衬底处理装置及半导体器件的制造方法与流程

本发明涉及衬底处理装置及半导体器件的制造方法。

背景技术：

作为制造半导体器件的装置，存在逐片处理晶片的单片装置(例如专利文献1)。在单片装置中，例如加热晶片，并且向晶片上供给气体，由此形成构成半导体器件的一部分的膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-54399号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在单片装置的情况下，由于是例如逐片处理晶片，因此需要提高成品率。为此，需要提高晶片表面内的膜特性。

本发明的目的在于，对于对晶片进行加热处理的单片装置而言，能够提高晶片表面内的膜特性。

用于解决问题的手段

根据本发明的一个方式，提供一种装置，具有

对衬底进行处理的处理容器，

衬底载置部，具有将衬底加热至第一温度的第一加热部、且具有载置衬底的载置面，

加热气体供给系统，具有加热非活性气体的第二加热部，对所述处理容器供给加热过的所述非活性气体，和

控制部，其以使所述衬底的表面和背面成为规定的温度范围的方式，控制所述第一加热部和所述第二加热部。

发明效果

根据本发明，对于对晶片进行加热处理的单片装置而言，能够提高晶片表面内的膜特性。

附图说明

[图1]为表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置的概略构成例的说明图。

[图2]为说明本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置的控制器的说明图。

[图3]为说明本发明的第一实施方式涉及的衬底处理工序的流程图。

[图4]为对本发明的第一实施方式涉及的衬底处理工序中的衬底处理装置的动作进行说明的说明图。

[图5]为对本发明的第一实施方式涉及的衬底处理工序中的衬底处理装置的动作进行说明的说明图。

[图6]为对本发明的第一实施方式涉及的衬底处理工序中的衬底处理装置的动作进行说明的说明图。

[图7]为说明本发明的第一实施方式涉及的成膜工序的流程图。

[图8]为说明本发明的第二实施方式涉及的簇射头的说明图。

[图9]为说明本发明的第二实施方式涉及的分散部的说明图。

[图10]为说明本发明的第三实施方式涉及的分散部的说明图。

附图标记说明

100…衬底处理装置，200…晶片(衬底)，280…控制器

具体实施方式

以下，参照附图，针对本发明的实施方式进行说明。

[本发明的第一实施方式]

首先，针对本发明的第一实施方式进行说明。

(1)衬底处理装置的构成

图1为说明本实施方式涉及的衬底处理装置的说明图。

以下，具体说明各构成。

(处理容器)

如图例所示，衬底处理装置100包括处理容器202。处理容器202以例如横截面呈圆形且扁平的密闭容器的形式构成。另外，处理容器202由上部容器2021和下部容器2022构成，上部容器2021由例如石英或陶瓷等非金属材料形成，下部容器2022由例如铝(al)、不锈钢(sus)等金属材料形成。在处理容器202内，在上方侧(比后述的衬底载置台212更靠上方的空间)形成有对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理的处理空间(处理室)201，在其下方侧在由下部容器2022围成的空间形成有搬送空间203。

在下部容器2022的侧面设置有与闸阀205邻接的衬底搬入搬出口206。晶片200经由衬底搬入搬出口206而被搬入搬送空间203。在下部容器2022的底部设置有多个提升销207。

(衬底载置台)

在处理室201内设置有支承晶片200的衬底支承部(衬托器)210。衬底支承部210主要具有：载置晶片200的载置面211、表面上具有载置面211的衬底载置台212、和内置于衬底载置台212的作为第一加热部的加热器213。此外，具有对加热器213的温度进行测量的温度测量端子216。温度测量端子216经由布线220而连接于温度测量部221。

在衬底载置台212上与提升销207对应的位置处分别设置有供提升销207贯通的贯通孔214。加热器213上连接用于供给电力的布线222。布线216与加热器电力控制部223连接。

温度测量部221、加热器电力控制部223与后述的控制器280连接。控制器280以由温度测量部221测量的温度信息为基础向加热器电力控制部221发送控制信息。加热器电力控制部223参考接收到的控制信息，控制加热器213。

衬底载置台212由轴217支承。轴217贯穿处理容器202的底部，进一步在处理容器202的外部与升降机构218连接。升降部218主要具有：对轴217进行支承的支承轴218a，和使支承轴218a升降、旋转的驱动部218b。驱动部218b例如具有：包含用于实现升降的电机的升降机构218c，和用于使支承轴218a旋转的齿轮等旋转机构218d。为了使动作变得平稳，在它们上涂布润滑脂等。

在升降部218上可设置指示部218e作为升降部218的一部分，指示部218e用于指示驱动部218b进行升降、旋转。指示部218e与控制器280电连接。指示部218e基于控制器280的指示而控制驱动部218b。如后文所述，驱动部218以使衬底载置台212移动至晶片搬送位置、晶片处理位置的位置的方式进行控制。

通过使升降机构218工作而使轴217及支承台212升降，从而衬底载置台212能够使载置在衬底载置面211上的晶片200升降。需要说明的是，轴217下端部的周围由波纹管219覆盖，由此处理容器202内保持气密。

对于衬底载置台212而言，在搬送晶片200时，下降至载置面211处于衬底搬入搬出口206的位置(晶片搬送位置)，在处理晶片200时，晶片200上升至处理空间201内的处理位置(晶片处理位置)。

具体而言，在使衬底载置台212下降至晶片搬送位置时，使得提升销207的上端部从载置面211的上表面突出，从而使提升销207从下方支承晶片200。另外，在使衬底载置台212上升至晶片处理位置时，使得提升销207从载置面211的上表面没入，从而使载置面211从下方支承晶片200。

(簇射头)

在处理空间201的上部(气体供给方向上游侧)，且与衬底载置面211相对的位置，设置有作为气体分散机构的簇射头230。簇射头230插入设置于例如上部容器2021的孔2021a内。

簇射头的盖231例如由具有导电性及导热性的金属形成。在盖231与上部容器2021之间设置绝缘块233，该绝缘块233将盖231与上部容器2021之间绝缘，并且隔热。

另外，在簇射头的盖231中，设置有插入作为第一分散机构的气体供给管241的贯穿孔231a。被插入贯穿孔231a的气体供给管241用于将向在簇射头230内形成的空间即簇射头缓冲室232内供给的气体进行分散，并且具有插入簇射头230内的端部241a，和固定于盖231的凸缘241b。前端部241a例如构成为圆柱状，在该圆柱侧面设置分散孔。并且，从后述的气体供给部(供给系统)供给的气体经由设置于前端部241a的分散孔，被供给至簇射头缓冲室232内。

此外，簇射头230具有作为第二分散机构的分散部234，其用于将从后述的气体供给部(供给系统)供给的气体进行分散。该分散部234的上游侧为簇射头缓冲室232，下游侧为处理空间201。在分散部234中，设置有多个贯穿孔234a。分散部234以与衬底载置面211相对的方式，配置于该衬底载置面211的上方侧。因而，簇射头缓冲室232成为经由设置于分散部234的多个贯穿孔234a，而与处理空间201连通。

在分散部234之中，在不同于贯穿孔234a的位置、例如在贯穿孔234a的外周，设置有以圆周状排列的加热气体供给结构235。加热气体供给结构235具有多个供给孔。这里，供给孔以圆周状排列。加热气体供给结构235在下游侧与处理室201连通，在上游侧连接气体供给管236。气体供给管236与后述的加热气体供给管248a连接。需要说明的是，这里，以加热气体供给结构235的形式说明了多个供给孔，但不限于此，例如可将多个狭缝状的孔以圆周状配置，或者将单个狭缝以圆周状配置。

(气体供给系统)

插入贯穿孔231a的气体供给管241连接共用气体供给管242。气体供给管241与共用气体供给管242在管的内部连通。并且，从共用气体供给管242供给的气体通过气体供给管241、气体导入孔231a而被供给至簇射头230内。

共用气体供给管242连接第一气体供给管243a、第二气体供给管244a、第三气体供给管245a。这些之中，第二气体供给管244a介由远程等离子体单元244e而与共用气体供给管242连接。

从包含第一气体供给管243a的第一气体供给系统243主要供给含有第一元素的气体，从包含第二气体供给管244a的第二气体供给系统244主要供给含有第二元素的气体。在处理晶片200时，从包含第三气体供给管245a的第三气体供给系统245主要供给非活性气体，在对簇射头230、处理空间201进行清洁时，主要供给清洁气体。

(第一气体供给系统)

在第一气体供给管243a上，从上游方向依次设置有第一气体供给源243b、作为流量控制器(流量控制部)的流量控制器(mfc)243c、及作为开闭阀的阀243d。包含第一元素的气体(以下称为“含有第一元素的气体”或“第一气体”)从第一气体供给源243b经由mfc243c、阀243d、第一气体供给管243a、共用气体供给管242而被供给至簇射头230内。

含有第一元素的气体为处理气体之一，作为原料气体而发挥作用。此处，第一元素例如为硅(si)。即，含有第一元素的气体例如为含硅气体。需要说明的是，含有第一元素的气体在常温常压下可以为固体、液体及气体中的任一种。含有第一元素的气体在常温常压下为液体时，只要在第一气体供给源243b与mfc243c之间设置未图示的气化器即可。此处以含有第一元素的气体为气体的形式进行说明。

在比第一气体供给管243a的阀243d更靠下游一侧，连接第一非活性气体供给管246a的下游端。在第一非活性气体供给管246a上，从上游方向依次设置有非活性气体供给源246b，mfc246c、及作为开关阀的阀246d。并且，非活性气体从非活性气体供给源246b经由mfc246c、阀246d、第一非活性气体供给管246a、第一气体供给管243a、共用气体供给管242而被供给至簇射头230内。

这里，非活性气体由于是作为含有第一元素的气体的载气而发挥作用，因此优选为与第一元素不反应的气体。具体而言，例如，能够使用氮(n2)气。需要说明的是，作为非活性气体，除n2气外，例如氦气(he)、氖气(ne)、氩气(ar)等稀有气体。

主要由第一气体供给管243a、mfc243c、阀243d构成第一气体供给系统(也称为“含硅气体供给系统”)243。另外，主要由第一非活性气体供给管246a、mfc246c及阀246d构成第一非活性气体供给系统。

需要说明的是，可认为第一气体供给系统243包含第一气体供给源243b、第一非活性气体供给系统。另外，可认为第一非活性气体供给系统包含非活性气体供给源246b、第一气体供给管243a。如上所述的第一气体供给系统243由于是供给作为处理气体之一的原料气体，因此属于处理气体供给系统之一。

(第二气体供给系统)

在第二气体供给管244a上，在下游设置有远程等离子体单元244e。在上游，从上游方向依次设置有第二气体供给源244b、作为流量控制器(流量控制部)的mfc244c，及阀244d。并且，含有第二元素的气体(以下，称为“含有第二元素的气体”或“第二气体”)从第二气体供给源244b经由mfc244c、阀244d、第二气体供给管244a、远程等离子体单元244e、共用气体供给管242被供给至簇射头230内。此时，通过远程等离子体单元244e使含有第二元素的气体成为等离子体状态，然后将其供给到晶片200上。

含有第二元素的气体为处理气体之一，且作为反应气体或改质气体而发挥作用。这里，含有第二元素的气体含有与第一元素不同的第二元素。作为第二元素，例如为氧(o)、氮(n)、碳(c)中的任意一种。在本实施方式中，含有第二元素的气体例如为含氮气体。具体而言，作为含氮气体，可使用氨气(nh3)。

另外，在第二气体供给管244a的比阀244d更靠下游一侧，连接第二非活性气体供给管247a的下游端。在第二非活性气体供给管247a上，从上游方向依次设置有非活性气体供给源247b、mfc247c、及阀247d。并且，非活性气体从非活性气体供给源247b经由mfc247c、阀247d、第二非活性气体供给管247a、第二气体供给管244a、共用气体供给管242被供给至簇射头230内。

这里，非活性气体在衬底处理工序中作为载气或稀释气体而发挥作用。具体而言，例如，能够使用n2气，但除n2气外，例如还能够使用he气、ne气、ar气等稀有气体。

主要由第二气体供给管244a、mfc244c、阀244d构成第二气体供给系统244(也称为“含氮气体供给系统”)。另外，主要由第二非活性气体供给管247a、mfc247c及阀247d构成第二非活性气体供给系统。

需要说明的是，可认为第二气体供给系统244包含第二气体供给源244b、远程等离子体单元244e、第二非活性气体供给系统。另外，可认为第二非活性气体供给系统包含非活性气体供给源247b、第二气体供给管244a、远程等离子体单元244e。

如上所述的第二气体供给系统244由于是供给作为处理气体之一的反应气体或改质气体，因此属于处理气体供给系统之一。

(第三气体供给系统)

在第三气体供给管245a上，从上游方向起依次设置有第三气体供给源245b、mfc245c及阀245d。并且，非活性气体从第三气体供给源245b经由mfc245c、阀245d、第三气体供给管245a、共用气体供给管242被供给至簇射头230内。

在衬底处理工序中，从第三气体供给源245b被供给的非活性气体作为对残留在处理容器202、簇射头230内的气体进行吹扫的吹扫气体(或者，称为“第三气体”)而发挥作用。作为如上所述的非活性气体，例如能够使用n2气，但除n2气外，例如还能够使用he气、ne气、ar气等稀有气体。

需要说明的是，将第一气体供给系统、第二气体供给系统、第三气体供给系统概括起来称为处理气体供给部或处理气体供给系统。此外，将从处理气体供给系统供给的气体概括起来称为处理气体。

(加热气体供给系统)

在加热气体供给管248a上，从上游方向起依次设置有气体供给源248b、mfc248c及阀248d，和作为第二加热部的加热器248e。

从气体供给源248b供给的气体(也称为“加热气体”，或“第四气体”)具有加热效率高、此外对在晶片200上形成的膜没有影响的性质。例如为氮(n2)气体等非活性气体。从气体供给源248b供给的气体在加热气体供给工序s104等中被供给。

从气体供给源248b供给的气体经由mfc248c、阀245d、第二加热部248e、加热气体供给结构235等被供给至处理室201。加热器248e按照控制器280的指示，将通过的气体加热至规定的温度，设为加热气体。

在加热器248e上，设置对加热器248e的温度进行测量的温度测量部249。此外，连接对加热器248e进行控制的加热器控制部250。加热器248e介由加热器控制部250而被控制器280控制。

(气体排出系统)

将处理容器202的气氛排出的排气系统(排气部)具有多根与处理容器202连接的排气管。具体而言，具有与搬送空间203连接的排气管(第一排气管)261、与处理空间201连接的排气管(第二排气管)262。另外，各排气管261、262的下游侧与排气管(第三排气管)264连接。

排气管261与搬送空间203的侧面或底面连接。在排气管261上设置有作为实现高真空或超高真空的作为真空泵的tmp(turbomolecularpump(涡轮分子泵)，以下称为“第一真空泵”)265。在排气管261中，在tmp265的上游侧与下游侧分别设置有作为开关阀的阀266、267。

排气管262与处理空间201的侧方连接。在排气管362上设置有作为将处理空间201内控制为规定压力的压力控制器的apc(autopressurecontroller)276。apc276具有可调节开度的阀芯(未图示)，根据来自后述的控制器280的指示来调节排气管262的流导(conductance)。另外，在排气管262上，在apc276的上游侧和下游侧分别设置有作为开关阀的阀275、277。

在排气管264上设置有dp(drypump，干燥泵)278。如图示那样，在排气管264上，从其上游侧开始连接有排气管262、排气管261，此外在它们的下游设置有dp278。dp278分别经由排气管3262、排气管261将处理空间201及搬送空间203各空间的气氛排出。另外，dp278在tmp265进行工作时，也作为其辅助泵发挥功能。即，由于作为高真空(或超高真空)泵的tmp265难以单独进行直到大气压为止的排气，所以使用dp278作为进行直到大气压为止的排气的辅助泵。

如图1所记载的那样，衬底处理装置100具有对衬底处理装置100的各部分的动作进行控制的控制器280。如图2所示，控制器280至少具有运算部281、临时存储部(ram)282、存储部283、i/o端口284、比较部285、信号收发部286。控制器280与上述各构成连接，根据上位控制器、使用者的指示从存储部283调出程序、制程、表格，并根据其内容控制各构成的动作。控制器280进一步具有输入输出装置289。

需要说明的是，控制器280既可以以专用计算机的形式构成，也可以以通用的计算机的形式构成。例如，准备存储了上述程序的外部存储装置(例如，磁带、软盘、硬盘等磁盘；cd、dvd等光盘；mo等光磁盘；usb存储器(usbflashdrive)、存储卡等半导体存储器)288，然后使用外部存储装置288将程序安装在通用的计算机上等，从而可以构成本实施方式涉及的控制器280。

另外，用于向计算机供给程序的手段不限于经由外部存储装置288进行供给的情况。例如，也可以不经由外部存储装置288、而是使用互联网、专用线路等通信手段供给程序。需要说明的是，存储部283、外部存储装置288以计算机可读取的记录介质的形式构成。以下，也将它们统一简称为记录介质。需要说明的是，本说明书中使用记录介质这一词语时，有时仅单独包含存储部283，有时仅单独包含外部存储装置288、或有时包含上述两者。信号收发部286介由i/o端口284而与其他构成交换信息。例如，从温度测定部221接收温度信息。比较部285将从存储部283读取的表格等信息与从其他构成接收的信息进行比较，从而提取出用于控制的参数等。例如，将从温度测定部221接收的信息、与记录在存储部283中的表格进行比较，从而提取出用于控制第一加热器温度控制部223等的参数。

需要说明的是，存储部283、外部存储装置288以计算机可读取的记录介质的形式构成。以下，将它们总称、简称为记录介质。需要说明的是，在本说明书中，当使用记录介质这一词语时，有时是指仅单独包含存储部283的情况，有时是指仅单独包含外部存储装置288的情况，或者有时是指包含上述两者的情况。

(4)衬底处理工序

下面，作为半导体制造工序的一个工序，对使用上述构成的衬底处理装置100在晶片200上形成薄膜的工序进行说明。需要说明的是，在以下说明中，构成衬底处理装置的各部分的动作由控制器280控制。

这里针对使用二氯甲硅烷(sih2cl2，简称dcs)气体作为含有第一元素的气体(第一处理气体)，使用氨(nh3)气体作为含有第二元素的气体(第二处理气体)，通过对其交替供给从而在晶片200上形成氮化硅(sin)膜作为半导体系薄膜的例子进行说明。

图3为表示本实施方式涉及的衬底处理工序的概要的流程图。自图4至图6为说明衬底处理工序中的衬底处理装置100的动作的图。图7为表示图3的成膜工序s110的详情的流程图。

然而，一般而言，如从背面对晶片200急剧加热，则晶片200的表面与背面的温度差变大，由于该温度差而导致晶片200表面和背面的伸长率不同，因此存在易于引起晶片200的翘曲的问题。据认为，晶片200的翘曲会影响在晶片200上形成的膜的特性。

作为避免晶片200的翘曲的技术，如例如专利文献1所示，存在缓慢加热的方法。然而，由于直至成为所期望的温度会耗费时间，因此存在生产率降低的问题。

因此，在本实施方式中，说明能够维持高生产率、并且能够抑制晶片200的翘曲的技术。以下，说明具体方法。

(衬底搬入载置工序：s102)

由于加热器213、加热器248e在直至动作稳定为止需要花费时间，因此，这里在将晶片200搬入搬送室前，将加热器213、加热器248e设为打开。当它们稳定后，使衬底载置台212下降至晶片200的搬送位置(搬送位置)，使提升销207贯穿衬底载置台212的贯穿孔214。结果，提升销207成为比衬底载置台212表面高出规定的高度的状态。与上述动作并行将搬送空间203的气氛排出，从而使之成为与邻接的真空搬送室(未图示)压力相同，或者成为低于邻接的真空搬送室的压力的压力。

接着，打开闸阀205，使搬送空间203与邻接的真空搬送室连通。然后，如图4(a)所记载的那样，使用真空搬送机器人251从上述真空搬送室将晶片200搬入搬送空间203。此时，从第三气体供给系统245、加热气体供给系统248向处理室201、搬送空间203供给非活性气体，与此并行进行从排气管261将气氛排出，防止外部的气氛向处理室201内迂回。

(加热气体供给工序s104)

接着，移动真空搬送机器人251，当如图4(a)所示，将晶片200维持在提升销207上方后，使真空搬送机器人251下降，将晶片200载置在提升销207上。当载置于提升销207后，将真空搬送机器人251移动至搬送空间203之外，并且通过闸阀205将搬入搬出口206关闭，如图4(b)所示，成为在提升销207上载置有晶片的状态。关闭闸阀206后，停止从第三气体供给系统245供给非活性气体，继续从加热气体供给系统248供给加热气体。所供给的加热气体通过加热器248e而被加热。加热气体的温度设为即便在真空状态下也能对晶片200进行加热的温度，此外设为比成膜工序中的衬底温度更高的温度，设为例如700℃至800℃左右。继续从排气管261排气。

然而，在现有技术文献中所记载的现有技术的情况下，为了防止晶片的翘曲，使晶片在提升销207上待机规定的时间。作为其理由，当立即将晶片载置于衬底支承部上的情况下，由于室温的晶片与高温的衬托器的直接接触，从而在晶片内产生过大温度差，由此晶片发生翘曲。因此，通过在提升销207上使之待机，利用从晶片下方的热传导(其以晶片与衬底支承部之间的气体为介质)而将晶片缓慢加热。由此，能够使晶片升温至所期望的温度，而不会在晶片表面和背面产生过度的温度差，即不会发生晶片的翘曲。然而，在现有技术中，由于没有从晶片上方进行加热的结构，因此存在从晶片上方发生热逃逸的问题。为了补偿上述热逃逸，需要在提升销207上待机规定时间。然而，存在生产率降低的问题。

与此相对，在本实施方式中，由于从晶片200的上方供给加热气体，因此不仅对晶片200的背面加热，还对晶片200表面加热。此外，还对从加热气体供给结构235至晶片200表面为止的搬送空间203及处理空间201加热。

具体而言，以下述方式进行加热。加热气体在搬送空间203内在箭头方向上扩散，并被供给至晶片200的表面，从而对晶片200进行加热。此时，加热气体迂回进入衬底载置面211与晶片200背面之间。晶片200通过从上方供给的加热气体与向背面迂回的加热气体，从而将晶片200的表面和背面加热。这里，晶片200的表面和背面的温度差设为晶片200不发生翘曲的程度的规定温度范围。

此外，由于加热气体在搬送空间203、处理空间201内扩散，因此其中的气氛被加热。因而，不会发生从晶片200的热逃逸。由此，能够使晶片200迅速升温。结果，能够快速地消除加热器213与晶片200之间的温度差。因而，无需在提升销207上使晶片200待机规定时间，能够在短时间内搬送晶片。

由此，与以往相比，能够将搬送后的晶片温度更快且更均匀地加热。因而，能够不发生晶片的翘曲，不在提升销207上待机，或者可缩短待机时间，提高生产率。

此外，通过从加热气体供给结构235供给加热气体，能够在后述的成膜工序s110之前加热分散部234。通过事先进行加热，在成膜工序s110中，可快速加热晶片200。

(晶片处理位置移动工序s106)

经过规定时间后，使衬底载置台212上升，如图5(a)所示将晶片200载置于衬底载置面211上，此外如图5(b)所示，上升至晶片处理位置。至少在从晶片搬送位置移动至晶片处理位置为止的期间，继续从加热气体供给系统248供给加热气体，将晶片200加热。晶片处理位置为晶片200通过处理气体而被处理的位置，为例如如图1、图5(b)所记载的那样，为衬底载置台200的表面的高度与隔壁204的高度一致的位置。

(脱离物除去工序s108)

然而，已知，在晶片200上形成的膜中包含许多杂质。上述杂质为在晶片200被搬入之前，在另一处理室中处理的气体的成分、反应副产物等。例如，为来自六氟化硫(sf6)气体、四氟化碳(cf4)等蚀刻气体成分的、氟化物、碳系残渣物等。通过将晶片200设为高热，促进了上述这些杂质从膜中的脱离。

由于伴随着近年来的细微化，膜的表面积具有增加的倾向，因此杂质的量也具有增加的倾向。因而，当继续进行加热的情况下，许多杂质也继续脱离，因此当脱离量大于排气量时，存在在晶片200上发生杂质滞留的潜在可能性。例如，在排气效率低的晶片中央上的气氛中杂质多，在排气效率高的晶片外周上的气氛中杂质少。在上述这种状况下供给原料气体时，脱离物滞留在原料气体与晶片200的表面之间，这种情况下，原料气体不能到达晶片200的表面，或者到达的量变得不充分。因此，在晶片200上，存在能够形成膜的位置和不能形成膜的位置。因而，难以均匀地处理晶片200。因此，存在引发成品率降低的可能性。

因此，在本工序中，在开始供给处理气体前，从晶片200表面上的气氛中除去脱离物。具体而言，如图6(a)所示，停止供给加热气体，并且排出处理室201的气氛。由此，能够除去从通过加热气体而被加热的晶片200中脱离的脱离物。通过除去，能够将后面供给的处理气体即dcs气体均匀地供给至晶片200上。需要说明的是，在前文中，在到达晶片处理位置的状态下除去了脱离物，但只要能够除去脱离物即可，例如可在晶片搬送位置与晶片处理位置之间进行。更好的是，优选在晶片200的温度稳定的晶片处理位置进行。

(成膜工序：s110)

接下来，说明成膜工序s110。以下，参考图7，对成膜工序s110进行详细说明。需要说明的是，成膜工序s110是将交替供给不同处理气体的工序重复的循环处理。

使用图7说明成膜工序s110的详情。

(第一处理气体供给工序s202)

当衬底载置台212移动至如图6(b)所示的晶片处理位置后，经由排气管262从处理室201将气氛排出，调节处理室201内的压力。调节晶片200的温度时，由于分散部234已经是被加热过的状态，因此从加热器213向分散部234的热移动量变少。因而，能够快速加热。

当调节至规定的压力，并且晶片200的温度到达规定的温度、例如500℃至600℃时，从共用气体供给管242向处理室内供给处理气体例如dcs气体。所供给的dcs气体在晶片200上形成含硅层。

(吹扫工序：s204)

停止供给dcs气体后，从第三气体供给管245a供给n2气，对处理空间201进行吹扫。此时，将阀275及阀277设为打开状态，控制apc276以使得处理空间201的压力成为规定压力。另一方面，将阀275及阀277以外的排气系统的阀全部设为关闭状态。由此，通过dp278将未能在第一处理气体供给工序s202中结合于晶片200的dcs气体，经由排气管262而从处理空间201除去。

在吹扫工序s204中，为了排除晶片200、处理空间201、簇射头缓冲室232中的残留dcs气体，供给大量的吹扫气体从而提高排气效率。

更好的是，从第三气体供给管245a供给n2气，并且从加热气体供给系统248供给加热气体。以下，说明理由。在本工序中，如前所述，为了出去残留于晶片200上的dcs气体，经由分散部234而从第三气体供给管245供给大量的n2气。因此，大量的n2气夺走了分散部234的热，结果分散部234的温度降低。另外，晶片200、衬底载置台212的温度也并行变动。晶片200等的温度变动由于存在与培育时间(incubationtime)的变动、膜厚、膜品质的变动、等问题相关联的潜在可能性，因此优选维持分散部234、晶片200、衬底载置台212的温度。

因此，在本工序中，从加热气体供给系统248供给比从第三气体供给管245a供给的n2气温度更高的加热气体。由于加热气体通过供给管236及加热气体供给结构235，因此也将分散部234加热。由此，抑制分散部234的温度降低。因而，抑制了晶片200等的温度变动，能够抑制培育时间的变动、膜厚、膜品质的变动、等问题。

吹扫结束后，再次开始压力控制。此时，若在吹扫工序s204期间供给加热气体，则停止加热气体的供给。此时，还继续从第三气体供给管245a供给n2气，继续簇射头230及处理空间201。

(第二处理气体供给工序：s206)

簇射头缓冲室232及处理空间201的吹扫结束后，接着进行第二处理气体供给工序s206。在第二处理气体供给工序s206中，打开阀244d，经由远程等离子体单元244e、簇射头230，开始向处理空间201内供给含有第二元素的气体即nh3气作为第二处理气体。此时，以使nh3气的流量成为规定流量的方式，调节mfc244c。nh3气的供给流量为例如1000～10000sccm。另外，在第二处理气体供给工序s206中，也将第三气体供给系统的阀245d设为打开状态，从第三气体供给管245a供给n2气。由此，防止nh3气侵入第三气体供给系统。

通过远程等离子体单元244e而被设为等离子体状态的nh3气经由簇射头230被供给至处理空间201内。被供给的nh3气与晶片200上的含硅层反应。并且，已形成的含硅层通过nh3气的等离子体而被改质。由此，在晶片200上，形成作为含有例如硅元素及氮元素的层即硅氮化层(sin层)。

从开始供给nh3气经过规定时间后，关闭阀244d，停止nh3气的供给。nh3气的供给时间为例如2～20秒。

在如上所述的第二处理气体供给工序s206中，与第一处理气体供给工序s202同样，以下述方式进行控制：将阀275及阀277设为打开状态，通过apc276而使处理空间201的压力成为规定压力。另外，将阀275及阀277以外的排气系统的阀全部设为关闭状态。

(吹扫工序：s208)

停止nh3气的供给后，执行与上述的吹扫工序s204同样的吹扫工序s208。由于吹扫工序s208中的各部分的动作与上述的吹扫工序s204相同，因此，这里省略其说明。

(判定工序：s210)

将以上第一处理气体供给工序s202、吹扫工序s204、第二处理气体供给工序s206、吹扫工序s208作为1个循环，控制器280判定上述循环是否实施了规定次数(n循环)。若将循环实施了规定次数，则在晶片200上形成所期望的膜厚的sin层。

(晶片搬送位置移动工序s112)

回到图3的说明。形成所期望的膜厚的sin层后，使衬底载置台212下降，将晶片200移动至搬送位置。这里，从第三气体供给系统245供给非活性气体，调节压力。

然而，若使衬底载置台212下降，则由于分散部234难以受到加热器213的温度的影响，因此据认为，分散部234的温度变低。如前所述，在成膜工序s110中，优选将分散部234加热，但假设温度变低，则再次将分散部234上升至所期望的温度为止，需要耗费时间。因而，将晶片200加热至所期望的温度需要耗费时间。

因此，更好的是，从加热气体供给结构235供给加热气体，以使得分散部234的温度不下降。由于通过加热气体供给结构235的加热气体向分散部234传导，因此能够防止温度降低。

(衬底搬入搬出工序：s114)

在衬底搬入搬出工序s114中，通过与上述的衬底搬入载置工序s102相反的步骤，将处理完毕的晶片200向处理容器202之外搬出。并且，通过与衬底搬入载置载置工序s102同样的步骤，将下一待机中的未处理的晶片200搬入处理容器202内。之后，对搬入的晶片200，执行加热气体供给工序s104以后的工序。

[本发明的第二实施方式]

接着，说明第二实施方式。第二实施方式的加热气体的供给孔的结构不同。在第一实施方式中，加热气体供给结构235在分散部234上以圆周状构成，但本实施方式的加热气体供给结构252在遍及分散部234的径向的整个表面的范围内设置，在这一方面不同。

以下，使用图8、图9进行说明。图8为从侧面方向观察簇射头230而得到的剖面图，图9为从衬底载置面211观察分散部234而得到的图。具体而言，图8为图9(a)、(b)、(c)中的d-d’的剖面图。图9(a)为图8的a-a’剖面图、图9(b)为图8的b-b’剖面图、图9(c)为图8的c-c’剖面图。

如图8所示，加热气体供给结构252经由气体供给管236而与加热气体供给管248a连接。加热气体供给结构252作为分散部234的一部分构成。分散部234以向与衬底载置面211相对的侧敞开的方式构成，加热气体供给结构252主要由分散部234的结构中的、上壁(其为与衬底载置面211相对的壁234c)和构成分散部234的侧壁234b构成。在本实施方式中，将由壁234c与侧壁234b围成的区域称为气体滞留空间252a。如图9(a)的记载所示，壁234c从下方观察形成为圆状。

如图8、图9的记载所示，分散部234设置有多个贯穿孔234a。各个贯穿孔234a由筒状结构234d构成。各个筒状结构234d以贯穿作为分散部234的上壁的壁234c的方式设置。筒状结构234d的上游侧与簇射头缓冲室232连通，下游侧与处理空间201连通。

在上壁234c的外周部中，具有高于上壁234c的上端的壁的凹部252b以周状设置。在凹部252b的下方构成缓冲空间252c。即，如图9(a)的记载所示，在上壁234的外周部构成圆周状的缓冲空间252c。凹部252b的上壁的一部分连接气体供给管236。因而，缓冲空间252c与加热气体供给系统248连通。

如图8、图9(a)、图9(b)的记载所示，气体滞留空间252a由壁234a、侧壁234b、凹部252b构成。

从加热气体供给系统248供给的加热气体经由气体供给管236而被供给至缓冲空间252c。加热气体的一部分沿着缓冲空间252c的形状而以圆周状流动，并被供给至气体滞留空间252a，气体滞留空间252a被加热气体充满。

如以上说明所示，通过设为具有气体滞留空间252a的加热气体供给结构，由于加热气体与分散部234的接触面积增加，因此能够有效地加热分散部234。因而，能够抑制分散部234的温度降低。

需要说明的是，更好的是，如图8的记载所示，至少筒状结构234d的、衬底载置面211方向上的前端构成为贯穿壁234c而突出至气体滞留空间252a。若多个筒状结构234d的前端存在于气体滞留空间252a内，则加热气体在筒状结构234d间滞留，因此能够进一步提高分散部234的加热效率。

更好的是，如图8、图9(c)的记载所示，可在凹部252b的下方设置底壁234e。底壁234e构成为至少在其与衬底载置面211相对的位置处为空洞，而在其外周为连续的板状，即环状(doughnut)。通过以这种方式构成，供给的加热气体与底壁234e撞击，而朝向加热气体供给结构252的中央方向，因此可更确实地将加热气体搬送至分散部234的中央。因而，能够更确实地提高分散部234的加热效率。

[本发明的第三实施方式]

接着，说明第三实施方式。

与第二实施例相比，第三实施方式的、设置于缓冲空间252a的下方的底壁的形状不同。

以下，使用图10进行说明。图10为从衬底载置面211侧观察分散部234而得到的图，且是相当于第二实施例中的图9(c)的图。其他构成由于与第一实施例、第二实施例相同，因此省略说明。

本实施方式中的底壁234f与第二实施例的底壁234e同样，至少设置于凹部252a的下方，但结构不同。以下进行说明。如图10的记载所示，底壁234f具有：形成加热气体的流动的主要部234g，和将邻接的主要部234g连接的连接部234h。主要部234g中的一个至少设置于气体供给管236的供给孔的下方，并且构成为被供给的加热气体撞击主要部234g。如图10的记载所示，主要部234g沿侧壁234b而以圆周状配置。与连接部234h相比，主要部234g为向气体滞留空间252a的中央方向突出的结构。换言之，与主要部234g相比，连接部234h构成为比主要部234g短了相当于空隙234i的量。如上所述，主要部234g构成为断续配置。

从气体供给管236供给的加热气体撞击主要部234g，与第二实施方式同样地在气体滞留空间252a流动。因而，能够提高分散部234的加热效率。此外，未撞击主要部234g的加热气体从空隙234i向处理空间201方向供给。因而，维持在高温状态的状态下的加热气体被供给至搬送空间203、处理空间201。由此，在加热气体供给工序s102中，也能够提高晶片的加热效率。即，根据本实施方式的构成，可有效加热分散部234和搬送空间203这两者。

需要说明的是，在本实施方式中，说明连接部234h连接主要部234g的构成，但不限于此。例如，也可在主要部234g之间没有连接部234h而仅有空隙234i。由此，由于加热气体撞击的结构变少，因此能够在维持在更高温状态的状态下，向搬送空间203、处理空间201供给加热气体。

另外，在本实施方式中，说明了断续配置多个主要部234g的结构，但不限于此，也可至少设置于气体供给管236的下方。根据如上所述的构成，可更多地将维持在高温状态的状态下的加热气体供给至搬送空间203、处理空间201。

[其他实施方式]

以上，具体说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述各实施方式，在不脱离其主旨的范围内，可进行各种变化。

例如，在上述各实施方式中，举出了在衬底处理装置进行的成膜处理中，使用dcs气体作为含有第一元素的气体(第一处理气体)，使用nh3气作为含有第二元素的气体(第二处理气体)，通过交替供给它们从而在晶片200上形成sin膜的情况的例子，但本发明不限于此。即，成膜处理中使用的处理气体不限于dcs气体、nh3气等，也可使用其他种类的气体形成其他种类的薄膜。此外，即便在使用3种以上的处理气体的情况下，只要是交替供给它们从而进行成膜处理的话，均能适用于本发明。具体而言，作为第一元素，也可以不是si，而是例如ti、zr、hf等各种元素。另外，作为第二元素，也可以不是n，而是例如ar等。

另外，例如，在上述的各实施方式中，作为衬底处理装置进行的处理，举出了成膜处理的例子，但本发明不限于此。即，除了在各实施方式中作为例子举出的成膜处理外，本发明还可适用于各实施方式中例示的薄膜以外的成膜处理。另外，无论衬底处理的具体内容如何，不仅是成膜处理，还可适用于退火处理、扩散处理、氧化处理、氮化处理、光刻处理等其他衬底处理的情况。此外，本发明还可适用于其他衬底处理装置(例如退火处理装置、蚀刻装置、氧化处理装置、氮化处理装置、曝光装置、涂布装置、干燥装置、加热装置、利用了等离子体的处理装置等其他衬底处理装置)。另外，关于本发明，上述装置可以同时存在。另外，另外可将某一实施方式的构成的一部分置换为其他实施方式的构成，另外可向某一实施方式的构成中追加其他实施方式的构成。另外，针对各实施方式的构成的一部分，还可进行其他构成的追加、去除、置换。