特許 6054695 成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6054695

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20161219BHJP

   H01L 21/285 20060101ALI20161219BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20161219BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   C23C16/455

   H01L21/285 C

   H01L21/28 301R

   H01L21/31 B

【請求項の数】7

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-216043(P2012-216043)

(22)【出願日】2012年9月28日

(65)【公開番号】特開2013-129907(P2013-129907A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2015年8月14日

(31)【優先権主張番号】特願2011-257902(P2011-257902)

(32)【優先日】2011年11月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120075

【弁理士】

【氏名又は名称】大山 浩明

(72)【発明者】

【氏名】村上 誠志

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅之

(72)【発明者】

【氏名】望月 隆

(72)【発明者】

【氏名】掛川 崇

【審査官】 宮崎 園子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１４６５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２１３４３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２２５６５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−３０００７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４４０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０１５９３１（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００５−３２８０２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

Ｈ０１Ｌ ２１／２８

Ｈ０１Ｌ ２１／２８５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスとＴｉ含有ガスとＮ含有ガスとを用いて基板の成膜処理を行う成膜装置であって，
前記基板を載置する載置台を備えたチャンバと，
前記チャンバに設けられ，複数のガス導入口から導入されたガスを前記基板に向けて吐出する複数の吐出孔を備えたシャワーヘッドと，
前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，
前記Ｔｉ含有ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，
前記Ｎ含有ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，を備え，
前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインは，少なくとも前記シャワーヘッドのガス導入口までは前記Ｔｉ含有ガスと前記Ｎ含有ガスの供給ラインとは合流しないように独立して設け，
前記シャワーヘッドは，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスと前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスとを拡散するバッファ室と，前記Ｎ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室とをそれぞれ別々に設け，これらのバッファ室からのガスはそれぞれ別々の前記吐出孔から吐出されるように構成したことを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記チャンバの排気ラインに接続される真空ポンプと，
前記排気ラインの前記真空ポンプよりも上流側に接続され，前記排気ラインを流れるガスによる反応副生成物を捕捉するトラップと，
前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，
前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，
前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，
前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，
前記Ｎ含有ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，
前記Ｎ含有ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，を備え，
少なくとも前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスのプリフローラインは，前記排気ラインの前記トラップよりも上流側に接続したことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記Ｔｉ含有ガスは，ＴｉＣｌ_４ガスであり，前記Ｎ含有ガスはＮＨ_３ガスであることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記載置台に，その外周から外側に張り出すリング状部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装置。

【請求項5】

前記リング状部材は，前記載置台から張り出した部分に複数の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記吐出孔にその孔径よりも大きい径の拡径部を形成し，前記拡径部の深さを変えることにより，前記吐出孔のコンダクタンスを調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。

【請求項7】

前記吐出孔の拡径部は，コンダクタンスを調整したいガス種の吐出孔のすべてに形成し，
前記拡径部の深さは，前記基板のセンタ領域に吐出する吐出孔よりも，エッジ領域に吐出する吐出孔の方を深くしたことを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスとその他の処理ガスを用いて，半導体ウエハ，液晶基板，太陽電池基板などの基板上にＴｉＳｉＮ膜を成膜する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＴｉＳｉＮ膜は，酸化され難く，高カバレッジ性を有するので，例えばＤＲＡＭメモリなどの半導体デバイスの製造過程において，キャパシタ部分のポリシリコンプラグとのバリア層などに用いられる。このようなＴｉＳｉＮ膜の成膜には，Ｓｉ含有ガスとしてのＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスと，ＴｉＣｌ_４ガスなどのＴｉ含有ガス，ＮＨ_３ガスなどのＮ含有ガスが用いられる。

【0003】

これらの処理ガスを用いたＴｉＳｉＮ膜の成膜装置では，従来，基板を配置したチャンバ内に，Ｔｉ含有ガスとＮ含有ガスを所定のタイミングで供給ラインを介して供給するとともに，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスをこれらＴｉ含有ガス，Ｎ含有ガスのいずれかの供給ライン（配管）に合流させて，所定のタイミングで供給するようになっていた（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−１４４０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスは，温度が低いと常温でも非常に反応し易いので，従来のようにチャンバ外において共通配管を通して他のガスと混合させると，これらのガスが反応して反応副生成物が生成されて配管の内壁に付着して堆積し，パーティクル発生の原因になり易い。

【0006】

このため，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスは他のガスと同時に導入せず，パージしながら交互に導入したり，チャンバ外の共通配管を加熱したりすることも考えられる。

【0007】

しかしながら，チャンバ外においては共通配管のすべての部分を加熱するのは構造上難しい場合も多く，共通配管に常温の部分が残っているとそこで反応してパーティクルが発生する虞がある。また，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスは非常に反応し易いため，パージしても配管内に残留していると他のガスと反応してパーティクルが発生してしまう。特にＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスはＮＨ_３ガスと非常に反応し易いので，僅かでもＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスが残留していると，ＮＨ_３ガスを通したときに反応副生成物が生成されて配管内に付着し，パーティクルが発生してしまう。

【0008】

この場合，共通配管にできるだけガスを残留させないようにパージ時間を長くすることも可能であるが，パージ時間を長くするほどスループットが低下してしまうため，好ましくない。

【0009】

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，少なくともチャンバ外においては，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスが他の処理ガスと混合しないようにすることができ，これらのガスの反応副生成物によるパーティクルの発生を抑制できる成膜装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスと他の処理ガスを用いて基板の成膜処理を行う成膜装置であって，前記基板を載置する載置台を備えたチャンバと，前記チャンバに設けられ，複数のガス導入口から導入されたガスを前記基板に向けて吐出する複数の吐出孔を備えたシャワーヘッドと，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，前記他の処理ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，を備え，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインは，少なくとも前記シャワーヘッドのガス導入口までは前記他の処理ガスの供給ラインとは合流しないように独立して設けたことを特徴とする成膜装置が提供される。

【0011】

また，上記チャンバの排気ラインに接続される真空ポンプと，前記排気ラインの前記真空ポンプよりも上流側に接続され，前記排気ラインを流れるガスによる反応副生成物を捕捉するトラップと，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，前記他の処理ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記他の処理ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，を備え，少なくとも前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスのプリフローラインは，前記排気ラインの前記トラップよりも上流側に接続するようにしてもよい。

【0012】

また，上記シャワーヘッドは，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室と，前記他の処理ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室とをそれぞれ別々に設け，これらのバッファ室からのガスはそれぞれ別々の前記吐出孔から吐出されるように構成してもよい。

【0013】

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスとＴｉ含有ガスとＮ含有ガスとを用いて基板の成膜処理を行う成膜装置であって，前記基板を載置する載置台を備えたチャンバと，前記チャンバに設けられ，複数のガス導入口から導入されたガスを前記基板に向けて吐出する複数の吐出孔を備えたシャワーヘッドと，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，前記Ｔｉ含有ガス（例えばＴｉＣｌ_４ガス）を前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，前記Ｎ含有ガス（例えばＮＨ_３ガス）を前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，を備え，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインは，少なくとも前記シャワーヘッドのガス導入口までは前記Ｔｉ含有ガスと前記Ｎ含有ガスの供給ラインとは合流しないように独立して設けたことを特徴とする成膜装置が提供される。

【0014】

また，上記チャンバの排気ラインに接続される真空ポンプと，前記排気ラインの前記真空ポンプよりも上流側に接続され，前記排気ラインを流れるガスによる反応副生成物を捕捉するトラップと，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，前記Ｎ含有ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記Ｎ含有ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，を備え，少なくとも前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスのプリフローラインは，前記排気ラインの前記トラップよりも上流側に接続するようにしてもよい。

【0015】

また，上記シャワーヘッドは，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室と，前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室と，前記Ｎ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室とをそれぞれ別々に設け，これらのバッファ室からのガスはそれぞれ別々の前記吐出孔から吐出されるように構成してもよい。

【0016】

また，上記シャワーヘッドは，前記ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスと前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスとを拡散するバッファ室と，前記Ｎ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室とをそれぞれ別々に設け，これらのバッファ室からのガスはそれぞれ別々の前記吐出孔から吐出されるように構成してもよい。

【0017】

また，上記載置台に，その外周から外側に張り出すリング状部材を設けるようにしてもよい。この場合，上記リング状部材は，前記載置台から張り出した部分に複数の貫通孔を設けてもよい。

【0018】

また，上記吐出孔にその孔径よりも大きい径の拡径部を形成し，前記拡径部の深さを変えることにより，前記吐出孔のコンダクタンスを調整するようにしてもよい。この場合，前記吐出孔の拡径部は，コンダクタンスを調整したいガス種の吐出孔のすべてに形成し，前記拡径部の深さは，前記基板のセンタ領域に吐出する吐出孔よりも，エッジ領域に吐出する吐出孔の方を深くすることが好ましい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば，少なくともチャンバ外においてはＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ラインを他の処理ガスの供給ラインと独立させて，別々の供給ラインでチャンバまで供給されるようにしたことにより，少なくともチャンバ外においてＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスが他の処理ガスと混合しないようにすることができるので，これらのガスの反応副生成物によるパーティクルの発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態にかかる成膜装置の構成例を説明するための図である。

【図2】同実施形態にかかる成膜装置の他の構成例を説明するための図である。

【図3】同実施形態におけるチャンバの構成例を示す断面図である。

【図4】同実施形態におけるチャンバの他の構成例を示す断面図である。

【図5】同実施形態にかかる成膜装置を用いて実行される成膜処理の具体例を説明するためのタイミングチャートである。

【図6】同実施形態にかかる載置台にリング状部材を設けた場合を説明するための斜視図である。

【図7】リング状部材を設けた載置台を上方から見た斜視図である。

【図8A】リング状部材を設けない載置台上の周方向のガス速度を示す図である。

【図8B】リング状部材を設けた載置台上の周方向のガス速度を示す図である。

【図9】図７に示すリング状部材の変形例を示す平面図である。

【図10】図３に示すシャワーヘッドにおいてコンダクタンスを調整したガス吐出孔の配置例を示す平面図である。

【図11】図１０に示すシャワーヘッドの効果を確認する実験を行った結果をグラフに示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0022】

（成膜装置の構成例）
まず，本発明の実施形態にかかる成膜装置について図面を参照しながら説明する。ここでは，基板例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）上にＴｉＳｉＮ膜を成膜する処理を行う成膜装置を例に挙げて説明する。図１は，本実施形態にかかる成膜装置の構成例を示す図である。成膜装置１００は，ウエハＷに対する成膜処理を行うチャンバ１０２，このチャンバ１０２に所定の処理ガスを供給する処理ガス供給部２００，チャンバ１０２内を排気する排気部３００を備える。

【0023】

排気部３００は，チャンバ１０２の排気口に接続された排気ライン３１０を備え，この排気ライン３１０には，チャンバ１０２内を真空引きして所定の真空圧力に保持する真空ポンプ３３０が接続される。排気ライン３１０の真空ポンプ３３０よりも上流側には，例えばチャンバ１０２内で反応しきれなかった処理ガスにより発生する反応副生成物などを捕捉して，下流側の真空ポンプ３３０に入り込まないようにするトラップ３２０が介在されている。

【0024】

本実施形態では，後述するように処理ガスとして常温で液体であるＴｉＣｌ_４ガスや，常温でも他の処理ガスと反応し易いＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスなどを用いるため，ここでのトラップ３２０としては処理ガス同士が反応して発生する反応副生成物などの付着物を捕捉してそれよりも下流側に流さない構成のものを用いることが好ましい。

【0025】

このようなトラップ３２０としては，例えば箱状のフレーム内に排気ライン３１０を接続する流入口を設け，その流入口から流出口までの流路に複数の邪魔板を設けてラビリンス構造に構成したものを用いることができる。トラップ３２０の構造はこれに限られるものではなく，排気ライン３１０を流れるガスの反応副生成物などの付着物がトラップ３２０内で捕捉できるようなものであればどのような構成であってもよい。

【0026】

本実施形態で用いられる処理ガスは常温でも反応副生成物を発生させるため，トラップ３２０も常温にしておくだけで反応副生成物を捕捉することができる。トラップ３２０の温度は，これに限られるものではなく，処理ガスの種類によって調整できるようにしてもよい。例えば冷却器や水冷によって冷却するようにしてもよい。

【0027】

また，排気ライン３１０のトラップ３２０よりも上流側には図示しないヒータを取り付けて排気ライン３１０内に不所望の反応副生成物が付着しないようにすることが好ましい。なお，チャンバ１０２の具体的構成例については後述する。

【0028】

本実施形態にかかる成膜装置１００において，ＴｉＳｉＮ膜を成膜するための処理ガスとしては，少なくともＳｉ含有ガス，Ｔｉ含有ガス，Ｎ含有ガスが必要である。ここでは，Ｓｉ含有ガスとしてＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスを用い，Ｔｉ含有ガスとＮ含有ガスとしてはそれぞれＴｉＣｌ_４ガスとＮＨ_３ガスを用いた場合を例に挙げる。

【0029】

このうちＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスは常温でも反応し易いので，チャンバ１０２の外において他の処理ガスと同じ配管に合流させると不所望の反応副生成物が発生し，それが配管内に付着してパーティクル発生の原因になることが分かった。特にＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスとＮＨ_３ガスは非常に反応し易く，もしこれらを同じ配管内に流すようにすると，たとえパージして交互に供給したとしても，少しでもガスが残留していれば不所望の反応副生成物（塩化アンモニウムなど）が発生する虞がある。

【0030】

そこで，本実施形態における処理ガス供給部２００では，少なくともチャンバ１０２外においてはＳｉＨ_２Ｃｌ_２供給部を他の処理ガスの供給部と独立させて，別々の供給ラインでチャンバまで供給されるようにした。これにより，チャンバ１０２外においてＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスが他の処理ガスと混合しないようにすることができるので，これらのガスの反応副生成物によるパーティクルの発生を抑制できる。

【0031】

（処理ガス供給部の構成例）
次に，このような処理ガス供給部２００の構成例について図１を参照しながら説明する。ここでは，ＮＨ_３ガス，ＴｉＣｌ_４ガス，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの各処理ガスの供給部をすべて独立して設けた場合を例に挙げる。すなわち，図１に示す処理ガス供給部２００には，ＮＨ_３供給部２００Ａ，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ_４供給部２００Ｃがそれぞれ独立して設けられ，各処理ガスは別々の供給ラインを介してチャンバ１０２に供給されるようになっている。これによればチャンバ１０２の外においては，ＴｉＣｌ_４ガス，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス，ＮＨ_３ガスをそれぞれ，独立してチャンバ１０２まで供給することができる。

【0032】

以下，各処理ガスの供給部２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃの具体的な構成例を説明する。先ずＮＨ_３供給部２００Ａは，ＮＨ_３ガス供給源２２０ＡからのＮＨ_３ガスをチャンバ１０２に導入する供給ライン２１０Ａを備える。供給ライン２１０Ａにはガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４０Ａが設けられている。

【0033】

なお，ここでいう供給ライン２１０Ａの「ライン」は，配管として構成される場合に限られるものではなく，例えば流路ブロック内に形成される流路として構成される場合なども含まれる。上述した排気ライン３１０，後述する他の供給ライン，プリフローラインなどの「ライン」についても同様である。

【0034】

マスフローコントローラ２４０Ａの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２３０Ａ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２５０Ａが設けられている。なお，図１に示すようにガス供給源２２０Ａと第１開閉弁２３０Ａとの間には，レギュレータ２２２Ａと圧力計（ＰＴ）２２４Ａとを設けるようにしてもよい。

【0035】

ＮＨ_３ガスの供給ライン２１０Ａには，パージガスやキャリアガスとして用いられるＮ_２ガスの供給ライン２６０Ａが接続されている。具体的には，Ｎ_２ガスの供給ライン２６０Ａには逆流防止弁２６３Ａが介在し，その上流側にはＮ_２ガス供給源２６２Ａが接続され，下流側はパージガスライン２６４Ａとキャリアガスライン２６５Ａに分岐して，それぞれＮＨ_３ガスの供給ライン２１０Ａの別の部位に接続されている。

【0036】

パージガスライン２６４Ａは，ＮＨ_３ガスの供給ライン２１０Ａのうち，第１開閉弁２３０Ａとマスフローコントローラ２４０Ａとの間に接続されている。パージガスライン２６４Ａには開閉弁２６６Ａが介在している。これにより，Ｎ_２ガスをパージガスとして供給ライン２６０Ａに流す際には，上記開閉弁２６６Ａをマスフローコントローラ２４０Ａの上流側に設けられる第１開閉弁として，Ｎ_２ガスの流量をマスフローコントローラ２４０Ａで制御することができる。

【0037】

キャリアガスライン２６５Ａは，ＮＨ_３ガスの供給ライン２１０Ａのうち，第２開閉弁２５０Ａよりも下流側に接続されている。キャリアガスライン２６５Ａには，ガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６８Ａが設けられている。マスフローコントローラ２６８Ａの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２６７Ａ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２６９Ａが設けられている。これにより，Ｎ_２ガスをＮＨ_３ガスのキャリアガスとして供給ライン２６０Ａに流す際には，Ｎ_２ガスの流量をＮＨ_３ガスとは独立してマスフローコントローラ２６８Ａで制御できる。

【0038】

次に，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２供給部２００Ｂは，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス供給源２２０ＢからのＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスをチャンバ１０２に導入する供給ライン２１０Ｂを備える。供給ライン２１０Ｂにはガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４０Ｂが設けられている。

【0039】

マスフローコントローラ２４０Ｂの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２３０Ｂ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２５０Ｂが設けられている。なお，図１に示すようにガス供給源２２０Ｂと第１開閉弁２３０Ｂとの間には，レギュレータ２２２Ｂと圧力計（ＰＴ）２２４Ｂとを設けるようにしてもよい。

【0040】

ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ライン２１０Ｂには，パージガスやキャリアガスとして用いられるＮ_２ガスの供給ライン２６０Ｂが接続されている。具体的には，Ｎ_２ガスの供給ライン２６０Ｂには逆流防止弁２６３Ｂが介在し，その上流側にはＮ_２ガス供給源２６２Ｂが接続され，下流側はパージガスライン２６４Ｂとキャリアガスライン２６５Ｂに分岐して，それぞれＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ライン２１０Ｂの別の部位に接続されている。

【0041】

パージガスライン２６４Ｂは，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ライン２１０Ｂのうち，第１開閉弁２３０Ｂとマスフローコントローラ２４０Ｂとの間に接続されている。パージガスライン２６４Ｂには開閉弁２６６Ｂが介在している。これにより，Ｎ_２ガスをパージガスとして供給ライン２６０Ｂに流す際には，上記開閉弁２６６Ｂをマスフローコントローラ２４０Ｂの上流側に設けられる第１開閉弁として，Ｎ_２ガスの流量をマスフローコントローラ２４０Ｂで制御することができる。

【0042】

キャリアガスライン２６５Ｂは，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給ライン２１０Ｂのうち，第２開閉弁２５０Ｂよりも下流側に接続されている。キャリアガスライン２６５Ｂには，ガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６８Ｂが設けられている。マスフローコントローラ２６８Ｂの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２６７Ｂ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２６９Ｂが設けられている。これにより，Ｎ_２ガスをＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスのキャリアガスとして供給ライン２６０Ｂに流す際には，Ｎ_２ガスの流量をＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスとは独立してマスフローコントローラ２６８Ｂで制御できる。

【0043】

次に，ＴｉＣｌ_４供給部２００Ｃは，ＴｉＣｌ_４供給源２２０ＣからのＴｉＣｌ_４を気化器２４２Ｃにて気化させてチャンバ１０２に導入する供給ライン２１０Ｃを備える。このＴｉＣｌ_４は常温で液体のため，気化器２４２Ｃにて気化させてＴｉＣｌ_４ガスにする。気化器２４２Ｃの下流側には，ＴｉＣｌ_４ガスのガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローメータ（ＭＦＭ）２４４Ｃが設けられている。

【0044】

気化器２４２Ｃの上流側及びマスフローメータ（ＭＦＭ）２４４Ｃの下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２３０Ｃ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２５０Ｃが設けられている。

【0045】

ＴｉＣｌ_４ガスの供給ライン２１０Ｃには，パージガスやキャリアガスとして用いられるＮ_２ガスの供給ライン２６０Ｃが接続されている。具体的には，供給ライン２６０Ｃには逆流防止弁２６３Ｃが介在し，その上流側にＮ_２ガス供給源２６２Ｃが接続され，下流側はパージガスライン２６４Ｃとキャリアガスライン２６５Ｃに分岐して，それぞれＴｉＣｌ_４ガスの供給ライン２１０Ｃの別の部位に接続されている。

【0046】

パージガスライン２６４Ｃは，ＴｉＣｌ_４ガスの供給ライン２１０Ｃのうち，第１開閉弁２３０Ｃと気化器２４２Ｃとの間に接続されている。パージガスライン２６４Ｃには開閉弁２６６Ｃが介在している。これにより，Ｎ_２ガスをパージガスとして供給ライン２６０Ｃに流す際には，上記開閉弁２６６Ｃをマスフローメータ２４４Ｃの上流側に設けられる第１開閉弁として，Ｎ_２ガスの流量を気化器２４２Ｃとマスフローメータ２４４Ｃで制御することができる。

【0047】

キャリアガスライン２６５Ｃは，ＴｉＣｌ_４ガスの供給ライン２１０Ｃのうち，第２開閉弁２５０Ｃよりも下流側に接続されている。キャリアガスライン２６５Ｃには，ガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６８Ｃが設けられている。マスフローコントローラ２６８Ｃの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２６７Ｃ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２６９Ｃが設けられている。これにより，Ｎ_２ガスをＴｉＣｌ_４ガスのキャリアガスとして供給ライン２６０Ｃに流す際には，Ｎ_２ガスの流量をＴｉＣｌ_４ガスとは独立してマスフローコントローラ２６８Ｃで制御できる。

【0048】

このような処理ガス供給部２００によって各処理ガスをチャンバ１０２に供給する際には，各マスフローコントローラ２４０Ａ，２４０Ｂ，気化器２４２Ｃとマスフローメータ２４４Ｃによりガス流量を調整する。このとき，最初に所定流量のガスを供給する際や流量を変更する際には，供給開始から所定流量に安定するまである程度の立ち上がり時間が必要になる。

【0049】

このような各処理ガスの供給開始時の立ち上がり時間を短縮するため，本実施形態では，チャンバ１０２に処理ガスを供給する各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃの他に，これらと排気ライン３１０をそれぞれ接続する各プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃを設け，各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃと各プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃとを開閉弁で切り換えられるようにしている。

【0050】

これによれば，チャンバ１０２に各処理ガスを供給する前にそれぞれ，プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃに切り換えて所定流量で排気ライン３１０に流して流量を安定させておく。こうしておくことで，チャンバ１０２に処理ガスの供給を開始する際には，供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃに切り換えるだけで，所定流量の処理ガスを瞬時にチャンバ１０２に供給できる。これにより，チャンバ１０２に処理ガスの供給を開始する際の立ち上がり時間を短縮でき，流量が安定した状態で供給できる。

【0051】

以下，このようなプリフローライン２７０について図１を参照しながらより詳細に説明する。ＮＨ_３ガスのプリフローライン２７０Ａは，その上流側は供給ライン２１０Ａのマスフローコントローラ２４０Ａと第２開閉弁２５０Ａとの間に接続され，下流側は排気ライン３１０のトラップ３２０よりも下流側に接続される。プリフローライン２７０Ａの上流側には開閉弁２７２Ａが介在されている。これにより，上記開閉弁２７２Ａをマスフローコントローラ２４０Ａの下流側に設けられる第２開閉弁として，ＮＨ_３ガスのプリフロー流量をマスフローコントローラ２４０Ａで制御することができる。

【0052】

ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスのプリフローライン２７０Ｂは，その上流側は供給ライン２１０Ｂのマスフローコントローラ２４０Ｂと第２開閉弁２５０Ｂとの間に接続され，下流側は排気ライン３１０のトラップ３２０よりも上流側に接続される。プリフローライン２７０Ｂの上流側と下流側にはそれぞれ，開閉弁２７２Ｂ，２７４Ｂが介在されている。これにより，上記開閉弁２７２Ｂをマスフローコントローラ２４０Ｂの下流側に設けられる第２開閉弁として，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスのプリフロー流量をマスフローコントローラ２４０Ｂで制御することができる。

【0053】

ＴｉＣｌ_４ガスのプリフローライン２７０Ｃは，その上流側は供給ライン２１０Ｃのマスフローメータ２４４Ｃと第２開閉弁２５０Ｃとの間に接続され，下流側は排気ライン３１０のトラップ３２０よりも上流側に接続される。プリフローライン２７０Ｃの上流側と下流側にはそれぞれ，開閉弁２７２Ｃ，２７４Ｃが介在されている。これにより，上記開閉弁２７２Ｃをマスフローメータ２４４Ｃの下流側に設けられる第２開閉弁として，ＴｉＣｌ_４ガスのプリフロー流量をマスフローメータ２４４Ｃで制御することができる。

【0054】

これによれば，例えばＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスをチャンバ１０２に供給する前に，第２開閉弁２５０Ｂを閉じたまま開閉弁２７２Ｂを開いてプリフローライン２７０Ｂに切り換えて，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスを所定流量で排気ライン３１０に流して安定させておく。こうしておくことで，チャンバ１０２にＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給を開始する際には，開閉弁２７２Ｂを閉じて第２開閉弁２５０Ｂを開いて供給ライン２１０Ｂに切り換えるだけで，所定流量のＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスを瞬時にチャンバ１０２に供給できる。

【0055】

これにより，チャンバ１０２にＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給を開始する際の立ち上がり時間を短縮でき，流量が安定した状態で供給できる。これと同様に，他のＮＨ_３ガス，ＴｉＣｌ_４ガスについても，プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｃを利用することにより，チャンバ１０２にガス供給を開始する際の立ち上がり時間を短縮でき，流量が安定した状態で供給できる。

【0056】

ここで，プリフローライン２７０Ｂ，２７０Ｃの下流側をトラップ３２０よりも下流側ではなく，上流側に接続した理由とその作用効果について詳細に説明する。上述したように，排気ライン３１０には，チャンバ１０２内で反応しきれなかったＴｉＣｌ_４ガス，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスも共通の排気ライン３１０を流れるので，これらによって発生する反応副生成物が下流側の真空ポンプ３３０に入り込まないように，真空ポンプ３３０の上流側に常温のトラップ３２０を設けている。

【0057】

他方，プリフローライン２７０Ｂ，２７０Ｃを流れるＴｉＣｌ_４ガス，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスも未反応であって常温でも非常に反応し易い。このため，これらを排気ライン３１０に流す場合には上記と同様にトラップ３２０の上流側に接続することで，これらによって発生する反応副生成物が下流側の真空ポンプ３３０に入り込まないようにしている。

【0058】

こうして，ＴｉＣｌ_４ガス，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの反応副生成物は，トラップ３２０によって捕捉されるので，ＮＨ_３ガスのプリフローライン２７０Ｂについては，図１に示すようにトラップ３２０よりも下流側に接続するようにしてもよい。

【0059】

さらに，本実施形態ではこのようなトラップ３２０による反応副生成物の捕捉効果を高めるため，上記ＮＨ_３ガスのプリフローライン２７０Ｂとは別に，ＮＨ_３ガスの供給ライン２１０Ａの第１遮蔽弁２３０Ａの上流側から分岐するトラップライン２８０Ａを設け，このトラップライン２８０Ａの下流側を排気ライン３１０のトラップ３２０よりも上流側に接続している。

【0060】

トラップライン２８０Ａには，ガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２８４Ａが設けられている。マスフローコントローラ２８４Ａの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２８２Ａ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２８６Ａが設けられている。また，トラップライン２８０Ａの下流側には開閉弁２８８Ａが設けられている。これにより，トラップライン２８０Ａを流れるＮＨ_３ガスの流量制御やオンオフ制御を独立して行うことができる。

【0061】

これによれば，例えばトラップライン２８０Ａに所定流量のＮＨ_３ガスを流し続けることによって，プリフローライン２７０ＢからのＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス及びプリフローライン２７０ＣからのＴｉＣｌ_４ガスをトラップ３２０内でＮＨ_３ガスと混合させて積極的に反応副生成物を発生させることができる。これにより，トラップ３２０によって効率よく反応副生成物を捕捉でき，捕捉効果をより一層高めることができる。

【0062】

なお，従来のように共通の供給ラインで供給する場合には，独立してプリフローラインを設けるのは難しく，本実施形態のように各処理ガスを別々の供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを介して供給するように構成したからこそ，プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃについても各処理ガスごとに独立して設けることができる。

【0063】

また，上記ＴｉＣｌ_４ガスのプリフローライン２７０Ｃには，ダイバートライン（Ｄｉｖｅｒｔ Ｌｉｎｅ）を設けるようにしてもよい。具体的には図２に示すように，プリフローライン２７０Ｃを開閉弁２７４Ｃの上流側で分岐させてダイバートライン２９０Ｃを設ける。ダイバートライン２９０Ｃには，開閉弁２９２Ｃが介在され，その下流側にはダイバートライン２９０Ｃの専用の真空ポンプ３４０が接続される。真空ポンプ３４０の下流側は図示しない除害装置に接続される。

【0064】

これによれば，開閉弁２７４Ｃを閉じて開閉弁２９２Ｃを開くことによって，プリフローライン２７０ＣからのＴｉＣｌ_４ガスがトラップ３２０に入り込まないように，ダイバートライン２９０Ｃに回避させることができる。これにより，トラップ３２０で捕捉される付着物の量を減らすことができるので，トラップ３２０のメンテナンスの回数を減らすことができる。

【0065】

（チャンバの構成例）
次にチャンバ１０２の構成例について図面を参照しながら説明する。図３はチャンバの構成例を示す断面図である。図３に示すチャンバ１０２は，上述した各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０ＣからＮＨ_３ガス，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス，ＴｉＣｌ_４ガスをそれぞれ別々にチャンバ１０２に導入できるように構成したものである。

【0066】

図３に示すように，チャンバ１０２は，気密に構成された略円筒状の処理容器１１０を備えており，この処理容器１１０にウエハＷを収容し，このウエハＷ上にＴｉＳｉＮ膜を成膜するプロセス処理を実施可能に構成されている。

【0067】

処理容器１１０内にはウエハＷを載置するための載置台１２０が配置されている。載置台１２０は，ウエハＷを載置する円板状のサセプタ１２２と，このサセプタ１２２を支持する円筒状の支柱１２５を備える。サセプタ１２２は例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックスからなる。

【0068】

また，サセプタ１２２にはヒータ１２８が内蔵されている。このヒータ１２８はヒータ電源１３０から供給される電力に応じて発熱するものであり，この作用によってウエハＷの温度が調節される。

【0069】

なお，載置台１２０は，上記の他にも，図示はしないが，搬送アームなどの搬送機構からウエハＷを受け取り，また搬送機構にウエハＷを受け渡すために，ウエハＷを支持して昇降させることができるウエハ支持機構を備えている。このウエハ支持機構は，例えば３本のウエハ支持ピン（リフタピン）を有しており，各ウエハ支持ピンは，サセプタ１２２に形成された貫通孔を通って，その表面に対して突没するように動作する。

【0070】

処理容器１１０の側壁１１２には，図示しない搬送アームなどによって処理前のウエハＷを搬入して載置台１２０に載置し，また処理済みのウエハＷを載置台１２０から取り出して搬出するための搬出入口１１３が設けられている。搬出入口１１３はゲートバルブＧによって気密に開閉できるようになっている。処理容器１１０の底壁１１４の中央部には円形の開口部１１５が形成されており，底壁１１４にはこの開口部１１５を覆うように下方に向けて突出した排気室１１６が連結されている。排気室１１６の側壁には排気ライン３１０を介して上述した排気部３００が接続されている。

【0071】

処理容器１１０の天井壁１１８には，処理ガスを処理容器１１０内に導入するシャワーヘッド１４０が設けられている。ここでのシャワーヘッド１４０は，上述したＮＨ_３供給部２００Ａ，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ_４供給部２００Ｃからの各処理ガスをそれぞれ独立して処理容器１１０内に供給するいわゆるポストミックスタイプである。

【0072】

具体的には図３に示すシャワーヘッド１４０は，その上部に３つのガス導入口１４１，１４２，１４３が設けられ，これらに上述した各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃがそれぞれ接続されて各処理ガスが導入されるようになっている。

【0073】

このシャワーヘッド１４０は，最も上側に位置する上段ブロック体１４４とその下側に設けられる下段ブロック体１５０を備える。上記ガス導入口１４１，１４２，１４３は，上段ブロック体１４４の上側に設けられる。下段ブロック体１５０は複数段で構成される。図３は２段で構成した場合を例に挙げているが，これに限られるものではない。

【0074】

下段ブロック体１５０には，３つのバッファ室１５１，１５２，１５３がそれぞれ独立して設けられている。各バッファ室１５１，１５２，１５３には，ガス導入口１４１，１４２，１４３からのガスが上段ブロック体１４４に形成されたガス流路を通って別々に導入されるようになっている。下段ブロック体１５０の下面には，バッファ室１５１，１５２，１５３にそれぞれ連通するガス吐出孔１６１，１６２，１６３が交互に形成されている。

【0075】

このような図３に示すシャワーヘッド１４０によれば，ＮＨ_３供給部２００Ａ，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ_４供給部２００Ｃからの各処理ガスはそれぞれ，別々のガス供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを通ってガス導入口１４１，１４２，１４３に導入される。

【0076】

そして，図３に示すシャワーヘッド１４０内では，各ガス導入口１４１，１４２，１４３から導入された各ガスはそれぞれ，上段ブロック体１４４の別々の流路から各バッファ室１５１，１５２，１５３に導入され，それぞれ拡散してガス吐出孔１６１，１６２，１６３から別々に処理容器１１０内へ吐出される。これによれば，シャワーヘッド１４０内においてもＮＨ_３ガス，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス，ＴｉＣｌ_４ガスは互いに混合されることはないので，シャワーヘッド１４０で反応副生成物が発生することを防止でき，これによるパーティクルの発生を防止できる。

【0077】

図３に示すシャワーヘッド１４０はポストミックスタイプであるため，成膜処理において処理容器１１０内に各処理ガスを同時に供給することはもちろんのこと，交互に供給することも可能であり，またいずれかの処理ガスのみを供給することも可能である。

【0078】

なお，図３では各ガス導入口１４１，１４２，１４３にそれぞれ，各処理ガスの供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを接続した場合を例に挙げたが，これに限られるものではなく，どの各ガス導入口１４１，１４２，１４３にどの処理ガスの供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを接続するようにしてもよい。

【0079】

また，図３ではシャワーヘッド１４０として，下段ブロック体１５０に各処理ガスに対応する３つのバッファ室１５１，１５２，１５３を独立して設けた場合を例に挙げて説明したが，バッファ室の数や配置はこれに限られるものではない。例えば後述するようにバッファ室の数を減らして，複数の処理ガスに共通するバッファ室を形成してもよい。

【0080】

（チャンバの他の構成例）
次に，チャンバ１０２の他の構成例について図面を参照しながら説明する。ここでは，図３に示す下段ブロック体１５０に２つのバッファ室を形成したシャワーヘッド１４０を備えたチャンバ１０２を例に挙げる。図４は，このようなチャンバ１０２の構成例を示す断面図である。なお，図４においてシャワーヘッド１４０以外の構成は図３と同様であるため，図３と同様の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。なお，図４に示す下段ブロック体１５０はその段数を図３に示すものよりも１段少なくした場合を例に挙げている。図４に示す下段ブロック体１５０の段数もこれに限られるものではない。

【0081】

図４に示すシャワーヘッド１４０についても，図３と同様に３つのガス導入口１４１，１４２，１４３が設けられ，これらにそれぞれ上述した各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃがそれぞれ接続されて各処理ガスが導入されるようになっている。

【0082】

このシャワーヘッド１４０の下段ブロック体１５０には，２つのバッファ室１５４，１５５がそれぞれ独立して設けられている。バッファ室１５４にはガス導入口１４１からのガスが上段ブロック体１４４に形成されたガス流路を通って導入されるようになっている。バッファ室１５５にはガス導入口１４２，１４３からのガスが上段ブロック体１４４に形成されたガス流路において途中で合流して導入されるようになっている。下段ブロック体１５０の下面には，バッファ室１５４，１５５に連通するガス吐出孔１６４，１６５が交互に形成されている。

【0083】

このような図４に示すシャワーヘッド１４０によっても，図３に示す場合と同様に，ＮＨ_３供給部２００Ａ，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ_４供給部２００Ｃからの各処理ガスはそれぞれ，別々のガス供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを通ってガス導入口１４１，１４２，１４３に導入される。

【0084】

そして，図４に示すシャワーヘッド１４０内では，ガス導入口１４１から導入されたガスはバッファ室１５４に導入され，ガス導入口１４２，１４３から導入されたガスは上段ブロック体１４４に形成されたガス流路で合流してバッファ室１５５に導入される。各バッファ室１５４，１５５に導入されたガスはそれぞれ拡散してガス吐出孔１６４，１６５から別々に処理容器１１０内へ吐出される。これにより，シャワーヘッド１４０においては，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスとＴｉＣｌ_４ガスは，少なくともＮＨ_３ガスとは互いに混合されることはないので，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスとＮＨ_３ガスとの反応副生成物の発生を防止でき，これによるパーティクルの発生を防止できる。

【0085】

なお，シャワーヘッド１４０内のようにチャンバ１０２内においては，チャンバ１０２の外の配管とは異なり，シャワーヘッド１４０自体を加熱することは容易である。このため，図４に示すシャワーヘッド１４０のようにＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスと他の処理ガスがその流路内で混合されるように構成しても，シャワーヘッド１４０内の流路において反応副生成物が発生する場合は，シャワーヘッド１４０自体を加熱することによって，その流路内での反応副生成物の発生を抑制することができる。

【0086】

（成膜処理の具体例）
次に，このようなチャンバ１０２によって実行されるＴｉＳｉＮ膜の成膜処理の具体例について説明する。まず，処理容器１１０内にウエハＷを搬入し，ヒータ１２８によりウエハＷを加熱しながら排気部３００の真空ポンプ３３０により処理容器１１０内を真空排気して減圧し，所定の真空圧力にする。

【0087】

このとき，ＮＨ_３供給部２００Ａ，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ_４供給部２００Ｃではそれぞれ，ガス供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃの開閉バルブ２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃを閉じ，開閉バルブ２７２Ａ，２７２Ｂ，２７２Ｃを開いてプリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃに切り換えることによってガス流量を調整しておく。そして，各処理ガスのガス流量が安定すると，各ガスの供給が可能となる。

【0088】

その後は，処理ガスの供給を開始する場合はプリフローラインをガス供給ラインに切り換え，処理ガスの供給を停止する場合はガス供給ラインをプリフローラインに切り換える。例えばＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給を開始する場合は，開閉バルブ２７２Ｂを閉じて，開閉バルブ２５０Ｂを開くことでプリフローライン２７０Ｂからガス供給ライン２１０Ｂに切り換える。ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの供給を停止する場合は，開閉バルブ２５０Ｂを閉じて開閉バルブ２７２Ｂを開くことでガス供給ライン２１０Ｂからプリフローライン２７０Ｂに切り換える。

【0089】

ここでは，図５に示すようにＴｉＣｌ_４ガス，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス，ＮＨ_３ガスを同時に供給して膜形成処理を所定時間ｔ１だけ行った後，各配管をＮ_２ガスでパージするパージ処理を所定時間ｔ２だけ行う。次に，ＮＨ_３ガスを供給して窒化処理を所定時間ｔ３だけ行った後，各配管をＮ_２ガスでパージするパージ処理を所定時間ｔ４だけ行う。

【0090】

これらｔ１〜ｔ４を１サイクルとして，これを複数サイクル繰り返すことによって，ウエハＷ上にＳＦＤ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｆｌｏｗ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）−ＴｉＳｉＮ膜を形成する。このように，処理ガスのオンオフを繰り返す場合には，処理ガスは流し続けて，プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃと供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃとの切り換えを行うだけで，各処理ガス導入時の立ち上がり時間を短縮でき，流量が安定した状態で供給できるので，より良好な成膜処理を行うことができる。

【0091】

なお，本実施形態ではＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスの他の処理ガスとしては，Ｔｉ含有ガスとしてＴｉＣｌ_４ガスを挙げるとともに，Ｎ含有ガスとしてＮＨ_３ガスを挙げて説明したが，これらの処理ガスに限られるものではない。

【0092】

（ウエハ上のガス流れの調整）
ところで，図３に示すシャワーヘッド１４０のガス吐出孔１６１，１６２，１６３の配置や図４に示すシャワーヘッド１４０のガス吐出孔１６４，１６５の配置によっては，ウエハＷのセンタ領域（中心領域）とこれを囲むエッジ領域（周縁領域）のガスの流れに相違が生じる場合も考えられる。このため，このようなガス流れを調整することで，ウエハＷのセンタ領域とエッジ領域の処理の面内均一性をより一層高めることができる。

【0093】

具体的にはシャワーヘッド１４０のガス吐出孔から吐出されるガスは，載置台１２０上のウエハＷのセンタ領域からエッジ領域に向けて流れ，載置台１２０と側壁１１２との間を通って下方の排気部３００に向けて流れる。このとき，側壁１１２に近いエッジ領域では周方向にもガスの流れが生じ，その周方向のガス流れの速度分布によっては，ウエハＷのエッジ領域ではセンタ領域よりも流速が速くなりガスが留まり難くなる。

【0094】

そこで，本実施形態における載置台１２０に，例えば図６，図７に示すように，その外周から外側に張り出すように略板状のリング状部材（分散リング）４００を設けることで，ウエハＷ上の周方向のガスの流速を調整するようにしてもよい。図６は載置台１２０にリング状部材４００を設けた場合の斜視図であり，図７はリング状部材４００を設けた載置台１２０を上方から見た平面図である。図６は，リング状部材４００を図７に示すＡ−Ａ断面で切断したものである。

【0095】

このようにリング状部材４００を設けて載置台１２０の外周位置をその全周に渡って側壁１１２側に延長することで，ウエハＷのエッジ領域上のガスの流速がセンタ領域上のガスの流速と同様になるように調整できる。リング状部材４００は例えば石英で構成し，載置台１２０とほぼ同じ温度にすることが好ましい。なお，リング状部材４００の材質や温度はこれに限られるものではない。例えばリング状部材４００をアルミナセラミックスなどで構成してもよい。

【0096】

ここで，ウエハＷ上の周方向のガスの流れを，載置台１２０にリング状部材４００を設けた場合と設けない場合とを比較しながらより詳細に説明する。図８Ａ，図８Ｂはそれぞれ，ウエハＷの中心から側壁１１２にかけてその載置台１２０上の周方向のガスの流速分布を示す。図８Ａは載置台１２０にリング状部材４００を設けない場合であり，図８Ｂは載置台１２０にリング状部材４００を設けた場合である。ここでは，シャワーヘッド１４０からＮＨ_３ガスを吐出したとき，載置台１２０上の周方向に生じるガスの流速０〜１ｍ／ｓを小さい方からＡ〜Ｅの５段階の領域に分けて示している。

【0097】

図８Ａによれば，載置台１２０にリング状部材４００を設けない場合，ウエハＷのセンタ領域上は最も流速が遅いＡ領域（ハッチング領域）となるものの，エッジ領域上はそれよりも流速が速いＢ〜Ｅ領域となっている。特に載置台１２０上ではセンタ側からエッジ側にかけて周方向の流速が速くなり，側壁１１２に近い部分では流速が最も速いＥ領域も生じていることが分かる。

【0098】

これに対して，図８Ｂによれば，載置台１２０にリング状部材４００を設けた場合には，ウエハＷのセンタ領域上からエッジ領域上にかけて流速が遅いＡ領域（ハッチング領域）が拡大していることが分かる。これによれば，ウエハＷのエッジ領域の流速を抑制することができ，センタ領域と同様の流速に調整できることが分かる。これにより，ウエハＷにＴｉＳｉＮ膜を成膜する際に，エッジ領域にもセンタ領域と同様にガスを流すことができるので，面内均一性をより向上させることができる。例えばウエハＷのエッジ領域のＴｉＳｉＮ膜の膜厚や膜中のシリコン量をセンタ領域と同様になるように調整することができる。

【0099】

なお，図６に示すリング状部材４００は，載置台１２０の外周に載置する部分とそれよりも外側に張り出す部分に段差を形成した場合を例に挙げているが，これに限られるものではなく，段差を設けなくてもよい。また，リング状部材４００の形状も図６，図７に示すものに限られるものではなく，載置台１２０の外周を延長することでウエハＷ上のガスの流れを調整できるような形状であればよい。

【0100】

また，リング状部材４００には，図９に示すように，載置台１２０から張り出した部分に複数の貫通孔４１０を設けるようにしてもよい。これによれば，ウエハＷ上を流れるガスは，リング状部材４００の貫通孔４１０も通るので，貫通孔４１０の配置位置又はその個数若しくは孔径などによってガスの流れを調整することができる。また，排気のコンダクタンスを調整することもできる。

【0101】

以上では，ウエハＷ上のガス流れをリング状部材４００によって調整する場合について説明したが，図３，図４に示すシャワーヘッド１４０のガス吐出孔のコンダクタンスを調整することで，ウエハＷ上のガス流れを調整するようにしてもよい。具体的にはガス吐出孔の径や形状を，ウエハＷのセンタ領域上とエッジ領域上とで変えることが考えられる。これにより，ウエハＷのエッジ領域上のガスの流れをセンタ領域上と同様にすることができる。

【0102】

ここで，ガス吐出孔のコンダクタンスを調整したシャワーヘッド１４０の具体的構成例について説明する。ここでは，図３に示すシャワーヘッド１４０のガス吐出孔１６１，１６２，１６３のうち，ＮＨ_３ガスのガス吐出孔１６１について，そのセンタ領域上とエッジ領域上のコンダクタンスを調整した場合を例に挙げる。図１０はこのようなシャワーヘッド１４０の具体例を示す平面図である。図１０は，各ガス吐出孔１６１，１６２，１６３の配置例を示している。

【0103】

図１０は，ＮＨ_３ガスのガス吐出孔１６１の孔形状を変えることで，コンダクタンスを調整したものである。具体的にはすべてのガス吐出孔１６１にその孔径よりも大きな径の拡径部（拡径孔）１６１ａを形成し，その拡径部１６１ａの深さ（長さ）を調整することによって，コンダクタンスを調整する。例えばガス吐出孔１６１に拡径部１６１ａとしてのザグリ（ザグリ穴）を形成してそのザグリの深さによってコンダクタンスを調整することができる。このように，ＮＨ_３ガスのみのコンダクタンスを調整する場合には，ＮＨ_３ガスのガス吐出孔１６１のすべてに拡径部１６１ａを設けてその深さでコンダクタンスを調整する。これによれば，拡径部１６１ａの形状（例えばザグリを形成したときに形成されるテーパ面など）に影響を受けることなく，微少なコンダクタンスの調整も可能となる。

【0104】

図１０では，ウエハＷのセンタ領域上のガス吐出孔１６１のザグリ深さをＤとすると，ウエハＷのエッジ領域上のガス吐出孔１６１のザグリ深さをＤよりも大きいＤ′とする。これにより，ウエハＷのセンタ領域上よりもエッジ領域上のＮＨ_３ガス流量を多めに流すことができ，ウエハＷ上のガスの流れを調整することができる。特にガス吐出孔１６１のザグリ深さでコンダクタンスを調整することで，ガス流量の微少な調整も可能となる。

【0105】

ここで，図１０に示すようなシャワーヘッド１４０による効果を確認する実験を行った結果について図面を参照しながら説明する。図１１は，本実験結果をグラフに示した図である。

【0106】

ここでは，図３に示すチャンバ１０２において，ＮＨ_３ガスのガス吐出孔１６１のコンダクタンスを調整した図１０に示すシャワーヘッド１４０を適用した場合（白丸）と，ＮＨ_３ガスのガス吐出孔１６１のコンダクタンスを調整しないシャワーヘッド１４０（すべてのガス吐出孔に拡径部を設けず，その配置位置は図１０に示すものと同じもの）を適用した場合（黒四角）とにおいてそれぞれ，直径３００ｍｍのウエハＷ上にＴｉＳｉＮ膜を成膜し，ウエハＷの膜厚を測定した。このグラフの横軸にはウエハＷ上の位置をとり，縦軸にはウエハＷ上の各点のＴｉＳｉＮ膜の膜厚比をとっている。ここでの膜厚比は，ウエハＷの中心位置（横軸０の位置）の膜厚に対する比である。

【0107】

図１１の実験結果によれば，コンダクタンス調整ありの場合（白丸）には，コンダクタンス調整なしの場合（黒四角）に対して，ウエハＷ上のセンタ領域からエッジ領域にかけて膜厚比の均一性が大幅に改善されていることが分かる。

【0108】

このように，ＮＨ_３ガスのガス吐出孔１６１のコンダクタンスをセンタ側よりもエッジ側の方を大きくするように調整することで，ウエハＷの成膜処理の均一性を大幅に改善させることができる。

【0109】

なお，図１０では，ＮＨ_３ガスのガス吐出孔１６１のコンダクタンスを調整する場合を例に挙げて説明したが，これに限られるものではなく，図３に示す他のガス（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２，ＴｉＣｌ_４）のガス吐出孔１６２，１６３や，図４に示すガス吐出孔１６４，１６５のコンダクタンスを調整してもよい。

【0110】

また，上述したようなコンダクタンスを調整したガス吐出孔を備えたシャワーヘッド１４０と，リング状部材４００を設けた載置台１２０とを組み合わせて成膜装置を構成してもよい。これによりウエハＷの成膜処理の均一性をより一層改善させることができる。

【0111】

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0112】

例えば，上記実施形態では成膜装置１００を用いて，ＳＦＤ−ＴｉＳｉＮ膜の成膜処理を行う場合を例に挙げて説明したが，これに限られるものではない。例えばＣＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）−ＴｉＳｉＮ膜の成膜処理を行うようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0113】

本発明は，ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスとその他の処理ガスを用いて，半導体ウエハ，液晶基板，太陽電池基板などの基板上にＴｉＳｉＮ膜を成膜する装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0114】

１００ 成膜装置
１０２ チャンバ
１１０ 処理容器
１１２ 側壁
１１３ 搬出入口
１１４ 底壁
１１５ 開口部
１１６ 排気室
１１８ 天井壁
１２０ 載置台
１２２ サセプタ
１２５ 支柱
１２８ ヒータ
１３０ ヒータ電源
１４０ シャワーヘッド
１４１，１４２，１４３ ガス導入口
１４４ 上段ブロック体
１５０ 下段ブロック体
１５１，１５２，１５３，１５４，１５５ バッファ室
１６１，１６２，１６３，１６４，１６５ ガス吐出孔
１６１ａ 拡径部
２００ 処理ガス供給部
２００Ａ ＮＨ_３供給部
２００Ｂ ＳｉＨ_２Ｃｌ_２供給部
２００Ｃ ＴｉＣｌ_４供給部
２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ ガス供給ライン
２２０Ａ ＮＨ_３ガス供給源
２２０Ｂ ＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス供給源
２２０Ｃ ＴｉＣｌ_４供給源
２２２Ａ，２２２Ｂ レギュレータ
２２４Ａ，２２４Ｂ 圧力計（ＰＴ）
２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃ 第１開閉弁
２４０Ａ，２４０Ｂ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２４２Ｃ 気化器
２４４Ｃ マスフローメータ（ＭＦＭ）
２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ 第２開閉弁
２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ Ｎ_２ガス供給ライン
２６２Ａ，２６２Ｂ，２６２Ｃ Ｎ_２ガス供給源
２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃ 逆流防止弁
２６４Ａ，２６４Ｂ，２６４Ｃ パージガスライン
２６５Ａ，２６５Ｂ，２６５Ｃ キャリアガスライン
２６６Ａ，２６６Ｂ，２６６Ｃ 開閉弁
２６７Ａ，２６７Ｂ，２６７Ｃ 第１開閉弁
２６８Ａ，２６８Ｂ，２６８Ｃ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２６９Ａ，２６９Ｂ，２６９Ｃ 第２開閉弁
２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃ プリフローライン
２７２Ａ，２７２Ｂ，２７２Ｃ 開閉弁
２７４Ｂ，２７４Ｃ 開閉弁
２８０Ａ トラップライン
２８２Ａ 第１開閉弁
２８４Ａ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２８６Ａ 第２開閉弁
２８８Ａ 開閉弁
２９０Ｃ ダイバートライン
２９２Ｃ 開閉弁
３００ 排気部
３１０ 排気ライン
３２０ トラップ
３３０，３４０ 真空ポンプ
４００ リング状部材
４１０ 貫通孔
Ｇ ゲートバルブ
Ｗ ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】