JP2019054291A - Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, a substrate processing apparatus, and a program.
半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程として、処理室内の基板に対して原料ガス、酸素(O)含有ガス、水素(H)含有ガスを非同時に供給することで、基板上に膜を形成する工程が行われることがある。 A film is formed on a substrate by supplying a source gas, an oxygen (O) -containing gas, and a hydrogen (H) -containing gas non-simultaneously to a substrate in a processing chamber as one step of a manufacturing process of a semiconductor device (device). Process may be performed.
しかしながら、処理室内にO含有ガスやH含有ガスを供給すると、処理室内にパーティクルが多量に発生する場合があることを、発明者等は鋭意研究により明らかにした。本発明の目的は、基板上に膜を形成する際におけるパーティクルの発生を抑制することが可能な技術を提供することにある。 However, the inventors of the present invention have made it clear by intensive research that, if O-containing gas or H-containing gas is supplied into the processing chamber, a large amount of particles may be generated in the processing chamber. An object of the present invention is to provide a technology capable of suppressing the generation of particles when forming a film on a substrate.
本発明の一態様によれば、
処理室内の基板に対して原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記原料ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して酸素含有ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して水素含有ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記水素含有ガスを排出する工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する工程を有し、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記原料ガスを排出する工程におけるそれ若しくはそれらよりも大きくする半導体装置の製造方法が提供される。
According to one aspect of the invention:
Supplying a source gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the source gas from the processing chamber;
Supplying an oxygen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the oxygen-containing gas from the processing chamber;
Supplying a hydrogen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the hydrogen-containing gas from the processing chamber;
Forming a film on the substrate by performing a predetermined number of non-simultaneous cycles.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas is larger than that in the step of discharging the source gas Is provided.
本発明によれば、基板上に膜を形成する際におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the generation of particles when forming a film on a substrate.
<本発明の一実施形態>
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
<One embodiment of the present invention>
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 3.
(1)基板処理装置の構成
図1に示すように、処理炉202は加熱手段(加熱機構)としてのヒータ207を有する。ヒータ207は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース(図示せず)に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ207は、後述するようにガスを熱で活性化(励起)させる活性化機構(励起部)としても機能する。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus As shown in FIG. 1, the
ヒータ207の内側には、ヒータ207と同心円状に反応容器(処理容器)を構成する反応管203が配設されている。反応管203は、例えば石英(SiO2)または炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管203の筒中空部には、処理室201が形成されている。処理室201は、基板としてのウエハ200を後述するボート217によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
Inside the
処理室201内には、第1ノズルとしてのノズル249a、第2ノズルとしてのノズル249b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249a,249bは、例えば石英またはSiC等の耐熱性材料からなる。ノズル249a,249bには、ガス供給管232a,232bがそれぞれ接続されている。このように、反応管203には、2本のノズル249a,249bと、2本のガス供給管232a,232bとが設けられており、処理室201内へ複数種類のガスを供給することが可能となっている。
In the
但し、本実施形態の処理炉202は上述の形態に限定されない。例えば、反応管203の下方に、反応管203を支持する金属製のマニホールドを設け、各ノズルを、マニホールドの側壁を貫通するように設けてもよい。この場合、マニホールドに、後述する排気管231をさらに設けてもよい。この場合であっても、排気管231を、マニホールドではなく、反応管203の下部に設けてもよい。このように、処理炉202の炉口部を金属製とし、この金属製の炉口部にノズル等を取り付けてもよい。
However, the
ガス供給管232a,232bには、上流方向から順に、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)241a,241bおよび開閉弁であるバルブ243a,243bがそれぞれ設けられている。ガス供給管232a,232bのバルブ243a,243bよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管232c,232dがそれぞれ接続されている。ガス供給管232c,232dには、上流方向から順に、流量制御器(流量制御部)であるMFC241c,241dおよび開閉弁であるバルブ243c,243dがそれぞれ設けられている。
In the
ガス供給管232a,232bの先端部には、ノズル249a,249bがそれぞれ接続されている。ノズル249a,249bは、図2に示すように、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、ウエハ200の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル249a,249bは、ウエハ200が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル249a,249bは、処理室201内へ搬入されたウエハ200の端部(周縁部)の側方にウエハ200の表面(平坦面)と垂直にそれぞれ設けられている。ノズル249a,249bは、L字型のロングノズルとしてそれぞれ構成されており、それらの各水平部は反応管203の下部側壁を貫通するように設けられており、それらの各垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル249a,249bの側面には、ガスを供給するガス供給孔250a,250bがそれぞれ設けられている。ガス供給孔250a,250bは、反応管203の中心を向くようにそれぞれ開口しており、ウエハ200に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔250a,250bは、反応管203の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
このように、本実施形態では、反応管203の側壁の内壁と、反応管203内に配列された複数枚のウエハ200の端部(周縁部)と、で定義される円環状の縦長の空間内、すなわち、円筒状の空間内に配置したノズル249a,249bを経由してガスを搬送している。そして、ノズル249a,249bにそれぞれ開口されたガス供給孔250a,250bから、ウエハ200の近傍で初めて反応管203内にガスを噴出させている。そして、反応管203内におけるガスの主たる流れを、ウエハ200の表面と平行な方向、すなわち、水平方向としている。このような構成とすることで、各ウエハ200に均一にガスを供給でき、各ウエハ200に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることが可能となる。ウエハ200の表面上を流れたガス、すなわち、反応後の残ガスは、排気口、すなわち、後述する排気管231の方向に向かって流れる。但し、この残ガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。
Thus, in the present embodiment, an annular longitudinally long space defined by the inner wall of the side wall of the
ガス供給管232aからは、所定元素を有する原料ガスとして、例えば、所定元素としてのSiおよびハロゲン元素を含むハロシラン原料ガスが、MFC241a、バルブ243a、ノズル249aを介して処理室201内へ供給される。
From the
ハロシラン原料ガスとは、気体状態のハロシラン原料、例えば、常温常圧下で液体状態であるハロシラン原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態であるハロシラン原料等のことである。ハロシラン原料とは、ハロゲン基を有するシラン原料のことである。ハロゲン基には、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基等が含まれる。すなわち、ハロゲン基には、塩素(Cl)、フッ素(F)、臭素(Br)、ヨウ素(I)等のハロゲン元素が含まれる。ハロシラン原料は、ハロゲン化物の一種ともいえる。本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。 The halosilane source gas is a gaseous halosilane source, for example, a gas obtained by vaporizing a halosilane source which is liquid at normal temperature and pressure, or a halosilane source which is gaseous at normal temperature and pressure. The halosilane raw material is a silane raw material having a halogen group. The halogen group includes a chloro group, a fluoro group, a bromo group, an iodo group and the like. That is, the halogen group includes halogen elements such as chlorine (Cl), fluorine (F), bromine (Br) and iodine (I). The halosilane raw material can be said to be a kind of halide. When the term "raw material" is used in the present specification, when "liquid raw material in liquid state" is meant, "raw material gas in gaseous state" is meant, or when both are meant. is there.
ハロシラン原料ガスとしては、例えば、SiおよびClを含むC非含有の原料ガス、すなわち、無機系のクロロシラン原料ガスを用いることができる。無機系のクロロシラン原料ガスとしては、例えば、ヘキサクロロジシラン(Si2Cl6、略称:HCDS)ガスや、オクタクロロトリシラン(Si3Cl8、略称:OCTS)ガス等を用いることができる。図13(a)にHCDSの化学構造式を、図13(b)にOCTSの化学構造式をそれぞれ示す。これらのガスは、1分子中に少なくとも2つのSiを含み、さらにClを含み、Si−Si結合を有する原料ガスであるともいえる。これらのガスは、後述する基板処理工程において、Siソースとして作用する。 As the halosilane source gas, for example, a C-free source gas containing Si and Cl, that is, an inorganic chlorosilane source gas can be used. As the inorganic chlorosilane source gas, for example, hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6 , abbreviation: HCDS) gas, octachlorotrisilane (Si 3 Cl 8 , abbreviation: OCTS) gas, or the like can be used. FIG. 13 (a) shows the chemical structural formula of HCDS, and FIG. 13 (b) shows the chemical structural formula of OCTS. These gases contain at least two Si in one molecule, further contain Cl, and can be said to be source gases having Si-Si bonds. These gases act as Si sources in the substrate processing step described later.
また、ハロシラン原料ガスとしては、例えば、Si、Clおよびアルキレン基を含み、Si−C結合を有する原料ガス、すなわち、有機系のクロロシラン原料ガスであるアルキレンクロロシラン原料ガスを用いることもできる。アルキレン基には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が含まれる。アルキレンクロロシラン原料ガスを、アルキレンハロシラン原料ガスと称することもできる。アルキレンクロロシラン原料ガスとしては、例えば、ビス(トリクロロシリル)メタン((SiCl3)2CH2、略称:BTCSM)ガス、エチレンビス(トリクロロシラン)ガス、すなわち、1,2−ビス(トリクロロシリル)エタン((SiCl3)2C2H4、略称:BTCSE)ガス等を用いることができる。図14(a)にBTCSMの化学構造式を、図14(b)にBTCSEの化学構造式をそれぞれ示す。これらのガスは、1分子中に少なくとも2つのSiを含み、さらにCおよびClを含み、Si−C結合を有する原料ガスであるともいえる。これらのガスは、後述する基板処理工程において、Siソースとしても作用し、Cソースとしても作用する。 Further, as the halosilane source gas, for example, a source gas containing Si, Cl and an alkylene group and having a Si-C bond, that is, an alkylene chlorosilane source gas which is an organic chlorosilane source gas can also be used. The alkylene group includes a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group and the like. The alkylene chlorosilane source gas can also be referred to as an alkylene halosilane source gas. As the alkylene chlorosilane source gas, for example, bis (trichlorosilyl) methane ((SiCl 3 ) 2 CH 2 , abbreviation: BTCSM) gas, ethylene bis (trichlorosilane) gas, that is, 1,2-bis (trichlorosilyl) ethane ((SiCl 3 ) 2 C 2 H 4 , abbreviation: BTCSE) gas or the like can be used. FIG. 14 (a) shows the chemical structural formula of BTCSM, and FIG. 14 (b) shows the chemical structural formula of BTCSE. These gases contain at least two Si in one molecule, further contain C and Cl, and can be said to be source gases having Si-C bonds. These gases also act as Si sources and also act as C sources in the substrate processing step described later.
また、ハロシラン原料ガスとしては、例えば、Si、Clおよびアルキル基を含み、Si−C結合を有する原料ガス、すなわち、有機系のクロロシラン原料ガスであるアルキルクロロシラン原料ガスを用いることもできる。アルキル基には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が含まれる。アルキルクロロシラン原料ガスを、アルキルハロシラン原料ガスと称することもできる。アルキルクロロシラン原料ガスとしては、例えば、1,1,2,2−テトラクロロ−1,2−ジメチルジシラン((CH3)2Si2Cl4、略称:TCDMDS)ガス、1,2−ジクロロ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン((CH3)4Si2Cl2、略称:DCTMDS)ガス、1−モノクロロ−1,1,2,2,2−ペンタメチルジシラン((CH3)5Si2Cl、略称:MCPMDS)ガス等を用いることができる。図15(a)にTCDMDSの化学構造式を、図15(b)にDCTMDSの化学構造式を、図15(c)にMCPMDSの化学構造式をそれぞれ示す。これらのガスは、1分子中に少なくとも2つのSiを含み、さらにCおよびClを含み、Si−C結合を有する原料ガスであるともいえる。なお、これらのガスはさらにSi−Si結合をも有する。これらのガスは、後述する基板処理工程において、Siソースとしても作用し、Cソースとしても作用する。 Further, as the halosilane source gas, for example, a source gas containing Si, Cl and an alkyl group and having a Si-C bond, that is, an alkylchlorosilane source gas which is an organic chlorosilane source gas can also be used. The alkyl group includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and the like. The alkyl chlorosilane source gas can also be referred to as an alkyl halosilane source gas. As the alkylchlorosilane source gas, for example, 1,1,2,2-tetrachloro-1,2-dimethyldisilane ((CH 3 ) 2 Si 2 Cl 4 , abbreviation: TCDMDS) gas, 1,2-dichloro-1 1,2,2-Tetramethyldisilane ((CH 3 ) 4 Si 2 Cl 2 , abbreviation: DCTMDS) gas, 1-monochloro-1,1,2,2,2-pentamethyldisilane ((CH 3 ) 5 Si 2 Cl, abbreviated: MCPMDS) gas or the like can be used. Fig. 15 (a) shows the chemical structural formula of TCDMDS, Fig. 15 (b) shows the chemical structural formula of DCTMDS, and Fig. 15 (c) shows the chemical structural formula of MCPMDS. These gases contain at least two Si in one molecule, further contain C and Cl, and can be said to be source gases having Si-C bonds. These gases also have Si-Si bonds. These gases also act as Si sources and also act as C sources in the substrate processing step described later.
HCDSやBTCSMやTCDMDS等のように常温常圧下で液体状態である液体原料を用いる場合は、液体状態の原料を気化器やバブラなどの気化システムにより気化して、原料ガス(HCDSガス、BTCSMガス、TCDMDSガス等)として供給することとなる。 When using a liquid material that is in a liquid state at normal temperature and normal pressure such as HCDS, BTCSM, TCDMDS, etc., the material in the liquid state is vaporized by a vaporization system such as a vaporizer or bubbler, and the source gas (HCDS gas, BTCSM gas, etc.) is used. , TCDMDS gas etc.).
また、ガス供給管232aからは、原料ガスとは化学構造が異なる反応ガスとして、例えば、炭素(C)含有ガスが、MFC241a、バルブ243a、ノズル249aを介して処理室201内へ供給される。C含有ガスとしては、例えば、炭化水素系ガスを用いることができる。炭化水素系ガスは、CおよびHの2元素のみで構成される物質ともいえ、後述する基板処理工程においてCソースとして作用する。炭化水素系ガスとしては、例えば、プロピレン(C3H6)ガスを用いることができる。
Further, a carbon (C) -containing gas, for example, is supplied from the
また、ガス供給管232bからは、原料ガスとは化学構造が異なる反応ガスとして、例えば、酸素(O)含有ガスが、MFC241b、バルブ243b、ノズル249bを介して処理室201内へ供給される。O含有ガスは、後述する基板処理工程において、酸化ガス、すなわち、Oソースとして作用する。O含有ガスとしては、例えば、酸素(O2)ガスを用いることができる。
Further, from the
また、ガス供給管232bからは、原料ガスとは化学構造が異なる反応ガスとして、例えば、水素(H)含有ガスが、MFC241b、バルブ243b、ノズル249bを介して処理室201内へ供給される。
Further, a hydrogen (H) -containing gas, for example, is supplied from the
H含有ガスとしては、例えば、窒素(N)および水素(H)を含むガスである窒化水素系ガスを用いることができる。窒化水素系ガスは、NおよびHの2元素のみで構成される物質ともいえ、窒素(N)含有ガスと称することもできる。N含有ガスは、後述する基板処理工程において、窒化ガス、すなわち、Nソースとして作用する。窒化水素系ガスとしては、例えば、アンモニア(NH3)ガスを用いることができる。 As the H-containing gas, for example, a hydrogen nitride-based gas which is a gas containing nitrogen (N) and hydrogen (H) can be used. The hydrogen nitride-based gas can also be referred to as a nitrogen (N) -containing gas, even though it is a substance composed of only two elements of N and H. The N-containing gas acts as a nitriding gas, that is, an N source in a substrate processing step described later. For example, ammonia (NH 3 ) gas can be used as the hydrogen nitride-based gas.
また、H含有ガスとしては、例えば、N、CおよびHを含むガスであるアミン系ガスを用いることもできる。アミン系ガスは、C、NおよびHの3元素のみで構成される物質ともいえ、NおよびCを含むガスと称することもできる。アミン系ガスは、後述する基板処理工程において、Nソースとしても作用し、Cソースとしても作用する。アミン系ガスとしては、例えば、トリエチルアミン((C2H5)3N、略称:TEA)ガスを用いることができる。TEAのように常温常圧下で液体状態であるアミンを用いる場合は、液体状態のアミンを気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、アミン系ガス(TEAガス)として供給することとなる。 Further, as the H-containing gas, for example, an amine-based gas which is a gas containing N, C and H can also be used. The amine-based gas may be a substance composed of only three elements of C, N and H, and may be referred to as a gas containing N and C. The amine-based gas also acts as an N source and also acts as a C source in the substrate processing step described later. As an amine-based gas, for example, triethylamine ((C 2 H 5 ) 3 N, abbreviation: TEA) gas can be used. When using an amine that is in a liquid state at normal temperature and pressure as in TEA, the amine in the liquid state is vaporized by a vaporization system such as a vaporizer or a bubbler, and is supplied as an amine-based gas (TEA gas).
また、H含有ガスとしては、例えば、N、CおよびHを含むガスである有機ヒドラジン系ガスを用いることもできる。有機ヒドラジン系ガスは、C、NおよびHの3元素のみで構成される物質ともいえ、NおよびCを含むガスと称することもできる。有機ヒドラジン系ガスは、後述する基板処理工程において、Nソースとしても作用し、Cソースとしても作用する。有機ヒドラジン系ガスとしては、例えば、トリメチルヒドラジン((CH3)2N2(CH3)H、略称:TMH)ガスを用いることができる。TMHのように常温常圧下で液体状態であるアミンを用いる場合は、液体状態のアミンを気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、有機ヒドラジン系ガス(TMHガス)として供給することとなる。 Further, as the H-containing gas, for example, an organic hydrazine gas which is a gas containing N, C and H can also be used. The organic hydrazine gas can be referred to as a gas containing N and C, even though it is a substance composed of only three elements of C, N and H. The organic hydrazine gas also acts as an N source and also acts as a C source in the substrate processing step described later. As the organic hydrazine gas, for example, trimethylhydrazine ((CH 3 ) 2 N 2 (CH 3 ) H, abbreviation: TMH) gas can be used. When using an amine that is in a liquid state at normal temperature and normal pressure as in TMH, the amine in the liquid state is vaporized by a vaporization system such as a vaporizer or bubbler and supplied as an organic hydrazine gas (TMH gas) .
また、H含有ガスとしては、例えば、水素(H2)ガスや重水素(D2)ガス等のNやC非含有のガスを用いることもできる。 Further, as the H-containing gas, for example, a gas containing no N or C such as hydrogen (H 2 ) gas or deuterium (D 2 ) gas can also be used.
ガス供給管232c,232dからは、不活性ガスとして、例えば、窒素(N2)ガスが、それぞれMFC241c,241d、バルブ243c,243d、ガス供給管232a,232b、ノズル249a,249bを介して処理室201内へ供給される。
From the
ガス供給管232aから原料ガスを供給する場合、主に、ガス供給管232a、MFC241a、バルブ243aにより、原料ガス供給系が構成される。ノズル249aを原料ガス供給系に含めて考えてもよい。原料ガス供給系を原料供給系と称することもできる。ガス供給管232aからハロシラン原料ガスを供給する場合、原料ガス供給系を、ハロシラン原料ガス供給系、或いは、ハロシラン原料供給系と称することもできる。
When the source gas is supplied from the
ガス供給系232aからC含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管232a、MFC241a、バルブ243aにより、C含有ガス供給系が構成される。ノズル249aをC含有ガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管232aから炭化水素系ガスを供給する場合、C含有ガス供給系を、炭化水素系ガス供給系、或いは、炭化水素供給系と称することもできる。
When the C-containing gas is supplied from the
ガス供給系232bからO含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管232b、MFC241b、バルブ243bにより、O含有ガス供給系が構成される。ノズル249bをO含有ガス供給系に含めて考えてもよい。O含有ガス供給系を、酸化ガス供給系、或いは、酸化剤供給系と称することもできる。
When the O-containing gas is supplied from the
ガス供給管232bからH含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管232b、MFC241b、バルブ243bにより、H含有ガス供給系が構成される。ノズル249bをH含有ガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管232bからNおよびHを含むガスを供給する場合、H含有ガス供給系を、N含有ガス供給系、NおよびHを含むガス供給系等と称することもできる。また、ガス供給管232bからN、CおよびHを含むガスを供給する場合、H含有ガス供給系を、N含有ガス供給系、C含有ガス供給系、NおよびCを含むガス供給系等と称することもできる。N含有ガス供給系を、窒化ガス供給系、或いは、窒化剤供給系と称することもできる。H含有ガスとして窒化水素系ガス、アミン系ガス、有機ヒドラジン系ガスを供給する場合、H含有ガス供給系を、窒化水素系ガス供給系、アミン系ガス供給系、有機ヒドラジン系ガス供給系等と称することができる。
When the H-containing gas is supplied from the
上述のC含有ガス供給系、O含有ガス供給系、H含有ガス供給系のうち、いずれか、或いは、全てのガス供給系を、反応ガス供給系、或いは、リアクタント供給系と称することもできる。 Any or all of the C-containing gas supply system, the O-containing gas supply system, and the H-containing gas supply system described above may be referred to as a reactive gas supply system or a reactant supply system.
また、主に、ガス供給管232c,232d、MFC241c,241d、バルブ243c,243dにより、不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス供給系を、パージガス供給系、希釈ガス供給系、或いは、キャリアガス供給系と称することもできる。
In addition, an inert gas supply system is mainly configured by the
反応管203には、処理室201内の雰囲気を排気する排気管231が設けられている。排気管231には、処理室201内の圧力を検出する圧力検出器(圧力検出部)としての圧力センサ245および圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ244を介して、真空排気装置としての真空ポンプ246が接続されている。APCバルブ244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、更に、真空ポンプ246を作動させた状態で、圧力センサ245により検出された圧力情報に基づいて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バルブである。主に、排気管231、APCバルブ244、圧力センサ245により、排気系が構成される。真空ポンプ246を排気系に含めて考えてもよい。
The
反応管203の下方には、反応管203の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ219が設けられている。シールキャップ219は、反応管203の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ219は、例えばSUS等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ219の上面には、反応管203の下端と当接するシール部材としてのOリング220が設けられている。シールキャップ219の処理室201と反対側には、後述するボート217を回転させる回転機構267が設置されている。回転機構267の回転軸255は、シールキャップ219を貫通してボート217に接続されている。回転機構267は、ボート217を回転させることでウエハ200を回転させるように構成されている。シールキャップ219は、反応管203の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ115によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ115は、シールキャップ219を昇降させることで、ボート217を処理室201内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。すなわち、ボートエレベータ115は、ボート217すなわちウエハ200を、処理室201内外に搬送する搬送装置(搬送機構)として構成されている。
Below the
基板支持具としてのボート217は、複数枚、例えば25〜200枚のウエハ200を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート217は、例えば石英やSiC等の耐熱性材料からなる。ボート217の下部には、例えば石英やSiC等の耐熱性材料からなる断熱板218が水平姿勢で多段に支持されている。この構成により、ヒータ207からの熱がシールキャップ219側に伝わりにくくなっている。但し、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート217の下部に断熱板218を設けずに、石英やSiC等の耐熱性材料からなる筒状の部材として構成された断熱筒を設けてもよい。
The
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ヒータ207への通電具合を調整することで、処理室201内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ263は、ノズル249a,249bと同様にL字型に構成されており、反応管203の内壁に沿って設けられている。
In the
図3に示すように、制御部(制御手段)であるコントローラ121は、CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶装置121c、I/Oポート121dを備えたコンピュータとして構成されている。RAM121b、記憶装置121c、I/Oポート121dは、内部バス121eを介して、CPU121a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121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122が接続されている。
As shown in FIG. 3, the
記憶装置121cは、例えばフラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等で構成されている。記憶装置121c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、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ121に実行させ、所定の結果を得ることが出来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、この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。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、プロセス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、その両方を含む場合がある。RAM121bは、CPU121a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。
The
I/Oポート121dは、上述のMFC241a〜241d、バルブ243a〜243d、圧力センサ245、APCバルブ244、真空ポンプ246、ヒータ207、温度センサ263、回転機構267、ボートエレベータ115等に接続されている。
The I /
CPU121aは、記憶装置121c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122からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置121cからプロセスレシピを読み出すように構成されている。CPU121aは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、MFC241a〜241dによる各種ガスの流量調整動作、バルブ243a〜243dの開閉動作、APCバルブ244の開閉動作および圧力センサ245に基づくAPCバルブ244による圧力調整動作、真空ポンプ246の起動および停止、温度センサ263に基づくヒータ207の温度調整動作、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の昇降動作等を制御するように構成されている。
The
コントローラ121は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、CDやDVD等の光ディスク、MO等の光磁気ディスク、USBメモリやメモリカード等の半導体メモリ)123を用意し、この外部記憶装置123を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態のコントローラ121を構成することができる。但し、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置123を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置123を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置121cや外部記憶装置123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121c単体のみを含む場合、外部記憶装置123単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
The
(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、基板上に膜を形成するシーケンス例について、図4〜図7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121により制御される。
(2) Substrate Processing Process As an example of a process of manufacturing a semiconductor device (device) using the above-described substrate processing apparatus, a sequence example of forming a film on a substrate will be described with reference to FIGS. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the
図4〜図7に示す成膜シーケンスでは、
処理室201内の基板としてのウエハ200に対して原料ガスとしてHCDSガスを供給するステップ1と、
処理室201内からHCDSガスを排出するステップ1pと、
処理室201内のウエハ200に対してC含有ガスとしてC3H6ガスを供給するステップ2と、
処理室201内からC3H6ガスを排出するステップ2pと、
処理室201内のウエハ200に対してO含有ガスとしてO2ガスを供給するステップ3と、
処理室201内からO2ガスを排出するステップ3pと、
処理室201内のウエハ200に対してH含有ガスとしてNH3ガスを供給するステップ4と、
処理室201内からNH3ガスを排出するステップ4pと、
を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数(n回)行うことで、ウエハ200上に、Si、O、CおよびNを含む膜、すなわち、シリコン酸炭窒化膜(SiOCN膜)を形成する。なお、SiOCN膜を、Cを含むシリコン酸窒化膜(SiON膜)、Cが添加(ドープ)されたSiON膜、C含有SiON膜と称することもできる。
In the film forming sequence shown in FIGS.
Supplying HCDS gas as a source gas to the
Step 1p of discharging HCDS gas from the inside of the
Supplying a C 3 H 6 gas as a C-containing gas to the
Step 2p of discharging C 3 H 6 gas from inside of the
Supplying an O 2 gas as an O-containing gas to the
Step 3p of discharging O 2 gas from inside of the
Supplying NH 3 gas as H-containing gas to the
Step 4p of discharging the NH 3 gas from the inside of the
The film containing Si, O, C, and N on the
上述のサイクルを所定回数行う際には、
O2ガスを排出するステップ3pおよびNH3ガスを排出するステップ4pにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、HCDSガスを排出するステップ1pおよびC3H6ガスを排出するステップ2pにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくする。
When performing the above cycle a predetermined number of times,
Step 3p of discharging O 2 gas and at least one of the gas discharging effect and efficiency in step 4p of discharging NH 3 gas, Step 1 p of discharging HCDS gas and that in step 2p of discharging C 3 H 6 gas Or make them bigger than them.
すなわち、ステップ3pにおけるガス排出効果およびステップ4pにおけるガス排出効果を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効果よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効果よりも大きくする。 That is, the gas discharging effect in step 3p and the gas discharging effect in step 4p are respectively made larger than the gas discharging effect in step 1p and larger than the gas discharging effect in step 2p.
或いは、ステップ3pにおけるガス排出効率およびステップ4pにおけるガス排出効率を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効率よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効率よりも大きくする。 Alternatively, the gas discharge efficiency in step 3p and the gas discharge efficiency in step 4p are respectively made larger than the gas discharge efficiency in step 1p and larger than the gas discharge efficiency in step 2p.
或いは、ステップ3pにおけるガス排出効果およびステップ4pにおけるガス排出効果を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効果よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効果よりも大きくするとともに、ステップ3pにおけるガス排出効率およびステップ4pにおけるガス排出効率を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効率よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効率よりも大きくする。 Alternatively, the gas discharge effect in step 3p and the gas discharge effect in step 4p are respectively larger than the gas discharge effect in step 1p and larger than the gas discharge effect in step 2p, and the gas discharge efficiency in step 3p And the gas discharge efficiency in step 4p is made larger than the gas discharge efficiency in step 1p and larger than the gas discharge efficiency in step 2p, respectively.
本明細書では、上述の成膜シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。 In the present specification, the above-described deposition sequence may be indicated as follows for convenience.
(HCDS→C3H6→O2→NH3)×n ⇒ SiOCN (HCDS → C 3 H 6 → O 2 → NH 3 ) × n SiO SiOCN
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体(集合体)」を意味する場合、すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面(露出面)」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。 When the word "wafer" is used in this specification, it means "wafer itself" or "laminate (aggregate) of a wafer and a predetermined layer or film formed on the surface". In the case of meaning, in other words, a predetermined layer or film formed on the surface may be referred to as a wafer. In addition, when the term "surface of wafer" is used in this specification, it means "surface (exposed surface) of wafer itself" or "surface of a predetermined layer or film or the like formed on a wafer" That is, it may mean "the outermost surface of the wafer as a laminate".
従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面(露出面)に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合がある。また、本明細書において「ウエハ上に所定の層(または膜)を形成する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面(露出面)上に所定の層(または膜)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や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハの最表面の上に所定の層(または膜)を形成する」ことを意味する場合がある。 Therefore, in the present specification, when "supplying a predetermined gas to a wafer" is described, it means "supplying a predetermined gas directly to the surface (exposed surface) of the wafer itself" or This may mean that "a predetermined gas is supplied to a layer, a film or the like formed on a wafer, that is, the outermost surface of a wafer as a laminate". Further, in the present specification, when "a predetermined layer (or film) is formed on a wafer" is described, "a predetermined layer (or film) is directly formed on the surface (exposed surface) of the wafer itself" Or “means to form a predetermined layer (or film) on a layer, film or the like formed on the wafer, ie, the outermost surface of the wafer as a laminate”. There is a case.
また、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。 In addition, when the word "substrate" is used in this specification, it is the same as the case where the word "wafer" is used. In that case, if "wafer" is replaced with "substrate" in the above description, it can be considered. Good.
(ウエハチャージおよびボートロード)
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。その後、図1に示すように、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内へ搬入(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。
(Wafer charge and boat load)
A plurality of
(圧力調整および温度調整)
処理室201内、すなわち、ウエハ200が存在する空間が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ246によって真空排気(減圧排気)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。真空ポンプ246は、少なくともウエハ200に対する処理が終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内のウエハ200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。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に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。また、回転機構267によるボート217およびウエハ200の回転を開始する。回転機構267によるボート217およびウエハ200の回転は、少なくとも、ウエハ200に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
(Pressure adjustment and temperature adjustment)
The
(SiOCN膜の形成処理)
その後、次の8つのステップ、すなわち、ステップ1,1p、ステップ2,2p、ステップ3,3p、ステップ4,4pを順次実行する。
(Process to form SiOCN film)
Thereafter, the following eight steps are sequentially executed:
[ステップ1(HCDSガス供給)]
このステップでは、処理室201内のウエハ200に対し、HCDSガスを供給する。
[Step 1 (HCDS gas supply)]
In this step, the HCDS gas is supplied to the
バルブ243aを開き、ガス供給管232a内にHCDSガスを流す。HCDSガスは、MFC241aにより流量調整され、ノズル249aを介して処理室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HCDSガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ243cを開き、ガス供給管232c内へN2ガスを流す。N2ガスは、MFC241cにより流量調整され、HCDSガスと一緒に処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。
The
また、ノズル249b内へのHCDSガスの侵入を防止するため、バルブ243dを開き、ガス供給管232d内へN2ガスを流す。N2ガスは、ガス供給管232b、ノズル249bを介して処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。
Further, in order to prevent the HCDS gas from intruding into the
MFC241aで制御するHCDSガスの供給流量は、例えば1〜2000sccm、好ましくは10〜1000sccmの範囲内の流量とする。MFC241c,241dで制御するN2ガスの供給流量は、それぞれ例えば100〜10000sccmの範囲内の流量とする。処理室201内の圧力は、例えば1〜2666Pa、好ましくは67〜1333Paの範囲内の圧力とする。HCDS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1〜120秒、好ましくは1〜60秒の範囲内の時間とする。ヒータ207の温度は、ウエハ200の温度が、例えば250〜700℃、好ましくは300〜650℃、より好ましくは350〜600℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。
The supply flow rate of the HCDS gas controlled by the
ウエハ200の温度が250℃未満となると、ウエハ200上にHCDSが化学吸着しにくくなり、実用的な成膜速度が得られなくなることがある。ウエハ200の温度を250℃以上とすることで、これを解消することが可能となる。ウエハ200の温度を300℃以上、さらには350℃以上とすることで、ウエハ200上にHCDSをより十分に吸着させることが可能となり、より十分な成膜速度が得られるようになる。
When the temperature of the
ウエハ200の温度が700℃を超えると、CVD反応が強くなり過ぎる(過剰な気相反応が生じる)ことで、膜厚均一性が悪化しやすくなり、その制御が困難となってしまう。ウエハ200の温度を700℃以下とすることで、適正な気相反応を生じさせることができることにより、膜厚均一性の悪化を抑制でき、その制御が可能となる。特に、ウエハ200の温度を650℃以下、さらには600℃以下とすることで、気相反応よりも表面反応が優勢になり、膜厚均一性を確保しやすくなり、その制御が容易となる。
If the temperature of the
よって、ウエハ200の温度は250〜700℃、好ましくは300〜650℃、より好ましくは350〜600℃の範囲内の温度とするのがよい。
Therefore, the temperature of the
上述の条件下でウエハ200に対してHCDSガスを供給することにより、ウエハ200の最表面上に、第1の層として、例えば1原子層未満から数原子層の厚さのClを含むSi含有層が形成される。Clを含むSi含有層は、Clを含むSi層であってもよいし、HCDSの吸着層であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。
By supplying the HCDS gas to the
Clを含むSi層とは、Siにより構成されClを含む連続的な層の他、不連続な層や、これらが重なってできるClを含むSi薄膜をも含む総称である。Siにより構成されClを含む連続的な層を、Clを含むSi薄膜という場合もある。Clを含むSi層を構成するSiは、Clとの結合が完全に切れていないものの他、Clとの結合が完全に切れているものも含む。 The Si layer containing Cl is a generic term including a continuous layer composed of Si and a continuous layer containing Cl, a discontinuous layer, and a Si thin film containing Cl formed by overlapping these layers. The continuous layer composed of Si and containing Cl may be referred to as a Si thin film containing Cl. Si constituting the Si layer containing Cl includes not only a completely broken bond with Cl but also a completely broken bond with Cl.
HCDSの吸着層は、HCDS分子で構成される連続的な吸着層の他、不連続な吸着層をも含む。すなわち、HCDSの吸着層は、HCDS分子で構成される1分子層もしくは1分子層未満の厚さの吸着層を含む。HCDSの吸着層を構成するHCDS分子は、SiとClとの結合が一部切れたものも含む。すなわち、HCDSの吸着層は、HCDSの物理吸着層であってもよいし、HCDSの化学吸着層であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。 The adsorption layer of HCDS includes a discontinuous adsorption layer as well as a continuous adsorption layer composed of HCDS molecules. That is, the adsorption layer of HCDS includes an adsorption layer having a thickness of one molecular layer or less than one molecular layer composed of HCDS molecules. The HCDS molecules constituting the adsorption layer of HCDS include those in which the bond between Si and Cl is partially broken. That is, the adsorption layer of HCDS may be a physical adsorption layer of HCDS, a chemical adsorption layer of HCDS, or both of them.
ここで、1原子層未満の厚さの層とは不連続に形成される原子層のことを意味しており、1原子層の厚さの層とは連続的に形成される原子層のことを意味している。1分子層未満の厚さの層とは不連続に形成される分子層のことを意味しており、1分子層の厚さの層とは連続的に形成される分子層のことを意味している。Clを含むSi含有層は、Clを含むSi層とHCDSの吸着層との両方を含み得る。但し、上述の通り、Clを含むSi含有層については「1原子層」、「数原子層」等の表現を用いて表すこととする。 Here, a layer having a thickness of less than 1 atomic layer means an atomic layer formed discontinuously, and a layer having a thickness of 1 atomic layer means an atomic layer formed continuously. Means. A layer having a thickness of less than one molecular layer means a molecular layer formed discontinuously, and a layer having a thickness of one molecular layer means a molecular layer formed continuously. ing. The Si-containing layer containing Cl may include both a Si layer containing Cl and an adsorption layer of HCDS. However, as described above, the Si-containing layer containing Cl is expressed using expressions such as “one atomic layer” and “several atomic layer”.
HCDSガスが自己分解(熱分解)する条件下、すなわち、HCDSガスの熱分解反応が生じる条件下では、ウエハ200上にSiが堆積することでClを含むSi層が形成される。HCDSガスが自己分解(熱分解)しない条件下、すなわち、HCDSガスの熱分解反応が生じない条件下では、ウエハ200上にHCDSが吸着することでHCDSの吸着層が形成される。ウエハ200上にHCDSの吸着層を形成するよりも、ウエハ200上にClを含むSi層を形成する方が、成膜レートを高くすることができる点では、好ましい。
Under the conditions under which the HCDS gas is self-decomposed (thermally decomposed), that is, under the conditions where the thermal decomposition reaction of the HCDS gas occurs, Si is deposited on the
第1の層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ3,4での改質の作用が第1の層の全体に届かなくなる。また、第1の層の厚さの最小値は1原子層未満である。よって、第1の層の厚さは1原子層未満から数原子層とするのが好ましい。第1の層の厚さを1原子層以下、すなわち、1原子層または1原子層未満とすることで、後述するステップ3,4での改質反応の作用を相対的に高めることができ、ステップ3,4での改質反応に要する時間を短縮することができる。ステップ1での第1の層の形成に要する時間を短縮することもできる。結果として、1サイクルあたりの処理時間を短縮することができ、トータルでの処理時間を短縮することも可能となる。すなわち、成膜レートを高くすることも可能となる。また、第1の層の厚さを1原子層以下とすることで、膜厚均一性の制御性を高めることも可能となる。
If the thickness of the first layer exceeds several atomic layers, the action of modification in
原料ガスとしては、HCDSガスの他、例えば、OCTSガス、ジクロロシラン(SiH2Cl2、略称:DCS)ガス、モノクロロシラン(SiH3Cl、略称:MCS)ガス、テトラクロロシランすなわちシリコンテトラクロライド(SiCl4、略称:STC)ガス、トリクロロシラン(SiHCl3、略称:TCS)ガス等の無機系ハロシラン原料ガスを用いることができる。 As the source gas, in addition to HCDS gas, for example, OCTS gas, dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 , abbreviation: DCS) gas, monochlorosilane (SiH 3 Cl, abbreviation: MCS) gas, tetrachlorosilane, ie, silicon tetrachloride (SiCl 2) 4. An inorganic halosilane raw material gas such as an abbreviation: STC gas, trichlorosilane (SiHCl 3 , abbreviation: TCS) gas, etc. can be used.
また、原料ガスとしては、BTCSEガス、BTCSMガス、TCDMDSガス、DCTMDSガス、MCPMDSガス等の有機系ハロシラン原料ガスを用いることができる。 In addition, as a source gas, an organic halosilane source gas such as BTCSE gas, BTCSM gas, TCDMDS gas, DCTMDS gas, MCPMDS gas and the like can be used.
また、原料ガスとしては、例えば、モノシラン(SiH4、略称:MS)ガス、ジシラン(Si2H6、略称:DS)ガス、トリシラン(Si3H8、略称:TS)ガス等のハロゲン基非含有の無機系シラン原料ガスを用いることができる。 In addition, as a source gas, for example, halogen group such as monosilane (SiH 4 , abbreviation: MS) gas, disilane (Si 2 H 6 , abbreviation: DS) gas, trisilane (Si 3 H 8 , abbreviation: TS) gas etc. It is possible to use the contained inorganic silane source gas.
また、原料ガスとしては、例えば、ジメチルシラン(SiC2H8、略称:DMS)ガス、トリメチルシラン(SiC3H10、略称;TMS)ガス、ジエチルシラン(SiC4H12、略称:DES)ガス、1,4−ジシラブタン(Si2C2H10、略称:DSB)ガス等のハロゲン基非含有の有機系シラン原料ガスを用いることもできる。 Moreover, as a source gas, for example, dimethylsilane (SiC 2 H 8 , abbreviation: DMS) gas, trimethylsilane (SiC 3 H 10 , abbreviation: TMS) gas, diethylsilane (SiC 4 H 12 , abbreviation: DES) gas It is also possible to use a halogen-group-free organic silane source gas such as 1,4-disilabutane (Si 2 C 2 H 10 , abbreviated: DSB) gas.
また、原料ガスとしては、例えば、トリスジメチルアミノシラン(Si[N(CH3)2]3H、略称:3DMAS)ガス、テトラキスジメチルアミノシラン(Si[N(CH3)2]4、略称:4DMAS)ガス、ビスジエチルアミノシラン(Si[N(C2H5)2]2H2、略称:BDEAS)ガス、ビスターシャリーブチルアミノシラン(SiH2[NH(C4H9)]2、略称:BTBAS)ガス等のハロゲン基非含有のアミノ系(アミン系)シラン原料ガスを用いることもできる。 As the raw material gas, for example, tris (dimethylamino) silane (Si [N (CH 3) 2] 3 H, abbreviation: 3DMAS) Gas, tetrakis (dimethylamino) silane (Si [N (CH 3) 2] 4, abbreviation: 4DMAS) Gas, bis-diethylaminosilane (Si [N (C 2 H 5 ) 2 ] 2 H 2 , abbreviation: BDEAS) gas, Bister shary butylaminosilane (SiH 2 [NH (C 4 H 9 )] 2 , abbreviation: BTBAS) gas It is also possible to use a halogen group-free amino-based (amine-based) silane source gas such as, for example.
なお、原料ガスとして、Cソースとしても作用する有機系ハロシラン原料ガスや有機系シラン原料ガスを用いる場合、第1の層中にCを含ませることが可能となり、結果として、ウエハ200上に最終的に形成されるSiOCN膜中のC濃度を、原料ガスとして無機系ハロシラン原料ガスや無機系シラン原料ガスを用いる場合よりも高めることが可能となる。また、原料ガスとして、CソースおよびNソースとしても作用するアミノ系シラン原料ガスを用いる場合、第1の層中にCおよびNをそれぞれ含ませることが可能となり、結果として、ウエハ200上に最終的に形成されるSiOCN膜中のC濃度およびN濃度を、原料ガスとして無機系シラン原料ガスを用いる場合よりもそれぞれ高めることが可能となる。
When using an organic halosilane source gas or an organic silane source gas that also acts as a C source as a source gas, it becomes possible to include C in the first layer, and as a result, the final process on the
[ステップ1p(HCDSガス排出)]
第1の層が形成された後、バルブ243aを閉じ、HCDSガスの供給を停止する。このとき、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1の層の形成に寄与した後のHCDSガスを処理室201内から排出する。このとき、バルブ243c,243d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。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留するガスを処理室201内から排出する効果を高めることができる。
[Step 1p (HCDS gas discharge)]
After the first layer is formed, the
このとき、処理室201内に残留するガスを完全に排出しなくてもよく、処理室201内を完全にパージしなくてもよい。処理室201内に残留するガスが微量であれば、その後に行われるステップ2において悪影響が生じることはない。処理室201内へ供給するN2ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、反応管203(処理室201)の容積と同程度の量のN2ガスを供給することで、ステップ2において悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室201内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。N2ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
At this time, the gas remaining in the
不活性ガスとしては、N2ガスの他、例えば、Arガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の希ガスを用いることができる。 As the inert gas, in addition to N 2 gas, for example, rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, Xe gas and the like can be used.
[ステップ2(C3H6ガス供給)]
ステップ1pが終了した後、処理室201内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第1の層に対し、熱で活性化させたC3H6ガスを供給する。
[Step 2 (C 3 H 6 gas supply)]
After step 1 p is completed, the thermally activated C 3 H 6 gas is supplied to the
このステップでは、バルブ243a,243c,243dの開閉制御を、ステップ1におけるバルブ243a,243c,243dの開閉制御と同様の手順で行う。C3H6ガスは、MFC241aにより流量調整され、ノズル249aを介して処理室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C3H6ガスが供給されることとなる。
In this step, the open / close control of the
MFC241aで制御するC3H6ガスの供給流量は、例えば100〜10000sccmの範囲内の流量とする。処理室201内の圧力は、例えば1〜5000Pa、好ましくは1〜4000Paの範囲内の圧力とする。処理室201内におけるC3H6ガスの分圧は、例えば0.01〜4950Paの範囲内の圧力とする。処理室201内の圧力をこのような比較的高い圧力帯とすることで、C3H6ガスをノンプラズマで熱的に活性化させることが可能となる。C3H6ガスは熱で活性化させて供給した方が、比較的ソフトな反応を生じさせることができ、後述するC含有層の形成が容易となる。C3H6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。その他の処理条件は、例えば、ステップ1と同様な処理条件とする。
The supply flow rate of the C 3 H 6 gas controlled by the
このとき、処理室201内へ流しているガスは熱的に活性化させたC3H6ガスであり、処理室201内へはHCDSガスは流していない。したがって、C3H6ガスは気相反応を起こすことはなく、活性化された状態でウエハ200に対して供給される。その結果、ステップ1でウエハ200上に形成された第1の層、すなわち、Clを含むSi含有層の表面上に、炭素含有層(C含有層)が形成される。C含有層は、C層であってもよいし、C3H6の吸着層であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。C含有層は、1分子層未満または1原子層未満の厚さの層、すなわち、不連続な層となる。これにより、ウエハ200の最表面上に、Si、ClおよびCを含む第2の層が形成されることとなる。第2の層は、Clを含むSi含有層と、C含有層と、を含む層となる。なお、条件によっては、第1の層の一部とC3H6ガスとが反応して第1の層が改質(炭化)され、第2の層に、SiC層が含まれることもある。
At this time, the gas flowing into the
C含有層は不連続な層とする必要がある。C含有層を連続的な層とした場合、Clを含むSi含有層の表面がC含有層により全体的に覆われることとなる。この場合、第2の層の表面にSiが存在しなくなり、その結果、後述するステップ3での第2の層の酸化反応や、後述するステップ4での第3の層の窒化反応が困難となることがある。上述のような処理条件下では、OやNはSiとは結合するが、Cとは結合しにくいからである。後述するステップ3やステップ4で所望の反応を生じさせるためには、C含有層のClを含むSi含有層上への吸着状態を不飽和状態とし、第2の層の表面にSiが露出した状態とする必要がある。なお、ステップ2における処理条件を上述の処理条件範囲内の処理条件とすることで、C含有層を不連続な層とすることが可能となる。
The C-containing layer needs to be a discontinuous layer. When the C-containing layer is a continuous layer, the surface of the Si-containing layer containing Cl is entirely covered by the C-containing layer. In this case, Si does not exist on the surface of the second layer, and as a result, the oxidation reaction of the second layer in
C含有ガスとしては、C3H6ガスの他、アセチレン(C2H2)ガスやエチレン(C2H4)ガス等の炭化水素系のガスを用いることができる。 As the C-containing gas, in addition to C 3 H 6 gas, hydrocarbon-based gas such as acetylene (C 2 H 2 ) gas or ethylene (C 2 H 4 ) gas can be used.
[ステップ2p(C3H6ガス排出)]
第2の層が形成された後、バルブ243aを閉じ、C3H6ガスの供給を停止する。そして、ステップ1pと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内に残留する未反応もしくはC含有層の形成に寄与した後のC3H6ガスや反応副生成物を処理室201内から排出する。このとき、処理室201内に残留するガス等を完全に排出しなくてもよい点は、ステップ1pと同様である。不活性ガスとしては、N2ガスの他、例えば、ステップ1で例示した各種希ガスを用いることができる。
[Step 2p (C 3 H 6 gas discharge)]
After the second layer is formed, the
[ステップ3(O2ガス供給)]
ステップ2pが終了した後、処理室201内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第2の層に対し、熱で活性化させたO2ガスを供給する。
[Step 3 (O 2 gas supply)]
After step 2 p is completed, thermally activated O 2 gas is supplied to the
このステップでは、バルブ243b〜243dの開閉制御を、ステップ1におけるバルブ243a,243c,243dの開閉制御と同様の手順で行う。O2ガスは、MFC241bにより流量調整され、ノズル249bを介して処理室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O2ガスが供給されることとなる。
In this step, the opening and closing control of the
MFC241bで制御するO2ガスの供給流量は、例えば100〜10000sccmの範囲内の流量とする。処理室201内の圧力は、例えば1〜4000Pa、好ましくは1〜3000Paの範囲内の圧力とする。処理室201内におけるO2ガスの分圧は、例えば0.01〜3960Paの範囲内の圧力とする。処理室201内の圧力をこのような比較的高い圧力帯とすることで、O2ガスをノンプラズマで熱的に活性化させることが可能となる。O2ガスは熱で活性化させて供給した方が、比較的ソフトな反応を生じさせることができ、後述する酸化をソフトに行うことができる。O2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1〜120秒、好ましくは1〜60秒の範囲内の時間とする。その他の処理条件は、例えば、ステップ1と同様な処理条件とする。
The supply flow rate of the O 2 gas controlled by the
このとき、処理室201内へ流しているガスは熱的に活性化させたO2ガスであり、処理室201内へはHCDSガスもC3H6ガスも流していない。したがって、O2ガスは気相反応を起こすことはなく、活性化された状態でウエハ200に対して供給される。ウエハ200に対して供給されたO2ガスは、ステップ2でウエハ200上に形成されたSi、ClおよびCを含む第2の層(Clを含むSi含有層と、C含有層と、を含む層)の少なくとも一部と反応する。これにより第2の層は、ノンプラズマで熱的に酸化されて、Si、OおよびCを含む第3の層、すなわち、シリコン酸炭化層(SiOC層)へと変化させられる(改質される)。なお、第3の層を形成する際、第2の層に含まれていたCl等の不純物は、O2ガスによる改質反応の過程において、少なくともClを含むガス状物質を構成し、処理室201内から排出される。すなわち、第2の層中のCl等の不純物は、第2の層中から引き抜かれたり、脱離したりすることで、第2の層から分離する。これにより、第3の層は、第2の層に比べてCl等の不純物が少ない層となる。
At this time, the gas flowing into the
このとき、第2の層の酸化反応は飽和させないようにする。例えば、ステップ1で数原子層の厚さのClを含むSi含有層を形成し、ステップ2で1原子層未満の厚さのC含有層を形成した場合は、その表面層(表面の1原子層)の少なくとも一部を酸化させる。この場合、第2の層の全体を酸化させないように、第2の層の酸化反応が不飽和となる条件下で酸化を行う。なお、条件によっては第2の層の表面層から下の数層を酸化させることもできるが、その表面層だけを酸化させる方が、ウエハ200上に最終的に形成されるSiOCN膜の組成比の制御性を向上させることができ、好ましい。また、例えばステップ1で1原子層または1原子層未満の厚さのClを含むSi含有層を形成し、ステップ2で1原子層未満の厚さのC含有層を形成した場合も、同様にその表面層の一部を酸化させる。この場合も、第2の層の全体を酸化させないように、第2の層の酸化反応が不飽和となる条件下で酸化を行う。なお、ステップ3における処理条件を上述の処理条件範囲内の処理条件とすることで、第2の層の酸化反応を不飽和とすることが可能となる。
At this time, the oxidation reaction of the second layer is not saturated. For example, when a Si-containing layer containing Cl having a thickness of several atomic layers is formed in
なおこのとき、特に、O2ガスの希釈率を高めたり(濃度を低下させたり)、O2ガスの供給時間を短縮したり、O2ガスの分圧を下げたりするように上述の処理条件を調整するようにしてもよい。例えば、ステップ2,4よりも、反応ガスの希釈率を高めたり、反応ガスの供給時間を短縮したり、反応ガスの分圧を下げたりするようにしてもよい。これにより、ステップ3における酸化力を適度に低下させることができ、第2の層の酸化反応を不飽和とすることがより容易となる。
At this time, in particular, (or decrease the concentration) enhanced or a dilution ratio of O 2 gas, or to shorten the supply time of the O 2 gas, the processing conditions described above so as to lowering the partial pressure of O 2 gas May be adjusted. For example, the dilution ratio of the reaction gas may be increased, the supply time of the reaction gas may be shortened, or the partial pressure of the reaction gas may be reduced, as compared with
ステップ3における酸化力を低下させることで、酸化の過程において、第2の層中からのCの脱離を抑制することが可能となる。Si−C結合よりもSi−O結合の方が結合エネルギーが大きいため、Si−O結合を形成するとSi−C結合が切れてしまう傾向がある。これに対し、ステップ3における酸化力を適度に低下させることで、第2の層中にSi−O結合を形成する際に、Si−C結合が切れてしまうのを抑制することができ、Siとの結合が切れたCが第2の層から脱離するのを抑制することが可能となる。
By reducing the oxidizing power in
また、ステップ3における酸化力を低下させることで、酸化処理後の第2の層、すなわち、第3の層の最表面にSiが露出した状態を維持することができる。第3の層の最表面にSiが露出した状態を維持することにより、後述するステップ4において、第3の層の最表面を窒化させることが容易となる。第3の層の最表面の全体にわたりSi−O結合やSi−C結合が形成され、その最表面にSiが露出していない状態では、後述するステップ4の条件下においてはSi−N結合が形成され難い傾向がある。しかしながら、第3の層の最表面にSiが露出した状態を維持することにより、すなわち、第3の層の最表面に、後述するステップ4の条件下でNと結合することができるSiを存在させておくことにより、Si−N結合を形成することが容易となる。
Further, by reducing the oxidizing power in
酸化ガスとしては、O2ガスの他、水蒸気(H2Oガス)、一酸化窒素(NO)ガス、亜酸化窒素(N2O)ガス、二酸化窒素(NO2)ガス、一酸化炭素(CO)ガス、二酸化炭素(CO2)ガス、オゾン(O3)ガス等のO含有ガスを用いることができる。 As the oxidizing gas, in addition to O 2 gas, steam (H 2 O gas), nitrogen monoxide (NO) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, nitrogen dioxide (NO 2 ) gas, carbon monoxide (CO) 2. ) O-containing gas such as gas, carbon dioxide (CO 2 ) gas, ozone (O 3 ) gas, etc. can be used.
[ステップ3p(O2ガス排出)]
第3の層が形成された後、バルブ243bを閉じ、O2ガスの供給を停止する。そして、処理室201内に残留する未反応もしくは第3の層の形成に寄与した後のO2ガスや反応副生成物を処理室201内から排出する。このときの処理手順、処理条件については後述する。不活性ガスとしては、N2ガスの他、例えば、ステップ1pで例示した各種希ガスを用いることができる。
[Step 3p (O 2 gas discharge)]
After the third layer is formed, the valve 243 b is closed to stop the supply of O 2 gas. Then, the O 2 gas and reaction byproducts after contributing to the formation of the unreacted or third layer remaining in the
[ステップ4(NH3ガス供給)]
ステップ3pが終了した後、処理室201内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第3の層に対し、熱で活性化させたNH3ガスを供給する。
[Step 4 (NH 3 gas supply)]
After step 3 p is completed, the thermally activated NH 3 gas is supplied to the
このステップでは、バルブ243b〜243dの開閉制御を、ステップ1におけるバルブ243a,243c,243dの開閉制御と同様の手順で行う。NH3ガスは、MFC241bにより流量調整され、ノズル249bを介して処理室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NH3ガスが供給されることとなる。
In this step, the opening and closing control of the
MFC241bで制御するNH3ガスの供給流量は、例えば100〜10000sccmの範囲内の流量とする。処理室201内の圧力は、例えば1〜4000Pa、好ましくは1〜3000Paの範囲内の圧力とする。処理室201内におけるNH3ガスの分圧は、例えば0.01〜3960Paの範囲内の圧力とする。処理室201内の圧力をこのような比較的高い圧力帯とすることで、NH3ガスをノンプラズマで熱的に活性化させることが可能となる。NH3ガスは熱で活性化させて供給した方が、比較的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。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1〜120秒、好ましくは1〜60秒の範囲内の時間とする。その他の処理条件は、例えば、ステップ1と同様な処理条件とする。
The supply flow rate of the NH 3 gas controlled by the
このとき、処理室201内へ流しているガスは熱的に活性化させたNH3ガスであり、処理室201内へはHCDSガスもC3H6ガスもO2ガスも流していない。したがって、NH3ガスは気相反応を起こすことはなく、活性化された状態でウエハ200に対して供給される。ウエハ200に対して供給されたNH3ガスは、ステップ3でウエハ200上に形成された第3の層(SiOC層)の少なくとも一部と反応する。これにより第3の層は、ノンプラズマで熱的に窒化されて、Si、O、CおよびNを含む第4の層、すなわち、シリコン酸炭窒化層(SiOCN層)へと変化させられる(改質される)。なお、第4の層を形成する際、第3の層に含まれていたCl等の不純物は、NH3ガスによる改質反応の過程において、少なくともClを含むガス状物質を構成し、処理室201内から排出される。すなわち、第3の層中のCl等の不純物は、第3の層中から引き抜かれたり、脱離したりすることで、第3の層から分離する。これにより、第4の層は、第3の層に比べてCl等の不純物が少ない層となる。
At this time, the gas flowing into the
また、ウエハ200に対して活性化させたNH3ガスを供給することで、第3の層が窒化される過程において、第3の層の最表面が改質される。窒化の過程で表面改質処理が施された後の第3の層の最表面、すなわち、第4の層の最表面は、次のサイクルで行うステップ1において、HCDSが吸着しやすく、Siが堆積しやすい表面状態となる。すなわち、ステップ4で使用するNH3ガスは、HCDSやSiの第4の層の最表面(ウエハ200の最表面)への吸着や堆積を促進させる吸着および堆積促進ガスとしても作用することとなる。
Further, by supplying the activated NH 3 gas to the
このとき、第3の層の窒化反応は飽和させないようにする。例えばステップ1〜3で数原子層の厚さの第3の層を形成した場合は、その表面層(表面の1原子層)の少なくとも一部を窒化させる。この場合、第3の層の全体を窒化させないように、第3の層の窒化反応が不飽和となる条件下で窒化を行う。なお、条件によっては第3の層の表面層から下の数層を窒化させることもできるが、その表面層だけを窒化させる方が、ウエハ200上に最終的に形成されるSiOCN膜の組成比の制御性を向上させることができ、好ましい。また、例えばステップ1〜3で1原子層または1原子層未満の厚さの第3の層を形成した場合も、同様にその表面層の一部を窒化させる。この場合も、第3の層の全体を窒化させないように、第3の層の窒化反応が不飽和となる条件下で窒化を行う。なお、ステップ4における処理条件を上述の処理条件範囲内の処理条件とすることで、第3の層の窒化反応を不飽和とすることが可能となる。
At this time, the nitriding reaction of the third layer is not saturated. For example, when the third layer having a thickness of several atomic layers is formed in
窒化ガスとしては、NH3ガスの他、ジアゼン(N2H2)ガス、ヒドラジン(N2H4)ガス、N3H8ガス等の窒化水素系ガスや、これらの化合物を含むガス等を用いることができる。 As the nitriding gas, in addition to NH 3 gas, hydrogen nitride-based gas such as diazene (N 2 H 2 ) gas, hydrazine (N 2 H 4 ) gas, N 3 H 8 gas, gas containing these compounds, etc. It can be used.
[ステップ4p(NH3ガス排出)]
第4の層が形成された後、バルブ243bを閉じ、NH3ガスの供給を停止する。そして、処理室201内に残留する未反応もしくは第4の層の形成に寄与した後のNH3ガスや反応副生成物を処理室201内から排出する。このときの処理手順、処理条件については後述する。不活性ガスとしては、N2ガスの他、例えば、ステップ1pで例示した各種希ガスを用いることができる。
[Step 4p (NH 3 gas discharge)]
After the fourth layer is formed, the
(所定回数実施)
上述した8つのステップを非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数(n回)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成および所定膜厚のSiOCN膜を形成することができる。なお、上述のサイクルは複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、上述のサイクルを1回行う際に形成される第4の層(SiOCN層)の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、第4の層(SiOCN層)を積層することで形成されるSiOCN膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
(Performed number of times)
A SiOCN film of a predetermined composition and a predetermined film thickness can be formed on the
(パージおよび大気圧復帰)
SiOCN膜の形成が完了した後、バルブ243c,243dを開き、ガス供給管232c,232dのそれぞれからN2ガスを処理室201内へ供給し、排気管231から排気する。N2ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室201内がパージされ、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)。
(Purge and return to atmospheric pressure)
After the formation of the SiOCN film is completed, the
(ボートアンロードおよびウエハディスチャージ)
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の下端から反応管203の外部に搬出される(ボートアンロード)。処理済のウエハ200は、ボート217より取出される(ウエハディスチャージ)。
(Boat unloading and wafer discharging)
The
(3)O2ガス、NH3ガスの排出ステップ
上述の成膜シーケンスでは、ステップ1〜4を非同時に行うようにしている。すなわち、ステップ1p〜4pを行うことで処理室201内の残留ガス等を除去した後に、処理室201内へ原料ガス(HCDSガス)や反応ガス(O2ガス、NH3ガス等)を供給するようにしている。これにより、処理室201内における原料ガスと反応ガスとの気相反応、例えば、HCDSガスとO2ガスとの気相反応や、HCDSガスとNH3ガスとの気相反応等を回避することが可能となる。結果として、処理室201内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
(3) Discharge step of O 2 gas and NH 3 gas In the above-described film forming sequence, steps 1 to 4 are performed not simultaneously. That is, after the residual gas and the like in the
また、上述の成膜シーケンスでは、ステップ3,4において、O2ガスやNH3ガスを、HCDSガスを供給するノズル249aとは異なるノズル249bを介して供給するようにしている。また、ステップ1では、ノズル249b内へN2ガスを供給することでノズル249b内へのHCDSガスの侵入を防止するようにしている。また、ステップ3,4では、ノズル249a内へN2ガスを供給することでノズル249a内へのO2ガスやNH3ガスの侵入を防止するようにしている。これらにより、ノズル249a,249b内におけるHCDSガスとO2ガスとの気相反応や、HCDSガスとNH3ガスとの気相反応を回避することが可能となる。結果として、ノズル249a,249b内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
In the above-described film forming sequence, in
しかしながら、発明者等の鋭意研究によれば、上述の成膜シーケンスにおいて、O2ガスを排出するステップ3p、NH3ガスを排出するステップ4pにおける処理条件等を、HCDSガスを排出するステップ1p、C3H6ガスを排出するステップ2pにおける処理条件等と同様とした場合、処理室201内におけるパーティクルの量が増加してしまう場合があることが判明した。具体的には、ステップ3p,4pにおける処理手順や処理条件を、ステップ1p,2pにおける処理手順や処理条件と同様とした場合、ステップ3,4を実施した際に、ノズル249b内でパーティクルが多量に発生する場合があり、これにより、処理室201内、特に、ノズル249b近傍におけるパーティクルの量が増加してしまう場合があることが判明した。
However, according to the intensive researches of the inventors, the step 3p of discharging the O 2 gas, the processing condition and the like in the step 4p of discharging the NH 3 gas in the above film forming sequence are the steps 1p of discharging the HCDS gas, It was found that the amount of particles in the
発明者等の鋭意研究によれば、上述の現象は、ノズル249bの製造工程の過程等においてノズル249bの内面(内壁の表面)に微量に含まれることとなった不純物、例えば、鉄(Fe)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)等の金属元素を含む不純物に対し、O2ガスおよびNH3ガスが混合された状態で供給されることにより生じていることが判明した。以下に、パーティクルの発生メカニズムについて詳しく説明する。
According to the inventors' earnest research, the above-mentioned phenomenon is a small amount of impurities contained in the inner surface (surface of the inner wall) of the
ノズル249bを介して処理室201内へO2ガスを供給するステップ3を行った後、処理室201内からO2ガスを排出するステップ3pを行うと、処理室201内だけでなく、ノズル249b内からもO2ガスが排出されることとなる。但し、ステップ3pの処理手順や処理条件によっては、ノズル249b内に微量のO2ガスが付着する等して残留してしまうことがある。ノズル249b内に残留したO2ガスは、ステップ3pの直後に行われるステップ4において、ノズル249b内に供給されたNH3ガスと混合することとなる。O2ガスとNH3ガスとがノズル249b内で混合すると、これらのガスが反応することで、OH基等を含む活性なラジカル等が発生することがある。このラジカルが、ノズル249bの内壁表面に含まれる金属元素を含む不純物と反応することで、微細なパーティクルが多量に発生することがある。
After performing
また、ノズル249bを介して処理室201内へNH3ガスを供給するステップ4を行った後、処理室201内からNH3ガスを排出するステップ4pを行うと、処理室201内だけでなく、ノズル249b内からもNH3ガスが排出されることとなる。但し、ステップ3pの場合と同様に、ステップ4pの処理手順や処理条件によっては、ノズル249b内に微量のNH3ガスが付着する等して残留してしまうことがある。ノズル249b内に残留したNH3ガスは、次のサイクルにおけるステップ3において、ノズル249b内に供給されたO2ガスと混合することとなる。NH3ガスとO2ガスとがノズル249b内で混合すると、上記と同様に、これらのガスが反応することで、OH基等を含む活性なラジカル等が発生することがある。このラジカルが、ノズル249bの内壁表面に含まれる金属元素を含む不純物と反応することで、微細なパーティクルが多量に発生することがある。
In addition, after performing Step 4 of supplying NH 3 gas into the
そこで、本実施形態における成膜シーケンスでは、ノズル249b内で生じる上述の反応に起因するパーティクルの発生を抑制するため、ステップ3pおよびステップ4pにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、ステップ1pおよびステップ2pにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくするようにしている。
Therefore, in the film forming sequence in the present embodiment, at least one of the gas discharging effect and the efficiency in Step 3p and Step 4p is set to Step 1p in order to suppress generation of particles resulting from the above-mentioned reaction occurring in the
例えば、図4に示す成膜シーケンスでは、O2ガスを排出するステップ3pおよびNH3ガスを排出するステップ4pにおけるガス排出時間(図中、PT3,PT4)を、HCDSガスを排出するステップ1pおよびC3H6ガスを排出するステップ2pにおけるガス排出時間(図中PT1,PT2)よりも、それぞれ長くするようにしている。すなわち、PT3>PT1,PT2とし、かつ、PT4>PT1,PT2としている。ステップ3p,4pの処理条件、すなわち、ガス排出時間をこのように設定することで、ステップ3pにおけるガス排出効果およびステップ4pにおけるガス排出効果を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効果よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効果よりも大きくすることが可能となる。 For example, in the film forming sequence shown in FIG. 4, the gas discharging time (PT 3 and PT 4 in the figure) in step 3 p for discharging O 2 gas and step 4 p for discharging NH 3 gas is a step for discharging HCDS gas. The gas discharge times (PT 1 and PT 2 in the figure) in step 2p of discharging 1p and C 3 H 6 gas are respectively made longer. That is, PT 3 > PT 1 and PT 2 , and PT 4 > PT 1 and PT 2 . By setting the processing conditions of steps 3p and 4p, that is, the gas discharge time in this way, the gas discharge effect in step 3p and the gas discharge effect in step 4p are respectively made greater than the gas discharge effect in step 1p, And, it becomes possible to make it larger than the gas discharge effect in step 2p.
また例えば、図5に示す成膜シーケンスでは、O2ガスを排出するステップ3pおよびNH3ガスを排出するステップ4pにおいて処理室201内へ供給するN2ガスの供給流量(図中、PF3,PF4)を、HCDSガスを排出するステップ1pおよびC3H6ガスを排出するステップ2pにおいて処理室201内へ供給するN2ガスの供給流量(図中、PF1,PF2)よりも、それぞれ大きくするようにしている。すなわち、PF3>PF1,PF2とし、かつ、PF4>PF1,PF2としている。ステップ3p,4pの処理条件、すなわち、パージガスとして作用するN2ガスの供給流量をこのように設定することで、ステップ3pにおけるガス排出効率およびステップ4pにおけるガス排出効率を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効率よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効率よりも大きくすることが可能となる。結果として、ステップ3pにおけるガス排出効果およびステップ4pにおけるガス排出効果を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効果よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効果よりも大きくすることが可能となる。
Further, for example, in the film forming sequence shown in FIG. 5, the flow rate of N 2 gas supplied into the
また例えば、図6に示す成膜シーケンスでは、O2ガスを排出するステップ3pおよびNH3ガスを排出するステップ4pにおいて、処理室201内へガスを供給することなく処理室201内を排気(真空排気、減圧排気、或いは、真空引き)する排気処理(図中、VACで示す)と、処理室201内へN2ガスを供給しつつ処理室201内を排気するパージ処理(図中、PRGで示す)と、を非同時に1回ずつ、すなわち、交互に1回ずつ行うようにしている。なお、HCDSガスを排出するステップ1pおよびC3H6ガスを排出するステップ2pでは、それぞれ、上述の排気処理(VAC)を行わず、処理室201内へN2ガスを供給しつつ処理室201内を排気するパージ処理(PRG)のみを行うようにしている。ステップ3p,4pの処理手順をこのように設定することで、ステップ3pにおけるガス排出効率およびステップ4pにおけるガス排出効率を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効率よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効率よりも大きくすることが可能となる。これは、排気処理(VAC)とパージ処理(PRG)とを交互に行う際に、ノズル249b内等に圧力変化が生じ、この圧力変化が、ノズル249bの内面に付着する等して残留している反応ガスの排出を促進させることによるものと考えられる。結果として、ステップ3pにおけるガス排出効果およびステップ4pにおけるガス排出効果を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効果よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効果よりも大きくすることが可能となる。
Further, for example, in the film forming sequence shown in FIG. 6, the inside of the
また例えば、図7に示す成膜シーケンスでは、O2ガスを排出するステップ3pおよびNH3ガスを排出するステップ4pにおいて、処理室201内へガスを供給することなく処理室201内を排気(真空排気、減圧排気、或いは、真空引き)する排気処理(VAC)と、処理室201内へN2ガスを供給しつつ処理室201内を排気するパージ処理(PRG)と、を非同時に複数回、すなわち、交互に複数回繰り返すサイクルパージ処理を実施するようにしている。図7は、ステップ3p,4pにおいて行うサイクルパージ処理の繰り返し回数を、それぞれ2回とする例を示している。なお、HCDSガスを排出するステップ1pおよびC3H6ガスを排出するステップ2pでは、それぞれ、上述の排気処理(VAC)を行わず、処理室201内へN2ガスを供給しつつ処理室201内を排気するパージ処理(PRG)のみを行うようにしている。ステップ3p,4pの処理手順をこのように設定することで、ステップ3pにおけるガス排出効率およびステップ4pにおけるガス排出効率を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効率よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効率よりも大きくすることが可能となる。これは、排気処理とパージ処理とを交互に繰り返す際に、ノズル249b内等に圧力変化が繰り返し生じ、この圧力変化が、ノズル249bの内面に付着する等して残留している反応ガスの排出を促進させることによるものと考えられる。結果として、ステップ3pにおけるガス排出効果およびステップ4pにおけるガス排出効果を、それぞれ、ステップ1pにおけるガス排出効果よりも大きくし、かつ、ステップ2pにおけるガス排出効果よりも大きくすることが可能となる。
Further, for example, in the film forming sequence shown in FIG. 7, the inside of the
なお、ステップ3p,4pにおけるガス排出時間(PT3,PT4)を同じ長さとした場合、ステップ3,4間におけるノズル249b内のパージ時間(図4にT1として示す)は、ステップ4,3間におけるノズル249b内のパージ時間(図4にT2として示す)よりも短くなる。すなわち、処理室201内へのO2ガスの供給を停止した後、処理室201内へのNH3ガスの供給を開始する迄の時間T1は、処理室201内へのNH3ガスの供給を停止した後、処理室201内へのO2ガスの供給を開始する迄の時間T2よりも短くなる(T1<T2)。このため、ステップ4を開始する直前にノズル249b内に残留している反応ガス(O2ガス)の量R4は、ステップ3を開始する直前にノズル249b内に残留している反応ガス(NH3ガス)の量R3よりも、多くなる傾向がある(R4>R3)。発明者等は、ステップ3pにおける処理手順や処理条件を、ステップ4pにおける処理手順や処理条件と同様とした場合、ステップ4においてノズル249b内で発生するパーティクルの量(D4)は、ステップ3においてノズル249b内で発生するパーティクルの量(D3)よりも多くなる場合がある(D4>D3)ことを確認した。
When the gas discharge time (PT 3 , PT 4 ) in the steps 3p and 4p is the same length, the purge time (indicated as T 1 in FIG. 4) in the
従って、ノズル249b内におけるパーティクルの発生を確実に抑制するには、ステップ3pにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、ステップ4pにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。
Therefore, in order to reliably suppress the generation of particles in the
例えば、図4に示す成膜シーケンスにおいて、O2ガスを排出するステップ3pにおけるガス排出時間PT3を、NH3ガスを排出するステップ4pにおけるガス排出時間PT4よりも長くすることが好ましい。例えば、ステップ1p、2pにおけるガス供給時間PT1,PT2をそれぞれ10秒とした場合、ステップ3pにおけるガス排出時間PT3を60秒とし、ステップ4pにおけるガス排出時間PT4を50秒としてもよい。また例えば、この場合に、ステップ3pにおけるガス排出時間PT3を50秒とし、ステップ4pにおけるガス排出時間PT4を40秒としてもよい。また例えば、この場合に、ステップ3pにおけるガス排出時間PT3を40秒とし、ステップ4pにおけるガス排出時間PT4を30秒としてもよい。ステップ3p,4pの処理条件をこのように設定することで、ステップ3pにおけるガス排出効果を、ステップ4pにおけるガス排出効果よりも大きくすることが可能となる。 For example, in the film forming sequence shown in Figure 4, the gas discharge time PT 3 in step 3p discharging the O 2 gas is preferably longer than the gas discharge time PT 4 in step 4p for discharging NH 3 gas. For example, if the gas supply times PT 1 and PT 2 in steps 1 p and 2 p are each 10 seconds, the gas discharge time PT 3 in step 3 p may be 60 seconds and the gas discharge time PT 4 in step 4 p may be 50 seconds. . Further, for example, in this case, the gas discharge time PT 3 in step 3p and 50 seconds, the gas discharge time PT 4 in step 4p may be 40 seconds. Further, for example, in this case, the gas discharge time PT 3 in step 3p was 40 seconds, the gas discharge time PT 4 in step 4p may be 30 seconds. By setting the processing conditions of steps 3p and 4p in this manner, it is possible to make the gas discharge effect in step 3p larger than the gas discharge effect in step 4p.
また例えば、図5に示す成膜シーケンスにおいて、O2ガスを排出するステップ3pにおいて処理室201内へ供給するN2ガスの供給流量PF3を、NH3ガスを排出するステップ4pにおいて処理室201内へ供給するN2ガスの供給流量PF4よりも大きくすることが好ましい。例えば、ステップ1p,2pにおけるN2ガスの供給流量PF1,PF2をそれぞれ2slmとした場合、ステップ3pにおけるN2ガスの供給流量PF3を20slmとし、ステップ4pにおけるN2ガスの供給流量PF4を15slmとしてもよい。また例えば、この場合に、ステップ3pにおけるN2ガスの供給流量PF3を15slmとし、ステップ4pにおけるN2ガスの供給流量PF4を10slmとしてもよい。また例えば、この場合に、ステップ3pにおけるN2ガスの供給流量PF3を10slmとし、ステップ4pにおけるN2ガスの供給流量PF4を8slmとしてもよい。ステップ3p,4pの処理条件をこのように設定することで、ステップ3pにおけるガス排出効率を、ステップ4pにおけるガス排出効率よりも大きくすることが可能となる。結果として、ステップ3pにおけるガス排出効果を、ステップ4pにおけるガス排出効果よりも大きくすることが可能となる。
Further, for example, in the film forming sequence shown in FIG. 5, the supply flow rate PF 3 of the N 2 gas supplied into the
また例えば、図7に示す成膜シーケンスにおいて、O2ガスを排出するステップ3pで行うサイクルパージ処理の実施回数m3を、NH3ガスを排出するステップ4pで行うサイクルパージ処理の実施回数m4よりも多くすることが好ましい。例えば、ステップ1p,2pにおいてパージ処理(PRG)のみを行うようにした場合、ステップ3pにおける実施回数m3を2回とし、ステップ4pにおける実施回数m4を1回としてもよい。また例えば、ステップ3pにおける実施回数m3を3回とし、ステップ4pにおける実施回数m4を2回としてもよい。また例えば、ステップ3pにおける実施回数m3を4回とし、ステップ4pにおける実施回数m4を3回としてもよい。ステップ3p,4pの処理条件、すなわち、サイクルパージの実施回数をこのように設定することで、ステップ3pにおけるガス排出効率を、ステップ4pにおけるガス排出効率よりも大きくすることが可能となる。結果として、ステップ3pにおけるガス排出効果を、ステップ4pにおけるガス排出効果よりも大きくすることが可能となる。
Further, for example, in the film formation sequence shown in FIG. 7, O 2 the execution count m 3 cycles purging process performed in step 3p for discharging gas, cycle purging process execution count m 4 which performs in step 4p for discharging NH 3 gas It is preferable to use more. For example, step 1p, when to perform only purge process (PRG) in the 2p, the execution count m 3 at
なお、図4〜図7に示す各種手法、すなわち、ステップ3p,4pにおけるガス排出効率や排出効果を高める各種手法は、それぞれ個別に用いることも可能であり、また、任意に組み合わせて用いることも可能である。 Note that the various methods shown in FIGS. 4 to 7, that is, the various methods for enhancing the gas discharge efficiency and the discharge effect in steps 3p and 4p, can be used individually or in combination. It is possible.
(4)本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果が得られる。
(4) Effects of the Present Embodiment According to the present embodiment, one or more effects described below can be obtained.
(a)ステップ3pおよびステップ4pにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、ステップ1pおよびステップ2pにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることにより、ノズル249b内におけるO2ガスやNH3ガスの残留を抑制することが可能となる。結果として、ノズル249b内におけるO2ガスとNH3ガスとの反応、すなわち、ノズル249b内におけるラジカル等の発生を抑制することが可能となる。これにより、ノズル249b内におけるパーティクルの発生を抑制し、処理室201内におけるパーティクルの量を低減させることが可能となる。その結果、ウエハ200上に形成するSiOCN膜の膜質を向上させることが可能となる。
(A) Remaining of O 2 gas or NH 3 gas in the
(b)ステップ3pにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、ステップ4pにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることにより、ノズル249b内におけるパーティクルの発生をより確実に抑制し、処理室201内におけるパーティクルの量をさらに低減させることが可能となる。そして、ウエハ200上に形成するSiOCN膜の膜質をさらに向上させることが可能となる。
(B) The generation of particles in the
(c)ステップ3,4において、O2ガスやNH3ガスを、HCDSガスを供給するノズル249aとは異なるノズル249bを介して供給するようにしている。また、ステップ1では、ノズル249b内へのHCDSガスの侵入を防止するようにしている。また、ステップ3,4では、ノズル249a内へのO2ガスやNH3ガスの侵入を防止するようにしている。これらにより、ノズル249a,249b内における不要な気相反応を回避することでき、ノズル249a,249b内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
(C) In
(d)ステップ1〜4を非同時に、すなわち、原料ガスおよび各種反応ガスの供給を同期させることなく行うようにしている。これにより、これらのガスを、気相反応や表面反応が適正に生じる条件下で、適正に反応に寄与させることが可能となる。結果として、処理室201内における過剰な気相反応を回避することができ、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。また、ウエハ200上に形成するSiOCN膜の段差被覆性、膜厚制御性をそれぞれ向上させることも可能となる。
(D) Steps 1 to 4 are performed not simultaneously, that is, without synchronously supplying the source gas and the various reaction gases. This enables these gases to properly contribute to the reaction under conditions where the gas phase reaction and the surface reaction appropriately occur. As a result, excessive gas phase reaction in the
(e)反応ガスの排出効率や排出効果を向上させる上述の各種手法を、ステップ3p,4pにおいてのみ適用し、ステップ1p,2pには適用しないようにすることで、成膜処理の生産性低下を抑制したり、成膜コストの増加を抑制したりすることが可能となる。 (E) The productivity reduction of the film forming process is reduced by applying the various methods described above for improving the discharge efficiency and the discharge effect of the reaction gas only in Steps 3p and 4p and not applying to Steps 1p and 2p. It is possible to suppress the increase in film formation cost or to suppress the increase in film formation cost.
というのも、ステップ1p,2pにおけるガス排出時間(PT1,PT2)を、ステップ3p,4pにおいてノズル249b内からO2ガスやNH3ガスを排出するのに必要となる時間(PT3,PT4)と同程度の時間となるように延長すると、1サイクルあたりの所要時間(サイクルタイム)が長くなり、成膜処理の生産性を低下させてしまうことがある。ステップ1p,2pに対して図6や図7に示す成膜シーケンスのステップ3p,4pと同様の処理手順(サイクルパージ処理)を適用した場合にも、サイクルタイムが増大し、成膜処理の生産性を低下させてしまうことがある。また、ステップ1p,2pにおいて処理室201内へ供給するN2ガスの供給流量(PF1,PF2)を、ステップ3p,4pにおいてノズル249b内からO2ガスやNH3ガスを排出するのに必要となるN2ガスの供給流量(PF3,PF4)と同程度の流量となるように増加させると、1サイクルあたりに消費されるN2ガスの量が増加し、成膜コストを増加させてしまうことがある。
For example, the gas discharge time (PT 1 , PT 2 ) in the steps 1p, 2p is the time required to discharge the O 2 gas or the NH 3 gas from the inside of the
これに対し、本実施形態の成膜シーケンスでは、反応ガスの排出効率や排出効果を向上させる上述の各種手法を、ステップ3p,4pにおいてのみ適用することから、成膜処理の生産性低下を抑制したり、成膜コストの増加を抑制したりすることが可能となる。 On the other hand, in the film forming sequence of the present embodiment, the above-described various methods for improving the discharge efficiency and the discharge effect of the reaction gas are applied only in the steps 3p and 4p, thereby suppressing the decrease in productivity of the film forming process. In addition, it is possible to suppress an increase in film formation cost.
(f)図6、図7に示す成膜シーケンスでは、O2ガスを排出するステップ3pおよびNH3ガスを排出するステップ4pのうち少なくともいずれかのステップにおいて、処理室201内へN2ガスを供給しつつ処理室201内を排気するパージ処理(PRG)の実施時間を、処理室201内へガスを供給することなく処理室201内を排気する排気処理(VAC)の実施時間よりも短くしてもよい。例えば、ステップ3pおよびステップ4pにおいて、排気処理(VAC)の実施時間を60秒とし、パージ処理(PRG)の実施時間を30秒としてもよい。また、ステップ3pおよびステップ4pにおいて、排気処理(VAC)の実施時間を30秒とし、パージ処理(PRG)の実施時間を15秒としてもよい。このようにした場合、ノズル249b内からの反応ガス(O2ガス、NH3ガス)の排出効率や排出効果を維持したまま、ステップ3p,4pの所要時間を短縮させることが可能となる。結果として、サイクルタイムを短縮させ、成膜処理の生産性を向上させることが可能となる。また、1サイクルあたりに消費されるN2ガスの量を少なくし、成膜コストを低減させることが可能となる。
(F) In the film forming sequence shown in FIGS. 6 and 7, the N 2 gas is introduced into the
(g)上述の効果は、原料ガスとしてHCDSガス以外のガスを用いる場合や、C含有ガスとしてC3H6ガス以外のガスを用いる場合や、O含有ガスとしてO2ガス以外のガスを用いる場合や、H含有ガスとしてNH3ガス以外のガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。 (G) The above-described effects are obtained when a gas other than HCDS gas is used as the source gas, when a gas other than C 3 H 6 gas is used as the C-containing gas, or a gas other than O 2 gas is used as the O-containing gas Also in the case of using gas other than NH 3 gas as H-containing gas, it can be obtained similarly.
(5)変形例
本実施形態における成膜シーケンスは、図4〜図7に示す態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。
(5) Modified Example The film forming sequence in the present embodiment is not limited to the mode shown in FIG. 4 to FIG. 7 and can be changed as in the modified example shown below.
(変形例1〜7)
図8に示す各成膜シーケンス(上から順に変形例1〜7)により、ウエハ200上にSiOCN膜を形成するようにしてもよい。
(
The SiOCN film may be formed on the
変形例1では、まず、ウエハ200に対してH含有ガスとしてNH3ガスを供給することで、ウエハ200の表面を前処理(改質)する表面処理ステップを行う。その後、図4〜図7に例示した成膜シーケンスと同様の成膜シーケンスを行うことで、表面処理後のウエハ200上にSiOCN膜を形成する。表面処理ステップが終了した後は、処理室201内からNH3ガスを排出するステップを行う。このとき、ノズル249b内にNH3ガスが残留したままとなると、その後に行われるO2ガスを供給するステップにおいて、ノズル249b内でパーティクルが発生することがある。そのため、表面処理ステップの終了後に行うNH3ガスを排出するステップでは、例えば、図4〜図7に示す成膜シーケンスのステップ4pと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内からNH3ガスを排出する。すなわち、変形例1に示したCのタイミングでは、Bのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内からNH3ガスを排出する。なお、変形例1に示したAのタイミングでは、図4〜図7に示す成膜シーケンスのステップ3pと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内からO2ガスを排出する。
In the first modification, first, a surface treatment step of pretreating (reforming) the surface of the
変形例2〜7では、HCDSガス、C3H6ガス、O2ガス、NH3ガスの供給順序や供給回数が、変形例1に示す成膜シーケンスとは異なる。これらの変形例においても、NH3ガス或いはO2ガス供給後にノズル249b内にNH3ガス或いはO2ガスが残留すると、その後に行われるO2ガス或いはNH3ガスを供給するステップにおいて、ノズル249b内でパーティクルが発生することがある。そのため、変形例2〜7に示したA〜Cのタイミングでは、それぞれ、変形例1に示したA〜Cのタイミングで行う反応ガス排出ステップと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内からNH3ガス或いはO2ガスを排出する。なお、変形例2〜7においては、表面処理ステップを行わないようにしてもよい。
In
これらの変形例によっても、図4〜図7に示す成膜シーケンスと同様の効果を得ることができる。また、前処理後のウエハ200の最表面は、HCDSが吸着しやすく、Siが堆積しやすい表面状態となることから、成膜処理を効率よく行うことが可能となる。また、ウエハ200上に形成される膜の段差被覆性や面内膜厚均一性を向上させることも可能となる。
Also by these modifications, the same effect as the film forming sequence shown in FIGS. 4 to 7 can be obtained. In addition, HCDS is easily adsorbed on the outermost surface of the
なお、変形例1,2,6では、図4〜図7に例示した成膜シーケンスと同様に、少なくとも、O2ガスを供給するステップと、O2ガスを排出するステップと、NH3ガスを供給するステップと、NH3ガスを排出するステップと、をこの順に連続的に行うようにしている。すなわち、Aのタイミングで行うO2ガスを排出するステップの直後に、ウエハ200に対してNH3ガスを供給するステップを行うようにしている。そのため、これらの変形例では、Aのタイミングで行うO2ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくするのが好ましい。例えば、O2ガスを排出するステップにおけるガス排出時間を、NH3ガスを排出するステップにおけるそれよりも長くするか、もしくは、O2ガスを排出するステップにおいて処理室201内へ供給するN2ガスの供給流量を、NH3ガスを排出するステップにおけるそれよりも大きくするのが好ましい。また、O2ガスを排出するステップで行うサイクルパージの実施回数を、NH3ガスを排出するステップで行うサイクルパージの実施回数よりも多くするのが好ましい。
In the modified examples 1, 2 and 6, as in the film forming sequence illustrated in FIGS. 4 to 7, at least the step of supplying O 2 gas, the step of discharging O 2 gas, and NH 3 gas The step of supplying and the step of discharging the NH 3 gas are continuously performed in this order. That is, immediately after the step of discharging the O 2 gas at the timing of A, the step of supplying the NH 3 gas to the
また、変形例3,5では、少なくとも、NH3ガスを供給するステップと、NH3ガスを排出するステップと、O2ガスを供給するステップと、O2ガスを排出するステップと、をこの順に連続的に行うようにしている。すなわち、Aのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップの直後に、ウエハ200に対してO2ガスを供給するステップを行うようにしている。そのため、これらの変形例では、Aのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うO2ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくするのが好ましい。例えば、NH3ガスを排出するステップにおけるガス排出時間を、O2ガスを排出するステップにおけるそれよりも長くするか、もしくは、NH3ガスを排出するステップにおいて処理室201内へ供給するN2ガスの供給流量を、O2ガスを排出するステップにおけるそれよりも大きくするのが好ましい。また、NH3ガスを排出するステップで行うサイクルパージの実施回数を、O2ガスを排出するステップで行うサイクルパージの実施回数よりも多くするのが好ましい。
In the third and fourth modifications, at least a step of supplying NH 3 gas, a step of discharging NH 3 gas, a step of supplying O 2 gas, and a step of discharging O 2 gas in this order I try to do it continuously. That is, immediately after the step of discharging the NH 3 gas performed at the timing of A, the step of supplying the O 2 gas to the
また、変形例4,7では、NH3ガスを供給するステップとO2ガスを供給するステップとの間に、HCDSガス或いはC3H6ガスを供給するステップを挟むようにしている。そのため、これらの変形例では、Aのタイミングで行う反応ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行う反応ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらと同等としてもよい。 Further, in the modified examples 4 and 7, the step of supplying the HCDS gas or the C 3 H 6 gas is interposed between the step of supplying the NH 3 gas and the step of supplying the O 2 gas. Therefore, in these modifications, at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the reaction gas performed at the timing of A is equivalent to that of the step of discharging the reaction gas performed at the timing of B or It is also good.
また、変形例1〜7では、表面処理ステップを行った後、1回目のサイクルでウエハ200に対して最初にO2ガス(或いはNH3ガス)を供給する迄の間に、ウエハ200に対してHCDSガスやC3H6ガスを供給するステップを行うようにしている。そのため、変形例1,2,3,5,6においては、Cのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Aのタイミングで行う反応ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかよりも小さくしてもよい。また、変形例1,2,3,5においては、Cのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行う反応ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかと同等としてもよい。また、変形例4,7においては、Cのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、AやBのタイミングで行う反応ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかと同等としてもよい。
In the first to seventh modifications, after performing the surface processing step, the
(変形例8〜10)
図9に示す各成膜シーケンス(上から順に変形例8〜10)により、ウエハ200上にSiOCN膜、或いは、シリコン酸炭化膜(SiOC膜)を形成するようにしてもよい。これらの変形例においても、TEAガス或いはO2ガスの供給を停止した後にノズル249b内にTEAガス或いはO2ガスが残留したままとなると、その後に行われるO2ガス或いはTEAガスを供給するステップにおいて、ノズル249b内でパーティクルが発生することがある。そのため、変形例8〜10に示したA,Bのタイミングでは、それぞれ、図4〜図7に示す成膜シーケンスのステップ3p,4pと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内からTEAガス或いはO2ガスを排出する。これらの変形例によっても、図4〜図7に示す成膜シーケンスと同様の効果を得ることができる。なお、変形例8〜10において、O2ガスの酸化力を高めるには、O2ガスをプラズマ励起して供給するようにしてもよい。この場合、ウエハ200上にN非含有のSiOC膜を形成することが容易となる。
(Modifications 8 to 10)
A SiOCN film or a silicon oxycarbonized film (SiOC film) may be formed on the
なお、変形例8では、Aのタイミングで行うTEAガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うO2ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。また、変形例9,10では、Aのタイミングで行うO2ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うTEAガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。これらの理由、および、所望の排気効果等を得るための具体的な手法については、図4〜図7に示す成膜シーケンスや変形例1〜7の説明で述べた通りである。 In the eighth modification, at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the TEA gas performed at the timing of A is larger than that at the step of discharging the O 2 gas performed at the timing of B or It is preferable to do. Further, in the modified examples 9 and 10, the step of discharging the TEA gas performed at the timing of B, or at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the O 2 gas performed at the timing of A It is preferable to make the The reasons for these and the specific method for obtaining the desired exhaust effect and the like are as described in the film forming sequence shown in FIG.
(変形例11〜13)
図10に示す各成膜シーケンス(上から順に変形例11〜13)により、ウエハ200上にシリコン酸窒化膜(SiON膜)を形成するようにしてもよい。これらの変形例においても、NH3ガス或いはO2ガスの供給を停止した後にノズル249b内にNH3ガス或いはO2ガスが残留したままとなると、その後に行われるO2ガス或いはNH3ガスを供給するステップにおいて、ノズル249b内でパーティクルが発生することがある。そのため、変形例11〜13に示したA,Bのタイミングでは、それぞれ、図4〜図7に示す成膜シーケンスのステップ3p,4pと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内からNH3ガス或いはO2ガスを排出する。これらの変形例によっても、図4〜図7に示す成膜シーケンスと同様の効果を得ることができる。
(Modifications 11 to 13)
A silicon oxynitride film (SiON film) may be formed on the
なお、変形例11では、Aのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うO2ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。また、変形例12,13では、Aのタイミングで行うO2ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。これらの理由、および、所望の排気効果等を得るための具体的な手法については、図4〜図7に示す成膜シーケンスや変形例1〜7の説明で述べた通りである。 In the modification 11, at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the NH 3 gas performed at the timing of A is at least the other of the steps of discharging the O 2 gas performed at the timing of B or It is preferable to make it large. Further, in the modified examples 12 and 13, the step of discharging the NH 3 gas at the timing of B or at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the O 2 gas at the timing of A or It is preferable to make it larger. The reasons for these and the specific method for obtaining the desired exhaust effect and the like are as described in the film forming sequence shown in FIG.
(変形例14〜16)
図11に示す各成膜シーケンス(上から順に変形例14〜16)により、ウエハ200上にシリコン酸化膜(SiO膜)を形成するようにしてもよい。これらの変形例においても、H2ガス或いはO2ガスの供給を停止した後にノズル249b内にH2ガス或いはO2ガスが残留したままとなると、その後に行われるO2ガス或いはH2ガスを供給するステップにおいて、ノズル249b内でパーティクルが発生することがある。そのため、変形例14〜16に示したA,Bのタイミングでは、それぞれ、図4〜図7に示す成膜シーケンスのステップ3p,4pと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内からH2ガス或いはO2ガスを排出する。これらの変形例によっても、図4〜図7に示す成膜シーケンスと同様の効果を得ることができる。なお、変形例14〜16では、H2ガスやO2ガスをプラズマ励起して供給するようにしてもよい。
(Modifications 14 to 16)
A silicon oxide film (SiO film) may be formed on the
なお、変形例14では、Aのタイミングで行うH2ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うO2ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。また、変形例15,16では、Aのタイミングで行うO2ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うH2ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。これらの理由、および、所望の排気効果等を得るための具体的な手法については、図4〜図7に示す成膜シーケンスや変形例1〜7の説明で述べた通りである。 In the modification 14, at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the H 2 gas performed at the timing of A is more than that in the step of discharging the O 2 gas performed at the timing of B or It is preferable to make it large. In the modified examples 15 and 16, the step of discharging the H 2 gas at the timing of B or at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the O 2 gas at the timing of A, or It is preferable to make it larger. The reasons for these and the specific method for obtaining the desired exhaust effect and the like are as described in the film forming sequence shown in FIG.
(処理条件)
上述の変形例において、ウエハ200に対して熱で活性化させたTEAガスを供給するステップでは、MFC241bで制御するTEAガスの供給流量を、例えば100〜10000sccmの範囲内の流量とする。処理室201内の圧力を、例えば1〜5000Pa、好ましくは1〜4000Paの範囲内の圧力とする。また、処理室201内におけるTEAガスの分圧は、例えば0.01〜4950Paの範囲内の圧力とする。TEA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。その他の処理条件は、例えば、図4〜図7に示す成膜シーケンスのステップ4と同様の処理条件とする。N、CおよびHを含むガスとしては、TEAガスの他、例えば、ジエチルアミン((C2H5)2NH、略称:DEA)ガス、モノエチルアミン(C2H5NH2、略称:MEA)ガス等のエチルアミン系ガスや、トリメチルアミン((CH3)3N、略称:TMA)ガス、ジメチルアミン((CH3)2NH、略称:DMA)ガス、モノメチルアミン(CH3NH2、略称:MMA)ガス等のメチルアミン系ガス等を用いることができる。
(Processing condition)
In the above-described modification, in the step of supplying the thermally activated TEA gas to the
その他のステップにおける処理手順、処理条件は、例えば、図4〜図7に示す成膜シーケンスにおける各ステップの処理手順、処理条件と同様とすることができる。 The processing procedure and processing conditions in the other steps can be, for example, similar to the processing procedure and processing conditions of each step in the film forming sequence illustrated in FIGS. 4 to 7.
<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、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。
Another Embodiment of the Present Invention
The embodiments of the present invention have been specifically described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、上述の実施形態では、主に、原料ガスを供給した後、反応ガス(C含有ガス、O含有ガス、H含有ガス)を供給する例について説明した。本発明はこのような形態に限定されず、原料ガス、反応ガスの供給順序は逆でもよい。すなわち、変形例2,10,13,16等のように、反応ガスを供給した後、原料ガスを供給するようにしてもよい。供給順序を変えることにより、形成される薄膜の膜質や組成比を変化させることが可能となる。また、複数種の反応ガスの供給順序は任意に変更することが可能である。反応ガスの供給順序を変えることにより、形成される薄膜の膜質や組成比を変化させることが可能となる。また、複数種の反応ガスは、任意に組み合わせて同時に供給すること、すなわち、任意の組み合わせで混合させて用いることも可能である。これにより、形成される薄膜の膜質や組成比を変化させることが可能となる。 For example, in the above-mentioned embodiment, after supplying source gas, an example which supplies reaction gas (C containing gas, O containing gas, H containing gas) was explained. The present invention is not limited to such a form, and the supply order of the source gas and the reaction gas may be reversed. That is, as in the modified examples 2, 10, 13, 16 and so on, the source gas may be supplied after the reaction gas is supplied. By changing the supply order, it is possible to change the film quality and the composition ratio of the thin film to be formed. In addition, the supply order of a plurality of types of reaction gases can be arbitrarily changed. By changing the supply order of the reaction gas, it is possible to change the film quality and the composition ratio of the thin film to be formed. Also, it is possible to supply a plurality of types of reaction gases in any combination and simultaneously, that is, to mix and use any combination. This makes it possible to change the film quality and the composition ratio of the thin film to be formed.
また例えば、上述の実施形態では、O含有ガス(O2ガス)とH含有ガス(NH3ガス)とを同一のノズル249bを介して処理室201内へ供給する例について説明した。本発明はこのような形態に限定されず、O含有ガスとH含有ガスとを別々のノズルを介して処理室201内へ供給するようにしてもよい。例えば、処理室201内にノズル249a,249bとは異なるノズル(以下、第3ノズルともいう)を新たに設け、ステップ3ではO2ガスをノズル249bを介して供給し、ステップ4ではNH3ガスを第3ノズルを介して供給するようにしてもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, an example in which the O-containing gas (O 2 gas) and the H-containing gas (NH 3 gas) are supplied into the
ステップ3において処理室201内へ供給されたO2ガスは、第3ノズル内に僅かに侵入することがある。また、ステップ4において処理室201内へ供給されたNH3ガスは、ノズル249b内に僅かに侵入することがある。これらの場合、第3ノズル内やノズル249b内でO2ガスとNH3ガスとが反応し、第3ノズル内やノズル249b内において微細なパーティクルが多量に発生してしまうことがある。発明者等は、O2ガスとNH3ガスとを別々のノズルから供給する場合においても、ステップ3p,4pにおける処理条件等をステップ1p,2pにおける処理条件等と同様とすると、処理室201内、特に、第3ノズル近傍やノズル249b近傍におけるパーティクルの量が増加してしまう場合があることを確認した。
The O 2 gas supplied into the
そこで、O2ガスとNH3ガスとを別々のノズルから供給する場合においても、上述の実施形態と同様に、ステップ3pおよびステップ4pにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、ステップ1pおよびステップ2pにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくする。これにより、ノズル249b内や第3ノズル内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。すなわち、O2ガスとNH3ガスとを同一のノズルから供給する場合だけでなく、別々のノズルから供給する場合においても、ステップ3p,4pにおけるガス排出効果や効率を上述のように設定し、O2ガスとNH3ガスとを、同一のノズル内で、すなわち、同じ空間内で混合させないようにする(非混合とする)。これにより、ノズル内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。但し、O2ガスとNH3ガスとを同一のノズルを介して供給する上述の実施形態の方が、これらのガスを別々のノズルを介して供給する場合よりも、O2ガスとNH3ガスとがノズル内で反応する確率が高くなり、パーティクルが発生しやすくなる。そのため、ステップ3p,4pにおけるガス排出効果や効率を上述のように設定することの技術的意義は、O2ガスとNH3ガスとを別々のノズルを介して供給する場合よりも、これらのガスを同一のノズルを介して供給する場合の方が大きくなる。
Therefore, even in the case of supplying O 2 gas and NH 3 gas from separate nozzles, at least one of the gas discharging effect and the efficiency in step 3 p and step 4 p as in the above embodiment, step 1 p and step 1 p Make it larger than that in step 2p. This makes it possible to suppress the generation of particles in the
また例えば、上述の実施形態では、O含有ガス(O2ガス)とH含有ガス(NH3ガス)とを、ウエハ配列領域の側方に設けられたL字型のロングノズル(ノズル249b)を介してウエハ配列領域の側方から水平方向に供給する例について説明した。本発明はこのような形態に限定されず、O含有ガスとH含有ガスとを、ウエハ配列領域よりも上方もしくは下方に設けられたショートノズルを介し、ウエハ配列領域の上方から下方に向けて、もしくは、下方から上方に向けて供給するようにしてもよい。すなわち、O含有ガスとH含有ガスとを供給するノズルとして、ウエハ配列領域の側方に設けられたロングノズルではなく、ウエハ配列領域よりも上方もしくは下方に設けられ、ウエハ配列領域よりも上方もしくは下方にガス供給孔を有するショートノズルを用いてもよい。
Further, for example, in the embodiment described above, the O-containing gas (O 2 gas) and H-containing gas (NH 3 gas), the L-shaped provided at a side of the wafer arrangement region long nozzle (
この場合においても、ステップ3p,4pにおける処理条件等をステップ1p,2pにおける処理条件等と同様とすると、処理室201内へ供給されたNH3ガスやO2ガスが、ステップ3,4を開始する迄の間に充分に排出されず、処理室201の内部に付着する等して残留してしまう場合がある。この状態でステップ3,4を開始すると、処理室201内でO2ガスとNH3ガスとが反応し、この反応により生じたラジカル等が、反応管203の内面(処理室201の内壁)に微量に含まれるFe、Ti、Al等の金属元素を含む不純物と反応し、微細なパーティクルが多量に発生することがある。なお、ノズル249b等の場合と同様に、石英等からなる反応管203の内面(内壁の表面)にも、その製造工程の過程等において、上述の金属元素を含む不純物が微量に付着したり混入したりすることがあり、反応管203の内面には、上述の不純物が含まれることとなる。また、上述のラジカル等が、SUS等の金属からなるシールキャップ219の上面と反応し、微細なパーティクルが多量に発生することもある。
Also in this case, if the processing conditions and the like in steps 3p and 4p are the same as the processing conditions and the like in steps 1p and 2p, the NH 3 gas or O 2 gas supplied into the
そこで、O2ガスとNH3ガスとをショートノズルを介して供給する場合においても、上述の実施形態と同様に、ステップ3pおよびステップ4pにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、ステップ1pおよびステップ2pにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくする。これにより、処理室201内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。すなわち、O2ガスとNH3ガスとをショートノズルを介して供給する場合であっても、ステップ3p,4pにおけるガス排出効果や効率を上述のように設定し、O2ガスとNH3ガスとを処理室201内で、すなわち、同じ空間内で混合させないようにする(非混合とする)。これにより、処理室201内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。但し、O2ガスとNH3ガスとをロングノズルノズルを介して供給する上述の実施形態の方が、これらのガスをショートノズルを介して供給する場合よりも、O2ガスとNH3ガスとの反応確率が高くなり、パーティクルが発生しやすくなる。そのため、ステップ3p,4pにおけるガス排出効果や効率を上述のように設定することの技術的意義は、O2ガスとNH3ガスとをショートノズルを介して供給する場合よりも、これらのガスをロングノズルを介して供給する場合の方が大きくなる。
Therefore, even when O 2 gas and NH 3 gas are supplied through the short nozzle, as in the above embodiment, at least one of the gas discharging effect and the efficiency in step 3 p and step 4 p is set to step 1 p And make it larger than that in step 2p. This makes it possible to suppress the generation of particles in the
図4〜図7に示す成膜シーケンスや各変形例の手法により形成したシリコン系絶縁膜を、サイドウォールスペーサとして使用することにより、リーク電流が少なく、加工性に優れたデバイス形成技術を提供することが可能となる。また、上述のシリコン系絶縁膜を、エッチストッパーとして使用することにより、加工性に優れたデバイス形成技術を提供することが可能となる。また、図4〜図7に示す成膜シーケンスや一部の変形例によれば、プラズマを用いず、理想的量論比のシリコン系絶縁膜を形成することができる。プラズマを用いずシリコン系絶縁膜を形成できることから、例えばDPTのSADP膜等、プラズマダメージを懸念する工程への適応も可能となる。 By using a silicon-based insulating film formed by the film forming sequence shown in FIGS. 4 to 7 and the method of each modification as a sidewall spacer, a device forming technique with less leakage current and excellent processability is provided. It becomes possible. In addition, by using the above-described silicon-based insulating film as an etch stopper, it is possible to provide a device formation technique excellent in processability. Further, according to the film forming sequence shown in FIG. 4 to FIG. 7 and some of the modifications, it is possible to form a silicon-based insulating film having an ideal stoichiometric ratio without using plasma. Since a silicon-based insulating film can be formed without using plasma, it is also possible to apply to a process that is concerned with plasma damage, such as a DPT SADP film.
上述の成膜シーケンスは、ウエハ200上に、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等の金属元素を含む酸化膜、すなわち、金属系酸化膜を形成する場合においても、好適に適用可能である。すなわち、上述の成膜シーケンスは、ウエハ200上に、TiOCN膜、TiOC膜、TiON膜、TiO膜、ZrOCN膜、ZrOC膜、ZrON膜、ZrO膜、HfOCN膜、HfOC膜、HfON膜、HfO膜、TaOCN膜、TaOC膜、TaON膜、TaO膜、NbOCN膜、NbOC膜、NbON膜、NbO膜、AlOCN膜、AlOC膜、AlON膜、AlO膜、MoOCN膜、MoOC膜、MoON膜、MoO膜、WOCN膜、WOC膜、WON膜、WO膜を形成する場合にも、好適に適用することが可能となる。
The above-described deposition sequence is performed on the
金属系酸化膜を形成する場合、原料ガスとして、例えば、チタニウムテトラクロライド(TiCl4)ガス、チタニウムテトラフルオライド(TiF4)ガス、ジルコニウムテトラクロライド(ZrCl4)ガス、ジルコニウムテトラフルオライド(ZrF4)ガス、ハフニウムテトラクロライド(HfCl4)ガス、ハフニウムテトラフルオライド(HfF4)ガス、タンタルペンタクロライド(TaCl5)ガス、タンタルペンタフルオライド(TaF5)ガス、ニオビウムペンタクロライド(NbCl5)ガス、ニオビウムペンタフルオライド(NbF5)ガス、アルミニウムトリクロライド(AlCl3)ガス、アルミニウムトリフルオライド(AlF3)ガス、モリブデンペンタクロライド(MoCl5)ガス、モリブデンペンタフルオライド(MoF5)ガス、タングステンヘキサクロライド(WCl6)ガス、タングステンヘキサフルオライド(WF6)ガス等の金属元素およびハロゲン元素を含む無機金属原料ガスを用いることができる。また、原料ガスとして、例えば、トリメチルアルミニウム(Al(CH3)3、略称:TMA)ガス等の金属元素および炭素を含む有機金属原料ガスを用いることもできる。反応ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。 When forming a metal-based oxide film, for example, titanium tetrachloride (TiCl 4 ) gas, titanium tetrafluoride (TiF 4 ) gas, zirconium tetrachloride (ZrCl 4 ) gas, and zirconium tetrafluoride (ZrF 4 ) are used as source gases. ) Gas, hafnium tetrachloride (HfCl 4 ) gas, hafnium tetrafluoride (HfF 4 ) gas, tantalum pentachloride (TaCl 5 ) gas, tantalum pentafluoride (TaF 5 ) gas, niobium pentachloride (NbCl 5 ) gas, niobium pentafluoride (NbF 5) gas, aluminum trichloride (AlCl 3) gas, aluminum trifluoride (AlF 3) gas, molybdenum pentachloride (MoCl 5) gas It can be used molybdenum pentafluoride (MoF 5) Gas, tungsten hexachloride (WCl 6) gas, a tungsten hexafluoride (WF 6) inorganic metal source gas containing a metal element and a halogen element such as a gas. In addition, as a source gas, for example, an organic metal source gas containing a metal element such as trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 , abbreviation: TMA) gas and carbon can also be used. As the reaction gas, the same gas as that of the above embodiment can be used.
例えば、図12に示す成膜シーケンス(順に、成膜シーケンス例1〜3)により、ウエハ200上に、TiON膜、或いは、TiO膜を形成することができる。この成膜シーケンスの各ステップにおける処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。また、図12に示したA,Bのタイミングでは、それぞれ、図4〜図7に示す成膜シーケンスのステップ3p,4pと同様の処理手順、処理条件により、処理室201内からNH3ガス或いはO3ガスを排出する。
For example, a TiON film or a TiO film can be formed on the
なお、成膜シーケンス例1では、Aのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うO3ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。また、成膜シーケンス例2,3では、Aのタイミングで行うO3ガスを排出するステップにおけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、Bのタイミングで行うNH3ガスを排出するステップにおけるそれ若しくはそれらよりも大きくすることが好ましい。これらの理由、および、所望の排気効果等を得るための具体的な手法については、上述の実施形態で述べた通りである。 In the film formation sequence example 1, the step of discharging the O 3 gas performed at the timing of B or at least one of the gas discharge effect and the efficiency in the step of discharging the NH 3 gas performed at the timing of A or It is preferable to make it larger. Further, in the film forming sequence examples 2 and 3, the steps in the step of discharging the NH 3 gas in the timing of B, at least one of the gas discharge effect and the efficiency in the step of discharging the O 3 gas in the timing of A. Or it is preferable to make them larger than them. These reasons and the specific method for obtaining the desired exhaust effect etc. are as described in the above embodiment.
すなわち、本発明は、半導体元素や金属元素等の所定元素を含む膜を形成する場合に好適に適用することができる。 That is, the present invention can be suitably applied when forming a film containing a predetermined element such as a semiconductor element or a metal element.
これらの各種薄膜の形成に用いられるプロセスレシピ(基板処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム)は、基板処理の内容(形成する膜の膜種、組成比、膜質、膜厚、処理手順、処理条件等)に応じて、それぞれ個別に用意する(複数用意する)ことが好ましい。以下、プロセスレシピを単にレシピともいう。そして、基板処理を開始する際、基板処理の内容に応じて、複数のレシピの中から、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。具体的には、基板処理の内容に応じて個別に用意された複数のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体(外部記憶装置123)を介して、基板処理装置が備える記憶装置121c内に予め格納(インストール)しておくことが好ましい。そして、基板処理を開始する際、基板処理装置が備えるCPU121aが、記憶装置121c内に格納された複数のレシピの中から、基板処理の内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。このように構成することで、1台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を汎用的に、かつ、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの操作負担(処理手順や処理条件等の入力負担等)を低減でき、操作ミスを回避しつつ、基板処理を迅速に開始できるようになる。
The process recipe (a program that describes the processing procedure and processing conditions of the substrate processing) used to form these various thin films is the content of the substrate processing (type of film to be formed, composition ratio, film quality, film thickness, processing It is preferable to prepare each separately (plurally prepared) according to the procedure, processing conditions, etc.). Hereinafter, the process recipe is simply referred to as a recipe. Then, when starting the substrate processing, it is preferable to appropriately select an appropriate recipe from among a plurality of recipes according to the content of the substrate processing. Specifically, a storage device provided in the substrate processing apparatus via a telecommunication line and a recording medium (external storage device 123) storing the plurality of recipes individually prepared according to the contents of the substrate processing It is preferable to store (install) in advance in 121c. Then, when starting the substrate processing, it is preferable that the
上述のプロセスレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置122を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
The process recipe described above is not limited to the case of creating a new one, and may be prepared, for example, by changing an existing recipe already installed in the substrate processing apparatus. When changing the recipe, the changed recipe may be installed in the substrate processing apparatus via the telecommunication line or the recording medium recording the recipe. Alternatively, the existing recipe that has already been installed in the substrate processing apparatus may be directly changed by operating the input /
上述の実施形態では、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薄膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、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、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、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。本発明は上述の実施形態に限定されず、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、好適に適用できる。これらの場合においても、処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。 In the above-mentioned embodiment, the example which forms a thin film using the batch type substrate processing apparatus which processes a plurality of substrates at once was explained. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied to, for example, the case where a film is formed using a sheet-fed substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time. Further, in the above-described embodiment, the example of forming the film using the substrate processing apparatus having the hot wall type processing furnace has been described. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied to the case of forming a film using a substrate processing apparatus having a cold wall type processing furnace. Also in these cases, the processing procedure and processing conditions can be, for example, the same processing procedure and processing conditions as those of the above-described embodiment.
例えば、図16(a)に示す処理炉302を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉302は、処理室301を形成する処理容器303と、処理室301内にガスをシャワー状に供給するガス供給部としてのシャワーヘッド303sと、1枚または数枚のウエハ200を水平姿勢で支持する支持台317と、支持台317を下方から支持する回転軸355と、支持台317に設けられたヒータ307と、を備えている。シャワーヘッド303sのインレット(ガス導入口)には、上述の原料ガスを供給するガス供給ポート332aと、上述の反応ガスを供給するガス供給ポート332bと、が接続されている。ガス供給ポート332aには、上述の実施形態の原料ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。ガス供給ポート332bには、上述の実施形態の反応ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。シャワーヘッド303sのアウトレット(ガス排出口)には、処理室301内にガスをシャワー状に供給するガス分散板が設けられている。シャワーヘッド303sは、処理室301内に搬入されたウエハ200の表面と対向(対面)する位置に設けられている。処理容器303には、処理室301内を排気する排気ポート331が設けられている。排気ポート331には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。
For example, even in the case of forming a film using a substrate processing apparatus provided with a
また例えば、図16(b)に示す処理炉402を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉402は、処理室401を形成する処理容器403と、1枚または数枚のウエハ200を水平姿勢で支持する支持台417と、支持台417を下方から支持する回転軸455と、処理容器403内のウエハ200に向けて光照射を行うランプヒータ407と、ランプヒータ407の光を透過させる石英窓403wと、を備えている。処理容器403には、上述の原料ガスを供給するガス供給ポート432aと、上述の反応ガスを供給するガス供給部としてのガス供給ポート432bと、が接続されている。ガス供給ポート432aには、上述の実施形態の原料ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。ガス供給ポート432bには、上述の実施形態の反応ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。ガス供給ポート432a,432bは、処理室401内に搬入されたウエハ200の端部の側方、すなわち、処理室401内に搬入されたウエハ200の表面と対向しない位置にそれぞれ設けられている。処理容器403には、処理室401内を排気する排気ポート431が設けられている。排気ポート431には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。
Further, for example, the present invention can be suitably applied also in the case of forming a film using a substrate processing apparatus provided with a
これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や変形例と同様なシーケンス、処理条件にて成膜を行うことができ、上述の実施形態や変形例と同様の効果が得られる。 In the case of using these substrate processing apparatuses, film formation can be performed under the same sequence and processing conditions as those of the above-described embodiment and modification, and the same effects as those of the above-described embodiment and modification can be obtained.
また、上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。また、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。 Moreover, the above-mentioned embodiment, modification, etc. can be used combining suitably. Further, the processing conditions at this time can be, for example, the same processing conditions as those of the above-described embodiment.
以下、上述の実施形態や変形例で得られる効果を裏付ける実験結果について説明する。 Hereinafter, the experimental result which supports the effect obtained by the above-mentioned embodiment and modification is explained.
サンプル1として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図6に示す成膜シーケンスにより、複数枚のウエハ上にSiOCN膜を形成した。原料ガスとしてはHCDSガスを、C含有ガスとしてはC3H6ガスを、O含有ガスとしてはO2ガスを、H含有ガスとしてはNH3ガスをそれぞれ用いた。O2ガスを排出するステップ、および、NH3ガスを排出するステップにおいては、それぞれ、排気処理(VAC)の実施時間、および、パージ処理(PRG)の実施時間を、共に30秒とした。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条件とした。
As the
サンプル2として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図6に示す成膜シーケンスにより、複数枚のウエハ上にSiOCN膜を形成した。O2ガスを排出するステップ、および、NH3ガスを排出するステップにおいては、それぞれ、排気処理(VAC)の実施時間、および、パージ処理(PRG)の実施時間を、共に15秒とした。その他の処理条件は、サンプル1を作成する場合と同様の条件とした。
As the
サンプル3として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図7に示す成膜シーケンスにより、複数枚のウエハ上にSiOCN膜を形成した。O2ガスを排出するステップ、および、NH3ガスを排出するステップにおいては、それぞれ、排気処理(VAC)の実施時間、および、パージ処理(PRG)の実施時間を、共に15秒とした。O2ガスを排出するステップで行うサイクルパージ処理の実施回数(m3)、および、NH3ガスを排出するステップで行うサイクルパージ処理の実施回数(m4)は、それぞれ2回とした。その他の処理条件は、サンプル1を作成する場合と同様の条件とした。
As the
サンプル4として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、処理室内のウエハに対してHCDSガスを供給するステップと、処理室内からHCDSガスを排出するステップと、処理室内のウエハに対してC3H6ガスを供給するステップと、処理室内からC3H6ガスを排出するステップと、処理室内のウエハに対してO2ガスを供給するステップと、処理室内からO2ガスを排出するステップと、処理室内のウエハに対してNH3ガスを供給するステップと、処理室内からNH3ガスを排出するステップと、をこの順に非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、複数枚のウエハ上にSiOCN膜を形成した。処理室内からHCDSガス、C3H6ガス、O2ガス、NH3ガスを排出する各ステップの処理条件や処理手順は共通とした。具体的には、これら各ステップでは、パージ処理(PRG)のみを行うようにし、その実施時間は6秒とした。その他の処理条件は、サンプル1を作成する場合と同様の条件とした。
As a sample 4, using the substrate processing apparatus of the above-described embodiment, the step of supplying the HCDS gas to the processing chamber of the wafer, a step of discharging the HCDS gas from the processing chamber, C 3 to the processing chamber of the wafer and supplying the H 6 gas, a step for discharging the C 3 H 6 gas from the processing chamber, and supplying O 2 gas to the processing chamber of the wafer, a step of discharging the O 2 gas from the processing chamber The step of supplying the NH 3 gas to the wafers in the processing chamber, and the step of discharging the NH 3 gas from the processing chamber in a non-simultaneous order in this order are performed a predetermined number of times to perform SiOCN on a plurality of wafers. A film was formed. The processing conditions and procedures of each step of discharging HCDS gas, C 3 H 6 gas, O 2 gas, and NH 3 gas from the processing chamber were common. Specifically, in each of these steps, only the purge process (PRG) is performed, and the execution time is 6 seconds. Other processing conditions were the same as in the case of preparing
そして、サンプル1〜4のウエハにおけるパーティクル数を、ウエハ配列領域内の上部、中央部、下部のそれぞれにおいて測定し、それらの平均値を計算した。その結果、サンプル1〜4のウエハでは、それぞれ、上述の平均値が11個、21個、15個、94個となった。サンプル1〜3とサンプル4との上述の平均値を比較すると、O2ガスを排出するステップおよびNH3ガスを排出するステップにおけるガス排出効果等を、HCDSガスを排出するステップおよびC3H6ガスを排出するステップにおけるガス排出効果等よりも大きくしたサンプル1〜3では、サンプル4よりも、パーティクルの数を低減できることが分かる。また、サンプル1,2の上述の平均値を比較すると、O2ガスを排出するステップ、および、NH3ガスを排出するステップにおいて、それぞれ、排気処理(VAC)の実施時間、および、パージ処理(PRG)の実施時間を長くしたサンプル1では、サンプル2よりも、パーティクルの数を低減できることが分かる。また、サンプル2,3の上述の平均値を比較すると、O2ガスを排出するステップで行うサイクルパージ処理の実施回数(m3)、および、NH3ガスを排出するステップで行うサイクルパージ処理の実施回数(m4)を増やしたサンプル3では、サンプル2よりも、パーティクルの数を低減できることが分かる。
Then, the number of particles in the wafer of
<本発明の好ましい態様>
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally stated.
(付記1)
本発明の一態様によれば、
処理室内の基板に対して原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記原料ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して酸素含有ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して水素含有ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記水素含有ガスを排出する工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する工程を有し、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記原料ガスを排出する工程におけるそれ若しくはそれらよりも大きくする半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
(Supplementary Note 1)
According to one aspect of the invention:
Supplying a source gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the source gas from the processing chamber;
Supplying an oxygen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the oxygen-containing gas from the processing chamber;
Supplying a hydrogen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the hydrogen-containing gas from the processing chamber;
Forming a film on the substrate by performing a predetermined number of non-simultaneous cycles.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein at least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas is larger than that in the step of discharging the source gas Or, a substrate processing method is provided.
(付記2)
付記1に記載の方法であって、好ましくは、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程におけるガス排出時間を、前記原料ガスを排出する工程におけるそれよりも長くするか、もしくは、前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程において前記処理室内へ供給するパージガスの供給流量を、前記原料ガスを排出する工程におけるそれよりも大きくする。
(Supplementary Note 2)
The method according to
The gas discharge time in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas is made longer than that in the step of discharging the source gas, or the step of discharging the oxygen-containing gas and the above The supply flow rate of the purge gas supplied into the processing chamber in the step of discharging the hydrogen-containing gas is made larger than that in the step of discharging the source gas.
(付記3)
付記1または2に記載の方法であって、好ましくは、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程では、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する工程と、前記処理室内へパージガスを供給(しつつ前記処理室内を排気)する工程と、を非同時に所定回数行い、
前記原料ガスを排出する工程では、前記処理室内へパージガスを供給(しつつ前記処理室内を排気)する工程を行い、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する工程を不実施とする。なお、前記排気は減圧排気を含む。
(Supplementary Note 3)
The method according to
In the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas, a step of evacuating the processing chamber without supplying the gas into the processing chamber, and supplying a purge gas into the processing chamber And (d) exhaust the room a predetermined number of times not simultaneously
In the step of discharging the source gas, a step of supplying a purge gas into the processing chamber (while exhausting the processing chamber) is performed, and a step of discharging the processing chamber without supplying the gas into the processing chamber is not performed. I assume. Note that the exhaust includes a reduced pressure exhaust.
(付記4)
付記1乃至3のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記膜を形成する工程では、少なくとも、前記酸素含有ガスを供給する工程と、前記酸素含有ガスを排出する工程と、前記水素含有ガスを供給する工程と、前記水素含有ガスを排出する工程と、をこの順に連続的に行い、
前記酸素含有ガスを排出する工程におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記水素含有ガスを排出する工程におけるそれ若しくはそれらよりも大きくする。
(Supplementary Note 4)
The method according to any one of
In the step of forming the film, at least a step of supplying the oxygen-containing gas, a step of discharging the oxygen-containing gas, a step of supplying the hydrogen-containing gas, and a step of discharging the hydrogen-containing gas In this order,
At least one of the gas discharge effect and the efficiency in the step of discharging the oxygen-containing gas is made greater than that in the step of discharging the hydrogen-containing gas.
(付記5)
付記4に記載の方法であって、好ましくは、
前記酸素含有ガスを排出する工程におけるガス排出時間を、前記水素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも長くするか、もしくは、
前記酸素含有ガスを排出する工程において前記処理室内へ供給するパージガスの供給流量を、前記水素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも大きくする。
(Supplementary Note 5)
It is a method as described in appendix 4, and preferably
Make the gas discharge time in the step of discharging the oxygen-containing gas longer than that in the step of discharging the hydrogen-containing gas, or
The supply flow rate of the purge gas supplied into the processing chamber in the step of discharging the oxygen-containing gas is made larger than that in the step of discharging the hydrogen-containing gas.
(付記6)
付記4または5に記載の方法であって、好ましくは、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程では、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する第1工程と、前記処理室内へパージガスを供給(しつつ前記処理室内を排気)する第2工程と、を非同時に所定回数行い、
前記酸素含有ガスを排出する工程において前記第1工程と前記第2工程とを行う回数を、前記水素含有ガスを排出する工程において前記第1工程と前記第2工程とを行う回数よりも多くする。なお、前記排気は減圧排気を含む。
(Supplementary Note 6)
The method according to Supplementary Note 4 or 5, preferably
In the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas, a first step of evacuating the processing chamber without supplying the gas into the processing chamber, and supplying a purge gas into the processing chamber And the second step of evacuating the processing chamber a predetermined number of times not simultaneously.
The number of times the first step and the second step are performed in the step of discharging the oxygen-containing gas is made greater than the number of times the first step and the second step are performed in the step of discharging the hydrogen-containing gas . Note that the exhaust includes a reduced pressure exhaust.
(付記7)
付記1乃至3のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記膜を形成する工程では、少なくとも、前記水素含有ガスを供給する工程と、前記水素含有ガスを排出する工程と、前記酸素含有ガスを供給する工程と、前記酸素含有ガスを排出する工程と、をこの順に連続的に行い、
前記水素含有ガスを排出する工程におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記酸素含有ガスを排出する工程におけるそれ若しくはそれらよりも大きくする。
(Appendix 7)
The method according to any one of
In the step of forming the film, at least a step of supplying the hydrogen-containing gas, a step of discharging the hydrogen-containing gas, a step of supplying the oxygen-containing gas, and a step of discharging the oxygen-containing gas In this order,
At least one of the gas discharge effect and the efficiency in the step of discharging the hydrogen-containing gas is made greater than that in the step of discharging the oxygen-containing gas.
(付記8)
付記7に記載の方法であって、好ましくは、
前記水素含有ガスを排出する工程におけるガス排出時間を、前記酸素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも長くするか、もしくは、
前記水素含有ガスを排出する工程において前記処理室内へ供給するパージガスの供給流量を、前記酸素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも大きくする。
(Supplementary Note 8)
It is a method as described in appendix 7, and preferably
Make the gas discharge time in the step of discharging the hydrogen-containing gas longer than that in the step of discharging the oxygen-containing gas, or
The supply flow rate of the purge gas supplied into the processing chamber in the step of discharging the hydrogen-containing gas is made larger than that in the step of discharging the oxygen-containing gas.
(付記9)
付記7または8に記載の方法であって、好ましくは、
前記水素含有ガスを排出する工程および前記酸素含有ガスを排出する工程では、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する第1工程と、前記処理室内へパージガスを供給(しつつ前記処理室内を排気)する第2工程と、を非同時に所定回数行い、
前記水素含有ガスを排出する工程において前記第1工程と前記第2工程とを行う回数を、前記酸素含有ガスを排出する工程において前記第1工程と前記第2工程とを行う回数よりも多くする。なお、前記排気は減圧排気を含む。
(Appendix 9)
The method according to Supplementary Note 7 or 8, preferably
In the step of discharging the hydrogen-containing gas and the step of discharging the oxygen-containing gas, a first step of evacuating the processing chamber without supplying the gas into the processing chamber, and supplying a purge gas into the processing chamber And the second step of evacuating the processing chamber a predetermined number of times not simultaneously.
The number of times the first step and the second step are performed in the step of discharging the hydrogen-containing gas is made greater than the number of times the first step and the second step are performed in the step of discharging the oxygen-containing gas . Note that the exhaust includes a reduced pressure exhaust.
(付記10)
付記1乃至9のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
少なくとも前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを同一ノズルを介して前記基板に対して供給する。
(Supplementary Note 10)
The method according to any one of
At least the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas are supplied to the substrate through the same nozzle.
(付記11)
付記1乃至10のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記原料ガスを、第1ノズルを介して供給し、
前記酸素含有ガスを、前記第1ノズルとは異なる第2ノズルを介して供給し、
前記水素含有ガスを、前記第2ノズルを介して供給する。
(Supplementary Note 11)
The method according to any one of
The source gas is supplied through a first nozzle,
Supplying the oxygen-containing gas via a second nozzle different from the first nozzle;
The hydrogen-containing gas is supplied through the second nozzle.
(付記12)
付記1乃至11のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記水素含有ガスは、窒素および水素を含むガスである。
(Supplementary Note 12)
The method according to any one of
The hydrogen-containing gas is a gas containing nitrogen and hydrogen.
(付記13)
付記1乃至12のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記サイクルは、さらに、
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工程と、
前記処理室内から前記炭素含有ガスを排出する工程と、
を前記各工程と非同時に行う工程を含み、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガス(前記窒素および水素を含むガス)を排出する工程におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記原料ガスを排出する工程および前記炭素含有ガスを排出する工程におけるそれ若しくはそれらよりも大きくする。
(Supplementary Note 13)
The method according to any one of
The cycle further comprises
Supplying a carbon-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the carbon-containing gas from the processing chamber;
Performing the steps not simultaneously with the respective steps,
At least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas (the gas containing nitrogen and hydrogen), the step of discharging the source gas and the carbon-containing Make it larger than that in the process of discharging gas.
(付記14)
付記13に記載の方法であって、好ましくは、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガス(前記窒素および水素を含むガス)を排出する工程におけるガス排出時間を、前記原料ガスを排出する工程および前記炭素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも長くするか、もしくは、前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガス(前記窒素および水素を含むガス)を排出する工程において前記処理室内へ供給するパージガスの供給流量を、前記原料ガスを排出する工程および前記炭素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも大きくする。
(Supplementary Note 14)
It is a method as described in appendix 13, and preferably
The gas discharge time in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas (the gas containing the nitrogen and hydrogen), the step of discharging the source gas and the step in discharging the carbon-containing gas Alternatively, in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas (the gas containing nitrogen and hydrogen), the feed flow rate of the purge gas supplied into the processing chamber is the source gas Discharging the carbon-containing gas and discharging the carbon-containing gas.
(付記15)
付記13または14に記載の方法であって、好ましくは、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガス(前記窒素および水素を含むガス)を排出する工程では、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する工程と、前記処理室内へパージガスを供給(しつつ前記処理室内を排気)する工程と、を非同時に所定回数行い、
前記原料ガスを排出する工程および前記炭素含有ガスを排出する工程では、前記処理室内へパージガスを供給(しつつ前記処理室内を排気)する工程を行い、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する工程を不実施とする。なお、前記排気は減圧排気を含む。
(Supplementary Note 15)
The method according to appendix 13 or 14, preferably
In the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas (the gas containing nitrogen and hydrogen), the step of exhausting the inside of the processing chamber without supplying the gas into the processing chamber; Supplying a purge gas to the chamber (while exhausting the processing chamber while performing the
In the step of discharging the source gas and the step of discharging the carbon-containing gas, a step of supplying a purge gas into the processing chamber (while exhausting the processing chamber while performing the purge gas) is performed, and the gas is not supplied into the processing chamber The process of evacuating the processing chamber is not performed. Note that the exhaust includes a reduced pressure exhaust.
(付記16)
付記3,6,9または15のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理室内へパージガスを供給(しつつ前記処理室内を排気)する工程の実施時間を、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する工程の実施時間よりも短くする。
(Supplementary Note 16)
The method according to any of
The execution time of the step of supplying the purge gas into the processing chamber (while exhausting the processing chamber) is shorter than the execution time of the step of exhausting the processing chamber without supplying the gas into the processing chamber.
(付記17)
本発明の他の態様によれば、
処理室内の基板に対して原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記原料ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して酸素含有ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して窒素および水素を含むガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記窒素および水素を含むガスを排出する工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する工程を有し、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記窒素および水素を含むガスを排出する工程におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記原料ガスを排出する工程におけるそれ若しくはそれらよりも大きくする半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
(Supplementary Note 17)
According to another aspect of the invention,
Supplying a source gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the source gas from the processing chamber;
Supplying an oxygen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the oxygen-containing gas from the processing chamber;
Supplying a gas containing nitrogen and hydrogen to the substrate in the processing chamber;
Discharging the gas containing nitrogen and hydrogen from the processing chamber;
Forming a film on the substrate by performing a predetermined number of non-simultaneous cycles.
Semiconductor device in which at least one of gas exhaust effect and efficiency in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the gas containing nitrogen and hydrogen is larger than that in the step of discharging the source gas A method of manufacturing the substrate or a method of processing a substrate is provided.
(付記18)
本発明のさらに他の態様によれば、
処理室内の基板に対して原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記原料ガスを排出する工程と、
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工程と、
前記処理室内から前記炭素含有ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して酸素含有ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して窒素および水素を含むガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記窒素および水素を含むガスを排出する工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する工程を有し、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記窒素および水素を含むガスを排出する工程におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記原料ガスを排出する工程および前記炭素含有ガスを排出する工程におけるそれ若しくはそれらよりも大きくする半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
(Appendix 18)
According to yet another aspect of the invention,
Supplying a source gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the source gas from the processing chamber;
Supplying a carbon-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the carbon-containing gas from the processing chamber;
Supplying an oxygen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the oxygen-containing gas from the processing chamber;
Supplying a gas containing nitrogen and hydrogen to the substrate in the processing chamber;
Discharging the gas containing nitrogen and hydrogen from the processing chamber;
Forming a film on the substrate by performing a predetermined number of non-simultaneous cycles.
At least one of the gas discharging effect and the efficiency in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the gas containing nitrogen and hydrogen, the step of discharging the source gas and the step of discharging the carbon-containing gas There is provided a method of manufacturing a semiconductor device or a method of processing a substrate, which is larger than that.
(付記19)
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原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内のガスを排出する排気系と、
前記処理室内の基板に対して前記原料ガスを供給する処理と、前記処理室内から前記原料ガスを排出する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記水素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内から前記水素含有ガスを排出する処理と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する処理を行わせ、前記酸素含有ガスを排出する処理および前記水素含有ガスを排出する処理におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記原料ガスを排出する処理におけるそれ若しくはそれらよりも大きくするように、前記原料ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系、および前記排気系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
(Appendix 19)
According to yet another aspect of the invention,
A processing chamber for containing a substrate;
A source gas supply system for supplying a source gas to a substrate in the processing chamber;
An oxygen-containing gas supply system for supplying an oxygen-containing gas to a substrate in the processing chamber;
A hydrogen-containing gas supply system for supplying a hydrogen-containing gas to a substrate in the processing chamber;
An exhaust system for exhausting the gas in the processing chamber;
A process of supplying the source gas to a substrate in the process chamber, a process of discharging the source gas from the process chamber, a process of delivering the oxygen-containing gas to the substrate in the process chamber, and The process of discharging the oxygen-containing gas from the process chamber, the process of supplying the hydrogen-containing gas to the substrate in the process chamber, and the process of discharging the hydrogen-containing gas from the process chamber are not performed simultaneously A process of forming a film on the substrate is performed by performing a predetermined number of cycles, and at least one of a gas discharge effect and an efficiency in the process of discharging the oxygen-containing gas and the process of discharging the hydrogen-containing gas, The source gas supply system, the oxygen-containing gas supply system, the hydrogen-containing gas, and the hydrogen-containing gas supply system to make the source gas larger than that in the process of discharging the source gas When configured controller to control the scan supply system, and the exhaust system,
A substrate processing apparatus is provided.
(付記20)
本発明のさらに他の態様によれば、
処理室内の基板に対して原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内から前記原料ガスを排出する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して水素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内から前記水素含有ガスを排出する手順と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する手順をコンピュータに実行させ、
前記酸素含有ガスを排出する手順および前記水素含有ガスを排出する手順におけるガス排出効果および効率のうち少なくともいずれかを、前記原料ガスを排出する手順におけるそれ若しくはそれらよりも大きくするプログラム、または、該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。
(Supplementary Note 20)
According to yet another aspect of the invention,
Supplying a source gas to the substrate in the processing chamber;
A step of discharging the source gas from the processing chamber;
Supplying an oxygen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
A step of discharging the oxygen-containing gas from the processing chamber;
Supplying a hydrogen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
A step of discharging the hydrogen-containing gas from the processing chamber;
Causing a computer to execute a procedure of forming a film on the substrate by performing a predetermined number of non-simultaneous cycles.
A program for increasing at least one of the gas discharge effect and the efficiency in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas, or higher than that in the step of discharging the source gas; A computer readable recording medium having a program recorded thereon is provided.
121 コントローラ(制御部)
200 ウエハ(基板)
201 処理室
202 処理炉
203 反応管
207 ヒータ
231 排気管
232a〜232d ガス供給管
121 controller (control unit)
200 wafers (substrate)
201
Claims (14)
前記処理室内から前記原料ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して酸素含有ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して水素含有ガスを供給する工程と、
前記処理室内から前記水素含有ガスを排出する工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する工程を有し、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程では、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する第1工程と、前記処理室内へパージガスを供給する第2工程と、を非同時に所定回数行い、
前記原料ガスを排出する工程では、パージガスを前記処理室内へ供給しつつ前記処理室内から排気する第3工程を行う半導体装置の製造方法。 Supplying a source gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the source gas from the processing chamber;
Supplying an oxygen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the oxygen-containing gas from the processing chamber;
Supplying a hydrogen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the hydrogen-containing gas from the processing chamber;
Forming a film on the substrate by performing a predetermined number of non-simultaneous cycles.
In the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas, a first step of exhausting the processing chamber without supplying the gas into the processing chamber, and a second step of supplying a purge gas into the processing chamber Perform the steps a predetermined number of times simultaneously
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein, in the step of discharging the source gas, a third step of exhausting the purge gas from the processing chamber while supplying the purge gas to the processing chamber is performed.
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程において前記処理室内へ供給するパージガスの供給流量を、前記原料ガスを排出する工程におけるそれよりも大きくする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 Making the gas discharge time in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas longer than that in the step of discharging the source gas, or
The semiconductor according to claim 1, wherein the supply flow rate of the purge gas supplied into the processing chamber in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas is larger than that in the step of discharging the source gas. Device manufacturing method.
前記酸素含有ガスを排出する工程におけるガス排出時間を、前記水素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも長くするか、もしくは、
前記酸素含有ガスを排出する工程において前記処理室内へ供給するパージガスの供給流量を、前記水素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも大きくする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the film, at least a step of supplying the oxygen-containing gas, a step of discharging the oxygen-containing gas, a step of supplying the hydrogen-containing gas, and a step of discharging the hydrogen-containing gas In this order,
Make the gas discharge time in the step of discharging the oxygen-containing gas longer than that in the step of discharging the hydrogen-containing gas, or
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the supply flow rate of the purge gas supplied into the processing chamber in the step of discharging the oxygen-containing gas is larger than that in the step of discharging the hydrogen-containing gas.
前記酸素含有ガスを排出する工程において前記第1工程と前記第2工程とを行う回数を、前記水素含有ガスを排出する工程において前記第1工程と前記第2工程とを行う回数よりも多くする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the film, at least a step of supplying the oxygen-containing gas, a step of discharging the oxygen-containing gas, a step of supplying the hydrogen-containing gas, and a step of discharging the hydrogen-containing gas In this order,
The number of times the first step and the second step are performed in the step of discharging the oxygen-containing gas is made greater than the number of times the first step and the second step are performed in the step of discharging the hydrogen-containing gas A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
前記水素含有ガスを排出する工程におけるガス排出時間を、前記酸素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも長くするか、もしくは、
前記水素含有ガスを排出する工程において前記処理室内へ供給するパージガスの供給流量を、前記酸素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも大きくする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the film, at least a step of supplying the hydrogen-containing gas, a step of discharging the hydrogen-containing gas, a step of supplying the oxygen-containing gas, and a step of discharging the oxygen-containing gas In this order,
Make the gas discharge time in the step of discharging the hydrogen-containing gas longer than that in the step of discharging the oxygen-containing gas, or
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a supply flow rate of the purge gas supplied into the processing chamber in the step of discharging the hydrogen-containing gas is made larger than that in the step of discharging the oxygen-containing gas.
前記水素含有ガスを排出する工程において前記第1工程と前記第2工程とを行う回数を、前記酸素含有ガスを排出する工程において前記第1工程と前記第2工程とを行う回数よりも多くする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the film, at least a step of supplying the hydrogen-containing gas, a step of discharging the hydrogen-containing gas, a step of supplying the oxygen-containing gas, and a step of discharging the oxygen-containing gas In this order,
The number of times the first step and the second step are performed in the step of discharging the hydrogen-containing gas is made greater than the number of times the first step and the second step are performed in the step of discharging the oxygen-containing gas A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
前記酸素含有ガスを、前記第1ノズルとは異なる第2ノズルを介して供給し、
前記水素含有ガスを、前記第2ノズルを介して供給する請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The source gas is supplied through a first nozzle,
Supplying the oxygen-containing gas via a second nozzle different from the first nozzle;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the hydrogen-containing gas is supplied through the second nozzle.
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工程と、
前記処理室内から前記炭素含有ガスを排出する工程と、
を前記各工程と非同時に行う工程を含み、
前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程におけるガス排出時間を、前記炭素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも長くするか、もしくは、前記酸素含有ガスを排出する工程および前記水素含有ガスを排出する工程において前記処理室内へ供給するパージガスの供給流量を、前記炭素含有ガスを排出する工程におけるそれよりも大きくする請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The cycle further comprises
Supplying a carbon-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the carbon-containing gas from the processing chamber;
Performing the steps not simultaneously with the respective steps,
The gas discharge time in the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas is made longer than that in the step of discharging the carbon-containing gas, or the step of discharging the oxygen-containing gas The semiconductor device according to any one of claims 1 to 9, wherein the supply flow rate of the purge gas supplied into the processing chamber in the step of discharging the hydrogen-containing gas is larger than that in the step of discharging the carbon-containing gas. Manufacturing method.
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工程と、
前記処理室内から前記炭素含有ガスを排出する工程と、
を前記各工程と非同時に行う工程を含み、
前記炭素含有ガスを排出する工程では、前記第3工程を行う請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The cycle further comprises
Supplying a carbon-containing gas to the substrate in the processing chamber;
Discharging the carbon-containing gas from the processing chamber;
Performing the steps not simultaneously with the respective steps,
The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 9, wherein the third step is performed in the step of discharging the carbon-containing gas.
前記処理室内の基板に対してガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内のガスを排出する排気系と、
前記処理室内の基板に対して原料ガスを供給する処理と、前記処理室内から前記原料ガスを排出する処理と、前記処理室内の前記基板に対して酸素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する処理と、前記処理室内の前記基板に対して水素含有ガスを供給する処理と、前記処理室内から前記水素含有ガスを排出する処理と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する処理を行わせ、前記酸素含有ガスを排出する処理および前記水素含有ガスを排出する処理では、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する第1処理と、前記処理室内へパージガスを供給する第2処理と、を非同時に所定回数行い、前記原料ガスを排出する処理では、パージガスを前記処理室内へ供給しつつ前記処理室内から排気する第3処理を行うように、前記ガス供給系および前記排気系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。 A processing chamber for containing a substrate;
A gas supply system for supplying a gas to a substrate in the processing chamber;
An exhaust system for exhausting the gas in the processing chamber;
A process of supplying a source gas to a substrate in the process chamber, a process of discharging the source gas from the process chamber, a process of delivering an oxygen-containing gas to the substrate in the process chamber, the process chamber Predetermined cycle for performing the process of discharging the oxygen-containing gas from the chamber, the process of supplying the hydrogen-containing gas to the substrate in the processing chamber, and the process of discharging the hydrogen-containing gas from the processing chamber at the same time By performing the process of forming a film on the substrate by performing the process several times, in the process of discharging the oxygen-containing gas and the process of discharging the hydrogen-containing gas, the inside of the processing chamber is supplied without supplying the gas into the processing chamber. The first process for exhausting the gas and the second process for supplying the purge gas into the processing chamber are performed a predetermined number of times at the same time, and in the process for discharging the source gas, the purge gas is supplied to the processing chamber To perform the third processing for exhausting from the process chamber while supplying the configured control unit to control the gas supply system and the exhaust system,
Substrate processing apparatus having:
前記処理室内から前記原料ガスを排出する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内から前記酸素含有ガスを排出する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して水素含有ガスを供給する手順と、
前記処理室内から前記水素含有ガスを排出する手順と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで前記基板上に膜を形成する手順をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させ、
前記酸素含有ガスを排出する手順および前記水素含有ガスを排出する手順では、前記処理室内へガスを供給することなく前記処理室内を排気する第1手順と、前記処理室内へパージガスを供給する第2手順と、を非同時に所定回数行わせ、
前記原料ガスを排出する手順では、パージガスを前記処理室内へ供給しつつ前記処理室内から排気する第3手順を行わせるプログラム。 A step of supplying a source gas to a substrate in a processing chamber of the substrate processing apparatus;
A step of discharging the source gas from the processing chamber;
Supplying an oxygen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
A step of discharging the oxygen-containing gas from the processing chamber;
Supplying a hydrogen-containing gas to the substrate in the processing chamber;
A step of discharging the hydrogen-containing gas from the processing chamber;
Causing the substrate processing apparatus to execute a procedure of forming a film on the substrate by performing a predetermined number of cycles of nonconcurrently performing
In the step of discharging the oxygen-containing gas and the step of discharging the hydrogen-containing gas, a first step of exhausting the processing chamber without supplying the gas into the processing chamber, and a second step of supplying a purge gas into the processing chamber Do not execute the procedure a predetermined number of times at the same time
In the procedure of discharging the source gas, a program for performing a third procedure of exhausting the purge gas from the processing chamber while supplying the purge gas to the processing chamber.
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