4, 401 is a polishing board, and 402 is a polishing cloth for polishing the wafer 200. The polishing board 401 is connected to a rotation mechanism (not shown), and is rotated in the direction of arrow 406 when polishing the wafer 200.

４０３は研磨ヘッドであり、研磨ヘッド４０３の上面には、軸４０４が接続される。軸４０４は図示しない回転機構・上下駆動機構に接続される。ウエハ２００を研磨する間、矢印４０７方向に回転される。   Reference numeral 403 denotes a polishing head, and a shaft 404 is connected to the upper surface of the polishing head 403. The shaft 404 is connected to a rotation mechanism / vertical drive mechanism (not shown). While the wafer 200 is being polished, the wafer 200 is rotated in the direction of the arrow 407.

４０５はスラリー（研磨剤）を供給する供給管である。ウエハ２００を研磨する間、供給管４０５から研磨布４０２に向かってスラリーが供給される。   Reference numeral 405 denotes a supply pipe for supplying a slurry (abrasive). While polishing the wafer 200, the slurry is supplied from the supply pipe 405 toward the polishing cloth 402.

続いて、図５を用いて、研磨ヘッド４０３とその周辺構造の詳細を説明する。図５は研磨ヘッド４０３の断面図を中心に、その周辺構造を説明する説明図である。研磨ヘッド４０３は、トップリング４０３ａ、リテナーリング４０３ｂ、弾性マット４０３ｃを有する。研磨する間、ウエハ２００の外側はリテナーリング４０３ｂによって囲まれると共に、弾性マット４０３ｃによって研磨布４０２に抑えつけられる。リテナーリング４０３ｂには、リテナーリングの外側から内側にかけて、スラリーが通過するための溝４０３ｄが形成されている。溝４０３ｄはリテナーリング４０３ｂの形状に合わせて、円周状に複数設けられている。溝４０３ｄを介して、未使用の新鮮なスラリーと、使用済みのスラリーが入れ替わるように構成されている。   Next, details of the polishing head 403 and its peripheral structure will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the peripheral structure around the sectional view of the polishing head 403. The polishing head 403 includes a top ring 403a, a retainer ring 403b, and an elastic mat 403c. During polishing, the outside of the wafer 200 is surrounded by the retainer ring 403b and is held against the polishing cloth 402 by the elastic mat 403c. The retainer ring 403b has a groove 403d through which the slurry passes from the outside to the inside of the retainer ring. A plurality of grooves 403d are provided in a circumferential shape in accordance with the shape of the retainer ring 403b. An unused fresh slurry and a used slurry are exchanged via the groove 403d.

続いて、本工程におけるＣＭＰ装置の処理動作を説明する。
研磨ヘッド４０３内にウエハ２００を搬入したら、供給管４０５からスラリーを供給すると共に、研磨盤４０１及び研磨ヘッド４０３を回転させる。スラリーはリテナーリング４０３ｂに流れ込み、ウエハ２００の表面を研磨する。このように研磨することで、図３（Ｃ）に示すように、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ａとｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｂの高さを揃える。所定の時間研磨したら、ウエハ２００を搬出する。ここでいう高さとは、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ａとｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｂの表面（上端）の高さをいう。所定の時間研磨したら、ウエハ２００を研磨装置４００から搬出する。 Next, the processing operation of the CMP apparatus in this step will be described.
When the wafer 200 is loaded into the polishing head 403, the slurry is supplied from the supply pipe 405, and the polishing plate 401 and the polishing head 403 are rotated. The slurry flows into the retainer ring 403b and polishes the surface of the wafer 200. By polishing in this way, the heights of the poly-Si film 2005a and the poly-Si film 2005b are made uniform as shown in FIG. After polishing for a predetermined time, the wafer 200 is unloaded. The height here refers to the height of the surface (upper end) of the poly-Si film 2005a and the poly-Si film 2005b. After polishing for a predetermined time, the wafer 200 is unloaded from the polishing apparatus 400.

ところで、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ａとｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｂの高さを整えるようＣＭＰ装置４００で研磨しても、図６に示すように、ウエハ２００の面内では研磨後のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５の高さ（膜厚）が揃わない場合があることがわかった。例えば、ウエハ２００の外周面の膜厚が中央面に比べて小さい膜厚分布（図中の分布Ａ）や、ウエハ２００の中央面の膜厚が外周面に比べて小さい膜厚分布（図中の分布Ｂ）が見受けられることがわかった。   Incidentally, even if polishing is performed by the CMP apparatus 400 so that the heights of the poly-Si film 2005a and the poly-Si film 2005b are adjusted, the polished poly-Si film 2005 is within the plane of the wafer 200 as shown in FIG. It was found that the height (film thickness) may not be uniform. For example, a film thickness distribution (distribution A in the figure) in which the film thickness on the outer peripheral surface of the wafer 200 is smaller than that in the central plane, or a film thickness distribution in which the film thickness on the central plane of the wafer 200 is smaller than that on the outer peripheral surface (in the figure). It was found that the distribution B) was observed.

このような膜厚分布の偏りは、後述するパターニング工程Ｓ１０７にて、パターンの幅のばらつきが発生を招くという問題を生じさせる。また、それに起因して、ゲート電極幅のばらつきが起き、その結果、歩留まりの低下を引き起こすおそれがある。   Such a deviation in the film thickness distribution causes a problem that variations in the width of the pattern are caused in the patterning step S107 described later. Further, due to this, the gate electrode width varies, and as a result, the yield may be reduced.

この点につき、本願の発明者は鋭意研究を行い、その結果、分布Ａ、分布Ｂとなる原因が、それぞれにあることがわかった。以下にその原因を説明する。   With respect to this point, the inventor of the present application has conducted intensive research, and as a result, it has been found that there are causes for the distribution A and the distribution B, respectively. The cause will be described below.

分布Ａとなる原因はウエハ２００に対するスラリーの供給方法である。前述のように、研磨布４０２に供給されたスラリーはリテナーリング４０３ｂを介して、ウエハ２００の周囲から供給される。そのため、ウエハ２００の中央面にはウエハ２００外周面を研磨した後のスラリーが流れ込むが、一方ではウエハ２００外周面には未使用なスラリーが流れ込む。未使用なスラリーは研磨効率が高いため、ウエハ２００の外周面は中央面よりも研磨されてしまう。以上のことから、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５の膜厚は分布Ａのようになることがわかった。   The cause of the distribution A is the method of supplying the slurry to the wafer 200. As described above, the slurry supplied to the polishing pad 402 is supplied from the periphery of the wafer 200 via the retainer ring 403b. For this reason, the slurry after polishing the outer peripheral surface of the wafer 200 flows into the central surface of the wafer 200, while unused slurry flows into the outer peripheral surface of the wafer 200. Since unused slurry has high polishing efficiency, the outer peripheral surface of the wafer 200 is polished more than the center surface. From the above, it was found that the film thickness of the poly-Si film 2005 is as distribution A.

分布Ｂとなる原因はリテナーリング４０３ｂの摩耗である。研磨装置４００にて多くのウエハ２００を研磨すると、研磨布４０２に押し付けられたリテナーリング４０３ｂの先端が摩耗し、溝４０３ｄや研磨布４０２との接触面が変形したりする。そのため、本来供給されるべきスラリーがリテナーリング４０３ｂの内周に供給されない場合がある。このような場合、ウエハ２００の外周面にスラリーが供給されないので、ウエハ２００の中央面が研磨され、外周面が研磨されない状態になる。従って、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５の膜厚は分布Ｂのようになることがわかった。   The cause of the distribution B is wear of the retainer ring 403b. When many wafers 200 are polished by the polishing apparatus 400, the tip of the retainer ring 403b pressed against the polishing cloth 402 is worn, and the contact surface with the groove 403d and the polishing cloth 402 is deformed. Therefore, the slurry that should be supplied may not be supplied to the inner periphery of the retainer ring 403b. In such a case, since the slurry is not supplied to the outer peripheral surface of the wafer 200, the central surface of the wafer 200 is polished and the outer peripheral surface is not polished. Therefore, it was found that the film thickness of the poly-Si film 2005 is as distribution B.

分布Ａまたは分布Ｂといった膜厚分布は、上述したようにＣＭＰ装置の構造に起因して生じるものであるが、ＣＭＰ装置の構造を変更することは必ずしも容易ではない。
そこで、本実施形態では、研磨工程（Ｓ１０３）で研磨が施された後のｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５に対して、膜厚測定工程（Ｓ１０４）とハードマスク膜形成工程（Ｓ１０５）を行うことで、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５の膜厚分布の偏りを補正する。 Although the film thickness distribution such as the distribution A or the distribution B is caused by the structure of the CMP apparatus as described above, it is not always easy to change the structure of the CMP apparatus.
Therefore, in the present embodiment, by performing the film thickness measurement step (S104) and the hard mask film formation step (S105) on the poly-Si layer 2005 after being polished in the polishing step (S103), The bias in the film thickness distribution of the poly-Si layer 2005 is corrected.

（膜厚測定工程Ｓ１０４）
膜厚測定工程（Ｓ１０４）では、研磨工程（Ｓ１０３）で研磨が施された後のｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５について、その膜厚を測定して、その測定結果からｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５の面内の膜厚分布に関するデータ（以下、単に「膜厚分布データ」という。）を取得する。 (Film thickness measuring step S104)
In the film thickness measurement step (S104), the thickness of the poly-Si layer 2005 after being polished in the polishing step (S103) is measured, and the in-plane of the poly-Si layer 2005 is determined from the measurement result. Data on the film thickness distribution (hereinafter simply referred to as “film thickness distribution data”) is acquired.

膜厚の測定は、膜厚測定装置を用いて行う。すなわち、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５の膜厚の測定に際して、膜厚測定装置には、ＣＭＰ装置から搬出されたウエハ２００が搬入される。ここでいう膜厚とは、例えば凹構造表面２００２ａからｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５表面までの高さのことである。なお、膜厚測定装置は、光学式または接触式を問わず一般的な構成のものであればよく、ここでは詳細な説明を省略する。   The film thickness is measured using a film thickness measuring device. That is, when measuring the film thickness of the poly-Si layer 2005, the wafer 200 unloaded from the CMP apparatus is loaded into the film thickness measuring apparatus. The film thickness here is, for example, the height from the concave structure surface 2002a to the surface of the poly-Si layer 2005. The film thickness measuring device may be of a general configuration regardless of optical type or contact type, and detailed description thereof is omitted here.

膜厚測定装置では、研磨工程（Ｓ１０３）を経た後のウエハ２００が搬入されると、そのウエハ２００上におけるｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５について、少なくともウエハ２００の中心側および外周側のそれぞれを含む複数箇所の膜厚（高さ）を測定し、これによりｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５の面内の膜厚分布データを取得する。このような測定を行うことで、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５については、研磨工程（Ｓ１０３）を経た後の膜厚分布が分布Ａであるか、または分布Ｂであるかがわかるようになる。そして、測定により膜厚分布データを得たら、膜厚測定装置からは、ウエハ２００が搬出される。   In the film thickness measuring apparatus, when the wafer 200 after the polishing step (S103) is carried in, a plurality of locations including at least the center side and the outer peripheral side of the wafer 200 with respect to the poly-Si layer 2005 on the wafer 200. The film thickness (height) is measured, and thereby the in-plane film thickness distribution data of the poly-Si layer 2005 is acquired. By performing such measurement, the poly-Si layer 2005 can be determined whether the film thickness distribution after the polishing step (S103) is the distribution A or the distribution B. When the film thickness distribution data is obtained by the measurement, the wafer 200 is unloaded from the film thickness measuring device.

膜厚測定装置で得られた膜厚分布データは、少なくとも当該膜厚測定装置の上位装置に送られる。また、上位装置を介して、後述するハードマスク膜形成工程（Ｓ１０５）を実行する基板処理装置に送られてもよい。これにより、上位装置は（基板処理装置に送られた場合は当該基板処理装置も含む）、膜厚測定装置からの膜厚分布データを取得することが可能となる。   The film thickness distribution data obtained by the film thickness measuring device is sent to at least the host device of the film thickness measuring device. Further, it may be sent to a substrate processing apparatus that executes a hard mask film forming step (S105) described later via a host device. Thereby, the host apparatus (including the substrate processing apparatus when sent to the substrate processing apparatus) can acquire the film thickness distribution data from the film thickness measuring apparatus.

（ハードマスク膜形成工程Ｓ１０５）
続いて、ハードマスク膜形成工程S１０５を説明する。本工程で形成されるハードマスク膜２００６は、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５と異なる化合物である。図７に示すように、ハードマスク膜２００６は、研磨後のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５上に形成される。ハードマスク膜２００６はｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５よりも固い膜であり、例えばエッチングストッパ膜、研磨ストッパ膜等のハードマスク膜として用いられる。ダマシン配線を形成する場合は、バリア絶縁膜としても用いられても良い。ハードマスク膜２００６は、例えばシリコン窒化膜の替わりに、シリコン酸化膜や炭化シリコン膜を用いても良い。 (Hard mask film forming step S105)
Subsequently, the hard mask film forming step S105 will be described. The hard mask film 2006 formed in this step is a compound different from the poly-Si film 2005. As shown in FIG. 7, the hard mask film 2006 is formed on the polished poly-Si film 2005. The hard mask film 2006 is harder than the poly-Si film 2005, and is used as a hard mask film such as an etching stopper film or a polishing stopper film. When a damascene wiring is formed, it may be used as a barrier insulating film. As the hard mask film 2006, for example, a silicon oxide film or a silicon carbide film may be used instead of the silicon nitride film.

形成する際は、研磨後のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５の膜厚分布を補正するように、ハードマスク膜２００６（単にＳiN膜、もしくは補正膜とも呼ぶ。）を形成する。より好ましくは、ハードマスク膜２００６の表面の高さをウエハ２００の面内で揃えるようにハードマスク膜２００６を形成する。ここでいう高さとは、ハードマスク膜２００６の表面までの高さを言い、言い換えれば凹構造表面２００２ａからハードマスク膜２００６表面までの距離をいう。   When forming, a hard mask film 2006 (also simply referred to as a SiN film or a correction film) is formed so as to correct the film thickness distribution of the polished poly-Si film 2005. More preferably, the hard mask film 2006 is formed so that the height of the surface of the hard mask film 2006 is aligned in the plane of the wafer 200. The height here refers to the height to the surface of the hard mask film 2006, in other words, the distance from the concave structure surface 2002a to the surface of the hard mask film 2006.

以下に、図７から図１５を用いて本工程を説明する。図７は、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５が分布Ａとなった場合に、本工程で形成したハードマスク膜２００６を説明する図である。図８は膜厚分布Ａと、その補正後の膜厚分布Ａ’を説明する説明図である。図９は、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５が分布Ｂとなった場合に、本工程で形成したハードマスク膜２００６を説明する図である。図１０は膜厚分布Ｂと、その補正後の膜厚分布Ｂ’を説明する説明図である。図１１から図１５は本工程を実現するための基板処理装置を説明する説明図である。   Below, this process is demonstrated using FIGS. 7-15. FIG. 7 is a diagram illustrating the hard mask film 2006 formed in this step when the poly-Si film 2005 has a distribution A. FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the film thickness distribution A and the corrected film thickness distribution A ′. FIG. 9 is a diagram illustrating the hard mask film 2006 formed in this step when the poly-Si film 2005 has a distribution B. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the film thickness distribution B and the corrected film thickness distribution B ′. 11 to 15 are explanatory views for explaining a substrate processing apparatus for realizing this process.

図７において、（Ａ）はハードマスク膜２００６を形成した後のウエハ２００を上方から見た図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のα−α’の断面のうち、ウエハ２００中央とその外周を抜粋した図である。   7A is a view of the wafer 200 after the hard mask film 2006 is formed as viewed from above, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line α-α ′ in FIG. It is the figure which extracted the wafer 200 center and its outer periphery.

図９（Ａ）はハードマスク膜２００６を形成した後のウエハ２００を上方から見た図であり、図９（Ａ）のα−α’の断面のうち、ウエハ２００中央とその外周を抜粋した図である。 FIG. 9A is a view of the wafer 200 after the hard mask film 2006 is formed as seen from above. The center of the wafer 200 and the outer periphery thereof are extracted from the α-α ′ cross section of FIG. 9A. FIG.

ここでは、ウエハ２００中央面のハードマスク膜をハードマスク膜２００６ａ、外周面をハードマスク膜２００６ｂと呼ぶ。 Here, the hard mask film on the central surface of the wafer 200 is called a hard mask film 2006a, and the outer peripheral surface is called a hard mask film 2006b.

測定器から搬出されたウエハ２００は、図１１に示すハードマスク膜形成装置である基板処理装置９００に搬入される。   The wafer 200 unloaded from the measuring instrument is loaded into a substrate processing apparatus 900 which is a hard mask film forming apparatus shown in FIG.

基板処理装置９００は、膜厚測定工程Ｓ１０４で測定したデータに基づいてハードマスク膜２００６の膜厚を基板面内において制御する。例えば、上位装置から受信したデータが分布Ａを示すデータであれば、図７に示すように、ウエハ２００外周面のハードマスク膜２００６ｂを厚くし、中央面のハードマスク膜２００６ａがハードマスク膜２００６ｂよりも薄くなるよう、膜厚を制御する。また、上位装置から受信したデータが分布Ｂを示すデータであれば、図９に示すように、ウエハ２００中央面のハードマスク膜２００６ａを厚くし、外周面のハードマスク膜２００６ｂがハードマスク膜２００６ａよりも薄くなるよう、膜厚を制御する   The substrate processing apparatus 900 controls the film thickness of the hard mask film 2006 within the substrate surface based on the data measured in the film thickness measurement step S104. For example, if the data received from the host device is data indicating the distribution A, as shown in FIG. 7, the hard mask film 2006b on the outer peripheral surface of the wafer 200 is thickened, and the hard mask film 2006a on the center surface is hard mask film 2006b. The film thickness is controlled so as to be thinner. If the data received from the host device is data indicating the distribution B, as shown in FIG. 9, the hard mask film 2006a on the central surface of the wafer 200 is thickened, and the hard mask film 2006b on the outer peripheral surface is hard mask film 2006a. Control the film thickness to be thinner

より好ましくは、凹構造表面２００２ａから見て、第一のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５とハードマスク膜２００６とを重ね合わせた積層膜、即ちｐｏｌｙ−Ｓｉ膜上に形成されたハードマスク膜の高さを、ウエハ２００の面内で所定の範囲にするよう、ハードマスク膜２００６の厚みを制御する。言い換えれば、基板の面内におけるハードマスク膜２００６の高さの分布が所定の範囲内となるようハードマスク膜の膜厚分布を制御する。このようにすることで、図７、図９に示すように、ウエハ２００中央面における凹構造表面２００２ａからハードマスク膜２００６ａ上端までの高さＨ１ａと、ウエハ２００外周面における凹構造表面２００２ａからハードマスク膜２００６ｂの上端までの高さＨ１ｂとを揃えることができる。 More preferably, the height of the hard mask film formed on the poly-Si film, that is, the stacked film in which the first poly-Si film 2005 and the hard mask film 2006 are overlapped as viewed from the concave structure surface 2002a is set. The thickness of the hard mask film 2006 is controlled so as to be within a predetermined range within the surface of the wafer 200. In other words, the film thickness distribution of the hard mask film is controlled so that the height distribution of the hard mask film 2006 in the plane of the substrate falls within a predetermined range. By doing so, as shown in FIGS. 7 and 9, the height H1a from the concave structure surface 2002a to the upper end of the hard mask film 2006a on the central surface of the wafer 200 and the concave structure surface 2002a to the hard surface on the outer peripheral surface of the wafer 200 are hardened. The height H1b up to the upper end of the mask film 2006b can be made uniform.

次に、ハードマスク膜２００６ａ、ハードマスク膜２００６ｂそれぞれの膜厚を制御可能な、基板処理装置９００について、具体的に説明する。   Next, the substrate processing apparatus 900 capable of controlling the film thicknesses of the hard mask film 2006a and the hard mask film 2006b will be specifically described.

本実施形態に係る処理装置９００について説明する。基板処理装置９００は、図１１に示されているように、枚葉式基板処理装置として構成されている。   A processing apparatus 900 according to the present embodiment will be described. The substrate processing apparatus 900 is configured as a single wafer processing apparatus as shown in FIG.

基板処理装置９００は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料または石英により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ２００を処理する処理空間（処理室）２０１、搬送空間２０３が形成されている。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切り板２０４が設けられる。上部処理容器２０２ａに囲まれた空間であって、仕切り板２０４よりも上方の空間を処理空間（処理室ともいう）２０１と呼び、下部容器２０２ｂに囲まれた空間であって、仕切り板２０４よりも下方の空間を搬送空間２０３と呼ぶ。   The substrate processing apparatus 900 includes a processing container 202. The processing container 202 is configured as a flat sealed container having a circular cross section, for example. The processing container 202 is made of, for example, a metal material such as aluminum (Al) or stainless steel (SUS) or quartz. In the processing container 202, a processing space (processing chamber) 201 for processing a wafer 200 such as a silicon wafer as a substrate and a transfer space 203 are formed. The processing container 202 includes an upper container 202a and a lower container 202b. A partition plate 204 is provided between the upper container 202a and the lower container 202b. A space surrounded by the upper processing vessel 202 a and above the partition plate 204 is called a processing space (also referred to as a processing chamber) 201, and is a space surrounded by the lower vessel 202 b, from the partition plate 204. The lower space is also referred to as a conveyance space 203.

下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ２０５に隣接した基板搬入出口２０６が設けられており、ウエハ２００は基板搬入出口２０６を介して図示しない真空搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。   A substrate loading / unloading port 206 adjacent to the gate valve 205 is provided on the side surface of the lower container 202b, and the wafer 200 moves between a vacuum transfer chamber (not shown) via the substrate loading / unloading port 206. A plurality of lift pins 207 are provided at the bottom of the lower container 202b.

処理室２０１内には、ウエハ２００を支持する基板載置部２１０が設けられている。基板載置部２１０は、ウエハ２００を載置する載置面２１１と、載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２とを有する。更には、加熱部としてのヒータ２１３を設ける。加熱部を設けることにより、ウエハ２００を加熱させ、ウエハ２００上に形成される膜の品質を向上させることができる。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられていても良い。   In the processing chamber 201, a substrate platform 210 that supports the wafer 200 is provided. The substrate platform 210 includes a placement surface 211 on which the wafer 200 is placed, and a substrate placement table 212 having the placement surface 211 on the surface. Furthermore, a heater 213 as a heating unit is provided. By providing the heating unit, the wafer 200 can be heated and the quality of the film formed on the wafer 200 can be improved. The substrate mounting table 212 may be provided with through holes 214 through which the lift pins 207 penetrate at positions corresponding to the lift pins 207.

基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、更には処理容器２０２の外部で昇降機構２１８に接続されている。昇降機構２１８を作動させてシャフト２１７及び基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置されるウエハ２００を昇降させることが可能に構成される。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。   The substrate mounting table 212 is supported by the shaft 217. The shaft 217 passes through the bottom of the processing container 202, and is further connected to the lifting mechanism 218 outside the processing container 202. By operating the elevating mechanism 218 to elevate and lower the shaft 217 and the substrate mounting table 212, the wafer 200 placed on the substrate placing surface 211 can be raised and lowered. Note that the periphery of the lower end of the shaft 217 is covered with a bellows 219, and the inside of the processing chamber 201 is kept airtight.

基板載置台２１２は、ウエハ２００の搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０６の位置（ウエハ搬送位置）となるように下降し、ウエハ２００の処理時には図１１で示されるように、ウエハ２００が処理室２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）まで上昇する。   When the wafer 200 is transferred, the substrate mounting table 212 is lowered so that the substrate mounting surface 211 is located at the position of the substrate loading / unloading port 206 (wafer transfer position). When the wafer 200 is processed, as shown in FIG. 200 moves up to a processing position (wafer processing position) in the processing chamber 201.

具体的には、基板載置台２１２をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２０７の上端部が基板載置面２１１の上面から突出して、リフトピン２０７がウエハ２００を下方から支持するようになっている。また、基板載置台２１２をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０７は基板載置面２１１の上面から埋没して、基板載置面２１１がウエハ２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０７は、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。なお、リフトピン２０７に昇降機構を設けて、基板載置台２１２とリフトピン２０７が相対的に動くように構成してもよい。   Specifically, when the substrate mounting table 212 is lowered to the wafer transfer position, the upper end portion of the lift pins 207 protrudes from the upper surface of the substrate mounting surface 211, and the lift pins 207 support the wafer 200 from below. Yes. When the substrate mounting table 212 is raised to the wafer processing position, the lift pins 207 are buried from the upper surface of the substrate mounting surface 211 so that the substrate mounting surface 211 supports the wafer 200 from below. In addition, since the lift pins 207 are in direct contact with the wafer 200, it is desirable to form the lift pins 207 from a material such as quartz or alumina, for example. Note that a lift mechanism may be provided on the lift pin 207 so that the substrate mounting table 212 and the lift pin 207 move relatively.

ヒータ２１３は、ウエハ２００の中心である中心面と、その中心面の外周である外周面をそれぞれ個別に加熱制御可能な構成である。例えば、基板載置面２１１の中心に設けられ、上方から見て周状のセンターゾーンヒータ２１３ａと、同じく周状であり、センターゾーンヒータ２１３ａの外周に設けられたアウトゾーンヒータ２１３ｂを有する。センターゾーンヒータ２１３ａはウエハの中心面を加熱し、アウトゾーンヒータ２１３ｂはウエハの外周面を加熱する。 The heater 213 is configured to be able to individually control the heating of the central surface that is the center of the wafer 200 and the outer peripheral surface that is the outer periphery of the central surface. For example, it has a center zone heater 213a which is provided at the center of the substrate mounting surface 211 and has a circumferential shape when viewed from above, and an out zone heater 213b which is also circumferential and provided on the outer periphery of the center zone heater 213a. The center zone heater 213a heats the center surface of the wafer, and the out zone heater 213b heats the outer peripheral surface of the wafer.

センターゾーンヒータ２１３ａ、アウトゾーンヒータ２１３ｂは、それぞれヒータ電力供給線を介してヒータ温度制御部２１５に接続される。ヒータ温度制御部２１５は各ヒータへの電力供給を制御することで、ウエハ２００の中心面、外周面の温度を制御する。   The center zone heater 213a and the out zone heater 213b are each connected to the heater temperature control unit 215 via a heater power supply line. The heater temperature control unit 215 controls the temperature of the central surface and the outer peripheral surface of the wafer 200 by controlling the power supply to each heater.

基板載置台２１３には、ウエハ２００の温度を測定する温度測定器２１６ａと温度測定器２１６ｂが内包される。温度測定器２１６ａはセンターゾーンヒータ２１３ａ近傍の温度を測定するよう、基板載置台２１２の中心部に設けられる。温度測定器２１６ｂはアウトゾーンヒータ２１３ｂ近傍の温度を測定するよう、基板載置台２１２の外周面に設けられる。温度測定器２１６ａ、温度測定器２１６ｂは温度情報受信部２１６ｃに接続される。各温度測定器で測定した温度は、温度情報受信部２１６ｃに送信される。温度情報受信部２１６ｃは受信した温度情報を後述するコントローラ２６０に温度情報を送信する。コントローラ２６０は受信した温度情報や上位装置２７０から受信する膜厚情報に基づきヒータ温度を制御する。なお、温度測定器２１６ａ、温度測定器２１６ｂ、温度情報受信部２１６ｃをまとめて温度検出部２１６とする。   The substrate mounting table 213 includes a temperature measuring device 216 a and a temperature measuring device 216 b for measuring the temperature of the wafer 200. The temperature measuring device 216a is provided at the center of the substrate mounting table 212 so as to measure the temperature near the center zone heater 213a. The temperature measuring device 216b is provided on the outer peripheral surface of the substrate mounting table 212 so as to measure the temperature in the vicinity of the out-zone heater 213b. The temperature measuring device 216a and the temperature measuring device 216b are connected to the temperature information receiving unit 216c. The temperature measured by each temperature measuring device is transmitted to the temperature information receiving unit 216c. The temperature information receiving unit 216c transmits the received temperature information to the controller 260 described later. The controller 260 controls the heater temperature based on the received temperature information and the film thickness information received from the host device 270. The temperature measuring unit 216a, the temperature measuring unit 216b, and the temperature information receiving unit 216c are collectively referred to as a temperature detecting unit 216.

（排気系）
処理室２０１（上部容器２０２ａ）の内壁上面には、処理室２０１の雰囲気を排気する排気口２２１が設けられている。排気口２２１には第1排気管としての排気管２２４が接続されており、排気管２２４には、処理室２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器２２２、真空ポンプ２２３が順に直列に接続されている。主に、排気口２２１、排気管２２４、圧力調整器２２２により、第１の排気部（排気ライン）が構成される。なお、真空ポンプ２２３を第１の排気部に含めるように構成しても良い。 (Exhaust system)
An exhaust port 221 for exhausting the atmosphere of the processing chamber 201 is provided on the upper surface of the inner wall of the processing chamber 201 (upper container 202a). An exhaust pipe 224 as a first exhaust pipe is connected to the exhaust port 221, and a pressure regulator 222 such as an APC (Auto Pressure Controller) that controls the inside of the processing chamber 201 to a predetermined pressure is connected to the exhaust pipe 224. The vacuum pump 223 is connected in series in order. The exhaust port 221, the exhaust pipe 224, and the pressure regulator 222 mainly constitute a first exhaust part (exhaust line). Note that the vacuum pump 223 may be included in the first exhaust part.

（バッファ室）
処理室２０１の上方には、バッファ室２３２が設けられている。バッファ室２３２は、側壁２３２ａ、天井２３２ｂにより構成されている。バッファ室２３２は、シャワーヘッド２３４を内包する。バッファ室２３２の内壁２３２ａとシャワーヘッド２３４との間には、ガス供給経路２３５が構成される。即ち、ガス供給経路２３５はシャワーヘッド２３４の外壁２３４ｂを囲むように設けられる。 (Buffer room)
A buffer chamber 232 is provided above the processing chamber 201. The buffer chamber 232 includes a side wall 232a and a ceiling 232b. The buffer chamber 232 contains the shower head 234. A gas supply path 235 is configured between the inner wall 232 a of the buffer chamber 232 and the shower head 234. That is, the gas supply path 235 is provided so as to surround the outer wall 234b of the shower head 234.

シャワーヘッド２３４と処理室２０１を区画する壁には、分散板２３４aが設けられる。分散板２３４ａは例えば円盤状に構成される。処理室２０１側から見ると、図１２のようにガス供給経路２３５はシャワーヘッド側壁２３４ｂと側壁２３２ａの間であって、分散板２３４の水平方向周囲に設けられた構造となる。 A dispersion plate 234 a is provided on a wall that partitions the shower head 234 and the processing chamber 201. The dispersion plate 234a is configured in a disk shape, for example. When viewed from the processing chamber 201 side, as shown in FIG. 12, the gas supply path 235 is provided between the shower head side wall 234b and the side wall 232a and around the dispersion plate 234 in the horizontal direction.

バッファ室２３２の天井２３２ｂには、ガス導入管２３６、ガス導入管２３７が貫通されている。更に、ガス導入管２３８、ガス導入管２３９が接続されている。ガス導入管２３６、ガス導入管２３７はシャワーヘッド２３４に接続される。ガス導入管２３６、ガス導入管２３８は後述する第一ガス供給系に接続される。ガス導入管２３７、ガス導入管２３９は後述する第二ガス供給系に接続される。   A gas introduction pipe 236 and a gas introduction pipe 237 are passed through the ceiling 232 b of the buffer chamber 232. Further, a gas introduction pipe 238 and a gas introduction pipe 239 are connected. The gas introduction pipe 236 and the gas introduction pipe 237 are connected to the shower head 234. The gas introduction pipe 236 and the gas introduction pipe 238 are connected to a first gas supply system described later. The gas introduction pipe 237 and the gas introduction pipe 239 are connected to a second gas supply system described later.

ガス導入管２３６、ガス導入管２３７から導入されたガスはシャワーヘッド２３４を介して処理室２０１に供給される。ガス導入管２３８、ガス導入管２３９から導入されたガスはガス供給経路２３５を介して処理室２０１に供給される。 The gas introduced from the gas introduction pipe 236 and the gas introduction pipe 237 is supplied to the processing chamber 201 through the shower head 234. The gas introduced from the gas introduction pipe 238 and the gas introduction pipe 239 is supplied to the processing chamber 201 through the gas supply path 235.

シャワーヘッド２３４から供給されたガスはウエハ２００の中心に供給される。ガス供給経路２３５から供給されたガスはウエハ２００のエッジに供給される。ウエハの外周面（エッジ）とは、前述のウエハ中心に対して、その外周をいう。
シャワーヘッド２３４は、例えば、石英、アルミナ、ステンレス、アルミなどの材料で構成される。 The gas supplied from the shower head 234 is supplied to the center of the wafer 200. The gas supplied from the gas supply path 235 is supplied to the edge of the wafer 200. The outer peripheral surface (edge) of the wafer refers to the outer periphery of the wafer center.
The shower head 234 is made of a material such as quartz, alumina, stainless steel, or aluminum.

（ガス供給系）
（第一ガス供給系）
続いて、図１３を用いて第一のガス供給系を説明する。
図１３のＡ１は図１１のＡ１に接続され、図１３のＡ２は図１１のＡ２に接続される。即ち、ガス供給管２４１ａはガス導入管２３６に接続され、ガス供給管２４２aはガス導入管２３８に接続される。 (Gas supply system)
(First gas supply system)
Next, the first gas supply system will be described with reference to FIG.
A1 in FIG. 13 is connected to A1 in FIG. 11, and A2 in FIG. 13 is connected to A2 in FIG. That is, the gas supply pipe 241 a is connected to the gas introduction pipe 236, and the gas supply pipe 242 a is connected to the gas introduction pipe 238.

ガス供給管２４１ａには、上流から合流管２４０ｂ、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４１ｃが設けられる。マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４１ｃによって、ガス供給管２４１ａを通過するガスの流量が制御される。合流管２４０ｂの上流には第一の処理ガスのガス源２４０ａが設けられる。 The gas supply pipe 241a is provided with a merge pipe 240b, a mass flow controller 241b, and a valve 241c from the upstream. The flow rate of the gas passing through the gas supply pipe 241a is controlled by the mass flow controller 241b and the valve 241c. A gas source 240a of the first processing gas is provided upstream of the merge pipe 240b.

第一の処理ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。
ここで、第一元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一処理ガスは、例えばシリコン含有ガスである。シリコン含有ガスとしては、例えば、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスを用いる。なお、なお、シリコン含有ガスとしては、ジシランの他に、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）ＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２（ビス ターシャル ブチル アミノ シラン、略称：ＢＴＢＡＳ）、テトラキスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：４ＤＭＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２、略称：２ＤＥＡＳ）ガス、ビスターシャリーブチルアミノシラン（ＳｉＨ２［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガス等、ヘキサメチルジシラザン（Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２、略称：ＨＭＤＳ）やトリシリルアミン（（ＳｉＨ３）３Ｎ、略称：ＴＳＡ）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）等を用いることができる。なお、第一処理ガスの原料は、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第一処理ガスの原料が常温常圧で液体の場合は、第一ガス供給源２４３ｂとＭＦＣ２４３ｃとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは原料は気体として説明する。 The first processing gas is a raw material gas, that is, one of the processing gases.
Here, the first element is, for example, silicon (Si). That is, the first processing gas is, for example, a silicon-containing gas. For example, disilane (Si 2 H 6 ) gas is used as the silicon-containing gas. Note that as the silicon-containing gas, in addition to disilane, TEOS (Tetraethyl orthosilicate, Si (OC 2 H 5 ) 4 ) SiH 2 (NH (C 4 H 9 )) 2 (bis-tertiary butyl amino silane, abbreviation: BTBAS), tetrakisdimethylaminosilane (Si [N (CH 3 ) 2 ] 4 , abbreviation: 4DMAS) gas, bisdiethylaminosilane (Si [N (C 2 H 5 ) 2 ] 2 H 2 , abbreviation: 2DEAS) gas, bister Shalybutylaminosilane (SiH 2 [NH (C 4 H 9 )] 2 , abbreviation: BTBAS) gas, etc., hexamethyldisilazane (C 6 H 19 NSi 2 , abbreviation: HMDS) and trisilylamine ((SiH 3 ) 3 N, abbreviation: TSA), hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6, Referred to: HCDS) or the like can be used. Note that the raw material of the first processing gas may be solid, liquid, or gas at normal temperature and pressure. When the raw material of the first processing gas is liquid at normal temperature and pressure, a vaporizer (not shown) may be provided between the first gas supply source 243b and the MFC 243c. Here, the raw material is described as a gas.

好ましくは、バルブ２４１ｃの下流側に、不活性ガスを供給するための第一の不活性ガス供給管２４３ａが接続される。不活性ガス供給管２４３ａには、上流から不活性ガス源２４３ｂ、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄが設けられる。不活性ガスは例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。不活性ガスは、ガス供給管２４１ａを流れるガスに添加され、希釈ガスとして使用される。マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄを制御することで、ガス導入管２３６、シャワーヘッド２３４を介して供給する処理ガスの濃度や流量を、より最適にチューニングすることができる。   Preferably, a first inert gas supply pipe 243a for supplying an inert gas is connected to the downstream side of the valve 241c. The inert gas supply pipe 243a is provided with an inert gas source 243b, a mass flow controller 243c, and a valve 243d from upstream. For example, helium (He) gas is used as the inert gas. The inert gas is added to the gas flowing through the gas supply pipe 241a and used as a dilution gas. By controlling the mass flow controller 243c and the valve 243d, the concentration and flow rate of the process gas supplied through the gas introduction pipe 236 and the shower head 234 can be tuned more optimally.

ガス導入管２３８と接続されるガス供給管２４２ａには、上流から合流管２４０ｂ、マスフローコントローラ２４２ｂ、バルブ２４２ｃが設けられる。マスフローコントローラ２４２ｂ、バルブ２４２ｃによって、ガス供給管２４２ａを通過するガスの流量が制御される。合流管２４０ｂの上流には第一の処理ガスのガス源２４０ａが設けられる。 A gas supply pipe 242a connected to the gas introduction pipe 238 is provided with a merge pipe 240b, a mass flow controller 242b, and a valve 242c from the upstream. The flow rate of the gas passing through the gas supply pipe 242a is controlled by the mass flow controller 242b and the valve 242c. A gas source 240a of the first processing gas is provided upstream of the merge pipe 240b.

好ましくは、バルブ２４２ｃの下流側に、不活性ガスを供給するための第二の不活性ガス供給管２４４ａが接続される。不活性ガス供給管２４４ａには、上流から不活性ガス源２４４ｂ、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄが設けられる。不活性ガスは例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。不活性ガスは、ガス供給管２４２ａを流れるガスに添加され、希釈ガスとして使用される。マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄを制御することで、ガス導入管２３８、ガス供給経路２３５を流れるガスの濃度や流量を、より最適にチューニングすることができる。   Preferably, a second inert gas supply pipe 244a for supplying an inert gas is connected to the downstream side of the valve 242c. The inert gas supply pipe 244a is provided with an inert gas source 244b, a mass flow controller 244c, and a valve 244d from upstream. For example, helium (He) gas is used as the inert gas. The inert gas is added to the gas flowing through the gas supply pipe 242a and used as a dilution gas. By controlling the mass flow controller 244c and the valve 244d, the concentration and flow rate of the gas flowing through the gas introduction pipe 238 and the gas supply path 235 can be tuned more optimally.

ガス供給管２４１ａ、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４１ｃ、ガス供給管２４２ａ、マスフローコントローラ２４２ｂ、バルブ２４２ｃ、合流管２４０ｂをまとめて第一ガス供給系と呼ぶ。なお、ガス源２４０ａ、ガス導入管２３６、ガス導入管２３８を第一ガス供給系に含めても良い。   The gas supply pipe 241a, the mass flow controller 241b, the valve 241c, the gas supply pipe 242a, the mass flow controller 242b, the valve 242c, and the junction pipe 240b are collectively referred to as a first gas supply system. The gas source 240a, the gas introduction pipe 236, and the gas introduction pipe 238 may be included in the first gas supply system.

第一の不活性ガス供給管２４３ａ、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、第二の不活性ガス供給管２４４ａ、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄをまとめて第一不活性ガス供給系と呼ぶ。なお、不活性ガス源２４３ｂ、不活性ガス源２４４ｂを第一不活性ガス供給系に含めても良い。
更には、第一ガス供給系に第一不活性ガス供給系を含めても良い。 The first inert gas supply pipe 243a, the mass flow controller 243c, the valve 243d, the second inert gas supply pipe 244a, the mass flow controller 244c, and the valve 244d are collectively referred to as a first inert gas supply system. Note that the inert gas source 243b and the inert gas source 244b may be included in the first inert gas supply system.
Further, the first gas supply system may include a first inert gas supply system.

（第二ガス供給系）
続いて、図１４を用いて第二ガス供給系を説明する。図１４のＢ１は図１１のＢ１に接続され、Ｂ２は図１１のＢ２に接続される。即ち、ガス供給管２５１ａはガス導入管２３７に接続され、ガス供給管２５２aはガス導入管２３９に接続される。 (Second gas supply system)
Subsequently, the second gas supply system will be described with reference to FIG. B1 in FIG. 14 is connected to B1 in FIG. 11, and B2 is connected to B2 in FIG. That is, the gas supply pipe 251 a is connected to the gas introduction pipe 237, and the gas supply pipe 252 a is connected to the gas introduction pipe 239.

ガス供給管２５１ａには、上流から合流管２５０ｂ、マスフローコントローラ２５１ｂ、バルブ２５１ｃが設けられる。マスフローコントローラ２５１ｂ、バルブ２５１ｃによって、ガス供給管２４１ａを通過するガスの流量が制御される。合流管２５０ｂの上流には第二の処理ガスのガス源２５０ａが設けられる。   The gas supply pipe 251a is provided with a merge pipe 250b, a mass flow controller 251b, and a valve 251c from the upstream. The flow rate of the gas passing through the gas supply pipe 241a is controlled by the mass flow controller 251b and the valve 251c. A gas source 250a for the second processing gas is provided upstream of the merge pipe 250b.

ここで、第２の処理ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）のいずれかである。本実施形態では、シリコンの窒化源となる窒素含有ガスが用いられる。具体的には、第２の処理ガスとして、アンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。また、第２の処理ガスとして、これらの元素を複数含むガスを用いても良い。 Here, the second processing gas contains a second element different from the first element. The second element is, for example, any one of nitrogen (N), carbon (C), and hydrogen (H). In this embodiment, a nitrogen-containing gas serving as a silicon nitriding source is used. Specifically, ammonia (NH 3 ) gas is used as the second processing gas. Further, a gas containing a plurality of these elements may be used as the second processing gas.

好ましくは、バルブ２５１ｃの下流側に、不活性ガスを供給するための第三の不活性ガス供給管２５３ａが設けられる。不活性ガス供給管２５３ａには、上流から不活性ガス源２５３ｂ、マスフローコントローラ２５３ｃ、バルブ２５３ｄが設けられる。不活性ガスは例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。不活性ガスは、ガス供給管２５１ａを流れるガスの希釈ガスとして使用される。マスフローコントローラ２５３ｃ、バルブ２５３ｄを制御することで、ガス導入管２３７、シャワーヘッド２３４を介して供給するガスの濃度や流量を、より最適にチューニングすることができる。   Preferably, a third inert gas supply pipe 253a for supplying an inert gas is provided downstream of the valve 251c. The inert gas supply pipe 253a is provided with an inert gas source 253b, a mass flow controller 253c, and a valve 253d from upstream. For example, helium (He) gas is used as the inert gas. The inert gas is used as a dilution gas for the gas flowing through the gas supply pipe 251a. By controlling the mass flow controller 253c and the valve 253d, the concentration and flow rate of the gas supplied through the gas introduction pipe 237 and the shower head 234 can be tuned more optimally.

ガス供給管２５２ａには、上流から合流管２５０ｂ、マスフローコントローラ２５２ｂ、バルブ２５２ｃが設けられる。マスフローコントローラ２５２ｂ、バルブ２５２ｃによって、ガス供給管２５２ａを通過するガスの流量が制御される。合流管２５０ｂの上流には第二の処理ガスのガス源２５０ａが設けられる。 The gas supply pipe 252a is provided with a merge pipe 250b, a mass flow controller 252b, and a valve 252c from the upstream. The flow rate of the gas passing through the gas supply pipe 252a is controlled by the mass flow controller 252b and the valve 252c. A gas source 250a for the second processing gas is provided upstream of the merge pipe 250b.

好ましくは、バルブ２５２ｃの下流側に、不活性ガスを供給するための第四の不活性ガス供給管２５４ａが設けられる。不活性ガス供給管２５４ａには、上流から不活性ガス源２５４ｂ、マスフローコントローラ２５４ｃ、バルブ２５４ｄが設けられる。不活性ガスは例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。不活性ガスは、ガス供給管２５２ａを流れるガスの希釈ガスとして使用される。マスフローコントローラ２５４ｃ、バルブ２５４ｄを制御することで、ガス導入管２３９、ガス供給経路２３５を流れるガスの濃度や流量を、より最適にチューニングすることができる。   Preferably, a fourth inert gas supply pipe 254a for supplying an inert gas is provided downstream of the valve 252c. The inert gas supply pipe 254a is provided with an inert gas source 254b, a mass flow controller 254c, and a valve 254d from the upstream. For example, helium (He) gas is used as the inert gas. The inert gas is used as a dilution gas for the gas flowing through the gas supply pipe 252a. By controlling the mass flow controller 254c and the valve 254d, the concentration and flow rate of the gas flowing through the gas introduction pipe 239 and the gas supply path 235 can be tuned more optimally.

ガス供給管２５１ａ、マスフローコントローラ２５１ｂ、バルブ２５１ｃ、ガス供給管２５２ａ、マスフローコントローラ２５２ｂ、バルブ２５２ｃ、合流管２５０ｂをまとめて第二ガス供給系と呼ぶ。なお、ガス源２５０ａ、ガス導入管２３７、ガス導入管２３９を第二ガス供給系に含めても良い。   The gas supply pipe 251a, the mass flow controller 251b, the valve 251c, the gas supply pipe 252a, the mass flow controller 252b, the valve 252c, and the junction pipe 250b are collectively referred to as a second gas supply system. The gas source 250a, the gas introduction pipe 237, and the gas introduction pipe 239 may be included in the second gas supply system.

第三の不活性ガス供給管２５３ａ、マスフローコントローラ２５３ｃ、バルブ２５３ｄ、第四の不活性ガス供給管２５４ａ、マスフローコントローラ２５４ｃ、バルブ２５４ｄをまとめて第二不活性ガス供給系と呼ぶ。なお、不活性ガス源２５３ｂ、不活性ガス源２５４ｂを第二不活性ガス供給系に含めても良い。
更には、第二ガス供給系に第二不活性ガス供給系を含めても良い。また第一ガス供給系、第二ガス供給系をまとめてガス供給系と呼ぶ。 The third inert gas supply pipe 253a, the mass flow controller 253c, the valve 253d, the fourth inert gas supply pipe 254a, the mass flow controller 254c, and the valve 254d are collectively referred to as a second inert gas supply system. Note that the inert gas source 253b and the inert gas source 254b may be included in the second inert gas supply system.
Furthermore, a second inert gas supply system may be included in the second gas supply system. The first gas supply system and the second gas supply system are collectively referred to as a gas supply system.

以上のように、第一ガス供給系及び第二ガス供給系それぞれにマスフローコントローラ、バルブを設けているので、個別にガスの量を制御することができる。また、第一の不活性ガス供給系、第二の不活性ガス供給系のそれぞれにマスフローコントローラ、バルブを設けているので、個別にガスの濃度を制御することができる。   As described above, since the mass flow controller and the valve are provided in each of the first gas supply system and the second gas supply system, the amount of gas can be individually controlled. Moreover, since the mass flow controller and the valve are provided in each of the first inert gas supply system and the second inert gas supply system, the gas concentration can be individually controlled.

（制御部）
基板処理装置９００は、基板処理装置９００の各部の動作を制御するコントローラ２６０を有している。 (Control part)
The substrate processing apparatus 900 includes a controller 260 that controls the operation of each unit of the substrate processing apparatus 900.

コントローラ２６０の概略を図１５に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２６０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、内部バス２６０ｅを介して、ＣＰＵ２６０ａ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２６０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２６１や、外部記憶装置２６２が接続可能に構成されている。更に、上位装置２７０にネットワークを介して接続される受信部２６３が設けられる。受信部２６０は、上位装置２７０から他の装置の情報を受信することが可能である。   An outline of the controller 260 is shown in FIG. The controller 260 serving as a control unit (control means) is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 260a, a RAM (Random Access Memory) 260b, a storage device 260c, and an I / O port 260d. The RAM 260b, the storage device 260c, and the I / O port 260d are configured to exchange data with the CPU 260a via the internal bus 260e. For example, an input / output device 261 configured as a touch panel or an external storage device 262 can be connected to the controller 260. Further, a receiving unit 263 connected to the host device 270 via a network is provided. The receiving unit 260 can receive information on other devices from the higher-level device 270.

記憶装置２６０ｃ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２６０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプログラムレシピ等が読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２６０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、このプログラム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、プログラムレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２６０ｂは、ＣＰＵ２６０ａ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。   The storage device 260c is configured by, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like. In the storage device 260c, a control program that controls the operation of the substrate processing apparatus, a program recipe that describes the procedure and conditions of the substrate processing described later, and the like are stored in a readable manner. Note that the process recipe is a combination of functions so that a predetermined result can be obtained by causing the controller 260 to execute each procedure in a substrate processing step to be described later, and functions as a program. Hereinafter, the program recipe, the control program, and the like are collectively referred to simply as a program. When the term “program” is used in this specification, it may include only a program recipe alone, may include only a control program alone, or may include both. The RAM 260b is configured as a memory area (work area) in which programs, data, and the like read by the CPU 260a are temporarily stored.

Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、ゲートバルブ２０５、昇降機構２１８、ヒータ２１３、圧力調整器２２２、真空ポンプ２２３等に接続されている。また、ＭＦＣ２４１ｂ、２４２ｂ、２４３ｃ、２４４ｃ、２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｃ、２５４ｃ、バルブ２４１ｃ，２４２ｃ、２４３ｄ、２４４ｄ、２５１ｃ，２５２ｃ、２５３ｄ、２５４ｄ等にも接続されていても良い。   The I / O port 260d is connected to the gate valve 205, the lifting mechanism 218, the heater 213, the pressure regulator 222, the vacuum pump 223, and the like. Further, it may be connected to MFCs 241b, 242b, 243c, 244c, 251b, 252b, 253c, 254c, valves 241c, 242c, 243d, 244d, 251c, 252c, 253d, 254d, and the like.

ＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃからの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２６１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２６０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２６０ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブ２０５の開閉動作、昇降機構２１８の昇降動作、ヒータ２１３への電力供給動作、圧力調整器２２２の圧力調整動作、真空ポンプ２２３のオンオフ制御、マスフローコントローラの流量調整動作、バルブ等を制御可能に構成されている。   The CPU 260a is configured to read and execute a control program from the storage device 260c, and to read a process recipe from the storage device 260c in response to an operation command input from the input / output device 261 or the like. The CPU 260a then opens / closes the gate valve 205, moves up / down the lifting mechanism 218, supplies power to the heater 213, adjusts the pressure of the pressure regulator 222, and vacuums in accordance with the contents of the read process recipe. The on / off control of the pump 223, the flow rate adjusting operation of the mass flow controller, and the valve can be controlled.

なお、コントローラ２６０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良い。例えば、上述のプログラムを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などの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２６２を用意し、係る外部記憶装置２６２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２６０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２６２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２６２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２６０ｃや外部記憶装置２６２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２６０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２６２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合が有る。   The controller 260 is not limited to being configured as a dedicated computer, and may be configured as a general-purpose computer. For example, an external storage device storing the above-described program (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 semiconductor memory such as a USB memory or a memory card) The controller 260 according to the present embodiment can be configured by preparing the H.262 and installing the program in a general-purpose computer using the external storage device 262. The means for supplying the program to the computer is not limited to supplying the program via the external storage device 262. For example, the program may be supplied without using the external storage device 262 using communication means such as the Internet or a dedicated line. Note that the storage device 260c and the external storage device 262 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium. Note that in this specification, the term recording medium may include only the storage device 260c alone, only the external storage device 262 alone, or both.

なお、本実施形態の受信部では、上位装置２７０から他の装置の情報を受信することについて記載したが、それに限るものではない。例えば、他の装置から、直接情報を受信するようにしてもよい。また、入出力装置２６１で他の装置の情報を入力し、それに基づき制御しても良い。また、他の装置の情報を外部記憶装置に記憶し、その外部記憶装置から他の装置の情報を受信しても良い。 Note that although the receiving unit of the present embodiment describes receiving information of another device from the higher-level device 270, the present invention is not limited to this. For example, information may be received directly from another device. In addition, information on other devices may be input through the input / output device 261 and controlled based on the information. Further, information on other devices may be stored in an external storage device, and information on other devices may be received from the external storage device.

続いて、基板処理装置９００を用いたハードマスク膜２００６の形成方法について説明する。
膜厚測定工程S１０４の後、測定されたウエハ２００は基板処理装置９００に搬入される。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２６０により制御される。 Next, a method for forming the hard mask film 2006 using the substrate processing apparatus 900 will be described.
After the film thickness measurement step S104, the measured wafer 200 is carried into the substrate processing apparatus 900. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 260.

＜基板搬入工程＞
膜厚測定工程Ｓ１０４でシリコン酸化膜２００５の膜厚分布が測定されたら、ウエハ２００を基板処理装置９００に搬入させる。具体的には、基板載置部２１０を昇降機構２１８によって下降させ、リフトピン２０７が貫通孔２１４から基板載置部２１０の上面側に突出させた状態にする。また、処理室２０１内を所定の圧力に調圧した後、ゲートバルブ２０５を開放し、ゲートバルブ２０５からリフトピン２０７上にウエハ２００を載置させる。ウエハ２００をリフトピン２０７上に載置させた後、昇降２１８によって基板載置部２１０を所定の位置まで上昇させることによって、ウエハ２００が、リフトピン２０７から基板載置部２１０へ載置されるようになる。 <Board loading process>
When the film thickness distribution of the silicon oxide film 2005 is measured in the film thickness measurement step S104, the wafer 200 is loaded into the substrate processing apparatus 900. Specifically, the substrate platform 210 is lowered by the elevating mechanism 218 so that the lift pins 207 protrude from the through holes 214 to the upper surface side of the substrate platform 210. Further, after adjusting the inside of the processing chamber 201 to a predetermined pressure, the gate valve 205 is opened, and the wafer 200 is placed on the lift pins 207 from the gate valve 205. After the wafer 200 is placed on the lift pins 207, the substrate placing unit 210 is raised to a predetermined position by the lift 218 so that the wafer 200 is placed on the substrate placing unit 210 from the lift pins 207. Become.

（減圧・昇温工程）
続いて、処理室２０１内が所定の圧力（真空度）となるように、排気管２２４を介して処理室２０１内を排気する。この際、圧力センサが測定した圧力値に基づき、圧力調整器２２２としてのＡＰＣバルブの弁の開度をフィードバック制御する。また、温度センサ２１６が検出した温度値に基づき、処理室２０１内が所定の温度となるようにヒータ２１３への通電量をフィードバック制御する。具体的には、基板載置部２１０をヒータ２１３により予め加熱しておき、ウエハ２００又は基板載置部２１０の温度変化が無くなってから所定時間置く。この間、処理室２０１内に残留している水分あるいは部材からの脱ガス等が有る場合は、真空排気や不活性ガス供給によるパージによって除去しても良い。これで成膜プロセス前の準備が完了することになる。なお、処理室２０１内を所定の圧力に排気する際に、一度、到達可能な真空度まで真空排気しても良い。 (Decompression / heating process)
Subsequently, the inside of the processing chamber 201 is exhausted through the exhaust pipe 224 so that the inside of the processing chamber 201 has a predetermined pressure (degree of vacuum). At this time, the opening degree of the APC valve as the pressure regulator 222 is feedback-controlled based on the pressure value measured by the pressure sensor. Further, based on the temperature value detected by the temperature sensor 216, the amount of current supplied to the heater 213 is feedback-controlled so that the inside of the processing chamber 201 becomes a predetermined temperature. Specifically, the substrate platform 210 is preheated by the heater 213 and placed for a predetermined time after the temperature change of the wafer 200 or the substrate platform 210 is eliminated. During this time, if there is moisture remaining in the processing chamber 201 or degassing from the member, it may be removed by evacuation or purging with an inert gas supply. This completes the preparation before the film forming process. Note that when the inside of the processing chamber 201 is evacuated to a predetermined pressure, the processing chamber 201 may be evacuated once to a reachable degree of vacuum.

ウエハ２００が基板載置部２１０に載置され、処理室２０１内の雰囲気が安定した後、マスフローコントローラ２４１ｂ、マスフローコントローラ２４２ｂ、マスフローコントローラ２５１ｂ、マスフローコントローラ２５２ｂ、を稼働させると共に、バルブ２４１ｃ、バルブ２４２ｃ、バルブ２５１ｃ、バルブ２５２ｃの開度を調整する。このとき、マスフローコントローラ２４３ｃ、マスフローコントローラ２４４ｃ、マスフローコントローラ２５３ｃ、マスフローコントローラ２５４ｃを稼働させると共に、バルブ２４３ｄ、バルブ２４４ｄ、バルブ２５３ｄ、バルブ２５４ｄの開度を調整しても良い。   After the wafer 200 is placed on the substrate platform 210 and the atmosphere in the processing chamber 201 is stabilized, the mass flow controller 241b, the mass flow controller 242b, the mass flow controller 251b, and the mass flow controller 252b are operated, and the valves 241c and 242c are operated. The opening degree of the valve 251c and the valve 252c is adjusted. At this time, the mass flow controller 243c, the mass flow controller 244c, the mass flow controller 253c, and the mass flow controller 254c may be operated, and the opening degrees of the valves 243d, 244d, 253d, and 254d may be adjusted.

（ガス供給工程）
ガス供給工程では、第一ガス供給系及び第二ガス供給系から処理室２０１にガスを供給する。 (Gas supply process)
In the gas supply process, gas is supplied to the processing chamber 201 from the first gas supply system and the second gas supply system.

ガスを供給する際は、上位装置２７０から受信した絶縁膜２０１３の膜厚測定データに応じて第一ガス供給系、第二ガス供給系のマスフローコントローラやバルブを制御し、ウエハ２００の中央面に供給する処理ガスの量（もしくは濃度）と外周面に供給する処理ガスの量（もしくは濃度）をそれぞれ制御する。より良くは、上位装置２７０から受信した測定データに応じて、センターゾーンヒータ２１３ａとアウターゾーンヒータ２１３ｂを制御して、ウエハ２００の面内の温度分布を制御する。   When supplying the gas, the mass flow controllers and valves of the first gas supply system and the second gas supply system are controlled in accordance with the film thickness measurement data of the insulating film 2013 received from the host device 270, so that the central surface of the wafer 200 is provided. The amount (or concentration) of the supplied processing gas and the amount (or concentration) of the processing gas supplied to the outer peripheral surface are controlled. More preferably, the temperature distribution in the surface of the wafer 200 is controlled by controlling the center zone heater 213a and the outer zone heater 213b according to the measurement data received from the host device 270.

処理室２０１内に供給されたガスは処理室２０１内で分解され、研磨後のシリコン酸化膜２００５上にハードマスク膜２００６を形成する。   The gas supplied into the processing chamber 201 is decomposed in the processing chamber 201 to form a hard mask film 2006 on the polished silicon oxide film 2005.

所定の時間経過後、各バルブを閉じて、ガスの供給を停止する。 After a predetermined time elapses, the valves are closed to stop the gas supply.

このときのヒータ２１３の温度は、既に形成されている構成に悪影響の無い温度とする。例えば、ウエハ２００が３００〜４５０℃の範囲内の所定の温度となるように設定する。   At this time, the temperature of the heater 213 is set so as not to adversely affect the already formed structure. For example, the wafer 200 is set to have a predetermined temperature within a range of 300 to 450 ° C.

不活性ガスとしては、Ｈｅガスの他、膜に悪影響の無いガスであれば良く、例えばＡｒ，Ｎ２、Ｎｅ，Ｘｅ等の希ガスを用いても良い。 As the inert gas, any gas that does not adversely affect the film other than He gas may be used. For example, a rare gas such as Ar, N2, Ne, or Xe may be used.

（基板搬出工程）
ガス供給工程が終わった後、基板載置部２１０を昇降機構２１８によって下降させ、リフトピン２０７が貫通孔２１４から基板載置部２１０の上面側に突出させた状態にする。また、処理室２０１内を所定の圧力に調圧した後、ゲートバルブ２０５を解放し、ウエハ２００をリフトピン２０７上からゲートバルブ２０５外へ搬送する。 (Substrate unloading process)
After the gas supply process is completed, the substrate platform 210 is lowered by the elevating mechanism 218 so that the lift pins 207 protrude from the through holes 214 to the upper surface side of the substrate platform 210. Further, after adjusting the inside of the processing chamber 201 to a predetermined pressure, the gate valve 205 is released, and the wafer 200 is transferred from the lift pins 207 to the outside of the gate valve 205.

続いて、本装置を用いてハードマスク膜２００６の膜厚を制御する方法を説明する。
前述のように、研磨工程Ｓ１０３終了後、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５は、ウエハ２００の中央面と外周面とで膜厚が異なる。膜厚測定工程Ｓ１０８ではその膜厚分布を測定する。測定結果は上位装置２７０を通して、ＲＡＭ２６０ｂに格納される。格納されたデータは記憶装置２６０ｃ内のレシピと比較され、そのレシピに基づいた装置制御が成され、膜厚分布を調整（チューニング）する。 Next, a method for controlling the film thickness of the hard mask film 2006 using this apparatus will be described.
As described above, the thickness of the poly-Si film 2005 differs between the central surface and the outer peripheral surface of the wafer 200 after the polishing step S103 is completed. In the film thickness measurement step S108, the film thickness distribution is measured. The measurement result is stored in the RAM 260b through the host device 270. The stored data is compared with the recipe in the storage device 260c, and device control based on the recipe is performed to adjust (tune) the film thickness distribution.

次に、ＲＡＭ２６０ｂに格納されたデータが分布Ａである場合を説明する。分布Ａの場合とは、図７、図８に示すように、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃがｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄよりも厚い場合をいう。   Next, the case where the data stored in the RAM 260b is the distribution A will be described. In the case of distribution A, as shown in FIGS. 7 and 8, the poly-Si film 2005c is thicker than the poly-Si film 2005d.

分布Ａの場合、本工程では、ウエハ２００外周面に形成するハードマスク膜２００６ｂを厚くし、ウエハ２００中央面に形成するハードマスク膜２００６ａの膜厚をハードマスク膜２００６ｂよりも薄くなるよう制御する。具体的には、ガスを供給する際、ウエハ２００の外周面に供給するシリコン含有ガスを、ウエハ２００中央面よりも多くするよう制御する。このようにすることで、本半導体装置におけるハードマスク膜の高さ、即ちｐｏｌｙ-Ｓｉ膜２００５にハードマスク膜２００６を重ねた積層膜の膜厚を、図８に示すターゲット膜厚分布Ａ’のように補正することができる。即ち、積層膜の膜厚を膜厚分布Ａ’のように補正することができる。   In the case of distribution A, in this step, the hard mask film 2006b formed on the outer peripheral surface of the wafer 200 is thickened, and the film thickness of the hard mask film 2006a formed on the central surface of the wafer 200 is controlled to be thinner than the hard mask film 2006b. . Specifically, when supplying the gas, control is performed so that the silicon-containing gas supplied to the outer peripheral surface of the wafer 200 is larger than the central surface of the wafer 200. By doing so, the height of the hard mask film in this semiconductor device, that is, the film thickness of the laminated film in which the hard mask film 2006 is overlaid on the poly-Si film 2005 is represented by the target film thickness distribution A ′ shown in FIG. Can be corrected as follows. That is, the film thickness of the laminated film can be corrected like the film thickness distribution A ′.

このとき第一ガス供給系では、マスフローコントローラ２４１ｂを制御すると共に、バルブ２４１ｃの開度を制御し、シャワーヘッド２３４から処理室２０１に供給するシリコン含有ガスの量を制御する。更に、マスフローコントローラ２４２ｂを制御すると共に、バルブ２４２ｃの開度を制御し、ガス供給経路２３５から処理室２０１にシリコン含有ガスを供給する。ウエハ２００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、ガス供給経路２３５から供給されるガスの暴露量がシャワーヘッドから供給されるガスの暴露量よりも多くなるよう制御される。ここでいう暴露量とは、処理ガスの主成分の暴露量をいう。本実施形態においては、処理ガスがシリコン含有ガスであり、主成分はシリコンである。 At this time, in the first gas supply system, the mass flow controller 241b is controlled, the opening degree of the valve 241c is controlled, and the amount of silicon-containing gas supplied from the shower head 234 to the processing chamber 201 is controlled. Further, the mass flow controller 242b is controlled and the opening degree of the valve 242c is controlled to supply the silicon-containing gas from the gas supply path 235 to the processing chamber 201. The exposure amount of the silicon-containing gas per unit area on the processing surface of the wafer 200 is controlled so that the exposure amount of the gas supplied from the gas supply path 235 is larger than the exposure amount of the gas supplied from the shower head. The exposure amount here refers to the exposure amount of the main component of the processing gas. In the present embodiment, the processing gas is a silicon-containing gas, and the main component is silicon.

更に、第二ガス供給系では、マスフローコントローラ２５１ｂを制御すると共に、バルブ２５１ｃの開度を制御し、シャワーヘッド２３４から供給する窒素含有ガスの量を制御する。ガス供給管２５１ａにおける窒素含有ガスの量は、ガス供給管２４１ａにおけるシリコン含有ガスの量に対応した量とする。更に、マスフローコントローラ２５２ｂを制御すると共に、バルブ２５２ｃの開度を制御し、ガス供給経路２３５から窒素含有ガスを供給する。ガス供給管２５２ａにおける窒素含有ガスの量は、ガス供給管２４２ａにおけるシリコン含有ガスの量に対応した量とする。 Further, in the second gas supply system, the mass flow controller 251b is controlled, the opening of the valve 251c is controlled, and the amount of nitrogen-containing gas supplied from the shower head 234 is controlled. The amount of nitrogen-containing gas in the gas supply pipe 251a is set to an amount corresponding to the amount of silicon-containing gas in the gas supply pipe 241a. Further, the mass flow controller 252b is controlled and the opening degree of the valve 252c is controlled to supply the nitrogen-containing gas from the gas supply path 235. The amount of nitrogen-containing gas in the gas supply pipe 252a is an amount corresponding to the amount of silicon-containing gas in the gas supply pipe 242a.

このとき、ウエハ２００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、ガス供給経路２３５から供給されるガスの暴露量がシャワーヘッド２３４から供給されるガスの暴露量よりも多くなるよう制御される。ここでいう暴露量とは、処理ガスの主成分の暴露量をいう。本実施形態においては、処理ガスがシリコン含有ガスであり、主成分はシリコンである。 At this time, the exposure amount of the silicon-containing gas per unit area on the processing surface of the wafer 200 is such that the exposure amount of the gas supplied from the gas supply path 235 is larger than the exposure amount of the gas supplied from the shower head 234. Be controlled. The exposure amount here refers to the exposure amount of the main component of the processing gas. In the present embodiment, the processing gas is a silicon-containing gas, and the main component is silicon.

シャワーヘッド２３４を介して供給されたシリコン含有ガスと窒素含有ガスは、ウエハ２００の中央面に形成されたｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃ上に供給される。供給されたガスは、図７に示すように、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃ上にハードマスク膜２００６ａを形成する。   The silicon-containing gas and the nitrogen-containing gas supplied through the shower head 234 are supplied onto the poly-Si film 2005 c formed on the central surface of the wafer 200. The supplied gas forms a hard mask film 2006a on the poly-Si film 2005c as shown in FIG.

ガス供給経路２３５を介して供給されたシリコン含有ガスと窒素含有ガスはウエハ２００の外周面に形成されたｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄ上に供給される。供給されたガスは、図７に示すように、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄ上にハードマスク膜２００６ｂを形成する。   The silicon-containing gas and the nitrogen-containing gas supplied via the gas supply path 235 are supplied onto the poly-Si film 2005 d formed on the outer peripheral surface of the wafer 200. The supplied gas forms a hard mask film 2006b on the poly-Si film 2005d as shown in FIG.

前述のように、ウエハ２００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄ上がｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃ上よりも多くなるので、ハードマスク膜２００６ｂの膜厚をハードマスク膜２００６ａよりも厚くすることが可能となる。   As described above, since the exposure amount of the silicon-containing gas per unit area on the processing surface of the wafer 200 is larger on the poly-Si film 2005d than on the poly-Si film 2005c, the film thickness of the hard mask film 2006b is increased. It becomes possible to make it thicker than the hard mask film 2006a.

このとき、図７に示すように、ウエハ２００外周面における凹構造表面２００２ａからハードマスク膜２００６ｂの上端までの高さＨ1ｂと、ウエハ２００中央面における凹構造表面２００２ａからハードマスク膜２００６ａ上端までの高さＨ１ａが実質的に等しくなるよう、ハードマスク膜２００６の厚みを制御する。より良くは、ウエハ２００の表面からハードマスク膜２００６ｂの上端までの距離と、ウエハ２００の表面からハードマスク膜２００６ａの上端までの距離の差が所定範囲内となるよう制御する。またより良くは、前記基板の面内におけるハードマスク膜２００６の高さの分布が所定の範囲内となるようハードマスク膜２００６の膜厚分布を制御する。   At this time, as shown in FIG. 7, the height H1b from the concave structure surface 2002a on the outer peripheral surface of the wafer 200 to the upper end of the hard mask film 2006b and the height H1b from the concave structure surface 2002a to the upper end of the hard mask film 2006a on the wafer 200 central plane. The thickness of the hard mask film 2006 is controlled so that the heights H1a are substantially equal. More preferably, the difference between the distance from the surface of the wafer 200 to the upper end of the hard mask film 2006b and the distance from the surface of the wafer 200 to the upper end of the hard mask film 2006a is controlled to be within a predetermined range. More preferably, the film thickness distribution of the hard mask film 2006 is controlled so that the height distribution of the hard mask film 2006 in the plane of the substrate falls within a predetermined range.

また、別の方法として、ガス供給管２４１ａとガス供給管２４２ａのシリコン含有ガスの供給量を同じとし、替わりにガス供給管２４１ａとガス供給管２４２ａそれぞれのシリコン含有ガスの濃度を制御しても良い。シリコン含有ガスの濃度を制御する際は、第一不活性ガス供給系を制御することで、ガス供給管２４１ａ、ガス供給管２４２ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を制御する。分布Ａの場合、ガス供給管２４１ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を低くすると共に、ガス供給管２４２ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を、ガス供給管２４１ａを通過するガスの濃度よりも高くする。   As another method, the supply amount of the silicon-containing gas in the gas supply pipe 241a and the gas supply pipe 242a is the same, and instead, the concentration of the silicon-containing gas in each of the gas supply pipe 241a and the gas supply pipe 242a is controlled. good. When controlling the concentration of the silicon-containing gas, the concentration of the silicon-containing gas passing through the gas supply pipe 241a and the gas supply pipe 242a is controlled by controlling the first inert gas supply system. In the case of distribution A, the concentration of the silicon-containing gas that passes through the gas supply pipe 241a is lowered, and the concentration of the silicon-containing gas that passes through the gas supply pipe 242a is made higher than the concentration of the gas that passes through the gas supply pipe 241a. .

このようにすることで、ウエハ２００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量に関し、ガス供給経路２３５から供給されるガス量がシャワーヘッド２３４から供給されるガス量よりも多くなるよう、より緻密に制御できる。このように制御することで、より確実にハードマスク膜２００６ｂの膜厚をハードマスク膜２００６ａよりも厚くすることが可能となる。 By doing so, the amount of gas supplied from the gas supply path 235 is larger than the amount of gas supplied from the shower head 234 with respect to the exposure amount of the silicon-containing gas per unit area on the processing surface of the wafer 200. , More precise control. By controlling in this way, the film thickness of the hard mask film 2006b can be more reliably made thicker than the hard mask film 2006a.

より良くは、ガス供給管２４１ａとガス供給管２４２ａのシリコン含有ガスの供給量を異ならせると共に、濃度を異ならせても良い。このような制御をすることで、単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量をより大きい差分で供給することができる。即ち、ハードマスク膜２００６ａとハードマスク膜２００６ｂとでより大きい膜厚差とすることができる。従って、研磨工程Ｓ１０３でｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃとｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄの高さの差が大きくなってしまったとしても、高さを揃えることが可能となる。   More preferably, the supply amount of the silicon-containing gas in the gas supply pipe 241a and the gas supply pipe 242a may be varied and the concentration may be varied. By performing such control, the exposure amount of the silicon-containing gas per unit area can be supplied with a larger difference. That is, a larger film thickness difference can be obtained between the hard mask film 2006a and the hard mask film 2006b. Therefore, even if the difference in height between the poly-Si film 2005c and the poly-Si film 2005d is increased in the polishing step S103, the heights can be made uniform.

更により良くは、上記のように処理ガスを制御することと並行して、センターゾーンヒータ２１３ａとアウトゾーンヒータ２１３ｂを制御しても良い。形成される膜厚は温度に比例するので、分布Ａの場合、アウターゾーンヒータ２１３ｂの温度をセンターゾーンヒータ２１３ａよりも高くする。例えばジシランガスのような、温度条件が膜生成効率に大きく寄与するガスを用いてハードマスク膜２００６を形成する場合に有効である。   Even better, the center zone heater 213a and the out zone heater 213b may be controlled in parallel with the control of the processing gas as described above. Since the formed film thickness is proportional to the temperature, in the case of distribution A, the temperature of the outer zone heater 213b is set higher than that of the center zone heater 213a. For example, it is effective when the hard mask film 2006 is formed using a gas such as disilane gas whose temperature condition greatly contributes to the film generation efficiency.

このように、処理ガス供給量（濃度）と温度を並行して制御すると、より緻密な膜厚制御が可能となる。   As described above, when the processing gas supply amount (concentration) and the temperature are controlled in parallel, more precise film thickness control is possible.

次に、ＲＡＭ２６０ｂに格納されたデータが分布Ｂである場合を説明する。分布Ｂの場合とは、図９、図１０に示すように、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄがｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃよりも厚い場合をいう。   Next, the case where the data stored in the RAM 260b is the distribution B will be described. The case of distribution B refers to the case where the poly-Si film 2005d is thicker than the poly-Si film 2005c, as shown in FIGS.

分布Ｂの場合、本工程では、ウエハ２００中央面に形成するハードマスク膜２００６ａを厚くし、ウエハ２００外周面に形成するハードマスク膜２００６ｂの膜厚をハードマスク膜２００６ａよりも小さくするよう制御する。具体的には、ガスを供給する際、ウエハ２００中央面に供給するシリコン含有ガスを、ウエハ２００外周面よりも多くするよう制御する。このようにすることで、本半導体装置における絶縁膜の高さ、即ち絶縁膜２０１３にハードマスク膜２００６を重ねた高さを、図１０に示すターゲット膜厚分布Ｂ’のように補正することができる。即ち、積層膜の膜厚を膜厚分布Ｂ’のように補正することができる。   In the case of distribution B, in this step, the hard mask film 2006a formed on the central surface of the wafer 200 is thickened, and the hard mask film 2006b formed on the outer peripheral surface of the wafer 200 is controlled to be thinner than the hard mask film 2006a. . Specifically, when supplying the gas, control is performed so that the silicon-containing gas supplied to the central surface of the wafer 200 is larger than the outer peripheral surface of the wafer 200. By doing so, the height of the insulating film in this semiconductor device, that is, the height of the hard mask film 2006 superimposed on the insulating film 2013 can be corrected as in the target film thickness distribution B ′ shown in FIG. it can. That is, the film thickness of the laminated film can be corrected like the film thickness distribution B ′.

このとき、第一ガス供給系ではマスフローコントローラ２４１ｂを制御すると共に、バルブ２４１ｃの開度を制御し、シャワーヘッド２３４から処理室２０１に供給するシリコン含有ガスの量を制御する。更に、マスフローコントローラ２４２ｂを制御すると共に、バルブ２４２ｃの開度を制御し、ガス供給経路２３５から処理室２０１にシリコン含有ガスを供給する。ウエハ２００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、シャワーヘッド２３４から供給されるガスの暴露量がガス供給経路２３５から供給されるガスの暴露量よりも多くなるよう制御される。 At this time, the first gas supply system controls the mass flow controller 241b and the opening of the valve 241c to control the amount of silicon-containing gas supplied from the shower head 234 to the processing chamber 201. Further, the mass flow controller 242b is controlled and the opening degree of the valve 242c is controlled to supply the silicon-containing gas from the gas supply path 235 to the processing chamber 201. The exposure amount of the silicon-containing gas per unit area on the processing surface of the wafer 200 is controlled so that the exposure amount of the gas supplied from the shower head 234 is larger than the exposure amount of the gas supplied from the gas supply path 235. .

更に、第二ガス供給系では、マスフローコントローラ２５１ｂを制御すると共に、バルブ２５１ｃの開度を制御し、シャワーヘッド２３４から供給する窒素含有ガスの量を制御する。ガス供給管２５１ａにおける窒素含有ガスの量は、ガス供給管２４１ａにおけるシリコン含有ガスの量に対応した量とする。更に、マスフローコントローラ２５２ｂを制御すると共に、バルブ２５２ｃの開度を制御し、ガス供給経路２３５から窒素含有ガスを供給する。ガス供給管２５２ａにおける窒素含有ガスの量は、ガス供給管２４２ａにおけるシリコン含有ガスの量に対応した量とする。 Further, in the second gas supply system, the mass flow controller 251b is controlled, the opening of the valve 251c is controlled, and the amount of nitrogen-containing gas supplied from the shower head 234 is controlled. The amount of nitrogen-containing gas in the gas supply pipe 251a is set to an amount corresponding to the amount of silicon-containing gas in the gas supply pipe 241a. Further, the mass flow controller 252b is controlled and the opening degree of the valve 252c is controlled to supply the nitrogen-containing gas from the gas supply path 235. The amount of nitrogen-containing gas in the gas supply pipe 252a is an amount corresponding to the amount of silicon-containing gas in the gas supply pipe 242a.

このとき、ウエハ２００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、シャワーヘッド２３４から供給されるガスの暴露量がガス供給経路２３５から供給されるガスの暴露量よりも多くなるよう制御される。 At this time, the exposure amount of the silicon-containing gas per unit area on the processing surface of the wafer 200 is such that the exposure amount of the gas supplied from the shower head 234 is larger than the exposure amount of the gas supplied from the gas supply path 235. Be controlled.

シャワーヘッド２３４を介して供給されたシリコン含有ガスと窒素含有ガスは、ウエハ２００の中央面に形成されたｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃ上に供給される。供給されたガスは、図９に示すように、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃ上にハードマスク膜２００６ａを形成する。   The silicon-containing gas and the nitrogen-containing gas supplied through the shower head 234 are supplied onto the poly-Si film 2005 c formed on the central surface of the wafer 200. As shown in FIG. 9, the supplied gas forms a hard mask film 2006a on the poly-Si film 2005c.

ガス供給経路２３５を介して供給されたシリコン含有ガスと窒素含有ガスはウエハ２００の外周面に形成されたｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄ上に供給される。供給されたガスは、図９に示すように、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄ上にハードマスク膜２００６ｂを形成する。   The silicon-containing gas and the nitrogen-containing gas supplied via the gas supply path 235 are supplied onto the poly-Si film 2005 d formed on the outer peripheral surface of the wafer 200. The supplied gas forms a hard mask film 2006b on the poly-Si film 2005d as shown in FIG.

前述のように、ウエハ２００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃ上がｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄ上よりも多くなるので、ハードマスク膜２００６ａの膜厚をハードマスク膜２００６ｂよりも厚くすることが可能となる。   As described above, since the exposure amount of the silicon-containing gas per unit area on the processing surface of the wafer 200 is larger on the poly-Si film 2005c than on the poly-Si film 2005d, the film thickness of the hard mask film 2006a is increased. It can be made thicker than the hard mask film 2006b.

このとき、図９に示すように、ウエハ２００外周面における凹構造表面２００２ａからハードマスク膜２００６ｂの上端までの高さＨ1ｂと、ウエハ２００中央面における凹構造表面２００２ａからハードマスク膜２００６ａ上端までの高さＨ１ａが実質的に等しくなるよう、ハードマスク膜２００６の厚みを制御する。より良くは、ウエハ２００の表面からハードマスク膜２００６ｂの上端までの距離と、ウエハ２００の表面からハードマスク膜２００６ａの上端までの距離の差が所定範囲内となるよう制御する。またより良くは、前記基板の面内におけるハードマスク膜２００６の高さの分布が所定の範囲内となるようハードマスク膜２００６の膜厚分布を制御する。   At this time, as shown in FIG. 9, the height H1b from the concave structure surface 2002a on the outer peripheral surface of the wafer 200 to the upper end of the hard mask film 2006b and the height H1b from the concave structure surface 2002a to the upper end of the hard mask film 2006a on the central surface of the wafer 200 are obtained. The thickness of the hard mask film 2006 is controlled so that the heights H1a are substantially equal. More preferably, the difference between the distance from the surface of the wafer 200 to the upper end of the hard mask film 2006b and the distance from the surface of the wafer 200 to the upper end of the hard mask film 2006a is controlled to be within a predetermined range. More preferably, the film thickness distribution of the hard mask film 2006 is controlled so that the height distribution of the hard mask film 2006 in the plane of the substrate falls within a predetermined range.

また、別の方法として、ガス供給管２４１ａとガス供給管２４２ａのシリコン含有ガスの供給量を同じとし、替わりにガス供給管２４１ａとガス供給管２４２ａそれぞれのシリコン含有ガスの濃度を制御しても良い。シリコン含有ガスの濃度を制御する際は、第一不活性ガス供給系を制御することで、ガス供給管２４１ａ、ガス供給管２４２ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を制御する。分布Ｂの場合、ガス供給管２４２ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を小さくすると共に、ガス供給管２４１ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を、ガス供給管２４２ａを通過するガスの濃度よりも高くする。   As another method, the supply amount of the silicon-containing gas in the gas supply pipe 241a and the gas supply pipe 242a is the same, and instead, the concentration of the silicon-containing gas in each of the gas supply pipe 241a and the gas supply pipe 242a is controlled. good. When controlling the concentration of the silicon-containing gas, the concentration of the silicon-containing gas passing through the gas supply pipe 241a and the gas supply pipe 242a is controlled by controlling the first inert gas supply system. In the case of distribution B, the concentration of the silicon-containing gas that passes through the gas supply pipe 242a is reduced, and the concentration of the silicon-containing gas that passes through the gas supply pipe 241a is set higher than the concentration of the gas that passes through the gas supply pipe 242a. .

このようにすることで、より確実にウエハ２００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、シャワーヘッド２３４から供給されるガス量がガス供給経路２３５から供給されるガス量よりも多くなるよう制御できる。このように制御することで、より確実にハードマスク膜２００６ａの膜厚をハードマスク膜２００６ｂよりも厚くすることが可能となる。 By doing so, the exposure amount of the silicon-containing gas per unit area on the processing surface of the wafer 200 is more reliably set so that the gas amount supplied from the shower head 234 is higher than the gas amount supplied from the gas supply path 235. It can be controlled to increase. By controlling in this way, the thickness of the hard mask film 2006a can be more reliably made thicker than the hard mask film 2006b.

より良くは、ガス供給管２５１ａとガス供給管２５２ａのシリコン含有ガスの供給量を異ならせると共に、濃度を異ならせても良い。このような制御をすることで、単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量をより大きい差分で供給することができる。即ち、ハードマスク膜２００６aとハードマスク膜２００６ｂとでより大きい膜厚差とすることができる。従って、研磨工程Ｓ１０３でｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃの高さとｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄの高さとの差が大きくなってしまったとしても、ウエハ２００の面内で高さを揃えることが可能となる。   More preferably, the supply amount of the silicon-containing gas in the gas supply pipe 251a and the gas supply pipe 252a may be varied and the concentration may be varied. By performing such control, the exposure amount of the silicon-containing gas per unit area can be supplied with a larger difference. That is, a larger film thickness difference can be obtained between the hard mask film 2006a and the hard mask film 2006b. Therefore, even if the difference between the height of the poly-Si film 2005c and the height of the poly-Si film 2005d is increased in the polishing step S103, the heights can be made uniform within the surface of the wafer 200.

更により良くは、上記のように処理ガスを制御することと並行して、センターゾーンヒータ２１３ａとアウトゾーンヒータ２１３ｂを制御しても良い。形成される膜厚は温度に比例するので、分布Ｂの場合、センターゾーンヒータ２１３ａの温度をアウターゾーンヒータ２１３ｂよりも高くする。例えばジシランガスのような、温度条件が膜生成効率に大きく寄与するガスを用いてハードマスク膜２００６を形成する場合に有効である。   Even better, the center zone heater 213a and the out zone heater 213b may be controlled in parallel with the control of the processing gas as described above. Since the formed film thickness is proportional to the temperature, in the case of distribution B, the temperature of the center zone heater 213a is set higher than that of the outer zone heater 213b. For example, it is effective when the hard mask film 2006 is formed using a gas such as disilane gas whose temperature condition greatly contributes to the film generation efficiency.

このように、処理ガス供給量（濃度）と温度を並行して制御すると、より緻密な膜厚制御が可能となる。   As described above, when the processing gas supply amount (concentration) and the temperature are controlled in parallel, more precise film thickness control is possible.

以上説明したように、ウエハ２００の処理面の単位面積当たりのシリコン含有ガスの量をチューニングすることで、ウエハ２００の中央とその外周それぞれでハードマスク膜２００６の厚み制御することができる。 As described above, by tuning the amount of the silicon-containing gas per unit area of the processing surface of the wafer 200, the thickness of the hard mask film 2006 can be controlled at the center of the wafer 200 and at the outer periphery thereof.

このとき、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｄにハードマスク膜２００６ｂを重ねた厚さを、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｃにハードマスク膜２００６ａを重ねた厚さと等しくなるよう、ハードマスク膜２００６の厚みを制御する。   At this time, the thickness of the hard mask film 2006 is controlled so that the thickness of the hard mask film 2006b superimposed on the poly-Si film 2005d is equal to the thickness of the hard mask film 2006a stacked on the poly-Si film 2005c.

＜膜厚測定工程Ｓ１０６＞
ハードマスク膜形成工程Ｓ１０５に続いて、膜厚測定工程Ｓ１０６を行っても良い。膜厚測定工程Ｓ１０９では、シリコン酸化膜２００５とハードマスク膜２００６を重ね合わせた積層膜の高さを測定する。具体的には、重ね合わせた層の高さが揃っているか否か、つまり積層膜の膜厚がターゲットの膜厚分布のように補正されているか否かを確認する。ここで「高さが揃う」とは、完全に高さが一致しているものに限らず、高さに差があっても良い。例えば、高さの差は、後のパターニング工程などで影響の無い範囲であれば良い。「厚さが等しい」も同様に、完全に厚さが等しいものに限らず、厚さに差があっても良い。例えば、厚みの差は、後のパターニング工程などで影響の無い範囲であれば良い。 <Film thickness measurement step S106>
Subsequent to the hard mask film forming step S105, a film thickness measuring step S106 may be performed. In the film thickness measurement step S109, the height of the laminated film in which the silicon oxide film 2005 and the hard mask film 2006 are overlaid is measured. Specifically, it is confirmed whether or not the heights of the superposed layers are uniform, that is, whether or not the film thickness of the laminated film is corrected like the film thickness distribution of the target. Here, “the heights are uniform” is not limited to the case where the heights are completely matched, and there may be a difference in height. For example, the height difference may be in a range that does not affect the subsequent patterning process. Similarly, “thickness is equal” is not limited to being completely equal in thickness, and there may be a difference in thickness. For example, the thickness difference may be in a range that does not affect the subsequent patterning process.

ハードマスク膜形成工程Ｓ１０５の後、ウエハ２００は測定装置に搬入される。測定装置は、研磨装置４００の影響を受けやすいウエハ２００の中央面とその外周面のうち、少なくとも数か所を測定し、ハードマスク膜２００６の膜厚（高さ）分布を測定する。測定されたデータは、上位装置２７０に送られる。測定後、ウエハ２００は搬出される。
ウエハ２００の面内おける高さの分布が所定範囲内、具体的には後のパターニング工程Ｓ１０７などで影響の無い範囲内であればパターニング工程Ｓ１０７に移行する。なお、膜厚分布が所定の分布になることが予めわかっている場合には、膜厚測定工程Ｓ１０６は省略しても良い。 After the hard mask film forming step S105, the wafer 200 is carried into a measuring apparatus. The measuring apparatus measures at least some of the central surface and the outer peripheral surface of the wafer 200 that are easily affected by the polishing apparatus 400, and measures the film thickness (height) distribution of the hard mask film 2006. The measured data is sent to the host device 270. After the measurement, the wafer 200 is unloaded.
If the distribution of the height in the plane of the wafer 200 is within a predetermined range, specifically, a range where there is no influence in the subsequent patterning step S107, the process proceeds to the patterning step S107. If it is known in advance that the film thickness distribution is a predetermined distribution, the film thickness measurement step S106 may be omitted.

（パターニング工程Ｓ１０７）
続いて、図１６〜図１７を用いてパターニング工程Ｓ１０７を説明する。図１６は露光工程におけるウエハ２００を説明した説明図である。図１７は、エッチング工程後のウエハ２００を説明した説明図である。 (Patterning process S107)
Subsequently, the patterning step S107 will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is an explanatory view for explaining the wafer 200 in the exposure process. FIG. 17 is an explanatory view for explaining the wafer 200 after the etching process.

以下に具体的な内容を説明する。
ハードマスク膜２００６形成後、ハードマスク膜２００６上にレジスト膜２００８を塗布する。その後ランプ５０１から光を発して露光工程を行う。露光工程ではマスク５０２を介してレジスト膜２００８上に光５０３を照射し、レジスト膜２００８の一部を変質させる。ここでは、変質したレジスト膜を感光部２００８ａと呼び、変質していないレジスト膜を未感光部２００８ｂと呼ぶ。 Specific contents will be described below.
After the hard mask film 2006 is formed, a resist film 2008 is applied on the hard mask film 2006. Thereafter, light is emitted from the lamp 501 to perform an exposure process. In the exposure process, the resist film 2008 is irradiated with light 503 through the mask 502 to alter a part of the resist film 2008. Here, the altered resist film is referred to as a photosensitive portion 2008a, and the unmodified resist film is referred to as an unexposed portion 2008b.

前述のように、凹状表面２００２ａからハードマスク膜２００６の表面までの高さは、基板面内で所定の範囲内である。従って、凹状表面２００２ａからレジスト膜２００８の表面までの高さを揃えることができる。露光工程においては光がレジスト膜まで到達する距離、即ち光５０３の移動がウエハ２００の面内において等しくなる。従って焦点深度の面内分布を等しくすることができる。 As described above, the height from the concave surface 2002a to the surface of the hard mask film 2006 is within a predetermined range within the substrate surface. Accordingly, the height from the concave surface 2002a to the surface of the resist film 2008 can be made uniform. In the exposure process, the distance that the light reaches the resist film, that is, the movement of the light 503 is equal in the plane of the wafer 200. Accordingly, the in-plane distribution of the depth of focus can be made equal.

焦点深度を等しくすることができるため、図１６のように感光部２００８ａの幅を、基板面内において一定にすることができる。従って、パターン幅のばらつきをなくすことができる。   Since the focal depth can be made equal, the width of the photosensitive portion 2008a can be made constant within the substrate surface as shown in FIG. Therefore, variations in pattern width can be eliminated.

続いて、図１７を用いてエッチング処理後のウエハ２００の状態を説明する。前述のように感光部２００８ａの幅が一定であるので、ウエハ２００面内におけるエッチング条件を一定にすることが可能となる。従って、ウエハ２００の中央面や外周面において、エッチングガスを均一に供給でき、エッチング後のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜（以下ピラーとも呼ぶ）の幅βを一定にすることができる。幅βがウエハ２００面内で一定となるので、ゲート電極の特性を基板面内で一定とすることができ、歩留まりを向上させることができる。   Next, the state of the wafer 200 after the etching process will be described with reference to FIG. As described above, since the width of the photosensitive portion 2008a is constant, the etching conditions in the wafer 200 surface can be made constant. Therefore, the etching gas can be supplied uniformly on the central surface and the outer peripheral surface of the wafer 200, and the width β of the poly-Si film (hereinafter also referred to as pillar) after etching can be made constant. Since the width β is constant in the wafer 200 surface, the characteristics of the gate electrode can be constant in the substrate surface, and the yield can be improved.

次に、図１８、図１９を用いて第一の比較例を説明する。第一の比較例は、ハードマスク膜形成工程Ｓ１０５で膜厚分布の補正を実施しない場合、即ち膜厚分布を調整（チューニング）しない場合である。したがってウエハ２００の中央面とその外周面とで高さが異なる。   Next, a first comparative example will be described with reference to FIGS. The first comparative example is a case where the correction of the film thickness distribution is not performed in the hard mask film forming step S105, that is, the case where the film thickness distribution is not adjusted (tuned). Therefore, the height differs between the central surface of the wafer 200 and the outer peripheral surface thereof.

まず、図１８を用いて第一の比較例を説明する。
図１８は図１６と比較した図である。図１８の場合、膜厚分布の補正を行わなかったハードマスク膜２００６は、ウエハ２００の中心側と外周側でほぼ同じ膜厚となる。この結果、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５とハードマスク膜２００６との積層膜の高さがウエハ２００の中央面と外周面とで異なるため、光５０３の距離がウエハ２００中央面とウエハ２００外周面とで異なってしまう。従って、焦点距離が中央面と外周面とで異なり、その結果感光部２００８ａの幅が基板面内で異なってしまう。このようなレジスト膜２００８で処理を進めると、図１９のようにエッチング工程後のピラーの幅が異なる。ピラーのｐｏｌｙ−Ｓｉ膜間の距離γがウエハ２００中央面と外周面で異なってしまう。つまり、ピラーのｐｏｌｙ−Ｓｉの幅βが、ウエハ２００中央面と外周面で異なってしまう。 First, a first comparative example will be described with reference to FIG.
FIG. 18 is a diagram compared with FIG. In the case of FIG. 18, the hard mask film 2006 that is not subjected to the correction of the film thickness distribution has substantially the same film thickness on the center side and the outer peripheral side of the wafer 200. As a result, since the height of the laminated film of the poly-Si film 2005 and the hard mask film 2006 differs between the central surface and the outer peripheral surface of the wafer 200, the distance of the light 503 is different between the central surface of the wafer 200 and the outer peripheral surface of the wafer 200. It will be different. Accordingly, the focal length is different between the central surface and the outer peripheral surface, and as a result, the width of the photosensitive portion 2008a is different within the substrate surface. When the process proceeds with such a resist film 2008, the pillar width after the etching process differs as shown in FIG. The distance γ between the poly-Si films of the pillars differs between the central surface and the outer peripheral surface of the wafer 200. That is, the width β of the pillar poly-Si is different between the central surface of the wafer 200 and the outer peripheral surface.

電極の特性は幅βの影響を受けやすいので、幅βにばらつきがあると、形成される電極の特性にもばらつきが起きる。従って、幅βのばらつきは歩留まりの低下につながってしまう。 Since the characteristics of the electrodes are easily affected by the width β, if the width β varies, the characteristics of the formed electrodes also vary. Therefore, the variation in the width β leads to a decrease in yield.

これに対して、本実施形態はハードマスク膜形成工程Ｓ１０５を行うので、ウエハ２００面内においてピラーの幅を一定とすることができる。従って、比較例に比べ、均一な特性の半導体装置を形成でき、歩留まりの向上に著しく貢献することができる。   In contrast, since the hard mask film forming step S105 is performed in this embodiment, the pillar width can be made constant within the wafer 200 plane. Therefore, compared with the comparative example, a semiconductor device having uniform characteristics can be formed, which can significantly contribute to improvement in yield.

次に、図２０を用いて第二の比較例を説明する。
第二の比較例は、膜厚分布がAの場合を想定したものであり、本実施形態と異なる方法で膜厚分布を補正するものである。具体的には、膜厚測定工程S１０４の後に、第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５’を形成する。 Next, a second comparative example will be described with reference to FIG.
The second comparative example assumes a case where the film thickness distribution is A, and corrects the film thickness distribution by a method different from the present embodiment. Specifically, a second poly-Si film 2005 ′ is formed after the film thickness measurement step S104.

第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５’は次のように形成する。
第一のｐｏｌｙ-Ｓｉ層が形成されたウエハ２００は研磨装置を経て膜厚測定装置に搬入される。膜厚測定装置では膜厚分布が測定され、測定後搬出される。搬出されたウエハは第二のシリコン含有膜形成装置に搬入され、測定された膜厚分布に応じて、第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５上に第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５’が形成される。 このとき、膜厚分布のばらつきを無くすよう、測定された膜厚分布データに応じて第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５’を形成する。このようにしてpoly-Si膜の高さを揃える。 The second poly-Si film 2005 ′ is formed as follows.
The wafer 200 on which the first poly-Si layer is formed is carried into a film thickness measuring device through a polishing device. In the film thickness measuring device, the film thickness distribution is measured, and is transported after the measurement. The unloaded wafer is loaded into the second silicon-containing film forming apparatus, and a second poly-Si film 2005 ′ is formed on the second poly-Si film 2005 according to the measured film thickness distribution. . At this time, a second poly-Si film 2005 ′ is formed according to the measured film thickness distribution data so as to eliminate the variation in the film thickness distribution. In this way, the height of the poly-Si film is made uniform.

その後、ウエハ２００は第二のシリコン含有膜形成装置から搬出され、ハードマスク膜形成装置に搬入される。ハードマスク膜形成装置では、第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５’上にハードマスク膜２００６’が形成される。 Thereafter, the wafer 200 is unloaded from the second silicon-containing film forming apparatus and loaded into the hard mask film forming apparatus. In the hard mask film forming apparatus, a hard mask film 2006 'is formed on the second poly-Si film 2005'.

このような方法によって、ハードマスク膜２００６’の高さをウエハ２００の面内で揃えることができる。   By such a method, the height of the hard mask film 2006 ′ can be aligned in the plane of the wafer 200.

しかしながら、本願の発明者の鋭意研究の結果、第二の比較例による手法では、以下に述べるような問題があることがわかった。
第二の比較例において、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５と第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５’は、それぞれが別工程で形成される。しかも、各工程の間には、研磨工程（Ｓ１０３）を経る。つまり、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５と第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５’は、これらが同一の化合物によって構成されたものであっても、連続的に形成されたものではなく、また研磨によるダメージが存在し得る。したがって、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５と第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５’との間は、それぞれの層の界面近傍の膜組成が変質してしまい、これによりそれぞれの層とは組成の異なる界面層が形成されてしまうおそれがある。 However, as a result of intensive studies by the inventors of the present application, it has been found that the method according to the second comparative example has the following problems.
In the second comparative example, the poly-Si layer 2005 and the second poly-Si layer 2005 ′ are formed in separate steps. In addition, a polishing process (S103) is performed between the processes. That is, the poly-Si layer 2005 and the second poly-Si layer 2005 ′ are not formed continuously even if they are composed of the same compound, and there is damage due to polishing. Can do. Therefore, between the poly-Si layer 2005 and the second poly-Si layer 2005 ′, the film composition in the vicinity of the interface of each layer is altered, thereby causing an interface layer having a composition different from that of each layer. There is a risk that it will be formed.

界面層が形成されてしまうと、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５と、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５’と、界面層とでエッチングレートが異なってしまう。つまり、本来は、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５と第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５’が同一の化合物によって構成されているので、それぞれが同じエッチングレートであるはずのところ、これらの間に界面層が介在していると、これらが均一なエッチングレートとはならない。従って、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層全体で考えた場合に、パターニング工程におけるエッチングレートの算出が困難になってしまう。即ち、パターニング工程では、オーバーエッチングやエッチング不足等が生じるリスクが存在する。   If the interface layer is formed, the etching rate differs between the poly-Si layer 2005, the poly-Si layer 2005 ', and the interface layer. In other words, since the poly-Si layer 2005 and the second poly-Si layer 2005 ′ are originally composed of the same compound, each of them should have the same etching rate, and an interface layer is interposed between them. If this is the case, these do not provide a uniform etching rate. Accordingly, when the entire poly-Si layer is considered, it is difficult to calculate the etching rate in the patterning process. That is, in the patterning process, there is a risk that overetching, insufficient etching, or the like occurs.

また、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５と第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５’との間に界面層が介在していると、これらの結合度が弱くなってしまうおそれもある。   In addition, if an interface layer is interposed between the poly-Si layer 2005 and the second poly-Si layer 2005 ', the degree of coupling between these layers may be weakened.

これに対して、上述した本実施形態では、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５の膜厚分布の偏りの補正を、第二の比較例のようなｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５’を形成して行うのではなく、ハードマスク膜として機能するＳｉＮ層２００６を利用して行っているので、以下のリスクを低減することができる。つまり、本実施形態では、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５の層内に第二の比較例のような界面層が形成されてしまうことがないので、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５についてのエッチングレートの算出が容易である。そのため、パターニング工程では、オーバーエッチングやエッチング不足等となるリスクを抑えることができる。しかも、本実施形態による第一具体例では、第二のｐｏｌｙ−Ｓｉ層２００５’を形成する必要がないので、第三比較例の場合に比べて一工程少なくすることができ、その結果として高い製造スループットを実現できる。   On the other hand, in this embodiment described above, the correction of the bias in the film thickness distribution of the poly-Si layer 2005 is not performed by forming the poly-Si layer 2005 ′ as in the second comparative example. Since the SiN layer 2006 that functions as a hard mask film is used, the following risks can be reduced. That is, in this embodiment, since the interface layer as in the second comparative example is not formed in the poly-Si layer 2005, the etching rate for the poly-Si layer 2005 can be easily calculated. is there. Therefore, in the patterning process, it is possible to suppress the risk of overetching or insufficient etching. In addition, in the first specific example according to the present embodiment, since it is not necessary to form the second poly-Si layer 2005 ′, the number of steps can be reduced compared with the case of the third comparative example, and as a result, it is high. Manufacturing throughput can be realized.

尚、本実施形態では、ゲート絶縁膜形成工程Ｓ１０１からパターニング工程Ｓ１０７までを個別の装置で実施するよう説明したが、それに限らず、図２１のように一つのシステムとして実施しても良い。ここでは、システム６００として、システムをコントロールする上位装置６０１を有する。基板を処理する基板処理装置や基板処理システムとして、ゲート絶縁膜形成工程Ｓ１０１を実施する絶縁膜形成装置６０２、シリコン含有層形成工程Ｓ１０２を実施する基板処理装置６０３、研磨工程Ｓ１０３を実施する研磨装置６０４（本実施形態の研磨装置４００に相当）、膜厚測定工程Ｓ１０４を実施する膜厚測定装置６０５、ハードマスク膜形成工程Ｓ１０５を実施する基板処理装置６０６（本実施形態の基板処理装置９００に相当）、膜厚測定工程Ｓ１０６を実施する膜厚測定装置６０７、パターニング工程Ｓ１０７を実施するパターニングシステム６０８を有する。更には、各装置やシステム間で情報をやりとりするためのネットワーク６１１を有する。   In the present embodiment, the gate insulating film forming step S101 to the patterning step S107 have been described as being performed by individual apparatuses. However, the present invention is not limited thereto, and may be implemented as one system as shown in FIG. Here, the system 600 includes a host device 601 that controls the system. As a substrate processing apparatus or substrate processing system for processing a substrate, an insulating film forming apparatus 602 that performs a gate insulating film forming process S101, a substrate processing apparatus 603 that performs a silicon-containing layer forming process S102, and a polishing apparatus that performs a polishing process S103 604 (corresponding to the polishing apparatus 400 of the present embodiment), a film thickness measuring apparatus 605 for performing the film thickness measuring process S104, and a substrate processing apparatus 606 for performing the hard mask film forming process S105 (into the substrate processing apparatus 900 of the present embodiment). Equivalent), a film thickness measuring device 607 that performs the film thickness measuring step S106, and a patterning system 608 that performs the patterning step S107. Furthermore, a network 611 for exchanging information between each device and system is provided.

システム６００が有する装置は適宜選択可能であり、機能が冗長する装置であれば一つの装置に集約しても良い。更には、本システム６００内で管理せずに、他のシステムで管理しても良い。この場合、より上位のネットワーク６１２を介して他のシステムと情報伝達を行うようにしても良い。   The devices included in the system 600 can be selected as appropriate, and may be integrated into one device as long as the devices have redundant functions. Furthermore, it may be managed by another system without being managed in the present system 600. In this case, information may be transmitted to other systems via the higher-order network 612.

上位装置６０１は、各基板処理装置や基板処理システムの情報伝達を制御するコントローラ６００１を有している。   The host apparatus 601 includes a controller 6001 that controls information transmission of each substrate processing apparatus and substrate processing system.

制御部（制御手段）であるコントローラ６００１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６００１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６００１ｂ、記憶装置６００１ｃ、Ｉ／Ｏポート６００１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ６００１ｂ、記憶装置６００１ｃ、Ｉ／Ｏポート６００１ｄは、内部バスを介して、ＣＰＵ６００１ａ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６０１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６００２や、外部記憶装置６００３が接続可能に構成されている。更に、他の装置やシステとネットワークを介して情報を送受信する送受信部６００４が設けられる。   A controller 6001 serving as a control unit (control means) is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 6001a, a RAM (Random Access Memory) 6001b, a storage device 6001c, and an I / O port 6001d. The RAM 6001b, the storage device 6001c, and the I / O port 6001d are configured to exchange data with the CPU 6001a via an internal bus. For example, an input / output device 6002 configured as a touch panel or an external storage device 6003 can be connected to the controller 601. Further, a transmission / reception unit 6004 for transmitting / receiving information to / from other apparatuses and systems via a network is provided.

記憶装置６００１ｃ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６００１ｃ内には、基板処理装置に動作命令するためのプログラム等が読み出し可能に格納されている。また、ＲＡＭ６００１ｂは、ＣＰＵ６００１ａ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。   The storage device 6001c includes, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), and the like. In the storage device 6001c, a program for instructing the substrate processing apparatus to operate is stored in a readable manner. The RAM 6001b is configured as a memory area (work area) in which a program or data read by the CPU 6001a is temporarily stored.

ＣＰＵ６００１ａは、記憶装置６００１ｃからの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６００２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置６００１ｃからプログラムを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ６００１ａは、読み出されたプログラムの内容に沿うように各装置の情報伝達動作を制御可能に構成されている。   The CPU 6001a is configured to read and execute a control program from the storage device 6001c, and to read the program from the storage device 6001c in response to an operation command input from the input / output device 6002. The CPU 6001a is configured to be able to control the information transmission operation of each device in accordance with the contents of the read program.

なお、コントローラ６００１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良い。例えば、上述のプログラムを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などの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）６００３を用意し、係る外部記憶装置６００３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６００１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６００３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６００３を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置６００１ｃや外部記憶装置６００３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６００１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置６００３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合が有る。   Note that the controller 6001 is not limited to being configured as a dedicated computer, and may be configured as a general-purpose computer. For example, an external storage device storing the above-described program (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 semiconductor memory such as a USB memory or a memory card) The controller 6001 according to this embodiment can be configured by preparing 6003 and installing a program in a general-purpose computer using the external storage device 6003. Note that the means for supplying the program to the computer is not limited to supplying the program via the external storage device 6003. For example, the program may be supplied without using the external storage device 6003 by using communication means such as the Internet or a dedicated line. Note that the storage device 6001c and the external storage device 6003 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium. Note that in this specification, the term recording medium may include only the storage device 6001c, only the external storage device 6003, or both.

また、以上の実施例では、ウエハ２００の中央、外周に分けて説明したが、それに限るものではなく、径方向に対してより細分化した領域でシリコン含有膜の膜厚を制御しても良い。例えば、基板中央、外周、中央と外周の間等、３つの領域に分けても良い。   In the above embodiment, the description has been given separately for the center and the outer periphery of the wafer 200. However, the present invention is not limited to this, and the film thickness of the silicon-containing film may be controlled in a region that is further subdivided in the radial direction. . For example, it may be divided into three regions such as the substrate center, outer periphery, and between the center and outer periphery.

また、ここではハードマスク膜として、シリコン窒化膜を例に説明したが、それに限るものではなく、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）膜やＳｉＣＮ膜でも良い。   Here, the silicon nitride film is described as an example of the hard mask film, but the hard mask film is not limited to this. For example, a silicon carbide (SiC) film or a SiCN film may be used.

なお、スパッタ処理や成膜処理を行う場合には、異方性の処理や等方性の処理を組み合わせるように構成しても良い。異方性処理や等方性処理を組み合わせることによって、より精密な補正を行うことができることがある。   Note that when performing the sputtering process or the film forming process, an anisotropic process or an isotropic process may be combined. By combining anisotropic processing and isotropic processing, it may be possible to perform more precise correction.

また、上述では、３００ｍｍウエハを用いて説明したが、それに限るものではない。例えば、４５０ｍｍウエハ等の大型基板であればより効果的である。大型基板の場合、研磨工程Ｓ１０３の影響がより顕著になるためである。即ち、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ａとｐｏｌｙ−Ｓｉ膜２００５ｂの膜厚差がより大きくなる。ハードマスク膜形成工程で膜厚を補正することで、大型基板においても面内の特性のばらつきを抑制することができる。   In the above description, a 300 mm wafer is used, but the present invention is not limited to this. For example, a large substrate such as a 450 mm wafer is more effective. This is because the influence of the polishing step S103 becomes more remarkable in the case of a large substrate. That is, the film thickness difference between the poly-Si film 2005a and the poly-Si film 2005b becomes larger. By correcting the film thickness in the hard mask film forming step, variation in in-plane characteristics can be suppressed even in a large substrate.

＜本発明の好ましい形態＞
以下に、本実施形態に係る好ましい態様を付記する。 <Preferred form of the present invention>
Below, the preferable aspect which concerns on this embodiment is appended.

（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板上に形成されたシリコン含有膜の膜厚分布データを受信する受信部と、前記基板が載置される基板載置部と、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布と異なる膜厚分布でハードマスク膜を形成し、基板面内における前記ハードマスク膜の高さの分布が所定の範囲内となるようガスを供給するガス供給部と、を有する基板処理装置が提供される。 (Appendix 1)
According to one aspect of the invention,
A receiving unit that receives film thickness distribution data of a silicon-containing film formed on a substrate, a substrate mounting unit on which the substrate is mounted, and a film thickness distribution of the film thickness distribution data on the silicon-containing film And a gas supply unit that supplies a gas so that the distribution of the height of the hard mask film in the substrate surface is within a predetermined range. Is done.

（付記２）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記外周面における前記基板の単位面積当たりの処理ガスの主成分の暴露量が前記中央面よりも少なくなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 2)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The gas is supplied so that the exposure amount of the main component of the processing gas per unit area of the substrate on the outer peripheral surface is smaller than that on the central surface.

（付記３）
付記２に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記基板の中央面の温度が前記外周面の温度よりも高くなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 3)
The substrate processing apparatus according to appendix 2, preferably,
The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The gas is supplied so that the temperature of the central surface of the substrate is higher than the temperature of the outer peripheral surface.

（付記４）
付記３に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記シリコン含有膜はポリシリコンで構成される。 (Appendix 4)
The substrate processing apparatus according to appendix 3, preferably,
The silicon-containing film is made of polysilicon.

（付記５）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記外周面に供給する処理ガスの量が前記中央面よりも少なくなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 5)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The gas is supplied so that the amount of processing gas supplied to the outer peripheral surface is smaller than that of the central surface.

（付記６）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データのが、前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記基板の中央面の温度が前記外周面の温度よりも高くなるよう前記基板の温度分布を調整する。 (Appendix 6)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The substrate mounting part is
When the received film thickness distribution data indicates that the film thickness distribution of the silicon-containing film has a larger film thickness on its outer peripheral surface than on the central surface of the substrate,
The temperature distribution of the substrate is adjusted so that the temperature of the central surface of the substrate is higher than the temperature of the outer peripheral surface.

（付記７）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記外周面に供給する処理ガスの主成分の濃度が前記中央面よりも小さくなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 7)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The gas is supplied so that the concentration of the main component of the processing gas supplied to the outer peripheral surface is smaller than that of the central surface.

（付記８）
付記７に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、前記処理ガスの濃度を制御する際は、前記外周面に供給する処理ガスに添加する不活性ガスの供給量が、前記中央面に供給する処理ガスに添加する不活性ガスの供給量よりも多くなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 8)
The substrate processing apparatus according to appendix 7, preferably,
When the gas supply unit controls the concentration of the processing gas, the supply amount of the inert gas added to the processing gas supplied to the outer peripheral surface is the inert gas added to the processing gas supplied to the central surface. The gas is supplied so as to be larger than the supply amount.

（付記９）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記基板の中央面の温度が前記外周面の温度よりも高くなるよう前記基板の温度分布を調整する。 (Appendix 9)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The temperature distribution of the substrate is adjusted so that the temperature of the central surface of the substrate is higher than the temperature of the outer peripheral surface.

（付記１０）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記外周面における前記基板の単位面積当たりの処理ガスの主成分の暴露量が前記中央面よりも大きくなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 10)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The gas is supplied such that the exposure amount of the main component of the processing gas per unit area of the substrate on the outer peripheral surface is larger than that of the central surface.

（付記１１）
付記１０に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記基板の外周面の温度を前記中央面の温度よりも高くするよう前記基板の温度分布を調整する。 (Appendix 11)
The substrate processing apparatus according to appendix 10, preferably,
The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The temperature distribution of the substrate is adjusted so that the temperature of the outer peripheral surface of the substrate is higher than the temperature of the central surface.

（付記１２）
付記１１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第二のシリコン含有膜はポリシリコンで構成される。 (Appendix 12)
The substrate processing apparatus according to appendix 11, preferably,
The second silicon-containing film is made of polysilicon.

（付記１３）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記外周面に供給する処理ガスの量が前記中央面よりも多くなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 13)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The gas is supplied so that the amount of processing gas supplied to the outer peripheral surface is larger than that of the central surface.

（付記１４）
付記１３に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記基板の外周面の温度が前記中央面の温度よりも高くなるよう前記基板の温度分布を調整する。 (Appendix 14)
The substrate processing apparatus according to appendix 13, preferably,
The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The temperature distribution of the substrate is adjusted so that the temperature of the outer peripheral surface of the substrate is higher than the temperature of the central surface.

（付記１５）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記外周面に供給する処理ガスの主成分の濃度が前記中央面よりも大きくなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 15)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The gas is supplied such that the concentration of the main component of the processing gas supplied to the outer peripheral surface is higher than that of the central surface.

（付記１６）
付記１５に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス供給部は、前記処理ガスの濃度を制御する際は、前記中央面に供給する処理ガスに添加する不活性ガスの供給量が、前記外周面に供給する処理ガスに添加する不活性ガスの供給量よりも多くなるよう前記ガスを供給する。 (Appendix 16)
The substrate processing apparatus according to appendix 15, preferably,
When the gas supply unit controls the concentration of the processing gas, the supply amount of the inert gas added to the processing gas supplied to the center surface is the inert gas added to the processing gas supplied to the outer peripheral surface. The gas is supplied so as to be larger than the supply amount.

（付記１７）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記基板の外周面の温度が前記中央面の温度よりも高くなるよう前記基板の温度分布を調整する。 (Appendix 17)
The substrate processing apparatus according to appendix 1, preferably,
The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The temperature distribution of the substrate is adjusted so that the temperature of the outer peripheral surface of the substrate is higher than the temperature of the central surface.

（付記１８）
更に他の態様によれば、
基板上に形成されたシリコン含有膜を形成する第一の装置と、前記シリコン含有膜を研磨する第二の装置と、研磨後の前記シリコン含有膜の膜厚分布を測定する第三の装置と、研磨後の前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成し、基板面内における前記ハードマスク膜の高さの分布が所定の範囲内となるよう処理する第四の装置とを有する基板処理システムが提供される。 (Appendix 18)
According to yet another aspect,
A first apparatus for forming a silicon-containing film formed on a substrate; a second apparatus for polishing the silicon-containing film; and a third apparatus for measuring a film thickness distribution of the silicon-containing film after polishing. A hard mask film having a film thickness distribution different from the film thickness distribution is formed on the polished silicon-containing film, and the distribution of the height of the hard mask film in the substrate plane is within a predetermined range. And a fourth apparatus for processing the substrate.

（付記１９）
付記１８に記載の基板処理システムであって、好ましくは、
更に、前記ハードマスク膜に対して所定のパターンを形成する。 (Appendix 19)
The substrate processing system according to appendix 18, preferably,
Further, a predetermined pattern is formed on the hard mask film.

（付記２０）
付記１９に記載の基板処理システムであって、好ましくは、
前記パターニングシステムでは、前記基板に対して露光処理をする露光装置を有し、
前記第四の装置は、前記露光装置で処理する際に、焦点深度の基板面内分布が所定の範囲内となるよう、前記ハードマスク膜の基板面内の膜厚分布を制御する。 (Appendix 20)
The substrate processing system according to appendix 19, preferably,
The patterning system includes an exposure apparatus that performs an exposure process on the substrate,
The fourth apparatus controls the film thickness distribution in the substrate surface of the hard mask film so that the distribution in the substrate surface of the depth of focus falls within a predetermined range when processing by the exposure apparatus.

（付記２１）
更に他の態様によれば、
基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、前記基板を研磨する研磨工程と、前記シリコン含有膜の基板面内における膜厚分布を測定する測定工程と、研磨後の前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成するハードマスク膜形成工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。 (Appendix 21)
According to yet another aspect,
A silicon-containing film forming step of forming a silicon-containing film on the substrate; a polishing step of polishing the substrate; a measuring step of measuring a film thickness distribution in the substrate plane of the silicon-containing film; and the silicon-containing material after polishing A hard mask film forming step of forming a hard mask film on the film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution;
A method of manufacturing a semiconductor device having the above is provided.

（付記２２）
更に他の態様によれば、
研磨された状態のシリコン含有膜を有する基板の膜厚分布データを受信する工程と、前記基板を基板載置部に載置する工程と、前記膜厚分布データを基に、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成するハードマスク膜形成工程と
を有する半導体装置の製造方法が提供される。 (Appendix 22)
According to yet another aspect,
Receiving a film thickness distribution data of a substrate having a polished silicon-containing film; placing the substrate on a substrate placement portion; and on the silicon-containing film based on the film thickness distribution data. And a hard mask film forming step for forming a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the film thickness distribution data.

（付記２３）
更に他の態様によれば、
研磨された状態のシリコン含有膜を有する基板の膜厚分布データを受信する手順と、前記基板を、基板載置部に載置する手順と、前記膜厚分布データを基に、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成するよう処理する手順と
をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。 (Appendix 23)
According to yet another aspect,
A procedure for receiving film thickness distribution data of a substrate having a silicon-containing film in a polished state, a procedure for placing the substrate on a substrate mounting portion, and the silicon-containing film based on the film thickness distribution data Further, there is provided a program for causing a computer to execute a procedure for processing to form a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the film thickness distribution data.

（付記２４）
更に他の態様によれば、
研磨された状態のシリコン含有膜を有する基板の膜厚分布データを受信する手順と、前記基板を、基板載置部に載置する手順と、前記膜厚分布データを基に、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成するよう処理する手順と
をコンピュータに実行させるプログラムを格納する記録媒体が提供される。 (Appendix 24)
According to yet another aspect,
A procedure for receiving film thickness distribution data of a substrate having a silicon-containing film in a polished state, a procedure for placing the substrate on a substrate mounting portion, and the silicon-containing film based on the film thickness distribution data In addition, there is provided a recording medium for storing a program for causing a computer to execute a procedure for processing to form a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the film thickness distribution data.

（付記２５）
更に他の態様によれば、
基板上に形成されたゲート電極層として構成されるシリコン含有膜の膜厚分布データを受信する受信部と、前記基板を載置する基板載置部と、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布と異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成し、基板面内における前記ハードマスク膜の高さの分布が所定の範囲内となるようガスを供給するガス供給部と、を有する基板処理装置が提供される。 (Appendix 25)
According to yet another aspect,
A receiving unit that receives thickness distribution data of a silicon-containing film configured as a gate electrode layer formed on the substrate, a substrate mounting unit that mounts the substrate, and the film thickness on the silicon-containing film A gas supply unit that forms a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the distribution data, and supplies a gas so that the height distribution of the hard mask film in a substrate plane is within a predetermined range; A substrate processing apparatus is provided.

（付記２６）
更に他の態様によれば、
基板上に形成されたダミーゲート電極層として構成されるシリコン含有膜の膜厚分布データを受信する受信部と、前記基板を載置する基板載置部と、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布と異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成し、基板面内における前記ハードマスク膜の高さの分布が所定の範囲内となるようガスを供給するガス供給部と、を有する基板処理装置が提供される。 (Appendix 26)
According to yet another aspect,
A receiving unit that receives thickness distribution data of a silicon-containing film formed as a dummy gate electrode layer formed on the substrate, a substrate mounting unit that mounts the substrate, and the film on the silicon-containing film A gas supply unit configured to form a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the thickness distribution data, and to supply a gas so that the distribution of the height of the hard mask film within a substrate surface is within a predetermined range; , A substrate processing apparatus is provided.

２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
２０２ 処理容器
２１２ 基板載置台
２３２ バッファ室
２３４ シャワーヘッド
２６０ コントローラ
２６３ 受信部
200 wafer (substrate)
201 processing chamber 202 processing container 212 substrate mounting table 232 buffer chamber 234 shower head 260 controller 263 receiver

Claims (20)

基板上に形成されたシリコン含有膜の膜厚分布データを受信する受信部と、前記基板が載置される基板載置部と、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布と異なる膜厚分布でハードマスク膜を形成し、基板面内における前記ハードマスク膜の高さの分布が所定の範囲内となるようガスを供給するガス供給部と、を有する基板処理装置。   A receiving unit that receives film thickness distribution data of a silicon-containing film formed on a substrate, a substrate mounting unit on which the substrate is mounted, and a film thickness distribution of the film thickness distribution data on the silicon-containing film And a gas supply unit configured to form a hard mask film with a different film thickness distribution and to supply a gas so that the distribution of the height of the hard mask film in a substrate surface is within a predetermined range. 前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記外周面における前記基板の単位面積当たりの処理ガスの主成分の暴露量が前記中央面よりも少なくなるように前記ガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。 The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas is supplied such that an exposure amount of a main component of the processing gas per unit area of the substrate on the outer peripheral surface is smaller than that of the central surface. 前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記基板の中央面の温度が前記外周面の温度よりも高くなるように前記基板の温度分布を調整する請求項２に記載の基板処理装置。 The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the temperature distribution of the substrate is adjusted such that the temperature of the central surface of the substrate is higher than the temperature of the outer peripheral surface. 前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記外周面に供給する処理ガスの量が前記中央面よりも少なくなるよう前記ガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。 The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas is supplied so that an amount of the processing gas supplied to the outer peripheral surface is smaller than that of the central surface. 前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記基板の中央面の温度が前記外周面の温度よりも高くなるように前記基板の温度分布を調整する請求項４に記載の基板処理装置。 The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the temperature distribution of the substrate is adjusted such that the temperature of the central surface of the substrate is higher than the temperature of the outer peripheral surface. 前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記外周面に供給する処理ガスの主成分の濃度が前記中央面よりも小さくなるよう前記ガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。 The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas is supplied so that a concentration of a main component of the processing gas supplied to the outer peripheral surface is smaller than that of the central surface. 前記ガス供給部は、前記処理ガスの濃度を制御する際は、前記外周面に供給する処理ガスに添加する不活性ガスの供給量が、前記中央面に供給する処理ガスに添加する不活性ガスの供給量よりも多くなるよう前記ガスを供給する請求項６に記載の基板処理装置。   When the gas supply unit controls the concentration of the processing gas, the supply amount of the inert gas added to the processing gas supplied to the outer peripheral surface is the inert gas added to the processing gas supplied to the central surface. The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the gas is supplied so as to be larger than a supply amount. 前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が大きいことを示す場合には、
前記基板の中央面の温度が前記外周面の温度よりも高くなるよう前記基板の温度分布を調整する請求項１に記載の基板処理装置。 The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is larger than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a temperature distribution of the substrate is adjusted so that a temperature of a central surface of the substrate is higher than a temperature of the outer peripheral surface. 前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記外周面における前記基板の単位面積当たりの処理ガスの主成分の暴露量が前記中央面よりも大きくなるように前記ガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。 The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas is supplied such that an exposure amount of a main component of the processing gas per unit area of the substrate on the outer peripheral surface is larger than that of the central surface. 前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記基板の外周面の温度を前記中央面の温度よりも高くするよう前記基板の温度分布を調整する請求項９に記載の基板処理装置。 The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the temperature distribution of the substrate is adjusted so that the temperature of the outer peripheral surface of the substrate is higher than the temperature of the central surface. 前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記外周面に供給する処理ガスの量が前記中央面よりも多くなるよう前記ガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。 The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas is supplied so that an amount of the processing gas supplied to the outer peripheral surface is larger than that of the central surface. 前記基板載置部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記基板の外周面の温度が前記中央面の温度よりも高くなるよう前記基板の温度分布を調整する請求項１１に記載の基板処理装置。 The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 11, wherein the temperature distribution of the substrate is adjusted such that the temperature of the outer peripheral surface of the substrate is higher than the temperature of the central surface. 前記ガス供給部は、
前記受信した膜厚分布データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記外周面に供給する処理ガスの主成分の濃度が前記中央面よりも大きくなるように前記ガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。 The gas supply unit
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness distribution data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas is supplied so that a concentration of a main component of the processing gas supplied to the outer peripheral surface is higher than that of the central surface. 前記ガス供給部は、
前記処理ガスの濃度を制御する際は、前記中央面に供給する処理ガスに添加する不活性ガスの供給量が、前記外周面に供給する処理ガスに添加する不活性ガスの供給量よりも多くなるよう前記ガスを供給する請求項１３に記載の基板処理装置。 The gas supply unit
When controlling the concentration of the processing gas, the supply amount of the inert gas added to the processing gas supplied to the central surface is larger than the supply amount of the inert gas added to the processing gas supplied to the outer peripheral surface. The substrate processing apparatus according to claim 13, wherein the gas is supplied so as to be. 前記基板載置部は、
前記受信した膜厚データの前記シリコン含有膜の膜厚分布が、前記基板の中央面よりもその外周面の膜厚が小さいことを示す場合には、
前記基板の外周面の温度が前記中央面の温度よりも高くなるよう前記基板の温度分布を調整する請求項１に記載の基板処理装置。 The substrate mounting part is
When the film thickness distribution of the silicon-containing film in the received film thickness data indicates that the film thickness of the outer peripheral surface is smaller than the central surface of the substrate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the temperature distribution of the substrate is adjusted such that the temperature of the outer peripheral surface of the substrate is higher than the temperature of the central surface. 基板上に形成されたシリコン含有膜を形成する第一の装置と、前記シリコン含有膜を研磨する第二の装置と、研磨後の前記シリコン含有膜の膜厚分布を測定する第三の装置と、研磨後の前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成し、基板面内における前記ハードマスク膜の高さの分布が所定の範囲内となるよう処理する第四の装置とを有する基板処理システム。 A first apparatus for forming a silicon-containing film formed on a substrate; a second apparatus for polishing the silicon-containing film; and a third apparatus for measuring a film thickness distribution of the silicon-containing film after polishing. A hard mask film having a film thickness distribution different from the film thickness distribution is formed on the polished silicon-containing film, and the distribution of the height of the hard mask film in the substrate plane is within a predetermined range. And a fourth apparatus for processing the substrate. 基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、前記基板を研磨する研磨工程と、前記シリコン含有膜の基板面内における膜厚分布を測定する測定工程と、研磨後の前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成するハードマスク膜形成工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 A silicon-containing film forming step of forming a silicon-containing film on the substrate; a polishing step of polishing the substrate; a measuring step of measuring a film thickness distribution in the substrate plane of the silicon-containing film; and the silicon-containing material after polishing A hard mask film forming step of forming a hard mask film on the film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising: 研磨された状態のシリコン含有膜を有する基板の膜厚分布データを受信する工程と、前記基板を基板載置部に載置する工程と、前記膜厚分布データを基に、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成するハードマスク膜形成工程と
を有する半導体装置の製造方法。 Receiving a film thickness distribution data of a substrate having a polished silicon-containing film; placing the substrate on a substrate placement portion; and on the silicon-containing film based on the film thickness distribution data. And a hard mask film forming step of forming a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the film thickness distribution data. 研磨された状態のシリコン含有膜を有する基板の膜厚分布データを受信する手順と、前記基板を、基板載置部に載置する手順と、前記膜厚分布データを基に、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成するよう処理する手順と
をコンピュータに実行させるプログラム。 A procedure for receiving film thickness distribution data of a substrate having a silicon-containing film in a polished state, a procedure for placing the substrate on a substrate mounting portion, and the silicon-containing film based on the film thickness distribution data A program for causing a computer to execute a procedure for processing to form a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the film thickness distribution data. 研磨された状態のシリコン含有膜を有する基板の膜厚分布データを受信する手順と、前記基板を、基板載置部に載置する手順と、前記膜厚分布データを基に、前記シリコン含有膜上に、前記膜厚分布データの膜厚分布とは異なる膜厚分布で、ハードマスク膜を形成するよう処理する手順と
をコンピュータに実行させるプログラムを格納する記録媒体。

A procedure for receiving film thickness distribution data of a substrate having a silicon-containing film in a polished state, a procedure for placing the substrate on a substrate mounting portion, and the silicon-containing film based on the film thickness distribution data A recording medium storing a program for causing a computer to execute a procedure for forming a hard mask film with a film thickness distribution different from the film thickness distribution of the film thickness distribution data.

JP2015154394A 2015-08-04 2015-08-04 Substrate processing apparatus, substrate processing system, semiconductor device manufacturing method, program, and recording medium Expired - Fee Related JP6151745B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015154394A JP6151745B2 (en) 2015-08-04 2015-08-04 Substrate processing apparatus, substrate processing system, semiconductor device manufacturing method, program, and recording medium
TW104127190A TWI606537B (en) 2015-08-04 2015-08-20 Substrate processing apparatus, substrate processing system, manufacturing method of semiconductor device, program
CN201510543352.6A CN106449468A (en) 2015-08-04 2015-08-28 Substrate processing apparatus, substrate processing system, method of manufacturing semiconductor device
KR1020150129587A KR101725230B1 (en) 2015-08-04 2015-09-14 Substrate processing apparatus, substrate processing system, method of manufacturing semiconductor device and non-transitory computer-readable recording medium
US15/252,400 US20170040233A1 (en) 2015-08-04 2016-08-31 Substrate Processing Apparatus and Substrate Processing System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015154394A JP6151745B2 (en) 2015-08-04 2015-08-04 Substrate processing apparatus, substrate processing system, semiconductor device manufacturing method, program, and recording medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017034163A true JP2017034163A (en) 2017-02-09
JP6151745B2 JP6151745B2 (en) 2017-06-21

Family

ID=57986256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015154394A Expired - Fee Related JP6151745B2 (en) 2015-08-04 2015-08-04 Substrate processing apparatus, substrate processing system, semiconductor device manufacturing method, program, and recording medium

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6151745B2 (en)
KR (1) KR101725230B1 (en)
CN (1) CN106449468A (en)
TW (1) TWI606537B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019180805A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Method for manufacturing semiconductor device, substrate-processing device, and program
JP2021025087A (en) * 2019-08-05 2021-02-22 東京エレクトロン株式会社 Film deposition apparatus and film deposition method
WO2022138405A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Ａｇｃ株式会社 Member forming method, laminate manufacturing method, and member forming apparatus

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102375256B1 (en) * 2017-05-26 2022-03-16 주성엔지니어링(주) Substrate processing apparatus and substrate processing method
CN114473853B (en) * 2021-12-21 2023-05-02 北京子牛亦东科技有限公司 Diaphragm for grinding head of chemical mechanical grinding equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628869A (en) * 1994-05-09 1997-05-13 Lsi Logic Corporation Plasma enhanced chemical vapor reactor with shaped electrodes
JP2002043230A (en) * 2000-07-25 2002-02-08 Mitsubishi Materials Silicon Corp Semiconductor wafer and its manufacturing method
WO2009119527A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 株式会社 東芝 Semiconductor memory and method for manufacturing the same
JP2016051736A (en) * 2014-08-28 2016-04-11 株式会社東芝 Semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing system and semiconductor manufacturing method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3036477B2 (en) * 1997-07-31 2000-04-24 日本電気株式会社 Semiconductor manufacturing equipment
US6033921A (en) * 1998-04-06 2000-03-07 Advanced Micro Devices, Inc. Method for depositing a material of controlled, variable thickness across a surface for planarization of that surface
US20060042754A1 (en) * 2004-07-30 2006-03-02 Tokyo Electron Limited Plasma etching apparatus
JP2008177266A (en) * 2007-01-17 2008-07-31 Fujitsu Ltd Semiconductor substrate and method of manufacturing semiconductor device
JP2013026399A (en) 2011-07-20 2013-02-04 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing method and plasma ashing apparatus
US8853084B2 (en) * 2013-01-31 2014-10-07 International Business Machines Corporation Self-adjusting gate hard mask
JP6403431B2 (en) * 2013-06-28 2018-10-10 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Substrate processing apparatus, flow rate monitoring method, semiconductor device manufacturing method, and flow rate monitoring program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628869A (en) * 1994-05-09 1997-05-13 Lsi Logic Corporation Plasma enhanced chemical vapor reactor with shaped electrodes
JP2002043230A (en) * 2000-07-25 2002-02-08 Mitsubishi Materials Silicon Corp Semiconductor wafer and its manufacturing method
WO2009119527A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 株式会社 東芝 Semiconductor memory and method for manufacturing the same
JP2016051736A (en) * 2014-08-28 2016-04-11 株式会社東芝 Semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing system and semiconductor manufacturing method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019180805A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Method for manufacturing semiconductor device, substrate-processing device, and program
KR20200122365A (en) * 2018-03-20 2020-10-27 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 Semiconductor device manufacturing method, substrate processing device and program
JPWO2019180805A1 (en) * 2018-03-20 2021-02-04 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Semiconductor device manufacturing methods, substrate processing devices, and programs
KR102480740B1 (en) 2018-03-20 2022-12-23 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 Semiconductor device manufacturing method, substrate processing method, substrate processing device and program
JP2021025087A (en) * 2019-08-05 2021-02-22 東京エレクトロン株式会社 Film deposition apparatus and film deposition method
WO2022138405A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Ａｇｃ株式会社 Member forming method, laminate manufacturing method, and member forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN106449468A (en) 2017-02-22
KR20170016771A (en) 2017-02-14
JP6151745B2 (en) 2017-06-21
TW201707105A (en) 2017-02-16
TWI606537B (en) 2017-11-21
KR101725230B1 (en) 2017-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6151745B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing system, semiconductor device manufacturing method, program, and recording medium
US9735068B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US9431220B1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing system
US20170040232A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US9666494B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP6046757B2 (en) Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and program
JP6321579B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, substrate processing system, substrate processing apparatus, and program
JP6072845B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, substrate processing system, substrate processing apparatus, and program
JP6133347B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, substrate processing system, and program
US10128128B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device having air gap between wirings for low dielectric constant
JP6549074B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus and program
US9355866B2 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and non-transitory computer-readable recording medium
US20170040233A1 (en) Substrate Processing Apparatus and Substrate Processing System
US10090322B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170410

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170518

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170525

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6151745

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees