JP2014060302A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板に対して窒化ガスを供給する工程を行った後、基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、基板に対して酸化ガスを供給する工程と、基板に対して窒化ガスを供給する工程と、をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む。
【選択図】図4
Description
基板に対して窒化ガスを供給する工程を行った後、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。
基板に対して窒化ガスを供給する工程を行った後、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む基板処理方法が提供される。
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して所定元素含有ガスを供給する所定元素含有ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して炭素含有ガスを供給する炭素含有ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して窒化ガスを供給する窒化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記窒化ガスを供給する処理を行った後、前記処理室内の前記基板に対して前記炭素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記所定元素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記炭素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記窒化ガスを供給する処理と、をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する処理を行うように、前記所定元素含有ガス供給系、前記炭素含有ガス供給系、前記酸化ガス供給系および前記窒化ガス供給系を制御する制御部と、 を含む基板処理装置が提供される。
基板処理装置の処理室内の基板に対して窒化ガスを供給する手順を行った後、
前記処理室内の前記基板に対して炭素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して炭素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸化ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して窒化ガスを供給する手順と、 をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
図1は、本実施形態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202部分を縦断面図で示している。図2は、本実施形態で好適に用いられる縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉202部分を図1のA−A線断面図で示している。なお、本発明は、本実施形態にかかる基板処理装置に限らず、枚葉式、Hot Wall型、Cold Wall型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。
次に、上述の基板処理装置の処理炉を用いて、半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を成膜するシーケンス例について説明する。尚、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121により制御される。
まず、本実施形態の第1シーケンスについて説明する。
図4(a)は、本実施形態の第1シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図である。
ウエハ200に対して窒化ガスを供給する工程を行った後、
ウエハ200に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して酸化ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して窒化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を実施する。
サイクルを所定回数行う前に、ウエハ200に対して窒化ガスを供給することで、ウエハ200の最表面を改質する。
ウエハ200に対して炭素含有ガスを供給することで、窒化ガスにより改質されたウエハ200の最表面の一部に第1の炭素含有層を形成し、
ウエハ200に対して所定元素含有ガスを供給することで、窒化ガスにより改質され、その一部に第1の炭素含有層が形成されたウエハ200の最表面上に所定元素含有層を形成し、
ウエハ200に対して炭素含有ガスを供給することで、所定元素含有層上に第2の炭素含有層を形成し、
ウエハ200に対して酸化ガスを供給することで、第1の炭素含有層、所定元素含有層および第2の炭素含有層を含む層を酸化して、所定元素、酸素および炭素を含む層を形成し、
ウエハ200に対して窒化ガスを供給することで、所定元素、酸素および炭素を含む層を窒化して、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む層を形成するとともに、その最表面を改質する。
複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)されると、図1に示されているように、複数枚のウエハ200を支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて処理室201内に搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219はOリング220を介して反応管203の下端をシールした状態となる。
処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ246によって真空排気される。この際、処理室201内の圧力は圧力センサ245で測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ244がフィードバック制御される(圧力調整)。なお、真空ポンプ246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常時作動させた状態を維持する。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。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。なお、ヒータ207による処理室201内の加熱は、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。続いて、回転機構267によるボート217及びウエハ200の回転を開始する(ウエハ回転)。なお、回転機構267によるボート217及びウエハ200の回転は、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。
続いて、後述する表面改質ステップを行い、その後、後述する5つのステップ、すなわち、ステップ1〜5を順次実行する。
(NH3ガス供給)
第4ガス供給管232dのバルブ243dを開き、第4ガス供給管232d内にNH3ガスを流す。第4ガス供給管232d内を流れたNH3ガスは、マスフローコントローラ241dにより流量調整される。流量調整されたNH3ガスは、第4ノズル249dのガス供給孔250dからバッファ室237内に供給される。このとき、第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270間には高周波電力を印加しない。これにより、バッファ室237内に供給されたNH3ガスは熱で活性化され、ガス供給孔250eから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このときウエハ200に対して、熱で活性化されたNH3ガスが供給されることとなる。なお、このとき第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270間に高周波電力を印加して、バッファ室237内に供給されたNH3ガスをプラズマで活性化させて供給することもできる。その場合、高周波電源273から第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270間に印加する高周波電力は、例えば50〜1000Wの範囲内の電力となるように設定する。その他の処理条件は、NH3ガスを熱で活性化させて供給する場合の処理条件(後述)と同様とする。
その後、第4ガス供給管232dのバルブ243dを閉じて、NH3ガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくはウエハ200の表面改質に寄与した後のNH3ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する。なお、このとき、バルブ243h,243e,243f,243gは開いたままとして、N2ガスの処理室201内への供給を維持する。これにより、処理室201内に残留する未反応もしくは表面改質に寄与した後のNH3ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する効果を高めることができる。
(C3H6ガス供給)
表面改質ステップが終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、第2ガス供給管232bのバルブ243bを開き、第2ガス供給管232b内にC3H6ガスを流す。第2ガス供給管232b内を流れたC3H6ガスは、マスフローコントローラ241bにより流量調整される。流量調整されたC3H6ガスは、第2ノズル249bのガス供給孔250bから処理室201内に供給される。処理室201内に供給されたC3H6ガスは熱で活性化され、排気管231から排気される。このときウエハ200に対して、熱で活性化されたC3H6ガスが供給されることとなる。
処理室内圧力:133〜5332Pa
C3H6ガス分圧:33〜5177Pa
C3H6ガス供給流量:1000〜10000sccm
N2ガス供給流量:300〜3000sccm
C3H6ガス供給時間:6〜200秒
第1の炭素含有層が形成された後、第2ガス供給管232bのバルブ243bを閉じ、C3H6ガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応のC3H6ガスや、反応副生成物や、ウエハ200の最表面から脱離したNH3ガスを処理室201内から排除する。なお、このとき、バルブ243f,243e,243g,243hは開いたままとして、不活性ガスとしてのN2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応のC3H6ガスや、反応副生成物や、ウエハ200の最表面から脱離したNH3ガスを処理室201内から排除する効果を高めることができる。
(HCDSガス供給)
ステップ1が終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、第1ガス供給管232aのバルブ243aを開き、第1ガス供給管232a内にHCDSガスを流す。第1ガス供給管232a内を流れたHCDSガスは、マスフローコントローラ241aにより流量調整される。流量調整されたHCDSガスは、第1ノズル249aのガス供給孔250aから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してHCDSガスが供給されることとなる。
シリコン含有層が形成された後、第1ガス供給管232aのバルブ243aを閉じ、HCDSガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のHCDSガスや反応副生成物を処理室201内から排除する。なお、このとき、バルブ243e,243f,243g,243hは開いたままとして、不活性ガスとしてのN2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のHCDSガスや反応副生成物を処理室201内から排除する効果を高めることができる。
(C3H6ガス供給)
ステップ2が終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、ウエハ200に対して、熱で活性化されたC3H6ガスを供給する。このときの処理手順および処理条件は、上述したステップ1におけるC3H6ガス供給時における処理手順および処理条件と同様である。
処理室内圧力:133〜5332Pa
C3H6ガス分圧:33〜5177Pa
C3H6ガス供給流量:1000〜10000sccm
N2ガス供給流量:300〜3000sccm
C3H6ガス供給時間:6〜200秒
第2の炭素含有層が形成された後、第2ガス供給管232bのバルブ243bを閉じ、C3H6ガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは第2の炭素含有層形成に寄与した後のC3H6ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する。なお、このとき、バルブ243f,243e,243g,243hは開いたままとして、不活性ガスとしてのN2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくは第2の炭素含有層形成に寄与した後のC3H6ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する効果を高めることができる。
(O2ガス供給)
ステップ3が終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、第3ガス供給管232cのバルブ243cを開き、第3ガス供給管232c内にO2ガスを流す。第3ガス供給管232c内を流れたO2ガスは、マスフローコントローラ241cにより流量調整される。流量調整されたO2ガスは、第3ノズル249cのガス供給孔250cから処理室201内に供給される。処理室201内に供給されたO2ガスは熱で活性化され、排気管231から排気される。このときウエハ200に対して、熱で活性化されたO2ガスが供給されることとなる。
処理室内圧力:133〜5332Pa
O2ガス分圧:12〜5030Pa
O2ガス供給流量:1000〜5000sccm
N2ガス供給流量:300〜10000sccm
O2ガス供給時間:6〜200秒
第3の層が形成された後、第3ガス供給管232cのバルブ243cを閉じ、O2ガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは第3の層形成に寄与した後のO2ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する。なお、このとき、バルブ243g,243e,243f,243hは開いたままとして、不活性ガスとしてのN2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくは第3の層形成に寄与した後のO2ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する効果を高めることができる。
(NH3ガス供給)
ステップ4が終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、ウエハ200に対して、熱で活性化されたNH3ガスを供給する。このときの処理手順および処理条件は、上述した表面改質ステップにおけるNH3ガス供給時における処理手順および処理条件とほぼ同様である。但し、NH3ガスをウエハ200に対して供給する時間、すなわち、ガス供給時間(照射時間)は、例えば1〜200秒、好ましくは1〜120秒、より好ましくは1〜60秒の範囲内の時間とする。なお、ステップ5においても、NH3ガスは熱で活性化させて供給する。NH3ガスは熱で活性化させて供給した方が、ソフトな反応を生じさせることができ、後述する窒化をソフトに行うことができる。ただし、上述の表面改質ステップと同様、NH3ガスはプラズマで活性化させて供給することもできる。
処理室内圧力:133〜5332Pa
NH3ガス分圧:33〜5030Pa
NH3ガス供給流量:1000〜5000sccm
N2ガス供給流量:300〜3000sccm
NH3ガス供給時間:6〜200秒
第4の層が形成された後、処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは第4の層形成に寄与した後のNH3ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する。このときの処理手順および処理条件は、上述した表面改質ステップにおける残留ガス除去時における処理手順および処理条件と同様である。
所定組成を有する所定膜厚のSiOCN膜を形成する成膜処理がなされると、N2等の不活性ガスが処理室201内へ供給され、排気されることで処理室201内が不活性ガスでパージされる(ガスパージ)。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)。
その後、ボートエレベータ115によりシールキャップ219が下降されて、反応管203の下端が開口されるとともに、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の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。その後、処理済のウエハ200はボート217より取り出される(ウエハディスチャージ)。
次に、本実施形態の第2シーケンスについて説明する。
図5(a)は、本実施形態の第2シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図である。
ウエハ200に対して窒化ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して酸化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する点が、上述の第1シーケンスと異なる。
ウエハ200に対して窒化ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
ウエハ200に対して酸化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行った後、ウエハ200に対して窒化ガスを供給する工程を行うことで、ウエハ200上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する点が、上述の第1シーケンスと異なる。
ウエハチャージ、ボートロード、圧力調整、温度調整、ウエハ回転までは、第1シーケンスと同様に行う。
続いて、後述する5つのステップ、すなわち、ステップ1〜5を1サイクルとして、このサイクルを1回以上行った後、後述する窒化ステップを行う。
ステップ1は第1シーケンスの表面改質ステップまたはステップ5と同様に行う。ステップ1での処理手順および処理条件は、第1シーケンスにおける表面改質ステップまたはステップ5での処理手順および処理条件と同様である。
ステップ2は第1シーケンスのステップ1と同様に行う。ステップ2での処理手順、処理条件、生じさせる反応、形成する層等は、第1シーケンスにおけるステップ1でのそれらと同様である。すなわち、このステップでは、処理室201内へのC3H6ガスの供給により、NH3ガスの供給により改質されたウエハ200の最表面(又は第4の層の最表面)上に、第1の炭素含有層を形成する。
ステップ3は第1シーケンスのステップ2と同様に行う。ステップ3での処理手順、処理条件、生じさせる反応、形成する層等は、第1シーケンスにおけるステップ2でのそれらと同様である。すなわち、このステップでは、処理室201内へのHCDSガスの供給により、NH3ガスの供給により改質され、その一部に第1の炭素含有層が形成されたウエハ200の最表面(又は第4の層の最表面)上に、例えば1原子層未満から数原子層程度の厚さのシリコン含有層を形成する。これにより、ウエハ200の最表面(又は第4の層の最表面)上には、シリコンおよび炭素を含む第1の層、すなわち、第1の炭素含有層およびシリコン含有層を含む層が形成される。
ステップ4は第1シーケンスのステップ3と同様に行う。ステップ4での処理手順、処理条件、生じさせる反応、形成する層等は、第1シーケンスにおけるステップ3でのそれらと同様である。すなわち、このステップでは、処理室201内へのC3H6ガスの供給により、ステップ3で形成されたシリコン含有層の上に第2の炭素含有層を形成する。これにより、ウエハ200の最表面(又は第4の層の最表面)上には、シリコンおよび炭素を含む第2の層、すなわち、第1の炭素含有層、シリコン含有層および第2の炭素含有層を含む層が形成される。
[ステップ5]
ステップ5は第1シーケンスのステップ4と同様に行う。ステップ5での処理手順、処理条件、生じさせる反応、形成する層等は、第1シーケンスにおけるステップ4でのそれらと同様である。すなわち、このステップでは、処理室201内へのO2ガスの供給により、第2の層(第1の炭素含有層、シリコン含有層および第2の炭素含有層を含む層)の少なくとも一部を酸化させることで、ウエハ200上に、シリコン、酸素および炭素を含む第3の層を形成する。
ステップ1〜5を1サイクルとして、このサイクルを所定回数行った後、窒化ステップを実施する。本ステップは、第1シーケンスのステップ5と同様に行う。本ステップでの処理手順、処理条件、生じさせる反応、形成する層等は、第1シーケンスにおけるステップ5でのそれらと同様である。すなわち、このステップでは、処理室201内へのNH3ガスの供給により、最終サイクルにおいてウエハ200の最表面に形成された第3の層(SiOC層)の少なくとも一部を窒化させて、第3の層を第4の層、すなわち、SiOCN層へと変化させる(改質する)。この窒化ステップにより、SiOCN膜の最表面が適正に窒化されて改質されることで、SiOCN膜は、最下層から最上層に至るまでSiOCN層が積層されてなる膜となる。つまり、SiOCN膜は、膜厚方向においてその組成が均一な膜となる。
SiOCN膜の形成処理及びSiOCN膜の最表面の改質処理がなされると、ガスパージ、不活性ガス置換、大気圧復帰、ボートアンロード、ウエハディスチャージが、第1シーケンスと同様に行われる。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の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。
本発明の実施例として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、上述の実施形態の第1シーケンスにより、ウエハ上にSiOCN膜を形成した。図6(a)は、本実施例におけるガス供給のタイミングを示す図である。シリコン含有ガスとしてはHCDSガスを、炭素含有ガスとしてはC3H6ガスを、酸化ガスとしてはO2ガスを、窒化ガスとしてはNH3ガスを用いた。第1の炭素含有層を形成するステップ1におけるC3H6ガスのガス供給時間は、上述の実施形態に記載の処理範囲内で変化させ、4種類のサンプルを作成した。その他の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の所定の値に設定した。そして、作成した各サンプルについて、SiOCN膜中の酸素(O)濃度、窒素(N)濃度、炭素(C)濃度をそれぞれ測定した。
本発明の実施例として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、上述の実施形態の第1シーケンスにより、ウエハ上にSiOCN膜を形成した。図6(a)は、本実施例におけるガス供給のタイミングを示す図である。シリコン含有ガスとしてはHCDSガスを、炭素含有ガスとしてはC3H6ガスを、酸化ガスとしてはO2ガスを、窒化ガスとしてはNH3ガスを用いた。各ステップにおける処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の所定の値に設定した。そして、ウエハ上に形成したSiOCN膜中のO、N、C濃度をそれぞれ測定した。
参考例1として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、ウエハに対してNH3ガスを供給する表面改質ステップを行った後、ウエハに対してHCDSガスを供給するステップ1aと、ウエハに対してC3H6ガスを供給するステップ2aと、ウエハに対してO2ガスを供給するステップ3aと、ウエハに対してNH3ガスを供給するステップ4aと、をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、ウエハ上にSiOCN膜を形成した。図6(b)は、本参考例におけるガス供給のタイミングを示す図である。参考例1が上述の実施形態の第1シーケンスと異なるのは、第1の炭素含有層を形成するステップ1を行わない点だけである。参考例1のステップ1a〜4aにおける処理手順や処理条件は、上述の実施形態の第1シーケンスのステップ2〜5の処理手順や処理条件と同様に設定した。そして、成膜時のウエハ温度(成膜温度)を550〜630℃の間で変化させて3種類のサンプルを作成し、ウエハ上に形成したSiOCN膜中のO、N、C濃度をそれぞれ測定した。
参考例2として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、参考例1と同様の成膜シーケンスにより、ウエハ上にSiOCN膜を形成した。参考例2が上述の実施形態の第1シーケンスと異なるのは、参考例1と同様に、第1の炭素含有層を形成するステップ1を行わない点だけである。参考例2のステップ1a〜4aにおける処理手順や処理条件は、上述の実施形態の第1シーケンスのステップ2〜5の処理手順や処理条件と同様に設定した。そして、ステップ2aでのC3H6ガスのガス供給時間を変化させて3種類のサンプルを作成し、ウエハ上に形成したSiOCN膜中のO、N、C濃度をそれぞれ測定した。
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
基板に対して窒化ガスを供給する工程を行った後、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。
付記1の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記薄膜を形成する工程では、
前記サイクルを所定回数行う前に、前記基板に対して前記窒化ガスを供給することで、前記基板の最表面を改質する。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記薄膜を形成する工程では、
前記基板に対して前記炭素含有ガスを供給することで、前記最表面の一部に第1の炭素含有層を形成し、
前記基板に対して前記所定元素含有ガスを供給することで、前記窒化ガスにより改質され、その一部に前記第1の炭素含有層が形成された前記最表面上に所定元素含有層を形成し、
前記基板に対して前記炭素含有ガスを供給することで、前記所定元素含有層上に第2の炭素含有層を形成し、
前記基板に対して前記酸化ガスを供給することで、前記第1の炭素含有層、前記所定元素含有層および前記第2の炭素含有層を含む層を酸化して、前記所定元素、酸素および炭素を含む層を形成し、
前記基板に対して前記窒化ガスを供給することで、前記所定元素、酸素および炭素を含む層を窒化して、前記所定元素、酸素、炭素および窒素を含む層を形成するとともに、その最表面を改質する。
付記3の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1の炭素含有層は、
前記窒化ガスにより改質された前記最表面の一部に前記炭素含有ガスを吸着させて形成する。
付記4の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1の炭素含有層の少なくとも一部は、
前記窒化ガスにより改質された前記最表面の少なくとも一部に吸着した前記窒化ガスの一部を前記炭素含有ガスに置き換えて形成する。
本発明の他の態様によれば、
基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。
付記6の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記薄膜を形成する工程は、前記サイクルを所定回数行った後、前記基板に対して窒化ガスを供給する工程をさらに含む。
本発明の他の態様によれば、
基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行った後、前記基板に対して窒化ガスを供給する工程を行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。
付記1乃至8のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記所定元素が半導体元素または金属元素である。
付記1乃至9のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記所定元素がシリコンである。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して窒化ガスを供給する工程を行った後、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む基板処理方法が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して所定元素含有ガスを供給する所定元素含有ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して炭素含有ガスを供給する炭素含有ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して窒化ガスを供給する窒化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記窒化ガスを供給する処理を行った後、前記処理室内の前記基板に対して前記炭素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記所定元素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記炭素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記窒化ガスを供給する処理と、をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する処理を行うように、前記所定元素含有ガス供給系、前記炭素含有ガス供給系、前記酸化ガス供給系および前記窒化ガス供給系を制御する制御部と、 を含む基板処理装置が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して窒化ガスを供給する手順を行った後、
前記処理室内の前記基板に対して炭素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して炭素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸化ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して窒化ガスを供給する手順と、 をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して窒化ガスを供給する手順を行った後、
前記処理室内の前記基板に対して炭素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して炭素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸化ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して窒化ガスを供給する手順と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
200 ウエハ
201 処理室
202 処理炉
203 反応管
207 ヒータ
231 排気管
232a 第1ガス供給管
232b 第2ガス供給管
232c 第3ガス供給管
232d 第4ガス供給管
Claims (4)
- 基板に対して窒化ガスを供給する工程を行った後、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒化ガスを供給する工程と、 をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法。 - 基板に対して窒化ガスを供給する工程を行った後、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する工程を含む基板処理方法。 - 基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して所定元素含有ガスを供給する所定元素含有ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して炭素含有ガスを供給する炭素含有ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して窒化ガスを供給する窒化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記窒化ガスを供給する処理を行った後、前記処理室内の前記基板に対して前記炭素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記所定元素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記炭素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記窒化ガスを供給する処理と、をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する処理を行うように、前記所定元素含有ガス供給系、前記炭素含有ガス供給系、前記酸化ガス供給系および前記窒化ガス供給系を制御する制御部と、 を含む基板処理装置。 - 基板処理装置の処理室内の基板に対して窒化ガスを供給する手順を行った後、
前記処理室内の前記基板に対して炭素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して所定元素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して炭素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸化ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して窒化ガスを供給する手順と、 をこの順に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、所定元素、酸素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラム。
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