特開 2024-166522 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166522

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20241122BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20241122BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20241122BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

C23C16/455

H01L21/31 C

H01L21/316 X

H01L21/318 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082673

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】門島 勝

(72)【発明者】

【氏名】大橋 直史

(72)【発明者】

【氏名】山本 薫

(72)【発明者】

【氏名】菊池 俊之

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

5F058

【Ｆターム（参考）】

4K030AA02

4K030EA03

5F045AA08

5F045AB31

5F045AB32

5F045AB33

5F045AC00

5F045AC02

5F045AC03

5F045AC05

5F045AC08

5F045AC09

5F045AC11

5F045AC12

5F045AC14

5F045AC15

5F045AC16

5F045AC17

5F045AD07

5F045AD08

5F045AD09

5F045AD10

5F045AE17

5F045AE19

5F045AE21

5F045AE23

5F045BB01

5F045BB19

5F045DP19

5F045DP28

5F045DQ05

5F045EB03

5F045EB10

5F045EE02

5F045EE04

5F045EE12

5F045EE14

5F045EE17

5F045EE19

5F045EF03

5F045EF09

5F045EG02

5F045EH12

5F045EK06

5F045EK27

5F045EK28

5F045EM09

5F045EM10

5F045EN05

5F045GB05

5F045GB06

5F058BA06

5F058BA09

5F058BC02

5F058BC03

5F058BC08

5F058BC09

5F058BF07

5F058BF24

5F058BF27

5F058BF29

5F058BF30

5F058BF36

5F058BF37

5F058BG01

5F058BG02

5F058BG03

5F058BG04

(57)【要約】

【課題】基板処理のばらつきを抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】（ａ）貯留部に第１処理ガスを貯留する工程と、（ｂ）前記（ａ）の後に、第１温度の前記貯留部内から前記第１処理ガスを基板に供給して、前記貯留部の温度を前記第１温度よりも低い第２温度にする工程と、（ｃ）前記（ｂ）の後に、前記第１処理ガスを供給した後の前記貯留部の温度を、前記第２温度と異なる第３温度にする工程と、が当該順に行われるサイクルを複数回行い、複数の前記サイクル間における前記第３温度を等しくする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）貯留部に第１処理ガスを貯留する工程と、
（ｂ）前記（ａ）の後に、第１温度の前記貯留部内から前記第１処理ガスを基板に供給して、前記貯留部の温度を前記第１温度よりも低い第２温度にする工程と、
（ｃ）前記（ｂ）の後に、前記第１処理ガスを供給した後の前記貯留部の温度を第３温度にする工程と、
が当該順に行われるサイクルを複数回行い、
複数の前記サイクル間における前記第３温度を所定の温度範囲内にする、基板処理方法。

【請求項2】

前記第３温度は、前記第２温度以上の温度である、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記第３温度は、前記第２温度より低い温度である、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記（ａ）は、前記（ｃ）において前記貯留部の温度が前記第３温度になった時点で開始する、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項5】

複数の前記サイクルは、前記第１温度が等しい２つ以上のサイクルの組を少なくとも１つ含む、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項6】

複数の前記サイクル間における前記第１温度が等しくなるように、前記サイクルを複数回行う、請求項５に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記（ａ）として、
（ａ１）前記第１処理ガスを前記貯留部に貯留する工程と、
（ａ２）前記（ａ１）の後に、前記貯留部の温度を前記第１温度にする工程と、
を行う、請求項６に記載の基板処理方法。

【請求項8】

前記（ａ）において、
（ａ３）前記（ａ２）の後、所定の時間が経過するまで、前記貯留部の温度を前記第１温度に保つ工程をさらに行う、請求項７に記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記（ａ）において、
（ａ４）前記貯留部内に貯留された前記第１処理ガスの温度を前記第１温度にする工程、
をさらに行う、請求項６～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項10】

前記サイクルは、
（ｄ）前記（ａ）の前に、前記第１処理ガスを予備加熱部に供給する工程をさらに有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項11】

前記（ｃ）において、前記貯留部の温度を前記第３温度にしてから所定時間が経過した後に前記（ａ）を開始する、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項12】

前記第１処理ガスは、前記基板が存在する空間内で自己分解反応を起こさないガスである、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項13】

前記第１処理ガスは、前記基板が存在する空間内で自己分解反応を起こすガスである、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項14】

前記（ｂ）において供給工程で前記貯留部から前記基板に供給される前記第１処理ガスの量は、前記（ａ）において貯留工程で前記貯留部に貯留される前記第１処理ガスの量の半分以上である、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項15】

前記サイクルは、
（ｅ）第２処理ガスを前記基板に供給する工程、
をさらに有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項16】

（ａ）貯留部に第１処理ガスを貯留する工程と、
（ｂ）前記（ａ）の後に、第１温度の前記貯留部内から前記第１処理ガスを基板に供給して、前記貯留部の温度を前記第１温度よりも低い第２温度にする工程と、
（ｃ）前記（ｂ）の後に、前記第１処理ガスを供給した後の前記貯留部の温度を第３温度にする工程と、
を当該順に行うサイクルを複数回行い、
前記サイクル間における前記第３温度を所定の温度範囲内にする、半導体装置の製造方法。

【請求項17】

基板を処理する処理室と、
第１処理ガスが貯留される貯留部と、
前記貯留部の温度を制御する温度調整部と、
前記貯留部への前記第１処理ガスの貯留と、前記貯留部から前記基板への前記第１処理ガスの供給と、を制御するガス制御部と、
（ａ）前記貯留部に第１処理ガスを貯留する処理と、（ｂ）前記（ａ）の後に、第１温度の前記貯留部内から前記第１処理ガスを基板に供給して、前記貯留部の温度を前記第１温度よりも低い第２温度にする処理と、（ｃ）前記（ｂ）の後に、前記第１処理ガスを供給した後の前記貯留部の温度を第３温度にする処理と、を当該順に行うサイクルを複数回行い、前記サイクル間における前記第３温度を所定の温度範囲内にする処理が行われるように、前記温度調整部及びガス制御部を制御することが可能なように構成される制御部と、
を有する基板処理装置。

【請求項18】

（ａ）貯留部に第１処理ガスを貯留する手順と、
（ｂ）前記（ａ）の後に、第１温度の前記貯留部内から前記第１処理ガスを基板に供給して、前記貯留部の温度を前記第１温度よりも低い第２温度にする手順と、
（ｃ）前記（ｂ）の後に、前記第１処理ガスを供給した後の前記貯留部の温度を第３温度にする手順と、
を当該順に行うサイクルを複数回行い、
前記サイクル間における前記第３温度を所定の温度範囲内にする手順を、
コンピュータにより基板処理装置に実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

処理ガスを貯留部に貯留する工程と、貯留部内に貯留された処理ガスを基板に供給する工程と、を所定の回数行って基板が処理されることがある（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１３６３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板処理のばらつきを抑制することが可能な技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様によれば、
（ａ）貯留部に第１処理ガスを貯留する工程と、
（ｂ）前記（ａ）の後に、第１温度の前記貯留部内から前記第１処理ガスを基板に供給して、前記貯留部の温度を前記第１温度よりも低い第２温度にする工程と、
（ｃ）前記（ｂ）の後に、前記第1処理ガスを供給した後の前記貯留部の温度を、前記第２温度と異なる第３温度にする工程と、
が当該順に行われるサイクルを複数回行い、
複数の前記サイクル間における前記第３温度を等しくする技術が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板処理のばらつきを抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分の縦断面図である。

【図2】図２は本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の第１処理ガス供給系の概略構成図である。

【図3】図３は図１に示す基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系の一例のブロック図である。

【図4】図４は図１に示す基板処理装置を用いた基板処理プロセスの一例のフローチャートである。

【図5】図５は図４に示す第１処理ガス供給工程の温調工程を有しない比較例におけるタンクの温度と時間の関係が示される図である。

【図6】図６は図４に示す第１処理ガス供給工程におけるタンクの温度と時間の関係が示される図である。

【図7】図７（ａ）は図４に示す貯留工程のサブ工程の第１例のフローチャートである。図７（ｂ）は図４に示す貯留工程のサブ工程の第２例のフローチャートである。図７（ｃ）は図４に示す貯留工程のサブ工程の第３例のフローチャートである。図７（ｄ）は図４に示す貯留工程のサブ工程の第４例のフローチャートである。

【図8】図８は図４に示す第１処理ガス供給工程のサブ工程の他例のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の一態様について、主に図１～図４を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間において、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、各要素が最初に登場した図面において当該要素の説明が行われ、以降の図面では特に必要がない限りその説明が省略される。明細書中に特段の断りが無い限り、各要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。

【0009】

（１）基板処理装置の構成

【0010】

本態様の基板処理装置は、縦型の処理炉２０２を備えている。処理炉２０２は、石英（ＳｉＯ_２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で構成された反応管２０３を備えている。反応管２０３の外側には、加熱装置としてのヒータ２０７が、反応管２０３と同心円状に設けられている。ヒータ２０７には、加熱用電源２５０が接続されている。反応管２０３の下方には、炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。反応管２０３下端部とシールキャップ２１９上面との間には、気密部材としてのＯリング２２０が配置されている。シールキャップ２１９は、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属から構成され、反応管２０３の下端開口を気密に閉塞可能なように構成されている。反応管２０３の内部は、基板としてのウエハ２００を収容する処理室２０１として構成されている。

【0011】

シールキャップ２１９上には、基板保持具としてのボート２１７を支持するボート支持台２１８が設けられている。ボート２１７は、ボート支持台２１８上に固定された底板と、その上方に配置された天板と、を有している。底板と天板との間には、複数本の支柱が架設されている。支柱には、複数のウエハ２００が、互いに所定の間隔をあけながら、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で、反応管２０３の管軸方向に多段に積載（装填）される。ボート支持台２１８、底板、天板、および支柱は、それぞれ、例えば上述の耐熱性材料により構成されている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の回転軸２６５は、シールキャップ２１９を貫通してボート支持台２１８に接続されている。回転機構２６７は、回転軸２６５を回転させることでボート２１７およびウエハ２００を回転させる。シールキャップ２１９は、ボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降される。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７およびウエハ２００を処理室２０１の内外へ搬送する搬送機構として構成されている。

【0012】

処理室２０１内には、ノズル４１０，４２０，４３０が、反応管２０３の下部側壁を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０，４３０には、ガス供給管３１０，３２０，３３０がそれぞれ接続されている。

【0013】

ガス供給管３１０，３２０には、ガス流の上流側から順に、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）３１２，３２２、バルブ３１４，３２４、タンク３１５，３２５およびバルブ３１３，３２３がそれぞれ設けられている。言い換えると、バルブ３１４，３２４はタンク３１５，３２５の一次側に設けられ、バルブ３１３，３２３はタンク３１５，３２５の二次側に設けられる。ＭＦＣ３１２，３２２は流量制御部ともいう。バルブ３１４，３２４は開閉弁であり、第１弁とも称す。タンク３１５，３２５は貯留部ともいう。バルブ３１３，３２３は開閉弁であり、第２弁とも称す。第１弁及び第２弁のうち一方又は両方は、貯留部への第１処理ガスの貯留と、貯留部から処理室２０１内のウエハ２００への第１処理ガスの供給と、を制御するガス制御部である、とみなすことができる。ガス供給管３１０，３２０には処理ガス供給部としての気化器３１７，３２７がそれぞれ接続される。ＭＦＣ３１２，３２２の下流側に予備加熱部としての熱交換器３１８，３２８が設けられている。なお、ＭＦＣ３１２，３２２の上流側に熱交換器３１８，３２８が設けられてもよい。

【0014】

ガス供給管３１０，３２０におけるＭＦＣ３１２，３２２とバルブ３１４，３２４との間には、ベントガス管６１０，６２０が接続されている。ベントガス管６１０，６２０は、後述する排気管２３１におけるＡＰＣバルブ２４３の下流側に接続されている。ベントガス管６１０，６２０には、バルブ６１２，６２２がそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０，３２０におけるバルブ３１３，３２３の下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管５１０，５２０がそれぞれ接続されている。ガス供給管５１０，５２０には、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ５１２，５２２およびバルブ５１３，５２３がそれぞれ設けられている。

【0015】

ガス供給管３１０，３２０の下流端は、ノズル４１０，４２０の上流端にそれぞれ接続されている。ノズル４１０，４２０は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、すなわち、ウエハ２００が積載される方向に沿って立ち上がるようにそれぞれ設けられている。ノズル４１０，４２０の側部（側面）には、それぞれ、ガス供給口４１１，４２１が複数設けられている。ガス供給口４１１，４２１は、それぞれ、複数のウエハ２００の各々に対応する位置に設けられている。

【0016】

タンク３１５，３２５は、通常の配管よりもガス容量の大きなガスタンク、或いは、螺旋配管等として構成されている。タンク３１５，３２５の上流側のバルブ３１４，３２４、および、下流側のバルブ３１３，３２３を開閉することにより、ガス供給管３１０，３２０から供給されるガスを、タンク３１５，３２５内のそれぞれに一時的に充填（貯留）することや、タンク３１５，３２５内のそれぞれに一時的に貯留されたガスを処理室２０１内へ供給することができる。タンク３１５，３２５と処理室２０１との間のコンダクタンスは、例えば、１．５×１０^－３ｍ^３／ｓ以上とするのが好ましい。反応管２０３の容積が１００Ｌ（リットル）の場合は、タンク３１５の容積を、例えば、１００ｃｃ以上３００ｃｃ以下の範囲内の所定の大きさとすることが好ましい。

【0017】

図２に示すように、タンク３１５，３２５には、温度調整部（加熱部）としてのタンク用ヒータ３１６，３２６および温度測定部としての熱電対３１９，３２９が設けられている。熱電対３１９，３２９により検出された温度情報に基づき、図示されない電源からのタンク用ヒータ３１６，３２６に対する供給電力が調整されている。これにより、タンク３１５，３２５の温度が所望の温度となるように制御される。言い換えると、タンク用ヒータ３１６，３２６の出力は、タンク３１５，３２５の温度に対してフィードバック制御されている。

【0018】

バルブ３１３，３２３，６１２，６２２が閉じられ、バルブ３１４，３２４が開かれると、ＭＦＣ３１２，３２２で流量調整されたガスが、タンク３１５，３２５内に一時的に貯留される。タンク３１５，３２５内に所定量のガスが貯留され、タンク３１５，３２５内の圧力が所定の圧力に到達した後、バルブ３１４，３２４が閉じられ、バルブ３１３，３２３が開かれる。そうすると、タンク３１５，３２５内のそれぞれに貯留された高圧のガスが、ガス供給管３１０，３２０、ノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内に一気に（短時間で）供給される。このとき、バルブ５１３，５２３が開かれると、ＭＦＣ５１２，５２２で流量調整された不活性ガスが、ガス供給管３１０，３２０、ノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内に供給される。

【0019】

また、バルブ３１４，３２４が閉じられ、バルブ６１２，６２２が開かれると、ＭＦＣ３１２，３２２で流量調整されたガスが、処理室２０１内に供給されることなくバイパスされ、ベントガス管６１０，６２０を介して排気管２３１へ排気される。また、バルブ３１３，３２３が閉じられ、バルブ５１３，５２３が開かれると、ＭＦＣ５１２，５２２で流量調整された不活性ガスが、それぞれ、ガス供給管３１０，３２０およびノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内に供給され、処理室２０１内がパージされる。

【0020】

ガス供給管３１０，３２０からは、第１処理ガスが、ＭＦＣ３１２，３２２、バルブ３１４，３２４、タンク３１５，３２５、バルブ３１３，３２３およびノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内にそれぞれ供給される。

【0021】

ガス供給管５１０，５２０からは、不活性ガスが、ＭＦＣ５１２，５２２、バルブ５１３，５２３、ガス供給管３１０，３２０、ノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内にそれぞれ供給される。

【0022】

主に、ガス供給管３１０，３２０、ＭＦＣ３１２，３２２、熱交換器３１８，３２８、バルブ３１４，３２４、タンク３１５，３２５およびバルブ３１３，３２３により、第１処理ガス供給系３０１，３０２が構成されている。第１処理ガス供給系３０１，３０２に気化器３１７，３２７やノズル４１０，４２０が含まれてもよい。また、主に、ガス供給管５１０，５２０、ＭＦＣ５１２，５２２およびバルブ５１３，５２３により、第１不活性ガス供給系５０１，５０２が構成されている。なお、第１処理ガス供給系として第１処理ガス供給系３０１，３０２の２つ設けられているが、何れか一方のみが設けられてもよい。

【0023】

ガス供給管３３０には、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ３３２およびバルブ３３３が設けられている。ガス供給管３３０のＭＦＣ３３２とバルブ３３３との間には、ベントガス管６３０が接続されている。ベントガス管６３０は、後述する排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の下流側に接続されている。ベントガス管６３０にはバルブ６３２が設けられている。ガス供給管３３０のバルブ３３３の下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管５３０が接続されている。ガス供給管５３０には、上流側から順に、ＭＦＣ５３２およびバルブ５３３が設けられている。

【0024】

ガス供給管３３０は、ノズル４３０に接続されている。ノズル４３０は、ガス分散空間であるバッファ室４３３内に設けられている。

【0025】

バッファ室４３３は、反応管２０３の内壁とバッファ室壁４３４とにより形成されている。バッファ室壁４３４は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円環状の空間に、反応管２０３内壁の下部より上部にわたる部分に、ウエハ２００の積載方向に沿って設けられている。バッファ室壁４３４のウエハ２００と隣接する壁には、ガスを供給するガス供給口４３５が設けられている。ガス供給口４３５は、反応管２０３の中心を向くように開口している。ガス供給口４３５は、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。バッファ室４３３内には、整合器２７１を介して高周波電源２７０から高周波電力が印加される一対の棒状電極が設けられている。

【0026】

ノズル４３０は、バッファ室４３３の一端側に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル４３０の側面には、ガスを供給するガス供給口４３１が設けられている。ガス供給口４３１はバッファ室４３３の中心を向くように開口している。ガス供給口４３１は、バッファ室４３３のガス供給口４３５と同様に、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。

【0027】

バルブ３３３が開かれると、ＭＦＣ３３２で流量調整されたガスが、ガス供給管３３０、ノズル４３０およびバッファ室４３３を介して処理室２０１内に供給される。このとき、バルブ５３３が開かれると、ＭＦＣ５３２で流量調整された不活性ガスが、ガス供給管３３０、ノズル４３０およびバッファ室４３３を介して処理室２０１内に供給される。また、バルブ３３３が閉じられ、バルブ６３２が開かれると、ＭＦＣ３３２で流量調整されたガスが、処理室２０１内に供給されることなくバイパスされ、ベントガス管６３０を介して排気管２３１に排気される。また、バルブ３３３が閉じられ、バルブ５３３が開かれると、ＭＦＣ５３２で流量調整された不活性ガスが、ガス供給管３３０、ノズル４３０およびバッファ室４３３を介して処理室２０１内に供給され、処理室２０１内がパージされる。

【0028】

ガス供給管３３０からは、第１処理ガスとは化学構造（分子構造）が異なる第２処理ガスが、ＭＦＣ３３２、バルブ３３３、ノズル４３０およびバッファ室４３３を介して処理室２０１内へ供給される。

【0029】

ガス供給管５３０からは、不活性ガスが、ＭＦＣ５３２、バルブ５３３、ガス供給管３３０、ノズル４３０、バッファ室４３３を介して処理室２０１内へ供給される。

【0030】

主に、ガス供給管３３０、ＭＦＣ３３２およびバルブ３３３により、第２処理ガス供給系３０３が構成されている。第２処理ガス供給系３０３にノズル４３０およびバッファ室４３３が含まれてもよい。また、主に、ガス供給管５３０、ＭＦＣ５３２およびバルブ５３３により、第２不活性ガス供給系５０３が構成されている。

【0031】

反応管２０３の下部には、排気口２３０が設けられている。排気口２３０には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流側から順に、圧力センサ２４５、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３、および、真空ポンプ２４６が設けられている。圧力センサ２４５は処理室２０１内の圧力を検出し、圧力検出部とも称される。ＡＰＣバルブ２４３は圧力調整部とも称される。真空ポンプ２４６は真空排気装置とも称される。ＡＰＣバルブ２４３は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができるように構成されている。さらに、ＡＰＣバルブ２４３は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６は排気系に含まれてもよい。

【0032】

反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づき、加熱用電源２５０からのヒータ２０７に対する供給電力が調整される。これにより、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように制御される。

【0033】

図３に示されるように、制御部としてのコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｅを介して、ＣＰＵ２８０ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２８０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２８２が接続されている。

【0034】

記憶装置２８０ｃは、フラッシュメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２８０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

【0035】

Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、ＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５３２、バルブ３１３，３１４，３２３，３２４，３３３，５１３，５２３，５３３，６１２，６２２，６３２、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、加熱用電源２５０、温度センサ２６３、高周波電源２７０、整合器２７１、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、タンク用ヒータ３１６，３２６、熱電対３１９，３２９等に接続されている。

【0036】

ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２８２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ２８０ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５３２による各種ガスの流量調整動作、バルブ３１３，３１４，３２３，３２４，３３３，５１３，５２３，５３３，６１２，６２２，６３２の開閉動作を制御するように構成されている。さらに、ＣＰＵ２８０ａは、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４３による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止を制御するように構成されている。さらに、ＣＰＵ２８０ａは、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整（加熱用電源２５０の出力調整）動作、高周波電源２７０の電力供給、整合器２７１によるインピーダンス調整動作を制御するように構成されている。さらに、ＣＰＵ２８０ａは、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、熱電対３１９，３２９に基づくタンク用ヒータ３１６，３２６等を制御するように構成されている。

【0037】

コントローラ２８０は、外部記憶装置２８１に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。外部記憶装置２８１は、例えば、ＨＤＤ等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ等を含む。記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８１単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置２８１を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。

【0038】

（２）基板処理工程
上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ウエハ２００上に膜を形成するプロセス例、すなわち、成膜処理のシーケンス例について、図４を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。

【0039】

本明細書において用いる「ウエハ」という用語は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面上に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において用いる「ウエハの表面」という言葉は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載する場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉が用いられる場合も、「ウエハ」という言葉を用いる場合と同義である。

【0040】

（基板搬入工程Ｓ１）
複数のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）され、反応管２０３の下端開口が開放される。その後、ウエハ２００を支持したボート２１７が、ボートエレベータ１１５によって持ち上げて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。図１に示されように、反応管２０３の下端は、Ｏリング２２０を介してシールキャップ２１９によりシールされる。

【0041】

（圧力・温度調整工程Ｓ２）
処理室２０１内が所望の圧力となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気される（圧力調整）。また、処理室２０１内が所望の温度となるように、ヒータ２０７によって加熱される（温度調整）。また、回転機構２６７によるウエハ２００の回転が開始される（回転）。これらの各種動作は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は、継続して行われる。

【0042】

（成膜処理工程Ｓ３）
その後、次の第１処理ガス供給工程Ｓ３１、パージガス供給工程Ｓ３２、第２処理ガス供給工程Ｓ３３およびパージガス供給工程Ｓ３４が順次実施されることで成膜工程が行われる。

【0043】

［第１処理ガス供給工程Ｓ３１］
＜貯留工程Ｓ３１１＞
バルブ３１３，３２３，６１２，６２２が閉じられた状態で、バルブ３１４，３２４が開かれ、ＭＦＣ３１２，３２２で流量調整された第１処理ガスが、タンク３１５，３２５内にそれぞれ充填（貯留）される。タンク３１５，３２５内には、タンク３１５，３２５内の圧力が例えば２００００Ｐａ以上の圧力となるように、第１処理ガスが充填される。タンク３１５，３２５内に充填される第１処理ガスの量は、例えば１００～２５０ｃｃとする。本明細書における「１００～２５０ｃｃ」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「１００～２５０ｃｃ」とは「１００ｃｃ以上２５０ｃｃ以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。タンク３１５，３２５内のそれぞれに、所定圧、所定量の第１処理ガスが充填されたら、バルブ３１４，３２４が閉じられる。これにより、第１処理ガスがタンク３１５，３２５に貯留される。

【0044】

＜供給工程Ｓ３１２＞
タンク３１５，３２５内に第１処理ガスが充填される間、処理室２０１内の圧力が例えば２０Ｐａ以下の所定の圧力となるように、処理室２０１内が排気される。タンク３１５，３２５内への第１処理ガスの充填および処理室２０１内の排気が完了した後、ＡＰＣバルブ２４３が閉じられて排気系が閉塞され、バルブ３１３，３２３が開かれる。これにより、タンク３１５，３２５内に貯留された高圧の第１処理ガスが、処理室２０１内へ一気に供給され得る。処理室２０１内の圧力は急激に上昇し、例えば８００～１２００Ｐａの範囲内の圧力へ到達する。その後、処理室２０１内に第１処理ガスを封じ込めた状態が維持され、第１処理ガスの雰囲気中にウエハ２００が所定時間暴露される（第１処理ガス供給）。このとき、バルブ５１３，５２３，５３３が開かれ、処理室２０１内へ不活性ガスが流され、ノズル４１０，４２０，４３０内への第１処理ガスの侵入が防止される。バルブ３１３，３２３が開かれてから所定の時間が経過した時点で、バルブ３１３，３２３は閉じられる。

【0045】

本明細書では、タンク３１５，３２５内に貯留された第１処理ガスを、処理室２０１に（もしくは処理室２０１内のウエハ２００に）供給する操作を「フラッシュ供給」と称する。また、タンク３１５，３２５に第１処理ガスを貯留する操作と、タンク３１５，３２５内に貯留された第１処理ガスを処理室２０１に供給する操作と、をまとめて「フラッシュ供給」と称してもよい。

【0046】

フラッシュ供給では、タンク３１５，３２５内に貯留される第１処理ガスの圧力を高くすることで、タンク３１５内と処理室２０１内との圧力差、および、タンク３２５内と処理室２０１内との圧力差を大きくすることができる。このようにすることで、ガス供給口４１１，４２１を介して処理室２０１内へ供給される第１処理ガスの流速が、それぞれ増加され得る。ガス供給口４１１，４２１を介して処理室２０１内へ供給される第１処理ガスの流速は、それぞれ、第１処理ガスがノズル４１０，４２０内で滞留することなく、ごく短時間でノズル４１０，４２０内を通過して、一度にウエハ２００上に拡散するような大きさとなる。その結果、第１処理ガスが、処理室２０１の全域に効率的に拡散され得る。

【0047】

タンク３１５内と処理室２０１内との圧力差、および、タンク３２５内と処理室２０１内との圧力差は、例えば、ガス供給口４２１から処理室２０１内へ供給される第１処理ガスの流速が、ガス供給口４１１から処理室２０１内へ供給される第１処理ガスの流速の０．８倍以上１．２倍以下の速度となるように設定される。

【0048】

なお、ヒータ２０７の温度は、例えば３５０～６５０℃の範囲内の温度とされる。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ、例えば３００～１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とされる。第１処理ガスを処理室２０１内に封じ込める時間は、例えば１～３０秒の範囲内の時間とされる。

【0049】

上述の条件下でウエハ２００に対して第１処理ガスが供給されることにより、ウエハ２００（表面の下地膜）上に、第１層が形成され得る。

【0050】

不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスや、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスが用いられ得る。不活性ガスとしては、これらのうち１以上を用いられ得る。この点は、後述する各工程においても同様である。

【0051】

なお、ＡＰＣバルブ２４３が開けられ、排気系が閉塞されていない状態でバルブ３１３，３２３が開かれるようにしてもよい。すなわち、処理室内２０１内の排気を継続したまま、フラッシュ供給が行われるようにしてもよい。このような場合、処理室２０１内の第１処理ガスの流速がさらに増加し、第１処理ガスが処理室２０１の全域に効率的に拡散されやすくなる。

【0052】

＜温調工程Ｓ３１３＞
供給工程Ｓ３１２後、タンク３１５，３２５の温度が調整される。例えば、温調工程Ｓ３１３は、バルブ３１３，３２３が閉じられて、タンク３１５，３２５内からの第１処理ガスの供給が終了した時点から、開始される。また例えば、温調工程Ｓ３１３は、バルブ３１４，３２４が開かれ、タンク３１５，３２５内への第１処理ガスの充填が開始された時点において、温調工程Ｓ３１３が終了される。言い換えると、温調工程Ｓ３１３は供給工程Ｓ３１２終了と同時に開始され、供給工程Ｓ３１２の開始と同時に終了する。温調工程Ｓ３１３では、例えば、温調装置としてのタンク用ヒータ３１６，３２６によってタンク３１５，３２５が加熱される。温調工程Ｓ３１３の詳細については後述する。

【0053】

［パージガス供給工程Ｓ３２］
ウエハ２００上に第１層が形成された後、バルブ３１３，３２３が閉じられる。そして、ＡＰＣバルブ２４３が開かれて排気系が開放され、処理室２０１内が真空排気される（残留ガス除去）。このときバルブ５１３，５２３，５３３が開かれ、ガス供給管５１０，５２０，５３０内に不活性ガスが流され、処理室２０１内がパージされる（パージ）。

【0054】

［第２処理ガス供給工程Ｓ３３］
パージガス供給工程Ｓ３２が終了した後、バルブ６３２が閉じられた状態でバルブ３３３が開かれ、ガス供給管３３０内に第２処理ガスが流される。第２処理ガスは、ＭＦＣ３３２により流量調整され、ガス供給口４３１からバッファ室４３３内へ供給される。このとき、上記一対の棒状電極間に高周波電力が印加されることで、バッファ室４３３内へ供給された第２処理ガスはプラズマ励起（プラズマ状態に励起）され、ガス供給口４３５から処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してプラズマで活性化された第２処理ガスが供給される。このとき、少なくともバルブ５１３，５２３が開かれ、処理室２０１内へ不活性ガスが流され、ノズル４１０，４２０内への第２処理ガスの侵入が防止される。

【0055】

処理室２０１内の圧力は、例えば１０～１００Ｐａの範囲内の圧力にされる。プラズマが用いられることで、処理室２０１内の圧力がこのような比較的低い圧力帯にされても、第２処理ガスは活性化され得る。処理室２０１内における第２処理ガスの分圧は、例えば６～１００Ｐａの範囲内の圧力にされる。第２処理ガスの供給流量は、例えば１０～１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。第２処理ガス供給時間は、例えば１～１２０秒の範囲内の時間にされる。一対の棒状電極間に印加する高周波電力は、例えば５０～１０００Ｗの範囲内の大きさにされる。他の処理条件は、第１処理ガス供給工程Ｓ３１における処理条件と同様にされる。

【0056】

上述の条件下でウエハ２００に対して第２処理ガスがプラズマ状態に励起されて供給されることにより、ウエハ２００の表面に形成された第１層に対して改質処理が行われ、第１層は第２層へ改質される。

【0057】

ここで、第２処理ガス供給工程Ｓ３３では、ウエハ２００に対して第２処理ガスをプラズマ状態に励起させずに供給することにより、第１層が第２層へ改質されるようにしてもよい。このような場合、整合器２７１や高周波電源２７０、棒状電極を設けないようにしてもよい。また、バッファ室壁４３４を設けないようにしてもよい。

【0058】

［パージガス供給工程Ｓ３４］
第１層が第２層へと改質された後、バルブ３３３が閉じられ、バッファ室４３３を介した処理室２０１内への第２処理ガスの供給が停止される。また、上記一対の棒状電極間への高周波電力の印加が停止される。そして、ＡＰＣバルブ２４３が開かれて排気系が開放され、処理室２０１内が真空排気される（残留ガス除去）。このときバルブ５１３，５２３，５３３が開かれ、ガス供給管５１０，５２０，５３０内に不活性ガスが流され、処理室２０１内がパージされる（パージ）。

【0059】

［所定回数実施］
第１処理ガス供給工程Ｓ３１、パージガス供給工程Ｓ３２、第２処理ガス供給工程Ｓ３３およびパージガス供給工程Ｓ３４をこの順番に従って非同時に、すなわち、同期させることなく行うことを１サイクルとする。このサイクルが所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）、すなわち、１回以上行われることにより、ウエハ２００上に、所望膜厚、所望組成の膜が形成され得る。上述のサイクルは、複数回繰り返されるのが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成される第２層の厚さが所望の膜厚よりも小さくされ、第２層が積層されて形成される膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルが複数回繰り返されることが好ましい。第１処理ガス由来の元素と、第２処理ガス由来の元素と、を含む膜が形成され得る。

【0060】

なお、貯留工程Ｓ３１１および温調工程Ｓ３１３は、パージガス供給工程Ｓ３２、第２処理ガス供給工程Ｓ３３およびパージガス供給工程Ｓ３４の何れかの工程が行われている間に行われるようにしてもよい。

【0061】

（大気圧復帰工程Ｓ４）
ウエハ２００上への成膜が終了した後、不活性ガスが処理室２０１内へ供給され排気管２３１から排気される。不活性ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（パージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。

【0062】

（基板搬出工程Ｓ５）
ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、反応管２０３の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態で反応管２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。処理済のウエハ２００は、反応管２０３の外部に搬出された後、ボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。

【0063】

第１処理ガス供給工程Ｓ３１の詳細について図５および図６を用いて説明する。以下では、タンク３１５について説明するが、タンク３２５も同様である。

【0064】

外部との熱のやり取りが無い条件において気体の体積が増加する（気体が膨張する）と、その気体の温度は低下する。また、外部との熱のやり取りが小さいとみなせる条件、すなわち断熱膨張に近い過程を経る気体についても、同様のことがいえる。本明細書では、これらの過程も含めて「気体の断熱膨張」や、「気体が断熱膨張する」と表現する。また、気体が断熱膨張する際、その気体の周囲に存在する部材などの温度も同時に低下することがある。本明細書では、気体が断熱膨張する際に、その気体の温度及びその気体の周囲の部材の温度の少なくとも一つが低下することを「断熱膨張による温度低下」と表現する。

【0065】

フラッシュ供給では、タンク３１５内に貯留された第１処理ガスが短時間の間に膨張することになり、この間において、第１処理ガスと外部との熱のやり取りは小さいとみなされ得る。すなわち、フラッシュ供給において、タンク３１５内に貯留されている第１処理ガスは、断熱膨張に近い過程で膨張しつつ処理室に供給されている。このため、フラッシュ供給の後、タンク３１５や処理室２０１内の第１処理ガスの温度と、タンク３１５を含む第１処理ガス供給系の温度と、は低下する。

【0066】

ここで、フラッシュ供給を含むサイクルが複数回行われる場合、サイクル間で第１処理ガスの断熱膨張による温度低下の大きさが上下する場合がある。これに伴い、サイクル間で、フラッシュ供給後のタンク３１５の温度（以下、第２温度と呼称する）や、各サイクルにおけるフラッシュ供給の開始時におけるタンク温度（以下、第１温度と呼称する）に、ばらつきが発生する場合がある。第１処理ガスの断熱膨張による温度低下の大きさが上下する要因としては、例えば、下記のうち１つ又は複数が、サイクル毎に変化することが挙げられる。
（ａ）タンク３１５と処理室２０１とを接続する経路の圧力及び／又は温度
（ｂ）処理室２０１内の圧力及び／又は温度
（ｃ）単位時間あたりに処理室２０１内から排気されるガスの量
（ｄ）排気管２３１内の圧力及び／又は温度

【0067】

ここで、供給工程Ｓ３１２の後であって次のサイクルの貯留工程Ｓ３１１の前に温調工程Ｓ３１３が設けられていないサイクルを複数回行う成膜処理Ｓ３を行う比較例における、サイクル間での第１温度および第２温度のばらつきについて、図５を用いて説明する。図５は第１温度が等しいサイクル（ｃｙｃｌｅ）Ｘ及びサイクルＹにおいて、第１温度および第２温度がばらつく例を示している。図５に示すグラフの縦軸はタンク３１５の温度（Ｔ）、横軸は時間（ｔｉｍｅ）である。サイクルＹおよびその次のサイクルＹ＋１のタンク温度を破線で示している。ここで、各サイクルは貯留工程Ｓ３１１と供給工程Ｓ３１２とで構成され、貯留工程Ｓ３１１の期間は各サイクルにおいて同じであり、供給工程Ｓ３１２の期間は各サイクルにおいて同じである。また、各サイクルでは、タンク３１５の温度が所定の温度Ｔ１に近づくように、タンク用ヒータ３１６の出力がタンク３１５の温度に対してフィードバック制御されている、とする。

【0068】

サイクルＸの供給工程Ｓ３１２では、第１処理ガスの断熱膨張よる温度低下によってタンク３１５の温度が低下する。供給工程Ｓ３１２の終了時のタンク３１５の温度である第２温度はＴ２ｘである。ここで、Ｔ２ｘ＜Ｔ１である。

【0069】

サイクルＸ＋１の貯留工程Ｓ３１１では、タンク用ヒータ３１６，３２６による加熱等よってタンク３１５の温度がＴ２ｘから上昇する。貯留工程Ｓ３１１の終了時（供給工程Ｓ３１２の開始時）のタンク３１５の温度である第１温度はＴ１ｘ＋１である。

【0070】

サイクルＹの供給工程Ｓ３１２では、第１処理ガスの断熱膨張よる温度低下によってタンク３１５の温度が低下する。サイクルＹの供給工程Ｓ３１２の終了時のタンク３１５の温度である第２温度はＴ２ｙである。ここで、Ｔ２ｙ＜Ｔ１、Ｔ２ｙ＜Ｔ２ｘである。第２温度のばらつきをΔＴ２とすると、ΔＴ２＝Ｔ２ｘ－Ｔ２ｙである。

【0071】

サイクルＹ＋１の貯留工程Ｓ３１１では、タンク用ヒータ３１６による加熱等よってタンク３１５の温度がＴ２ｙから上昇する。貯留工程Ｓ３１１の終了時（供給工程Ｓ３１２の開始時）のタンク３１５の温度である第１温度はＴ１ｙ＋１である。第１温度のばらつきをΔＴ１とすると、ΔＴ１＝Ｔ１ｘ＋１－Ｔ１ｙ＋１である。

【0072】

サイクルＸ＋１及びサイクルＹ＋１の貯留工程Ｓ３１１が十分長い時間行われる場合には、タンク用ヒータ３１６の出力のフィードバック制御により、Ｔ１ｘ＋１及びＴ１ｙ＋１がＴ１に近づく。これにより、Ｔ１ｘ＋１とＴ１ｙ＋１の差が小さくなるため、最終的にΔＴ１は０になる。

【0073】

しかし、半導体デバイスの微細化や複雑化に伴うステップカバレッジの改善や処理時間の短縮への要求が厳しくなるにつれて、第１温度や第２温度のばらつきが大きくなることが予想される。例えば、ウエハ２００の表面積増加に合わせて供給工程Ｓ３１２において供給される第１処理ガスの量を増加させて、ステップカバレッジを改善する場合を考える。このような場合、供給工程Ｓ３１２における断熱膨張によるタンク３１５の温度低下が大きくなり、これに伴ってΔＴ２も増大するため、貯留工程Ｓ３１１におけるタンク用ヒータ３１６の出力のフィードバック制御によってΔＴ１が十分に解消されないことが予想される。また、例えば、生産性向上のために、貯留工程Ｓ３１１に要する時間を短縮する場合を考える。このような場合、タンク用ヒータ３１６の出力のフィードバック制御などによってΔＴ１が十分に解消されないことが予想される。

【0074】

続いて、実施形態のように、供給工程Ｓ３１２の後であって次のサイクルの貯留工程Ｓ３１１の前に、温調工程Ｓ３１３が設けられているサイクルを複数回行う成膜処理Ｓ３における、サイクル間での第１温度および第２温度のばらつきについて、図６を用いて説明する。図６は第１温度が等しいサイクル（ｃｙｃｌｅ）Ｐ，Ｑにおいて、第２温度がばらつく例を示している。図６に示すグラフの縦軸はタンク３１５の温度（Ｔ）、横軸は時間（ｔｉｍｅ）である。サイクルＱおよびその次のサイクルＱ＋１の温度は破線で示されている。ここで、各サイクルは貯留工程Ｓ３１１と供給工程Ｓ３１２と温調工程Ｓ３１３とで構成されている。ここで、温調工程Ｓ３１３は、貯留工程Ｓ３１１の終了した時点から供給工程Ｓ３１２を開始する時点まで行われることになる。各サイクルの貯留工程Ｓ３１１及び供給工程Ｓ３１２の期間は同じとしている。

【0075】

サイクルＰの貯留工程Ｓ３１１では、タンク用ヒータ３１６による加熱等によってタンク３１５の温度が上昇する。貯留工程Ｓ３１１の終了時（供給工程Ｓ３１２の開始時）のタンク３１５の温度である第１温度はＴ１である。

【0076】

サイクルＰの供給工程Ｓ３１２では、第１処理ガスの断熱膨張よる温度低下によってタンク３１５の温度が低下する。供給工程Ｓ３１２の終了時のタンク３１５の温度である第２温度はＴ２ｐである。ここで、Ｔ２ｐ＜Ｔ１である。

【0077】

サイクルＰの温調工程Ｓ３１３では、例えば、タンク用ヒータ３１６でタンク３１５が加熱されることによってタンク３１５の温度が第２温度（Ｔ２ｐ）よりも高い第３温度（Ｔ３）にされる。

【0078】

タンク３１５，３２５の温度が第３温度になった後、サイクルＰ＋１の貯留工程Ｓ３１１が開始される。貯留工程Ｓ３１１では、タンク用ヒータ３１６による加熱等によってタンク３１５の温度がＴ３から上昇する。貯留工程Ｓ３１１の終了時（供給工程Ｓ３１２の開始時）のタンク３１５の温度である第１温度はＴ１ｐ＋１である。

【0079】

サイクルＱの貯留工程Ｓ３１１では、タンク用ヒータ３１６による加熱等によってタンク３１５の温度が上昇する。貯留工程Ｓ３１１の終了時（供給工程Ｓ３１２の開始時）のタンク３１５の温度である第１温度はＴ１である。

【0080】

サイクルＱの供給工程Ｓ３１２では、第１処理ガスの断熱膨張よる温度低下によってタンク３１５の温度が低下する。供給工程Ｓ３１２の終了時の温度である第２温度はＴ２ｑである。ここで、Ｔ２ｑ＜Ｔ１、Ｔ２ｑ＜Ｔ２ｐである。第２温度のばらつきをΔＴ２とすると、ΔＴ２＝Ｔ２ｐ－Ｔ２ｑである。

【0081】

サイクルＱの温調工程Ｓ３１３では、タンク用ヒータ３１６でタンク３１５を加熱することによってタンク３１５の温度を第２温度（Ｔ２ｑ）よりも高い第３温度（Ｔ３）にされる。この例において、サイクルＱとサイクルＰにおける第３温度は等しい温度である。

【0082】

タンク３１５の温度が第３温度になった後、サイクルＱ＋１の貯留工程Ｓ３１１が開始される。貯留工程Ｓ３１１では、タンク用ヒータ３１６による加熱等によってタンク３１５の温度がＴ３から上昇する。貯留工程Ｓ３１１の終了時（供給工程Ｓ３１２の開始時）のタンク３１５の温度である第１温度はＴ１ｑ＋１である。ここで、サイクルＱ＋１の温調工程Ｓ３１３の時間はサイクルＰ＋１の温調工程Ｓ３１３の時間と同じである。また、Ｔ１ｑ＋１＜Ｔ１ｐ＋１である。第１温度のばらつきをΔＴ１とすると、ΔＴ１＝Ｔ１ｐ＋１－Ｔ１ｑ＋１である。

【0083】

比較例では、サイクルＸ及びサイクルＹの供給工程Ｓ３１２の終了直後に、サイクルＸ＋１及びサイクルＹ＋１における貯留工程Ｓ３１１を開始している。そのため、サイクルＸ＋１及びサイクルＹ＋１における貯留工程Ｓ３１１は、タンク３１５の温度に差がある状態で開始されていた。これに対して、サイクルＰ及びサイクルＱの温調工程Ｓ３１３においてタンク３１５の温度を第３温度にした後に、サイクルＰ＋１及びサイクルＱ＋１の貯留工程Ｓ３１１を開始している。すなわち、サイクルＰ＋１とサイクルＱ＋１における貯留工程Ｓ３１１の開始時点でのタンク３１５の温度をＴ３にしている。従って、温調工程Ｓ３１３を行うことで、第１温度のばらつき（ΔＴ１）を短時間で小さくする、もしくは解消することができる。また、温調工程Ｓ３１３を行うことで、さらに第２温度のばらつき（ΔＴ２）が大きくなるような場合であっても、第１温度のばらつき（ΔＴ１）を小さくする、もしくは解消することができる。言い換えると、複数のサイクル間での第１温度を所定の温度範囲内にしてから、供給工程Ｓ３１２を開始することができる。ここでの所定の温度範囲とは、例えば、所定の最小温度以上かつ所定の最大温度以下の温度範囲である。例えば、所定の温度範囲は、所定の最小温度と所定の最大温度との差が５℃以内、好ましくは３℃以内、さらに好ましくは１℃以内になるように設定される。

【0084】

以上の説明では、各サイクルにおいて温調工程Ｓ３１３を行ってタンク３１５の温度を複数のサイクル間で等しい第３温度になったタイミングで、次のサイクルの貯留工程Ｓ３１１を開始するようにしている。しかし、本開示の内容はこれに限定されない。温調工程Ｓ３１３では、タンク３１５の温度は第３温度に保たれる必要はなく、タンク３１５の温度が少なくとも一時的に第３温度になればよい。言い換えると、各サイクルにおいて、タンク３１５の温度が第２温度から第３温度にされた後に、貯留工程Ｓ３１１が開始されるようにするとよい。例えば、各サイクルにおいて、タンク３１５の温度が第３温度以上の温度にされてから貯留工程Ｓ３１１が開始されてもよい。また、各サイクルにおいて、タンク３１５の温度が第３温度より低い温度にされてから貯留工程Ｓ３１１が開始されてもよい。このような場合においても、温調工程Ｓ３１３を行わない場合と比較して、サイクル間での貯留工程Ｓ３１１開始時におけるタンク３１５、３２５の温度のばらつきを低減できるため、同様の効果が得られる。

【0085】

また、温調工程Ｓ３１３において、複数のサイクル間における第３温度を所定の温度範囲内にしてもよい。例えば、所定の最小温度以上かつ所定の最大温度以下となるような温度範囲を所定の温度範囲として設定し、タンク３１５の温度が所定の温度範囲であるときに貯留工程Ｓ３１１が開始されてもよい。このような場合においても、温調工程Ｓ３１３を行わない場合と比較して、サイクル間での貯留工程Ｓ３１１開始時におけるタンク３１５、３２５の温度のばらつきを低減できるため、同様の効果が得られる。ここで、所定の最小温度と所定の最大温度との差を小さくするほど、貯留工程Ｓ３１１の開始時点におけるタンク３１５、３２５の温度をサイクル間で近しい値にすることができるため、サイクル間での第１温度のばらつきを小さくすることができる。例えば、所定の最小温度と所定の最大温度との差が１０℃以内になるように所定の温度範囲を設定することが好ましい。また、所定の最小温度と所定の最大温度との差が５℃以内になるように所定の温度範囲を設定することがさらに好ましい。また、所定の最小温度と所定の最大温度との差が３℃以内になるように所定の温度範囲を設定することがさらに好ましい。

【0086】

第３温度は第２温度以上の温度であってもよい。また、所定の最小温度が第２温度以上になるように所定の温度範囲を設定してもよい。サイクル毎に温度のばらつきが小さい第１処理ガスがウエハ２００に供給されるためには、断熱膨張によって低温になったタンク３１５はサイクル毎に加熱される必要がある。第３温度を、第２温度以上の温度とする場合、タンク３１５の温度が前のサイクルにおける供給工程Ｓ３１２と同様な温度まで上昇するために要する時間は短縮され得る。従って、処理時間の増加を抑制しつつ、サイクル毎に同様な温度の第１処理ガスをウエハ２００に供給しやすくなる。

【0087】

第３温度は第２温度より低い温度であってもよい。また、所定の最大温度が第２温度より低くなるように所定の温度範囲を設定してもよい。タンク用ヒータ３１６，３２６の出力が下げられる、または、０にされることによってタンク３１５，３２５が冷却される。従って、第３温度は第２温度よりも低くされ得る。このような場合でも、少なくとも第１温度のばらつきを低減することができる。

【0088】

貯留工程Ｓ３１１は、温調工程Ｓ３１３においてタンク３１５の温度が第３温度になった時点で開始されてもよい。これにより、第１処理ガスの貯留を開始する時点におけるタンク３１５の温度をサイクル間で一定にすることができるので、第１温度のばらつきをさらに低減することができる。

【0089】

温調工程Ｓ３１３において、タンク３１５の温度を第３温度にしてから所定時間が経過した後に貯留工程Ｓ３１１が開始されてもよい。これにより、各サイクルの供給工程Ｓ３１２の後におけるタンク３１５の温度のばらつきをさらに抑制することができる。従って、サイクル毎の処理のばらつきを抑制すことができる。

【0090】

例えば、温調工程Ｓ３１３においてタンク３１５の温度が第３温度になったタイミングで供給工程Ｓ３１２を開始する場合、熱電対３１９によってタンク３１５の温度が第３温度になったことが検出された時点で、供給工程Ｓ３１２を開始するようにしてもよい。また、例えば、所定の方法によって、温調工程Ｓ３１３が開始した時点からタンク３１５の温度が第３温度になるまでの時間（時間ｔ）を事前に求め、温調工程Ｓ３１３が開始した時点か時間ｔが経過した時点で、供給工程Ｓ３１２を開始するようにしてもよい。ここで、所定の方法は、例えば、基板処理工程の前及び基板処理工程を行っている間の少なくとも何れか一方において、基板処理装置の構成要素や、基板処理装置を用いて行われる評価の結果から得られるデータを基に、時間ｔを算出すること及び予測することの少なくとも何れか一方を行うことを含む。また、所定の方法は、例えば、コンピューターシミュレーションを含む数値計算の結果を基に、時間ｔを算出すること及び予測することの少なくとも何れか一方を行うことを含む。

【0091】

温調工程Ｓ３１３は供給工程Ｓ３１２の後、すなわち、貯留工程Ｓ３１１の前に行われている。貯留工程Ｓ３１１の後に比べて、貯留工程Ｓ３１１の前はタンク３１５内の第１処理ガスの熱容量が小さいため、温度変化に要する熱量が少ない。従って、貯留工程Ｓ３１１の後にタンク３１５の温度が調整される場合と比較して短時間で、タンク３１５，３２５の温度のばらつきによる影響を抑制することができる。

【0092】

ここで、第１処理ガスとして後述する原料ガスを用い、第２処理ガスとして原料ガスと反応する反応ガスを用いてもよい。また、第１処理ガスとして後述する反応ガスを用い、第２処理ガスとして原料ガスを用いてもよい。すなわち、第１処理ガス供給工程Ｓ３１においては、原料ガスがフラッシュ供給されてもよく、反応ガスがフラッシュ供給されてもよい。

【0093】

原料ガスとしては、例えば、金属元素含有ガスを用いることができる。金属元素含有ガスとしては、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、イットリウム（Ｙ）、ルテニウム（Ｒｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（Ｓｉ）等の元素を含むガスを用いることができる。また、金属元素含有ガスとしては、常温常圧において液体・又は固体である物質を気化させて得られるガスを用いてもよい。

【0094】

金属元素含有ガスとしては、例えば、六フッ化タングステン（ＷＦ_６）、六塩化タングステン（ＷＣｌ_６）、四フッ化チタン（ＴｉＦ_４）、四塩化チタン（ＴｉＣｌ_４）、五フッ化タンタル（ＴａＦ_５）、五塩化タンタル（ＴａＣｌ_５）、二フッ化コバルト（ＣｏＦ_２）、二塩化コバルト（ＣｏＣｌ_２）、三フッ化イットリウム（ＹＦ_３）、三塩化イットリウム（ＹＣｌ_３）、三フッ化ルテニウム（ＲｕＦ_３）、三塩化ルテニウム（ＲｕＣｌ_２）、ビスエチルシクロペンタジエニルルテニウム（Ｒｕ（ＥｔＣｐ）_２）、ビスシクロペンタジエニルルテニウム（Ｒｕ（Ｃｐ）_２）三フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ_３）、五フッ化モリブデン（ＭｏＦ_５）、五塩化モリブデン（ＭｏＣｌ_５）、二塩化二酸化モリブデン（ＭｏＯ_２Ｃｌ_２）、四塩化酸化モリブデン（ＭｏＯＣｌ_４）三フッ化ニオブ（ＮｂＦ_３）、三塩化ニオブ（ＮｂＣｌ_３）、二フッ化マンガン（ＭｎＦ_２）、二塩化マンガン（ＭｎＣｌ_２）、二フッ化ニッケル（ＮｉＦ_２）、二塩化ニッケル（ＮｉＣｌ_２）、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（Ｍｅ）Ｃｐ］_４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（Ｅｔ）_２］_４）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（Ｍｅ）_２］_４）、トリスジメチルアミノシクロペンタジエニルジルコニウム（（Ｃｐ）Ｚｒ［Ｎ（Ｍｅ）_２］_３）、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｍｅ）Ｅｔ］_４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｅｔ）_２］_４）、テトラキスジメチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｍｅ）_２］_４）、トリスジメチルアミノシクロペンタジエニルハフニウム（（Ｃｐ）Ｈｆ［Ｎ（Ｍｅ）_２］_３）等を少なくとも１つ含むガスを用いることが可能である。

【0095】

また、金属元素含有ガスとしてのＳｉ含有ガスとしては、例えば、クロロシラン系ガスとして、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）、ジクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_４Ｃｌ_２）、テトラクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_２Ｃｌ_４）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６）等を少なくとも１つ含むガスを用いることが可能である。また、金属元素含有ガスとしてのＳｉ含有ガスとしては、例えば、シラン系ガスとして、モノシラン（ＳｉＨ_４）、ジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）、トリシラン（Ｓｉ_３Ｈ_８）、テトラシラン（Ｓｉ_４Ｈ_１０）等を少なくとも一つを含むガスを挙げることができる。

【0096】

反応ガスとしては、例えば、還元ガス、窒化ガス、酸化ガスを用いることができる。ここで、例えば、第１処理ガス及び第２処理ガスのうち一方を金属元素含有ガスとして、もう一方を還元ガスとした場合、主に単体の金属元素から構成される導電性の金属膜をウエハ２００上に形成することができる。また、例えば、第１処理ガス及び第２処理ガスのうち一方を金属元素含有ガスとして、もう一方を酸化ガスとした場合には金属酸化膜をウエハ２００上に形成することができる。また、例えば、第１処理ガス及び第２処理ガスのうち、一方を金属元素含有ガスとして、もう一方を窒化ガスとした場合には金属窒化膜をウエハ２００上に形成することができる。

【0097】

還元ガスとしては、例えば、Ｈ_２ガス、重水素（Ｄ_２）ガス、ボラン（ＢＨ_３）ガス、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）ガス、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、アンモニア（ＮＨ_３）ガス、モノシラン（ＳｉＨ_４）ガス、ジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガス、トリシラン（Ｓｉ_３Ｈ_８）ガス、モノゲルマン（ＧｅＨ_４）ガス、ジゲルマン（Ｇｅ_２Ｈ_６）等を少なくとも１つ含むガスを用いることが可能である。また、反応ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ）含有ガスの酸化ガスを用いることができる。酸化ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ_２）、オゾン（Ｏ_３）、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、Ｈ_２及びＯ_２の混合ガス、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）、等を少なくとも１つ含むガスを用いることが可能である。窒化ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）ガス、ジアゼン（Ｎ_２Ｈ_２）ガス、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）ガス、Ｎ_３Ｈ_８ガス等の窒化水素系ガスが用いられ得る。反応ガスとしては、これらのうち１以上が用いられ得る。

【0098】

第１処理ガスとしては、例えば、ウエハ２００が存在する空間（処理室２０１）内で自己分解反応を起こさない原料ガス又は反応ガスが用いられてもよい。例えば、Ｈ_２などの、応ガスとしての還元ガスは、処理室２０１内で自己分解反応を起こさないガスとみなすことができる。自己分解反応を起こさないガスは、ウエハ２００表面に対する反応性が低い傾向がある。このようなガスが第１処理ガスとしてフラッシュ供給される場合、タンク３１５、３２５内に貯留される第１処理ガスの量を多くして（チャージ圧力を高くして）、供給工程Ｓ３１２における処理室２０１内の第１処理ガスの分圧を高くすることが好ましい。これにより、ウエハ表面と第１処理ガスとが十分に反応しやすくすることができるため、成膜レートを向上させることができる。ただし、チャージ圧力が大きくなると、第１処理ガスの断熱膨張によるタンク３１５の温度低下、及び、サイクル間における第１温度、第２温度のばらつきが大きくなりやすい。自己分解反応を起こさない処理ガスが比較的高いチャージ圧力でフラッシュ供給される場合においても、本開示の技術を用いることでサイクル間の処理のばらつきを低減することができる。

【0099】

例えば、第１処理ガスを金属元素含有ガスであり、第２処理ガスを還元ガスである、としてウエハ２００上に金属膜を形成する場合、処理室２０１の内部に導電性膜（金属膜）が付着することで、還元ガスのプラズマ励起する際に意図しない放電が発生しやすくなる。ここで、例えば、第１処理ガスは還元ガスであり、第２処理ガスは金属元素含有ガスである、としてウエハ２００上に金属膜を形成する場合を考える。この時、還元ガスをフラッシュ供給することで処理室２０１内における還元ガスの分圧を高くすることができるため、プラズマ励起を用いずに、還元ガスのウエハ２００表面に対する反応性を向上させることができる。

【0100】

第１処理ガスとしては、ウエハ２００が存在する空間（処理室２０１）内で自己分解反応を起こす原料ガス又は反応ガスが用いられてもよい。例えば、原料ガスとしてのＳｉ含有ガスであるＳｉＨ_２Ｃｌ_２、Ｓｉ_２Ｈ４Ｃｌ_２、Ｓｉ_２Ｈ_２Ｃｌ_４、Ｓｉ_２Ｃｌ_６は、処理室２０１内で自己分解反応を起こすガスとみなすことができる。このようなガスは、温度によって自己分解反応の起こりやすさが変化する。すなわち、サイクル間でのタンク３１５，３２５の温度のばらつきによってサイクル間で処理の結果にばらつきが生じやすくなる。このような場合であっても、サイクル間でのタンク３１５の温度のばらつきが低減するので、自己分解反応を起こす処理ガスの温度を安定化させることができる。従って、サイクル間の処理のばらつきを低減することができる。

【0101】

フラッシュ供給では、タンクに貯留される第１処理ガスの量と、ウエハ２００に供給される第１処理ガスの量と、が大きくなるほど、表面積が大きいウエハ２００に対しても十分な量の第１処理ガスを供給しやすくなるため、ステップカバレッジを改善しやすくなる。好ましくは、供給工程Ｓ３１２においてウエハ２００にタンク３１５から供給される第１処理ガスの量は、貯留工程Ｓ３１１においてタンク３１５に貯留される第１処理ガスの量の半分以上である。ただし、タンク３１５に貯留されている第１処理ガスの量に対して、タンク３１５から供給される第１処理ガスの量が多くなるほど、タンク３１５内の圧力変化や、サイクル間での第１温度や第２温度のばらつきが大きくなりやすい。本開示の技術は上述した効果によってこのような影響を抑制できるため、サイクル間の処理のばらつきを低減しつつ、ステップカバレッジよく膜を形成することができる。

【0102】

第１温度のばらつきが低減される他の態様について図７（ａ）から図７（ｄ）および図８を用いて説明する。

【0103】

好ましくは、複数のサイクルが、第１温度が等しい２つ以上のサイクルの組を少なくとも１つ含むように、上述した基板処理工程が行われる。これにより、サイクル間でウエハ２００に供給される第１処理ガスの温度のばらつきをさらに小さくすることができる。そのため、サイクル毎の処理のばらつきを抑制することができる。より好ましくは、上述した基板処理工程において、複数のサイクル間における第１温度が等しくなるように、サイクルが複数回行われる。これにより、さらにサイクル毎の処理のばらつきを抑制することができる。これらについて、幾つかの具体例を用いて説明する。

【0104】

（第１例）
図７（ａ）に示すように、貯留工程Ｓ３１１として、第１処理ガスをタンク３１５に貯留する貯留工程Ｓ３１１ａと、貯留工程Ｓ３１１ａの後に、タンク３１５の温度を第１温度にするタンク温調工程Ｓ３１１）と、が行われてもよい。言い換えると、各サイクルにおいて、貯留工程Ｓ３１１として、第１処理ガスをタンク３１５に貯留する貯留工程Ｓ３１１ａと、貯留工程Ｓ３１１ａの後に、タンク３１５の温度をサイクル間で等しい温度にするタンク温調工程Ｓ３１１ｂと、が行われた後に、供給工程Ｓ３１２が開始される。これにより、供給工程Ｓ３１２の後のタンク３１５の温度のばらつきによるサイクル間の処理のばらつきを、さらに抑制することができる。

【0105】

（第２例）
図７（ｂ）に示すように、貯留工程Ｓ３１１として、貯留工程Ｓ３１１ａとタンク温調工程Ｓ３１１ｂに加えて、所定の時間が経過するまでタンク３１５の温度を第１温度に保つ保温工程Ｓ３１１ｃが行われてもよい。これにより、タンク３１５とタンク３１５内に貯留された第１処理ガスとを熱平衡状態に近づけることができる。よって、各サイクルにおいてウエハ２００に供給される第１処理ガスの温度のばらつきをさらに小さくできる。

【0106】

（第３例）
図７（ｃ）に示すように、貯留工程Ｓ３１１として、貯留工程Ｓ３１１ａとタンク温調工程Ｓ３１１ｂに加えて、タンク３１５内に貯留された第１処理ガスの温度を第１温度にする熱平衡工程Ｓ３１１ｄが行われてもよい。熱平衡工程Ｓ３１１ｄでは、タンク３１５内に貯留された第１処理ガスとタンク３１５とが熱平衡状態にされる。これにより、サイクル間の処理のばらつきをさらに抑制できる。ここで、図７（ｂ）に示す保温工程Ｓ３１１ｃの処理を、タンク３１５内に貯留された第１処理ガスの温度が第１温度になるまで行う場合、保温工程Ｓ３１１ｃと熱平衡工程Ｓ３１１ｄとを並行して行っている、とみなしてもよい。

【0107】

（第４例）
図７（ｄ）に示すように、図７（ａ）に示すタンク３１５の温度を第１温度にするタンク温調工程Ｓ３１１ｂに代えて、第１処理ガスの温度を第１温度にするガス温調工程Ｓ３１１ｅが行われてもよい。例えば、所定の方法によってタンク３１５内に貯留された第１処理ガスの温度を第１温度にするようなタンク用ヒータ３１６の出力条件を事前に求める。そして、その出力条件でタンク用ヒータ３１６を制御することで、タンク３１５の温度を第１温度に制御せずに、タンク３１５内に貯留された第１処理ガスの温度を第１温度にしてもよい。ここで、所定の方法は、例えば、基板処理工程の前及び基板処理工程を行っている間の少なくとも何れか一方において、基板処理装置の構成要素や、基板処理装置を用いて行われる評価の結果から得られるデータを基に、タンク３１５内に貯留された第１処理ガスの温度を算出すること及び予測することの少なくとも何れか一方を行うことを含む。また、所定の方法は、例えば、コンピューターシミュレーションを含む数値計算の結果を基に、タンク３１５内に貯留された第１処理ガスの温度を算出すること及び予測することの少なくとも何れか一方を行うことを含む。これにより、サイクル間の処理のばらつきをさらに抑制できる。

【0108】

なお、貯留工程Ｓ３１１ａにおいてタンク３１５に第１処理ガスが貯留さている間に、タンク３１５内の第１処理ガスの温度が第１温度にされてもよい。このような場合、タンク温調工程Ｓ３１１ｂとガス温調工程Ｓ３１１ｅとを並行して行っている、とみなすことができる。

【0109】

図８に示すように、貯留工程Ｓ３１１の前に、第１処理ガスを熱交換器３１８に供給する予備加熱工程が行われてもよい。第１処理ガスを熱交換器３１８によって加熱してからタンク３１５に貯留されることで、各サイクルにおけるウエハに供給される第１処理ガスの温度のばらつきをさらに低減できる。また、例えば、タンク温調工程Ｓ３１１ｂやガス温調工程Ｓ３１１ｅのように、サイクル間でタンク３１５の温度やタンク３１５内に貯留された第１処理ガスの温度を揃える工程が行われる場合、これらの工程に要する時間を短縮することができる。

【0110】

以上、本開示の実施形態を具体的に説明したが、本開示は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【0111】

上述の態様では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。また、上述の態様では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。

【0112】

これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の態様と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0113】

上述の態様は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様の処理手順、処理条件と同様とすることができる。

【符号の説明】

【0114】

２０１・・・処理室
２８０・・・コントローラ（制御部）
３１３，３２３・・・バルブ（第２弁）
３１４，３２４・・・バルブ（第１弁）
３１５，３２５・・・タンク（貯留部）
３１６，３２６・・・タンク用ヒータ（加熱部）
Ｓ３１１・・・貯留工程
Ｓ３１２・・・供給工程
Ｓ３１３・・・温調工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】