基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质与流程

本发明涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质。

背景技术

作为半导体装置(器件)的制造工序的一个工序，存在进行对基板(晶圆)例如供给含硅的原料、氮化气体、氧化气体等反应剂，在基板上形成氮化膜、氧化膜等膜的工序、供给蚀刻气体而除去预定的膜的工序等基板处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8－139084号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，在进行上述那样的基板处理的情况下，就电阻加热加热器、灯加热器等加热装置而言，由于加热装置自身需要避免被成膜、蚀刻等，因此多是设于基板处理空间的外部，有时无法将热能充分地向基板传递，难以进行均匀的基板处理。

本发明的目的在于提供能够进行均匀的基板处理的基板处理技术。

解决课题的手段

根据本发明的一个方案，提供如下技术，其具有：保持基板的基板保持具；对所述基板进行处理的处理室；设于所述处理室内且供给对所述基板进行处理的处理气体的气体供给部；放射对所述处理室内进行加热的热能的加热装置；设于所述处理室内且吸收从所述加热装置放射的热能而放射与所述热能不同的波长的热能的辐射部件。

发明效果

根据本发明，可提供能够进行均匀的基板处理的基板处理技术。

附图说明

图1是适用于本发明的实施方式的基板处理装置的立式处理炉的概略结构图，是以纵剖视图表示处理炉部分的图。

图2是适用于本发明的实施方式的基板处理装置的立式处理炉的概略结构图，是以图1的a-a线剖视图表示处理炉部分的图。

图3是适用于本发明的实施方式的辐射板的设置例的图。

图4中，(a)是表示适用于本发明的实施方式的辐射板的上表面的图。(b)是适用于本发明的实施方式的辐射板的主视图。(c)是适用于本发明的实施方式的辐射板的立体图。

图5是适用于本发明的实施方式的基板处理装置的控制器的概略结构图，是以框图表示控制器的控制系统的图。

图6是表示本发明的基板处理工艺的流程的图。

图7是表示本发明的第一实施方式的变形例的图。

具体实施方式

＜本发明的第一实施方式＞

以下，参照图1至图6，对本发明的第一实施方式进行说明。

(1)基板处理装置的结构

(加热装置)

如图1所示，处理炉202具有作为加热装置(加热机构)的加热器207。加热器207呈圆筒形状，且通过支撑于作为保持板的加热器基座(未图示)而垂直地安装。加热器207也作为如后述那样利用热使气体活性化(激励)的活性化机构(激励部)发挥功能。具体而言，加热器207是电阻加热加热器、灯加热加热器等放出热能并通过使晶圆200吸收该热能而对晶圆200进行加热的加热装置，更具体而言，是放射作为热能的电磁波的加热装置。进一步地更具体而言，是放射作为电磁波的红外线尤其是具有2～6μm的波长的红外线(优选为3μm以下的近红外线)的加热装置。

(处理室)

在加热器207的内侧与加热器207呈同心圆状地配设有反应管203。反应管203例如由石英(sio2)等热能透过性良好的耐热性材料构成，且形成为上端堵塞而下端开口的圆筒形状。在反应管203的下方与反应管203呈同心圆状地配设有歧管209。歧管209例如由不锈钢(sus)等金属构成，且形成为上端及下端开口的圆筒形状。歧管209的上端部与反应管203的下端部卡合，且构成为支撑反应管203。在歧管209与反应管203之间设有作为密封部件的o型环220a。歧管209支撑于加热器基座，从而反应管203为垂直地被安装的状态。主要由反应管203和歧管209构成了处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部形成有处理室201。处理室201构成为可容纳多张作为基板的晶圆200。此外，处理容器不限于上述的结构，有时也仅将反应管203称为处理容器。

(辐射板)

如图1所示，在处理室201内设有作为辐射部件(波长变换部)的辐射板101，该辐射板101吸收从加热器207放出的热能，并变换为不同波长的热能而向处理室201内辐射。具体而言，设置如下的辐射板101：将从加热器207放出的具有2～6μm的波长的红外线(优选为具有比3μm短的波长的近红外线)的至少一部分或全部吸收，并变换为具有3μm以上的波长的红外线(优选为具有6μm以上的波长的远红外线)而向处理室201内辐射。

如图1及图2所示，辐射板101以沿着反应管203的内壁的方式设于晶舟217的基板排列区域。如图2所示，辐射板101设有如下多个种类：设置于排气管与温度传感器263之间的辐射板101a、设置于排气管231与喷嘴249b之间的辐射板101b、以及设置于喷嘴249a、249b之间的辐射板101c。此外，包含上述的情况，在统称辐射板101a、101b、101c的情况下，简单地作为辐射板101来进行说明。

如图3所示，辐射板101设于反应管203的内侧，且通过辐射板固定部件301载置并固定于歧管209的上表面。

如图4的(a)～(c)分别所示地，辐射板101由弯曲成圆弧状的板状部件形成，且在板状部件设有多个以预定的宽度切出的切口部102。另外，辐射板101由例如sic、sin、alo、zro2这样的耐热性陶瓷等具有绝缘性的耐热性部件构成，且根据形成于基板的膜的种类适当选择。

在此，辐射板101也可以做成不具有上述的切口部102的只是板状的形状，但是，通过具有切口部102，能够控制从加热器207放射的热能与由辐射板101变换波长而辐射的热能的平衡。由此，能够有效地加热容易吸收从加热器207放射的热能的晶圆200和形成于容易吸收从辐射板101辐射的热能的晶圆200表面的膜。

因此，被辐射板101覆盖的基板载置区域侧面的面积优选为以30％～95％的比率覆盖。通过这样构成，晶圆200吸收加热器207的热能而被加热，并且能够平衡性良好地加热晶圆200和形成于晶圆200的表面的预定的膜，能够高效地对晶圆200进行处理。即，在想要积极地对晶圆200进行加热的情况下，可以减小利用辐射板101覆盖的面积，反之，在想要积极地对晶圆200上的预定的膜进行加热的情况下，可以增大利用辐射板101覆盖的面积。

(气体供给部)

在处理室201内，以贯通歧管209的侧壁的方式设有喷嘴249a、249b。在喷嘴249a、249b分别连接有气体供给管232a、232b。这样，在处理容器设有两个喷嘴249a、249b和两个气体供给管232a、232b，且能够向处理室201内供给多种气体。此外，在仅将反应管203作为处理容器的情况下，也可以以贯通反应管203的侧壁的方式设置喷嘴249a、249b。在此，包含后述的原料气体、反应气体、惰性气体等，将在基板处理工序时供给的气体统称为处理气体。

在气体供给管232a、232b，从上游方向起，依次分别设有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(mfc)241a、241b以及作为开闭阀的阀243a、243b。在气体供给管232a、232b的比阀243a、243b靠下流侧分别连接有供给惰性气体的气体供给管232c、232d。在气体供给管232c、232d，从上游方向起，依次分别设有mfc241c、241d以及阀243c、243d。

喷嘴249a、249b分别设置为，在反应管203的内壁与晶圆200之间的俯视呈圆环状的空间，从反应管203的内壁的下部沿着上部朝向晶圆200的装载方向上方立起。即，喷嘴249a、249b分别与晶圆200的表面(平坦面)垂直地设于搬入到处理室201内的各晶圆200的端部(周缘部)的侧方。在喷嘴249a、249b的侧面分别设有供给气体的气体供给孔250a、250b。气体供给孔250a、250b分别以朝向反应管203的中心的方式开口，且能够朝向晶圆200供给气体。从反应管203的下部到上部，分别设有多个气体供给孔250a、250b。

这样，在本实施方式中，经由配置于由反应管203的侧壁的内壁和排列于反应管203内的多张晶圆200的端部定义的俯视呈圆环状的纵长的空间内、即圆筒状的空间内的喷嘴249a、249b输送气体。于是，使气体从在喷嘴249a、249b分别开口的气体供给孔250a、250b在晶圆200附近开始向反应管203内喷出。而且，将反应管203内的气体的主要的流设为与晶圆200的表面平行的方向、即水平方向。通过做成这样的结构，能够向各晶圆200均匀地供给气体，能够提高形成于各晶圆200的膜的膜厚的均匀性。在晶圆200的表面上流过的气体、即反应后的剩余气体流向排气口、即后述的排气管231的方向。但是，该剩余气体的流向根据排气口的位置适当指定，不限于垂直方向。

作为含有预定元素(第一元素)及卤素的原料，将含有作为预定元素的硅(si)及卤素的卤代硅烷原料气体从气体供给管232a经由mfc241a、阀243a、喷嘴249a向处理室201内供给。

卤代硅烷原料气体是指气体状态的卤代硅烷原料，例如，通过将常温常压下为液体状态的卤代硅烷原料气化而得到的气体、常温常压下为气体状态的卤代硅烷原料等。卤代硅烷原料是指具有卤素基团的硅烷原料。卤素包含选自于由氯(cl)、氟(f)、溴(br)、碘(i)构成的组的至少一个。即，卤代硅烷原料包含选自于由氯基团、氟基团、溴基团、碘基团构成的组的至少一个卤素基团。卤代硅烷原料也可以说是卤化物的一种。在本说明书中使用“原料”这一用语的情况，有时指“液体状态的液体原料”、有时指“气体状态的原料气体”的情况、或者有时指它们双方。

作为卤代硅烷原料气体，例如能够使用含有si及cl的原料气体、即氯硅烷原料气体。作为氯硅烷原料气体，例如能够使用二氯硅烷(sih2cl2、简称：dcs)气体。

构成为，作为含有与上述的预定元素不同的元素的反应剂(反应体)，将例如作为反应气体的含氮(n)气体从气体供给管232b经由mfc241b、阀243b、喷嘴249b向处理室201内供给。作为含n气体，例如能够使用氮化氢类气体。氮化氢类气体也可以说是仅由n及h两种元素构成的物质，作为氮化气体即n源发挥作用。作为氮化氢类气体，例如能够使用氨(nh3)气体。

作为惰性气体，将例如氮气(n2)从气体供给管232c、232d分别经由mfc241c、241d、阀243c、243d、气体供给管232a、232b、喷嘴249a、249b向处理室201内供给。

在从气体供给管232a供给上述的原料气体的情况下，主要由气体供给管232a、mfc241a、阀243a构成作为第一供给系统的原料供给系统。也可以考虑将喷嘴249a包含于原料供给系统。

另外，在从气体供给管232b供给上述的反应体的情况下，主要由气体供给管232b、mfc241b、阀243b构成作为第二供给系统的反应体供给系统(反应剂供给系统)。也可以考虑将喷嘴249b包含于反应体供给系统。

另外，主要由气体供给管232c、232d、mfc241c、241d、阀243c、243d构成惰性气体供给系统。也能够将惰性气体供给系统称为净化气体供给系统、稀释气体供给系统、或着载气供给系统。

另外，包含原料供给系统、反应体供给系统、惰性气体供给系统，也称为气体供给系统(气体供给部)。

(基板支撑具)

如图1所示，作为基板支撑具的晶舟217构成为将多张例如25～200张晶圆200以水平姿态且彼此中心一致的状态在垂直方向上整齐排列而支撑多层，即隔开预定的间隔地排列。晶舟217由例如石英、sic等耐热性材料制成。在晶舟217的下部支撑有多层由例如石英、sic等耐热性材料制成的隔热板218。通过该结构，来自加热器207的热难以向后述的密封盖219侧传递。但是，本实施方式并不限定于这种方式。例如，也可以在晶舟217的下部不设置隔热板218，而设置由石英、sic等耐热性材料制成的作为筒状的部件而构成的隔热筒。

(排气部)

如图1所示，在反应管203设有对处理室201内的环境气进行排气的排气管231。在排气管231连接有对处理室201内的压力进行检测的作为压力检测器(压力检测部)的压力传感器245以及经由作为排气阀(压力调整部)的apc(autopressurecontroller：自动压力控制器)阀244连接有作为真空排气装置的真空泵246。apc阀244是如下构成的阀：在使真空泵246工作的状态下，通过对阀进行开闭，从而能够进行处理室201内的真空排气以及停止真空排气，进一步地，在使真空泵246工作的状态下，基于由压力传感器245检测出的压力信息来调节阀开度，从而能够对处理室201内的压力进行调整。主要由排气管231、apc阀244、压力传感器245构成排气部(排气系统)。也可以考虑将真空泵246包含于排气系统。排气管231不限于设于反应管203的情况，也可以与喷嘴249a、249b同样地设于歧管209。

(周边装置)

在歧管209的下方设有能够将歧管209的下端开口气密地堵塞的作为炉口盖体的密封盖219。密封盖219构成为从垂直方向下侧与歧管209的下端抵接。密封盖219由例如sus等金属制成且形成为圆盘状。在密封盖219的上表面设有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的o型环220b。

在密封盖219的与处理室201相反的侧设置有使晶舟217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯通密封盖219而与晶舟217连接。旋转机构267构成为通过使晶舟217旋转而使晶圆200旋转。密封盖219构成为通过垂直地设置于反应管203的外部的作为升降机构的晶舟升降器115而在垂直方向上升降。晶舟升降器115构成为，通过使密封盖219升降，从而能够将晶舟217向处理室201内外搬入和搬出。

晶舟升降器115作为将晶舟217即晶圆200在处理室201内外搬送的搬送装置(搬送机构)而构成。另外，在歧管209的下方设有作为炉口盖体的未图示的闸门，其能够在利用晶舟升降器115使密封盖219降下的其间，将歧管209的下端开口气密地堵塞。闸门由例如sus等金属构成且形成为圆盘状。闸门的开闭动作(升降动作、转动动作等)通过闸门开闭机构控制。

如图2所示，在反应管203的内部设置有作为温度检测器的温度传感器263。基于由温度传感器263检测出的温度信息，调整对加热器207的通电状态，从而使处理室201内的温度成为期望的温度分布。温度传感器263与喷嘴249a、249b同样地构成且沿着反应管203的内壁设置。

(控制装置)

接下来，使用图5对控制装置进行说明。如图5所示，作为控制部(控制装置)的控制器121构成为具备cpu(centralprocessingunit)121a、ram(randomaccessmemory)121b、存储装置121c、i/o端口121d的计算机。ram121b、存储装置121c、i/o端口121d构成为经由内部总线121e能够与cpu121a进行数据交换。在控制器121连接有例如构成为触控面板等的输入/输出装置122。

存储装置121c由例如闪存、hdd(harddiskdrive)等构成。在存储装置121c内可读取地存储有对基板处理装置的动作进行控制的控制程序、记载有后述的成膜处理的步骤、条件等的工艺配方等。工艺配方是使控制器121执行后述的各种处理(成膜处理)中的各步骤并以能够获得预定的结果的方式组合而成的，且作为程序发挥功能。以下，对工艺配方、控制程序等进行统称，简称为程序。另外，也将工艺配方简称为配方。在本说明书中使用程序这一用语的情况下，有时仅含配方单体，有时仅含控制程序单体，或者有时包含它们双方。ram121b构成为临时保持由cpu121a读取出的程序、数据等的存储区域(工作区)。

i/o端口121d与上述的mfc241a～241d、阀243a～243d、压力传感器245、apc阀244、真空泵246、加热器207、温度传感器263、旋转机构267、晶舟升降器115等连接。

cpu121a构成为，从存储装置121c读取控制程序并执行，并且根据来自输入/输出装置122的操作命令的输入等从存储装置121c读取配方。cpu121a构成为，以按照读取出的配方的内容的方式控制旋转机构267的控制、mfc241a～241d对各种气体的流量调整动作、阀243a～243d的开闭动作、apc阀244的开闭动作以及基于压力传感器245的apc阀244的压力调整动作、真空泵246的启动及停止、基于温度传感器263的加热器207的温度调整动作、旋转机构267对晶舟217的正逆旋转、旋转角度以及转速调节动作、晶舟升降器115对晶舟217的升降动作等。

控制器121能够通过在计算机安装存储于外部存储装置(例如，硬盘等磁盘、cd等光盘、mo等光磁盘、usb存储器等半导体存储器)123的上述的程序而构成。存储装置121c、外部存储装置123构成为计算机可读取的记录介质。以下，对它们进行总称，简称为记录介质。在本说明书中使用记录介质这一用语的情况下，有时仅含存储装置121c单体，有时仅含外部存储装置123单体，或者有时包含它们双方。此外，向计算机提供程序也可以不使用外部存储装置123，而使用互联网、专用线路等通信方案来进行。

(2)基板处理工序

接下来，参照图6，对使用基板处理装置100在晶圆200上形成薄膜的工序进行说明。在以下的说明中，利用控制器121对构成基板处理装置的各部的动作进行控制。

在此，对以下例进行说明：通过将作为含第一元素气体供给dcs气体的步骤和作为含第二元素气体供给nh3气体的步骤非同时即不同步地进行预定次数(一次以上)，从而在晶圆200上，作为含有si和n的膜形成氮化硅膜(si3n4膜、以下称为sin膜)。另外，例如，也可以在晶圆200上预先形成有预定的膜。另外，也可以在晶圆200或预定的膜预先形成有预定的图案。

在本说明书中，为了方便，将图6所示的成膜处理的顺序如下表示。在以下的变形例、其它实施方式的说明中也采用同样的表达。

在本说明书中使用“晶圆”这一用语的情况下，有时指“晶圆本身”，有时指“晶圆与形成于其表面的预定的层、膜等的层叠体(集合体)”，即有时包含形成于表面的预定的层、膜等，称为晶圆。另外，在本说明书中使用“晶圆的表面”这一用语的情况，有时指“晶圆本身的表面(露出面)”，有时指“形成于晶圆上的预定的层、膜等的表面，即作为层叠体的晶圆的最外层的表面”。

因此，在本说明书中记载为“对晶圆供给预定的气体”的情况，有时指“直接对晶圆本身的表面(露出面)供给预定的气体”，有时指“对形成于晶圆上的层、膜等即作为层叠体的晶圆的最外层的表面供给预定的气体”。另外，在本说明书中记载为“在晶圆上形成预定的层(或膜)”的情况，有时指“直接在晶圆本身的表面(露出面)上形成预定的层(或膜)”，有时指“在形成于晶圆上的层、膜等之上即作为层叠体的晶圆的最外层的表面之上形成预定的层(或膜)”。

另外，在本说明书中使用“基板”这一用语的情况下，也与使用“晶圆”这一用语的情况意思相同。

(搬入步骤：s1)

当多张晶圆200装填至晶舟217(晶圆装载)时，通过闸门开闭机构使闸门移动，使歧管209的下端开口开放(闸门打开)。之后，如图1所示，支撑有多张晶圆200的晶舟217被晶舟升降器115提升而向处理室201内搬入(晶舟装载)。在该状态下，密封盖219成为经由o型环220b密封歧管209的下端的状态。

(压力/温度调整步骤：s2)

以处理室201的内部、即晶圆200存在的空间成为期望的压力(真空度)的方式利用真空泵246进行真空排气(减压排气)。此时，处理室201内的压力由压力传感器245测量，并基于该测量出的压力信息对apc阀244进行反馈控制。真空泵246至少在后述的成膜步骤结束之前的期间维持始终工作的状态。

另外，以处理室201内的晶圆200成为期望的温度的方式利用加热器207进行加热。辐射板101吸收由加热器207放射出的作为热能的具有2～6μm的波长的红外线(优选为比3μm短的波长的近红外线)的至少一部分或全部，并变换为具有3μm以上的波长的红外线(优选为具有6μm以上的波长的远红外线)而放射成为辐射热的热能。利用该作为辐射热的热能加热形成于晶圆200的表面的预定的膜。此时，以处理室201内成为期望的温度分布的方式，基于温度传感器263检测出的温度信息，反馈控制对加热器207的通电状态。加热器207对处理室201内的加热至少在对晶圆200的后述的成膜步骤结束前的期间持续进行。辐射板101由于不被供给从加热器207放射的红外线而停止变换的热能的供给，自然而然地，利用辐射进行的加热停止。另外，开始旋转机构267对晶舟217及晶圆200的旋转。旋转机构267对晶舟217及晶圆200的旋转至少在成膜步骤结束前的期间持续进行。

(成膜步骤：s3、s4、s5、s6)

之后，通过依次执行步骤s3、s4、s5、s6来执行成膜步骤。

(原料气体供给步骤：s3、s4)

在步骤s3中，对处理室201内的晶圆200供给dcs气体。

开启阀243a，向气体供给管232a内流通dcs气体。dcs气体由mfc241a进行流量调整，且经由喷嘴249a从气体供给孔250a向处理室201内供给，并从排气管231排出。此时，对晶圆200供给dcs气体。此时，同时开启阀243c，向气体供给管232c内流通n2气体。n2气体由mfc241c进行流量调整，且与dcs气体一起向处理室201内供给，并从排气管231排出。

另外，为了防止dcs气体向喷嘴249b内的侵入，开启阀243d向气体供给管232d内流通n2气体。n2气体经由气体供给管232b、喷嘴249b向处理室201内供给，并从排气管231排出。

由mfc241a控制的dcs气体的供给流量例如设定为1sccm以上且5000sccm以下的范围内的流量。由mfc241c、241d控制的n2气体的供给流量分别设定为例如100sccm以上且10000sccm以下的范围内的流量。处理室201内的压力设定为不足大气压，例如设定为0pa以上且1000pa以下的范围内的压力。将晶圆200暴露于dcs气体的时间设定为例如1秒以上且120秒以下的范围内的时间。

处理温度设定为使晶圆200的温度成为例如100℃以上且700℃以下，更优选为100℃以上且550℃以下，进一步优选为250℃以上且450℃以下的范围内的温度的温度。

通过在上述的条件下对晶圆200供给dcs气体，能够在晶圆200(表面的基底膜)上形成例如从不足单原子层(单分子层)到几个原子层(几个分子层)左右的厚度的含si层。含si层可以是si层，也可以是dcs的吸附层，也可以包含它们两方。

si层是除了由si构成的连续的层以外，也包含不连续层、它们重叠而成的si薄膜的统称。构成si层的si包含与cl基团的结合未完全断开的si、与h的结合未完全断开的si。

dcs的吸附层除了包含由dcs分子构成的连续的吸附层之外，也包含不连续的吸附层。构成dcs的吸附层的dcs分子也包含si与cl的结合局部断开的情况、si与h的结合局部断开的情况等。即，dcs的吸附层可以是dcs的物理吸附层，也可以是dcs的化学吸附层，也可以包含它们两方。

在此，不足单原子层(单分子层)的厚度的层是指不连续地形成的原子层(分子层)，单原子层(单分子层)的厚度的层是指连续地形成的原子层(分子层)。含si层可包含si层和dcs的吸附层两方。但是，如上面一样，对于含si层，使用“单原子层”、“数原子层”等表达，将“原子层”与“分子层”相同意思地使用。

在供给dcs气体之后，关闭阀243a，停止向处理室201内供给dcs气体。此时，保持apc阀244开启，利用真空泵246对处理室201内进行真空排气，将处理室201内残留的未反应或参与含si膜形成后的dcs气体、反应副生成物等从处理室201内排除(s4)。另外，保持阀243c、243d开启，维持向处理室201内的n2气体的供给。n2气体用作净化气体。此外，也可以将该步骤s4省略而称为原料气体供给步骤。

作为原料气体，除了dcs气体以外，能够适当地使用四(二甲氨基)硅烷(si[n(ch3)2]4、简称：4dmas)气体、三(二甲基氨基)硅烷(si[n(ch3)2]3h、简称：3dmas)气体、双(二甲氨基)硅烷(si[n(ch3)2]2h2、简称：bdmas)气体、双(二乙基氨基)硅烷(si[n(c2h5)2]2h2、简称：bdeas)气体、二叔丁基氨基硅烷(sih2[nh(c4h9)]2、简称：btbas)气体等。除此以外，作为原料气体，能够适当地使用二甲基氨基硅烷(dmas)气体、二乙基氨基硅烷(deas)气体、二丙基氨基硅烷(dpas)气体、二异丙基氨基硅烷(dipas)气体、丁基氨基硅烷(bas)气体、六甲基二硅氮烷(hmds)气体等的各种氨基硅烷原料气体、单氯硅烷(sih3cl、简称：mcs)气体、三氯硅烷(sihcl3、简称：tcs)气体、四氯硅烷即四氯化硅(sicl4、简称：stc)气体、六氯二硅烷(si2cl6、简称：hcds)气体、八氯三硅烷(si3cl8、简称：octs)气体等无机类卤代硅烷原料气体、甲硅烷(sih4、简称：ms)气体、乙硅烷(si2h6、简称：ds)气体、丙硅烷(si3h8、简称：ts)气体等不含卤素基团的无机类硅烷原料气体。

作为惰性气体，除了n2气体之外，还可以采用ar气、he气、ne气体、xe气等稀有气体。

(反应气体供给步骤：s5、s6)

在成膜处理结束之后，对处理室201内的晶圆200供给作为反应气体的nh3气体(s5)。

在该步骤中，以与步骤s3中的阀243a、243c、243d的开闭控制同样的步骤进行阀243b～243d的开闭控制。nh3气体通过mfc241b进行流量调整，并经由喷嘴249b从气体供给孔250b向理室201内供给。供给到处理室201内的nh3气体经由气体供给孔250b向晶圆200供给并从排气管231排出。这样，对晶圆200均匀地供给nh3气体。

由mfc241b控制的nh3气体的供给流量设为例如10sccm以上且10000sccm以下的范围内的流量。处理室201内的压力设为例如10pa以上且3000pa以下的范围内的压力。此外，在nh3气体中暴露晶圆的时间设为例如1秒以上且120秒以下的范围内的时间，处理温度以晶圆200的温度成为例如100℃以上且700℃以下，更优选为100℃以上且550℃以下，进一步优选为250℃以上且450℃以下的范围的温度的方式控制加热器207、反应体供给系统、排气系统。通过这样向晶圆200供给反应气体，从而使在原料气体供给步骤形成的含si膜向sin膜变化。

在使含si膜变化为sin膜之后，关闭阀243b，停止nh3气体的供给。然后，通过与步骤s4同样的处理步骤、处理条件，将在处理室201内残留的nh3气体、反应副生成物从处理室201内排除(s6)。此时，即使不完全排出残留于处理室201内的nh3气体等也可以，这方面与步骤s12是同样的。此外，也可以将该步骤s6省略，称为反应气体供给步骤。

作为氮化剂，即含n气体，除了nh3气体以外，也可以使用一氧化二氮(n2o)气体、一氧化氮(no)气体、二氧化氮(no2)气体、肼(n2h2)气体、联氨(n2h4)气体、n3h8气体等。

作为惰性气体，除了n2气体以外，例如能够使用在步骤s4例示出的各种稀有气体。

(实施预定次数：s7)

将上述的s3、s4、s5、s6按该顺序非同时即非同步地执行，将此设为一个循环，通过将该循环执行预定次数(n次)即一次以上，从而能够在晶圆200上形成预定组成及预定膜厚的sin膜。

(大气压恢复步骤：s8)

上述的成膜处理完成后，从气体供给管232c、232d分别向处理室201内供给作为惰性气体的n2气体，并从排气管231排出。由此，利用惰性气体对处理室201内进行净化，将处理室201内残留的nh3气体等从处理室201内除去(惰性气体净化)。之后，处理室201内的环境气被置换为惰性气体(惰性气体置换)，使处理室201内的压力恢复为常压(大气压恢复：s8)。

(搬出步骤：s9)

之后，通过晶舟升降器115使密封盖219下降，歧管209的下端开口，并且将处理过的晶圆200在支撑于晶舟217的状态下从歧管209的下端向反应管203的外部搬出(晶舟卸载)。晶舟卸载之后，使闸门移动，歧管209的下端开口经由o型环被闸门密封(闸门关闭)。处理过的晶圆200在被搬出到反应管203的外部之后，从晶舟217被取出(晶圆排出)。此外，在晶圆排出之后，也可以向处理室201内搬入空的晶舟217。

(3)本实施方式的效果

根据本实施方式，能够获得以下所示的一个或多个效果。

(a)通过设置能够使热能的波长变换的辐射板，能够供给晶圆容易吸收的热能和形成于晶圆表面的预定的膜容易吸收的热能，能够对晶圆和晶圆表面的预定的膜的每一个的加热独立进行控制。

(b)能够对晶圆和晶圆表面的预定的膜分别进行加热，从而能够提高晶圆的升温、成膜处理的效率，能够提高产量。

(c)由于能够将辐射板设在处理室内，因此能够以不隔着可能成为遮蔽物的结构的方式从晶圆附近对晶圆表面的预定的膜进行加热，能够避免不必要的热能消耗。

(d)通过在辐射板设置切口，能够对覆盖晶圆侧面的面积进行调整，能够简单地控制来自加热装置的热能与来自辐射板的热能的平衡。

(变形例)

接下来，使用图7对本发明的变形例进行说明。在本变形例中，采用了使用等离子体作为反应体的活性化方案来进行基板处理的装置结构。

如图7所示，具有细长构造的作为第一电极的第一棒状电极269和作为第二电极的第二棒状电极270从反应管203的下部到上部沿着晶圆200的层叠方向配设于缓冲室237内。第一棒状电极269和第二棒状电极270分别与喷嘴249b平行地设置。第一棒状电极269和第二棒状电极270分别通过被从上部到下部保护各电极的作为保护管的电极保护管275覆盖而被保护。该第一棒状电极269或第二棒状电极270中的任意一方经由适配器272与高频电源273连接，且另一方与作为基准电位的大地连接。该结果，在第一棒状电极269与第二棒状电极270之间的等离子体生成区域224生成等离子体。主要由第一棒状电极269、第二棒状电极270、电极保护管275、适配器272、高频电源273构成作为等离子体发生器(等离子体发生部)的等离子体源。此外，等离子体源作为利用等离子体使反应气体活性化的活性化机构发挥功能。

电极保护管275构成为能够将第一棒状电极269和第二棒状电极270分别在与缓冲室237的环境气隔离的状态下插入缓冲室237内。在此，如果电极保护管275的内部与外气(大气)为同一环境气，则会导致分别插入到电极保护管275的第一棒状电极269和第二棒状电极270因加热器207的热而被氧化。因此，在电极保护管275的内部设有惰性气体净化机构，用于填充或净化氮气等惰性气体，将氧浓度抑制得充分低，从而防止第一棒状电极269或第二棒状电极270的氧化。

这样，在基板处理中使用基于等离子体的活性化机构，进行上述的第一实施方式中基板处理工序。本变形例中基板处理工序的处理条件除了反应气体供给步骤s5以外，其它为与上述的第一实施方式的基板处理工序相同的条件。

本变形例中的反应气体供给步骤s5的处理条件如下。例如，由mfc241b控制的nh3气体的供给流量设为例如100sccm以上且10000sccm以下的范围内的流量。施加于棒状电极269、270之间的高频功率(rf功率)设为例如50w以上且1000w以下的范围内的功率。处理室201内的压力设为例如1pa以上且500pa以下，优选为1以上且100pa以下的范围内的压力。通过使用等离子体，即使将处理室201内的压力设为这种较低的压力带，也能够使nh3气体活性化。对晶圆200供给使nh3气体等离子体激励而得到活性种的时间、即气体供给时间(照射时间)设为例如1秒以上且120秒以下，优选为1秒以上且60秒以下的范围内的时间。加热器207的温度设定为使晶圆200的温度成为例如100℃以上且700℃以下，更优选为100℃以上且550℃以下，进一步优选为250℃以上且450℃以下的范围的温度的温度。

如以上那样在基板处理中使用基于等离子体的活性化机构来进行基板处理，从而在通过第一实施方式可得到的效果的基础上，能够在低温条件下进行基板处理，能够进一步抑制热预算等不良影响。

以上对本发明的实施方式具体地进行了说明。但是，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。

例如，在上述的实施方式中，对在供给原料之后供给反应体的例子进行了说明。本发明并不限定于这种方式，原料、反应体的供给顺序也可以颠倒。即，也可以在供给反应体之后供给原料。通过改变供给顺序，能够使形成的膜的膜质、组成比变化。

在上述的实施方式等中，对在晶圆200上形成sin膜的例子进行了说明。本发明并不限定于这种方式，也能够适当地应用于使用o2气体等氧化剂在晶圆200上形成sio膜、sioc膜、siocn膜、sion膜等si类氧化膜的情况。

例如，除了上述气体之外，或者在这些气体的基础上，能够使用丙烯(c3h6)气体等含碳(c)气体、三氯化硼(bcl3)气体等含硼(b)气体等形成例如sio膜、sion膜、siocn膜、sioc膜、sicn膜、sibn膜、sibcn膜、bcn膜等。另外，流通各气体的顺序能够适当变更。在进行这些成膜的情况下，也能够以与上述的实施方式同样的处理条件进行成膜，可获得与上述的实施方式同样的效果。

另外，本发明也能够适当地应用于在晶圆200上形成含有钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)、钽(ta)、铌(nb)、铝(al)、钼(mo)、钨(w)等金属元素的金属类氧化膜、金属类氮化膜的情况。即，本发明也能够适当地应用于在晶圆200上形成ti膜、tio膜、tioc膜、tiocn膜、tion膜、tin膜、tibn膜、tibcn膜、zrn膜、zro膜、zroc膜、zrocn膜、zron膜、zrn膜、zrbn膜、zrbcn膜、hfo膜、hfoc膜、hfocn膜、hfon膜、hfn膜、hfbn膜、hfbcn膜、tao膜、taoc膜、taocn膜、taon膜、tan膜、tabn膜、tabcn膜、nbo膜、nboc膜、nbocn膜、nbon膜、nbn膜、nbbn膜、nbbcn膜、alo膜、aloc膜、alocn膜、alon膜、aln膜、albn膜、albcn膜、moo膜、mooc膜、moocn膜、moon膜、mon膜、mobn膜、mobcn膜、w膜、wo膜、woc膜、wocn膜、won膜、wn膜、wbn膜、wbcn膜等的情况。

在这些情况下，例如，作为原料气体，能够使用四(二甲氨基)钛(ti[n(ch3)2]4、简称：tdmat)气体、四(乙基甲基氨基)铪(hf[n(c2h5)(ch3)]4、简称：temah)气体、四(乙基甲基氨基)锆(zr[n(c2h5)(ch3)]4、简称：temaz)气体、三甲基铝(al(ch3)3、简称：tma)气体、四氯化钛(ticl4)气体、四氯化铪(hfcl4)气体等。

即，本发明能够适当地应用于形成含有半金属元素的半金属类膜、含有金属元素的金属类膜。这些成膜处理的处理步骤、处理条件能够采用与上述的实施方式、变形例所示的成膜处理同样的处理步骤、处理条件。在这些情况下，也能够获得与上述的实施方式同样的效果。

用于成膜处理的配方优选根据处理内容而独立准备，经由电信线路、外部存储装置123存储于存储装置121c内。而且，优选，在开始各种处理时，cpu121a从存储于存储装置121c内的多个配方中，根据处理内容适当地选择合适的配方。由此，能够利用一台基板处理装置通用地且再现性良好地形成各种膜种类、组成比、膜质、膜厚的薄膜。另外，能够减轻操作者的负担，避免操作错误，并且能够迅速地开始各种处理。

上述的配方不限于新作成的情况，例如，也可以通过对已安装于基板处理装置的已有的配方进行变更来准备。在对配方进行变更的情况下，可以将变更后的配方经由电信线路、记录有该配方的记录介质安装到基板处理装置。另外，也可以对已有的基板处理装置具备的输入/输出装置122进行操作，直接变更已安装于基板处理装置的已有的配方。

生产上的可利用性

如上所述，本发明能够提供能够进行均匀的基板处理的基板处理技术。

符号说明

101—辐射板(辐射部件、波长变换部)，200—晶圆，201—处理室，207—加热器(加热装置)，217—晶舟(基板保持具)，232a、232b、232c、232d—气体供给管，249a、249b—喷嘴，250a、250b—气体供给孔。