JP2021150382A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリコン窒化膜を成膜する基板処理方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】温度調整された基板にシリコン含有ガスを供給する工程Ｓ１０１と、基板に窒素含有ガスを供給する工程Ｓ１０３と、を繰り返して、シリコン窒化膜を形成する、基板処理方法であって、基板は、６００℃以下に温度調整される。シリコン含有ガスは、ハロゲンを含む。窒素含有ガスは、第１ガスと、第１ガスとは異なる第２ガスと、を少なくとも含む混合ガスである。【選択図】図２
Description
本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。
例えば、凹凸が形成された基板に膜を埋め込む基板処理装置が知られている。
特許文献１には、窒化ケイ素膜を形成するため、基板表面を、約６００℃以上の温度でハロゲン化ケイ素前駆体に、次いで窒素含有反応物質に逐次的に曝露することを含む、処理方法が開示されている。
一の側面では、本開示は、シリコン窒化膜を成膜する基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、温度調整された基板にシリコン含有ガスを供給する工程と、前記基板に窒素含有ガスを供給する工程と、を繰り返して、シリコン窒化膜を形成する、基板処理方法であって、前記基板は、６００℃以下に温度調整され、前記シリコン含有ガスは、ハロゲンを含み、前記窒素含有ガスは、第１ガスと、前記第１ガスとは異なる第２ガスと、を少なくとも含む混合ガスである、基板処理方法が提供される。
一の側面によれば、シリコン窒化膜を成膜する基板処理方法及び基板処理装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
〔基板処理装置〕
本実施形態に係る基板処理装置１００について、図１を用いて説明する。図１は、基板処理装置１００の構成例を示す概略図である。なお、基板処理装置１００は、基板ＷにＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）を成膜する成膜装置である。
本実施形態に係る基板処理装置１００について、図１を用いて説明する。図１は、基板処理装置１００の構成例を示す概略図である。なお、基板処理装置１００は、基板ＷにＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）を成膜する成膜装置である。
基板処理装置１００は、下端が開口された有天井の円筒体状の処理容器１を有する。処理容器１の全体は、例えば石英により形成されている。処理容器１内の上端近傍には、石英により形成された天井板２が設けられており、天井板２の下側の領域が封止されている。処理容器１の下端の開口には、円筒体状に成形された金属製のマニホールド３がＯリング等のシール部材４を介して連結されている。
マニホールド３は、処理容器１の下端を支持しており、マニホールド３の下方から基板として多数枚（例えば２５〜１５０枚）の半導体ウエハ（以下「基板Ｗ」という。）を多段に載置したウエハボート５が処理容器１内に挿入される。このように処理容器１内には、上下方向に沿って間隔を有して多数枚の基板Ｗが略水平に収容される。ウエハボート５は、例えば石英により形成されている。ウエハボート５は、３本のロッド６を有し（図１では２本を図示する。）、ロッド６に形成された溝（図示せず）により多数枚の基板Ｗが支持される。
ウエハボート５は、石英により形成された保温筒７を介してテーブル８上に載置されている。テーブル８は、マニホールド３の下端の開口を開閉する金属（ステンレス）製の蓋体９を貫通する回転軸１０上に支持される。
回転軸１０の貫通部には、磁性流体シール１１が設けられており、回転軸１０を気密に封止し、且つ回転可能に支持している。蓋体９の周辺部とマニホールド３の下端との間には、処理容器１内の気密性を保持するためのシール部材１２が設けられている。
回転軸１０は、例えばボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム１３の先端に取り付けられており、ウエハボート５と蓋体９とは一体として昇降し、処理容器１内に対して挿脱される。なお、テーブル８を蓋体９側へ固定して設け、ウエハボート５を回転させることなく基板Ｗの処理を行うようにしてもよい。
また、基板処理装置１００は、処理容器１内へ処理ガス、パージガス等の所定のガスを供給するガス供給部２０を有する。
ガス供給部２０は、ガス供給管２１，２２，２４を有する。ガス供給管２１，２２は、例えば石英により形成されており、マニホールド３の側壁を内側へ貫通して上方へ屈曲されて垂直に延びる。ガス供給管２１，２２の垂直部分には、ウエハボート５のウエハ支持範囲に対応する上下方向の長さに亘って、複数のガス孔２１ｇ，２２ｇが所定間隔で形成されている。各ガス孔２１ｇ，２２ｇは、水平方向にガスを吐出する。ガス供給管２４は、例えば石英により形成されており、マニホールド３の側壁を貫通して設けられた短い石英管からなる。
ガス供給管２１は、その垂直部分（ガス孔２１ｇが形成される垂直部分）が処理容器１内に設けられている。ガス供給管２１には、ガス配管を介してガス供給源２１ａから原料ガス（プリカーサガス）が供給される。ガス配管には、流量制御器２１ｂ及び開閉弁２１ｃが設けられている。これにより、ガス供給源２１ａからの原料ガスは、ガス配管及びガス供給管２１を介して処理容器１内に供給される。
ここで、ガス供給源２１ａは、Ｓｉを含む原料ガスを供給する。原料ガスとしては、例えば、ＤＣＳ（ジクロロシラン、Ｓｉ２Ｈ２Ｃｌ２）、ＨＣＤＳ（ヘキサクロロジシラン、Ｓｉ２Ｃｌ６）等のハロゲンを含むシリコン含有ガスを利用できる。他には、原料ガスとして、モノシラン・ジシラン・高次シラン、アミノシラン類やシリルアミン類などのハロゲンを含まないシリコン含有ガスも用いることが可能である。
ガス供給管２２は、その垂直部分（ガス孔２２ｇが形成される垂直部分）が処理容器１内に設けられている。ガス供給管２２には、ガス配管を介してガス供給源２２ａから還元ガス（第１ガス）が供給される。ガス配管には、流量制御器２２ｂ及び開閉弁２２ｃが設けられている。また、ガス供給管２２には、ガス配管を介してガス供給源２３ａから添加ガス（第２ガス）が供給される。ガス配管には、流量制御器２３ｂ及び開閉弁２３ｃが設けられている。これにより、ガス供給源２２ａ，２３ａからの窒素含有ガス（還元ガス、添加ガスの混合ガス）は、ガス配管及びガス供給管２２を介して処理容器１内に供給される。
ここで、ガス供給源２２ａは、還元ガスを供給する。還元ガスとしては、窒素原子、水素原子、または、窒素原子と水素原子の化合物からなるガスを利用できる。例えばＮＨ３等の窒素を含むガスを利用できる。また、還元ガスは、Ｎ２ガス、Ｈ２ガスであってもよい。他にも、還元ガスとして、Ｄ２、ＮＤ３などの重水素化物を用いることができる。
また、ガス供給源２３ａは、還元ガスに添加する添加ガスを供給する。添加ガスとしては、例えばＭＭＨ（モノメチルヒドラジン、ＣＨ３（ＮＨ）ＮＨ２）ＮＨ３等のヒドラジン含有ガスを利用できる。
ガス供給管２４には、ガス配管を介してパージガス供給源（図示せず）からパージガスが供給される。ガス配管（図示せず）には、流量制御器（図示せず）及び開閉弁（図示せず）が設けられている。これにより、パージガス供給源からのパージガスは、ガス配管及びガス供給管２４を介して処理容器１内に供給される。パージガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）等の不活性ガスを利用できる。なお、パージガスがパージガス供給源からガス配管及びガス供給管２４を介して処理容器１内に供給される場合を説明したが、これに限定されず、パージガスはガス供給管２１、２２のいずれから供給されてもよい。
ガス供給管２１，２２が配置される位置に対向する処理容器１の側壁部分には、処理容器１内を真空排気するための排気口４０が設けられている。排気口４０は、ウエハボート５に対応して上下に細長く形成されている。処理容器１の排気口４０に対応する部分には、排気口４０を覆うように断面Ｕ字状に成形された排気口カバー部材４１が取り付けられている。排気口カバー部材４１は、処理容器１の側壁に沿って上方に延びている。排気口カバー部材４１の下部には、排気口４０を介して処理容器１を排気するための排気管４２が接続されている。排気管４２には、処理容器１内の圧力を制御する圧力制御バルブ４３及び真空ポンプ等を含む排気装置４４が接続されており、排気装置４４により排気管４２を介して処理容器１内が排気される。
また、処理容器１の外周を囲むようにして処理容器１及びその内部の基板Ｗを加熱する円筒体状の加熱機構５０が設けられている。
また、基板処理装置１００は、制御部６０を有する。制御部６０は、例えば基板処理装置１００の各部の動作の制御、例えば開閉弁２１ｃ〜２３ｃの開閉による各ガスの供給・停止、流量制御器２１ｂ〜２３ｂによるガス流量の制御、排気装置４４による排気制御を行う。また、制御部６０は、例えば加熱機構５０による基板Ｗの温度の制御を行う。
制御部６０は、例えばコンピュータ等であってよい。また、基板処理装置１００の各部の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。
＜ＳｉＮ膜の第１の成膜プロセス＞
次に、図１に示す基板処理装置１００による基板処理の一例について説明する。図２は、基板処理装置１００によるＳｉＮ膜の第１の成膜プロセスを示すタイムチャートの一例である。
次に、図１に示す基板処理装置１００による基板処理の一例について説明する。図２は、基板処理装置１００によるＳｉＮ膜の第１の成膜プロセスを示すタイムチャートの一例である。
図２に示される成膜プロセスは、所定の温度に温度調整された基板Ｗに対して、原料ガスを供給する工程Ｓ１０１、パージする工程Ｓ１０２、還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ１０３、及び、パージする工程Ｓ１０４を１サイクルとするＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）プロセスを所定サイクル繰り返し、基板Ｗの表面にＳｉＮ膜を成膜するプロセスである。なお、図２では、１サイクルのみを示す。なお、工程Ｓ１０１〜Ｓ１０４において、ガス供給管２４からパージガスであるＮ２ガスが成膜プロセス中に常時（連続して）供給されている。
原料ガスを供給する工程Ｓ１０１は、Ｓｉを含む原料ガスとしてのＤＣＳガスまたはＨＣＤＳガス（図２ではＳｉとして示す。）を処理容器１内に供給する工程である。原料ガスを供給する工程Ｓ１０１では、開閉弁２１ｃを開くことにより、ガス供給源２１ａからガス供給管２１を経て原料ガスを処理容器１内に供給する。
パージする工程Ｓ１０２は、処理容器１内の余剰の原料ガス等をパージする工程である。パージする工程Ｓ１０２では、開閉弁２１ｃを閉じて原料ガスの供給を停止する。これにより、ガス供給管２４から常時供給されているパージガスが処理容器１内の余剰の原料ガス等をパージする。
還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ１０３は、還元ガスとしてのＮＨ３ガス及び添加ガスとしてのＭＭＨガスを供給する工程である。還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ１０３では、開閉弁２２ｃ，２３ｃを開くことにより、ガス供給源２２ａ，２３ａからガス供給管２２を経て処理容器１内に供給する。
パージする工程Ｓ１０４は、処理容器１内の余剰の還元ガス、添加ガス等をパージする工程である。パージする工程Ｓ１０４では、開閉弁２２ｃ，２３ｃを閉じて還元ガス及び添加ガスの供給を停止する。これにより、ガス供給管２４から常時供給されているパージガスが処理容器１内の余剰の還元ガス、添加ガス等をパージする。
以上のサイクルを繰り返すことで、基板ＷにＳｉＮ膜を成膜する。
ここで、成膜プロセスの成膜条件の好ましい範囲を以下に示す。
基板温度：５００℃以上６００℃以下
圧力：０．１〜９Ｔｏｒｒ
原料ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
還元ガス流量：１０００〜１００００ｓｃｃｍ
添加ガス流量：１０〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
工程Ｓ１０１時間：２〜３０秒
工程Ｓ１０２時間：２〜３０秒
工程Ｓ１０３時間：５〜６０秒
工程Ｓ１０４時間：２〜３０秒
基板温度：５００℃以上６００℃以下
圧力：０．１〜９Ｔｏｒｒ
原料ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
還元ガス流量：１０００〜１００００ｓｃｃｍ
添加ガス流量：１０〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
工程Ｓ１０１時間：２〜３０秒
工程Ｓ１０２時間：２〜３０秒
工程Ｓ１０３時間：５〜６０秒
工程Ｓ１０４時間：２〜３０秒
＜ＳｉＮ膜の第２の成膜プロセス＞
次に、図１に示す基板処理装置１００による基板処理の一例について説明する。図３は、基板処理装置１００によるＳｉＮ膜の第２の成膜プロセスを示すタイムチャートの一例である。
次に、図１に示す基板処理装置１００による基板処理の一例について説明する。図３は、基板処理装置１００によるＳｉＮ膜の第２の成膜プロセスを示すタイムチャートの一例である。
図３に示される成膜プロセスは、所定の温度に温度調整された基板Ｗに対して、原料ガスを供給する工程Ｓ３０１、パージする工程Ｓ３０２、還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ３０３、及び、パージする工程Ｓ３０４を１サイクルとするＡＬＤプロセスを所定サイクル繰り返し、基板Ｗの表面にＳｉＮ膜を成膜するプロセスである。なお、図３では、１サイクルのみを示す。なお、工程Ｓ３０１〜Ｓ３０４において、ガス供給管２４からパージガスであるＮ２ガスが成膜プロセス中に常時（連続して）供給されている。
図３に示す第２の成膜プロセスは、図２に示す第１の成膜プロセスと比較して、還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ３０３が異なっている。還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ３０３は、還元ガスとしてのＮ２ガスまたはＨ２ガス及び添加ガスとしてのＭＭＨガスを供給する工程である。即ち、還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ３０３において、処理容器１に還元ガスを供給するガス供給源２２ａは、ＮＨ３ガスに替えて、Ｎ２ガスまたはＨ２ガスを供給する。その他の構成は、第１の成膜プロセスと同様であり、重複する説明を省略する。
ここで、成膜プロセスの成膜条件の好ましい範囲を以下に示す。
基板温度：５００℃以上６００℃以下
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原料ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
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工程Ｓ３０２時間：２〜３０秒
工程Ｓ３０３時間：５〜６０秒
工程Ｓ３０４時間：２〜３０秒
基板温度：５００℃以上６００℃以下
圧力：０．１〜９Ｔｏｒｒ
原料ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
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添加ガス流量：１０〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
工程Ｓ３０１時間：２〜３０秒
工程Ｓ３０２時間：２〜３０秒
工程Ｓ３０３時間：５〜６０秒
工程Ｓ３０４時間：２〜３０秒
＜ＳｉＮ膜の第３の成膜プロセス＞
次に、図１に示す基板処理装置１００による基板処理の一例について説明する。図４は、基板処理装置１００によるＳｉＮ膜の第３の成膜プロセスを示すタイムチャートの一例である。
次に、図１に示す基板処理装置１００による基板処理の一例について説明する。図４は、基板処理装置１００によるＳｉＮ膜の第３の成膜プロセスを示すタイムチャートの一例である。
図４に示される成膜プロセスは、所定の温度に温度調整された基板Ｗに対して、原料ガスを供給する工程Ｓ５０１、パージする工程Ｓ５０２、還元ガスを供給する工程Ｓ５０３、還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ５０４、及び、パージする工程Ｓ５０５を１サイクルとするＡＬＤプロセスを所定サイクル繰り返し、基板Ｗの表面にＳｉＮ膜を成膜するプロセスである。なお、図４では、１サイクルのみを示す。なお、工程Ｓ５０１〜Ｓ５０５において、ガス供給管２４からパージガスであるＮ２ガスが成膜プロセス中に常時（連続して）供給されている。
第３の成膜プロセスは、第１の成膜プロセスと比較して、還元ガスを供給する工程Ｓ５０３及び還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ５０４が異なっている。第３の成膜プロセスでは、工程Ｓ５０３で先に還元ガスの供給を開始した後に、工程Ｓ５０４で還元ガスを供給しつつ添加ガスの供給を開始する。その他の構成は、第１の成膜プロセスと同様であり、重複する説明を省略する。
ここで、成膜プロセスの成膜条件の好ましい範囲を以下に示す。
基板温度：５００℃以上６００℃以下
圧力：０．１〜９Ｔｏｒｒ
原料ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
還元ガス流量：１０００〜１００００ｓｃｃｍ
添加ガス流量：１０〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
工程Ｓ５０１時間：２〜３０秒
工程Ｓ５０２時間：２〜３０秒
工程Ｓ５０３時間：１〜３０秒
工程Ｓ５０４時間：５〜６０秒
工程Ｓ５０５時間：２〜３０秒
基板温度：５００℃以上６００℃以下
圧力：０．１〜９Ｔｏｒｒ
原料ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
還元ガス流量：１０００〜１００００ｓｃｃｍ
添加ガス流量：１０〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２ガス流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
工程Ｓ５０１時間：２〜３０秒
工程Ｓ５０２時間：２〜３０秒
工程Ｓ５０３時間：１〜３０秒
工程Ｓ５０４時間：５〜６０秒
工程Ｓ５０５時間：２〜３０秒
＜プロセス温度を成膜速度＞
次に、図５は、プロセス温度と成膜速度との関係を示すグラフの一例である。横軸はプロセス温度を示し、縦軸は成膜速度（ＧＰＣ；Growth Per Cycle）を示す。
次に、図５は、プロセス温度と成膜速度との関係を示すグラフの一例である。横軸はプロセス温度を示し、縦軸は成膜速度（ＧＰＣ；Growth Per Cycle）を示す。
図５において、原料ガスとしてＤＣＳガス、還元ガスとしてＮＨ３ガス、添加ガスとしてＭＭＨガスを用いた第１の成膜プロセス（図２参照）による成膜結果を白抜き丸印で示す。また、原料ガスとしてＤＣＳガス、還元ガスとしてＮＨ３ガスを用い、添加ガスを添加しない参考例の成膜プロセスによる成膜結果を黒塗り丸印で示す。
ＭＭＨガスを添加しない参考例の成膜プロセスにおけるプロセス温度と成膜速度との関係をグラフ４００に示す。また、第１の成膜プロセスにおいて、ＮＨ３ガス及びＭＭＨガスの総流量に対する流量比でＭＭＨガスを１０％添加した場合のプロセス温度と成膜速度との関係をグラフ４１０に示す。また、第１の成膜プロセスにおいて、ＮＨ３ガス及びＭＭＨガスの総流量に対する流量比でＭＭＨガスを２％添加した場合のプロセス温度と成膜速度との関係をグラフ４２０に示す。
グラフ４００と、グラフ４１０，４２０とを対比して示すように、プロセス温度が５００℃以上６００℃以下の温度領域において、還元ガス（ＮＨ３ガス）に、添加ガスとしてのＭＭＨガスを添加することにより、ＳｉＮ膜の成膜速度を向上させることができる。換言すれば、参考例の成膜プロセスでは、グラフ４００に示すように、６００℃以上の温度領域において、好適にＳｉＮ膜が成膜される。これに対し、第１の成膜プロセスによれば、参考例の成膜プロセスの成膜温度（６００℃以上）よりも低温の温度領域（５００℃以上６００℃以下）でＳｉＮ膜を成膜することができる。
また、プロセス温度５５０℃において、ＮＨ３ガス及びＭＭＨガスの総流量に対するＭＭＨガスの流量比を、それぞれ０．５％、１％、２％（グラフ４２０における５５０℃の測定結果）、１０％（グラフ４１０における５５０℃の測定結果）、２０％として、第１の成膜プロセス（図２参照）による成膜結果を図５に併せて示す。
図５に示すように、第１の成膜プロセスによれば、流量比０．５％以上２０％以下でＭＭＨガスを添加することにより、参考例の成膜プロセスと比較して、成膜速度を向上させることができる。また、第１の成膜プロセスによれば、添加するＭＭＨガスの流量比を大きくするほど成膜速度を向上させることができる。
また、プロセス温度５５０℃、かつ、添加するＭＭＨガスの流量比２％について、工程Ｓ１０３の圧力を０．３Ｔｏｒｒ（グラフ４２０における５５０℃の測定結果）、３．６Ｔｏｒｒ（２％，３．６Ｔ）、７．０Ｔｏｒｒ（２％，７Ｔ）として、第１の成膜プロセス（図２参照）による成膜結果を図５に併せて示す。
図５に示すように、第１の成膜プロセスによれば、還元ガス及び添加ガスを供給する工程Ｓ１０３の圧力を高くするほど成膜速度を向上させることができる。
また、図５において、原料ガスとしてＨＣＤＳガス、還元ガスとしてＮＨ３ガス、添加ガスとしてＭＭＨガスを用いた第１の成膜プロセス（図２参照）による成膜結果を白抜き菱形印で示す。また、原料ガスとしてＨＣＤＳガス、還元ガスとしてＮＨ３ガスを用い、添加ガスを添加しない参考例の成膜プロセスによる成膜結果を黒塗り菱形印で示す。
ＭＭＨガスを添加しない参考例の成膜プロセスにおけるプロセス温度と成膜速度との関係をグラフ５００に示す。また、第１の成膜プロセスにおけるプロセス温度と成膜速度との関係をグラフ５１０に示す。なお、グラフ５１０では、プロセス温度３５０℃及び４５０℃では流量比１０％でＭＭＨガスを添加し、プロセス温度５５０℃では流量比１％でＭＭＨガスを添加した。
グラフ５００と、グラフ５１０とを対比して示すように、プロセス温度が５００℃以上６００℃以下の温度領域において、還元ガス（ＮＨ３ガス）にＭＭＨガスを添加することにより、原料ガスとしてＨＣＤＳガスを用いた場合でもＳｉＮ膜の成膜速度を向上させることができる。
また、図５において、原料ガスとしてＤＣＳガス、還元ガスとしてＮ２ガスまたはＨ２ガス、添加ガスとしてＭＭＨガスを用いた第２の成膜プロセス（図３参照）による成膜結果を白抜き三角形印及び白抜き四角印で示す。なお、点６０１はプロセス温度５５０℃について還元ガスとしてＮ２ガスとＭＭＨガスを用いた場合を示し、点６０２はプロセス温度５５０℃について還元ガスとしてＨ２ガスとＭＭＨガスを用いた場合を示す。
図５のプロセス温度５５０℃の場合を例に示すように、還元ガスとしてＮ２ガスまたはＨ２ガスを用いる第２の成膜プロセスによれば、添加ガスを添加しない参考例の成膜プロセス（グラフ４００参照）と比較して、プロセス温度が５００℃以上６００℃以下の温度領域において、基板ＷにＳｉＮ膜を成膜することができる。
図６は、ＡＬＤサイクル数と膜厚との関係を示すグラフの一例である。横軸はＡＬＤサイクル数を示し、縦軸は膜厚を示す。
図６において、プロセス温度６３０℃、原料ガスとしてＤＣＳガス、還元ガスとしてＮＨ３ガスを用い、添加ガスを添加しない参考例の成膜プロセスによる成膜結果を黒塗り丸印で示す。参考例の成膜プロセスの結果にフィッティングした線７００を示す。また、プロセス温度５５０℃、原料ガスとしてＤＣＳガス、還元ガスとしてＮＨ３ガス、添加ガスとしてＭＭＨガスを用い、ＮＨ３ガス及びＭＭＨガスの総流量に対する流量比でＭＭＨガスを１０％添加した第１の成膜プロセス（図２参照）による成膜結果を白抜き丸印で示す。１０％添加した第１の成膜プロセスの結果にフィッティングした線７１０を示す。また、プロセス温度５５０℃、原料ガスとしてＤＣＳガス、還元ガスとしてＮＨ３ガス、添加ガスとしてＭＭＨガスを用い、ＮＨ３ガス及びＭＭＨガスの総流量に対する流量比でＭＭＨガスを２％添加した第１の成膜プロセス（図２参照）による成膜結果を白抜き四角印で示す。２％添加した第１の成膜プロセスの結果にフィッティングした線７２０を示す。
参考例の成膜プロセスにおいて、インキュベーションサイクルは１１回であった。これに対し、１０％添加した第１の成膜プロセス及び２％添加した第１の成膜プロセスにおいて、インキュベーションサイクルは０回であった。
この様に、第１の成膜プロセスによれば、参考例の成膜プロセスと比較して、インキュベーションサイクルを少なくすることができる。これにより、薄膜形成時の膜厚制御性や、膜厚の均一性を向上させることができる。
以上、基板処理装置１００による基板処理について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
Ｗ 基板
１００ 基板処理装置
１ 処理容器
２ 天井板
２０ ガス供給部
２１，２２，２４ ガス供給管
２１ａ〜２３ａ ガス供給源
４４ 排気装置
５０ 加熱機構
６０ 制御部
１００ 基板処理装置
１ 処理容器
２ 天井板
２０ ガス供給部
２１，２２，２４ ガス供給管
２１ａ〜２３ａ ガス供給源
４４ 排気装置
５０ 加熱機構
６０ 制御部
Claims (11)
- 温度調整された基板にシリコン含有ガスを供給する工程と、
前記基板に窒素含有ガスを供給する工程と、を繰り返して、シリコン窒化膜を形成する、基板処理方法であって、
前記基板は、６００℃以下に温度調整され、
前記シリコン含有ガスは、ハロゲンを含み、
前記窒素含有ガスは、第１ガスと、前記第１ガスとは異なる第２ガスと、を少なくとも含む混合ガスである、
基板処理方法。 - 前記シリコン含有ガスは、ジクロロシランガスである、
請求項１に記載の基板処理方法。 - 前記第１ガスは、窒素原子、水素原子、または、窒素原子と水素原子の化合物からなるガスである、
請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。 - 前記第１ガスは、ＮＨ３ガス、Ｈ２ガス、Ｎ２ガスのいずれかである、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記第２ガスは、ヒドラジン含有ガスである、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記第２ガスは、モノメチルヒドラジンガスである、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記第１ガス及び前記第２ガスの混合ガスにおける前記第２ガスの流量比は、０．５％以上、２０％以下である、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記窒素含有ガスを供給する工程は、
同時に前記第１ガスと前記第２ガスを供給する、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記窒素含有ガスを供給する工程は、
前記第１ガスを供給した後に、前記第１ガスを供給しつつ前記第２ガスを供給する、
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 前記基板は、５００℃以上に温度調整される、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の基板処理方法。 - 基板を収容する収容容器と、
前記収容容器内の前記基板を加熱する加熱部と、
前記収容容器にガスを供給するガス供給部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
温度調整された前記基板にシリコン含有ガスを供給する工程と、
前記基板に窒素含有ガスを供給する工程と、を繰り返して、シリコン窒化膜を形成し、
前記基板は、６００℃以下に温度調整され、
前記シリコン含有ガスは、ハロゲンを含み、
前記窒素含有ガスは、第１ガスと、前記第１ガスとは異なる第２ガスと、を少なくとも含む混合ガスである、
基板処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020046630A JP2021150382A (ja) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
| PCT/JP2021/008152 WO2021187104A1 (ja) | 2020-03-17 | 2021-03-03 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020046630A JP2021150382A (ja) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021150382A true JP2021150382A (ja) | 2021-09-27 |
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ID=77768102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020046630A Pending JP2021150382A (ja) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021150382A (ja) |
| WO (1) | WO2021187104A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2020
- 2020-03-17 JP JP2020046630A patent/JP2021150382A/ja active Pending
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2021
- 2021-03-03 WO PCT/JP2021/008152 patent/WO2021187104A1/ja active Application Filing
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|---|---|
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