JP2021061428A - 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】形成される膜の基板間における膜厚均一性を制御する半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラムを提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、処理容器203内に複数枚の基板200を垂直方向に配列して配置する工程と、処理容器内へ処理ガスを供給し、排気管231より排気して、複数枚の基板上に膜を形成する工程と、を有する。膜を形成する工程は、排気管に設けられたバルブ244の開度を調整することで、処理容器内の圧力が処理圧力未満の圧力から処理圧力となるように圧力制御を行う工程と、処理容器内へ処理ガスを供給する工程と、を有し、圧力制御を行う工程及び処理ガスを供給する工程の夫々を間欠的に繰り返し行い、処理ガス供給開始のタイミングとして、圧力制御開始前、圧力制御開始と同時又は圧力制御開始後のうちいずれかを選択することで、複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する。【選択図】図5
Description
本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。
半導体装置の製造工程の一工程として、処理容器内に垂直方向に配列して配置された複数枚の基板に対して処理ガスを供給し、複数枚の基板上に膜を形成する工程が行われる場合がある(例えば特許文献1参照)。
本発明の目的は、垂直方向に配列して配置された複数枚の基板上に膜を形成する際、形成される膜の基板間における膜厚均一性を制御することが可能な技術を提供することにある。
本発明の一態様によれば、
処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置する工程と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給し前記複数枚の基板上に膜を形成する工程と、を有し、
前記膜を形成する工程は、
前記処理容器内へ処理ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行う工程と、を有し、
前記圧力制御開始のタイミングに対する前記処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する技術が提供される。
処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置する工程と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給し前記複数枚の基板上に膜を形成する工程と、を有し、
前記膜を形成する工程は、
前記処理容器内へ処理ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行う工程と、を有し、
前記圧力制御開始のタイミングに対する前記処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する技術が提供される。
本発明によれば、垂直方向に配列して配置された複数枚の基板上に膜を形成する際、形成される膜の基板間における膜厚均一性を制御することが可能となる。
<本発明の一実施形態>
以下、本発明の一実施形態について図1〜図5を参照しながら説明する。
以下、本発明の一実施形態について図1〜図5を参照しながら説明する。
(1)基板処理装置の構成
図1に示すように、処理炉202は加熱手段(加熱機構)としてのヒータ207を有する。ヒータ207は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ207は、ガスを熱で活性化(励起)させる活性化機構(励起部)としても機能する。
図1に示すように、処理炉202は加熱手段(加熱機構)としてのヒータ207を有する。ヒータ207は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ207は、ガスを熱で活性化(励起)させる活性化機構(励起部)としても機能する。
ヒータ207の内側には、ヒータ207と同心円状に処理容器としての反応管203が配設されている。反応管203は、例えば石英(SiO2)または炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料により構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管203の筒中空部には、処理室201が形成される。処理室201は、基板としてのウエハ200を垂直方向に複数枚配列して配置(収容)可能に構成されている。反応管203の天井部(上端部)は、ドーム形状に形成されている。
反応管203内には、ノズル249a,249bが、反応管203の下部側壁を貫通するように設けられている。ノズル249a,249bには、ガス供給管232a,232bがそれぞれ接続されている。
ガス供給管232a,232bには、上流側から順に、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)241a,241bおよび開閉弁であるバルブ243a,243bがそれぞれ設けられている。ガス供給管232a,232bのバルブ243a,243bよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管232c,232dがそれぞれ接続されている。ガス供給管232c,232dには、上流側から順に、MFC241c,241dおよびバルブ243c,243dがそれぞれ設けられている。
ノズル249a,249bは、図2に示すように、反応管203の内壁とウエハ200との間における平面視において円環状の空間に、反応管203の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ200の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル249a,249bは、ウエハ200が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。ノズル249a,249bの側面には、ガスを供給するガス供給孔250a,250bがそれぞれ設けられている。ガス供給孔250a,250bは、反応管203の中心を向くようにそれぞれ開口しており、ウエハ200に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔250a,250bは、反応管203の下部から上部にわたって複数設けられている。
ガス供給管232aからは、処理ガス(原料ガス)として、形成しようとする膜を構成する主元素としてのシリコン(Si)およびハロゲン元素を含むハロシラン系ガスが、MFC241a、バルブ243a、ノズル249aを介して反応管203内へ供給される。原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で液体状態である原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態である原料等のことである。ハロゲン元素には、塩素(Cl)、フッ素(F)、臭素(Br)、ヨウ素(I)等が含まれる。ハロシラン系ガスとしては、例えば、Clを含むクロロシラン系ガスを用いることができる。クロロシラン系ガスとしては、例えば、ヘキサクロロジシラン(Si2Cl6、略称:HCDS)ガスを用いることができる。
ガス供給管232bからは、処理ガス(第1反応ガス)として、炭素(C)および窒素(N)を含むガスであるアミン系ガスが、MFC241b、バルブ243b、ノズル249bを介して反応管203内へ供給される。アミン系ガスは、N、CおよびHの3元素で構成されるガスである。アミン系ガスとしては、例えば、トリエチルアミン((C2H5)3N、略称:TEA)ガスを用いることができる。
ガス供給管232bからは、処理ガス(第2反応ガス)として、酸素(O)を含むガスである酸化ガス(酸化剤)が、MFC241b、バルブ243b、ノズル249bを介して反応管203内へ供給される。酸化ガスとしては、例えば、酸素(O2)ガスを用いることができる。
ガス供給管232c,232dからは、不活性ガスが、それぞれMFC241c,241d、バルブ243c,243d、ガス供給管232a,232b、ノズル249a,249bを介して反応管203内へ供給される。不活性ガスとしては、例えば、窒素(N2)ガスを用いることができる。
主に、ガス供給管232a,232b、MFC241a,241b、バルブ243a,243bにより、処理ガス供給系(原料ガス供給系、第1反応ガス供給系、第2反応ガス供給系)が構成される。主に、ガス供給管232c,232d、MFC241c,241d、バルブ243c,243dにより、不活性ガス供給系が構成される。
上述の各種供給系のうち、いずれか、或いは、全ての供給系は、バルブ243a〜243dやMFC241a〜241d等が集積されてなる集積型供給システム248として構成されていてもよい。集積型供給システム248は、ガス供給管232a〜232dのそれぞれに対して接続され、ガス供給管232a〜232d内への各種ガスの供給動作、すなわち、バルブ243a〜243dの開閉動作やMFC241a〜241dによる流量調整動作等が、後述するコントローラ121によって制御されるように構成されている。集積型供給システム248は、一体型、或いは、分割型の集積ユニットとして構成されており、ガス供給管232a〜232d等に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、集積型供給システム248のメンテナンス、交換、増設等を、集積ユニット単位で行うことが可能なように構成されている。
反応管203には、反応管203内の雰囲気を排気する排気管231が接続されている。排気管231には、反応管203内の圧力を検出する圧力検出器(圧力検出部)としての圧力センサ245および圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ244を介して、真空排気装置としての真空ポンプ246が接続されている。APCバルブ244は、真空ポンプ246を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室201内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、弁開度を調節することで、処理室201内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。真空ポンプ246を作動させつつ、圧力センサ245により検出された圧力情報に基づいてAPCバルブ244の弁の開度を調節することで、処理室201内の「実際の圧力」を、所定の「設定圧力」に近づけることができる。処理室201内の「設定圧力」とは、処理室201内の圧力制御を行う際の「目標圧力」と同義と考えることができ、その値に、処理室201内の「実際の圧力」が追随することとなる。主に、排気管231、APCバルブ244、圧力センサ245により、排気系が構成される。真空ポンプ246を排気系に含めて考えてもよい。
反応管203の下方には、反応管203の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ219が設けられている。シールキャップ219は、例えばSUS等の金属材料により構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ219の上面には、反応管203の下端と当接するシール部材としてのOリング220が設けられている。シールキャップ219の下方には、後述するボート217を回転させる回転機構267が設置されている。回転機構267の回転軸255は、シールキャップ219を貫通してボート217に接続されている。回転機構267は、ボート217を回転させることでウエハ200を回転させるように構成されている。シールキャップ219は、反応管203の外部に設置された昇降機構としてのボートエレベータ115によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ115は、シールキャップ219を昇降させることで、ウエハ200を反応管203内外に搬入および搬出(搬送)する搬送装置(搬送機構)として構成されている。
基板支持具としてのボート217は、複数枚、例えば25〜200枚のウエハ200を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート217は、例えば石英やSiC等の耐熱性材料により構成される。ボート217の下部には、例えば石英やSiC等の耐熱性材料により構成される断熱板218が多段に支持されている。
反応管203内には、温度検出器としての温度センサ263が設置されている。温度センサ263により検出された温度情報に基づきヒータ207への通電具合を調整することで、反応管203内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ263は、反応管203の内壁に沿って設けられている。
図3に示すように、制御部(制御手段)であるコントローラ121は、CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶装置121c、I/Oポート121dを備えたコンピュータとして構成されている。RAM121b、記憶装置121c、I/Oポート121dは、内部バス121eを介して、CPU121aとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ121には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置122が接続されている。
記憶装置121cは、例えばフラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等で構成されている。記憶装置121c内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理における各手順をコントローラ121に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。RAM121bは、CPU121aによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域(ワークエリア)として構成されている。
I/Oポート121dは、上述のMFC241a〜241d、バルブ243a〜243d、圧力センサ245、APCバルブ244、真空ポンプ246、温度センサ263、ヒータ207、回転機構267、ボートエレベータ115等に接続されている。
CPU121aは、記憶装置121cから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置122からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置121cからレシピを読み出すように構成されている。CPU121aは、読み出したレシピの内容に沿うように、MFC241a〜241dによる各種ガスの流量調整動作、バルブ243a〜243dの開閉動作、APCバルブ244の開閉動作および圧力センサ245に基づくAPCバルブ244による圧力調整動作、真空ポンプ246の起動および停止、温度センサ263に基づくヒータ207の温度調整動作、回転機構267によるボート217の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ115によるボート217の昇降動作等を制御するように構成されている。
コントローラ121は、外部記憶装置(例えば、HDD等の磁気ディスク、CD等の光ディスク、MO等の光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ)123に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置121cや外部記憶装置123は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置121c単体のみを含む場合、外部記憶装置123単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置123を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
(2)基板処理工程
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、複数枚の基板としてのウエハ200上にシリコン酸炭窒化膜(SiOCN膜)を形成するシーケンス例について、図4、図5を用いて説明する。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121により制御される。
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、複数枚の基板としてのウエハ200上にシリコン酸炭窒化膜(SiOCN膜)を形成するシーケンス例について、図4、図5を用いて説明する。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121により制御される。
本実施形態における基板処理工程は、
処理容器としての反応管203内に複数枚のウエハ200を垂直方向に配列して配置するウエハ搬入ステップと、
反応管203内へ処理ガスを供給し複数枚のウエハ200上にSiOCN膜を形成する成膜ステップと、を有し、
成膜ステップは、
反応管203内へ処理ガスを供給するステップと、
反応管203内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行うステップと、を有し、
圧力制御開始のタイミングに対する処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の厚さを調整する。
処理容器としての反応管203内に複数枚のウエハ200を垂直方向に配列して配置するウエハ搬入ステップと、
反応管203内へ処理ガスを供給し複数枚のウエハ200上にSiOCN膜を形成する成膜ステップと、を有し、
成膜ステップは、
反応管203内へ処理ガスを供給するステップと、
反応管203内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行うステップと、を有し、
圧力制御開始のタイミングに対する処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の厚さを調整する。
図4にガス供給シーケンスを示すように、成膜ステップでは、
ウエハ200に対して処理ガスとしてHCDSガスを供給するステップ1と、ウエハ200に対して処理ガスとしてTEAガスを供給するステップ2と、ウエハ200に対して処理ガスとしてO2ガスを供給するステップ3と、を非同時に行うサイクルを所定回数(n回、nは1以上の整数)行う。
ウエハ200に対して処理ガスとしてHCDSガスを供給するステップ1と、ウエハ200に対して処理ガスとしてTEAガスを供給するステップ2と、ウエハ200に対して処理ガスとしてO2ガスを供給するステップ3と、を非同時に行うサイクルを所定回数(n回、nは1以上の整数)行う。
本明細書では、図4に示すガス供給シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。以下の変形例等の説明においても、同様の表記を用いることとする。
(HCDS→TEA→O2)×n ⇒ SiOCN
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
(ウエハ搬入ステップ)
複数枚のウエハ200をボート217に装填(ウエハチャージ)する。その後、図1に示すように、複数枚のウエハ200を垂直方向に配列して支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて反応管203内へ搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219は、Oリング220を介して反応管203の下端をシールした状態となる。
複数枚のウエハ200をボート217に装填(ウエハチャージ)する。その後、図1に示すように、複数枚のウエハ200を垂直方向に配列して支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて反応管203内へ搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219は、Oリング220を介して反応管203の下端をシールした状態となる。
上述したように、反応管203の天井部はドーム状に形成されている。そのため、複数枚のウエハ200が反応管203内に垂直方向に配列して配置された状態において、反応管203の天井部の内壁と複数枚のウエハ200のうち上端部に配置されたウエハ200とで挟まれる部分の反応管203内の空間(以下、上部ドーム空間と称する)は、複数枚のウエハ200のうち隣り合うウエハ200同士で挟まれた部分の反応管203内の空間(以下、ウエハ間空間と称する)よりも大きくなる。上部ドーム空間の容積は、ウエハ間空間の容積よりも大きくなる。上部ドーム空間は、ガスの流れを妨げる障害物等が存在しない比較的広い空間であり、そのコンダクタンスは、ウエハ間空間のコンダクタンスよりも大きくなる。
(真空排気ステップおよび温度調整ステップ)
反応管203内、すなわち、ウエハ200が存在する空間が、真空ポンプ246によって減圧排気される(真空排気)。具体的には、APCバルブ244の開度を全開(フルオープン)とする。また、バルブ243c,243dを開き、ガス供給管232c,232d内へN2ガスを流す。N2ガスは、MFC241c,241dにより流量調整され、ノズル249a,249bを介して処理室201内へ供給され、排気管231より排気される。ガス供給管232c,232dから供給するN2ガスの流量は、それぞれ、例えば10〜10000sccmの範囲内の流量とする。反応管203内の圧力(実際の圧力)は、後述する処理圧力よりも低い圧力であって、例えば1〜40Paの範囲内の圧力(真空排気時圧力)となる。なお、このとき、APCバルブ244の開度を全開とするのではなく、反応管203内の圧力が、例えば1〜40Paの範囲内の圧力となるように、APCバルブ244の開度を調整して圧力制御するようにしてもよい。
反応管203内、すなわち、ウエハ200が存在する空間が、真空ポンプ246によって減圧排気される(真空排気)。具体的には、APCバルブ244の開度を全開(フルオープン)とする。また、バルブ243c,243dを開き、ガス供給管232c,232d内へN2ガスを流す。N2ガスは、MFC241c,241dにより流量調整され、ノズル249a,249bを介して処理室201内へ供給され、排気管231より排気される。ガス供給管232c,232dから供給するN2ガスの流量は、それぞれ、例えば10〜10000sccmの範囲内の流量とする。反応管203内の圧力(実際の圧力)は、後述する処理圧力よりも低い圧力であって、例えば1〜40Paの範囲内の圧力(真空排気時圧力)となる。なお、このとき、APCバルブ244の開度を全開とするのではなく、反応管203内の圧力が、例えば1〜40Paの範囲内の圧力となるように、APCバルブ244の開度を調整して圧力制御するようにしてもよい。
また、反応管203内のウエハ200が所望の温度となるように、ヒータ207によって加熱される。この際、反応管203内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。また、回転機構267によるウエハ200の回転を開始する。
反応管203内の排気、ウエハ200の加熱および回転は、いずれも、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
(成膜ステップ)
その後、次のステップ1〜3を順次実施する。
その後、次のステップ1〜3を順次実施する。
[ステップ1]
このステップでは、反応管203内へHCDSガスを供給するステップ1Aと、反応管203内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行うステップ1Bと、を実施する。
このステップでは、反応管203内へHCDSガスを供給するステップ1Aと、反応管203内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行うステップ1Bと、を実施する。
ステップ1Aでは、バルブ243aを開き、ガス供給管232a内へHCDSガスを流す。HCDSガスは、MFC241aにより流量調整され、ノズル249aを介して反応管203内へ供給され、排気管231より排気される。このとき、ウエハ200に対してHCDSガスが供給される。ステップ1Aの実施期間中は、ガス供給管232c,232dからのN2ガスの供給流量を減少させてもよく、また、図4に示すようにN2ガスの供給を停止してもよい。これらの場合、ガス供給管232c,232dからのN2ガスの供給流量は、それぞれ、例えば0〜10000sccm、好ましくは0〜5000sccmの範囲内の流量とすることができる。なお、ステップ1Aの実施期間外は、ガス供給管232c,232dからのN2ガスの供給を継続し、その供給流量は、真空排気ステップにおけるN2ガスの供給流量と同様とすることができる。
ステップ1Bでは、反応管203内の圧力が所定の設定圧力(処理圧力)となるように、APCバルブ244の開度を調整する。この際、反応管203内の実際の圧力が処理圧力に到達するように、圧力センサ245で測定された反応管203内の圧力情報に基づきAPCバルブ244の開度がフィードバック制御される。反応管203内へのN2ガスやHCDSガスの供給を継続した状態でAPCバルブ244の開度を小さくすることにより、反応管203内の圧力を、真空排気時圧力よりも大きな圧力である処理圧力へと上昇させることが可能となる。
ステップ1においては、図5に示すように、ステップ1B(圧力制御)開始のタイミングに対するステップ1A(HCDSガス供給)開始のタイミングを調整する。具体的には、ステップ1A開始のタイミングとして、ステップ1B開始前(タイミング1)、ステップ1B開始と同時(タイミング2)、ステップ1B開始後(タイミング3−1,3−2)のうちいずれかを選択する。これらタイミング選択により得られる効果については、後述する。
ステップ1における処理条件としては、
HCDSガス供給流量:1〜2000sccm、好ましくは10〜1000sccm
HCDSガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
処理温度:250〜800℃、好ましくは400〜700℃
処理圧力(設定圧力):67〜2666Pa、好ましくは133〜1333Pa
が例示される。
HCDSガス供給流量:1〜2000sccm、好ましくは10〜1000sccm
HCDSガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
処理温度:250〜800℃、好ましくは400〜700℃
処理圧力(設定圧力):67〜2666Pa、好ましくは133〜1333Pa
が例示される。
上述の条件下でウエハ200に対してHCDSガスを供給することにより、ウエハ200の最表面上に、第1層として、Clを含むSi含有層が形成される。Clを含むSi含有層は、ウエハ200の最表面に、HCDSが物理吸着したり、HCDSの一部が分解した物質(以下、SixCly)が化学吸着したり、HCDSが熱分解したりすること等により形成される。Clを含むSi含有層は、HCDSやSixClyの吸着層(物理吸着層や化学吸着層)であってもよく、Clを含むSi層であってもよい。なお、本明細書では、Clを含むSi含有層を、単に、Si含有層とも称する。
ウエハ200上に第1層を形成した後、ステップ1A,1Bの実施を終了する。具体的には、バルブ243aを閉じ、反応管203内へのHCDSガスの供給を停止する。また、APCバルブ244の開度を全開として反応管203内を真空排気し、反応管203内に残留するガス等を反応管203内から排除する。このとき、バルブ243c,243dを開き、真空排気ステップにおけるN2ガスの供給流量と同様の供給流量で反応管203内へN2ガスを供給する。N2ガスはパージガスとして作用する。この状態を所定時間継続することで、反応管203内の圧力を真空排気時圧力まで低下させることができる。
処理ガス(原料ガス)としては、HCDSガスの他、例えば、モノクロロシラン(SiH3Cl、略称:MCS)ガス、ジクロロシラン(SiH2Cl2、略称:DCS)ガス、トリクロロシラン(SiHCl3、略称:TCS)ガス、テトラクロロシラン(SiCl4、略称:STC)ガス、オクタクロロトリシラン(Si3Cl8、略称:OCTS)ガス等のクロロシラン系ガスを用いることができる。また、原料ガスとしては、テトラフルオロシラン(SiF4)ガス、テトラブロモシラン(SiBr4)ガス、テトラヨードシラン(SiI4)ガス等を用いることができる。すなわち、原料ガスとしては、フルオロシラン系ガス、ブロモシラン系ガス、ヨードシラン系ガス等のクロロシラン系ガス以外のハロシラン系ガスを用いることができる。
不活性ガスとしては、N2ガスの他、例えば、Arガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の各種希ガスを用いることができる。この点は、後述するステップ2,3においても同様である。
[ステップ2]
ステップ1が終了した後、反応管203内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第1層に対してTEAガスを供給するステップ2Aと、反応管203内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行うステップ2Bと、を実施する。
ステップ1が終了した後、反応管203内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第1層に対してTEAガスを供給するステップ2Aと、反応管203内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行うステップ2Bと、を実施する。
ステップ2Aでは、バルブ243b〜243dの開閉制御を、ステップ1Aにおけるバルブ243a,243c,243dの開閉制御と同様の手順で行う。TEAガスは、MFC241bにより流量調整され、ノズル249bを介して反応管203内へ供給され、排気管231より排気される。このとき、ウエハ200に対してTEAガスが供給される。
ステップ2Bでは、APCバルブ244の開度制御を、ステップ1BにおけるAPCバルブ244の開度制御と同様の手順で行う。反応管203内へのN2ガスやTEAガスの供給を継続した状態でAPCバルブ244の開度を小さくすることにより、反応管203内の圧力を、真空排気時圧力よりも大きな圧力である処理圧力へと上昇させることが可能となる。
ステップ2においても、図5に示すように、ステップ2B(圧力制御)開始のタイミングに対するステップ2A(TEAガス供給)開始のタイミングを調整することができる。具体的には、ステップ2A開始のタイミングとして、ステップ2B開始前(タイミング1)、ステップ2B開始と同時(タイミング2)、ステップ2B開始後(タイミング3−1,3−2)のうちいずれかを選択する。これらタイミング選択により得られる効果については、後述する。
ステップ2における処理条件としては、
TEAガス供給流量:1〜2000sccm、好ましくは10〜1000sccm
TEAガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
処理圧力(設定圧力):67〜4000Pa、好ましくは67〜3000Pa
が例示される。他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様とする。
TEAガス供給流量:1〜2000sccm、好ましくは10〜1000sccm
TEAガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
処理圧力(設定圧力):67〜4000Pa、好ましくは67〜3000Pa
が例示される。他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様とする。
上述の条件下でウエハ200に対してTEAガスを供給することにより、ステップ1でウエハ200上に形成された第1層と、TEAガスと、を反応させることができる。それにより、第1層中からClを脱離させると共に、TEAガスに含まれるN成分やC成分を第1層中に取り込ませることが可能となる。このようにして第1層が改質されることで、ウエハ200上に、第2層として、Si、CおよびNを含む層、すなわち、シリコン炭窒化層(SiCN層)が形成される。
ウエハ200上に第2層を形成した後、ステップ2A,2Bの実施を終了する。具体的には、バルブ243bを閉じ、反応管203内へのTEAガスの供給を停止する。また、ステップ1と同様の処理手順により、反応管203内に残留するガス等を反応管203内から排除し、反応管203内の圧力を真空排気時圧力まで低下させる。
処理ガス(第1反応ガス)としては、TEAガスの他、ジエチルアミン((C2H5)2NH、略称:DEA)ガス、モノエチルアミン(C2H5NH2、略称:MEA)ガス等のエチルアミン系ガスや、トリメチルアミン((CH3)3N、略称:TMA)ガス、ジメチルアミン((CH3)2NH、略称:DMA)ガス、モノメチルアミン(CH3NH2、略称:MMA)ガス等のメチルアミン系ガスや、トリプロピルアミン((C3H7)3N、略称:TPA)ガス、ジプロピルアミン((C3H7)2NH、略称:DPA)ガス、モノプロピルアミン(C3H7NH2、略称:MPA)ガス等のプロピルアミン系ガスや、トリイソプロピルアミン([(CH3)2CH]3N、略称:TIPA)ガス、ジイソプロピルアミン([(CH3)2CH]2NH、略称:DIPA)ガス、モノイソプロピルアミン((CH3)2CHNH2、略称:MIPA)ガス等のイソプロピルアミン系ガスや、トリブチルアミン((C4H9)3N、略称:TBA)ガス、ジブチルアミン((C4H9)2NH、略称:DBA)ガス、モノブチルアミン(C4H9NH2、略称:MBA)ガス等のブチルアミン系ガスや、トリイソブチルアミン([(CH3)2CHCH2]3N、略称:TIBA)ガス、ジイソブチルアミン([(CH3)2CHCH2]2NH、略称:DIBA)ガス、モノイソブチルアミン((CH3)2CHCH2NH2、略称:MIBA)ガス等のイソブチルアミン系ガスを用いることができる。
また、処理ガス(第1反応ガス)としては、アミン系ガスの他、有機ヒドラジン系ガスを用いることもできる。有機ヒドラジン系ガスとしては、モノメチルヒドラジン((CH3)HN2H2、略称:MMH)ガス、ジメチルヒドラジン((CH3)2N2H2、略称:DMH)ガス、トリメチルヒドラジン((CH3)2N2(CH3)H、略称:TMH)ガス等のメチルヒドラジン系ガスや、エチルヒドラジン((C2H5)HN2H2、略称:EH)ガス等のエチルヒドラジン系ガスを用いることができる。
[ステップ3]
ステップ2が終了した後、反応管203内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第2層に対してO2ガスを供給するステップ3Aと、反応管203内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行うステップ3Bと、を実施する。
ステップ2が終了した後、反応管203内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第2層に対してO2ガスを供給するステップ3Aと、反応管203内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行うステップ3Bと、を実施する。
ステップ3Aでは、バルブ243b〜243dの開閉制御を、ステップ1Aにおけるバルブ243a,243c,243dの開閉制御と同様の手順で行う。O2ガスは、MFC241bにより流量調整され、ノズル249bを介して反応管203内へ供給され、排気管231より排気される。このとき、ウエハ200に対してO2ガスが供給される。
ステップ3Bでは、APCバルブ244の開度制御を、ステップ1BにおけるAPCバルブ244の開度制御と同様の手順で行う。反応管203内へのN2ガスやO2ガスの供給を継続した状態でAPCバルブ244の開度を小さくすることにより、反応管203内の圧力を、真空排気時圧力よりも大きな圧力である処理圧力へと上昇させることが可能となる。
ステップ3においても、図5に示すように、ステップ3B(圧力制御)開始のタイミングに対するステップ3A(O2ガス供給)開始のタイミングを調整することができる。具体的には、ステップ3A開始のタイミングとして、ステップ3B開始前(タイミング1)、ステップ3B開始と同時(タイミング2)、ステップ3B開始後(タイミング3−1,3−2)のうちいずれかを選択する。これらタイミング選択により得られる効果については、後述する。
ステップ3における処理条件としては、
O2ガス供給流量:100〜10000sccm
O2ガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
処理圧力(設定圧力):67〜4000Pa、好ましくは67〜3000Pa
が例示される。他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様とする。
O2ガス供給流量:100〜10000sccm
O2ガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
処理圧力(設定圧力):67〜4000Pa、好ましくは67〜3000Pa
が例示される。他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様とする。
上述の条件下でウエハ200に対してO2ガスを供給することにより、ステップ2でウエハ200上に形成された第2層の少なくとも一部を酸化させることができる。それにより、第2層中からClを脱離させると共に、O2ガスに含まれるO成分を第2層中に取り込ませることが可能となる。第2層が酸化されることで、ウエハ200上に、第3層として、Si、O、CおよびNを含む層、すなわち、シリコン酸炭窒化層(SiOCN層)が形成される。
ウエハ200上に第3層を形成した後、ステップ3A,3Bの実施を終了する。具体的には、バルブ243bを閉じ、反応管203内へのO2ガスの供給を停止する。また、ステップ1と同様の処理手順により、反応管203内に残留するガス等を反応管203内から排除し、反応管203内の圧力を真空排気時圧力まで低下させる。
処理ガス(第2反応ガス)としては、O2ガスの他、亜酸化窒素(N2O)ガス、一酸化窒素(NO)ガス、二酸化窒素(NO2)ガス、水蒸気(H2Oガス)、一酸化炭素(CO)ガス、二酸化炭素(CO2)ガス、オゾン(O3)ガス、プラズマ励起させたO2ガス(O2 *)、O2ガス+水素(H2)ガス等を用いることができる。
[所定回数実施]
ステップ1〜3を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを1回以上(n回)行うことにより、ウエハ200上に、所望組成、所望膜厚のSiOCN膜を形成することができる。成膜ステップにおいては、ステップ1A〜3A、ステップ1B〜3Bのそれぞれが、間欠的に行われることになる。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、1サイクルあたりに形成される第3層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、第3層を積層することで形成されるSiOCN膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
ステップ1〜3を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを1回以上(n回)行うことにより、ウエハ200上に、所望組成、所望膜厚のSiOCN膜を形成することができる。成膜ステップにおいては、ステップ1A〜3A、ステップ1B〜3Bのそれぞれが、間欠的に行われることになる。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、1サイクルあたりに形成される第3層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、第3層を積層することで形成されるSiOCN膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
(アフターパージステップおよび大気圧復帰ステップ)
ウエハ200上に所望組成、所望膜厚のSiOCN膜が形成された後、ノズル249a,249bのそれぞれからN2ガスを反応管203内へ供給し、排気管231より排気する。これにより、反応管203内がパージされ、反応管203内に残留するガスや反応副生成物が反応管203内から除去される(アフターパージ)。その後、反応管203内の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、反応管203内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。
ウエハ200上に所望組成、所望膜厚のSiOCN膜が形成された後、ノズル249a,249bのそれぞれからN2ガスを反応管203内へ供給し、排気管231より排気する。これにより、反応管203内がパージされ、反応管203内に残留するガスや反応副生成物が反応管203内から除去される(アフターパージ)。その後、反応管203内の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、反応管203内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。
(ウエハ搬出ステップ)
ボートエレベータ115によりシールキャップ219を下降させ、反応管203の下端を開口させる。そして、処理済のウエハ200が、ボート217に支持された状態で、反応管203の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。処理済のウエハ200は、反応管203の外部に搬出された後、ボート217より取出される(ウエハディスチャージ)。
ボートエレベータ115によりシールキャップ219を下降させ、反応管203の下端を開口させる。そして、処理済のウエハ200が、ボート217に支持された状態で、反応管203の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。処理済のウエハ200は、反応管203の外部に搬出された後、ボート217より取出される(ウエハディスチャージ)。
(3)本実施形態による効果
上述の実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果が得られる。
上述の実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果が得られる。
(a)ステップ1B(圧力制御)開始のタイミングに対するステップ1A(HCDSガス供給)開始のタイミングを調整することで、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の厚さを調整することが可能となる。これにより、ウエハ200間におけるSiOCN膜の膜厚均一性(WtW)を制御することが可能となる。
具体的には、ステップ1A開始のタイミングとして、ステップ1B開始前(タイミング1)、ステップ1B開始と同時(タイミング2)、ステップ1B開始後(タイミング3−1,3−2)のうちいずれかを選択する。すなわち、反応管203内の圧力が、処理圧力未満の圧力から処理圧力に到達する前に(例えば、処理圧力に到達する過程で)、HCDSガスの供給を開始したり、反応管203内の圧力が処理圧力未満の圧力から処理圧力に到達した後に、HCDSガスの供給を開始したりする。これらの選択動作により、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の厚さを調整することが可能となる。
例えば、ステップ1A開始のタイミングとして、タイミング1または2を選択する場合、タイミング3−1または3−2を選択する場合よりも、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の厚さを厚くすることが可能となる。というのも、ステップ1A開始のタイミングとしてこのようなタイミングを選択すると、HCDSガスは、真空排気された反応管203(真空排気時圧力まで減圧された反応管203)内へ供給され、拡散することになる。この場合、HCDSガスは、コンダクタンスの比較的小さなウエハ間空間よりも、コンダクタンスの比較的大きな上部ドーム空間(真空排気時圧力となるまで排気され、分子が少ない状態となった上部ドーム空間)内へ優先的に流れ込むことになる。その結果、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200に対するHCDSガスの供給量を増加させる方向に制御することができ、上述の膜厚制御を実現することが可能となる。なお、ステップ1A開始のタイミングとして、タイミング1を選択する方が、タイミング2を選択するよりも、上部ドーム空間へのHCDSガスの優先的な流れ込みを長時間実施することが可能となるため、上述の効果がさらに得やすくなる。
また例えば、ステップ1A開始のタイミングとして、タイミング3−1または3−2を選択する場合、タイミング1または2を選択する場合よりも、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の厚さを薄くすることが可能となる。というのも、ステップ1A開始のタイミングとしてこのようなタイミングを選択する場合、ステップ1Bでは、少なくともステップ1Aを開始する迄の間、反応管203内へのN2ガスの供給を継続した状態でAPCバルブ244の開度を小さくし、N2ガスにより反応管203内の圧力を上昇させることになる。すなわち、N2ガスを用いて反応管203内の圧力制御を開始することになる。したがって、ステップ1A開始のタイミングとして、タイミング3−1または3−2を選択する場合、ステップ1A開始の際には、コンダクタンスの大きな上部ドーム空間内には既にN2ガスが多量に流れ込んだ状態(N2ガスが充満した状態)となっており、このN2ガスの存在により、上部ドーム空間内へのHCDSガスの流れ込みが制限されることになる。その結果、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200に対するHCDSガスの供給量を減少させる方向に制御することができ、上述の膜厚制御を実現することが可能となる。なお、ステップ1A開始のタイミングとして、タイミング3−2を選択する方が、タイミング3−1を選択するよりも、上部ドーム空間へのHCDSガスの流れ込みをより確実に制限することができ、上述の効果がさらに得やすくなる。一方で、タイミング3−1を選択する場合には、ステップ1B開始からステップ1A開始までの時間を調整することで、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の厚さを微調整することが可能となる。
(b)ステップ2B(圧力制御)開始のタイミングに対するステップ2A(TEAガス供給)開始のタイミングをステップ1の場合と同様に調整することで、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の組成を調整することが可能となる。
例えば、ステップ2A開始のタイミングとして、タイミング1または2を選択する場合、タイミング3−1または3−2を選択する場合よりも、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜のC濃度やN濃度(特にC濃度)を高める方向に調整することが可能となる。これは、ステップ2A開始のタイミングとしてこれらのタイミングを選択することにより、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200に対するTEAガスの供給量を増加させる方向に制御することが可能となるためである。この理由はステップ1で述べた理由と同様である。なお、ステップ2A開始のタイミングとして、タイミング1を選択する方が、タイミング2を選択するよりも、上部ドーム空間へのTEAガスの優先的な流れ込みを長時間実施することが可能となるため、上述の効果がさらに得やすくなる。
また例えば、ステップ2A開始のタイミングとして、タイミング3−1または3−2を選択する場合、タイミング1または2を選択する場合よりも、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜のC濃度やN濃度を低くする方向に調整することが可能となる。これは、ステップ2A開始のタイミングとしてこれらのタイミングを選択することにより、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200に対するTEAガスの供給量を減少させる方向に制御することが可能となるためである。この理由はステップ1で述べた理由と同様である。なお、ステップ2A開始のタイミングとして、タイミング3−2を選択する方が、タイミング3−1を選択するよりも、上部ドーム空間へのTEAガスの流れ込みをより確実に制限することができ、上述の効果がさらに得やすくなる。一方で、タイミング3−1を選択する場合には、ステップ2B開始からステップ2A開始までの時間を調整することで、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜のC濃度やN濃度を微調整することが可能となる。
(c)ステップ3B(圧力制御)開始のタイミングに対するステップ3A(O2ガス供給)開始のタイミングをステップ1の場合と同様に調整することで、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜の組成を調整することが可能となる。
例えば、ステップ3A開始のタイミングとして、タイミング1または2を選択する場合、タイミング3−1または3−2を選択する場合よりも、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜のO濃度を高める(C濃度やN濃度を低くする)方向に調整することが可能となる。これは、ステップ3A開始のタイミングとしてこれらのタイミングを選択することにより、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200に対するO2ガスの供給量を増加させる方向に制御することが可能となるためである。この理由はステップ1で述べた理由と同様である。なお、ステップ3A開始のタイミングとして、タイミング1を選択する方が、タイミング2を選択するよりも、上部ドーム空間へのO2ガスの優先的な流れ込みを長時間実施することが可能となるため、上述の効果がさらに得やすくなる。
また例えば、ステップ3A開始のタイミングとして、タイミング3−1または3−2を選択する場合、タイミング1または2を選択する場合よりも、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜のO濃度を低くする(C濃度やN濃度を高くする)方向に調整することが可能となる。これは、ステップ3A開始のタイミングとしてこれらのタイミングを選択することにより、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200に対するO2ガスの供給量を減少させる方向に制御することが可能となるためである。この理由はステップ1で述べた理由と同様である。なお、ステップ3A開始のタイミングとして、タイミング3−2を選択する方が、タイミング3−1を選択するよりも、上部ドーム空間へのO2ガスの流れ込みをより確実に制限することができ、上述の効果がさらに得やすくなる。一方で、タイミング3−1を選択する場合には、ステップ3B開始からステップ3A開始までの時間を調整することで、複数枚のウエハ200のうち上部に配置されたウエハ200上に形成されるSiOCN膜のO濃度を微調整することが可能となる。
(d)上述の効果は、原料ガスとしてHCDSガス以外のSi含有ガスを用いる場合や、第1反応ガスとしてTEAガス以外のNおよびCを含むガスを用いる場合や、第2反応ガスとしてO2ガス以外のO含有ガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。
(4)変形例
本実施形態は、以下の変形例のように変更することができる。また、これらの変形例は任意に組み合わせることができる。
本実施形態は、以下の変形例のように変更することができる。また、これらの変形例は任意に組み合わせることができる。
(変形例1)
HCDSガス、TEAガス、O2ガスのうち少なくともいずれかの処理ガス供給開始のタイミングとして、圧力制御開始前(タイミング1)、圧力制御開始と同時(タイミング2)、圧力制御開始後(タイミング3−1,3−2)のうちいずれか1つを選択して、SiOCN膜を形成する成膜ステップを開始し、成膜ステップの途中で、処理ガス供給開始のタイミングを、タイミング1,2,3−1,3−2のうち選択した上述の1つとは異なる他の1つに変更して、成膜ステップを継続するようにしてもよい。
HCDSガス、TEAガス、O2ガスのうち少なくともいずれかの処理ガス供給開始のタイミングとして、圧力制御開始前(タイミング1)、圧力制御開始と同時(タイミング2)、圧力制御開始後(タイミング3−1,3−2)のうちいずれか1つを選択して、SiOCN膜を形成する成膜ステップを開始し、成膜ステップの途中で、処理ガス供給開始のタイミングを、タイミング1,2,3−1,3−2のうち選択した上述の1つとは異なる他の1つに変更して、成膜ステップを継続するようにしてもよい。
例えば、ステップ1A開始のタイミングとしてタイミング1を選択して成膜ステップを開始し、成膜ステップの途中から、ステップ1A開始のタイミングをタイミング2,3−1,3−2のいずれかに変更し、成膜ステップを継続するようにしてもよい。また例えば、ステップ1A開始のタイミングとしてタイミング3−2を選択して成膜ステップを開始し、成膜ステップの途中から、ステップ1A開始のタイミングをタイミング1,2,3−1のいずれかに変更し、成膜ステップを継続するようにしてもよい。
(変形例2)
HCDSガス、TEAガス、O2ガスのうち少なくともいずれかの処理ガス供給開始のタイミングとして、圧力制御開始後(タイミング3−1)を選択して、SiOCN膜を形成する成膜ステップを開始し、成膜ステップの途中で、圧力制御開始から処理ガス供給開始までの時間を変更して、成膜ステップを継続するようにしてもよい。
HCDSガス、TEAガス、O2ガスのうち少なくともいずれかの処理ガス供給開始のタイミングとして、圧力制御開始後(タイミング3−1)を選択して、SiOCN膜を形成する成膜ステップを開始し、成膜ステップの途中で、圧力制御開始から処理ガス供給開始までの時間を変更して、成膜ステップを継続するようにしてもよい。
例えば、ステップ1A開始のタイミングとしてタイミング3−1を選択して成膜ステップを開始し、成膜ステップの途中で、ステップ1B開始からステップ1A開始までの時間(T1)を、それまでよりも短くする方向に変更して、成膜ステップを継続するようにしてもよい。例えば、成膜ステップ前半におけるT1を20秒とし、成膜ステップの途中でT1を15秒に変更する(成膜ステップ後半におけるT1を15秒とする)ようにしてもよい。また例えば、ステップ1A開始のタイミングとしてタイミング3−1を選択して成膜ステップを開始し、成膜ステップの途中で、ステップ1B開始からステップ1A開始までの時間(T1)を、それまでよりも長くする方向に変更して、成膜ステップを継続するようにしてもよい。例えば、成膜ステップ前半におけるT1を20秒とし、成膜ステップの途中でT1を25秒に変更する(成膜ステップ後半におけるT1を25秒とする)ようにしてもよい。
(変形例3)
真空排気ステップや、ステップ1〜3において反応管203内を真空排気する際には、ガス供給管232c,232dから反応管203内へのN2ガスの供給を不実施としてもよい。これらの場合、反応管203内の真空排気圧力は、例えば1〜5Paの範囲内の圧力となる。但し、ステップ1A,2A,3Aの開始タイミングとしてタイミング3−1,3−2を選択する場合には、ステップ1B,2B,3B開始後、ステップ1A,2A,3Aを開始するまでの間は、反応管203内へ処理ガスを供給することなく反応管203内の圧力を処理圧力へ高める必要があるため、少なくともその間は、ガス供給管232c,232dから反応管203内へのN2ガスの供給を実施する必要がある。
真空排気ステップや、ステップ1〜3において反応管203内を真空排気する際には、ガス供給管232c,232dから反応管203内へのN2ガスの供給を不実施としてもよい。これらの場合、反応管203内の真空排気圧力は、例えば1〜5Paの範囲内の圧力となる。但し、ステップ1A,2A,3Aの開始タイミングとしてタイミング3−1,3−2を選択する場合には、ステップ1B,2B,3B開始後、ステップ1A,2A,3Aを開始するまでの間は、反応管203内へ処理ガスを供給することなく反応管203内の圧力を処理圧力へ高める必要があるため、少なくともその間は、ガス供給管232c,232dから反応管203内へのN2ガスの供給を実施する必要がある。
<他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
処理ガスとして、上述したハロシラン系ガスの他、例えば、1,1,2,2−テトラクロロ−1,2−ジメチルジシラン((CH3)2Si2Cl4、略称:TCDMDS)ガスのようなアルキルハロシラン系ガスや、トリスジメチルアミノシラン(Si[N(CH3)2]3H、略称:3DMAS)ガスやビスジエチルアミノシラン(SiH2[N(C2H5)2]2、略称:BDEAS)ガスのようなアミノシラン系ガスを用いてもよい。また、モノシラン(SiH4)ガスやジシラン(Si2H6)ガスのような水素化ケイ素ガスを用いてもよい。
また、処理ガスとして、上述した第1、第2反応ガスの他、例えば、アンモニア(NH3)ガスのようなN含有ガス(窒化剤)や、プロピレン(C3H6)ガスのようなC含有ガスや、トリクロロボラン(BCl3)ガスのような硼素(B)含有ガスを用いてもよい。
そして、例えば以下のガス供給シーケンスにより、ウエハ200上に、シリコン酸窒化膜(SiON膜)、シリコン炭窒化膜(SiCN膜)、SiOCN膜、シリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)、シリコン硼窒化膜(SiBN膜)、シリコン酸化膜(SiO膜)を形成するようにしてもよい。
(HCDS→NH3→O2)×n ⇒ SiON
(HCDS→TEA)×n ⇒ SiCN
(TCDMDS→NH3)×n ⇒ SiCN
(TCDMDS→NH3→O2)×n ⇒ SiOCN
(HCDS→C3H6→NH3→O2)×n ⇒ SiOCN
(HCDS→C3H6→BCl3→NH3)×n ⇒ SiBCN
(HCDS→BCl3→NH3)×n ⇒ SiBN
(HCDS→O2+H2)×n ⇒ SiO
(3DMAS→O3)×n ⇒ SiO
(BDEAS→O2 *)×n ⇒ SiO
(HCDS→TEA)×n ⇒ SiCN
(TCDMDS→NH3)×n ⇒ SiCN
(TCDMDS→NH3→O2)×n ⇒ SiOCN
(HCDS→C3H6→NH3→O2)×n ⇒ SiOCN
(HCDS→C3H6→BCl3→NH3)×n ⇒ SiBCN
(HCDS→BCl3→NH3)×n ⇒ SiBN
(HCDS→O2+H2)×n ⇒ SiO
(3DMAS→O3)×n ⇒ SiO
(BDEAS→O2 *)×n ⇒ SiO
上述の実施形態では、基板上に主元素としてSiを含む膜を形成する例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。すなわち、Siの他、ゲルマニウム(Ge)、ボロン(B)等の半金属元素を主元素として含む膜を基板上に形成する場合にも、本発明を好適に適用することが可能である。また、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、ストロンチウム(Sr)、アルミニウム(Al)等の金属元素を主元素として含む膜を基板上に形成する場合にも、本発明を好適に適用することが可能である。
例えば、処理ガスとして、チタニウムテトラクロライド(TiCl4)ガスやトリメチルアルミニウム(Al(CH3)3、略称:TMA)ガスを用い、以下に示すガス供給シーケンスにより、基板上に、チタン窒化膜(TiN膜)、チタン酸窒化膜(TiON膜)、チタンアルミニウム炭窒化膜(TiAlCN膜)、チタンアルミニウム炭化膜(TiAlC膜)、チタン炭窒化膜(TiCN膜)、チタン酸化膜(TiO膜)等を形成する場合にも、本発明を好適に適用することが可能である。
(TiCl4→NH3)×n ⇒ TiN
(TiCl4→NH3→O2)×n ⇒ TiON
(TiCl4→TMA→NH3)×n ⇒ TiAlCN
(TiCl4→TMA)×n ⇒ TiAlC
(TiCl4→TEA)×n ⇒ TiCN
(TiCl4→H2O)×n ⇒ TiO
(TiCl4→NH3→O2)×n ⇒ TiON
(TiCl4→TMA→NH3)×n ⇒ TiAlCN
(TiCl4→TMA)×n ⇒ TiAlC
(TiCl4→TEA)×n ⇒ TiCN
(TiCl4→H2O)×n ⇒ TiO
基板処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置123を介して記憶装置121c内に格納しておくことが好ましい。そして、基板処理を開始する際、CPU121aが、記憶装置121c内に格納された複数のレシピの中から、基板処理の内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、1台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、処理を迅速に開始できるようになる。
上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置122を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、例えば、一度に1枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。
これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や変形例と同様な処理手順、処理条件にて成膜を行うことができ、これらと同様の効果が得られる。
また、上述の実施形態や変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の実施形態の処理手順、処理条件と同様とすることができる。
以下、実施例について説明する。
実施例1として、図1に示す基板処理装置を用い、図4に示すガス供給シーケンスにより、複数枚のウエハ上にSiOCN膜を形成した。ステップ1A開始のタイミングとしてはタイミング3−2を選択し、ステップ1A開始のタイミングと、ステップ1B開始のタイミングと、の時間差を12秒に設定した。他の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の所定の条件とした。
実施例2として、図1に示す基板処理装置を用い、図4に示すガス供給シーケンスにより、複数枚のウエハ上にSiOCN膜を形成した。ステップ1A開始のタイミングとしてはタイミング3−1を選択し、ステップ1A開始のタイミングと、ステップ1B開始のタイミングと、の時間差を6秒に設定した。他の処理条件は、実施例1における処理条件と同様とした。
実施例3として、図1に示す基板処理装置を用い、図4に示すガス供給シーケンスにより、複数枚のウエハ上にSiOCN膜を形成した。ステップ1A開始のタイミングとしてはタイミング2を選択し、ステップ1A開始のタイミングと、ステップ1B開始のタイミングと、の時間差を0秒に設定した。他の処理条件は、実施例1における処理条件と同様とした。
そして、実施例1〜3における複数枚のウエハのうち、上部、中央部、底部のウエハ上に形成された各SiOCN膜の厚さをそれぞれ測定した。図6にSiOCN膜の膜厚測定結果を示す。図6の縦軸はボートスロット、すなわち、ウエハの位置(120がボートの最上段のスロット、0がボートの最下段のスロット)を示している。図6の横軸は、ウエハ上に形成されたSiOCN膜の膜厚と、中央部のウエハ上に形成されたSiOCN膜の膜厚(基準膜厚)と、の膜厚差を、基準膜厚に対する割合[=(膜厚差/基準膜厚)×100]で示している。図中、△,●,□は、実施例1,2,3をそれぞれ示しており、それぞれ、上から順に、上部、中央部、底部のウエハ上に形成された各SiOCN膜の上記膜厚差を示している。
図6によれば、複数枚のウエハのうち上部に配置されたウエハ上に形成されるSiOCN膜の厚さは、実施例3,2,1の順に厚い(タイミング2を選択した実施例3が最も厚い)ことが分かる。すなわち、ステップ1A開始のタイミングとしてタイミング2を選択する場合、タイミング3−1,3−2を選択する場合よりも、複数枚のウエハのうち上部に配置されたウエハ上に形成されるSiOCN膜の厚さを厚くする方向に制御できることが分かる。また、ステップ1A開始のタイミングとしてタイミング3−1を選択する場合、タイミング3−2を選択する場合よりも、複数枚のウエハのうち上部に配置されたウエハ上に形成されるSiOCN膜の厚さを厚くする方向に制御できることも分かる。また、図6によれば、ステップ1A開始のタイミングとしてタイミング2,3−1,3−2のいずれを選択しても、複数枚のウエハのうち中央部のウエハ上に形成されるSiOCN膜の厚さや、複数枚のウエハのうち底部のウエハ上に形成されるSiOCN膜の厚さは、ほとんど影響を受けないことが分かる。すなわち、上述の実施形態の手法によれば、複数枚のウエハのうち、上部に配置されたウエハ上に形成されるSiOCN膜の厚さを選択的に調整することが可能であることが分かる。
<本発明の好ましい態様>
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
(付記1)
本発明の一態様によれば、
処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置する工程と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給し前記複数枚の基板上に膜を形成する工程と、を有し、
前記膜を形成する工程は、
前記処理容器内へ処理ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行う工程と、を有し、
前記圧力制御開始のタイミングに対する前記処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
本発明の一態様によれば、
処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置する工程と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給し前記複数枚の基板上に膜を形成する工程と、を有し、
前記膜を形成する工程は、
前記処理容器内へ処理ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行う工程と、を有し、
前記圧力制御開始のタイミングに対する前記処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
(付記2)
付記1に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、前記圧力制御開始後のうちいずれかを選択することで、前記上部に配置された前記基板上に形成される膜の厚さを調整する。
付記1に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、前記圧力制御開始後のうちいずれかを選択することで、前記上部に配置された前記基板上に形成される膜の厚さを調整する。
(付記3)
付記1または2に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器内の圧力が、前記処理圧力に到達する前に、前記処理ガスの供給を開始する。
付記1または2に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器内の圧力が、前記処理圧力に到達する前に、前記処理ガスの供給を開始する。
(付記4)
付記3に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器内の圧力が、前記処理圧力未満の圧力から前記処理圧力に到達する前に、前記処理ガスの供給を開始する。
付記3に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器内の圧力が、前記処理圧力未満の圧力から前記処理圧力に到達する前に、前記処理ガスの供給を開始する。
(付記5)
付記1または2に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器内の圧力が前記処理圧力に到達した後に、前記処理ガスの供給を開始する。
付記1または2に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器内の圧力が前記処理圧力に到達した後に、前記処理ガスの供給を開始する。
(付記6)
付記5に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器内の圧力が前記処理圧力未満の圧力から前記処理圧力に到達した後に、前記処理ガスの供給を開始する。
付記5に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器内の圧力が前記処理圧力未満の圧力から前記処理圧力に到達した後に、前記処理ガスの供給を開始する。
(付記7)
付記1〜4のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前または前記圧力制御開始と同時を選択することで、前記圧力制御開始後を選択する場合よりも、前記上部に配置された前記基板上に形成される膜の厚さを厚くする。
付記1〜4のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前または前記圧力制御開始と同時を選択することで、前記圧力制御開始後を選択する場合よりも、前記上部に配置された前記基板上に形成される膜の厚さを厚くする。
(付記8)
付記1〜6のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始後を選択することで、前記圧力制御開始前または前記圧力制御開始と同時を選択する場合よりも、前記上部に配置された前記基板上に形成される膜の厚さを薄くする。
付記1〜6のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始後を選択することで、前記圧力制御開始前または前記圧力制御開始と同時を選択する場合よりも、前記上部に配置された前記基板上に形成される膜の厚さを薄くする。
(付記9)
付記1〜6、8のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始後を選択し、前記圧力制御開始から前記処理ガス供給開始までの時間を調整することで、前記上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを微調整する。
付記1〜6、8のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始後を選択し、前記圧力制御開始から前記処理ガス供給開始までの時間を調整することで、前記上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを微調整する。
(付記10)
付記1〜9のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記膜を形成する工程では、前記処理ガスを供給する工程および前記圧力制御を行う工程のそれぞれを間欠的に行う。
付記1〜9のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記膜を形成する工程では、前記処理ガスを供給する工程および前記圧力制御を行う工程のそれぞれを間欠的に行う。
(付記11)
付記10に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、前記圧力制御開始後のうちいずれか1つを選択して、前記膜を形成する工程を開始し、
前記膜を形成する工程の途中で、前記処理ガス供給開始のタイミングを、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、前記圧力制御開始後のうち前記1つとは異なる他の1つに変更して、前記膜を形成する工程を継続する。
付記10に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、前記圧力制御開始後のうちいずれか1つを選択して、前記膜を形成する工程を開始し、
前記膜を形成する工程の途中で、前記処理ガス供給開始のタイミングを、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、前記圧力制御開始後のうち前記1つとは異なる他の1つに変更して、前記膜を形成する工程を継続する。
(付記12)
付記10に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始後を選択して、前記膜を形成する工程を開始し、
前記膜を形成する工程の途中で、前記圧力制御開始から前記処理ガス供給開始までの時間を変更して、前記膜を形成する工程を継続する。
付記10に記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始後を選択して、前記膜を形成する工程を開始し、
前記膜を形成する工程の途中で、前記圧力制御開始から前記処理ガス供給開始までの時間を変更して、前記膜を形成する工程を継続する。
(付記13)
付記1〜12のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器の天井部はドーム形状である。より好ましくは、前記処理容器の前記天井部の内壁と前記複数枚の基板のうち上端部に配置された基板とで挟まれた部分の前記処理容器内の空間は、前記複数枚の基板のうち隣り合う基板同士で挟まれた部分の前記処理容器内の空間よりも大きい。
付記1〜12のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器の天井部はドーム形状である。より好ましくは、前記処理容器の前記天井部の内壁と前記複数枚の基板のうち上端部に配置された基板とで挟まれた部分の前記処理容器内の空間は、前記複数枚の基板のうち隣り合う基板同士で挟まれた部分の前記処理容器内の空間よりも大きい。
(付記14)
本発明の他の態様によれば、
基板に対する処理が行われる処理容器と、
前記処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置するように前記複数枚の基板を支持する支持具と、
前記処理容器内の基板に対してガスを供給するガス供給系と、
前記処理容器内の圧力を制御する圧力制御器と、
前記処理容器内に前記複数枚の基板を垂直方向に配列して配置した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し前記複数枚の基板上に膜を形成する処理を行わせ、前記膜を形成する処理において、前記処理容器内へ処理ガスを供給する処理と、前記処理容器内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行う処理と、を行わせ、その際、前記圧力制御開始のタイミングに対する前記処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整するように、前記ガス供給系および前記圧力制御器を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、
基板に対する処理が行われる処理容器と、
前記処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置するように前記複数枚の基板を支持する支持具と、
前記処理容器内の基板に対してガスを供給するガス供給系と、
前記処理容器内の圧力を制御する圧力制御器と、
前記処理容器内に前記複数枚の基板を垂直方向に配列して配置した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し前記複数枚の基板上に膜を形成する処理を行わせ、前記膜を形成する処理において、前記処理容器内へ処理ガスを供給する処理と、前記処理容器内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行う処理と、を行わせ、その際、前記圧力制御開始のタイミングに対する前記処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整するように、前記ガス供給系および前記圧力制御器を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
(付記15)
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置する手順と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給し前記複数枚の基板上に膜を形成する手順と、
前記膜を形成する手順において、
前記処理容器内へ処理ガスを供給する手順と、
前記処理容器内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行う手順と、
前記圧力制御開始のタイミングに対する前記処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置する手順と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給し前記複数枚の基板上に膜を形成する手順と、
前記膜を形成する手順において、
前記処理容器内へ処理ガスを供給する手順と、
前記処理容器内の圧力が処理圧力となるように圧力制御を行う手順と、
前記圧力制御開始のタイミングに対する前記処理ガス供給開始のタイミングを調整することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
200 ウエハ(基板)
203 反応管(処理容器)
203 反応管(処理容器)
Claims (3)
- 処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置する工程と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給し、排気管より排気して、前記複数枚の基板上に膜を形成する工程と、を有し、
前記膜を形成する工程は、
前記排気管に設けられたバルブの開度を調整することで、前記処理容器内の圧力が処理圧力未満の圧力から処理圧力となるように圧力制御を行う工程と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給する工程と、
を有し、
前記膜を形成する工程では、
前記圧力制御を行う工程および前記処理ガスを供給する工程のそれぞれを間欠的に繰り返し行い、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、および前記圧力制御開始後のうちいずれかを選択することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する半導体装置の製造方法。 - 基板に対する処理が行われる処理容器と、
前記処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置するように前記複数枚の基板を支持する支持具と、
前記処理容器内の基板に対してガスを供給するガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気管と、
前記排気管に設けられたバルブの開度を調整することで、前記処理容器内の圧力を制御する圧力制御器と、
前記処理容器内に前記複数枚の基板を垂直方向に配列して配置した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し、前記排気管より排気して、前記複数枚の基板上に膜を形成する処理を行わせ、前記膜を形成する処理において、前記バルブの開度を調整することで、前記処理容器内の圧力が処理圧力未満の圧力から処理圧力となるように圧力制御を行う処理と、前記処理容器内へ処理ガスを供給する処理と、を行わせ、その際、前記圧力制御を行う処理および前記処理ガスを供給する処理のそれぞれを間欠的に繰り返し行わせ、前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、および前記圧力制御開始後のうちいずれかを選択することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整するように、前記ガス供給系および前記圧力制御器を制御することが可能なよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。 - 基板処理装置の処理容器内に複数枚の基板を垂直方向に配列して配置する手順と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給し、排気管より排気して、前記複数枚の基板上に膜を形成する手順と、
前記膜を形成する手順において、
前記排気管に設けられたバルブの開度を調整することで、前記処理容器内の圧力が処理圧力未満の圧力から処理圧力となるように圧力制御を行う手順と、
前記処理容器内へ処理ガスを供給する手順と、
前記圧力制御を行う手順および前記処理ガスを供給する手順のそれぞれを間欠的に繰り返し行う手順と、
前記処理ガス供給開始のタイミングとして、前記圧力制御開始前、前記圧力制御開始と同時、および前記圧力制御開始後のうちいずれかを選択することで、前記複数枚の基板のうち上部に配置された基板上に形成される膜の厚さを調整する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
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