JP2020080422A - 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム - Google Patents
半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020080422A JP2020080422A JP2020024958A JP2020024958A JP2020080422A JP 2020080422 A JP2020080422 A JP 2020080422A JP 2020024958 A JP2020024958 A JP 2020024958A JP 2020024958 A JP2020024958 A JP 2020024958A JP 2020080422 A JP2020080422 A JP 2020080422A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- raw material
- flow rate
- gas
- rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 126
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 29
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 101
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 209
- 239000010408 film Substances 0.000 description 198
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 170
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 30
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 29
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 16
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 16
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 5
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 5
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003697 SiBN Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010041 TiAlC Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010282 TiON Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N alumane;titanium Chemical compound [AlH3].[Ti] UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 2
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N diazene Chemical compound N=N RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000071 diazene Inorganic materials 0.000 description 1
- JTBAMRDUGCDKMS-UHFFFAOYSA-N dichloro-[dichloro(methyl)silyl]-methylsilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)[Si](C)(Cl)Cl JTBAMRDUGCDKMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 125000002346 iodo group Chemical group I* 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052990 silicon hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZKOFHKJGUNVTM-UHFFFAOYSA-N trichloro-[dichloro(trichlorosilyl)silyl]silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl PZKOFHKJGUNVTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Description
(a)基板に対して第1ノズルより原料を供給することで第1層を形成する工程と、
(b)前記基板に対して前記第1ノズルとは異なる第2ノズルより反応体を供給することで第2層を形成する工程と、
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(a)では、
(a−1)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも小さい第1流量で不活性ガスを供給する工程と、
(a−2)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも大きい第2流量で不活性ガスを供給する工程と、
をこの順に行う技術が提供される。
以下、本発明の一実施形態について図1〜図3を参照しながら説明する。
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、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。
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ200上にシリコン窒化膜(SiN膜)を形成するシーケンス例について、図4を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ121により制御される。
ウエハ200対してノズル249aよりDCSガスを供給することで第1層としてのSi含有層を形成するステップAと、
ウエハ200に対してノズル249bよりNH3ガスを供給することで第2層としてのシリコン窒化層(SiN層)を形成するステップBと、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、SiおよびNを含む膜、すなわち、SiN膜を形成する。
ノズル249aよりDCSガスを供給した状態で、ノズル249b,249cより、DCSガスの流量よりも小さい第1流量でN2ガスを供給するステップA1と、
ノズル249aよりDCSガスを供給した状態で、ノズル249b,249cより、DCSガスの流量よりも大きい第2流量でN2ガスを供給するステップA2と、
をこの順に行うことで、ウエハ200上に形成されるSiN膜のウエハ面内膜厚分布(以下、単に面内膜厚分布ともいう)を制御する。
複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)されると、シャッタ開閉機構115sによりシャッタ219sが移動させられて、マニホールド209の下端開口が開放される(シャッタオープン)。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220bを介してマニホールド209の下端をシールした状態となる。
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によって処理室201内が真空排気(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。また、処理室201内のウエハ200が所望の成膜温度となるように、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。また、回転機構267によるウエハ200の回転を開始する。処理室201内の排気、ウエハ200の加熱および回転は、いずれも、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。
その後、次のステップA,Bを順次実行する。
このステップでは、処理室201内のウエハ200に対してDCSガスを供給する。
ステップA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層に対してNH3ガスを供給する。
ステップA,B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1回以上(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SiN膜を形成することができる。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2層の厚さを所望の膜厚よりも薄くし、第2層を積層することで形成されるSiN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。
ウエハ200上に所望組成、所望膜厚の膜が形成されたら、ノズル249a〜249cのそれぞれからパージガスとしてのN2ガスを処理室201内へ供給し、排気口231aから排気する。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(アフターパージ)。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)。
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、マニホールド209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マニホールド209の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。ボートアンロードの後は、シャッタ219sが移動させられ、マニホールド209の下端開口がOリング220cを介してシャッタ219sによりシールされる(シャッタクローズ)。処理済のウエハ200は、反応管203の外部に搬出された後、ボート217より取り出される(ウエハディスチャージ)。
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。
本実施形態における成膜ステップは、以下に示す変形例のように変更することができる。
上述したように、ステップAにおいて、ステップA1をステップA2の実施を行うことなく継続した場合、第1層の形成レートは、第1レートから第1レートよりも小さい第2レートへと変化する。本変形例では、第1層の形成レートが、第1レートから第1レートよりも小さい第2レートへと変化する前に、好ましくは、変曲点に達する手前(直前)で、ステップA2を開始する。
原料として、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)ガスのようなアルキルハロシラン原料ガスや、トリスジメチルアミノシラン(Si[N(CH3)2]3H、略称:3DMAS)ガスやビスジエチルアミノシラン(SiH2[N(C2H5)2]2、略称:BDEAS)ガスのようなアミノシラン原料ガスを用いてもよい。また、モノシラン(SiH4)ガス、ジシラン(Si2H6)ガスのようなシラン(水素化ケイ素)原料ガスを用いてもよい。
(DCS→TEA→O2)×n ⇒ SiOC(N)
(DCS→C3H6→NH3)×n ⇒ SiCN
(DCS→C3H6→NH3→O2)×n ⇒ SiOCN
(DCS→C3H6→BCl3→NH3)×n ⇒ SiBCN
(DCS→BCl3→NH3)×n ⇒ SiBN
(DCS→O2+H2)×n ⇒ SiO
(3DMAS→O3)×n ⇒ SiO
(BDEAS→O2 *)×n ⇒ SiO
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。但し、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。
(TiCl4→NH3→O2)×n ⇒ TiON
(TiCl4→TMA→NH3)×n ⇒ TiAlCN
(TiCl4→TMA)×n ⇒ TiAlC
(TiCl4→TEA)×n ⇒ TiCN
(TiCl4→H2O)×n ⇒ TiO
であると考えられる。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
(a)基板に対して第1ノズルより原料を供給することで第1層を形成する工程と、
(b)前記基板に対して前記第1ノズルとは異なる第2ノズルより反応体を供給することで第2層を形成する工程と、
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(a)では、
(a−1)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも小さい第1流量で不活性ガスを供給する工程と、
(a−2)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも大きい第2流量で不活性ガスを供給する工程と、
をこの順に行う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。
付記1に記載の方法であって、好ましくは、
前記(a−1)では、前記第1層の形成レートが第1レートから前記第1レートよりも小さい第2レートへ変化し、前記第1層の形成レートが前記第2レートに変化するときもしくは変化した後に、前記(a−2)を開始する。すなわち、前記第1層の形成レートが前記第1レートであるときは、前記(a−2)を不実施とする。
付記1に記載の方法であって、好ましくは、
前記(a−1)を前記(a−2)を実施することなく継続した場合、前記第1層の形成レートは、第1レートから前記第1レートよりも小さい第2レートへ変化し、前記(a−2)を前記第1層の形成レートが前記第2レートへ変化する前に開始する。
付記1〜3のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記(a−2)では、前記第1ノズルより前記原料と一緒に不活性ガスを供給し、
前記第2流量を、前記第1ノズルより供給する前記原料と不活性ガスとの合計流量よりも大きくする。
付記1〜4のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第2ノズルは複数のノズルを有し、それらは、前記第1ノズルを挟んでその両側に配置される。
付記5に記載の方法であって、好ましくは、
前記(a−1)では、前記複数のノズルのそれぞれより供給するそれぞれの不活性ガスの流量を前記原料の流量よりも小さくする。
付記5または6に記載の方法であって、好ましくは、
前記(a−2)では、前記複数のノズルのそれぞれより供給するそれぞれの不活性ガスの流量を前記原料の流量よりも大きくする。
付記5〜7のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記(a−2)では、前記第1ノズルより前記原料と一緒に不活性ガスを供給し、
前記複数のノズルのそれぞれより供給するそれぞれの不活性ガスの流量を前記第1ノズルより供給する前記原料と不活性ガスとの合計流量よりも大きくする。
本発明の他の態様によれば、
基板に対して処理が行われる処理室と、
前記処理室内の基板に対して第1ノズルより原料を供給する原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第1ノズルとは異なる第2ノズルより反応体を供給する反応体供給系と、
前記処理室内へ前記第1ノズルおよび前記第2ノズルのうち少なくともいずれかより不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記処理室内において、(a)基板に対して前記第1ノズルより原料を供給することで第1層を形成する処理と、(b)前記基板に対して前記第2ノズルより反応体を供給することで第2層を形成する処理と、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(a)では、(a−1)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも小さい第1流量で不活性ガスを供給する処理と、(a−2)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも大きい第2流量で不活性ガスを供給する処理と、をこの順に行わせるように、前記原料供給系、前記反応体供給系、および前記不活性ガス供給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。
本発明のさらに他の態様によれば、
(a)基板処理装置の処理室内の基板に対して第1ノズルより原料を供給することで第1層を形成する手順と、
(b)前記処理室内の前記基板に対して前記第1ノズルとは異なる第2ノズルより反応体を供給することで第2層を形成する手順と、
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と、
前記(a)において、
(a−1)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも小さい第1流量で不活性ガスを供給する手順と、
(a−2)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも大きい第2流量で不活性ガスを供給する手順と、
をこの順に行わせる手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム、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。
249a ノズル(第1ノズル)
249b ノズル(第2ノズル)
249c ノズル(第2ノズル)
Claims (12)
- (a)基板に対して第1ノズルより原料を供給することで第1層を形成する工程と、
(b)前記基板に対して前記第1ノズルとは異なる第2ノズルより反応体を供給することで第2層を形成する工程と、
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(a)では、
(a−1)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも小さい第1流量で不活性ガスを供給する工程と、
(a−2)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも大きい第2流量で不活性ガスを供給する工程と、
をこの順に行い、
前記(a−1)を、前記(a−2)を実施することなく継続した場合に、前記第1層の形成レートが、第1レートから前記第1レートよりも小さい第2レートへ変化する条件下で前記(a)を行い、前記(a−2)を、前記第1層の形成レートが前記第2レートへ変化する前、変化するとき、または、変化した後に開始する半導体装置の製造方法。 - 前記(a−2)を、前記第1層の形成レートが前記第2レートへ変化する直前に開始する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記(a−2)では、前記第1ノズルより前記原料と一緒に不活性ガスを供給し、前記第2流量を、前記第1ノズルより供給する前記原料と不活性ガスとの合計流量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。
- 前記第2ノズルは複数のノズルを有し、それらは、前記第1ノズルを挟んでその両側に配置される請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記(a−1)では、前記第2ノズルが有する前記複数のノズルのそれぞれより供給するそれぞれの不活性ガスの流量を前記原料の流量よりも小さくする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記(a−2)では、前記第2ノズルが有する前記複数のノズルのそれぞれより供給するそれぞれの不活性ガスの流量を前記原料の流量よりも大きくする請求項4または5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記(a−2)では、前記第1ノズルより前記原料と一緒に不活性ガスを供給し、
前記第2ノズルが有する前記複数のノズルのそれぞれより供給するそれぞれの不活性ガスの流量を前記第1ノズルより供給する前記原料と不活性ガスとの合計流量よりも大きくする請求項4〜6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記(a)において、前記第1ノズルおよび前記第2ノズルより供給された前記原料および前記不活性ガスは、平面視において前記基板を挟んで前記第1ノズルと対向する位置に設けられた排気口より排気される請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記(a)において、前記第1ノズルおよび前記第2ノズルより供給された前記原料および前記不活性ガスは、平面視において前記基板を挟んで前記第1ノズルおよび前記第2ノズルと対向する位置に設けられた排気口より排気される請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記原料はハロシランを含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板に対して処理が行われる処理室と、
前記処理室内の基板に対して第1ノズルより原料を供給する原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第1ノズルとは異なる第2ノズルより反応体を供給する反応体供給系と、
前記処理室内へ前記第1ノズルおよび前記第2ノズルのうち少なくともいずれかより不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記処理室内において、(a)基板に対して前記第1ノズルより原料を供給することで第1層を形成する処理と、(b)前記基板に対して前記第2ノズルより反応体を供給することで第2層を形成する処理と、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(a)では、(a−1)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも小さい第1流量で不活性ガスを供給する処理と、(a−2)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも大きい第2流量で不活性ガスを供給する処理と、をこの順に行わせ、前記(a−1)を、前記(a−2)を実施することなく継続した場合に、前記第1層の形成レートが、第1レートから前記第1レートよりも小さい第2レートへ変化する条件下で前記(a)を行わせ、前記(a−2)を、前記第1層の形成レートが前記第2レートへ変化する前、変化するとき、または、変化した後に開始するように、前記原料供給系、前記反応体供給系、および前記不活性ガス供給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)基板処理装置の処理室内の基板に対して第1ノズルより原料を供給することで第1層を形成する手順と、
(b)前記処理室内の前記基板に対して前記第1ノズルとは異なる第2ノズルより反応体を供給することで第2層を形成する手順と、
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と、
前記(a)において、
(a−1)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも小さい第1流量で不活性ガスを供給する手順と、
(a−2)前記第1ノズルより前記原料を供給した状態で、前記第2ノズルより前記原料の流量よりも大きい第2流量で不活性ガスを供給する手順と、
をこの順に行わせる手順と、
前記(a−1)において、前記(a−2)を実施することなく継続した場合に、前記第1層の形成レートが、第1レートから前記第1レートよりも小さい第2レートへ変化する条件下で前記(a)を行わせ、前記(a−2)を、前記第1層の形成レートが前記第2レートへ変化する前、変化するとき、または、変化した後に開始する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020024958A JP6857760B2 (ja) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020024958A JP6857760B2 (ja) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016232002A Division JP6689179B2 (ja) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020080422A true JP2020080422A (ja) | 2020-05-28 |
JP6857760B2 JP6857760B2 (ja) | 2021-04-14 |
Family
ID=70802017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020024958A Active JP6857760B2 (ja) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6857760B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006286716A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体デバイスの製造方法 |
JP2009206489A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
JP2011071414A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2011252221A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 |
WO2012090738A1 (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置 |
JP2017085088A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-05-18 | ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation | 原子層堆積のための動的前駆体注入 |
-
2020
- 2020-02-18 JP JP2020024958A patent/JP6857760B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006286716A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体デバイスの製造方法 |
JP2009206489A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
JP2011071414A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2011252221A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 |
WO2012090738A1 (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置 |
JP2017085088A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-05-18 | ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation | 原子層堆積のための動的前駆体注入 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6857760B2 (ja) | 2021-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6689179B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP7464638B2 (ja) | 基板処理装置、プラズマ生成装置、反応管、プラズマ生成方法、基板処理方法、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
JP7050985B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP6568508B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP5775947B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP7088990B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
KR102276870B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 | |
JP6529348B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP7072012B2 (ja) | 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、及びプログラム | |
WO2018088003A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP6913240B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP6760833B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP2018163931A (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
JP6857760B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
WO2019180805A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP6731527B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP6857759B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP7186909B2 (ja) | 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200218 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210309 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210311 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210322 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6857760 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |