气体处理装置的制作方法
本发明涉及一种用于在设为真空气氛的处理容器内对基板进行气体处理的气体处理装置。
背景技术：
作为对作为基板的半导体晶圆(以下称作“晶圆”)进行的气体处理，有时例如使用利用ald(atomiclayerdeposition：原子层沉积)进行的成膜。在该ald中，将向晶圆的表面吸附的原料气体以及与该原料气体发生反应的反应气体交替地向设为真空气氛的处理容器内地供给多次，使反应生成物的原子层堆积在晶圆的表面来进行成膜。在供给原料气体的时间段与供给反应气体的时间段之间供给吹扫气体。
关于进行该ald的成膜装置，需要构成为在晶圆的面内以均匀性高的膜厚成膜。作为应对这样的要求的装置，例如在专利文献1中示出一种在与晶圆的载置台相向的相向面具备多个气体供给部的装置。各气体供给部分别在周向上具备用于喷出各气体的喷出口，由此使气体在载置台的上方划分出的扩散空间中沿横向扩散。将像这样扩散后的气体以喷淋状从喷出口供给到晶圆，该喷出口在形成扩散空间的底部的板具有多个开口。
专利文献1：日本特开2014-70249号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
探讨进一步提高上述的晶圆的面内的膜厚均匀性，为此，关于具备上述的气体供给部和扩散空间的成膜装置，探讨进一步提高向该扩散空间中供给的气体的浓度的均匀性。另外，关于具备上述的气体供给部和扩散空间的成膜装置，探讨在比较短的时间内将吹扫气体以比较大的流量从气体供给部喷出，来迅速地吹扫原料气体和反应气体，从而提高装置的生产率。寻求一种即使在像这样进行吹扫的情况下也能够提高扩散空间中的气体的浓度的均匀性来在晶圆以均匀性高的膜厚进行成膜的技术。
本发明是基于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够在基板的面内进行均匀性高的气体处理的技术。
用于解决问题的方案
本发明的气体处理装置对真空气氛的处理室内的基板供给处理气体来进行处理，所述气体处理装置的特征在于，具备：载置部，其设置于所述处理室，用于载置所述基板；气体供给部，其位于所述载置部的上方侧且构成所述处理室的顶部，并且形成有用于将所述处理气体以喷淋状供给的多个第一气体供给口；气体供给路径形成部，其具备从所述气体供给部的上方与该气体供给部相向且界定用于使所述处理气体沿横向扩散的第一扩散空间的平坦的相向面，并且所述气体供给路径形成部形成所述处理气体的供给路径；凹部，其围绕所述相向面的中央部设置；以及气体分散部，沿该气体分散部的周向形成有多个气体喷出口以使从所述供给路径供给的所述处理气体沿横向分散到所述第一扩散空间，并且围绕所述相向面的中央部设置有多个所述气体分散部，各个所述气体分散部分别以不从该相向面突出的方式设置在所述凹部内。
发明的效果
根据本发明，围绕平坦的相向面的中央部设置凹部，该相向面在将处理气体以喷淋状供给到基板的气体供给部的上方与该气体供给部相向，且形成用于使该处理气体沿横向扩散的扩散空间。而且，围绕相向面的中央部以不从该相向面突出的方式在凹部内设置多个气体分散部，沿各气体分散部的周向形成有多个气体喷出口。通过这样的结构，能够抑制处理气体在扩散空间中的流动受到阻碍，因此能够在基板的面内进行均匀性高的气体处理。
附图说明
图1是本发明所涉及的成膜装置的纵剖侧视图。
图2是构成所述成膜装置的流路形成部的立体图。
图3是设置于所述流路形成部的相向面的俯视图。
图4是所述流路形成部的纵剖侧视图。
图5是设置于所述流路形成部的气体流路的立体图。
图6是所述流路的俯视图。
图7是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图8是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图9是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图10是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图11是由所述成膜装置进行的处理的时序图。
图12是表示所述流路形成部的其它结构例的纵剖侧视图。
图13是表示设置于所述流路形成部的槽的其它结构例的纵剖侧视图。
图14是表示所述槽与设置于所述流路形成部的气体分散部之间的位置关系的说明图。
图15是表示所述相向面的其它结构例的俯视图。
图16是用于表示评价试验的结果的晶圆的示意图。
图17是用于表示评价试验的结果的晶圆的示意图。
图18是用于表示评价试验的结果的晶圆的示意图。
图19是用于表示评价试验的结果的晶圆的示意图。
图20是表示评价试验的结果的曲线图。
附图标记说明
1：成膜装置；10：控制部；11：处理容器；17：排气机构；21：载置台；3：气体供给路径形成部；34：相向面；36：下侧喷淋板；38：气体供给口；37：下侧扩散空间；41：槽；44：气体分散部；46：气体喷出口。
具体实施方式
参照图1的纵剖侧视图来说明作为本发明的气体处理装置的一个实施方式的成膜装置1。该成膜装置1具备扁平的圆形的处理容器11。在该处理容器11内形成真空气氛，并且保存例如直径为300mm的圆形的基板即晶圆w。成膜装置1重复对该晶圆w交替供给作为原料气体的ticl4(四氯化钛)气体和作为反应气体的nh3(氨)气体来进行ald，从而形成tin(氮化钛)膜。在进行ticl4气体的供给的时间段与进行nh3气体的供给的时间段之间，供给作为非活性气体的n2(氮)气体来作为吹扫气体，将处理容器11内的气氛从ticl4气体气氛或nh3气体气氛置换为n2气体气氛。另外，在利用ald进行的成膜处理中，向处理容器11内持续地供给n2气体来作为用于向处理容器11内导入ticl4气体和nh3气体的载气。
在上述的处理容器11的侧壁设置有晶圆的搬入搬出口12和用于对该搬入搬出口12进行开闭的闸阀13。在搬入搬出口12的上部侧设置有使纵剖面的形状为矩形的管道弯曲为圆环状而构成的排气管道14，该排气管道14构成处理容器11的侧壁的一部分。在排气管道14的内周面形成有沿周向延伸的狭缝状的开口部15，该开口部15构成处理容器11的排气口。
另外，上述的排气管道14与排气管16的一端连接。排气管16的另一端与由真空泵构成的排气机构17连接。在排气管16上插入设置有例如由压力调整用的阀构成的压力调整机构18。基于从后述的控制部10输出的控制信号来调整该压力调整用的阀的开度，进行调整以使处理容器11内的压力成为期望的真空压力。
图中21为水平地设置在处理容器11内以用于载置晶圆w的圆形的载置台，晶圆w以其中心与该载置台的中心对齐的方式被载置。在构成载置部的该载置台21中埋设有加热器22。该加热器22例如将晶圆w加热到400℃～700℃。载置台21的下表面侧中央部与贯通处理容器11的底部且沿上下方向延伸的支承构件23的上端连接，该支承构件23的下端与升降机构24连接。载置台21通过该升降机构24而能够在图1中的点划线所示的下方侧的位置与图1中的实线所示的上方侧的位置之间进行升降。下方侧的位置为用于与从上述搬入搬出口12进入处理容器11内的晶圆w的搬送机构之间进行该晶圆w的交接的交接位置。上方侧的位置为用于对晶圆w进行处理的处理位置。
图中25为支承构件23中设置于处理容器11的底部的下方的凸缘。图中26为伸缩自如的波纹管，该波纹管的上端与处理容器11的底部连接，该波纹管的下端与凸缘25连接，可确保处理容器11内的气密性。图中27为三个(在图中只表示两个)支承销，图中28为使支承销27升降的升降机构。在载置台21位于交接位置时，支承销27经由设置于载置台21的贯通孔29进行升降，来相对于载置台21的上表面突出或退回，从而在载置台21与上述的搬送机构之间进行晶圆w的交接。
在上述的排气管道14的上侧设置有从处理容器11内的上侧将该处理容器11内封闭的气体供给路径形成部3。气体供给路径形成部3具备主体部31和气体导入部32。主体部31构成为扁平的圆形的块，该主体部31的周缘部沿上述的排气管道14设置，并且被该排气管道14支承。使主体部31的上表面的径向的一部分以向上方拉出的方式隆起，由此构成气体导入部32。
详细地说明上述的主体部31，该主体部31的中央下部以朝向载置台21的方式突出到处理容器11内，由此形成圆形的突出部3a，该突出部3a的下表面的中央部构成为在后述的喷淋板36的上方与该喷淋板36相向的圆形的相向面34。在后文中还参照表示出该相向面34的、主体部31的下方侧立体图即图2进行说明。突出部3a中的相向面34的外周区域进一步向下方突出，由此形成圆环状的突起部35，该突起部35的下端与喷淋板36的周缘部连接。
喷淋板36水平地设置并且构成为圆形，该喷淋板36的周缘沿着上述的突起部35形成。该喷淋板36与载置台21相向，且构成处理容器11的顶部。由突起部35、喷淋板36以及相向面34包围而界定出扁平且圆形的气体的扩散空间37。该扩散空间37的中心位于载置台21的中心上。在上述的喷淋板36分散地配设有沿该喷淋板36的厚度方向穿孔而成的多个气体供给口38，如后述的那样，被供给到作为第一扩散空间的扩散空间37的气体从构成第一气体供给口的气体供给口38以喷淋状被供给到载置于载置台21的晶圆w。图中39为在喷淋板36的下表面沿着该喷淋板36的周缘部以向下方突出的方式设置的环状突起。如图1所示，环状突起39靠近处于处理位置的载置台21的周缘部，像这样靠近载置台21时的该环状突起39的内侧且夹在喷淋板36与载置台21之间的空间构成为用于对晶圆w进行处理的处理空间30。
还参照相向面34的俯视图即图3、以及气体供给路径形成部3的下部侧和喷淋板36的纵剖侧视图即图4来继续进行说明。此外，在图4中用箭头示出上述扩散空间37及其周围的气体的流动。如各图所示，在相向面34形成有圆环状的槽41、即凹部。该槽41是以包围相向面34的中央部的方式沿扩散空间37的周向设置的。而且，槽41的中心与相向面34的中心一致。图3所示的槽41的外径l1比晶圆w的直径小，例如为100mm～180mm，槽41的内径l2例如为40mm～100mm。另外，图4所示的槽41的深度h1例如为3mm～8mm。
构成槽41的两个侧壁面中的、靠相向面34的中心的侧壁面42随着去向上侧而朝向相向面34的周缘，并且靠相向面34的周缘的侧壁面43随着去向上侧而朝向相向面34的中心。因而，以槽41的纵剖面观察时，侧壁面42、43相对于水平面倾斜，通过像这样形成侧壁面42、43，槽41以随着去向下方而加宽的方式构成为末端扩大状。因而，槽41形成为随着去向上方而开口宽度变小。也就是说，槽41构成为随着去向上方而开口面积变小。此外，构成槽41的上表面例如是水平的。
在槽41内例如设置有八个气体分散部44，所述八个气体分散部44沿该槽41的周向以彼此隔开相等间隔的方式设置。因而，气体分散部44被埋设到相向面34中。该气体分散部44构成为垂直的圆柱状。而且，例如构成为气体分散部44的直径的大小与槽41的上表面的宽度相同，如图1、图4所示，设置为气体分散部44的上端部埋在槽41的上表面中，因此上述的槽41的侧壁面42、43形成为从气体分散部44的侧壁起向下延伸。
在气体分散部44设置有气体导入口45，该气体导入口45形成为从该气体分散部44的上表面的中心部起沿垂直方向向下，经由后述的气体供给路径5向该气体导入口45导入已述的各气体。而且，在气体分散部44的侧面且比槽41的上表面靠下方的位置处设置有与气体导入口45连通的多个气体喷出口46，各气体喷出口46分别具有沿该气体分散部44的周向等间隔地设置的开口。将从气体导入口45供给的气体从各气体喷出口46沿水平方向喷出到槽41内。此外，在图3中用箭头代表性地示出从一个气体分散部44喷出的气体的流动，从其它七个气体分散部44也同样地喷出气体。像这样从气体分散部44喷出的气体被侧壁面42、43引导而从槽41内供给到扩散空间37，并且在该扩散空间37中沿横向散开，进而从喷淋板36的气体供给口38以喷淋状被喷出到晶圆w。
另外，上述的气体分散部44的下表面47是水平的，且位于与相向面34相同的高度位置处。因而，气体分散部44设置为不从相向面34突出。这样，气体分散部44不从相向面34突出，因此能够防止从一个气体分散部44喷出后在扩散空间37中沿横向散开的气体碰撞到其它气体分散部44而使该气体的流动受到阻碍且停滞。因而，能够使该气体在扩散空间37中高均匀性且迅速地扩散。另外，气体分散部44的下表面47处于与相向面34相同的高度，从扩散的气体的角度来看，顶面的高度的变化得到抑制，因此，在扩散空间37中，气体在气体分散部44附近的区域和其余的区域同样地流动。因而，能够使气体在扩散空间37中以更高的均匀性扩散。
另外，如上述的那样，气体分散部44设置在槽41内，由此在图4中用h2表示的扩散空间37的高度小，例如为8mm以下。通过像这样设定高度h2，能够使扩散空间37的容积比较小，因此能够迅速地吹扫扩散空间37中残留的原料气体和反应气体。由此，能够在进行ald时抑制后述的一个循环所需的时间，因此能够实现生产率的提高。但是，该高度h2越小，则在扩散空间37中流动的气体越会受到相向面34的些许高度差的影响，因此，例如优选设为3mm以上。
在相向面34中的被槽41包围的区域、即相向面34的中央部，分散地形成有多个气体供给口48，各气体供给口48具有朝向下方的开口。而且，作为第二气体供给口的各气体供给口48的上端与设置于主体部31的扁平的圆形的扩散空间49的底部连接。作为第二气体扩散空间的该扩散空间49是为了使从后述的直线导入通路62供给的气体沿横向扩散而设置的，扩散后的各气体从气体供给口48以喷淋状被喷出到扩散空间37中。因而，扩散空间49设置为由各气体供给口48所共用的空间，在扩散空间49的下方的形成有气体供给口48的部位构成为喷淋板40。
在后文中，为了避免说明的混乱，有时将喷淋板40、扩散空间49分别记载为上侧喷淋板40、上侧扩散空间49，将已述的喷淋板36、扩散空间37分别记载为下侧喷淋板36、下侧扩散空间37。从上侧喷淋板40喷出的气体与从气体分散部44喷出的气体同样地从下侧喷淋板36的气体供给口38以喷淋状被喷出到晶圆w。另外，上侧喷淋板40的气体供给口48与下侧喷淋板36的气体供给口38形成为互不重叠。通过像这样形成各个气体供给口38、48，从上侧喷淋板40喷出的气体在碰撞到下侧喷淋板36的上表面而在下侧扩散空间37中沿横向扩散之后从下侧喷淋板36被喷出，因此能够抑制从该下侧喷淋板36的中央部喷出的气体的浓度比从下侧喷淋板36的周缘部喷出的气体的浓度高。
在气体供给路径形成部3设置有用于向气体分散部44和上侧扩散空间49供给已述的各气体的气体供给路径5。该气体供给路径5由导入通路51、52、合流通路53、两个分支通路54、气体导入用扩散空间55、八个直线导入通路61以及八个直线导入通路62构成。导入通路51、导入通路52、合流通路53以及分支通路54的上部侧例如设置于上述的气体导入部32，分支通路54的下部侧、气体导入用扩散空间55以及直线导入通路61、62例如设置于上述的主体部31。另外，在该气体供给路径5中的比作为第三气体扩散空间的气体导入用扩散空间55靠上游侧设置为由上述的气体分散部44和上侧扩散空间49所共用。该气体导入用扩散空间55的上游侧构成为由导入通路51、52、合流通路53以及分支通路54构成的共用流路5a，该共用流路5a用于向气体分散部44和上侧扩散空间49供给气体。
参照关于气体供给路径5的、图5的立体图和图6的俯视图来进行说明。如图5所示，导入通路51、52分别设置为沿水平方向延伸，这些导入通路51、52彼此分隔开。向导入通路51的上游侧供给原料气体、原料气体的载气以及吹扫气体。向导入通路52的上游侧供给反应气体、反应气体的载气以及吹扫气体。因而，导入通路51构成原料气体用的流路和置换气体用的流路，导入通路52构成反应气体用的流路和置换气体用的流路。例如，导入通路51位于导入通路52的上方，导入通路51的下游侧向下方弯曲且与导入通路52连接，由此这些导入通路51、52的下游侧彼此合流而构成为上述的合流通路53。
合流通路53的下游侧在沿导入通路52的延长方向水平地延伸之后，向沿该延长方向观察时的左右方向分支，由此形成上述的两个分支通路54。各分支通路54的下游侧在沿水平方向延伸之后，以沿垂直方向向下的方式弯曲且连接到扁平的气体导入用扩散空间55中的互不相同的位置处。通过像这样使合流通路53的下游侧分支并与气体导入用扩散空间55连接，来使气体在气体导入用扩散空间55中以高均匀性分布，进而提高上述的扩散空间37中的各气体的浓度的均匀性。此外，各分支通路54的长度彼此相等。
俯视观察时，上述的气体导入用扩散空间55由一个直线导入通路和另一个直线导入通路交叉而成的十字流路56、四个分支通路57以及八个分支端58构成。在构成十字流路56的一个直线状的流路的一个端部和另一个端部上分别连接有上述的分支通路54的下游端。从十字流路56的中心部起至各分支通路54的下游端为止的长度相等。该十字流路56的中心部位于上述的相向面34的中心部上。从构成十字流路56的另一个直线状的流路的伸长方向观察时，该另一个直线状的流路的各端部向左右方向分支而形成上述的分支通路57。
分支通路57的上游侧沿着构成上述的十字流路56的一个直线导入通路延伸。而且，分支通路57的下游侧相对于上游侧弯曲，以远离十字流路56的中心部的方式延伸。从该分支通路57的下游侧的流路的伸长方向观察时，该分支通路57的下游端向左右方向分支而构成为上述的分支端58。俯视观察时，所述各分支端58形成为以朝向十字流路56的中心部的外侧被拉伸的方式扩大宽度。而且，所述八个分支端58的下部与八个直线导入通路61的上游端分别连接。从十字流路56的中心部起至各直线导入通路61为止的长度相等。所述八个直线导入通路61的下游侧去向斜下方，并且在俯视观察时形成为呈辐射状延伸，该直线导入通路61的下游端与上述的气体分散部44的气体导入口45连接。因而，直线导入通路61构成用于向气体分散部44供给处理气体的供给路径。各直线导入通路61具有相同的长度。而且，从各直线导入通路61的长度方向的中央部起向斜下方延伸出直线导入通路62，并且，在俯视观察时，该直线导入通路62形成为去向相向面34的中心部侧。而且，各直线导入通路62的下游端以在周向上彼此隔开相等间隔的方式从上侧扩散空间49的周缘部的上侧与该上侧扩散空间49的周缘部连接。各直线导入通路62也具有相同的长度。
在图5中，示出点p1来作为合流通路53的上游端、即彼此合流的所述导入通路51、52的下游端。另外，在图4中，示出点p2来作为直线导入通路61的下游端、即气体分散部44的气体导入口45的上游端。构成气体供给路径5的各流路如已述的那样构成，从点p1起至各点p2为止的各流路的长度彼此相等。因而，从各气体分散部44同时或者大致同时地分别喷出原料气体、反应气体、吹扫气体，因此能够抑制扩散空间37的各部分中的这些气体的浓度产生差异。由此，通过提高膜厚的面内均匀性并且抑制吹扫所需的时间，能够实现ald的一个循环所需的时间的缩短。此外，关于从该点p1起至各点p2为止的各流路，既可以将相距点p1的距离彼此相同的位置处的流路宽度设为彼此相同的宽度，也可以通过将所述流路宽度设为一些不同的宽度来调整扩散空间37中的气体的浓度分布。
另外，示出点p3来作为直线导入通路62的下游端、即上侧扩散空间49的上端。构成气体供给路径5的各流路如已述的那样构成，由此从点p1起至各点p3为止的流路的长度彼此相等。并且，从该点p1起至点p3为止的流路的长度与从点p1起至点p2为止的流路的长度相同，从气体分散部44和上侧喷淋板40同时或大致同时地分别喷出原料气体、反应气体、吹扫气体。由此，能够更可靠地抑制扩散空间37的各部分中的气体浓度产生差异。然而，流路的长度彼此相等包括在装置的设计上流路相等的情况。也就是说，即使构成装置的构件的组装误差、构件的加工精度所导致的结果是流路的长度不同，但只要以流路的长度相等的方式进行了设计，就也属于流路的长度相等的情况。
返回图1继续进行说明。形成于上述的气体供给路径形成部3的导入通路51、52的上游端与配管71、81的下游端分别连接。配管71的上游端依次经由阀v1、气体贮存罐72a、流量调整部73a而与作为处理气体的ticl4气体的供给源74a连接。流量调整部73a由质量流量控制器构成，用于调整从气体供给源74a向下游侧供给的ticl4气体的流量。此外，后述的其它各流量调整部73b～73f也与该流量调整部73a同样地构成，用于调整向配管的下游侧供给的气体的流量。
在从气体供给源74a供给的ticl4气体被供给到处理容器11内之前，构成气体贮存部的气体贮存罐72a暂时贮存该ticl4气体。在像这样通过向气体贮存罐72a内贮存ticl4气体而使该气体贮存罐72a内升压到规定的压力后，从气体贮存罐72a向气体供给路径形成部3供给ticl4气体。通过上述的阀v1的开闭来进行ticl4气体的从该气体贮存罐72a向气体供给路径形成部3的供给和切断。通过像这样在气体贮存罐72a中暂时贮存ticl4气体，能够将该ticl4气体以比较高的流量向处理容器11供给。此外，构成后述的气体贮存部的各气体贮存罐72b、72d、72e也与气体贮存罐72a同样地暂时贮存从配管的上游侧的气体供给源供给的各气体。而且，通过设置于各气体贮存罐72b、72d、72e的下游侧的阀v2、v4、v5的开闭，分别进行气体的从各气体贮存罐72b、72d、72e向气体供给路径形成部3的供给和切断。
上述的配管71中的阀v1的下游侧与配管75的下游端连接。配管75的上游端依次经由阀v2、气体贮存罐72b、流量调整部73b而与n2气体的供给源74b连接。并且，配管75中的阀v2的下游侧与配管76的下游端连接。配管76的上游端依次经由阀v3、流量调整部73c而与n2气体的供给源74c连接。
接下来，对配管81进行说明。配管81的上游端依次经由阀v4、气体贮存罐72d、流量调整部73d而与nh3气体的供给源74d连接。配管81中的阀v4的下游侧与配管82的下游端连接。配管82的上游端依次经由阀v5、气体贮存罐72e、流量调整部73e而与n2气体的供给源74e连接。并且，配管82中的阀v5的下游侧与配管83的下游端连接。配管83的上游端依次经由阀v6、流量调整部73f而与n2气体的供给源74f连接。
在上述的配管76中的阀v3的下游侧形成有节流孔77，在配管83中的阀v6的下游侧形成有节流孔78。通过形成节流孔77，构成为配管76中的阀v3的下游侧的直径比配管76中的阀v3的上游侧和配管71、75的直径小，可抑制经由气体贮存罐72a、72b以比较大的流量供给的各气体在配管76中逆流。另外，通过形成节流孔78，构成为配管83中的阀v6的下游侧的径比配管83中的阀v3的上游侧和配管81、82的径小，抑制经由气体贮存罐72a、72b以比较大的流量供给的各气体在配管83中逆流。
然而，将从上述的n2气体供给源74b、74e供给的n2气体供给到处理容器11内，以进行已述的吹扫。从n2气体供给源74c、74f分别供给的n2气体为针对ticl4气体、nh3气体的载气，如上述的那样，在晶圆w的处理期间，持续地向到处理容器11内供给该载气，因此在进行吹扫时也向处理容器11内供给该载气。因而，向处理容器11内供给该载气的时间段与向处理容器11内供给来自气体供给源74b、74e的n2气体以进行吹扫的时间段重叠，载气也被使用于吹扫，但为了便于说明，将从n2气体供给源74b、74e供给的气体记载为吹扫气体，将从n2气体供给源74c、74f供给的气体记载为载气。
另外，成膜装置1具备控制部10。该控制部10由计算机构成，具备程序、存储器以及cpu。程序被编入有步骤群，以能够实施成膜装置1中的后述的一系列的动作，控制部10通过该程序向成膜装置1的各部输出控制信号，来控制该各部的动作。具体地说，利用控制信号来控制各阀v1～v6的开闭、由流量调整部73a～73f进行的气体的流量调整、由压力调整机构18进行的处理容器11内的压力调整、由加热器22进行的晶圆w的温度调整等各动作。上述的程序例如保存在光盘、硬盘、dvd等存储介质中，且被安装到控制部10。
接着，参照表示各阀的开闭状态和气体在各配管中的流通状态的图7～图10来说明成膜装置1中的成膜处理。在图7～图10中，通过对关闭的阀v标注阴影线来与打开的阀v相区别地表示。另外，关于配管71、75、76、81～83，将向下游侧流通气体的部位表示得比不向下游侧流通气体的部位粗。此外，在图7～图10中，为了防止图的复杂化，相比于图1简略地示出气体供给路径5的上游侧。另外，也适当参照关于供给各气体的时间段的时序图即图11。
首先，在阀v1～v6关闭的状态下，利用搬送机构将晶圆w搬送到处理容器11内，载置于处于交接位置的载置台21。在搬送机构从处理容器11内退避后，关闭闸阀13。利用载置台21的加热器22将晶圆w加热到已述的温度，并且使载置台21向处理位置上升而形成处理空间30。利用在排气管16上插入设置的压力调整机构18进行调整，以使处理容器11内成为规定的真空压力。
然后，打开阀v3、v6来从n2气体供给源74c、74f分别向气体供给路径5供给载气(n2气体)。另一方面，从气体供给源74a、气体供给源74d向配管71、81供给ticl4气体、nh3气体。通过关闭阀v1、v4来使这些ticl4气体、nh3气体分别贮存于气体贮存罐72a、72d，从而该气体贮存罐72a、72d内升压。之后，打开阀v1(图中的时刻t1)来向气体供给路径5供给气体贮存罐72a中贮存的ticl4气体，并且该ticl4气体从气体分散部44和上侧喷淋板40被喷出到下侧扩散空间37。关于从气体分散部44喷出的ticl4气体，如已述的那样以不会被气体分散部44妨碍其流动的方式在下侧扩散空间37中沿横向扩散。从上侧喷淋板40向下侧扩散空间37中央部供给ticl4气体。
如上述的那样，从气体分散部44和上侧喷淋板40供给ticl4气体，由此在开始该供给起的微少时间内，ticl4气体在下侧扩散空间37的各部分中以均匀性高的浓度分布，该ticl4气体从下侧喷淋板36被供给到晶圆w，ticl4气体以高均匀性被吸附在晶圆w的面内。与ticl4气体的向该处理容器11内的晶圆w的供给并行地从气体供给源74b、74e分别向配管75、82供给吹扫气体(n2气体)。通过关闭阀v2、v5来使吹扫气体贮存于气体贮存罐72b、72e，从而该气体贮存罐72b、72e内升压(图7、步骤s1)。
之后，关闭阀v1并且打开阀v2、v5(时刻t2)，停止向处理容器11内供给ticl4气体，并且向气体供给路径5供给气体贮存罐72b、72e中各自贮存的吹扫气体，该吹扫气体与ticl4气体同样地从气体分散部44和喷淋板40被喷出到下侧扩散空间37。因而，气体分散部44喷出的吹扫气体与ticl4气体同样以不会被气体分散部44妨碍流动的方式在下侧扩散空间37中沿横向扩散。
如上述的那样，从气体分散部44和喷淋板40喷出气体，由此在开始该吹扫气体的供给起的微少时间内，吹扫气体在下侧扩散空间37的各部分中以均匀性高的浓度分布，该吹扫气体从下侧喷淋板36被供给到晶圆w。其结果是，从晶圆w的面内的各部分的上方同时或者大致同时地去除未吸附于晶圆w而残留在处理空间30中的ticl4气体，来停止向晶圆w的吸附该ticl4气体。向排气管道14吹扫该ticl4气体，来将该ticl4气体从处理容器11内去除。像这样进行吹扫，另一方面，通过关闭阀v1来将从气体供给源74a供给到配管71的ticl4气体贮存于气体贮存罐72a，从而该气体贮存罐72a内升压(图8、步骤s2)。
接下来，关闭阀v2、v5并且打开阀v4(时刻t3)。由此，停止向气体供给路径5供给吹扫气体，并且向该气体供给路径5供给气体贮存罐72d中贮存的nh3气体，该nh3气体从气体分散部44和喷淋板40被喷出到下侧扩散空间37。该nh3气体也与ticl4气体、吹扫气体同样地在下侧扩散空间37的各部分中以浓度的均匀性高的方式分布，并且从下侧喷淋板36被供给到处理空间30，向晶圆w的面内的各部分以高均匀性供给nh3气体。结果是，在晶圆w的面内进行以高均匀性被吸附的ticl4气体的氮化反应，形成tin的薄层来作为反应生成物。另一方面，通过关闭阀v2、v5来使从气体供给源74b、74e分别供给到配管75、82的吹扫气体贮存于气体贮存罐72b、72e，从而该气体贮存罐72b、72e内升压(图9、步骤s3)。
之后，关闭阀v4并且打开阀v2、v5(时刻t4)，停止向处理容器11内供给nh3气体，并且向气体供给路径5供给气体贮存罐72b、72e中分别贮存的吹扫气体，与步骤s2同样地，该吹扫气体从气体分散部44和喷淋板40被喷出到下侧扩散空间37，且从下侧喷淋板36被喷出。其结果是，从晶圆w的面内各部分的上方同时或者大致同时地去除了残留在处理空间30中的未反应的nh3气体而氮化反应停止，由此晶圆w的面内各部分的tin的薄层的厚度统一。向排气管道14吹扫nh3气体，来将nh3气体从处理容器11内去除。像这样进行吹扫，另一方面，通过关闭阀v4来使从气体供给源74d供给到配管81的nh3气体贮存于气体贮存罐72d，从而该气体贮存罐72d内升压(图10、步骤s4)。
在从时刻t4起经过规定的时间后，关闭阀v2、v5，并且打开阀v1(时刻t5)，停止向处理容器11内供给吹扫气体，并且向气体供给路径5供给气体贮存罐72a中贮存的ticl4。也就是说，再次进行上述的步骤s1。因而，上述的吹扫结束的时刻t5也是上述的开始供给ticl4气体的时刻t1。在进行该步骤s1之后，进行上述的步骤s2～s4，之后再进行步骤s1～s4。也就是说，当将上述的步骤s1～s4设为一个循环时，重复进行该循环，tin的薄层堆积于晶圆w的表面，成膜tin膜。而且，当执行规定次数的循环后，以与向处理容器11内搬入晶圆w时的过程相反的过程从处理容器11搬出晶圆w。
根据该成膜装置1，以包围与喷淋板36相向的相向面34的中央部的方式形成环状的槽41，在槽41内沿相向面34的周向隔开间隔地设置有八个气体分散部44，各气体分散部44以不从平坦的相向面34突出的方式设置。通过这样的结构，能够抑制在下侧扩散空间37中沿横向散开的气体的流动被气体分散部44妨碍。因而，能够在从向下侧扩散空间37供给气体起的微少时间内提高该气体在该下侧扩散空间37的各部分中的浓度的均匀性，因此能够经由喷淋板36向晶圆w的面内以高均匀性供给该气体。其结果是，能够在晶圆w的面内形成具有高均匀性的膜厚的tin膜。
另外，在将晶圆w加热到400℃～700℃的范围中的比较高的温度来进行处理时，为了提高晶圆w的膜厚的面内均匀性，并且提高晶圆w的面内各部分的tin膜的覆盖性，优选使向处理容器11内供给的上述的原料气体的流量比较大。设置有已述的气体贮存罐72b、72e，以使即使像这样以比较大的流量供给原料气体，通过向气体供给路径形成部3供给比较大的流量的吹扫气体，也能够在短时间内进行该原料气体的吹扫。
如在后述的评价试验中所示的那样，在像这样向下侧扩散空间37供给流量比较大的吹扫气体时，若气体分散部44从相向面34突出，则容易引起晶圆w的面内的膜厚均匀性的下降，但通过如已述的那样设置气体分散部44，能够防止这样的不良。也就是说，在像这样经由气体贮存罐72b、72e供给吹扫气体的情况下，如上述的那样以不从相向面34突出的方式设置气体分散部44特别有效。但是，即使在以不经由气体贮存罐72b、72e的方式供给吹扫气体的情况下，也以不从相向面34突出的方式设置气体分散部44，由此能够提高下侧扩散空间37中的吹扫气体的浓度的均匀性，因此是有效的。另外，关于ticl4气体、nh3气体，也示出了经由气体贮存罐72a、72d进行供给以向气体供给路径形成部3供给比较大的流量来实现生产率的提高的例子，但也可以是以不经由这样的气体贮存罐72a、72d的方式进行供给。
另外，在图12中示出气体供给路径形成部3的其它结构例。列举与图1、图4等中说明的结构例之间的不同点，在该图12所示的气体供给路径形成部3中，没有设置上侧喷淋板40和上侧扩散空间49，在槽41的内侧设置有以该相向面34的中心为中心的圆环状的槽63。因而，槽41、63形成为同心圆状。槽63的大小与槽41的大小不同，除此以外，槽63与槽41同样地构成，在槽63内，沿周向隔开等间隔地设置有多个、例如四个气体分散部44，从直线导入通路62向各气体分散部44供给气体。槽63内的气体分散部44的下表面47与槽41内的气体分散部44的下表面47同样地是水平的且形成于与相向面34相同的高度位置处。也就是说，在图12所示的气体供给路径形成部3中，通过设置于槽41、63中的各气体分散部44来向下侧扩散空间37的中央部供给气体。
可以设为像这样在槽63内设置有气体分散部44的结构。但是，根据该图12所示的结构，通过将气体分散部44配置于相向面34的更靠近中心的位置，根据从各气体分散部44喷出的气体的流量的些许差异而相向面34的中心部附近的沿横向流动的气体的碰撞、干扰情况发生变化，因此存在由此引起气体在‘’下侧扩散空间37的中央部的浓度均匀性下降的风险。也就是说，通过上侧喷淋板40向下方喷出气体的结构能够抑制由于这样的气体的碰撞和干扰所引起的不良，因此能够使下侧扩散空间37中的气体的浓度更均匀化，从而能够更可靠地对晶圆w的面内进行均匀性高的成膜处理，因此是优选的。
进一步地，对用于设置气体分散部44的槽41进行说明，能够恰当地设定以纵剖面观察槽41时的侧壁面42、43各自的倾斜度的大小，以调整下侧扩散空间37中的气体的分布。因而，侧壁面42的倾斜度的大小与侧壁面43的倾斜度的大小不限于彼此相同，也可以互不相同。并且，如图13所示，在以纵剖面观察时，槽41的侧壁面42、43可以垂直地形成于与气体分散部44相分离的位置。因而，槽41不限于如已述的那样形成为随着去向下方而末端扩大、即随着去向上侧而宽度缩小。但是，通过像这样形成为随着去向上侧而宽度缩小，能够减小槽41内的容积。即，能够防止需要利用吹扫气体来置换气氛的容积变大，因此能够抑制吹扫所需的时间变长，从而能够提高生产率。
另外，所谓气体分散部44不从相向面34突出，不限于构成为气体分散部44的下表面47位于与相向面34相同的高度位置处，也包括如图14那样构成为气体分散部44的下表面47位于比相向面34靠上方的位置处。但是，当气体分散部44的下表面47与相向面34之间的高度差h3过大时，由于该高度差h3导致下侧扩散空间37中的气体的流动紊乱，存在向晶圆w的面内各部分供给的气体的均匀性下降的风险，因此例如优选将高度的差h3设为3mm以下以防止上述情况。
在图15中示出不同的相向面34的结构例。在该图15的相向面34中不设置槽41，并且以包围喷淋板40的方式沿该相向面34的周向隔开间隔地设置有八个圆形的凹部64，气体分散部44以不从相向面34突出的方式设置于各凹部64内。因而，作为用于收纳气体分散部44的凹部，不限于设为环状的槽。此外，关于该凹部64，通过使其形成为随着去向上方而直径变窄，能够减小开口面积，以抑制该凹部64内的容积。此外，在图15中也与图3同样地以箭头代表性地示出从一个气体分散部44喷出的气体的流动，从其它七个气体分散部44也同样地喷出气体。
作为本发明的实施方式，示出了进行ald的成膜装置，但本发明也能够应用于进行cvd的成膜装置中，在该情况下也能够向晶圆w的面内的各部分以高均匀性供给处理气体来进行成膜处理。另外，使用的气体种类也不限于上述的例子。并且，本发明不限于应用于成膜装置，也能够应用于向晶圆w供给处理气体来进行蚀刻的蚀刻装置。此外，本发明不限于已述的例子，能够对已述的实施方式进行适当变更或组合。
·评价试验
下面，对与本发明相关联地进行的评价试验进行说明。
评价试验1
作为评价试验1-1，使用图1等中说明的成膜装置1，调查按照图7～图10中说明的步骤s1～s4进行了成膜处理时的晶圆w的面内的膜厚的分布。因而，在该评价试验1-1中使用的成膜装置1中，气体分散部44设置在槽41内，不从相向面34突出。但是，设为将吹扫气体以不经由已述的气体贮存罐72b、72e的方式且每单位时间以比较少的流量供给到气体分散部44。另外，将一个循环所需的时间设定为0.38秒。并且，作为评价试验1-2，除了经由已述的气体贮存罐72b、72e供给吹扫气体以及每单位时间向气体供给路径形成部3供给的该吹扫气体的流量比评价试验1-1大以外，以与评价试验1-1相同的条件进行了成膜处理，并调查了晶圆w的面内的膜厚的分布。
作为比较试验1-1、比较试验1-2，进行与评价试验1-1、评价试验1-2分别大致相同的试验。作为比较试验1-1、1-2与评价试验1-1、1-2的不同点，列举出以下不同点：在比较试验1-1、1-2中使用的成膜装置中，在相向面34不形成有槽41，多个气体分散部44以从相向面34突出的方式沿着以该相向面34的中心为中心的同心圆设置。
图16、图17为分别表示评价试验1-1、1-2的结果的晶圆w的俯视图，图18、图19为分别表示比较试验1-1、1-2的结果的晶圆w的俯视图。在这些图16～图19中，在晶圆w的面内将成为规定的膜厚的点以分别用实线、虚线、点划线连结的方式示出。用实线将膜厚比较高的点连结，用点划线将膜厚的比标记有实线的点低的点连结，用虚线将膜厚比标记有点划线的点低的点连结。因而，这些实线、点划线、虚线为用于将膜厚为相同程度的区域包围来进行划分从而表示膜厚分布的等高线。另外，关于各试验，测定膜厚的平均值、膜厚的范围(膜厚的最大值-膜厚的最小值)。
参照图16、图18对评价试验1-1、比较试验1-1进行比较，在比较试验1-1中，分别出现由实线、点划线、虚线包围的区域，但在评价试验1-1中只出现由实线、点划线包围的区域。关于膜厚的平均值，在评价试验1-1中为
另外，参照图17、图19对评价试验1-2、比较试验1-2进行比较，在比较试验1-2中，沿晶圆w的周向分散地出现由虚线包围的膜厚低的区域。由虚线包围的该区域的位置与设置气体分散部44的位置对应。也就是说，推测出由于气体的流动被气体分散部44阻碍而膜厚均匀性下降了。可知：相比该比较试验1-2而言，在评价试验1-2中沿晶圆w的周向观察时，膜厚的高低的变化得到了抑制。关于膜厚的平均值，在评价试验1-2中为
评价试验2
作为评价试验2，与上述的评价试验1-2同样地通过将吹扫气体以比较大的流量供给来进行tin膜的成膜处理，并测定了晶圆w的面内的各部分的膜厚。因而，在评价试验2中使用图1等中说明的、气体分散部44不从相向面34突出的成膜装置1。另外，作为比较试验2，与上述的比较试验1-2同样地通过将吹扫气体以比较大的流量供给来进行tin膜的成膜处理，并测定了晶圆w的面内的各部分的膜厚。因而，在比较试验2中，使用气体分散部44从相向面34突出的成膜装置。另外，该比较试验2中使用的成膜装置与评价试验2中使用的成膜装置1关于图5中说明的气体供给路径5的结构存在些许不同，合流通路53的下游侧不分支地连接于气体导入用扩散空间55。将评价试验2、比较试验2的一个循环所需的时间均设定为0.38秒。
另外，上述的评价试验2、比较试验2中的膜厚的测定点为晶圆w的中心点、以及以该中心点为中心的三个同心圆上的点。关于三个同心圆，当从内侧向外侧地设为第一圆、第二圆、第三圆时，第二圆的半径的大小大概为第一圆的半径的2倍，第三圆的半径的大小大概为第一圆的半径的3倍。另外，第三圆位于晶圆w的周缘部上。在第一圆、第二圆、第三圆中，分别设定八个、十六个、二十四个测定点，位于相同的圆的测定点沿该圆的周向隔开等间隔地设定。对各个测定点标注序号来加以区别。将晶圆w的中心的测定点设为1、将第一圆的测定点设为2～9、将第二圆的测定点设为10～25、将第三圆的测定点设为26～49。
图20的曲线图示出上述的试验结果。横轴表示已述的测定点的序号，纵轴表示膜厚(单位：
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