具体实施方式

＜第一实施方式＞

以下，参照图1～图7对本公开的第一实施方式进行说明。基板处理装置10构成为在半导体装置的制造工序中使用的装置的一例。

(1)基板处理装置的结构

基板处理装置10具备设有作为加热单元(加热机构、加热系统)的加热器207的处理炉202。加热器207是圆筒形状，通过支撑为作为保持板的加热器底座(未图示)而垂直地安装。

在加热器207的内侧与加热器207同心圆状地配设有构成反应容器(处理容器)的外管203。外管203由例如石英(SiO₂)、碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，且形成为上端封闭、下端开口的圆筒形状。在外管203的下方与外管203同心圆状地配设有歧管(入扣法兰)209。歧管209由例如不锈钢(SUS)等的金属构成，且形成为上端及下端开口的圆筒形状。在歧管209的上端部与外管203之间设有作为密封部件的O形环220a。歧管209支撑于加热器底座，从而外管203成为垂直安装的状态。

在外管203的内侧配设有构成反应容器的内管204。内管204由例如石英、SiC等耐热性材料构成，且形成为上端封闭、下端开口的圆筒形状。主要由外管203、内管204以及歧管209构成了处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部(内管204的内侧)形成有处理室201。

处理室201构成为可以将作为基板的晶圆200由后述的晶舟217以水平姿势且沿铅垂方向排列多层的状态容纳。如图4所示，在处理室201内以贯通歧管209的侧壁及内管204的方式设有喷嘴410a(第一喷嘴)、410b(第二喷嘴)、420a(第三喷嘴)。在喷嘴410a、410b、420a分别连接有作为气体供给线路的气体供给管310a、310b、320a。这样，在基板处理装置10设有三个喷嘴410a、410b、420a和三个气体供给管310a、310b、320a，且构成为能够向处理室201内供给多种气体。但是，本实施方式的处理炉202不限于上述的方式。

如图1、图2所示，在气体供给管310a、310b、320a分别自上游侧起依次设有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)312a、312b、322a及作为开闭阀的阀314a、324b、324a。另外，在气体供给管310a、310b、320a的阀314a、314b、324a的下游侧分别连接有供给惰性气体的气体供给管510a、510b、520a。在气体供给管510a、510b、520a分别自上游侧起依次设有MFC512a、512b、522a及阀514a、514b、524a。

在气体供给管310a、310b、320a的前端部分别连结有喷嘴410a、410b、420a。喷嘴410a、410b、420a构成为L字型的喷嘴，且其水平部设置成贯通歧管209的侧壁及内管204。喷嘴410a、410b、420a的垂直部设于形成为向内管204的径向外突出且沿铅垂方向延伸的沟道形状(槽形状)的预备室201a的内部，且在预备室201a内沿内管204的内壁朝向上方(晶圆200的排列方向上方)设置。

喷嘴410a、410b、420a设置成从处理室201的下部区域延伸到处理室201的上部区域，且在与晶圆200对置的位置分别设有多个气体供给孔411a、411b、421a。由此，从喷嘴410a、410b、420a的气体供给孔(供给口)411a、411b、421a分别向晶圆200供给处理气体。该气体供给孔421a从内管204的下部到上部设有多个，分别具有相同的开口面积，而且以相同的开口间距设置。但是，气体供给孔421a不限于上述的方式。例如，也可以从内管204的下部向上部使开口面积逐渐增大。由此，能够使从气体供给孔421a供给的气体的流量更均匀化。以下，使用图3详细说明喷嘴410a的气体供给孔411a的结构，使用图4详细说明喷嘴410b的气体供给孔411b的结构。

喷嘴410a、410b、420a的下部(上游侧)是指在处理室201内沿晶圆200的积载方向(基板积载方向)竖立设置的喷嘴410a、410b、420a的下部侧、作为至喷嘴410a、410b、420a的处理气体的供给源的侧、或者喷嘴410a、410b、420a内的处理气体的流的上游侧。喷嘴410a、410b、420a的上部(下游侧)是指在处理室201内沿晶圆200的积载方向竖立设置的喷嘴410a、410b、420a的上部侧、或喷嘴410a、410b、420a内的处理气体的流的下游侧。

设于喷嘴410a的多个气体供给孔411a在与晶圆200对置的位置从喷嘴410a的下部(上游侧)到喷嘴410a的上部(下游侧)设有多个。设于喷嘴410a的多个气体供给孔411a的孔径φ(开口面积)设为下部(上游侧)的孔径小、上部(下游侧)的孔径大。即，设于喷嘴410a的多个气体供给孔411a的孔径从喷嘴410a的上游侧朝向下游侧具有扩大的开口面积。

在将喷嘴410a的设有多个气体供给孔411a的区域设为Y的情况下，区域Y从下部(上游侧)朝向上部(下游侧)具有区域Y(1)、区域Y(2)、区域Y(3)、···、区域Y(n－1)、以及区域Y(n)。在区域Y(1)，设有孔径φ为A(1)mm、间距为Xmm、个数为Y(1)的气体供给孔411a。在区域Y(2)设有孔径φ为A(2)mm、间距为Xmm、个数为Y(2)的气体供给孔411a。在区域Y(3)设有孔径φ为A(3)mm、间距为Xmm、个数为Y(3)的气体供给孔411a。同样地，在区域Y(n－1)设有孔径φ为A(n－1)mm、间距为Xmm、个数为Y(n－1)的气体供给孔411a。在区域Y(n)设有孔径φ为A(n)mm、间距为Xmm、个数为Y(n)的气体供给孔411a。

设于各区域(Y1)、···、Y(n)的气体供给孔411a的孔径φ的关系如下表示。

φ：A(n)＞A(1)、A(2)、A(3)、···、A(n-1)

例如，可以是，孔径φ的绝对值在0.5mm～3.0mm的范围内，A(n)与A(1)的相对的比率在1：1.01～1：6的范围内。气体供给孔411a的孔径设定为使来自气体供给孔411a的气体的流量随着从上游侧朝向下游侧变大。

设于喷嘴410b的多个气体供给孔411b在与晶圆200对置的位置从喷嘴410b的下部(上游侧)到喷嘴410b的上部(下游侧)设有多个。设于喷嘴410b的多个气体供给孔411b的孔径φ(开口面积)设为，下部(上游侧)的孔径大，上部(下游侧)的孔径小。即，设于喷嘴410b的多个气体供给孔411b的孔径具备从喷嘴410b的下游侧朝向上游侧扩大的开口面积。

在将喷嘴410b的设有多个气体供给孔411b的区域设为Y的情况下，区域Y从下部(上游侧)朝向上部(下游侧)具有区域Y(1)、区域Y(2)、区域Y(3)、···、区域Y(n－1)、以及区域Y(n)。在区域Y(1)，设有孔径φ为B(1)mm、间距为Xmm、个数为Y(1)的气体供给孔411b。在区域Y(2)设有孔径φ为B(2)mm、间距为Xmm、个数为Y(2)的气体供给孔411b。在区域Y(3)设有孔径φ为B(3)mm、间距为Xmm、个数为Y(3)的气体供给孔411b。同样地，在区域Y(n－1)设有孔径φ为B(n－1)mm、间距为Xmm、个数为Y(n－1)的气体供给孔411b。在区域Y(n)设有孔径φ为A(n)mm、间距为Xmm、个数为Y(n)的气体供给孔411b。

设于各区域(Y1)、···、Y(n)的气体供给孔411b的孔径φ的关系如下表示。

φ：B(1)＞B(2)、B(3)、···、B(n-1)、B(n)

例如，可以是，孔径φ的绝对值在0.5mm～3.0mm的范围内，B(1)与B(n)的相对的比率在1：1.01～1：6的范围内。气体供给孔411b的孔径设定为使来自气体供给孔411b的气体的流量随着从下游侧朝向上游侧变大。

根据以上的结构，通过调整从喷嘴410a、410b的各气体供给孔411a、411b向处理室201内供给的处理气体的流量，可以调整成使处理室201内的处理气体的分压平衡为所期望的分压平衡的值。

喷嘴410a、410b、420a的气体供给孔411a、411b、421a在从后述的晶舟217的下部到上部的高度位置设有多个。因此，从喷嘴410a、410b、420a的气体供给孔411a、411b、421a供给到处理室201内的处理气体供给至容纳于晶舟217的从下部到上部的晶圆200、即容纳于晶舟217的晶圆200的全域。喷嘴410a、410b、420a只要设置成从处理室201的下部区域延伸到上部区域即可，但是优选设置成延伸至晶舟217的顶棚附近。

从气体供给管310a、310b分别经由MFC312a、312b、阀314a、314b、喷嘴410a、410b向处理室201内供给作为处理气体的含有第一金属元素的原料气体(第一金属含有气体、第一原料气体)。作为原料气体，例如含有作为第一金属元素的钛(Ti)，使用作为卤系原料(也称为卤化物、卤系钛原料)的四氯化钛(TiCl4)。

从气体供给管320a经由MFC322a、阀324a、喷嘴420a向处理室201内供给作为处理气体的反应气体(与原料气体分子结构(化学结构)不同的反应气体)。作为反应气体，能够使用作为含有例如氮(N)的N含有气体的例如氨(NH3)气体。NH3作为氮化还原剂(氮化还原气体)发挥作用。

从气体供给管510a、510b、520a分别经由MFC512a、512b、522a、阀514a、514b、524a、喷嘴410a、410b、420a向处理室201内供给作为惰性气体的例如氮(N₂)气体。此外，以下，对使用N₂气体作为惰性气体的例进行说明，但作为惰性气体，除了N₂气体以外，例如，也可以使用氩(Ar)气体、氦(He)气体、氖(Ne)气体、氙(Xe)气体等稀有气体。

主要由气体供给管310a、310b、320a、MFC312a、312b、322a、阀314a、314b、324a、喷嘴410a、410b、420a构成了处理气体供给系统，但也可以仅将喷嘴410a、410b、420a考虑为处理气体供给系统。也能够将处理气体供给系统简称为气体供给系统。从气体供给管310a、310b流通原料气体的情况下，主要由气体供给管310a、310b、MFC312a、312b、阀314a、314b构成原料气体供给系统，但也可以将喷嘴410a、410b包括到原料气体供给系统中进行考虑。另外，也能够将原料气体供给系统称为原料供给系统。使用金属含有原料气体作为原料气体的情况下，也能够将原料气体供给系统称为金属含有原料气体供给系统。在从气体供给管320a流通反应气体的情况下，主要由气体供给管320a、MFC322a、阀324a构成反应气体供给系统，但也可以将喷嘴420a包括到反应气体供给系统中进行考虑。在从气体供给管320a供给氮含有气体作为反应气体的情况下，也能够将反应气体供给系统称为氮含有气体供给系统。另外，主要由气体供给管510a、510b、520a、MFC512a、512b、522a、阀514a、514b、524a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、或者载气供给系统。

本实施方式的气体供给的方法是经由配置于由内管204的内壁和多个晶圆200的端部定义的圆环状的纵长的空间内、即圆筒状的空间内的预备室201a内的喷嘴410a、410b、420a搬送气体。然后使气体从设于喷嘴410a、410b、420a的与晶圆对置的位置的多个气体供给孔411a、411b、421a向内管204内喷出。更详细而言，使原料气体等处理气体从喷嘴410a、410b的气体供给孔411a、411b、喷嘴420a的气体供给孔421a朝向与晶圆200的表面平行的方向、即水平方向喷出。

排气孔(排气口)204a是形成于内管204的侧壁的与喷嘴410a、410b、420a对置的位置、即与预备室201a存在180度相反的一侧的位置的贯通孔，例如是在铅垂方向细长地开设的狭缝状的贯通孔。因此，从喷嘴410a、410b、420a的气体供给孔411a、411b、421a供给到处理室201内且在晶圆200的表面上流动的气体、即残留的气体(残余气体)经由排气孔204a流入由形成于内管204与外管203中间的间隙构成的排气路206内。然后，流到排气路206内的气体流到排气管231内，并排出至处理炉202外。

排气孔204a设于与多个晶圆200对置的位置(优选与晶舟217的从上部到下部对置的位置)，从气体供给孔411a、411b、421a供给到处理室201内的晶圆200附近的气体朝向水平方向、即与晶圆200的表面平行的方向流动，然后经由排气孔204a流向排气路206内。即，残留于处理室201的气体经由排气孔204a相对于晶圆200的主面平行地排出。此外，排气孔204a不限于构成为狭缝状的贯通孔的情况，也可以由多个孔构成。

在歧管209设有排出处理室201内的气体介质的排气管231。在排气管231，自上游侧起依次连接有作为检测处理室201内的压力的压力检测器(压力检测部)的压力传感器245、APC(Auto Pressure Controller)阀243、作为真空排气装置的真空泵246。APC阀243通过在使真空泵246工作的状态下开闭阀，能够进行处理室201内的真空排气及真空排气停止，进一步地，通过在使真空泵246工作的状态下调节阀开度，能够调整处理室201内的压力。主要由排气孔204a、排气路206、排气管231、APC阀243及压力传感器245构成了排气系统、即排气线路。此外，也可以将真空泵246包括在排气系中进行考虑。

在歧管209的下方设有作为可以将歧管209的下端开口气密地封闭的炉口盖体的密封帽219。密封帽219构成为从铅垂方向下侧抵接于歧管209的下端。密封帽219由例如SUS等金属构成，且形成为圆盘状。在密封帽219的上表面设有作为与歧管209的下端抵接的密封部件的O形环220b。在密封帽219的处理室201的相反侧设置有使容纳晶圆200的晶舟217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯通密封帽219并连接于晶舟217。旋转机构267构成为，通过使晶舟217旋转而使晶圆200旋转。密封帽219构成为，利用作为垂直设置于外管203的外部的升降机构的晶舟升降机115在铅垂方向上升降。晶舟升降机115构成为，通过使密封帽219升降，可以将晶舟217在处理室201内外搬入及搬出。晶舟升降机115构成为将晶舟217及容纳于晶舟217的晶圆200在处理室201内外搬送的搬送装置(搬送机构)。

作为基板支撑件的晶舟217构成为，将多张、例如25～200张晶圆200以水平姿势且互相对齐中心的状态在铅垂方向上排列并支撑多层、即、隔开间隔排列。晶舟217由例如石英、SiC等耐热性材料构成。在晶舟217的下部以水平姿势支撑有多层(未图示)由例如石英、SiC等耐热性材料构成的隔热板218。根据该结构，来自加热器207的热难以传递至密封帽219侧。但是，本实施方式不限于上述的方式。例如，也可以在晶舟217的下部不设置隔热板218，而设置构成为由石英、SiC等耐热性材料构成的筒状的部件的隔热筒。

如图5所示，在内管204内设置有作为温度检测器的温度传感器263，构成为，通过基于由温度传感器263检测出的温度信息调整对加热器207的通电量，能够使处理室201内的温度成为所期望的温度分布。温度传感器263与喷嘴410a、410b及420a同样地构成为L字型，且沿内管204的内壁设置。

如图6所示，作为控制部(控制单元)的控制器121构成为具备CPU(CentralProcessing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)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可以与CPU121a进行数据交换。在控制器121连接有构成为例如触控面板等的输入输出装置122。

存储装置121c由例如闪存、HDD(HardDisk Drive)等构成。在存储装置121c内可读取地存储有控制基板处理装置的动作的控制程序、记载有后述的半导体装置的制造方法的顺序、条件等的工艺配方等。工艺配方将后述的半导体装置的制造方法中的各工序(各步骤)以使控制器121执行能够得到预定的结果的方式组合，作为程序发挥功能。以下，将该工艺配方、控制程序等总称地简称为程序。本说明中使用了程序这一术语的情况下，存在仅包括工艺配方单体的情况、仅包括控制程序单体的情况、或者包括工艺配方与控制程序的组合的情况。RAM121b构成为临时保持由CPU121a读出的程序、数据等的存储区域区域(工作区)。

I/O端口121d连接于上述的MFC312a、312b、322a、512a、512b、522a、阀314a、314b、324a、514a、514b、524a、压力传感器245、APC阀243、真空泵246、加热器207、温度传感器263、旋转机构267、晶舟升降机115等。

CPU121a构成为，从存储装置121c读取并执行控制程序，并且根据来自输入输出装置122的操作指令的输出等从存储装置121c读取配方等。CPU121a构成为，按照读出的配方的内容控制MFC312a、312b、322a、512a、512b、522a对各种气体的流量调整动作、阀314a、314b、324a、514a、514b、524a的开闭动作、APC阀243的开闭动作以及APC阀243的基于压力传感器245的压力调整动作、基于温度传感器263的加热器207的温度调整动作、真空泵246的启动及停止、旋转机构267对晶舟217的旋转及转速调节动作、晶舟升降机115对晶舟217的升降动作、向晶舟217的晶圆200的容纳动作等。

控制器121能够通过将存储于外部存储装置(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、存储卡等半导体存储器)123的上述的程序安装于计算机来构成。存储装置121c、外部存储装置123构成为计算机可读取的存储介质。以下，将它们总称地简称为存储介质。本说明书中，存储介质存在仅包括存储装置121c单体的情况、仅包括外部存储装置123单体的情况、或者包括双方的情况。此外，向计算机的程序的提供也可以不使用外部存储装置123，而使用网络、专线等通信单元。

(2)基板处理工序(成膜工序)

使用图7对作为半导体装置(设备)的制造工序的一工序的在晶圆200上形成金属膜的工序的一例进行说明。形成金属膜的工序使用上述的基板处理装置10的处理炉202执行。以下的说明中，构成基板处理装置10的各部的动作由控制器121控制。

本说明书中使用“晶圆”这一术语的情况包括指晶圆本身的情况、指晶圆与形成于其表面的预定的层、膜的层叠体的情况。本说明书中使用“晶圆的表面”这一术语的情况包括指晶圆本身的表面的情况、指形成于晶圆上的预定的层等的表面的情况。本说明书中记载“在晶圆上形成预定的层”的情况包括指在晶圆本身的表面上直接形成预定的层的情况、在形成于晶圆上的层等之上形成预定的层的情况。本说明书中使用“基板”这一术语的情况也与使用“晶圆”这一术语的情况同义。

(晶圆搬入)

当多张晶圆200装载于晶舟217时(晶圆装载)，如图1所示地，支撑有多张晶圆200的晶舟217被晶舟升降机115上提而搬入处理室201内(晶舟载入)。在该状态下，密封帽219为经由O形环220封闭外管203的下端开口的状态。

(压力调整及温度调整)

通过真空泵246进行真空排气，以使处理室201内成为所期望的压力(真空度)。此时，处理室201内的压力由压力传感器245测定，并基于该测定出的压力信息对APC阀243进行反馈控制(压力调整)。真空泵246至少在直至对晶圆200处理完成的期间维持始终工作的状态。另外，通过加热器207进行加热，以使处理室201内成为所期望的温度。此时，以使处理室201内成为所期望的温度分布的方式基于温度传感器263检测出的温度信息对向加热器207的通电量进行反馈控制(温度调整)。加热器207对处理室201内的加热至少在直至对晶圆200的处理完成的期间持续进行。

[TiN层形成工序]

接下来，执行形成作为第一金属层的例如作为金属氮化层的TiN层的步骤。

(TiCl4气体供给(步骤S10))

打来阀314a，在气体供给管310a内流动作为原料气体的TiCl₄气体。TiCl₄气体由MFC312a、312b进行流量调整，以使TiCl₄气体的分压平衡沿晶圆200的积载方向成为预定值，且从喷嘴410a、410b的气体供给孔411a、411b供给至处理室201内，并从排气管231排出。此时，对晶圆200供给TiCl₄气体。与此同时，打开阀514a、514b，在气体供给管510a、510b内流动N₂气体等惰性气体。在气体供给管510a、510b内流动的N₂气体由MFC512a、512b进行流量调整，与TiCl4气体一起供给至处理室201内，并从排气管231排出。此时，此时，为了防止TiCl4气体向喷嘴420a内侵入，打开阀524a，在气体供给管520a内流动N₂气体。N₂气体经由气体供给管320a、喷嘴420a供给至处理室201内，并从排气管231排出。

此时，调整APC阀243，使处理室201内的压力成为例如0.1～6650Pa的范围内的压力。由MFC312a、312b控制地TiCl₄气体的供给流量为例如0.1～2slm的范内的流量。由MFC512a、512b、522a控制的N₂气体的供给流量分别为例如0.1～30slm的范围内的流量。对晶圆200供给TiCl₄气体的时间为例如0.01～20秒的范围内的时间。此时，加热器207的温度设定成使晶圆200的温度成为例如250～550℃的范围内的温度的温度。此外，在本说明书中，作为数值的范围，例如记载为0.1～6650Pa的情况是指0.1Pa以上且6650Pa以下。即，数值的范围包括0.1Pa及6650Pa。不仅压力，流量、时间、温度等记载于本说明的全部数值都同样。

向处理室201内流动的气体仅为TiCl₄气体和N₂气体，通过TiCl₄气体的供给，在晶圆200(表面的基膜)上形成例如从不足1原子层至数原子层左右的厚度的Ti含有层。

(残留气体除去(步骤S11))

形成Ti含有层后，关闭阀314a、314b，停止TiCl4气体的供给。此时，排气管231的APC阀243保持打开，通过真空泵246对处理室201内进行真空排气，将残留于处理室201内的未反应或者参与Ti含有层形成后的TiCl₄气体从处理室201内排除。此时，阀514a、514b、524a保持打开，维持N₂气体向处理室201内的供给。N₂气体作为净化气体发挥作用，能够提高将残留于处理室201内的未反应或者参与Ti含有层形成后的TiCl₄气体从处理室201内排除的效果。

(NH₃气体供给(步骤S12))

除去处理室201内的残留气体后，打开阀324a，向气体供给管320a内流动作为N含有气体的NH₃气体作为反应气体。NH₃气体由MFC322a进行流量调整，从喷嘴420a的气体供给孔421a供给至处理室201内，并从排气管231排出。此时，对晶圆200供给NH₃气体。此时，阀524a设为关闭的状态，使N2气体不会与NH₃气体一起供给至处理室201内。即，NH3气体不会被N2气体稀释地供给至处理室201内，并从排气管231排出。此时，为了防止NH₃气体向喷嘴410a、410b内的侵入，打开阀514a、514b，在气体供给管510a、510b内流动N₂气体。N2气体经由气体供给管310a、310b、喷嘴410a、410b供给至处理室201内，并从排气管231排出。该情况下，将反应气体(NH₃气体)不会被N₂气体稀释地供给至处理室201内，因此可以提高TiN层的成膜率。此外，晶圆200附近的N₂气体的气体介质浓度也可以调整。

流动NH3气体时，调整APC阀243，将处理室201内的压力设定为例如0.1～6650Pa的范围内的压力。由MFC322a控制的NH₃气体的供给流量为例如0.1～20slm的范围内的流量。由MFC512a控制的N₂气体的供给流量分别为例如0.1～30slm的范围内的流量。对晶圆200供给NH₃气体的时间为例如0.01～30秒的范围内的时间。此时的加热器207的温度设定为与TiCl₄气体供给步骤同样的温度。

此时在处理室201内流动的气体仅为NH₃气体和N₂气体。NH₃气体与在TiCl₄气体供给步骤形成于晶圆200上的Ti含有层的至少一部分进行置换反应。置换反应时，Ti含有层含有的Ti和NH₃气体含有的N结合，在晶圆200上形成含有Ti和N的TiN层。

(残留气体除去(步骤S13))

形成TiN层后，关闭阀324a，停止NH₃气体的供给。然后，通过与步骤S11同样的处理顺序，将残留于处理室201内的未反应或者参与TiN层的形成后的NH3气体、反应副生成物从处理室201内排除。

(实施预定次数)

通过将依次进行上述的步骤S10～步骤S13的循环进行一次以上(预定次数(n回))，在晶圆200上形成预定的厚度(例如0.1～2nm)的TiN层。上述的循环优选反复多次，优选进行例如10～80次左右，更优选进行10～15次左右。

(后净化及大气压恢复)

从气体供给管510a、510b、520a分别向处理室201内供给N2气体，并从排气管231排出。N₂气体作为净化气体发挥作用，由此处理室201内被惰性气体净化，残留于处理室201内的气体、副生成物从处理室201内被除去(后净化)。之后，处理室201内的气体介质被置换成惰性气体(惰性气体置换)，处理室201内的压力恢复到常压(大气压恢复)。

(晶圆搬出)

之后，通过晶舟升降机115使密封帽219下降，外管203的下端开口。然后，将处理完毕的晶圆200以支撑于晶舟217的状态从外管203的下端搬出到外管203的外部(晶舟导出)。然后，从晶舟217取出处理完毕的晶圆200(晶圆卸载)。

接下来，使用图8及图9，对上述的步骤S10的向喷嘴410a、410b供给的TiCl₄气体的流量的调整及其效果进行说明。

图8及图9是从喷嘴410a、410b向处理室201内供给TiCl₄气体的情况。另外，图8及图9中，气体从喷嘴向右方向流动，直线的长度表示气体的分压或气体的流量。

图8(a)概念性地示出了将至喷嘴410a的TiCl₄气体的流量设为较多量(1.5)、将至喷嘴410b的TiCl₄气体的流量设为较少量(0.5)的情况的处理室201的气体的流。图8(b)概念性地示出了将至喷嘴410a的TiCl₄气体的流量和至喷嘴410b的TiCl₄气体的流量设为同量(1.0)的情况的处理室201的气体的流。图8(c)概念性地示出了将至喷嘴410a的TiCl₄气体的流量设为较少量(0.5)、将至喷嘴410b的TiCl₄气体的流量设为较多量(1.5)的情况的处理室201的气体的流。

图8(a)的例中，喷嘴410a、410b的下部区域的TiCl₄气体的流量及分压比喷嘴410a、410b的上部区域的TiCl₄气体的流量及分压小。也就是，上部区域的TiCl₄气体供给量比下部区域多，随之能够形成上部区域的TiCl₄气体的分压比下部区域高的分压平衡。从而，能够将形成于位于下部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得薄且将形成于位于上部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得厚。

在图8(b)的例中，喷嘴410a、410b的下部区域的TiCl₄气体的流量及分压和喷嘴410a、410b的上部区域的TiCl₄气体的流量及分压为同程度。也就是，上部区域的TiCl₄气体供给量与下部区域为同程度，随之能够形成上部区域的TiCl₄气体的分压与下部区域成为同程度的分压平衡。从而，能够将形成于位于下部区域的晶圆200的TiN层的膜厚和形成于位于上部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成为同程度。

在图8(c)的例中，喷嘴410a、410b的下部区域的TiCl₄气体的流量及分压比喷嘴410a、410b的上部区域的TiCl₄气体的流量及分压大。也就是，下部区域的TiCl₄气体的供给量比上部区域多，随之能够形成下部区域的TiCl₄气体的分压比上部区域高的分压平衡。从而，能够将形成于位于上部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得薄且将形成于位于下部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得厚。

图9(a)概念性地示出了将至喷嘴410a、410b的TiCl₄气体的流量设为与图8(b)的至喷嘴410a、410b的TiCl₄气体的流量同量(1.0)的情况的处理室201的气体的流。图9(b)概念性地示出了将至喷嘴420a、420b的TiCl₄气体的流量设为图8(b)的至喷嘴410a、410b的TiCl₄气体的流量的两倍的量(2.0)的情况的处理室201的气体的流。图9(c)概念性地示出了将至喷嘴410a、410b的TiCl₄气体的流量设为图8(b)的至喷嘴410a、410b的TiCl₄气体的流量的1/2的量(0.5)的情况的处理室201的气体的流。

在图9(b)的例中，喷嘴410a、410b的上部区域及下部区域的TiCl₄气体的流量及分压比喷嘴410a、410b的中央部区域的TiCl₄气体的流量及分压大，另外，流量及分压比图8(b)的例大。也就是，上部区域及下部区域的TiCl₄气体供给量比中央部区域多，随之能够形成上部区域及下部区域的TiCl₄气体的分压比中央部区域高的分压平衡。从而，能够将形成于位于中央部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得薄、将形成于位于上部区域及下部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得厚、且将形成于晶圆200的TiN层的膜厚形成得比图8(b)厚。

图9(c)的例中，喷嘴410a、410b的上部区域及下部区域的TiCl₄气体的流量及分压比喷嘴410a、410b的中央部区域的TiCl₄气体的流量及分压大，另外，流量及分压比图8(b)的例小。也就是，上部区域及下部区域的TiCl₄气体供给量比中央部区域多，随之能够形成上部区域及下部区域的TiCl₄气体的分压比中央部区域高的分压平衡。从而，能够将形成于位于中央部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得薄、将形成于位于上部区域及下部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得厚、且将形成于晶圆200的TiN层的膜厚形成得比图8(b)薄。

如根据图8及图9理解地，通过使用图3的喷嘴410a及图4的喷嘴410b调整向喷嘴410a、410b供给的处理气体(TiCl4气体)的流量，能够调整成使从喷嘴410a、410b的各气体供给孔411a、411b向处理室201内供给的处理气体的分压平衡成为所期望的分压平衡的值。由此，能够提高积载于处理室201内的晶圆200之间的TiN层的膜厚的均匀性。

根据以上所说明的第一实施方式，能够得到以下的一个或多个效果。

1)使用图3所示那样的多个气体供给孔411a的孔径从上游侧朝向下游侧具备扩大的开口面积的喷嘴410a及多个气体供给孔411b的孔径从下游侧朝向上游侧具备扩大的开口面积的喷嘴410b，调整向喷嘴410a、410b供给的原料气体(TiCl₄气体)的流量，由此可以调整处理室201内的原料气体(TiCl₄气体)的分压平衡。

2)根据上述1)，可以在记载于处理室内的多个基板中调整各基板的面间的膜厚平衡。

＜第一实施方式的变形例＞

在上述的第一实施方式中示出了向吹出特性不同的两个喷嘴供给原料气体，向一个喷嘴供给反应气体的例。在第一实施方式的变形例中，向吹出特性不同的两个喷嘴供给反应气体，向一个喷嘴供给原料气体。以下，以与第一实施方式的不同点为中心进行说。

在第一实施方式的变形例中，从气体供给管320a经由MFC322a、阀324a、喷嘴420a向处理室201内供给与第一实施方式同样的原料气体作为处理气体。

从气体供给管310a、310b经由MFC312a、312b、阀314a、314b、喷嘴410a、410b向处理室201内供给与第一实施方式同样的反应气体作为处理气体。

与第一实施方式同样地，使用图3的喷嘴410a及图4的喷嘴410b，调整向喷嘴410a、410b供给的处理气体(NH₃气体)的流量，从而可以调整成从喷嘴410a、410b的各气体供给孔411a、411b向处理室201内供给的处理气体的分压平衡成为所期望的分压平衡的值。由此，可以提高积载于处理室201内的晶圆200间的TiN层的膜厚的均匀性。此外，通过调整向喷嘴410a、410b供给的净化气体(N₂气体)的流量，可以调整成从喷嘴410a、410b的各气体供给孔411a、411b向处理室201内供给的净化气体的分压平衡成为所期望的分压平衡的值。

＜第二实施方式＞

在上述的第一实施方式中示出了设置供给同种的处理气体且吹出特性不同的两个喷嘴和供给另一处理气体的一个喷嘴的例。在第二实施方式中，设置两组供给同种的气体且吹出特性不同的两个喷嘴。以下，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。

如图12所示，在处理室201内以贯通歧管209的侧壁及内管204的方式设有喷嘴410a(第一喷嘴)、410b(第二喷嘴)、420a(第三喷嘴)、420b(第四喷嘴)。在喷嘴410a、410b、420a、420b分别连接有作为气体供给线路的气体供给管310a、310b、320a、320b。如图11所示，在基板处理装置10设有四个喷嘴410a、410b、420a、420b和四个气体供给管310a、310b、320a、320b，构成为能够向处理室201内供给多种气体。但是，本实施方式的处理炉202不限于上述的方式。

如图1、图10所示，在气体供给管310a、310b、320a、320b分别自上游侧起依次设有MFC312a、312b、322a、322b以及阀314a、324b、324a、324b。另外，在气体供给管310a310b、320a、320b的阀314a、314b、324a、324b的下游侧分别连接有供给惰性气体的气体供给管510a、510b、520a、520b。在气体供给管510a510b、520a、520b分别自上游侧起依次设有MFC512a512b、522a、522b及阀514a、514b、524a、524b。

如图11所示，在气体供给管310a、310b、320a、320b的前端部分别连接有喷嘴410a、410b、420a、420b。喷嘴410a、410b、420a、420b构成为L字型的喷嘴，且其水平部设置成贯通歧管209的侧壁及内管204。喷嘴410a、410b、420a、420b的垂直部向内管204的径向外突出，且设于以沿铅垂方向延伸的方式形成的沟道形状(槽形状)的预备室201a的内部，而且在预备室201a内沿内管204的内壁朝向上方设置。

喷嘴410a、410b、420a、420b设置成从处理室201的下部区域延伸到处理室201的上部区域，且在与晶圆200对置的位置分别设有多个气体供给孔411a、411b、421a、422b。由此，从喷嘴410a、410b、420a、420b的气体供给孔411a、411b、421a、422b分别向晶圆200供给处理气体。喷嘴410a、420a的气体供给孔411a、421a的结构是与图3的喷嘴410a的气体供给孔411a同样的结构，喷嘴410b、420b的气体供给孔411b、421b的结构是与图4的喷嘴410b的气体供给孔411b同样的结构。

从气体供给管310a、310b经由MFC312a、312b、阀314a、314b、喷嘴410a、410b向处理室201内供给与第一实施方式同样的原料气体作为处理气体。

从气体供给管320a、320b经由MFC322a、322b、阀324a、324b、喷嘴420a、420b向处理室201内供给与第一实施方式同样的反应气体作为处理气体。

从气体供给管510a、510b、520a、520b分别经由MFC512a、512b、522a、522b、阀514a、514b、524a、524b、喷嘴410a、410b、420a、420b向处理室201内供给与第一实施方式同样的气体作为惰性气体。

(第二实施方式：TiCl₄气体供给(步骤S10))

打开阀314a、314b，在气体供给管310a、310b内流动作为原料气体的TiCl₄气体。TiCl₄气体由MFC312a、312b进行流量调整，且从喷嘴410a、410b的气体供给孔411a、411b410a供给至处理室201内，并从排气管231排出。此时，对晶圆200供给TiCl₄气体。与此同时，打开阀514a、514b，在气体供给管510a、510b内流动N₂气体等惰性气体。在气体供给管510a、510b内流动N₂气体由MFC512a、512b进行流量调整，与TiCl4气体一起供给至处理室201内，并从排气管231排出。此外，此时，为了防TiCl4气体向喷嘴420a、420b内的侵入，并且调整处理气体的浓度分布，打开阀524a、524b，在气体供给管520a、520b内流动N₂气体。N₂气体经由气体供给管320a、320b、喷嘴420a、420b供给至处理室201内，并从排气管231排出。

(第二实施方式：NH₃气体供给(步骤S12))

除去处理室201内的残留气体后，打开阀324a、324b，在气体供给管320a、320b内流动作为反应气体的作为N含有气体的NH₃气体。NH₃气体由MFC322a、322b进行流量调整，以使NH3气体的分压平衡沿晶圆200的积载方向成为预定值，且从喷嘴420a、420b的气体供给孔421a、421b供给至处理室201内，并从排气管231排出。此时，对晶圆200供给NH3气体。此时，阀524a、524b设为关闭的状态，使N2气体不会与NH₃气体一起供给至处理室201内。即，NH₃气体不被N₂气体稀释地供给至处理室201内，并从排气管231排出。此时，为了防止NH₃气体向喷嘴410a、410b内的侵入，并且调整反应气体的浓度分布，打开阀514a、514b，在气体供给管510a、510b内流动N₂气体。N₂气体经由气体供给管310a、310b、喷嘴410a、410b供给至处理室201内，并从排气管231排出。该情况下，将反应气体(NH₃气体)不被N₂气体稀释地供给至处理室201内，因此可以提高TiN层的成膜率。此外，也可以调整晶圆200附近的N₂气体的气体介质浓度。

接下来，使用图12说明上述的第二实施方式的步骤S10中的向喷嘴420a、420b供给的N₂气体的流量的调整及其效果。

图12是从喷嘴410a、410b向处理室201内供给TiCl₄气体，从喷嘴420a、420b向处理室201内供给N₂气体的情况。另外，图12中，气体从喷嘴向右方向流动，直线的长度表示气体的分压或气体的流量或浓度分布。将喷嘴410a、410b合在一起表达为喷嘴410，将喷嘴420a、420b合在一起表达为喷嘴420。

图12(a)概念性地示出了将喷嘴410a、410b的流量设为与图10(a)同量、将至喷嘴420a、420b的N₂气体的流量设为与图10(b)同量的情况的处理室201的气体的流。图10(b)概念性地示出了将喷嘴410a、410b的流量设为与图10(b)同量、将至喷嘴420a、420b的N₂气体的流量设为与图10(a)同量的情况的处理室201的气体的流。

在图12(a)的例中，喷嘴420a、420b的上部区域及下部区域的N₂气体的流量及分压比喷嘴420a、420b的中央部区域的N₂气体的流量及分压大。也就是，如图的右端所示地，能够形成中央部区域的TiCl₄气体的浓度比上部区域及下部区域高的浓度分布。该情况下，与第一实施方式相比，浓度分布的变化平缓。从而，能够将形成于位于上部区域及下部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得薄、将形成于位于中央部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得厚。

在图12(b)的例中，喷嘴410a、410b的上部区域及下部区域的TiCl₄气体的流量及分压比喷嘴410a、410b的中央部区域的TiCl₄气体的流量及分压大。也就是，如图的右端所示地，能够形成上部区域及下部区域的TiCl₄气体的浓度比中央部区域高的浓度分布。该情况下，与第一实施方式相比，浓度分布的变化平缓。从而，能够将形成于位于上部区域及下部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得厚、将形成于位于中央部区域的晶圆200的TiN层的膜厚形成得薄。

在上述的第二实施方式的步骤S12中，向喷嘴410a、410b供给的N₂气体的流量的调整能与图12的说明同样地形成NH₃气体的浓度分。

根据第二实施方式，能够得到以下的效果。

1)调整向喷嘴410a、410b供给的原料气体(TiCl₄气体)的流量，调整向喷嘴420a、420b供给的反应气体(NH₃气体)的流量，由此可以调整处理室201内的原料气体(TiCl₄气体)及反应气体(NH₃气体)的分压平衡。

2)调整向喷嘴410a、410b供给的原料气体(TiCl₄气体)的流量，调整向喷嘴420a、420b供给的逆流防止用的N₂气体的流量，由此可以调整处理室201内的原料气体(TiCl₄气体)的浓度分布。

3)调整向喷嘴420a、420b供给的反应气体(NH₃气体)的流量，调整向喷嘴410a、410b供给的逆流防止用的N₂气体的流量，由此可以调整处理室201内的反应气体(NH₃气体)的浓度分布。

4)根据上述1)～3)的任一个，可以在积载于处理室内的多个基板中调整各基板的面间的膜厚平衡。

对本公开的实施方式及变形例进行了说明，但本公开可以应用于在立式成膜装置形成或使用的全部的膜种类、气体种类。

以上对本公开的各种典型的实施方式及变形例进行了说明，但本公开不限定于这些实施方式及变形例，也能够适当组合使用。

也可以关闭阀324b、524b，向喷嘴420b不供给处理气体及惰性气体，且与第一实施方式或第一实施方式的变形例同样地进行成膜处理。

上述的第一及第二实施方式中示出了供给气体的喷嘴设置两个吹出特性不同的喷嘴的例。但是，吹出特性不同的喷嘴不限于两个，只要可以供给同种类气体并调整面间的吹出量、气体浓度平衡即可，喷嘴也可以是三个以上。

符号说明

10—基板处理装置，200—晶圆(基板)，201—处理室，410a—喷嘴(第一喷嘴)，410b—喷嘴(第二喷嘴)，420a—喷嘴(第三喷嘴)。