JP2003347298A - 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及び基板処理装置

Info

Publication number
JP2003347298A
JP2003347298A JP2002372915A JP2002372915A JP2003347298A JP 2003347298 A JP2003347298 A JP 2003347298A JP 2002372915 A JP2002372915 A JP 2002372915A JP 2002372915 A JP2002372915 A JP 2002372915A JP 2003347298 A JP2003347298 A JP 2003347298A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
thin film
film layer
temperature
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002372915A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4090347B2 (ja
Inventor
Masayuki Asai
優幸 浅井
Kanako Kitayama
加奈子 北山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2002372915A priority Critical patent/JP4090347B2/ja
Priority to US10/372,245 priority patent/US6884738B2/en
Publication of JP2003347298A publication Critical patent/JP2003347298A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4090347B2 publication Critical patent/JP4090347B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02252—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by plasma treatment, e.g. plasma oxidation of the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/405—Oxides of refractory metals or yttrium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/452—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by activating reactive gas streams before their introduction into the reaction chamber, e.g. by ionisation or addition of reactive species
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/022—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being a laminate, i.e. composed of sublayers, e.g. stacks of alternating high-k metal oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02181—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing hafnium, e.g. HfO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パーティクルを発生させず生産性を低下させ
ることなく、基板上に形成する薄膜の平坦性を向上す
る。 【解決手段】 半導体装置の製造方法は、第１薄膜層形
成工程Ａと第２薄膜層形成工程Ｂとを含む。第１薄膜層
形成工程Ａは、基板温度を成膜温度まで昇温させる基板
昇温加熱の途中で、有機原料ガスを基板上に未反応のま
ま付着させる成膜原料供給を行なった後（２０２）、酸
素ラジカルを基板上に供給して第１の薄膜層を形成する
ＲＰＯ（リモートプラズマ酸化）処理を行なう（２０
３）。この第１薄膜層形成工程Ａでは、基板上への成膜
原料供給とＲＰＯ処理を複数回繰り返すとよい。第２薄
膜層形成工程Ｂは、基板温度を成膜温度まで昇温後、熱
ＣＶＤ法により基板上に原料ガスを供給して成膜処理し
た後（２０５）、ＲＰＯ処理して第１薄膜層上に第２の
薄膜層を所定膜厚だけ形成する（２０６）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に薄膜を形
成する半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程の１つに基板（シリコン
ウェハやガラスなどをベースとする微細な電気回路のパ
ターンが形成された被処理基板）の表面に所定の成膜処
理を行うＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）工程が
ある。これは、気密な反応室に基板を装填し、室内に設
けた加熱手段により基板を加熱し、原料ガスを基板上に
導入しながら化学反応を起こし、基板上に設けた微細な
電気回路のパターン上に薄膜を均一に形成するものであ
る。このような反応室では、薄膜は基板以外の構造物へ
も形成される。図１０に示すＣＶＤ装置では、反応室１
内にシャワーヘッド６とサセプタ２を設け、サセプタ２
上に基板４を載置している。原料ガスは、シャワーヘッ
ド６に接続された原料供給管５を通って反応室１内へ導
入され、シャワーヘッド６に設けた多数の孔８より基板
４上に供給される。基板４上に供給されたガスは、排気
管７を通って排気処理される。尚、基板４はサセプタ２
の下方に設けたヒータ３によって加熱される。
【０００３】このようなＣＶＤ装置として、成膜原料に
有機化学材料を使ってアモルファスＨｆＯ2膜やアモル
ファスＨｆシリケート膜を形成できるＭＯＣＶＤ（Meta
l Organic Chemical Vapor Deposition）法を用いたＣ
ＶＤ装置がある。
【０００４】成膜原料としては、Ｈｆ［ＯＣ（Ｃ
Ｈ3）3］4（以下、Ｈｆ−（ＯｔＢｕ）4と略す）、Ｈｆ
［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4（以下、Ｈｆ−（Ｍ
ＭＰ）4と略す）、但し、ＭＭＰ：１メトキシ−２−メ
チル−２−プロポキシＨｆ［Ｏ−Ｓｉ−（ＣＨ3）］
4（Ｈｆ−（ＯＳｉ）4と略す）などが使用されている。
【０００５】このなかで、例えばＨｆ−（ＯｔＢ
ｕ）4、Ｈｆ−（ＭＭＰ）4など、多くの有機材料は常温
常圧において液相である。このため、例えばＨｆ−（Ｍ
ＭＰ）4は加熱して蒸気圧により気体に変換して利用さ
れている。
【０００６】ところで、上記のようなＭＯＣＶＤ法を用
いて堆積される薄膜は、膜表面の平坦性が得られ難いと
いう問題がある。特に、薄膜の堆積速度を表面反応律速
で決める場合のＭＯＣＶＤ法においては、上記問題が顕
著になる。表面反応律速では、基板表面で薄膜が堆積を
開始するのに時間的な遅れが生じることがわかってい
る。この時間はインキュベーションタイムと呼ばれてい
る。このインキュベーションタイムの間に、基板上で島
状の堆積が行なわれるという核形成過程があり、この核
発生過程で凹凸が形成されて薄膜の平坦性が失われてし
まうと考えられている。
【０００７】図７に基板４上に形成される薄膜３１の凹
凸の概念を示す。薄膜表面３２の凸部３３は核形成過程
で形成されると推定される。凸部３３の最大値と凹部３
４の最小値との差分が凹凸の高さの差分Ｈを示し、この
差分Ｈを平坦性といい、差分が大きいと平坦性が悪く、
差分が小さいと平坦性に優れているという。
【０００８】図８にインキュベーションタイムに発生し
ていると推定される核発生（島形成）の概念図を示す。
成膜の下地は、シリコン基板４もしくはシリコン基板４
の表面に薄くＳｉＯ2膜を付けたもの、もしくはシリコ
ン基板４の表面に薄くＳｉ3Ｎ 4膜を付けたものである。
基板表面もしくは下地膜表面３０に核３５が形成され
る。この核３５が成長して薄膜となる。このとき核３５
には膜が付きやすいが、核３５の形成されていない基板
表面もしくは下地膜表面３０には膜が付きづらい。従っ
て、ＭＯＣＶＤ法で堆積される薄膜は、図７に示すよう
に、薄膜表面３２の平坦性が得られ難い。
【０００９】このような薄膜表面３２の平坦性は、最終
生産物である半導体デバイス製品の信頼性を低下させる
要因となり、デバイスサイズ縮小に伴って大きな問題と
なってきている。
【００１０】従来、ＣＶＤを用いた成膜技術の公知例と
して次のものが公開されている。
【００１１】（１）特開平９−８２６９６号公報（公知
例１） 公知例１は、低温（−５０〜＋５０℃）で酸素ラジカル
と有機シランガス（ＴＥＯＳ）とを同時に供給し、凝縮
ＣＶＤ法により酸化シリコン膜の凝集膜を形成する凝集
膜形成工程（第１ステップ）と、その後酸素ラジカルを
流したままで基板を高温に設定し（４００〜６００
℃）、凝集膜を酸素ラジカル雰囲気中で熱処理すること
により改質（Ｃ、Ｈ等の不純物を除去）する改質工程
（第２ステップ）と、を同一反応室内で複数回繰り返す
ことにより所望膜厚のシリコン酸化膜を形成する方法で
ある。第１ステップで、最終的に形成する膜よりも薄い
膜を形成し、第２ステップで凝集膜の改質を行なうこと
で、Ｃ、Ｈ等の不純物を均一に除去可能としている。
【００１２】（２）特開２００１−６８４８５号公報
（公知例２） 公知例２は、サファイア基板上に、単結晶ＺｎＯの成長
温度よりも低い温度（２００〜６００℃）で、Ｚｎビー
ムと酸素ラジカルビームとを同時照射して、低温成長Ｚ
ｎＯ層を成長させる工程（第１ステップ）と、低温成長
ＺｎＯの成長温度よりも高い温度（６００〜８００℃）
で、酸素ラジカルビームを照射しつつ低温成長ＺｎＯ層
を熱処理（平坦化処理）する工程（第２ステップ）と、
６００〜８００℃でＺｎビームと酸素ラジカルビームと
を同時照射して、低温成長ＺｎＯ層上に高温成長単結晶
ＺｎＯ層を成長させる工程（第３ステップ）とを有する
方法である。第１ステップで成長させた低温成長層を第
２ステップで平坦化処理し、第３ステップで高温成長単
結晶層を成長させることにより、結晶性を良好にしてい
る。
【００１３】（３）特開平６−４５３２２号公報（公知
例３） 公知例３は、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の表面の自然酸化膜を水
素アニールにより除去し、その後基板を大気に晒すこと
なくランプ加熱式の気相成長炉に搬送する。搬送後、ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ膜上に低温（７００℃）でＳｉＨ2Ｃｌ2ガ
スとＮＨ3ガスとを同時に供給して、第１の膜厚（５オ
ングストローム）を有する第１のＳｉＮ膜を形成（第１
ステップ）し、その後昇温し（７００→８００℃）、Ｓ
ｉＨ2Ｃｌ2ガスとＮＨ3ガスとを同時に供給して、第１
のＳｉＮ膜上に第１の膜厚より厚い第２の膜厚（１００
オングストローム）を有する第２のＳｉＮ膜を形成（第
２ステップ）するＳｉＮ膜の製造方法である。第１ステ
ップで低温成長させることにより、成長核の表面密度が
高くなり平坦性に優れた膜が得られ、第２ステップで所
望膜厚のＳｉＮ膜を形成できる。
【特許文献１】特開平９−８２６９６号公報(第２−９
頁、第１図)
【特許文献２】特開２００１−６８４８５号公報(第２
−４頁、第１図)
【特許文献３】特開平６−４５３２２号公報(第２−４
頁、第１図)
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公知例には次のような問題点があった。 （１）公知例１及び２では、第１ステップ（低温処理）
において、原料ガスやラジカルを同時に供給している。
しかし、酸素ラジカルは反応性が高いため、原料ガスと
酸素ラジカルとを同時に供給するとパーティクルが発生
する。 （２）公知例１〜３のように、低温の第１ステップ後
に、高温の第２ステップを含む成膜方法であると、低温
の第１ステップ後に基板を昇温させる必要があるため、
スループット（生産性）が低下する。なお、公知例１、
３は、第１層目も第２層目（以降）も、ＣＶＤ法により
形成しており、公知例２は、第１層目も第２層目もＭＢ
Ｅ法により形成している。
【００１５】本発明の課題は、パーティクルを発生させ
ることなく、薄膜の平坦性を向上させることが可能な半
導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することに
ある。また、本発明の課題は、生産性を低下させること
なく薄膜の平坦性を向上させることが可能な半導体装置
の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、基板温度
が熱ＣＶＤ法による成膜温度よりも低い状態で、原料ガ
スを基板上へ付着させた後、原料ガスとは異なる反応物
を基板上に供給することにより、第１の薄膜層を形成す
る第１薄膜層形成工程と、基板温度を成膜温度まで昇温
後、原料ガスを用いて熱ＣＶＤ法により第１薄膜層上に
第２の薄膜層を形成する第２薄膜層形成工程とを有し、
前記第１薄膜層形成工程と第２薄膜層形成工程とを同一
の反応室内で行い、前記第１薄膜層形成工程は、第２薄
膜層を形成するために原料ガスを供給する前であって、
基板温度を成膜温度まで昇温させる基板昇温の途中に行
うことを特徴とする半導体装置の製造方法である。第１
薄膜層形成工程では、基板温度が熱ＣＶＤ法による成膜
温度よりも低い状態で原料ガスを基板上に付着させるか
ら、該原料ガスを未反応のまま基板上に付着できる。そ
の後、原料ガスとは異なる反応物を供給することにより
強制的に膜が形成される成膜反応が起きるから、インキ
ュベーションタイムが発生せず、核発生過程を省略でき
る。従って、平坦性に優れた第１薄膜層を形成できる。
また第２薄膜層形成工程では、平坦性に優れた第１薄膜
層上に第２薄膜層を形成するので、平坦性を向上した薄
膜を形成できる。しかも、第２薄膜層を熱ＣＶＤ法によ
り形成するので、ＡＬＤ法により形成する場合に比べて
良好な膜質が得られる。また、第１薄膜層は成膜温度よ
りも低い温度に設定維持した状態で形成しても良いが、
成膜温度までの昇温中に形成することにより、生産性を
低下させないで、第１薄膜層ひいては第２薄膜層の平坦
性を向上できる。
【００１７】第２の発明は、第１の発明において、前記
第１薄膜層形成工程では、基板上への原料ガスの供給
と、反応物の供給と、を複数回繰り返すことを特徴とす
る半導体装置の製造方法である。原料ガスの供給と反応
物の供給とを複数回繰り返すことにより、原料ガスの供
給と反応物の供給を１回だけで行なった場合に、部分的
に膜が形成されない箇所が生じた場合でも、その箇所を
埋めることができ、平坦性をさらに向上できる。
【００１８】第３の発明は、第１の発明において、前記
第１薄膜層形成工程では、基板上への原料ガスの供給
と、反応物の供給と、の間に、非反応性ガスを供給する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。原料ガ
スの供給と反応物の供給との間に非反応性ガスを供給す
ると、基板上への原料ガスの吸着量が均一になる。ま
た、雰囲気中に原料ガスと反応物とが同時に存在しない
ようにすることができるから、パーティクルの発生を防
止できる。
【００１９】第４の発明は、第１の発明において、前記
第１薄膜層形成工程での基板温度は、２００℃以上、３
９０℃以下の範囲内であることを特徴とする半導体装置
の製造方法である。基板温度が３９０℃以下の状態で第
１薄膜層を形するから、原料ガスを流しても成膜レート
が発生せず、原料ガスを基板上に未反応のまま付着させ
ることができる。一方、基板温度が２００℃以上の状態
で第１薄膜層を形するから、基板との密着性のよい膜を
形成できる。
【００２０】第５の発明は、第１の発明において、前記
原料ガスは、有機原料ガスであることを特徴とする半導
体装置の製造方法である。特に膜表面の平坦性が得られ
にくい有機原料ガスを使用した場合に、平坦性が向上で
きるので、本発明のメリットが大きい。
【００２１】第６の発明は、第１の発明において、前記
原料ガスは、Ｈｆを含む原料を気化したガスであり、形
成する薄膜はＨｆを含む膜であることを特徴とする半導
体装置の製造方法である。ここで、Ｈｆを含む膜として
は具体的には、ＨｆＯ2、ＨｆＯＮ等のＨｆＯXＮ Y、Ｈ
ｆＳｉＯ等のＨｆＳｉＯx、ＨｆＳｉＯＮ、ＨｆＡｌＯ
等のＨｆ−Ａｌ−Ｏ X、またはＨｆＡｌＯＮ等が挙げら
れる。
【００２２】第７の発明は、第１の発明において、前記
原料ガスは、Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4を
気化して得られるガスであり、形成する薄膜はＨｆを含
む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法であ
る。
【００２３】第８の発明は、第１の発明において、前記
反応物は、酸素原子を含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法である。反応物は酸素原子を含むが、第１薄
膜層形成工程では、原料ガスを基板上へ付着させた後
に、反応物を基板上に供給する順序とすることにより、
この反応物によって基板が直接的に酸化されされてしま
う懸念はない。
【００２４】第９の発明は、第１の発明において、前記
反応物は、酸素原子を含むガスをプラズマにより活性化
して得られるガスを、含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法である。一実施例においては、反応物として
酸素ラジカルを用いることができる。尚、酸素ラジカル
を基板上に供給する場合としては、酸素含有ガスを反応
室外部で活性化して酸素ラジカルを生成してから基板上
に供給する場合だけでなく、酸素含有ガスを活性化せず
に反応室内に供給して、供給後に反応室内で熱等により
生成された酸素ラジカルが基板上に供給される場合も含
まれる。
【００２５】第１０の発明は、第１の発明において、前
記原料ガスと反応物とを、それぞれ同一の供給口より供
給することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
原料ガスと反応物とを同一の供給口より供給することに
より、該供給口の内部に付着した異物を、本方法によっ
て基板上に形成する膜と同一の膜でコーティングするこ
とができる。これにより、原料ガスまたは反応物のフロ
ーとともに該異物が基板上に至るのを防止できる。特
に、原料ガスや反応物をダウンフローで基板上に供給す
る場合には、処理中に、該異物が基板上に降り落ちてく
るのを確実に防止できる。また、反応室をクリーニング
ガスでクリーニングした場合に、供給口の内部に吸着し
ている副生成物等の異物やクリーニングガスを残すこと
なく確実に除去できるという効果も得られる。
【００２６】第１１の発明は、第１の発明において、前
記原料ガスと反応物とをそれぞれ別々の供給口より供給
すると共に、原料ガス用の供給口より基板に原料ガスを
供給する際は、反応物用の供給口に非反応性ガスを供給
し、反応物用の供給口より基板に反応物を供給する際
は、原料ガス用の供給口に非反応性ガスを供給すること
を特徴とする半導体装置の製造方法である。原料ガスと
反応物とを別々の供給口より供給するので、供給口の内
部にも形成される累積膜の形成を抑制できる。また、こ
れら原料ガスと反応物のうち一方が供給されているとき
に、他方の供給口から非反応性ガスを供給すると、各供
給口にて両者が接触することを回避できるから、各供給
口の内部への累積膜形成を更に抑制できる。
【００２７】第１２の発明は、第１の発明において、基
板に原料ガスを供給する際は、反応物は停止させること
なく反応室をバイパスするよう排気しておき、基板に反
応物を供給する際は、原料ガスは停止させることなく反
応室をバイパスするよう排気しておくことを特徴とする
半導体装置の製造方法である。反応物及び原料ガスの供
給をそれぞれ停止させずに、反応室をバイパスするよう
に流しておくと、流れを切換えるだけで、直ちに原料ガ
ス又は反応物を基板上に供給できる。したがって、スル
ープットを向上できる。
【００２８】第１３の発明は、第１の発明において、第
２薄膜層形成工程では、熱ＣＶＤ法により薄膜を形成す
る工程と、形成した薄膜に対して反応物を供給する工程
と、を複数回繰り返すことを特徴とする半導体装置の製
造方法である。熱ＣＶＤ法により薄膜を形成した後に、
その薄膜に対して反応物を供給することにより、１回の
繰り返し毎に当該薄膜中に混入した不純物を除去する等
の処理を行える。従って、これらの工程を繰り返すこと
により、単に通常のＣＶＤ法を行う場合に比べると、不
純物除去等の実効を向上でき、良質な膜を形成できる。
【００２９】第１４の発明は、第１の発明において、前
記第１薄膜層形成工程または／および第２薄膜層形成工
程は、基板を回転させながら行うことを特徴とする半導
体装置の製造方法である。第１薄膜層形成工程または／
および第２薄膜層形成工程を、基板を回転させながら行
うことにより、形成される膜の平坦性を向上できる。
【００３０】第１５の発明は、第１の発明において、第
１薄膜層形成工程の前に、基板上に水素ラジカルを供給
する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法である。第１薄膜層の形成前に基板上に水素ラジカル
を供給することにより、基板表面の清浄化処理、水素終
端処理が施される。これにより、基板と第１薄膜層との
結合力が高まり、密着性が向上する。
【００３１】第１６の発明は、基板温度が熱ＣＶＤ法に
よる成膜温度よりも低い状態で、原料ガスを基板上へ付
着させた後、原料ガスとは異なる反応物を基板上へ供給
することにより、第１の薄膜層を形成する第１薄膜層形
成工程と、基板温度を成膜温度まで昇温後、原料ガスを
用いて第１薄膜層上に第２の薄膜層を形成する第２薄膜
層形成工程とを有し、前記第２薄膜層形成工程は、熱Ｃ
ＶＤ法により薄膜を形成する工程と、形成した薄膜に対
して反応物を供給する工程と、を複数回繰り返すことを
特徴とする半導体装置の製造方法である。第１薄膜層形
成工程では、基板温度が成膜温度よりも低い状態で、未
反応のまま原料ガスを基板上に付着できる。その後、原
料ガスとは異なる反応物を供給することにより強制的に
膜が形成される成膜反応が起きるので、インキュベーシ
ョンタイムが発生せず、核発生過程を省略できる。従っ
て、平坦性に優れた第１薄膜層を形成できる。また第２
薄膜層形成工程では、平坦性に優れた第１薄膜層上に第
２薄膜層を形成するので、平坦性を向上した薄膜を形成
できる。また第２薄膜層形成工程では、熱ＣＶＤ法によ
り薄膜を形成した後に、その薄膜に対して反応物を供給
することにより、１回の繰り返し毎に当該薄膜中に混入
した不純物(例えば、Ｃ、Ｈ等)を除去する等の処理を行
える。従って、これらの工程を繰り返すことにより、単
に通常のＣＶＤ法を行う場合に比べると、不純物除去等
の実効を向上でき、良質な膜を形成できる。
【００３２】第１７の発明は、第１６の発明において、
前記第１薄膜層形成工程では、基板上への原料ガスの供
給と反応物の供給とを複数回繰り返すことを特徴とする
半導体装置の製造方法である。原料ガスの供給と反応物
の供給とを複数回繰り返すことにより、原料ガスの供給
と反応物の供給を１回だけで行なった場合に、部分的に
膜が形成されない箇所が生じた場合でも、その箇所を埋
めることができ、平坦性をさらに向上できる。
【００３３】第１８の発明は、基板温度が熱ＣＶＤ法に
よる成膜温度よりも低い状態で、原料ガスを基板上へ付
着させた後、酸素原子を含むガスをプラズマにより活性
化して得られる反応物を基板上へ供給することにより、
第１の薄膜層を形成する第１薄膜層形成工程と、基板温
度を成膜温度まで昇温後、原料ガスを用いて熱ＣＶＤ法
により第１薄膜層上に第２の薄膜層を形成する第２薄膜
層形成工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法である。第１薄膜層形成工程では、基板温度が成
膜温度よりも低い状態で、未反応のまま原料ガスを基板
上に付着できる。その後、反応物を供給することにより
強制的に膜が形成される成膜反応が起きるので、インキ
ュベーションタイムが発生せず、核発生過程を省略でき
る。従って、平坦性に優れた第１薄膜層を形成できる。
また第２薄膜層形成工程では、平坦性に優れた第１薄膜
層上に第２薄膜層を形成するので、平坦性を向上した薄
膜を形成できる。しかも、第２薄膜層を熱ＣＶＤ法によ
り形成するので、ＡＬＤ法により形成する場合に比べて
良好な膜質が得られる。また、反応物は、酸素原子を含
むガスをプラズマにより活性化して得られるものである
が、原料ガスを基板上へ付着させた後に、反応物を基板
上に供給する順序とすることにより、この反応物によっ
て基板が直接的に酸化されされてしまう懸念はない。
【００３４】第１９の発明は、原料ガスを基板上へ付着
させる工程と、酸素原子を含むガスをプラズマにより活
性化して得られる反応物を基板上へ供給することによ
り、膜を形成する工程と、をこの順で複数回繰り返すこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法である。原料ガス
を基板上に付着させた後、反応物を供給することにより
強制的に膜が形成される成膜反応が起きるので、インキ
ュベーションタイムが発生せず、核発生過程を省略でき
る。従って、平坦性に優れた膜を形成できる。また、反
応物は、酸素原子を含むガスをプラズマにより活性化し
て得られるものであるが、原料ガスを基板上へ付着させ
た後に、反応物を基板上に供給する順序とすることによ
り、反応物により基板が直接的に酸化されされてしまう
懸念はない。従って、上記各工程を複数回繰り返す場合
でも、誘電率の低い膜が形成されてしまうのを抑制でき
る効果が得られる。
【００３５】第２０の発明は、基板を処理する処理室
と、処理室内の基板を加熱するヒータと、原料ガスを供
給する原料ガス供給系と、原料ガスとは異なる反応物を
供給する反応物供給系と、処理室内を排気する排気口
と、基板温度が熱ＣＶＤ法による成膜温度よりも低い状
態の基板昇温中に原料ガスを基板上へ付着させるよう供
給した後、反応物を基板上に供給し、その後、基板温度
を成膜温度まで昇温した後、基板上に原料ガスを供給す
るよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする
基板処理装置である。
【００３６】第２１の発明は、基板温度が成膜温度より
も低い状態で、原料ガスを基板上に供給して未反応のま
ま付着させた後、酸素ラジカルを基板上に供給すること
により第１の薄膜層を形成する第１薄膜層形成工程と、
基板温度を成膜温度まで昇温後、基板上に原料ガスを供
給して熱ＣＶＤ法により第１薄膜層上に第２の薄膜層を
形成する第２薄膜層形成工程とを含むことを特徴とする
半導体装置の製造方法である。
【００３７】第２２の発明は、第２１の発明において、
第１薄膜層の形成は、第２薄膜層を形成するために原料
ガスを供給する前の、基板温度を成膜温度まで昇温させ
る基板昇温中に行うことを特徴とする半導体装置の製造
方法である。
【００３８】第２３の発明は、第２１又は第２２の発明
において、第１薄膜層形成工程では、基板上への原料ガ
スの供給と酸素ラジカルの供給を複数回繰り返すことを
特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００３９】第２４の発明は、第２１〜第２３の発明に
おいて、第１薄膜層形成工程では、基板上への原料ガス
の供給と酸素ラジカルの供給との間に非反応性ガスを供
給することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００４０】第２５の発明は、基板を処理する反応室
と、反応室内の基板を加熱するヒータと、反応室内に原
料ガスを供給する原料ガス供給口と、反応室内に酸素ラ
ジカルを供給するラジカル供給口と、ヒータにより基板
を加熱して、基板温度が成膜温度よりも低い状態で原料
ガスを反応室内の基板上に未反応のまま付着させるよう
に供給した後、酸素ラジカルを反応室内の基板上に供給
して第１薄膜層を形成し、その後基板温度を成膜温度ま
で昇温後、反応室内の基板上に原料ガスを供給して第２
薄膜層を形成するように制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とする基板処理装置である。
【００４１】原料ガスを未反応のまま基板に付着させた
後、酸素ラジカルを基板上に供給し、その後成膜温度ま
で昇温後、基板上に原料ガスを供給するよう制御する制
御手段を有することによって、前記第２１の発明の半導
体装置の製造方法を容易に実施できる。なお、さらに基
板昇温中に原料ガスを反応室内の基板上に未反応のまま
付着させるように供給した後、基板に対して酸素ラジカ
ルを供給するよう制御する制御手段を備えれば、第２２
の発明の半導体装置の製造方法を容易に実施できる。さ
らに、原料ガスの供給と酸素ラジカルの供給を複数回繰
り返すよう制御する制御手段を備えれば、第２３の発明
の半導体装置の製造方法を容易に実施できる。さらに、
非反応性ガスを供給する非反応性ガス供給手段と、原料
ガスの供給と酸素ラジカルの供給との間に非反応性ガス
を供給するよう制御する制御手段とを備えれば、第２４
の発明の半導体装置の製造方法を容易に実施できる。
【００４２】第２６の発明は、第２１〜第２５の発明に
おいて、第１薄膜層の形成前に基板上に水素ラジカルを
供給するようにしたことを特徴とする半導体装置の製造
方法又は基板処理装置である。
【００４３】第２７の発明は、第２１〜第２５の発明に
おいて、原料ガスは有機原料ガスであることを特徴とす
る半導体装置の製造方法、又は基板処理装置である。
【００４４】第２８の発明は、第２１〜第２５の発明に
おいて、原料ガスはＨｆ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣ
Ｈ3］4を気化したガスであり、形成する薄膜はＨｆＯ2
膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法、又は
基板処理装置である。なお、有機原料を用いてＣＶＤ法
により成膜を行なう場合、通常酸素含有ガスも一緒に供
給するが、Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4を用
いる場合、酸素含有ガスは一緒に供給しない方がＣ、Ｈ
等の特定元素（不純物）混入量を少なくできる。
【００４５】第２９の発明は、第２８の発明において、
第１薄膜層の形成工程での基板温度は２００℃以上３９
０℃以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法
又は基板処理装置である。
【００４６】第３０の発明は、第２１〜第２５の発明に
おいて、第２薄膜層の形成は、薄膜を形成する成膜工程
と、形成した薄膜に対して酸素ラジカルを供給する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法又は
基板処理装置である。薄膜層を形成する成膜工程に加え
て、薄膜に対して酸素ラジカルを供給する工程を有し、
この工程により特定元素（Ｃ、Ｈ等の不純物等）を除去
するようにしているので、第２薄膜層の形成工程におい
て形成した膜中のＣ、Ｈ等の不純物等の特定元素を有効
に除去できる。
【００４７】第３１の発明は、第２１〜第２５の発明に
おいて、第２薄膜層の形成工程は、薄膜を形成する成膜
工程と、形成した薄膜に対して酸素ラジカルを供給する
工程とを有し、これらの工程を複数回繰り返すことによ
り所望の膜厚を有する薄膜層を形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法又は基板処理装置である。第２
薄膜層の形成工程では、成膜工程と酸素ラジカルを供給
する工程とを複数回繰り返すので、所定の膜厚を有する
薄膜層を形成できると共に、第２薄膜層の形成工程にお
いて形成した膜中の特定元素（Ｃ、Ｈ等の不純物）の除
去量を増加することができる。
【００４８】第３２の発明において、第２１〜第２５の
発明において、少なくとも第１薄膜層の形成工程は、基
板を回転させながら行なうことを特徴とする半導体装置
の製造方法又は基板処理装置である。少なくとも第１薄
膜層の形成工程は、基板を回転させながら行なうと、基
板を面内にわたり均一に処理できるので、第１薄膜層の
平坦性、さらにはその上に形成される第２薄膜層の平坦
性が向上する。
【００４９】第３３の発明は、第２１〜第２５の発明に
おいて、第１薄膜層の形成工程および第２薄膜層の形成
工程は、共に基板を回転させながら行うことを特徴とす
る半導体装置の製造方法又は基板処理装置である。
【００５０】第３４の発明は、第２１〜第２５の発明に
おいて、原料ガスと酸素ラジカルはそれぞれ別々の供給
口より供給することを特徴とする半導体装置の製造方法
又は基板処理装置である。
【００５１】第３５の発明は、第２４の発明において、
基板上に原料ガスを供給する際は酸素ラジカル用の供給
口より非反応性ガスを供給し、基板上に酸素ラジカルを
供給する際は原料ガス用の供給口より非反応性ガスを供
給することを特徴とする半導体装置の製造方法又は基板
処理装置である。
【００５２】第３６の発明は、第２４の発明において、
基板に原料ガスを供給する際は、酸素ラジカルは停止さ
せずに反応室をバイパスするよう流しておき、基板に酸
素ラジカルを供給する際は、原料ガスは停止させずに反
応室をバイパスするよう流しておくことを特徴とする半
導体装置の製造方法又は基板処理装置である。
【００５３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。本実施の形態では、ＭＯＣＶＤ法によりアモルフ
ァス状態のＨｆＯ2膜（以下、単にＨｆＯ2膜と略す）を
形成する場合について説明する。
【００５４】〔第１の実施の形態〕図９は実施の形態に
係る基板処理装置である枚葉式ＣＶＤ装置の一例を示す
概略図である。従来の反応室１（図１０）に対して、ラ
ジカル発生ユニット１１、基板回転ユニット１２、不活
性ガス供給ユニット１０、バイパス管１４を主に追加し
てある。
【００５５】図に示すように、反応室１内に、上部開口
がサセプタ２によって覆われた中空のヒータユニット１
８が設けられる。ヒータユニット１８の内部にはヒータ
３が設けられ、ヒータ３によってサセプタ２上に載置さ
れる基板４を所定温度に加熱するようになっている。サ
セプタ２上に載置される基板４は、例えば半導体シリコ
ンウェハ、ガラス基板等である。
【００５６】反応室１外に基板回転ユニット１２が設け
られ、基板回転ユニット１２によって反応室１内のヒー
タユニット１８を回転して、サセプタ２上の基板４を回
転できるようになっている。基板４を回転させるのは、
後述する成膜原料供給ユニット９から導入する原料ガス
や、不活性ガス供給ユニット１０より導入する不活性ガ
スや、ラジカル発生ユニット１１から導入するラジカル
が基板４の面内に均一に行き届くようにするためであ
る。これにより後述する第１薄膜層形成工程では、原料
ガスを基板４の面内に未反応のまま均一に付着させるこ
とができ、また基板４の面内に均一に付着した原料ガス
に対して、均一に該原料ガスとは異なる反応物である酸
素ラジカルを供給することができ、基板４の面内にわた
り、均一な反応を生じさせることができる。従って、基
板面内にわたり均一な第１薄膜層を形成できる。また後
述する第２薄膜層形成工程では、基板面内にわたり均一
に第２薄膜層を形成することができ、また、形成された
膜中の特定元素であるＣ、Ｈ等の不純物を基板面内にお
いて素早く均一に除去することができる。
【００５７】また、反応室１内のサセプタ２の上方に多
数の孔８を有するシャワーヘッド６が設けられる。シャ
ワーヘッド６は、仕切板１５によって成膜シャワーヘッ
ド部６ａ、ラジカルシャワーヘッド部６ｂとに分割さ
れ、分割されたシャワーヘッド部６ａ、６ｂから、ガス
を別々にシャワー状に噴出できるようになっている。
【００５８】反応室１外に、原料ガスを供給する成膜原
料供給ユニット９と、非反応性ガスとしての不活性ガス
を供給する不活性ガス供給ユニット１０とが設けられ
る。成膜原料供給ユニット９は、成膜原料としてのＭＯ
(Metal Organic)等の有機液体原料を供給する液体原料
供給ユニット９１と、成膜原料の液体供給量を制御する
流量制御手段としての液体流量制御装置９２と、成膜原
料を気化する気化器９３とを有する。成膜原料としては
Ｈｆ−（ＭＭＰ）4などの有機材料を用いる。不活性ガ
ス供給ユニット１０は、非反応性ガスとしての不活性ガ
スを供給する不活性ガス供給源１０１と、不活性ガスの
供給量を制御する流量制御手段としてのマスフローコン
トローラ１０２とを有する。不活性ガスとしてはＡｒ、
Ｈｅ、Ｎ2などを用いる。成膜原料供給ユニット９に設
けられた原料ガス供給管５ｂと、不活性ガス供給ユニッ
ト１０に設けられた不活性ガス供給管５ａとは一本化さ
れて、成膜シャワーヘッド部６ａに接続される原料供給
管５に連通される。尚、成膜原料供給ユニット９、原料
ガス供給管５ｂ、原料供給管、及びバルブ等を含んで本
発明の原料ガス供給系が構成されている。
【００５９】原料供給管５は、基板４上にＨｆＯ2膜を
形成する第１薄膜層形成工程及び第２薄膜層形成工程
で、シャワーヘッド６の成膜シャワーヘッド部６ａに原
料ガスと不活性ガスとの混合ガスを供給するようになっ
ている。原料ガス供給管５ｂ、不活性ガス供給管５ａに
はそれぞれバルブ２１、２０を設け、これらのバルブ２
１、２０を開閉することにより、原料ガスと不活性ガス
との混合ガスの供給を制御することが可能となってい
る。
【００６０】また、反応室１外に、ラジカルを発生させ
るラジカル発生ユニット１１が設けられる。ラジカル発
生ユニット１１は、例えばリモートプラズマユニットに
より構成される。ラジカル発生ユニット１１の上流側に
は、ガス供給管４０を介してアルゴン(Ａｒ)を供給する
アルゴン供給ユニット５０、酸素(Ｏ2)を供給する酸素
供給ユニット６０、及びフッ化塩素(ＣｌＦ3)を供給す
るＣｌＦ3供給ユニット７０が接続されている。これら
ユニット５０,６０,７０は、それぞれのガス供給源５
１,６１,７１と、該ガスの供給量を制御する流量制御手
段としてのマスフローコントローラ５２,６２,７２と、
該ガスのガス供給管４０への流れをON／OFFするバルブ
５３,６３,７３とを有してなる。制御装置２５が、各バ
ルブ５３,６３,７３の開閉制御を行うことにより、プラ
ズマ生成用のガスであるアルゴン(Ａｒ)、第１薄膜層形
成工程での膜形成時と第２薄膜層形成工程での不純物除
去時とに使用する酸素Ｏ2、及び基板以外の構造物に形
成される累積膜を除去するクリーニング工程で使用する
ＣｌＦ3をラジカル発生ユニット１１に対し選択的に供
給できるようになっている。これらのガス供給ユニット
５０,６０,７０から供給されたガスは、ラジカル発生ユ
ニット１１にて、例えばプラズマにより活性化され、反
応物としてのラジカルが生成される。
【００６１】ラジカル発生ユニット１１の下流側には、
ラジカルシャワーヘッド部６ｂに接続されるラジカル供
給管１３が設けられ、第１薄膜層形成工程、第２薄膜層
形成工程、又はクリーニング工程で、シャワーヘッド６
のラジカルシャワーヘッド部６ｂに反応物としての酸素
ラジカル又はフッ化塩素ラジカルを供給するようになっ
ている。また、ラジカル供給管１３にはバルブ２４を設
け、バルブ２４を開閉することにより、ラジカルの供給
を制御することが可能となっている。尚、アルゴン供給
ユニット５０、酸素供給ユニット６０、ガス供給管４
０、ラジカル発生ユニット１１、ラジカル供給管１３、
及びバルブ２４等を含んで本発明の反応物供給系が構成
されている。
【００６２】ラジカル発生ユニット１１は、第１薄膜層
形成工程、第２薄膜層形成工程、及びクリーニング工程
で、生成したラジカルを反応室１内に供給する。第１薄
膜層形成工程と第２薄膜層形成工程とで用いる反応物と
してのラジカルは、原料としてＨｆ−（ＭＭＰ）4など
の有機材料を用いる場合は、例えば酸素ラジカルが良
い。これは第１薄膜層形成工程にあっては、未反応のま
ま原料ガスを付着させた基板４上に、酸素ラジカルを供
給することにより強制的に膜を形成する成膜反応を用い
るためである。また、第２薄膜層形成工程にあっては、
ＨｆＯ2膜形成直後にＣやＨなどの不純物除去処理を効
率的に実施できるからである。また、基板以外の構造物
へも形成される累積膜を除去するクリーニング工程で用
いるラジカルはＣｌＦ3ラジカルが良い。
【００６３】反応室１に設けた原料供給管５、ラジカル
供給管１３等を含む成膜シャワーヘッド部６ａとラジカ
ルシャワーヘッド部６ｂとで、基板４に供給する原料ガ
スと、基板４に供給するラジカルをそれぞれ供給する別
々の供給口が構成される。成膜シャワーヘッド部６ａを
含むものが原料ガス供給口であり、ラジカルシャワーヘ
ッド部６ｂを含むものがラジカル供給口である。但し、
本発明の一つの変形例においては、仕切板１５を省略す
ることもできる。その場合は、Ｈｆ−（ＭＭＰ）4等の
原料ガスと、酸素ラジカル等の反応物とが、それぞれ同
一の供給口から供給されることになる。この場合の供給
口とは、シャワーヘッド６全体を含むものを指す。即ち
この場合は、同一のシャワーヘッド６において上記原料
ガス供給口とラジカル供給口とを共有する。これによ
り、仕切板１５を省いた分、装置の構成を簡素にできる
と共に、原料ガス及び反応物がそれぞれ、シャワーヘッ
ド６全体における全ての孔８から噴出するようになるの
で、これらを基板４の面内に一層均一に供給できる。
【００６４】反応室１に反応室内を排気する排気口７ａ
が設けられ、その排気口７ａは図示しない除害装置に連
通する排気管７に接続されている。排気管７には、ガス
原料を回収するための原料回収トラップ１６が設置され
る。この原料回収トラップ１６は、第１薄膜層形成工
程、第２薄膜層形成工程、及びクリーニング工程に共用
で用いられる。前記排気口７ａ及び排気管７で排気系を
構成する。
【００６５】また、原料ガス供給管５ｂ及びラジカル供
給管１３には、排気管７に設けた原料回収トラップ１６
に接続される原料ガスバイパス管１４ａ及びラジカルバ
イパス管１４ｂ（これらを単に、バイパス管１４とい
う）がそれぞれ設けられる。原料ガスバイパス管１４ａ
及びラジカルバイパス管１４ｂに、それぞれバルブ２
２、２３を設ける。これらにより、反応室１内の基板４
上に原料ガスを供給する際は、ラジカルの供給は停止さ
せずに反応室１をバイパスするようラジカルバイパス管
１４ｂ、原料回収トラップ１６を介して排気しておく。
また、反応室１内の基板４上にラジカルを供給する際
は、原料ガスの供給は停止させずに反応室１をバイパス
するよう原料ガスバイパス管１４ａ、原料回収トラップ
１６を介して排気しておく。すなわち、少なくとも基板
処理中は、成膜原料供給ユニット９からの原料ガスの供
給と、ラジカル発生ユニット１１からのラジカルの供給
は、停止させることはなく、いずれも常に流し続けるこ
ととなる。
【００６６】そして前記バルブ２０〜２４の開閉等を制
御する制御装置２５が設けられる。制御装置２５は、基
板４を加熱して基板温度を成膜温度まで所定速度で昇温
させ、昇温後成膜温度を維持するようにヒータを制御す
る。また、第１薄膜層形成工程にあっては、基板温度が
成膜温度よりも低い状態で（例えば基板昇温中に）、成
膜シャワーヘッド部６ａから原料ガスを基板４上へ未反
応のまま付着させるように供給した後、ラジカルシャワ
ーヘッド部６ｂから酸素ラジカルを基板４上に供給する
ように制御する。そして、基板４上への原料ガスの供給
と酸素ラジカルの供給を複数回繰り返すように制御す
る。さらに、第２薄膜形成工程にあっては、基板温度が
成膜温度まで昇温した後、成膜シャワーヘッド部６ａか
ら基板４上に原料ガスを供給して成膜した後、成膜した
薄膜に対して酸素ラジカルを供給するように制御する。
そして、基板上４への原料ガスの供給と酸素ラジカルの
供給を複数回繰り返すよう制御する。この間、常に反応
室１内は排気口７ａから排気するように制御する。ま
た、さらに原料ガスの供給と酸素ラジカルの供給との間
に不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2など）を供給するよう
制御する。
【００６７】次に上述した図９のような構成の基板処理
装置を用い、従来とは異なるプロセスを使用してインキ
ュベーションタイムを抑制して、ＨｆＯ2膜を形成する
ための手順を示す。
【００６８】図１に第１の実施の形態のプロセスフロー
を示す。基板４を反応室１に装填する前にバルブ２０の
みを開にして、不活性ガスであるＮ2ガスだけを反応室
１内に１〜５ＳＬＭ流しておく。その後、基板４を反応
室１へ挿入してサセプタ２上に載置し、基板４を基板回
転ユニット１２により回転させながら、ヒータ３に電力
を供給して基板４の温度を成膜温度である３５０〜５０
０℃へ均一加熱するために基板昇温を開始する（ステッ
プ２０１）。尚、成膜温度は、用いる有機材料の反応性
により異なるが、例えばＨｆ−（ＭＭＰ）4を用いる場
合においては、３９０〜４４０℃の範囲内が良い。ま
た、基板４の搬送時や基板加熱時（基板昇温、成膜中の
加熱を含む）等、少なくとも基板４が反応室１内に存在
するときは、不活性ガス供給管５ａに設けたバルブ２０
を開けて、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2などの不活性ガスを常に流
しておくと、パーティクルや金属汚染物の基板４への付
着を防ぐことができる。なお、更に基板４を反応室１内
へ搬入する前や、基板４を反応室１内より搬出した後等
の基板４が反応室１内に存在しないときにも不活性ガス
を常に流しておくようにすると、さらに好ましい。
【００６９】従来方法では、この基板昇温中に不活性ガ
ス（Ｎ2など）を基板４上に単に供給するだけであっ
た。しかし、本実施の形態では、基板昇温をスタートし
て基板温度が熱ＣＶＤ法による成膜温度よりも低い状態
で第１薄膜層形成工程Ａに入る。すなわち、第１薄膜層
形成工程Ａにおいて、まず成膜原料供給ステップ２０２
では、液体原料供給ユニット９１から供給した有機液体
原料を、液体流量制御装置９２で流量制御し、気化器９
３へ供給して気化させる。そして、基板昇温中に、バル
ブ２１を開にして、成膜原料供給ユニット９から有機液
体原料としてのＨｆ−（ＭＭＰ）4を気化した原料ガス
を基板４上に所定量、例えば０．１ｇ／ｍｉｎで約１０
秒間供給する。原料ガスは、成膜シャワーヘッド部６ａ
に導びかれ、多数の孔８を経由して、サセプタ２上の基
板４上にシャワー状に供給される。その後、バルブ２１
を閉じ、バルブ２２を開いて原料ガスをバイパス管１４
ａから排気することにより、基板４上への原料ガスの供
給を停止する。これにより基板４上に原料ガスを付着さ
せる成膜原料供給が完了する（ステップ２０２）。この
ステップでは、基板温度が低いため、基板４上に付着し
た原料ガスは分解反応を起こすことはない。また、前記
約１０秒間後、原料ガス供給管５ｂに設けたバルブ２１
を閉じて、原料ガスバイパス管１４ａに設けたバルブ２
２を開き、成膜原料供給ユニット９から供給される原料
ガスを、反応室１をバイパスするように、原料ガスバイ
パス管１４ａを通じて排気するようにするので、原料ガ
スの供給は停止されない。
【００７０】この成膜原料供給、及び次のＲＰＯ（remo
te plasma oxidation）処理の間、不活性ガス供給管５
ａに設けたバルブ２０は開けたままにして、Ｎ2などの
不活性ガスを常に流しておく。
【００７１】成膜原料供給ステップ２０２の後、ＲＰＯ
処理（ステップ２０３）を行なう。ここでＲＰＯ（remo
te plasma oxidation）処理とは、酸素含有ガス（Ｏ2、
Ｎ2Ｏ、ＮＯ等）をプラズマによって活性化して生成し
た反応物としての酸素ラジカル雰囲気中で、膜を酸化さ
せるリモートプラズマ酸化処理のことである。ＲＰＯ処
理では、予めＡｒガス供給ユニット５０のバルブ５３を
開き、Ａｒガス供給源５０から供給したＡｒガスをマス
フローコントローラ５２で流量制御してラジカル発生ユ
ニット１１へ供給し、Ａｒプラズマを発生させる。Ａｒ
プラズマを発生させた後、Ｏ2ガス供給ユニット６０の
バルブ６３を開き、Ｏ2ガス供給源６１源から供給した
Ｏ2ガスをマスフローコントローラ６３で流量制御して
Ａｒプラズマを発生させているラジカル発生ユニット１
１へ供給し、Ｏ2を活性化する。これにより、酸素ラジ
カルが生成される。そして、バルブ２４を開にし、ラジ
カル発生ユニット１１により酸素をプラズマにて活性化
して生成した反応物としての酸素ラジカルを、成膜シャ
ワーヘッド部６ａとは仕切ったラジカルシャワーヘッド
部６ｂを介して、基板４上に約１５秒間シャワー状に供
給する。その後、バルブ２４を閉じバルブ２３を開い
て、反応室１をバイパスするように、酸素ラジカルをバ
イパス管１４ｂから排気する。これにより基板４上への
酸素ラジカルの供給を停止する。酸素ラジカルが、基板
４上に付着している未反応のままの原料ガスに供給され
ることにより、強制的に膜を形成するという成膜反応が
起きて、基板４上に第１薄膜層となるＨｆＯ2膜が数〜
数十オングストロームだけ堆積される（ステップ２０
３）。なお、前記約１５秒後、ラジカル供給管１３に設
けたバルブ２４を閉じて、ラジカルバイパス管１４ｂに
設けたバルブ２３を開き、ラジカル発生ユニット１１か
ら供給される酸素ラジカルを反応室１をバイパスするよ
うに、ラジカルバイパス管１４ｂを通じて排気するよう
にするので、ラジカル発生ユニット１１からの酸素ラジ
カルの供給は停止されない。
【００７２】従来では、基板昇温中に薄膜は堆積しなか
ったが、本実施の形態では基板昇温中に、第１層目の薄
膜を堆積するようにしているので、基板昇温完了後、既
に第１層目となるＨｆＯ2膜が形成されていることにな
る。これにより、基板昇温終了後に原料ガスを基板４上
に供給したとき、第１層目のＨｆＯ2膜を下地として第
２層目のＨｆＯ2膜を形成することとなるので、従来方
法で発生していたインキュベーションタイムが発生せ
ず、核発生過程を省略することができ、その結果、平坦
性の優れた薄膜を形成することができると考えられる。
【００７３】ステップ２０３のＲＰＯ処理後、基板４が
所定の成膜温度３９０〜４４０℃に昇温するまで待つ。
昇温時間は、通常１分〜２分３０秒である。この間、時
間に余裕があれば、上記の成膜原料供給ステップ２０２
とＲＰＯ処理ステップ２０３のサイクルを複数回繰り返
すと、平坦性の実効があがるので好ましい。また、成膜
原料供給ステップ２０２とＲＰＯ処理ステップ２０３と
の間にＮ2などの不活性ガスを供給するインターバルガ
ス供給ステップを設けると良い。
【００７４】第１薄膜層形成工程後、基板温度が所定の
熱ＣＶＤ法による成膜温度に達した後は、第２薄膜層形
成工程Ｂに入る。まず、ステップ２０５の成膜処理で、
バルブ２２を閉にしてバルブ２１を開にして成膜原料供
給ユニット９から、Ｈｆ−（ＭＭＰ）4を気化した原料
ガスを反応室１内の基板４に対して供給する。この原料
ガス供給時、及び次のＲＰＯ処理（ステップ２０６）の
間も、バルブ２０は開いたままにして、不活性ガス供給
ユニット１０から不活性ガス（Ｎ2など）を常に流すよ
うにすると、原料ガスは不活性ガスで希釈されて撹拌さ
れるので良い。原料ガス供給管５ｂから供給される原料
ガスと、不活性ガス供給管５ａから供給される不活性ガ
スとは原料供給管５で混合され、混合ガスとして成膜シ
ャワーヘッド部６ａに導びかれ、多数の孔８を経由し
て、サセプタ２上の基板４上にシャワー状に供給され
る。前記混合ガスを所定時間供給することで、熱ＣＶＤ
法により、第１薄膜層上に所定膜厚の第２薄膜層である
ＨｆＯ2膜が形成される（ステップ２０５）。前記所定
時間後、バルブ２１を閉じバルブ２２を開くことによ
り、基板４上への原料ガスの供給を停止するとともに、
原料ガスを、原料ガスバイパス管１４ａを通じて排気す
る。（なお、基板４上への原料ガスの供給は停止する
が、成膜原料供給ユニット９からの原料ガスの供給は停
止しない。）
【００７５】ステップ２０５の成膜処理後、その膜を改
質する改質処理としてのＲＰＯ処理（ステップ２０６）
に入る。バルブ２１を閉じた後、バルブ２４を開いてラ
ジカル発生ユニット１１により酸素をプラズマで活性化
して得た反応物としての酸素ラジカルを基板４上に所望
時間供給して、膜中に混入した特定元素である−ＯＨ、
−ＣＨなどの不純物を除去してＲＰＯ処理を終了する。
なお、第１薄膜層形成工程Ａと同様、第２薄膜層形成工
程Ｂでも、基板４は回転しながらヒータ３により所定温
度（成膜温度と同一温度）に保たれているので、Ｃ、Ｈ
などの不純物をすばやく均一に除去できる。前記所望時
間後、バルブ２４を閉じバルブ２３を開くことにより、
基板４上への酸素ラジカルの供給を停止するとともに、
酸素ラジカルを、ラジカルバイパス管１４ｂを通じて排
気する。（なお、基板４上への酸素ラジカルの供給は停
止するが、ラジカル発生ユニット１１からの酸素ラジカ
ルの供給は停止しない。）
【００７６】ここでも、成膜処理ステップ２０５とＲＰ
Ｏ処理ステップ２０６のサイクルを複数回繰り返すと、
不純物除去の実効があがるので良い。このときの第２薄
膜層の膜厚は、例えば、トータルで５０オングストロー
ム程度である。処理の終わった基板は装置外へ搬出する
（ステップ２０７）。
【００７７】上述したように、本実施の形態では、低温
処理の第１薄膜層形成工程において、ガスやラジカルを
同時に供給している従来例のものと異なり、原料ガスと
酸素ラジカルを同時に供給することなく、１種類ずつ供
給するか、又は１種類ずつ交互に複数回繰り返し供給し
ている。この理由は、熱ＣＶＤ法による成膜温度よりも
低い温度状態で、原料ガスを基板上に未反応のまま付着
させた後、反応物としての酸素ラジカルを供給すること
により、強制的に膜を形成するという成膜反応を用いて
いるためである。また、反応性の高い酸素ラジカルと原
料ガスとを同時に供給することにより、パーティクルが
発生してしまうのを阻止するためでもある。なお、第１
薄膜層形成工程における酸素ラジカルの供給は、強制的
に成膜反応を生じさせるとともに、膜中に不純物が取り
込まれるのを極力防止する効果もある。
【００７８】実施の形態の第１薄膜層形成工程Ａでの好
ましい温度範囲は、次の通りである。第１薄膜層形成工
程Ａにおいて基板温度が高温過ぎると原料ガスが分解し
て基板上に成膜されてしまい、原料ガスを基板上に未反
応のまま付着させることができなくなる。よって、基板
温度は少なくとも熱ＣＶＤ法による成膜レートが生じな
い程度の温度３９０℃以下とする必要があると考えられ
る。逆に基板温度が低温過ぎると薄膜と基板との密着性
が悪くなり剥がれ易くなることから、少なくとも２００
℃以上の温度は必要と考えられる。以上のことから、第
１薄膜層形成工程での基板温度は２００℃以上３９０℃
以下が好ましいと考えられる。尚、圧力範囲等の条件は
次の第２薄膜層形成工程Ｂと同様でよい。
【００７９】また、第２薄膜層形成工程Ｂにおける成膜
工程での好ましい条件は、原料としてＨｆ−（ＭＭＰ）
4を用いる場合においては、処理温度は、前述したよう
に３９０〜４４０℃、圧力は１００Ｐａ程度以下であ
る。また成膜工程後のＲＰＯ処理工程での好ましい条件
は、処理温度は３９０〜４４０℃、圧力範囲は１００〜
１０００Ｐａ程度、ラジカル生成用のＯ2流量は１００
ｓｃｃｍ、不活性ガスＡｒ流量は１ｓｌｍである。尚、
成膜工程とＲＰＯ工程とは、略同一温度で行なうのが好
ましい（ヒータの設定温度は変更せずに一定とすること
が好ましい）。これは反応室内の温度変動を生じさせな
いことにより、シャワー板やサセプタ等の周辺部材の熱
膨張によるパーティクルが発生しにくくなり、また、金
属部品からの金属の飛出し（金属汚染）を抑制できるか
らである。
【００８０】第１の実施の形態のプロセスフローと比較
するために、図２に従来例のプロセスフロー図を示す。
従来例では、基板昇温中においては、単に不活性ガス
（Ｎ2など）を基板へ供給するだけであったが（ステッ
プ２０４）、本実施の形態では、基板昇温中に、さらに
原料ガスを流し、その後反応物としてのラジカルを流し
て第１薄膜層を形成している（ステップ２０２、２０
３）。従って、本実施の形態では、新規に加えた第１薄
膜層となる絶縁層形成のステップを、従来プロセスの基
板昇温時間を利用するので、生産性を低下させることな
く、ＣＶＤ薄膜の平坦性を向上させることができる。
【００８１】また、第２薄膜層は、熱ＣＶＤ法を採用し
て形成しているので、ＡＬＤ法により形成した膜と異な
り膜質が良好となる。すなわち、ＡＬＤ（Atomic Layer
Deposition）は処理温度、圧力が低く、１原子層ずつ
膜を形成するが、最初から最後まで低温で成膜するため
に、膜中に取り込まれる不純物量が多く、膜質が悪い。
これに対して本実施の形態では第１薄膜層形成工程Ａ
は、熱ＣＶＤ法による成膜温度よりも低温で行うが（数
〜数十オングストローム／サイクル）、第２薄膜層形成
工程ＢはＡＬＤよりも処理温度、圧力が高い熱ＣＶＤ反
応を用いて、薄い膜（１０〜１５オングストローム程
度）を複数回形成するようにしているので、ＡＬＤより
も緻密で膜質の良い膜が得られる。
【００８２】また、成膜処理(ステップ２０５)後の改質
処理として行うＲＰＯ処理(ステップ２０６)により、膜
中の水素（Ｈ）や炭素（Ｃ）などの不純物を有効に除去
でき、その濃度を低減できるので、電気特性を向上させ
ることができる。また、水素（Ｈ）の離脱によってＨｆ
原子の移動が抑制され結晶化を防ぎ、電気特性を向上さ
せることができる。また膜の酸化を促進することもで
き、さらに膜中の酸素欠陥を補修できる。また、反応室
内壁やサセプタ等の基板以外の部分に堆積した累積膜か
らの離脱ガスを素早く低減でき、再現性の高い膜厚制御
が可能となる。
【００８３】尚、実施の形態では、ステップ２０６で改
質処理としてＲＰＯ処理を行ったが、本発明はこれに限
定されない。ＲＰＯ処理(下記)の代替としては、例え
ば次のようなものがある(下記〜)。 Ａｒ等の不活性ガスに、Ｏ2を混合させて行うＲＰＯ
処理 Ａｒ等の不活性ガスに、Ｎ2を混合させて行うＲＰＮ
(Remote Plasma Nitridation)処理 Ａｒ等の不活性ガスに、Ｎ2とＨ2とを混合させて行う
ＲＰＮＨ(Remote Plasma Nitridation Hydrogenation)
処理 Ａｒ等の不活性ガスに、Ｈ2とを混合させて行うＲＰ
Ｈ(Remote Plasma Hydrogenation)処理 Ａｒ等の不活性ガスに、Ｈ2Ｏとを混合させて行うＲ
ＰＯＨ(Remote PlasmaOxidation Hydrogenation)処理 Ａｒ等の不活性ガスに、Ｏ２とＨ2を混合させて行う
ＲＰＯＨ処理 Ａｒ等の不活性ガスに、Ｎ2Ｏとを混合させて行うＲ
ＰＯＮ(Remote PlasmaOxidation Nitridation)処理 Ａｒ等の不活性ガスに、Ｎ2とＯ2とを混合させて行う
ＲＰＯＮ処理
【００８４】また、第２薄膜層形成工程Ｂにおいて、成
膜処理ステップ２０５とＲＰＯ処理ステップ２０６のサ
イクルを複数回繰り返すことにより、既述のように膜中
の不純物除去効率を向上させることができる。また、膜
をアモルファス状態に維持することができ、結果として
リーク電流を低減することができる。また、膜表面の平
坦性を改善することができ、膜厚均一性を向上させるこ
とができる。この他、膜を緻密化することもできるし
（欠陥補修効果の最大化）、堆積速度の精密な制御も可
能となる。さらには、成膜の下地と、堆積する膜の界面
に形成される望ましくない界面層を薄くできる。
【００８５】また、成膜処理ステップ２０５とＲＰＯ処
理ステップ２０６のサイクルを複数回繰り返す場合に
は、１サイクル当たりの膜厚は、０．５Å〜３０Å(１/
６〜１０原子層)とするのが好ましい。特に、７サイク
ル程度でＣＨ、ＯＨなどのＨｆＯ2膜中の不純物量の低
減効果は極めて大きくなり、それ以上サイクル数を増や
しても、不純物量の低減効果は若干よくなるものの、さ
ほど変化はなくなることから、１サイクル当りの膜厚は
１５Å程度（５原子層）がより好ましいと考えられる。
１サイクルで３０Å以上堆積すると膜中の不純物が多く
なり、即座に結晶化して多結晶状態となってしまう。多
結晶状態というのは隙間がない状態なので、Ｃ、Ｈ等を
除去しにくくなる。しかし、１サイクルにより形成され
る膜厚が３０Åより薄い場合は、結晶化構造を作りにく
くなり、不純物があっても薄膜をアモルファス状態に維
持できる。アモルファス状態というのは隙間が多い（ス
カスカな状態）ので、アモルファス状態を維持して薄膜
を堆積し、薄膜が結晶化する前にＲＰＯ処理を行うこと
により膜中のＣ、Ｈ等の不純物を除去し易くなる。すな
わち、１サイクル当たりの膜厚を０．５Å〜３０Å程度
として複数回のサイクル処理で得られた膜は結晶化しに
くい状態となる。なおアモルファス状態の方が、多結晶
状態よりもリーク電流が流れにくいというメリットがあ
る。
【００８６】図３は、上述した第１実施の形態プロセス
の、昇温中に第１薄膜層形成工程［原料ガス供給→酸素
ラジカル供給］をｎサイクル繰り返しているタイミング
チャートを示す。（ａ）は基板昇温特性を示し、横軸は
時間、縦軸は温度を示す。（ｂ）はＨｆ−（ＭＭＰ）4
原料ガス供給タイミング、（ｃ）は酸素ラジカル供給タ
イミングをそれぞれ示し、横軸は時間、縦軸は供給量
（任意単位）を示している。本実施の形態では、基板温
度が３９０℃に昇温するまでの間に、Ｈｆ−（ＭＭＰ）
4ガスを１０秒間流した後、インターバルガス供給ステ
ップとして不活性ガスＮ2を５秒間流してから、酸素ラ
ジカルＯ2を１５秒間流し、その後インターバルガス供
給ステップとして、不活性ガスＮ2を５秒間流すサイク
ルをｎ回繰り返している。基板温度が成膜温度である４
４０℃に達したら、第２薄膜層形成工程［原料ガス供給
→酸素ラジカル供給］をｍサイクル繰り返す。なお第２
薄膜層形成工程でも、第１薄膜層形成工程と同様に原料
ガスの供給と、酸素ラジカルの供給との間にインターバ
ルガス供給ステップを行なうようにするのが好ましい。
また、全工程を通じて、不活性ガスＮ2は流し続けてい
るので、反応室内への原料ガスの供給と、酸素ラジカル
の供給の両方を停止した状態とすれば、反応室内には自
動的に不活性ガスであるＮ2のみが流れることとなり、
自動的にインターバルガス供給ステップとなる。
【００８７】図５は、実施の形態プロセスによる第１薄
膜層形成工程で形成した薄膜の平坦性を示す図である。
横軸に基板昇温中のサイクル数、縦軸に平坦性（任意単
位）を示している。従来プロセスによるものは、サイク
ル数がゼロの場合に相当する。これによれば、サイクル
数が２以上になるとほぼ頭打ちになるものの、基板昇温
中のサイクル数が増加するに従い、薄膜の平坦性が改善
されていることがわかる。従って、最終製品である半導
体デバイスの信頼性を向上させることができ、デバイス
サイズ縮小にも有効に対応できる。
【００８８】ところで、第１薄膜層形成工程Ａで原料ガ
スの供給と酸素ラジカルの供給を複数回繰り返すように
しているのは次の理由による。図６に示すように、基板
４に対して原料ガスの供給→酸素ラジカルの供給を１回
だけ行った場合、部分的に膜が形成されない箇所が生じ
ることもある。その場合、原料ガスの供給→酸素ラジカ
ルの供給を複数回繰り返すことにより、膜の形成されな
かった箇所を修復して埋めることができ、平坦な第１薄
膜層を形成することができる。従って、薄膜の堆積速度
が表面反応律速で決まる場合のＭＯＣＶＤ法において
も、インキュベーションタイムを短縮することができ、
堆積される薄膜の膜表面に平坦性が得られる。
【００８９】また、第１薄膜層形成工程または／および
第２薄膜層形成工程で原料ガスの供給と酸素ラジカルの
供給との間に非反応性ガスを供給しているのは（インタ
ーバルガス供給プロセス）、次の理由による。原料ガス
供給後、酸素ラジカルを供給する前に非反応性ガス（Ｎ
2,Ａｒ，Ｈｅ等の不活性ガス）を供給するようにする
と、不活性ガスの供給により基板上への原料ガスの吸着
量が均一になる。また、原料ガス供給後に酸素ラジカル
を供給する際の反応室内の雰囲気中の原料ガスを除去す
ることができ、反応室内に原料ガスと酸素ラジカルとが
同時に存在しないようにすることができ、パーティクル
の発生を防止できる。また、原料ガスの供給と酸素ラジ
カルの供給とを、交互に複数回繰り返す場合において
も、原料ガスの供給と酸素ラジカルの供給との間に非反
応性ガスを供給するようにすると、原料ガスの吸着量が
均一になるとともに、原料ガス供給後に酸素ラジカルを
供給する際の雰囲気中の原料ガスを除去できるととも
に、酸素ラジカル供給後に原料ガスを供給する際の雰囲
気中の酸素ラジカルを除去でき、反応室内に原料ガスと
酸素ラジカルとが同時に存在しないようにすることがで
きる。その結果、パーティクルの発生を防止できる。
【００９０】また、シャワーヘッド６を、成膜シャワー
ヘッド部６ａとラジカルシャワーヘッド部６ｂとに仕切
っているのは次の理由による。シャワーヘッド６の内部
に吸着している原料と酸素ラジカルとが反応すると、シ
ャワーヘッド６の内部にも累積膜が形成される。原料ガ
スと酸素ラジカルとが供給されるシャワーヘッド６を仕
切ることにより、原料と酸素ラジカルとが反応するのを
有効に防止して、累積膜の形成を抑制することができ
る。
【００９１】また、シャワーヘッド６を仕切ることに加
えて、さらに原料ガスを基板４へ流す場合は、図示しな
い不活性ガス供給ユニットよりラジカルシャワーヘッド
部６ｂへ不活性ガスを流し、酸素ラジカルを基板４へ流
す場合は、不活性ガス供給ユニット１０から成膜シャワ
ーヘッド部６ａへ不活性ガスを流すのが良い。なお、ラ
ジカルシャワーヘッド部６ｂへ不活性ガスを供給する不
活性ガス供給ユニットと成膜シャワーヘッド部６ａへ不
活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットは、共用と
するのが好ましい。このように、原料ガスを供給する工
程と酸素ラジカルを供給する工程とでそれぞれ使用しな
い側のシャワーヘッド部６ｂ、６ａに不活性ガスを流す
ようにすると、さらに効果的にシャワーヘッド６内部へ
の累積膜形成を抑制することができる。
【００９２】なお、前述したように、例えば仕切板１５
を省略すること等によって、Ｈｆ−(ＭＭＰ)4等の原料
ガスと、酸素ラジカル等の反応物とを、それぞれ同一の
供給口より供給することもできる。その場合には、該供
給口、即ちシャワーヘッド６の内部に付着した異物(パ
ーティクル源)を、ＨｆＯ2膜でコーティングすることが
できる。これにより、Ｈｆ−(ＭＭＰ)4等の原料ガスま
たは酸素ラジカル等の反応物のフローとともに該異物が
基板４上に至るのを防止できる。特に、図９に示す装置
では、原料ガスや反応物をダウンフローで基板４上に供
給するので、処理中に該異物が基板４上に降り落ちてく
るのを確実に防止できる。また、反応室１をクリーニン
グガス(例えば、ＣｌＦ3等のＣｌを含むガス)でクリー
ニングした場合に、反応室１内やシャワーヘッド６の内
部に吸着している副生成物等の異物やクリーニングガス
を、残渣を残すことなく確実に除去できる。また、シャ
ワーヘッド内部にコーティングされた膜は、コーティン
グ後に反応物にさらされ、これによりシャワーヘッド内
部のコーティング膜に含まれるＣ、Ｈ等の不純物の混入
量を大幅に低減できる。
【００９３】なお、基板以外の構造物に形成される累積
膜を除去するクリーニング工程では、予めＡｒガス供給
ユニット５０のバルブ５３を開き、Ａｒガス供給源５０
から供給したＡｒガスをマスフローコントローラ５２で
流量制御してラジカル発生ユニット１１へ供給し、Ａｒ
プラズマを発生させる。Ａｒプラズマを発生させた後、
ＣｌＦ3ガス供給ユニット７０のバルブ７３を開き、Ｃ
ｌＦ3ガス供給源７１源から供給したＣｌＦ3ガスをマス
フローコントローラ７３で流量制御してＡｒプラズマを
発生させているラジカル発生ユニット１１へ供給し、Ｃ
ｌＦ3を活性化する。これにより、ＣｌＦ3ラジカルが生
成される。そして、バルブ２４を開にし、ラジカル発生
ユニット１１によりＣｌＦ3をプラズマにて活性化して
生成したＣｌＦ3ラジカルを、シャワーヘッド６を経由
して反応室１内へシャワー状に供給する。
【００９４】また、原料ガス、酸素ラジカルの反応室へ
の供給中に次工程で用いる酸素ラジカル、原料ガスを停
止せずバイパス管１４より排気するようにしているのは
次の理由による。原料ガス、酸素ラジカルの供給には、
気化器９３における液体原料の気化および気化した原料
ガスの安定化、ラジカル発生ユニット１１における酸素
ラジカルの生成および安定化などの準備が必要であり、
いずれも供給開始までに時間がかかる。よって処理中
は、原料ガス、酸素ラジカルの供給は停止せずに常に供
給し続け、使用しないときはバイパス管１４より排気す
るようにする。これにより使用時にバルブ２１〜２４を
切り換えるだけで、直ちに原料ガス、酸素ラジカルの反
応室への供給を開始でき、スループットを向上させるこ
とができる。
【００９５】また、基板処理装置が稼動している間は、
反応室１内には常に不活性ガス（Ｎ 2，Ａｒ、Ｈｅ等）
を供給しておくとよい。具体的には基板搬送前からバル
ブ２０を開き不活性ガス供給ユニット１０より反応室１
内へ不活性ガスを常時供給するようにする。基板搬送
時、基板昇温時、基板昇温後の加熱時はもちろん、原料
ガス供給時、酸素ラジカル供給時も、常に不活性ガスを
流し続ける。これにより、反応室内を常時不活性ガスに
よるパージ状態とすることができ、パーティクルや金属
汚染物質の基板への付着や、排気口７ａや排気管７に付
着した原料ガスの反応室への逆拡散や、図示しない真空
ポンプからのオイルの反応室内への逆拡散を防ぐことが
できる。
【００９６】また、実施の形態では、前述のように原料
ガス供給時や酸素ラジカル供給時にも不活性ガスを流し
続けている。これにより、原料ガスや酸素ラジカルを反
応室１内に撹拌することができる。また、不活性ガスを
常に流しているので、原料ガス及び酸素ラジカルの反応
室１への供給をストップした状態とすると、自動的に基
板４に対して不活性ガスが供給された状態、すなわちＮ
2パージ状態とすることができる。したがって、上述し
たインターバルガス供給プロセスを容易に実行できると
いう利点もある。
【００９７】また、第１薄膜層形成工程において、反応
物として酸素原子を含むものを用い、原料の供給(ステ
ップ２０２)と、反応物の供給(ステップ２０３)とをこ
の順に行っているのは次の理由による。即ち、酸素原子
を含む反応物(ここでは、酸素ガスをプラズマにより活
性化して生成した酸素ラジカル)は、酸化剤としても機
能するが、仮に、酸化剤付着→原料供給の順に処理を進
める場合を想定すると、該酸化剤が直接に下地基板に付
着することになるので、基板表面において酸化反応が徐
々に進行してしまう。その結果、界面層としてＳｉＯ2
等の誘電率の低い層が形成されやすくなるという問題が
発生する。尚、この酸化反応は基板温度が高くなる程、
大きくなる傾向がある。そこで本発明のように、Ｈｆ−
（ＭＭＰ）4を基板上に付着した後に(ステップ２０
２)、ＲＰＯ処理(ステップ２０３)を行うことにより、
このＰＲＯ処理にて酸素ラジカルとＡｒラジカルを基板
表面に供給して、Ｈｆ−（ＭＭＰ）4を分解し酸化させ
るときには、基板表面はＨｆ−（ＭＭＰ）4で覆われて
いるので、基板(例えば、Ｓｉ)に対しての直接的な酸化
反応は発生しにくくなる。しかも、昇温中、即ち基板温
度３００℃以下においてＨｆ−（ＭＭＰ）4を付着させ
ても、基板表面の酸化反応は進行しにくい。これは、Ｈ
ｆ−（ＭＭＰ）4を付着させるときには、基板を酸化さ
せるために必要な酸化剤(酸素種)が存在しないためであ
る。また、界面層はＳｉＯ2よりは若干誘電率が大きな
Ｈｆシリケートになる傾向がある。従って、本発明によ
れば、上記のように酸化剤付着→原料供給の順に処理を
進める場合に比べると、低誘電率膜のＥＯＴ(実効膜厚)
を薄くできる効果が得られる。
【００９８】尚、本実施の形態のプロセスにおける第１
薄膜層形成工程と、第２薄膜層形成工程での成膜原料の
自己分解、半自己分解、及び吸着による成膜のメカニズ
ムは次の通りである。所定の臨界温度よりも基板温度が
低い状態であれば、成膜原料の吸着反応がメインとな
り、それよりも基板温度が高い状態であれば、成膜原料
の自己分解反応がメインとなる。本実施の形態のよう
に、成膜原料としてＨｆ−(ＭＭＰ)4を用いる場合に
は、臨界温度は３００℃近傍であると考えられる。つま
り、基板昇温中に行う第１薄膜層形成工程Ａにおいて、
ステップ２０２で未だ３００℃に達していない基板４へ
成膜原料を供給したときには、該成膜原料の吸着反応が
メインに起こり、一方、基板温度が３９０〜４４０℃に
昇温した後に行う第２薄膜層形成工程Ｂにおいて、ステ
ップ２０５で基板４へ成膜原料を供給したときには、該
成膜原料の自己分解反応がメインに起こる。Ｈｆ−(Ｍ
ＭＰ)4を吸着させた後に酸化させる場合の反応式は次の
通りである。 Hf[OC(CH3)2CH2OCH3]4＋24O2→HfO2＋16CO2＋22H2O また、Ｈｆ−(ＭＭＰ)4の自己分解反応の反応式は次の
通りである。 Hf[OC(CH3)2CH2OCH3]4→Hf(OH)4＋4C(CH3)2CH2OCH2 Hf(OH)4→HfO2＋2H2O 但し、何れの温度帯においても、成膜原料の吸着反応が
全く無くなる訳ではなく、全てのＣＶＤ反応では、成膜
原料の自己分解反応及び吸着反応が重なり合っている
(半自己分解反応)。即ち、本実施の形態の第２薄膜層形
成工程でも、成膜原料の自己分解反応が主体的であるも
のの、自己分解反応と吸着反応が重なり合って生じてい
る。なお、自己分解反応をメインとした方が、不純物を
より少なくできるという実験結果が発明者らによって得
られている。
【００９９】〔第２の実施の形態〕尚、上述した第１の
実施の形態による図３のプロセスタイミングでは、昇温
中に第１薄膜層を形成するようにしたが、昇温中ではな
く、所定の低温度（２００℃以上３９０℃以下）を維持
した状態で、第１薄膜層を形成するようにしてもよい。
図４は、そのような低温度を維持した状態で、第１薄膜
層形成工程［原料ガス供給→酸素ラジカル供給］をｎサ
イクル繰り返している第２の実施の形態プロセスのタイ
ミングチャートを示す。（ａ）は基板昇温特性を示し、
横軸は時間、縦軸は温度を示す。（ｂ）はＨｆ−（ＭＭ
Ｐ）4原料ガス供給タイミング、（ｃ）は酸素ラジカル
供給タイミングをそれぞれ示し、横軸は時間、縦軸は供
給量（任意単位）を示している。
【０１００】第２の実施の形態では、成膜温度の４４０
℃まで一気に基板を昇温するのではなく、昇温の途中で
昇温を一旦停止してその時の温度を維持し、その後成膜
温度まで昇温するという、設定温度が２段階のプロセス
を採用する。第１設定温度は第１薄膜層形成温度２００
〜３９０℃とし、第２設定温度は成膜温度４４０℃とす
る。第１設定温度を維持した状態で、Ｈｆ−（ＭＭＰ）
4ガスを１０秒間流した後、インターバルガス供給ステ
ップとして不活性ガスＮ2を５秒間流してから、反応物
としての酸素ラジカルＯ2を１５秒間流し、その後イン
ターバルガス供給ステップとして不活性ガスＮ2を５秒
間流すサイクルをｎ回繰り返す。その後、再び基板を昇
温して、基板温度が成膜温度である４４０℃に達した
ら、第２薄膜層形成工程［原料ガス供給→酸素ラジカル
供給］をｍサイクル繰り返す。なお第２薄膜層形成工程
でも、第１薄膜層形成工程と同様に原料ガスの供給と、
反応物としての酸素ラジカルの供給との間にインターバ
ルガス供給ステップを行なうようにするのが好ましい。
また全工程を通じて、不活性ガスＮ2は流し続けている
ので、反応室内への原料ガスの供給と、酸素ラジカルの
供給の両方を停止した状態とすれば、反応室内には自動
的に不活性ガスであるＮ2のみが流れることとなり、自
動的にインターバルガス供給ステップとなる。
【０１０１】この第２の実施の形態の場合、第１の実施
の形態よりも第１ステップの分だけ生産性が劣ることと
なるが、それでも、昇温レートを上げることにより、第
１薄膜層形成温度（２００〜３９０℃）までの昇温時間
と、第１薄膜層形成時間と、第２薄膜層形成温度（４４
０℃）までの昇温時間の合計時間を、従来プロセスの基
板昇温時間に近づけるようにすれば、生産性をそれ程低
下させることなく、ＣＶＤ薄膜の平坦性を向上させるこ
とができる。
【０１０２】また、実施の形態では基板温度が熱ＣＶＤ
法による成膜温度よりも低い状態で第１薄膜層を生成す
るため、基板４と膜の結合力が弱くなり密着性が悪くな
る場合がある。このような場合は、ラジカル発生ユニッ
ト１１の上流側にガス供給管４０を介して水素(Ｈ2)ガ
スを供給する水素供給ユニットを設けておき、基板装填
直後にラジカル発生ユニット１１により水素(Ｈ2)ガス
をプラズマで活性化して生成した水素ラジカルを基板４
上に供給すると良い(ＲＰＨ(Remote Plasma Hydrogenat
ion)処理)。水素ラジカルにより表面が清浄化され、汚
染物質がなくなるうえ、基板表面が水素で終端された状
態が作られ、次に堆積する膜との密着性が上がる。した
がって基板装填後に、基板に対して水素ラジカルを供給
して基板の表面処理を行なった後に、成膜原料供給（ス
テップ２０２）、ＲＰＯ処理（ステップ２０３）を施す
ことにより、膜と基板４との結合力が高まり密着性を向
上させることができる。密着性の向上は、膜と基板４が
原子レベルでの結合時に水素が介在すると、比較的エネ
ルギーが小さい状態、すなわち基板温度が低い状態でも
結合が発生しやくなるためと考えられる。
【０１０３】〔第３の実施の形態〕図１１は、第３の実
施の形態によるプロセスフローを示す。図示のように、
本実施の形態では、基板を反応室へ装填してから(ステ
ップ２０１)、該基板を反応室から搬出するまで(ステッ
プ２０７)の間、原料ガスを基板上へ付着させる工程(ス
テップ２０２)と、酸素原子を含むガスをプラズマによ
り活性化して得られる反応物を基板上に供給することに
より膜(ＨｆＯ2膜)を形成する工程(ステップ２０３)
と、をこの順で複数回繰り返すことにより成膜を行う。
つまり、本実施の形態では、第２薄膜層形成工程を行わ
ずに、最初から最後まで［成膜原料供給(ステップ２０
２)→ＲＰＯ処理(ステップ２０３)］をｎサイクル繰り
返すことにより成膜を行う。ここで、成膜原料供給(ス
テップ２０２)と、ＲＰＯ処理(ステップ２０３)とをこ
の順に行うことにより、上述したように低誘電率膜のＥ
ＯＴ(実効膜厚)を薄くできるという効果が得られる。
【０１０４】この場合において、成膜原料供給(ステッ
プ２０２)とＲＰＯ処理(ステップ２０３)との間に、不
活性ガス(非反応性ガス)によるパージを行うのが好まし
い。更に、ＲＰＯ処理(ステップ２０３)と、次サイクル
の成膜原料供給(ステップ２０２)との間にも不活性ガス
によるパージを行うのが好ましい。このようにすると、
基板上への原料ガスの吸着量が均一になると共に、反応
室内の雰囲気中に原料ガスと反応物とが同時に存在しな
いようにすることができるから、パーティクルの発生を
防止できる。
【０１０５】実施例として、基板温度を２５０〜３００
℃に設定し、反応室内の圧力を５０〜３００Ｐａに設定
し、Ｈｆ−（ＭＭＰ）4流量を０．０１〜０．２ｇ／ｍ
ｉｎに設定し、［成膜原料供給(ステップ２０２)→不活
性ガスパージ→ＲＰＯ処理(ステップ２０３)→不活性ガ
スパージ］を１サイクルとして、これを８０サイクル繰
り返して、ＨｆＯ2膜を形成した。ここで、１サイクル
の時間を４０秒とした。４０秒の内訳は、基板への原料
供給時間(ステップ２０２)：１０秒、不活性ガスパージ
時間：５秒、ＲＰＯ処理時間(ステップ２０３)：２０
秒、不活性ガスパージ時間：５秒である。この結果、１
サイクル当りに形成されるＨｆＯ2膜は約０．６Å／サ
イクルであり、これを８０サイクル実施したところ、ト
ータル膜厚は約５ｎｍであった。また、このプロセスで
形成したＨｆＯ2膜の界面層（低誘電率層）はＨｆシリ
ケート状態になっており、その厚みは０．６ｎｍ程度で
あると推測される。この推測値は電気的特性から容易に
推定できる。なお、この場合も基板温度が熱ＣＶＤ法に
よる成膜温度よりも低い状態でＨｆＯ2膜を形成するた
め、基板４とＨｆＯ2膜との結合力が弱くなり、密着性
が悪くなる場合もあり、この場合にも基板装填後、［成
膜原料供給(ステップ２０２)→不活性ガスパージ→ＲＰ
Ｏ処理(ステップ２０３)→不活性ガスパージ］を行う前
にＲＰＨ処理を行うのが好ましい。
【０１０６】尚、上述した各実施の形態では、酸素ラジ
カルを発生させるのに酸素Ｏ2を用いたが、Ｏ2以外にＮ
2Ｏ、ＮＯ、Ｏ3などの酸素含有ガスを用いることができ
る。Ｎ2ＯとＮＯについてはＯ2と同様、ラジカル発生ユ
ニット１１により活性化し酸素ラジカルを生成してから
反応室１へ供給する。しかし、Ｎ2ＯとＯ3については活
性化することなくそのまま反応室１へ供給してもよい。
これは活性化させずに供給するものの、供給後に反応室
１内で熱により酸素ラジカルが生成されるので、実質的
に基板に酸素ラジカルを供給していることとなるからで
ある。従って、本発明の酸素ラジカルを基板上に供給す
る場合としては、Ｎ2Ｏ，Ｏ3を活性化することなくその
まま供給する場合も含まれる。
【０１０７】また上述した実施の形態では、アモルファ
ス状態のＨｆＯ2膜を形成する場合について説明した
が、本発明はアモルファスＨｆシリケート膜等のＨｆを
含む膜を形成する場合に広く適用できる。更に、本発明
は、ＨｆＯ2膜等のＨｆを含む膜に限らず、Ｔａ2Ｏ5膜
やＺｒＯ2膜などの他の金属酸化膜の形成にも適用可能
である。Ｈｆを含む膜以外の膜であって、本発明を適用
して形成できる膜としては、例えば次の(1)〜(8)の膜が
挙げられる。 (1)ＰＥＴ(Ｔａ(ＯＣ2Ｈ5)5)を利用したＴａＯ膜（酸化
タンタル膜） (2)Ｚｒ−(ＭＭＰ)4を利用したＺｒＯ膜（酸化ジルコニ
ウム膜） (3)Ａｌ−(ＭＭＰ)3を利用したＡｌＯ膜（酸化アルミニ
ウム膜） (4)Ｚｒ−(ＭＭＰ)4とＳｉ−(ＭＭＰ)4を利用したＺｒ
ＳｉＯ膜(酸化Ｚｒシリケート膜)やＺｒＳｉＯＮ膜(酸
窒化Ｚｒシリケート膜) (5)Ｚｒ−(ＭＭＰ)4とＡｌ−(ＭＭＰ)3を利用したＺｒ
ＡｌＯ膜やＺｒＡｌＯＮ膜 (6)Ｔｉ−(ＭＭＰ)4を利用したＴｉＯ膜(酸化チタン膜) (7)Ｔｉ−(ＭＭＰ)4とＳｉ−(ＭＭＰ)4を利用したＴｉ
ＳｉＯやＴｉＳｉＯＮ膜 (8)Ｔｉ−(ＭＭＰ)4とＡｌ−(ＭＭＰ)3を利用したＴｉ
ＡｌＯ、ＴｉＡｌＯＮ膜
【０１０８】また、成膜の下地としては、シリコン基板
に限定されず、シリコン基板の表面に薄くＳｉＯ2膜を
付けたものや、シリコン基板の表面に薄くＳｉ3Ｎ4膜を
付けたもの等であってもよい。
【０１０９】
【発明の効果】本発明によれば、パーティクルを発生さ
せることなく、薄膜の平坦性を向上できる。また、本発
明によれば、生産性を低下させることなく、薄膜の平坦
性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態によるプロセスフロー図であ
る。
【図２】従来例によるプロセスのフロー図である。
【図３】第１の実施の形態による基板温度とガスサイク
ルとの関係を示す図である。
【図４】第２の実施の形態による基板温度とガスサイク
ルとの関係を示す図である。
【図５】実施の形態による基板昇温加熱中のサイクル数
と平坦性の関係を示す図である。
【図６】実施の形態による第１薄膜層形成工程の説明図
である。
【図７】一般的な基板上に形成される薄膜の平坦性の概
念説明図である。
【図８】一般的な核発生過程の概念説明図である。
【図９】実施の形態による反応室の概要説明図である。
【図１０】従来例のＣＶＤ反応室の概念説明図である。
【図１１】第３の実施の形態によるプロセスフロー図で
ある。
【符号の説明】
１ 反応室 ３ ヒータ ４ 基板 ５ 原料供給管 ６ シャワーヘッド（供給口） ６ａ 成膜シャワーヘッド部（原料ガス供給口） ６ｂ ラジカルシャワーヘッド部（ラジカル供給口） ７ａ 排気口 ９ 成膜原料供給ユニット １０ 不活性ガス供給ユニット １１ ラジカル発生ユニット ２５ 制御装置（制御手段） ２０〜２４ バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F045 AA04 AA08 AB31 AC08 AC11 AC16 BB15 BB17 EE13 EK27 5F058 BA20 BC03 BF06 BF27 BF29 BF36 BF73

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板温度が熱ＣＶＤ法による成膜温度より
    も低い状態で、原料ガスを基板上へ付着させた後、原料
    ガスとは異なる反応物を基板上へ供給することにより、
    第１の薄膜層を形成する第１薄膜層形成工程と、 基板温度を成膜温度まで昇温後、原料ガスを用いて熱Ｃ
    ＶＤ法により第１薄膜層上に第２の薄膜層を形成する第
    ２薄膜層形成工程と、を有し、 前記第１薄膜層形成工程と第２薄膜層形成工程とを同一
    の反応室内で行い、 前記第１薄膜層形成工程は、第２薄膜層を形成するため
    に原料ガスを供給する前であって、基板温度を成膜温度
    まで昇温させる基板昇温の途中に行うことを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】基板温度が熱ＣＶＤ法による成膜温度より
    も低い状態で、原料ガスを基板上へ付着させた後、原料
    ガスとは異なる反応物を基板上へ供給することにより、
    第１の薄膜層を形成する第１薄膜層形成工程と、 基板温度を成膜温度まで昇温後、原料ガスを用いて第１
    薄膜層上に第２の薄膜層を形成する第２薄膜層形成工程
    と、を有し、 前記第２薄膜層形成工程では、 熱ＣＶＤ法により薄膜を形成する工程と、 形成した薄膜に対して反応物を供給する工程と、を複数
    回繰り返すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項３】基板温度が熱ＣＶＤ法による成膜温度より
    も低い状態で、原料ガスを基板上へ付着させた後、酸素
    原子を含むガスをプラズマにより活性化した反応物を基
    板上へ供給することにより第１の薄膜層を形成する第１
    薄膜層形成工程と、 基板温度を成膜温度まで昇温後、原料ガスを用いて熱Ｃ
    ＶＤ法により第１薄膜層上に第２の薄膜層を形成する第
    ２薄膜層形成工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】原料ガスを基板上へ付着させる工程と、 酸素原子を含むガスをプラズマにより活性化して得られ
    る反応物を、基板上へ供給することにより膜を形成する
    工程と、 をこの順で複数回繰り返すことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  5. 【請求項５】基板を処理する処理室と、 処理室内の基板を加熱するヒータと、 原料ガスを供給する原料ガス供給系と、 原料ガスとは異なる反応物を供給する反応物供給系と、 処理室内を排気する排気口と、 基板温度が熱ＣＶＤ法による成膜温度よりも低い状態の
    基板昇温中に原料ガスを基板上へ付着させるよう供給し
    た後、反応物を基板上に供給し、その後、基板温度を成
    膜温度まで昇温した後、基板上に原料ガスを供給するよ
    う制御する制御手段と、 を有することを特徴とする基板処理装置。
JP2002372915A 2002-03-18 2002-12-24 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 Expired - Lifetime JP4090347B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002372915A JP4090347B2 (ja) 2002-03-18 2002-12-24 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
US10/372,245 US6884738B2 (en) 2002-03-18 2003-02-25 Manufacturing method of semiconductor device and substrate processing apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002074495 2002-03-18
JP2002-74495 2002-03-18
JP2002372915A JP4090347B2 (ja) 2002-03-18 2002-12-24 半導体装置の製造方法及び基板処理装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007293635A Division JP4621241B2 (ja) 2002-03-18 2007-11-12 半導体装置の製造方法及び基板処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003347298A true JP2003347298A (ja) 2003-12-05
JP4090347B2 JP4090347B2 (ja) 2008-05-28

Family

ID=28043754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002372915A Expired - Lifetime JP4090347B2 (ja) 2002-03-18 2002-12-24 半導体装置の製造方法及び基板処理装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6884738B2 (ja)
JP (1) JP4090347B2 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367982A (ja) * 2001-05-07 2002-12-20 Samsung Electronics Co Ltd 多成分系薄膜及びその形成方法
JP2004146787A (ja) * 2002-07-18 2004-05-20 Air Products & Chemicals Inc 高誘電率材料のエッチング方法及び高誘電率材料の堆積チャンバーのクリーニング方法
WO2004086485A1 (ja) * 2003-03-24 2004-10-07 Horiba, Ltd. 半導体装置における絶縁膜の形成方法
WO2005017987A1 (ja) * 2003-08-15 2005-02-24 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法
KR100657792B1 (ko) * 2005-01-24 2006-12-14 삼성전자주식회사 원자층 적층 방법과 이를 이용한 커패시터의 제조 방법 및게이트 구조물의 제조 방법
JP2007013171A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Hynix Semiconductor Inc ナンドフラッシュメモリ素子の製造方法
US7579276B2 (en) 2004-10-15 2009-08-25 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US7651729B2 (en) 2004-05-14 2010-01-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of fabricating metal silicate layer using atomic layer deposition technique
US9401282B2 (en) 2012-03-30 2016-07-26 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing semiconductor device, cleaning method, substrate processing apparatus and non-transitory computer readable recording medium
JP2019153711A (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8026161B2 (en) 2001-08-30 2011-09-27 Micron Technology, Inc. Highly reliable amorphous high-K gate oxide ZrO2
US7101813B2 (en) * 2002-12-04 2006-09-05 Micron Technology Inc. Atomic layer deposited Zr-Sn-Ti-O films
WO2004085703A1 (ja) * 2003-03-25 2004-10-07 Tokyo Electron Limited 処理装置及び処理方法
US7037376B2 (en) * 2003-04-11 2006-05-02 Applied Materials Inc. Backflush chamber clean
US7253125B1 (en) 2004-04-16 2007-08-07 Novellus Systems, Inc. Method to improve mechanical strength of low-k dielectric film using modulated UV exposure
FR2871937B1 (fr) * 2004-06-16 2006-09-22 Lionel Girardie Technique de formation de materiaux isolants nanostructures
FR2871938B1 (fr) * 2004-06-16 2006-09-22 Lionel Girardie Technique de formation de nanomateriaux dielectriques pour dispositifs capacitifs
KR20060007325A (ko) * 2004-07-19 2006-01-24 삼성전자주식회사 플라즈마 유도 원자층 증착 기술을 이용한 유전막 형성 방법
US7081421B2 (en) 2004-08-26 2006-07-25 Micron Technology, Inc. Lanthanide oxide dielectric layer
US7494939B2 (en) 2004-08-31 2009-02-24 Micron Technology, Inc. Methods for forming a lanthanum-metal oxide dielectric layer
US7588988B2 (en) * 2004-08-31 2009-09-15 Micron Technology, Inc. Method of forming apparatus having oxide films formed using atomic layer deposition
US9659769B1 (en) 2004-10-22 2017-05-23 Novellus Systems, Inc. Tensile dielectric films using UV curing
US7790633B1 (en) * 2004-10-26 2010-09-07 Novellus Systems, Inc. Sequential deposition/anneal film densification method
US7235501B2 (en) 2004-12-13 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Lanthanum hafnium oxide dielectrics
JP4773101B2 (ja) * 2005-01-12 2011-09-14 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
US7166531B1 (en) 2005-01-31 2007-01-23 Novellus Systems, Inc. VLSI fabrication processes for introducing pores into dielectric materials
US7510982B1 (en) 2005-01-31 2009-03-31 Novellus Systems, Inc. Creation of porosity in low-k films by photo-disassociation of imbedded nanoparticles
US7687409B2 (en) 2005-03-29 2010-03-30 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited titanium silicon oxide films
US8980769B1 (en) 2005-04-26 2015-03-17 Novellus Systems, Inc. Multi-station sequential curing of dielectric films
US8889233B1 (en) 2005-04-26 2014-11-18 Novellus Systems, Inc. Method for reducing stress in porous dielectric films
US8282768B1 (en) 2005-04-26 2012-10-09 Novellus Systems, Inc. Purging of porogen from UV cure chamber
US8454750B1 (en) 2005-04-26 2013-06-04 Novellus Systems, Inc. Multi-station sequential curing of dielectric films
US8137465B1 (en) 2005-04-26 2012-03-20 Novellus Systems, Inc. Single-chamber sequential curing of semiconductor wafers
US7662729B2 (en) 2005-04-28 2010-02-16 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of a ruthenium layer to a lanthanide oxide dielectric layer
US7390756B2 (en) 2005-04-28 2008-06-24 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited zirconium silicon oxide films
US7927948B2 (en) 2005-07-20 2011-04-19 Micron Technology, Inc. Devices with nanocrystals and methods of formation
US20070042130A1 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Applied Materials, Inc. Method of treating films using UV-generated active species
US20070066021A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 Texas Instruments Inc. Formation of gate dielectrics with uniform nitrogen distribution
US7709402B2 (en) 2006-02-16 2010-05-04 Micron Technology, Inc. Conductive layers for hafnium silicon oxynitride films
US7737035B1 (en) 2006-03-31 2010-06-15 Novellus Systems, Inc. Dual seal deposition process chamber and process
US20080029197A1 (en) * 2006-07-04 2008-02-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface treating apparatus using atomic hydrogen
US7582549B2 (en) 2006-08-25 2009-09-01 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited barium strontium titanium oxide films
US10037905B2 (en) 2009-11-12 2018-07-31 Novellus Systems, Inc. UV and reducing treatment for K recovery and surface clean in semiconductor processing
US8465991B2 (en) * 2006-10-30 2013-06-18 Novellus Systems, Inc. Carbon containing low-k dielectric constant recovery using UV treatment
US7851232B2 (en) 2006-10-30 2010-12-14 Novellus Systems, Inc. UV treatment for carbon-containing low-k dielectric repair in semiconductor processing
US7906174B1 (en) 2006-12-07 2011-03-15 Novellus Systems, Inc. PECVD methods for producing ultra low-k dielectric films using UV treatment
US7993457B1 (en) 2007-01-23 2011-08-09 Novellus Systems, Inc. Deposition sub-chamber with variable flow
US20080237694A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Michael Specht Integrated circuit, cell, cell arrangement, method for manufacturing an integrated circuit, method for manufacturing a cell, memory module
US20080241387A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Asm International N.V. Atomic layer deposition reactor
US8242028B1 (en) 2007-04-03 2012-08-14 Novellus Systems, Inc. UV treatment of etch stop and hard mask films for selectivity and hermeticity enhancement
US7622162B1 (en) 2007-06-07 2009-11-24 Novellus Systems, Inc. UV treatment of STI films for increasing tensile stress
US8211510B1 (en) 2007-08-31 2012-07-03 Novellus Systems, Inc. Cascaded cure approach to fabricate highly tensile silicon nitride films
JP2009104916A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Canon Inc 電子放出素子、電子源、画像表示装置および電子放出素子の製造方法
US20090114245A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 Hidehiro Kojiri In-situ chamber cleaning method
US9050623B1 (en) 2008-09-12 2015-06-09 Novellus Systems, Inc. Progressive UV cure
CN102197158B (zh) * 2008-10-28 2014-01-29 三菱电机株式会社 等离子体cvd装置、半导体膜的制造方法、薄膜太阳能电池的制造方法以及等离子体cvd装置的清洗方法
JP5562434B2 (ja) * 2010-11-19 2014-07-30 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
KR101427726B1 (ko) * 2011-12-27 2014-08-07 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
US9353439B2 (en) 2013-04-05 2016-05-31 Lam Research Corporation Cascade design showerhead for transient uniformity
US10443127B2 (en) * 2013-11-05 2019-10-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited System and method for supplying a precursor for an atomic layer deposition (ALD) process
US11384432B2 (en) 2015-04-22 2022-07-12 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition chamber with funnel-shaped gas dispersion channel and gas distribution plate
US10023959B2 (en) 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
US9847221B1 (en) 2016-09-29 2017-12-19 Lam Research Corporation Low temperature formation of high quality silicon oxide films in semiconductor device manufacturing
CN110408910B (zh) * 2019-08-16 2020-08-28 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 高通量气相沉积设备及气相沉积方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110531A (en) * 1991-02-25 2000-08-29 Symetrix Corporation Method and apparatus for preparing integrated circuit thin films by chemical vapor deposition
JP2855978B2 (ja) 1992-07-22 1999-02-10 日本電気株式会社 窒化シリコン膜の製造方法
JPH0982696A (ja) 1995-09-18 1997-03-28 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法および半導体製造装置
US6136388A (en) * 1997-12-01 2000-10-24 Applied Materials, Inc. Substrate processing chamber with tunable impedance
US6593247B1 (en) * 1998-02-11 2003-07-15 Applied Materials, Inc. Method of depositing low k films using an oxidizing plasma
US6645884B1 (en) * 1999-07-09 2003-11-11 Applied Materials, Inc. Method of forming a silicon nitride layer on a substrate
JP3424814B2 (ja) 1999-08-31 2003-07-07 スタンレー電気株式会社 ＺｎＯ結晶構造及びそれを用いた半導体装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367982A (ja) * 2001-05-07 2002-12-20 Samsung Electronics Co Ltd 多成分系薄膜及びその形成方法
JP2004146787A (ja) * 2002-07-18 2004-05-20 Air Products & Chemicals Inc 高誘電率材料のエッチング方法及び高誘電率材料の堆積チャンバーのクリーニング方法
WO2004086485A1 (ja) * 2003-03-24 2004-10-07 Horiba, Ltd. 半導体装置における絶縁膜の形成方法
WO2005017987A1 (ja) * 2003-08-15 2005-02-24 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法
US8598047B2 (en) 2003-08-15 2013-12-03 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and producing method of semiconductor device
US7651729B2 (en) 2004-05-14 2010-01-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of fabricating metal silicate layer using atomic layer deposition technique
US7579276B2 (en) 2004-10-15 2009-08-25 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
KR100657792B1 (ko) * 2005-01-24 2006-12-14 삼성전자주식회사 원자층 적층 방법과 이를 이용한 커패시터의 제조 방법 및게이트 구조물의 제조 방법
JP2007013171A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Hynix Semiconductor Inc ナンドフラッシュメモリ素子の製造方法
US9401282B2 (en) 2012-03-30 2016-07-26 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing semiconductor device, cleaning method, substrate processing apparatus and non-transitory computer readable recording medium
JP2019153711A (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置
KR20190105511A (ko) * 2018-03-05 2019-09-17 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 성막 방법 및 성막 장치
JP7012563B2 (ja) 2018-03-05 2022-01-28 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置
KR102470917B1 (ko) * 2018-03-05 2022-11-28 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 성막 방법 및 성막 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP4090347B2 (ja) 2008-05-28
US20030181060A1 (en) 2003-09-25
US6884738B2 (en) 2005-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4090347B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
US6825126B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device and substrate processing apparatus
US20070087579A1 (en) Semiconductor device manufacturing method
JP4449226B2 (ja) 金属酸化膜の改質方法、金属酸化膜の成膜方法及び熱処理装置
TWI446404B (zh) 半導體裝置的製造方法、清潔方法及基板處理裝置
JP4505471B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP3437832B2 (ja) 成膜方法及び成膜装置
TWI447251B (zh) 膜形成方法及膜形成裝置
JP4621241B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP6125846B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
JP2009544849A (ja) 膜形成装置のクリーニング方法および膜形成装置
JPH10212583A (ja) 堆積プロセスにおけるＳｉＨ４ソーク及びパージの利用
JP2004006699A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
WO2020189288A1 (ja) 成膜方法および成膜装置
JP4356943B2 (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
WO2020184284A1 (ja) 成膜方法および成膜装置
JP2010087361A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2004296820A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP2004296887A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
WO2022080153A1 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2004140292A (ja) 誘電体膜の形成方法
JP7110468B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び基板処理方法。
TWI789622B (zh) 半導體裝置的製造方法，程式及基板處理裝置
JP2006108595A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001326223A (ja) 金属酸化膜の形成方法及び成膜処理システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050329

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070327

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4090347

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140307

Year of fee payment: 6

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term