本公開涉及襯底處理裝置及半導體器件的制造方法。

背景技術：

作為半導體器件(器件)的制造工序的一個工序，進行對襯底供給處理氣體和反應氣體，從而在襯底上形成膜的處理工序。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，有時襯底的溫度分布變得不均一，處理均一性降低。

本公開的目的之一在于，提供一種提高襯底的處理均一性的技術。

解決問題的手段

根據(jù)一個方式，提供一種技術，其包括：設置有加熱襯底的第一加熱部的襯底支承部；設置于襯底支承部的上側、向襯底供給處理氣體的氣體供給部；對襯底支承部上的處理空間的氣氛進行排氣的第一排氣口；以與襯底支承部相對的方式設置的氣體分散部；蓋部，其設置有對氣體供給部和氣體分散部之間的緩沖空間進行排氣的第二排氣口；氣體整流部，其設置在緩沖空間內，并且具有至少一部分與第二排氣口相對的第二加熱部，并對處理氣體進行整流；和控制第二加熱部的控制部。

發(fā)明效果

根據(jù)本公開涉及的技術，能夠至少提高襯底的處理均一性。

附圖說明

圖1為一實施方式涉及的襯底處理裝置的構成簡圖。

圖2為一實施方式涉及的第二加熱部的構成簡圖。

圖3為示出一實施方式涉及的第二加熱部的溫度測定部和電力供給控制部的連接關系的圖。

圖4為一實施方式中適合使用的襯底處理裝置的氣體供給系統(tǒng)的構成簡圖。

圖5為一實施方式中適合使用的襯底處理裝置的控制器的構成簡圖。

圖6為一實施方式中適合使用的第一表圖。

圖7為一實施方式中適合使用的第二表圖。

圖8為一實施方式中適合使用的第三表圖。

圖9為示出一實施方式涉及的襯底處理工序的流程圖。

圖10為一實施方式涉及的向簇射頭供給的氣體供給順序圖。

附圖標記說明

100 襯底處理裝置

200 晶片(襯底)

201 處理室

202 處理容器

211 載置面

212 襯底載置臺

215 外周面

232 緩沖空間

234 簇射頭

234 分散板

234b 分散孔

241 第一氣體導入口

具體實施方式

＜第一實施方式＞

以下，結合附圖說明本公開的第一實施方式。

(1)襯底處理裝置的構成

首先，對第一實施方式涉及的襯底處理裝置進行說明。

對本實施方式涉及的處理裝置100進行說明。襯底處理裝置100為薄膜形成單元，如圖1所示，以單片式襯底處理裝置的形式構成。通過襯底處理裝置100進行半導體元器件制造的一個工序。這里，所謂半導體元器件，是指包括集成電路、電子元件單體(作為電阻元件、線圈元件、電容元件、半導體元件而發(fā)揮作用的膜)中的任一個或多個。此外，也可以進行半導體元器件的制造中途所必須的虛設膜的形成工序等。

這里，發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，在襯底處理裝置100中，當處理溫度成為高溫的情況下，會產(chǎn)生以下的課題的一個或多個。這里，所謂高溫，是指例如400℃～850℃的溫度。

＜課題1＞

當處理溫度成為高溫的情況下，存在這樣的課題，來自加熱器213的熱向上部容器202a方向發(fā)散，晶片200的溫度均一性降低、處理均一性降低。這里，熱的發(fā)散通過熱傳導、熱傳遞等的熱的移動而發(fā)生。另外，關于熱的發(fā)散，例如，熱自作為氣體分散部的氣體分散板234a的外周、整流部270的外周和/或上方、作為第二排氣部的排氣口240，向襯底處理裝置100的外部、與處理室201相比為低溫的部分移動。

＜課題2＞

由于為了對熱的發(fā)散進行補償需要控制加熱器213，因此電力消耗增大。

＜課題3＞

由于襯底和上部容器202a的蓋231之間產(chǎn)生溫度差，因此會對設置于它們之間的分散板234a產(chǎn)生熱應力。由于該熱應力，分散板234a可能發(fā)生變形、破損。另外，附著于分散板234a的膜有時由于熱應力而剝離、產(chǎn)生顆粒。

＜課題4＞

由于在整流部270的上端和下端之間、中心和外周之間產(chǎn)生溫度差，因此產(chǎn)生熱應力。因此，附著于整流部270的表面的膜有時發(fā)生剝離、產(chǎn)生顆粒。

＜課題5＞

在排氣引導件235的上端和下端之間、中心和外周之間產(chǎn)生溫度差，施加熱應力，附著于整流部270的內表面、排氣流路238的膜有時剝離、產(chǎn)生顆粒。

作為解決這些課題的技術，發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)以下這樣的襯底處理裝置。

如圖1所示，襯底處理裝置100具有處理容器202。處理容器202構成作為例如橫截面為圓形且扁平的密閉容器。另外，處理容器202例如由鋁(Al)、不銹鋼(SUS)等金屬材料或石英構成。在處理容器202內形成有：處理作為襯底的硅晶片等晶片200的處理空間(處理室)201、搬送空間203。處理容器202由上部容器202a和下部容器202b構成。在上部容器202a與下部容器202b之間設置了分隔板204。將由上部處理容器202a包圍且位于分隔板204上方的空間稱為處理空間(也稱為處理室)201，將由下部容器202b包圍且位于分隔板下方的空間稱為搬送空間203。

在下部容器202b的側面設置有與閘閥205相鄰的襯底搬入搬出口1480，晶片200經(jīng)由襯底搬入搬出口1480在與未圖示的輸送室之間移動。在下部容器202b的底部設置有多個提升銷207。此外，下部容器202b接地。

在處理室201內設有支承晶片200的襯底支承部210。襯底支承部210具有載置晶片200的載置面211、在表面具有載置面211和外周面215的襯底載置臺212。優(yōu)選地，設置作為第一加熱部的加熱器213。通過設置第一加熱部，對襯底加熱，能夠提高形成于襯底上的膜的品質。在襯底載置臺212中，可以在與提升銷207對應的位置分別設置供提升銷207貫通的貫通孔214。需要說明的是，形成于襯底載置臺212表面的載置面211的高度可以形成為比外周面215低了相當于晶片200的厚度的部分。通過以這種方式構成，晶片200的上表面的高度與襯底載置臺212的外周面215的高度之差變小，能夠抑制由于該差而發(fā)生的氣體的湍流。另外，在氣體的湍流不對晶片200的處理均一性產(chǎn)生影響的情況下，也可以構成為外周面215的高度成為與載置面211在同一平面上的高度以上。

作為第一加熱部的加熱器213連接有電力供給線213b。電力供給線213b中的與加熱器213不同的一側，連接由用于控制加熱器213的溫度的電力控制部213c。另外，在加熱器213的附近，設置對加熱器213的溫度進行計測的溫度檢測部213d。溫度檢測部213d經(jīng)由布線213e與第一溫度測定部213f連接。

作為溫度控制部的電力控制部213c與控制器260電連接。控制器260對電力控制部213c發(fā)送用于控制加熱器213的電力值，接收了該電力值的電力控制部213b向加熱器213供給基于該信息的電力，從而控制加熱器213的溫度。

關于第一溫度測定部213f，溫度檢測部213d經(jīng)由布線213e而對加熱器213的溫度進行計測。所檢測的溫度以電壓值的方式進行計測。與后述的其他溫度測定部相同，溫度以電壓值的方式進行計測。通過第一溫度測定部213f計測的溫度(電壓值)在第一溫度測定部213f進行模數(shù)轉換，從而生成溫度數(shù)據(jù)(溫度信息)。第一溫度測定部213f電連接于控制器260，所生成的溫度信息向控制器260發(fā)送。另外，第一溫度測定部213f也可以構成為可以向電力控制部213c發(fā)送溫度信息，電力控制部213c可以構成為基于自第一溫度測定部213f發(fā)送的溫度信息進行反饋控制，以使加熱器213的溫度成為規(guī)定的溫度。

襯底載置臺212由軸217支承。軸217貫通處理容器202的底部，并且在處理容器202的外部與升降機構218連接。通過使升降機構218工作而使軸217和襯底載置臺212升降，能夠使載置在襯底載置面211上的晶片200升降。需要說明的是，軸217下端部的周圍由波紋管219覆蓋，處理室201內部被氣密性地保持。此外，電力供給線213b和布線213e在軸217的內側布線。

對于襯底載置臺212而言，在搬送晶片200時，下降至使襯底載置面211處于襯底搬入搬出口1480的位置(晶片搬送位置)，在處理晶片200時，如圖1所示，晶片200上升至處理空間201內的處理位置(晶片處理位置)。

具體而言，在使襯底載置臺212下降至晶片搬送位置時，使得提升銷207的上端部從襯底載置面211的上表面突出，從而使提升銷207從下方支承晶片200。另外，在使襯底載置臺212上升至晶片處理位置時，使得提升銷207從襯底載置面211的上表面沒入，從而使襯底載置面211從下方支承晶片200。需要說明的是，由于提升銷207與晶片200直接接觸，所以優(yōu)選由例如石英、氧化鋁等材質形成。需要說明的是，可以在提升銷207設置升降機構，從而使襯底載置臺212和提升銷207構成為可相對運動。

(排氣部)

在處理室201(上部容器202a)的內壁上表面，設置作為對處理室201的氣氛進行排氣的第一排氣部的第一排氣口221。第一排氣口221連接有作為第一排氣管的排氣管224，在排氣管224依次串聯(lián)連接有將處理室201內控制為規(guī)定壓力的APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器)等壓力調節(jié)器227、真空泵223。主要由第一排氣口221、排氣管224、壓力調節(jié)器227構成第一排氣部(排氣線路)。需要說明的是，可構成為將真空泵223包括在第一排氣部。

在緩沖空間232的內壁上表面，設置作為對緩沖空間232的氣氛進行排氣的第二排氣部的第二排氣口(簇射頭排氣口)240。第二排氣口240連接有作為第二排氣管的排氣管236，在排氣管236依次串聯(lián)地連接有閥237等。主要由簇射頭排氣口240、閥237、排氣管236構成第二排氣部(排氣線路)。

(氣體導入口)

在上部容器202a的上表面(頂壁)，設置有用于向處理室201內供給各種氣體的氣體導入口241。對于連接于作為氣體供給部的氣體導入口241的各氣體供給單元的構成，在后面描述。像這樣，通過自中央進行供給的構成，緩沖空間232內的氣流自中心向外周流動，能夠使空間內的氣流變得均一，并使對晶片200的氣體供給量變得均一化。

(氣體分散單元)

作為氣體分散單元的簇射頭234由緩沖室(空間)232、作為氣體分散部的分散板234a、整流部270構成。簇射頭234設置于氣體導入口241和處理室201之間。自氣體導入口241導入的處理氣體向簇射頭234的緩沖空間232供給，并經(jīng)由分散孔234b向處理室201供給。構成簇射頭234的、分散板234a和整流部270可由例如石英、氧化鋁等耐熱材料中的任一種或復合材料構成。

氣體整流部270設置有作為第二加熱部的加熱器(整流部加熱器)271，并且構成為能夠加熱整流部270、緩沖空間232內的氣氛、分散板234a、蓋231中的至少某一者。

另外，如圖2所示，作為第二加熱部的加熱器被分割構成，且構成為可在每個區(qū)域(中心部271a、中間部271b、外周部271c)進行加熱。優(yōu)選地，如后面所述，以提高與第二排氣口240相對的區(qū)域的溫度的方式，控制第二加熱部271。例如，若與第二排氣口240相對的區(qū)域為中心部271a，則以提高中心部271a的溫度的方式控制第二加熱部271。來自設置于襯底支承部210的作為第一加熱部的加熱器213的熱經(jīng)由第二排氣口240向襯底處理裝置100之外流出，由此能夠抑制晶片200的溫度分布、處理室201的溫度分布變得不均一。

需要說明的是，簇射頭234的蓋231由具有導電性的金屬形成，可以作為用于將存在于緩沖空間232或處理室201內的氣體激發(fā)的活化部(激發(fā)部)。此時，在蓋231與上部容器202a之間設置有絕緣塊233，使蓋231與上部容器202a之間絕緣。在作為活化部的電極(蓋231)上，可以將匹配器251與高頻電源252連接，供給電磁波(高頻電力、微波)。

另外，優(yōu)選地，在蓋231的外周部231b和分散板234a的外周部之間，設置作為隔熱部的隔熱件239。通過設置隔熱件239，能夠抑制自加熱器213、第二加熱部271向上部容器密封部202c、下部容器密封部202d的熱傳導。由此，能夠抑制上部容器密封部202c、下部容器密封部202d的劣化。另外，能夠減小蓋的外周部231b和分隔板204的熱膨脹差，能夠抑制由熱膨脹錯位引起的密封性的降低。需要說明的是，隔熱件239可由石英、氧化鋁等任一者，或將它們組合而成的材料構成。

簇射頭234具有用于在緩沖空間232和處理室201之間將自氣體導入口241導入的氣體分散的功能。

整流部270為以氣體導入口241為中心、隨著朝向晶片200的徑向而直徑變大的圓錐形狀。整流部270的外周下端以比襯底200的端部更靠近外周的位置方式構成。

圖2示出了從晶片200一側觀察設置于整流部270的第二加熱部(整流部加熱體)271的圖。如圖2所示，第二加熱部271由多個區(qū)域構成，中心的區(qū)域以與作為第二排氣部的排氣口240相對的區(qū)域的方式構成，并且以能夠補償從排氣口240逃逸的熱的方式構成。

另外，簇射頭的蓋231設置有第三加熱部(蓋加熱體)272，并且構成為可加熱緩沖室232的排氣流路238、蓋上部231a等。第三加熱部272連接有電力供給線2721，在電力供給線2721中的與第三加熱部不同的一側連接有電力供給控制部2722。

作為溫度控制部的電力控制部2722經(jīng)由布線2723而與控制器260電連接?？刂破?60對電力控制部2722發(fā)送用于控制第三加熱部272的電力值，接收了該電力值的電力控制部2722向第三加熱部272供給基于該信息的電力，從而控制第三加熱部272的溫度。

此外，第三加熱部272的附近設置有溫度檢測部2724。溫度檢測部2724經(jīng)由布線2725而連接于第三溫度測定部2726，并且可通過第三溫度測定部2726對第三加熱部272的溫度進行監(jiān)測。

第三溫度測定部2726計測的溫度(電壓值)通過第三溫度測定部2726進行模數(shù)轉換，從而生成溫度數(shù)據(jù)(溫度信息)。第三溫度測定部2726電連接于控制器260，向控制器260發(fā)送生成的溫度信息。另外，第三溫度測定部2726也可以構成為可以向電力控制部2722發(fā)送溫度信息，電力控制部2722可以構成為基于自第三溫度測定部2726發(fā)送的溫度信息進行反饋控制，以使第三加熱部272的溫度成為規(guī)定的溫度。

需要說明的是，排氣流路238由整流部270、設置于蓋231的排氣引導件235構成，蓋加熱體272構成為經(jīng)由蓋231和排氣引導件235而可對排氣流路238進行加熱。

接下來，使用圖3對第二加熱部271的周邊的構成進行說明。如圖3所記載的，第二加熱部271按每個區(qū)域而連接有電力供給線2811a、2811b、2811c，設置為可按每個區(qū)域控制第二加熱部的溫度。電力供給線2811a、2811b、2811c連接于向第二加熱部271供給電力的電力供給控制部2812。

具體而言，在中心部271a連接有電力供給線2811a，中間部217b連接有電力供給線2811b，外周部271c連接有電力供給線2811c。此外，電力供給線2811a連接于電力供給控制部2812a，電力供給線2811b連接于電力供給控制部2812b，電力供給線2811c連接于電力供給控制部2812c。

作為溫度控制部的電力控制部2812(電力供給控制部2812a、電力供給控制部2812b、電力供給控制部2812c)經(jīng)由布線2813而電連接于控制器260?？刂破?60對電力控制部2812發(fā)送用于控制第二加熱部271的電力值(設定溫度數(shù)據(jù))，接收了該電力值的電力控制部2812基于該信息而向第二加熱部271(中心部271a、中間部217b、外周部271c)供給電力，從而控制第二加熱部271的溫度。

此外，如圖3所示，在第二加熱部271的附近設置有與各區(qū)域對應的溫度檢測部2821a、2821b、2821c。溫度檢測部2821a、2821b、2821c經(jīng)由布線2822連接于溫度測定部2823，并且可檢測每個區(qū)域的溫度。

具體而言，中心部271a附近設置有溫度檢測部2821a。溫度檢測部2821a經(jīng)由布線2822a而連接于第二溫度測定部2823a。中間部271b附近設置有溫度檢測部2821b。溫度檢測部2821b經(jīng)由布線2822b而連接于第二溫度測定部2823b。外周部271c附近設置有溫度檢測部2821c。溫度檢測部2821c經(jīng)由布線2822c而連接于第二溫度測定部2823c。

各第二溫度測定部2823(第二溫度測定部2823a、第二溫度測定部2823b、第二溫度測定部2823c)經(jīng)由溫度檢測部2821(溫度檢測部2821a、溫度檢測部2821b、溫度檢測部2821c)和布線2822(布線2822a、布線2822b、布線2822c)而對分別與其對應的區(qū)域的溫度進行監(jiān)測(計測)。由第二溫度測定部2823計測的溫度(電壓值)通過第二溫度測定部2823進行模數(shù)轉換，從而生成溫度數(shù)據(jù)(溫度信息)。所生成的溫度信息構成為可經(jīng)由布線2824向控制器260發(fā)送。

在分散板234a中的與整流部270相對的面234c設置有溫度檢測部2341。溫度檢測部2341經(jīng)由布線2342連接于第四溫度測定部2343。

第四溫度測定部2343對面234c的溫度進行計測。由第四溫度測定部2343計測的溫度(電壓值)通過第四溫度測定部2343進行模數(shù)轉換，從而生成溫度數(shù)據(jù)(溫度信息)。第四溫度測定部2343電連接于控制器260，構成為所生成的溫度信息可向控制器260發(fā)送。

在分散板234a中的與襯底載置面211相對的面234d設置有溫度檢測部2345。溫度檢測部2345經(jīng)由布線2346連接于溫度測定部2347。

溫度測定部2347對面234d的溫度進行計測。溫度測定部2347計測的溫度(電壓值)通過溫度測定部2347進行模數(shù)轉換，從而生成溫度數(shù)據(jù)(溫度信息)。溫度測定部2347電連接于控制器260，構成為可將所生成的溫度信息向控制器260發(fā)送。

(處理氣體供給部)

連接于整流部270的氣體導入口241連接有共通氣體供給管242。如圖4所示，共通氣體供給管242連接有第一氣體供給管243a、第二氣體供給管244a、第三氣體供給管245a、清潔氣體供給管248a。

從包含第一氣體供給管243a的第一氣體供給部243主要供給含有第一元素的氣體(第一處理氣體)，從包含第二氣體供給管244a的第二氣體供給部244主要供給含有第二元素的氣體(第二處理氣體)。從包含第三氣體供給管245a的第三氣體供給部245主要供給吹掃氣體，從包含清潔氣體供給管248a的清潔氣體供給部248供給清潔氣體。供給處理氣體的處理氣體供給部由第一處理氣體供給部和第二處理氣體供給部中的任一個或兩者構成，處理氣體由第一處理氣體和第二處理氣體中的任一個或兩者構成。

(第一氣體供給部)

在第一氣體供給管243a上，從上游方向開始依次設置有第一氣體供給源243b、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)243c、及作為開閉閥的閥243d。

從第一氣體供給源243b供給含有第一元素的氣體(第一處理氣體)，其經(jīng)由質量流量控制器243c、閥243d、第一氣體供給管243a、共通氣體供給管242被供給至緩沖空間232。

第一處理氣體為原料氣體，即，為處理氣體之一。

此處，第一元素例如為硅(Si)。即，第一處理氣體例如為含硅氣體。作為含硅氣體，可使用例如二氯硅烷(Dichlorosilane(SiH₂Cl₂)：DCS)氣體。需要說明的是，第一處理氣體的原料在常溫常壓下可以為固體、液體及氣體中的任一種。第一處理氣體的原料在常溫常壓下為液體時，在第一氣體供給源243b和質量流量控制器243c之間設置未圖示的氣化器即可。此處，以氣體的形式對原料進行說明。

在第一氣體供給管243a的比閥243d更靠近下游的一側，連接有第一非活性氣體供給管246a的下游端。在第一非活性氣體供給管246a上，從上游方向開始依次設置有非活性氣體供給源246b、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)246c、及作為開閉閥的閥246d。

此處，非活性氣體例如為氮(N₂)氣。需要說明的是，作為非活性氣體，除N₂氣外，例如可使用氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等稀有氣體。

主要由第一氣體供給管243a、質量流量控制器243c、閥243d構成含有第一元素的氣體供給部243(也稱為含硅氣體供給部)。

另外，主要由第一非活性氣體供給管246a、質量流量控制器246c及閥246d構成第一非活性氣體供給部。需要說明的是，可考慮將非活性氣體供給源246b、第一氣體供給管243a包括在第一非活性氣體供給部。

此外，可考慮將第一氣體供給源243b、第一非活性氣體供給部包括在含有第一元素的氣體供給部。

(第二氣體供給部)

在第二氣體供給管244a的上游，從上游方向開始依次設置有第二氣體供給源244b、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)244c、及作為開閉閥的閥244d。

從第二氣體供給源244b供給含有第二元素的氣體(以下記作“第二處理氣體”)，其經(jīng)由作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)244c、閥244d、第二氣體供給管244a、共通氣體供給管242被供給至緩沖空間232。

第二處理氣體為處理氣體之一。需要說明的是，第二處理氣體可考慮為反應氣體或改質氣體。

此處，第二處理氣體含有與第一元素不同的第二元素。作為第二元素，例如含有氧(O)、氮(N)、碳(C)、氫(H)中的一種以上。在本實施方式中，第二處理氣體例如為含氮氣體。具體而言，作為含氮氣體，使用氨(NH₃)氣。

第二處理氣體供給部244主要由第二氣體供給管244a、質量流量控制器244c、閥244d構成。

除此之外，還可以以下述方式構成：設置作為活化部的遠程等離子體單元(RPU)244e，從而能夠活化第二處理氣體。

另外，在第二氣體供給管244a的比閥244d更靠近下游一側，連接有第二非活性氣體供給管247a的下游端。在第二非活性氣體供給管247a上，從上游方向開始依次設置有非活性氣體供給源247b、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)247c、及作為開閉閥的閥247d。

從第二非活性氣體供給管247a將非活性氣體經(jīng)由質量流量控制器247c、閥247d、第二氣體供給管247a供給至緩沖空間232。非活性氣體在薄膜形成工序(后述的S203～S207)中作為載氣或稀釋氣體發(fā)揮作用。

第二非活性氣體供給部主要由第二非活性氣體供給管247a、質量流量控制器247c及閥247d構成。需要說明的是，可考慮在第二非活性氣體供給部中包括非活性氣體供給源247b、第二氣體供給管244a。

進而，可考慮在含有第二元素的氣體的供給部244中包括第二氣體供給源244b、第二非活性氣體供給部。

(第三氣體供給部)

在第三氣體供給管245a上，從上游方向開始依次設置有第三氣體供給源245b、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)245c、及作為開閉閥的閥245d。

從第三氣體供給源245b供給作為吹掃氣體的非活性氣體，其經(jīng)由質量流量控制器245c、閥245d、第三氣體供給管245a、共通氣體供給管242被供給至緩沖空間232。

此處，非活性氣體例如為氮氣(N₂)。需要說明的是，作為非活性氣體，除N₂氣外，例如可使用氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等稀有氣體。

第三氣體供給部245(也稱為吹掃氣體供給部)主要由第三氣體供給管245a、質量流量控制器245c、閥245d構成。

(清潔氣體供給部)

在清潔氣體供給管248a上，從上游方向開始依次設置有清潔氣體源248b、質量流量控制器(MFC)248c、閥248d、遠程等離子體單元(RPU)250。

從清潔氣體源248b供給清潔氣體，其經(jīng)由MFC248c、閥248d、RPU250、清潔氣體供給管248a、共通氣體供給管242被供給至緩沖空間232。

在清潔氣體供給管248a的比閥248d更靠近下游的一側，連接有第四非活性氣體供給管249a的下游端。在第四非活性氣體供給管249a上，從上游方向開始依次設置有第四非活性氣體供給源249b、MFC249c、閥249d。

另外，清潔氣體供給部主要由清潔氣體供給管248a、MFC248c及閥248d構成。需要說明的是，可考慮在清潔氣體供給部中包括清潔氣體源248b、第四非活性氣體供給管249a、RPU250。

需要說明的是，也可以供給從第四非活性氣體供給源249b供給的非活性氣體，使其作為清潔氣體的載氣或稀釋氣體發(fā)揮作用。

從清潔氣體源248b供給的清潔氣體，在清潔工序中作為除去附著于緩沖空間232、處理室201的副產(chǎn)物等的清潔氣體發(fā)揮作用。

此處，清潔氣體例如為三氟化氮(NF₃)氣體。需要說明的是，作為清潔氣體，例如可使用氟化氫(HF)氣體、三氟化氯(ClF₃)氣體、氟氣(F₂)等，另外，還可以將這些氣體組合使用。

另外，優(yōu)選地，作為設置于上述的各氣體供給部的流量控制部，適合的是針閥、孔板等氣流的響應性高的流量控制部。例如，氣體的脈沖寬度為毫秒級的情況下，有時候通過MFC不能做出響應，但在針閥、孔板的情況下，通過組合高速的ON/OFF閥，可實現(xiàn)應對毫秒以下的氣體脈沖。

(控制部)

如圖1所示，襯底處理裝置100具有控制襯底處理裝置100的各部的動作的控制器260。

圖5示出控制器260的概略。作為控制部(控制手段)的控制器260構成為具備作為運算部的CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)260a、RAM(Random Access Memory，隨機存取存儲器)260b、存儲裝置260c、I/O端口260d的計算機。RAM260b、存儲裝置260c、I/O端口260d經(jīng)由內部總線260e而能夠與CPU260a進行數(shù)據(jù)交換。在控制器260可連接例如構成為觸摸面板等的輸入輸出裝置261、外部存儲裝置262。

存儲裝置260c例如由閃存、HDD(Hard Disk Drive，硬盤驅動器)等構成。在存儲裝置260c內，可讀出地保存有控制襯底處理裝置的動作的控制程序、記載了后述襯底處理的步驟、條件等的工藝制程、存儲有直至對襯底200設定工藝制程為止的運算過程中使用的處理數(shù)據(jù)、控制條件的表等。需要說明的是，工藝制程是以使控制器260執(zhí)行后述的襯底處理工序的各步驟并能獲得規(guī)定的結果的方式組合而成，工藝制程作為程序發(fā)揮功能。以下，也將該程序制程、控制程序等統(tǒng)稱而僅稱為程序。需要說明的是，在本說明書中使用了程序這樣的措辭的情況下，有時僅包含程序制程本身，有時僅包含控制程序本身，或者有時包含上述兩者。另外，RAM260b構成作為暫時保持由CPU260a讀出的程序、運算數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，等的存儲區(qū)域(工作區(qū))

I/O端口260d連接于閘閥1330、1350、1490，升降機構218、加熱器213、壓力調節(jié)器227、真空泵223、遠程等離子體單元244e、250、MFC243c、244c、245c、246c、247c、248c、249c，閥243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d等。另外，還可連接于匹配器251、高頻電源252、搬送機械裝置1700，大氣搬送機械裝置1220，加載互鎖單元1300等。

作為運算部的CPU260a被構成為：讀取并執(zhí)行來自存儲裝置260c的控制程序，并且與來自輸入輸出裝置261的操作命令的輸入等相應地、從存儲裝置260c讀取工藝制程。另外，構成為：將從接收部285輸入的設定值與存儲于存儲裝置260c的工藝制程、控制數(shù)據(jù)進行比較·運算，能夠計算出運算數(shù)據(jù)。另外，構成為能夠由運算數(shù)據(jù)執(zhí)行對應的處理數(shù)據(jù)(工藝制程)的決定處理等。而且，CPU260a被構成為：能夠按照讀取的工藝制程的內容，控制閘閥1330、1350、1490的開閉動作；升降機構218的升降動作；壓力調節(jié)器227的壓力調節(jié)動作；真空泵223的起?？刂?、遠程等離子體單元250的氣體激發(fā)動作，MFC243c、244c、245c、246c、247c、248c、249c的流量調節(jié)動作，閥243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d的氣體的起?？刂?，加熱器213、加熱器271、加熱器272的溫度控制等。

需要說明的是，控制器260可以以專用計算機的方式構成，但不限于此，也可以以通用的計算機的方式構成。例如，準備存儲了上述程序的外部存儲裝置(例如磁帶、軟盤、硬盤等磁盤；CD、DVD等光盤；MO等光磁盤；USB存儲器、存儲卡等半導體存儲器)262，可以通過使用外部存儲裝置262向通用的計算機安裝程序等而能構成本實施方式涉及的控制器260。需要說明的是，用于向計算機提供程序的手段不限于經(jīng)由外部存儲裝置262提供的情況。例如經(jīng)由接收部285使用也可以使用網(wǎng)絡263(互聯(lián)網(wǎng)、專用線路)等通信手段，不經(jīng)由外部存儲裝置262地提供程序。需要說明的是，存儲裝置260c、外部存儲裝置262構成為計算機可讀取記錄介質。以下，也將它們統(tǒng)括地簡稱為記錄介質。需要說明的是，在本說明書中使用了記錄介質這樣的措辭的情況下，有時僅包含存儲裝置260c自身，有時僅包含外部存儲裝置262自身，或者有時包含上述兩者。

作為表，至少記錄了分別與第一加熱器213、第二加熱器271、第三加熱器272對應的表。具體而言，記錄了如圖6記載的第一表、圖7記載的第二表、圖8記載的第三表。

第一表為對通過溫度測定部計測的溫度信息A1、B1、C1，和向第一加熱器213供給的電力值進行比較的表。該表中的溫度信息例如通過第一溫度測定部213f、溫度測定部2347而測定。在該情況下，可以是某一方的溫度信息，也可以是考慮兩方而算出的溫度信息。

在使用第一表時，例如，在檢測溫度信息A1時，控制器260對電力控制部213c進行指示使其對第一加熱部231供給電力值α1。對于其他溫度信息B1、C1也是同樣的。

第二表為對通過溫度測定部2823測定的溫度信息A2、B2、C2，和向第二加熱器271供給的電力值進行比較的表。該表中的溫度信息例如通過溫度測定部2823、第四溫度測定部2343而測定。在該情況下，可以是某一方的溫度信息，也可以是考慮兩方而算出的溫度信息。

在使用第二表時，例如，在檢測溫度信息A2時，控制器260指示電力控制部2812a使其對第二加熱部的中心部271a供給電力值α2a，指示電力供給控制部2812b使其對第二加熱部的中間部271b供給電力值α2b、指示電力控制部2812c使其對第二加熱部的外周部271c供給電力值α2c。對于其他檢測值B2、C2也是同樣的。

第三表為對通過溫度測定部2726檢測的溫度信息A3、B3、C3，和向第三加熱器272供給的電力值進行比較的表。該表中的溫度信息例如通過溫度測定部2726、第四溫度測定部2343而測定。在該情況下，可以是某一方的溫度信息，也可以是考慮兩方而算出的溫度信息。

在使用第三表時，例如，在檢測溫度信息A3時，控制器260指示電力控制部2722從而供給電力值α3。對于其他檢測值B3、C3也是同樣的。

(2)襯底處理工序

接下來，對于襯底處理工序的例子，通過作為半導體元器件的制造工序之一的、使用DCS氣體及NH₃(氨)氣形成氮化硅(SixNy)膜的例子進行說明。需要說明的是，在以下的說明中，構成襯底處理裝置的各部的動作由控制器260控制。

圖9中示出了在作為襯底的晶片200上形成氮化硅(SixNy)膜時的襯底處理工序的流程。

(襯底搬入工序S201)

在襯底處理時，首先，將晶片200搬入處理室201。具體而言，利用升降機構218使襯底支承部210下降，成為提升銷207從貫通孔214向襯底支承部210的上表面?zhèn)韧怀龅臓顟B(tài)。另外，將處理室201內調節(jié)為規(guī)定壓力后，打開閘閥1490，將晶片200載置于提升銷207上。在將晶片200載置于提升銷207上后，利用升降機構218使襯底支承部210上升至規(guī)定位置，由此晶片200被從提升銷207載置到襯底支承部210。另外，也可以使之上升至襯底載置臺212的突出部212b和分隔板204接觸(抵接)的位置。

此時，可以利用加熱器213將襯底載置臺212預加熱。通過預加熱，能夠縮短晶片200的加熱時間。另外，在將晶片200從提升銷207載置于載置面211時，在晶片200彈起時、晶片200產(chǎn)生翹曲時等，也可以對晶片200進行預備加熱。預備加熱可在襯底處理裝置100內進行，也可在襯底處理裝置100外進行。例如，在襯底處理裝置100內進行的情況下，在通過提升銷207支承晶片200的狀態(tài)下，將襯底載置臺212和襯底的距離設為規(guī)定的第一距離、使之待機規(guī)定時間從而加熱。這里的第一距離可以是晶片200自閘閥1490被搬送時的搬送位置。另外，也可以設為比搬送位置的距離短的距離。對于襯底處理裝置100內進行預備加熱時的升溫時間，可根據(jù)晶片200和襯底載置臺212的距離而變化、對于距離更短的情況可縮短升溫時間。具體而言，對襯底載置臺進行預加熱，自晶片200或襯托器(susceptor)不再溫度變化起，保持一定時間。此時，也可以自第三氣體供給部245供給非活性氣體，通過設置于整流部270的第二加熱部271一邊將晶片200加熱，一邊上升至規(guī)定的位置。通過利用第二加熱部271進行加熱，能夠抑制晶片200的翹曲的量、晶片200的彈起。

此時，基于通過各溫度測定部所檢測的溫度信息對各加熱部的溫度進行控制。例如按以下的方式設定。加熱器213以成為400℃～850℃、優(yōu)選400℃～800℃、更優(yōu)選400℃～750℃的范圍內的一定溫度的方式進行設定。利用加熱器213進行的晶片200的加熱或襯底載置臺212的加熱，持續(xù)進行例如直至重復工序S207。第二加熱部271設定為與加熱器213同等的溫度，蓋部加熱體272設定為250～400℃程度的范圍內的一定溫度。需要說明的是，第二加熱部271的各區(qū)域的溫度設為使與第二排氣口240相對的區(qū)域的溫度升高。例如，若與第二排氣口240相對的區(qū)域為中心部271a，則以升高中心部271a的溫度的方式控制第二加熱部271。具體而言，設定為中心部271a＞外周部271c＞中間部271b。另外，第二加熱部271的各區(qū)域的溫度優(yōu)選設為第一處理氣體和第二處理氣體(反應氣體)中的一方或兩方發(fā)生分解的溫度以下。通過設為處理氣體和反應氣體的一方或兩方發(fā)生分解的溫度以下，能夠抑制在整流部270上的成膜。

(減壓升溫工序S202)

接下來，以處理室201內部變成規(guī)定壓力(真空度)的方式，經(jīng)由排氣管224對處理室201進行排氣。這時，根據(jù)壓力傳感器測定的壓力值，對作為壓力調節(jié)器227的APC閥的開度進行反饋控制。另外，根據(jù)溫度傳感器(未圖示)檢測的溫度值，以處理室201內成為規(guī)定溫度的方式，對向加熱器213的通電量進行反饋控制。在直至晶片200的溫度變?yōu)橐欢ǖ钠陂g，也可以設置利用真空排氣、N2氣體的供給而進行的吹掃、從而除去殘留在處理室201內的水分或者從構件脫離的氣體等的工序。由此，完成成膜工藝前的準備。需要說明的是，在將處理室201內排氣從而成為規(guī)定的壓力時，可以進行一次真空排氣從而達到能夠到達的真空度。

(第一處理氣體供給工序S203)

接下來，如圖10所示，自第一處理氣體供給部向處理室201內供給作為第一處理氣體(原料氣體)的DCS氣體。另外，繼續(xù)進行利用排氣部進行的處理室201內的排氣、并以處理室201內的壓力成為規(guī)定的壓力(第一壓力)的方式進行控制。具體而言，打開第一氣體供給管243a的閥243d、第一非活性氣體供給管246a的閥246d，向第一氣體供給管243a流入DCS氣體、向第一非活性氣體供給管246a流入N2氣。DCS氣體從第一氣體供給管243a流出，利用MFC243c調節(jié)為規(guī)定的流量。N2氣體自第一非活性氣體供給管246a流出，利用MFC246c調節(jié)為規(guī)定的流量。進行了流量調節(jié)的DCS氣體與流量調節(jié)了的N2氣體在第一氣體供給管243a內進行混合，并從緩沖空間232向處理室201內供給，自排氣管224進行排氣。此時，實現(xiàn)對晶片200供給DCS氣體(原料氣體(DCS)供給工序)。DCS氣體以規(guī)定的壓力范圍(第一壓力：例如100Pa以上10000Pa以下)向處理室201內供給。由此，向晶片200供給DCS。通過供給DCS，在晶片200上形成含硅層。含硅層為含有硅(Si)、或者含有硅和氯(Cl)的層。

(第一吹掃工序S204)

在晶片200上形成含硅層之后，關閉第一氣體供給管243a的閥243d，停止DCS氣體的供給。這時，將排氣管224的壓力調節(jié)器227保持打開，通過真空泵223對處理室201內進行真空排氣，將殘留在處理室201內的DCS氣體、未反應的DCS氣體、或者對含硅層形成發(fā)揮積極作用后的DCS氣體從處理室201內排除。另外，還可以將閥246d保持打開，維持向處理室201內供給作為非活性氣體的N₂氣。從閥246d持續(xù)供給的N2氣作為吹掃氣體發(fā)揮作用。由此，能夠進一步提高將殘留在第一氣體供給管243a、共通氣體供給管242、處理室201內的未反應或者對含硅層形成發(fā)揮積極作用后的DCS氣體排除的效果。

需要說明的是，這時，也可以不將殘留在處理室201內和緩沖空間232內的氣體完全排除(不完全吹掃處理室201內)。若在處理室201內殘留微量氣體，則在之后進行的工序中不會產(chǎn)生不良影響。這時，向處理室201內供給的N₂氣的流量也無需設為大流量，例如，通過供給與處理室201的容積同等程度的量，能夠進行在下一工序中不產(chǎn)生不良影響的程度的吹掃。這樣，通過不完全吹掃處理室201內部，能夠縮短吹掃時間并使制造生產(chǎn)能力提高。另外，還能將N₂氣的消耗控制在必要的最小限度。

這時的加熱器213的溫度與向晶片200供給原料氣體時同樣地進行設定。從各非活性氣體供給部供給的作為吹掃氣體的N₂氣的供給流量分別設為例如100～20000sccm的范圍內的流量。作為吹掃氣體，除了N₂氣之外，還可以使用Ar、He、Ne、Xe等稀有氣體。

另外，此時，可構成為打開第二排氣部的閥237，經(jīng)由排氣流路238、排氣管236等，對殘留在緩沖空間232、共通氣體供給管242內未反應或者對含硅層形成發(fā)揮積極作用后的DCS氣體進行排氣。通過自排氣流路238、排氣管236對緩沖空間232、共通氣體供給管242內的氣氛進行排氣，可降低殘留的未反應或者對含硅層形成發(fā)揮積極作用后的DCS氣體向處理空間201(晶片200)的供給。另外，上述自第二排氣部的排氣可構成為在第一吹掃工序之前和后的任一方或兩方進行?；蛘咭部梢酝瑫r進行。

(第二處理氣體供給工序S205)

在除去處理室201內的DCS殘留氣體之后，停止吹掃氣體的供給，并供給作為反應氣體的NH₃氣。具體而言，打開第二氣體供給管244a的閥244d，使NH₃氣流進第二氣體供給管244a內。在第二氣體供給管244a內流動的NH₃氣由MFC244c進行流量調節(jié)。經(jīng)過流量調節(jié)的NH₃氣經(jīng)由共通氣體供給管242、緩沖空間232向晶片200供給。供給到晶片200上的NH₃氣與形成在晶片200上的含硅層反應，使硅氮化，并排出氫、氯、氯化氫等雜質。

此時的加熱器213的溫度與對晶片200進行原料氣體的供給時相同。

(第二吹掃工序S206)

在第二處理氣體供給工序之后，停止反應氣體的供給，進行與第一吹掃工序S204同樣的處理。通過進行殘留氣體除去工序，能夠使殘留在第二氣體供給管244a、共通氣體供給管242、緩沖空間232、處理室201內等的未反應或者對硅的氮化發(fā)揮積極作用后的NH₃氣體排除。通過除去殘留氣體，能夠抑制由殘留氣體造成的預期之外的膜形成。

另外，此時，可構成為打開第二排氣部的閥237，經(jīng)由排氣流路238、排氣管236等，對殘留在緩沖空間232、共通氣體供給管242內未反應或者對含硅層形成發(fā)揮積極作用后的DCS氣體進行排氣。通過自排氣流路238、排氣管236對緩沖空間232、共通氣體供給管242內的氣氛進行排氣，可降低殘留的未反應或者對含硅層形成發(fā)揮積極作用后的DCS氣體向處理空間201(晶片200)的供給。另外，上述自第二排氣部的排氣可構成為在第一吹掃工序之前和后的任一方或兩方進行。或者也可以同時進行。

(判定工序(重復工序)S207)

通過將以上的第一處理氣體供給工序S203、第一吹掃工序S204、第二處理氣體供給工序S205、第二吹掃工序S206分別各進行一次，能夠在晶片200上沉積規(guī)定厚度的氮化硅(SixNy)層。通過重復這些工序，能夠控制晶片200上的氮化硅膜的膜厚。進行控制使其重復規(guī)定次數(shù)直到形成為規(guī)定膜厚為止。

(搬送壓力調節(jié)工序S208)

重復工序S203至工序S207而實施規(guī)定次數(shù)之后，進行搬送壓力調節(jié)工序S208，晶片200從處理室201被輸送出。具體而言，向處理室201內供給非活性氣體，并將壓力調節(jié)到能夠進行輸送的壓力。

(襯底搬出工序S209)

調壓后，襯底支承部210通過升降機構218而下降，提升銷207從貫通孔214突出，并且晶片200被載置到提升銷207上。在晶片200被載置到提升銷207上之后，打開閘閥1490，晶片200從處理室201被搬出。需要說明的是，在搬出前，可進行降溫直至能夠進行搬出的溫度。

(3)本實施方式涉及的效果

根據(jù)本實施方式，能夠實現(xiàn)以下(a)～(f)所示的1種或多種效果。

(a)

通過設置第二加熱部，對分散板234a進行加熱，能夠抑制熱自分散板234a的發(fā)散，能夠提高晶片200的溫度均一性。另外，能夠降低第一加熱部(加熱器213)的消耗電力。

(b)

將第二加熱部分割為多個區(qū)域，并使與第二排氣口相對的位置的區(qū)域的溫度高于其他區(qū)域的溫度，能夠抑制向第二排氣口的熱傳導，提高晶片200的溫度均一性。

(c)

能夠抑制分散板234a的溫度差，抑制分散板234a的熱應力的發(fā)生。另外，能夠抑制附著于分散板234a的膜的剝離。

(d)

抑制由整流部270的溫度差而引起的熱應力的發(fā)生，能夠抑制膜自整流部270的剝離。

(e)

能夠抑制由排氣引導件235的溫度而引起的熱應力的發(fā)生，能夠抑制膜自排氣引導件235的剝離。

(f)

通過蓋231的外周部231b、與分散板234a和絕緣塊233之間，設置作為隔熱部的隔熱件239，能夠抑制自分散板234a、向分散板234a的外周方向(徑向)的熱傳導，能夠提高簇射頭234的溫度均一性。另外，能夠抑制自加熱器213、第二加熱部271向上部容器密封部202c、下部容器密封部202d的熱傳導。由此，能夠抑制上部容器密封部202c、下部容器密封部202d的劣化。另外，能夠減小蓋的外周部231b和分隔板204的熱膨脹差，能夠抑制由熱膨脹錯位引起的密封性的降低。

需要說明的是，上述中記載了交替供給原料氣體和反應氣體進行成膜的方法，但只要原料氣體和反應氣體的氣相反應量、副生成物的發(fā)生量在容許范圍內，可以適用其他方法。例如，原料氣體和反應氣體的供給時機重合這樣的方法。

另外，在上述中，對成膜處理進行了記載，但也可以適用于其他處理。例如，有擴散處理、氧化處理、氮化處理、氧氮化處理、還原處理、氧化還原處理、蝕刻處理、加熱處理等。例如，在僅使用反應氣體對襯底表面、形成于襯底的膜進行等離子體氧化處理、等離子體氮化處理時，也可以應用本公開。另外，也可以適用于僅使用了反應氣體的等離子體退火處理。

另外，在上述中記載了襯底處理，但不限于此，也可適用于襯底處理裝置的清潔處理。例如，在將清潔氣體供給至簇射頭234時，通過對整流部加熱器271的各區(qū)域設置溫度差，能夠提高附著于整流部270的膜、異物的除去效率。

另外，在上述中記載了半導體器件的制造工序，實施方式涉及的公開也可適用于半導體器件的制造工序以外的工序。例如，包括液晶器件的制造工序，對陶瓷襯底的等離子體處理等。

另外，在上述中示出了使用含硅氣體、含氮氣體作為原料氣體形成氮化硅膜的例子，但也可適用于使用其他氣體的成膜。例如有含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金屬膜和含有這些元素中的多個元素的膜。需要說明的是，作為這些膜，例如有SiO膜、AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiN膜、TiC膜、TiAlC膜等。通過比較為了形成這些膜所使用的原料氣體和反應氣體各自的氣體特性(吸附性、脫離性、蒸汽壓等)，適當改變供給位置、簇射頭234內的構造，可以獲得同樣的效果。

另外，在上述中，為了對第二加熱部271的3個區(qū)域分別進行加熱，分為中心部271a、中間部271b、外周部271c，但不限于此。只要構成為與第二排氣口240相對的區(qū)域的溫度比其他區(qū)域高的方式即可，可構成為例如對應于2個區(qū)域、4個以上的區(qū)域。