JP5190307B2 - Film forming method, film forming apparatus, and storage medium - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエハ等にシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）等のシリコン含有膜よりなる薄膜を形成するための成膜方法、成膜装置及び記憶媒体に関する。 The present invention relates to a film forming method, a film forming apparatus, and a storage medium for forming a thin film made of a silicon-containing film such as a silicon oxynitride film (SiON) on a semiconductor wafer or the like.
一般に、半導体集積回路を製造するためにはシリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して、成膜処理、エッチング処理、酸化処理、拡散処理、改質処理、自然酸化膜の除去処理等の各種の処理が行なわれる。例えばこれらの処理を特許文献１等に開示されている縦型の、いわゆるバッチ式の熱処理装置にて行う場合には、まず、半導体ウエハを複数枚、例えば２５枚程度収容できるカセットから、半導体ウエハを縦型のウエハボートへ移載してこれに多段に支持させる。このウエハボートは、例えばウエハサイズにもよるが３０〜１５０枚程度のウエハを載置できる。このウエハボートは、排気可能な処理容器内にその下方より搬入（ロード）された後、処理容器内が気密に維持される。そして、処理ガスの流量、プロセス圧力、プロセス温度等の各種のプロセス条件を制御しつつ所定の熱処理が施される。
Generally, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, various processes such as a film formation process, an etching process, an oxidation process, a diffusion process, a modification process, and a natural oxide film removal process are performed on a semiconductor wafer made of a silicon substrate or the like. Is done. For example, when these processes are performed by a so-called batch-type heat treatment apparatus disclosed in
ここで上記半導体集積回路の特性を向上させる要因の１つとしてゲート絶縁膜等に用いられる絶縁膜に例をとれば、ゲート絶縁膜としては従来はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２ ）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ）が用いられていたが、高集積化、高微細化、スイッチング特性の高速化及び動作電圧の低電圧化の更なる要求によって薄くてもリーク電流特性が良好なことから、最近にあって上記薄膜に替えてシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）を用いることが提案されている。 Here, as an example of an insulating film used for a gate insulating film or the like as one of the factors for improving the characteristics of the semiconductor integrated circuit, conventionally, as the gate insulating film, a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film ( SiN) has been used, but the leakage current characteristics are good even though it is thin due to further demands for higher integration, higher miniaturization, faster switching characteristics, and lower operating voltage. It has been proposed to use a silicon oxynitride film (SiON) instead of the thin film.
このシリコン酸窒化膜を形成するためには、例えば５００℃以下の低温下で、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりシリコン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜を窒化してシリコン酸窒化膜を得る方法や低温下で、成膜に必要な２種類の原料ガスを交互に繰り返し流して高品質な薄膜を形成する方法（ＡＬＤ法：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）も開示されている（例えば特許文献３）。 In order to form this silicon oxynitride film, a silicon oxide film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method using TEOS at a low temperature of, for example, 500 ° C. or lower, and the silicon oxide film is nitrided to form silicon oxide A method for obtaining a nitride film and a method for forming a high-quality thin film by alternately and repeatedly flowing two kinds of source gases necessary for film formation at a low temperature (ALD: Atomic Layered Deposition) are also disclosed (for example, patents). Reference 3).
更には、ＳｉＯＮ膜を形成する従来の成膜方法の一例を示す図１３のように、シリコン基板等よりなる半導体ウエハＷを収容した処理容器内に、シリコンの原料としてＤＣＳ（ジクロロシラン）ガスを流して、これをウエハ表面に吸着し、次にこの吸着したＤＣＳガスを酸素活性種（Ｏ２ ＊）で酸化してＳｉＯ２ 膜を形成し、次に、このＳｉＯ２ 膜のアンモニア活性種（ＮＨ３ ＊）で窒化処理する、という一連の工程を繰り返し行ってＳｉｘ Ｏｙ Ｎ ｚ（ｘ、ｙ、ｚ：正の整数）で表されるシリコン酸窒化膜を形成する方法も提案されている（例えば特許文献３）。 Furthermore, as shown in FIG. 13 showing an example of a conventional film forming method for forming a SiON film, DCS (dichlorosilane) gas is used as a silicon raw material in a processing container containing a semiconductor wafer W made of a silicon substrate or the like. flowed, which was adsorbed to the wafer surface, SiO 2 film is formed then oxidized with oxygen active species the adsorbed DCS gas (O 2 *), then, ammonia active species of the SiO 2 film ( A method of forming a silicon oxynitride film represented by Si x O y N z (x, y, z: positive integer) by repeating a series of steps of nitriding with NH 3 * ) is also proposed. (For example, Patent Document 3).
ところで、シリコン酸窒化膜の上記したような従来の成膜方法である程度の特性を有したシリコン酸窒化膜を形成することができた。そして、このシリコン酸窒化膜の特性を更に向上させるためには、膜中の窒素（Ｎ）濃度や膜厚方向の窒素濃度の分布を微妙に且つ精度良くコントロールする必要があり、従って、成膜処理によっては、窒素濃度が高い成膜処理を行ったり、或いは逆に窒素濃度が低い成膜処理を行ったりすることが行われている。 By the way, a silicon oxynitride film having a certain characteristic can be formed by the conventional film forming method of the silicon oxynitride film as described above. In order to further improve the characteristics of this silicon oxynitride film, it is necessary to delicately and accurately control the nitrogen (N) concentration in the film and the distribution of nitrogen concentration in the film thickness direction. Depending on the process, a film forming process with a high nitrogen concentration or a film forming process with a low nitrogen concentration is performed.
しかしながら、このシリコン酸窒化膜の成膜処理は、直前に行った成膜処理の態様によって、次に行う成膜処理におけるシリコン酸窒化膜の成膜レートが安定せずに変動し、再現性が劣化してしまう、といった問題が新たに発生した。すなわち、シリコン酸窒化膜の成膜処理を行う場合、このシリコン酸窒化膜の成膜レートは、直前に行われたシリコン酸窒化膜における窒素濃度に依存して変動する場合があった。 However, in this silicon oxynitride film formation process, the silicon oxynitride film formation rate in the next film formation process fluctuates in an unstable manner depending on the form of the film formation process performed immediately before, and the reproducibility is high. A new problem has occurred, such as deterioration. That is, when the silicon oxynitride film forming process is performed, the silicon oxynitride film forming rate may vary depending on the nitrogen concentration in the silicon oxynitride film performed immediately before.
例えば窒素濃度が高いシリコン酸窒化膜の成膜処理を行う場合には、直前に行った成膜処理におけるシリコン酸窒化膜中の窒素濃度の影響をあまり受けないが、窒素濃度が低いシリコン酸窒化膜の成膜処理を行う場合には、直前に行った成膜処理におけるシリコン酸窒化膜中の窒素濃度の影響を大きく受けてしまって成膜レートが大きく変動し、再現性が劣化する、といった問題があった。 For example, when a silicon oxynitride film having a high nitrogen concentration is formed, the silicon oxynitride is not greatly affected by the nitrogen concentration in the silicon oxynitride film in the film forming process performed immediately before. When performing film formation processing, the film formation rate greatly fluctuates due to the influence of the nitrogen concentration in the silicon oxynitride film in the film formation processing performed immediately before, and reproducibility deteriorates. There was a problem.
この理由は、従来の成膜方法は、インキュベーションタイム、すなわち原料ガスを導入しても炉内環境の状態が整うまでは実際には成膜が生じない期間の影響を大きく受け、且つ炉内の状態によってウエハに対するシリコン原料ガスの吸着状態が変わるため、成膜レートが変動するからである、と考えられる。更には、上述したような従来の成膜方法にあっては、膜厚の面内均一性もそれ程良好ではない、といった問題もあった。 The reason for this is that the conventional film formation method is greatly affected by the incubation time, that is, the period during which film formation does not actually occur until the state of the furnace environment is completed even if the raw material gas is introduced. This is probably because the film formation rate fluctuates because the adsorption state of the silicon source gas to the wafer changes depending on the state. Furthermore, the conventional film forming method as described above has a problem that the in-plane uniformity of the film thickness is not so good.
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、例えばシリコン酸窒化膜等のシリコン含有膜を成膜するに際して、直前に行ったシリコン含有膜の成膜処理に対する依存性をなくすことができ、この結果、膜中の窒素濃度を安定化して再現性を向上させることができ、しかも膜厚の面内均一性を向上させることが可能な成膜方法、成膜装置及び記憶媒体を提供することにある。 The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. The object of the present invention is to eliminate the dependency on the film-forming process of the silicon-containing film performed immediately before, for example, when forming a silicon-containing film such as a silicon oxynitride film. As a result, the nitrogen concentration in the film It is an object of the present invention to provide a film forming method, a film forming apparatus, and a storage medium that can improve the reproducibility by stabilizing the film thickness and improve the in-plane uniformity of the film thickness.
請求項１の発明は、被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内で被処理体の表面にシリコン含有膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記処理容器内へシラン系ガスを供給して前記シラン系ガスを前記被処理体の表面に吸着させる吸着工程と、前記被処理体の表面に吸着したシラン系ガスを窒化ガス又は活性化された窒化ガスを用いて窒化してシリコン窒化膜を形成する窒化工程とを、この順序で複数回繰り返し行った後に、前記シリコン窒化膜の一部又は全部を活性化された酸素を用いて酸化する酸化工程を行うようにした繰り返し連続成膜工程を複数回実行すると共に、前記吸着工程と前記窒化工程との繰り返し回数を、前記繰り返し連続成膜工程を繰り返す毎に変化させるようにしたことを特徴とする成膜方法である。
The invention according to
上記方法により、真空引き可能になされた処理容器内でシリコン酸窒化膜等のシリコン含有膜を成膜するに際して、直前に行ったシリコン含有膜の成膜処理に対する依存性をなくすことができ、この結果、膜中の窒素濃度を安定化して再現性を向上させることができ、しかも膜厚の面内均一性を向上させることができる。 By the above method, it is possible to eliminate the dependence on the deposition process of the silicon-containing film went hand, immediately before upon forming a silicon-containing film such as a silicon oxynitride film in a vacuum evacuable processing vessel, As a result, the nitrogen concentration in the film can be stabilized to improve reproducibility, and the in-plane uniformity of film thickness can be improved.
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記シラン系ガスは、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、モノシラン［ＳｉＨ４ ］、ジシラン［Ｓｉ２ Ｈ６ ］、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、テトラクロロシラン（ＴＣＳ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）よりなる群より選択される１以上のガスであることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記窒化ガスは、ＮＨ３ 又はヒドラジンであることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記シリコン含有膜は、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）又はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２ ）であることを特徴とする。
The invention of
The invention of claim 4, characterized in that in the invention described in any one of
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記活性化された酸素は酸化ガスをもとに形成されることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５記載の発明において、前記酸化ガスは、Ｏ２ とＮ２ ＯとＮＯとＮＯ２ とＯ３ よりなる群から選択される１つ以上のガスよりなることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発明において、前記活性化された窒化ガスは、プラズマにより形成されることを特徴とする。
The invention of
The invention of claim 6 is the invention of
The invention of claim 7 is the invention according to any one of
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記活性化された酸素は、プラズマにより形成されることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記活性化された酸素は、オゾナイザにより形成されることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記活性化された酸素は、高温の低圧雰囲気下において前記酸化ガスと還元ガスとを反応させることにより形成されることを特徴とする。
Invention請Motomeko 8 is the invention according to any one of
The invention of claim 9 is the invention according to any one of
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the activated oxygen is formed by reacting the oxidizing gas and the reducing gas in a high-temperature, low-pressure atmosphere. It is characterized by being.
請求項１１の発明は、請求項１０記載の発明において、前記高温の低圧雰囲気とは、５００℃〜１２００℃の範囲内で且つ０．０２Ｔｏｒｒ（２．７Ｐａ）〜３．０Ｔｏｒｒ（４００Ｐａ）の範囲内であることを特徴とする。
The invention of claim 11 is the invention of
請求項１２の発明は、被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成する成膜装置において、真空引き可能になされた処理容器と、前記被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、少なくとも前記酸化ガスを活性化させて活性化された酸素を形成する活性化手段と、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体を制御する装置制御部と、を備えたことを特徴とする成膜装置である。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus for forming a thin film made of a silicon-containing film on a surface of an object to be processed. Holding means, heating means for heating the object to be processed, silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing container, and nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing container; and oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the process container, and activation means for forming at least the oxidizing gas activated by activating oxygen to any one of
請求項１３の発明は、被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成する成膜装置において、真空引き可能になされた処理容器と、前記被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、少なくとも前記酸化ガスを前記処理容器内へ供給する前に活性化させて活性化された酸素を形成するオゾナイザと、請求項１乃至６及び９のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体を制御する装置制御部と、を備えたことを特徴とする成膜装置である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus for forming a thin film made of a silicon-containing film on a surface of an object to be processed. Holding means, heating means for heating the object to be processed, silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing container, and nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing container; and oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the process container, the ozonizer to form an oxygen activated by activated before at least supplying the oxidizing gas into the process container, according to
請求項１４の発明は、被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成する成膜装置において、真空引き可能になされた処理容器と、前記被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、前記処理容器内へ還元ガスを供給する還元ガス供給手段と、請求項１乃至６、１０及び１１のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体の動作を制御する装置制御部と、を備えたことを特徴とする成膜装置である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus for forming a thin film made of a silicon-containing film on a surface of an object to be processed, and a processing container that can be evacuated, and the object to be processed is held in the processing container. Holding means, heating means for heating the object to be processed, silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing container, and nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing container; and oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the process container, a reducing gas supply means for supplying a reducing gas into the process container, according to any one of
請求項１５の発明は、請求項１４の発明において、前記還元性ガスは、Ｈ２ とＮＨ３ とＣＨ４ とＨＣｌと重水素よりなる群から選択される１つ以上のガスを含むことを特徴とする。
The invention of claim 15, characterized in that in the invention of
請求項１６の発明は、真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、少なくとも前記酸化ガスを活性化させて活性化された酸素を形成する活性化手段と、装置全体の動作を制御する装置制御部と、を備えた成膜装置を用いて前記被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成するに際して、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体を制御するコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体である。
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a processing container capable of being evacuated, a holding means for holding the object to be processed in the processing container, a heating means for heating the object to be processed, and a silane system into the processing container. A silane-based gas supply means for supplying a gas, a nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing container, an oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the processing container, and at least activating the oxidizing gas And a silicon-containing film on the surface of the object to be processed using a film forming apparatus including an activating means for forming activated oxygen and an apparatus control unit for controlling the operation of the entire apparatus. in forming a thin film, a storage medium characterized by storing the
請求項１７の発明は、真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、少なくとも前記酸化ガスを前記処理容器内へ供給する前に活性化させて活性化された酸素を形成するオゾナイザと、装置全体の動作を制御する装置制御部と、を備えた成膜装置を用いて前記被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成するに際して、請求項１乃至６及び９のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体の動作を制御するコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体である。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a processing container that can be evacuated, a holding means that holds the object to be processed in the processing container, a heating means that heats the object to be processed, and a silane system into the processing container. Silane-based gas supply means for supplying a gas, nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing container, oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the processing container, and at least the oxidizing gas in the processing The surface of the object to be processed is formed using a film forming apparatus including an ozonizer that is activated to form activated oxygen before being supplied into the container, and an apparatus control unit that controls the operation of the entire apparatus. in forming a thin film made of a silicon-containing film for, readable by a computer for controlling the operation of the entire apparatus to perform the film forming method according to any one of
請求項１８の発明は、真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、前記処理容器内へ還元ガスを供給する還元ガス供給手段と、装置全体の動作を制御する装置制御部と、を備えた成膜装置を用いて前記被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成するに際して、請求項１乃至６、１０及び１１のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体の動作を制御するコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体である。
The invention according to
本発明に係る成膜方法、成膜装置及び記憶媒体によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
真空引き可能になされた処理容器内でシリコン酸窒化膜等のシリコン含有膜を成膜するに際して、直前に行ったシリコン含有膜の成膜処理に対する依存性をなくすことができ、この結果、膜中の窒素濃度を安定化して再現性を向上させることができ、しかも膜厚の面内均一性を向上させることができる。
According to the film forming method, the film forming apparatus, and the storage medium according to the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
It is possible to eliminate the dependence hand, for the film forming process of the silicon-containing film was performed immediately before upon forming a silicon-containing film such as a silicon oxynitride film in a vacuum evacuable processing vessel, as a result, film The nitrogen concentration in the inside can be stabilized to improve reproducibility, and the in-plane uniformity of the film thickness can be improved.
以下に、本発明に係る成膜方法、成膜装置及び記憶媒体の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の成膜装置の第１実施形態について説明する。
図１は本発明の係る成膜装置の第１実施形態を示す縦断面構成図、図２は成膜装置（加熱手段は省略）を示す横断面構成図である。尚、ここではシラン系ガスとしてジクロロシラン（ＤＣＳ）を用い、窒化ガスとしてアンモニアガス（ＮＨ３ ）を用い、酸化ガスとして酸素（Ｏ２ ）ガスを用い、上記ＮＨ３ ガスとＯ２ ガスをプラズマによりそれぞれ活性化してシラン含有膜としてシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）を成膜する場合を例にとって説明する。
Hereinafter, an embodiment of a film forming method, a film forming apparatus, and a storage medium according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the film forming apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a film forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a transverse sectional view showing a film forming apparatus (heating means is omitted). Here, dichlorosilane (DCS) is used as the silane gas, ammonia gas (NH 3 ) is used as the nitriding gas, oxygen (O 2 ) gas is used as the oxidizing gas, and the NH 3 gas and O 2 gas are plasma. A case where a silicon oxynitride film (SiON) is formed as a silane-containing film by activating each of the above will be described as an example.
図示するように、プラズマを形成することができるこの成膜装置２は、下端が開口された有天井の円筒体状の処理容器４を有している。この処理容器４の全体は、例えば石英により形成されており、この処理容器４内の天井には、石英製の天井板６が設けられて封止されている。また、この処理容器４の下端開口部には、例えばステンレススチールにより円筒体状に成形されたマニホールド８がＯリング等のシール部材１０を介して連結されている。尚、ステンレス製のマニホールド８を設けないで、全体を円筒体状の石英製の処理容器で構成した装置もある。
As shown in the figure, this film forming apparatus 2 capable of forming plasma has a cylindrical processing container 4 having a ceiling with a lower end opened. The entire processing container 4 is made of, for example, quartz, and a ceiling plate 6 made of quartz is provided on the ceiling in the processing container 4 and sealed. Further, a
上記処理容器４の下端は、上記マニホールド８によって支持されており、このマニホールド８の下方より複数枚の被処理体としての半導体ウエハＷを多段に載置した保持手段としての石英製のウエハボート１２が昇降可能に挿脱自在になされている。本実施形態の場合において、このウエハボート１２の支柱１２Ａには、例えば５０〜１００枚程度の直径が３００ｍｍのウエハＷを略等ピッチで多段に支持できるようになっている。
The lower end of the processing container 4 is supported by the
このウエハボート１２は、石英製の保温筒１４を介してテーブル１６上に載置されており、このテーブル１６は、マニホールド８の下端開口部を開閉する例えばステンレススチール製の蓋部１８を貫通する回転軸２０上に支持される。そして、この回転軸２０の貫通部には、例えば磁性流体シール２２が介設され、この回転軸２０を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部１８の周辺部とマニホールド８の下端部には、例えばＯリング等よりなるシール部材２４が介設されており、処理容器４内のシール性を保持している。
The
上記した回転軸２０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２６の先端に取り付けられており、ウエハボート１２及び蓋部１８等を一体的に昇降して処理容器４内へ挿脱できるようになされている。尚、上記テーブル１６を上記蓋部１８側へ固定して設け、ウエハボート１２を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。
The rotating
このマニホールド８には、処理容器４内の方へ活性化される窒化ガスとして、例えばアンモニア（ＮＨ３ ）ガスを供給する窒化ガス供給手段２８と、成膜ガスであるシラン系ガスとして例えばＤＣＳ（ジクロロシラン）ガスを供給するシラン系ガス供給手段３０と、活性化された酸素を形成するために酸化ガスとして例えばＯ２ ガスを供給する酸化ガス供給手段３２と、パージガスとして不活性ガス、例えばＮ２ ガスを供給するパージガス供給手段３４とが設けられる。
In the
具体的には、上記窒化ガス供給手段２８は、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガスノズル３８を有している。このガスノズル３８には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔３８Ａが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔３８Ａから水平方向に向けて略均一にアンモニアガスを噴射できるようになっている。このようなタイプのガスノズルを分散形のガスノズルと称す。
Specifically, the nitriding gas supply means 28 has a
また同様に上記シラン系ガス供給手段３０も、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガスノズル４０を有している。このガスノズル４０には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔４０Ａが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔４０Ａから水平方向に向けて略均一にシラン系ガスであるＤＣＳガスを噴射できるようになっている。また同様に酸化ガス供給手段３２も、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガスノズル４２を有している。このガスノズル４２には、上記シラン系ガスのガスノズル４０と同様にその長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔４２Ａ（図２参照）が所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔４２Ａから水平方向に向けて略均一にＯ２ ガスを噴射できるようになっている。
Similarly, the silane-based gas supply means 30 also has a
また同様にパージガス供給手段３４も、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガスノズル４４を有している。このガスノズル４４には、上記シラン系ガスのガスノズル４０と同様にその長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔４４Ａ（図２参照）が所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔４４Ａから水平方向に向けて略均一にＮ２ ガスを噴射できるようになっている。
Similarly, the purge gas supply means 34 has a
上記各ノズル３８、４０、４２、４４には、それぞれのガス通路４８、５０、５２、５４が接続されている。そして、各ガス通路４８、５０、５２、５４には、それぞれ開閉弁４８Ａ、５０Ａ、５２Ａ、５４Ａ及びマスフローコントローラのような流量制御器４８Ｂ、５０Ｂ、５２Ｂ、５４Ｂが介設されており、ＮＨ３ ガス、ＤＣＳガス、Ｏ２ ガス及びＮ２ ガスをそれぞれ流量制御しつつ供給できるようになっている。
一方、上記処理容器４の側壁の一部には、その高さ方向に沿ってプラズマを発生させて窒化ガスと酸化ガスとを活性化させる活性化手段６６が形成されると共に、この活性化手段６６に対向する処理容器４の反対側には、この内部雰囲気を真空排気するために処理容器４の側壁を、例えば上下方向へ削りとることによって形成した細長い排気口６８が設けられている。具体的には、上記活性化手段６６は、上記処理容器４の側壁を上下方向に沿って所定の幅で削りとることによって上下に細長い開口７０を形成し、この開口７０をその外側より覆うようにして断面凹部状になされた上下に細長い例えば石英製のプラズマ区画壁７２を容器外壁に気密に溶接接合することにより形成されている。
On the other hand, an activation means 66 is formed on a part of the side wall of the processing container 4 to generate plasma along the height direction to activate the nitriding gas and the oxidizing gas. On the opposite side of the processing container 4 facing 66, an
これにより、この処理容器４の側壁の一部を凹部状に外側へ窪ませることにより一側が処理容器４内へ開口されて連通された活性化手段６６が一体的に形成されることになる。すなわちプラズマ区画壁７２の内部空間は、上記処理容器４内に一体的に連通された状態となっている。上記開口７０は、ウエハボート１２に保持されている全てのウエハＷを高さ方向においてカバーできるように上下方向に十分に長く形成されている。尚、この開口７０に、多数のスリットを有するスリット板を設ける場合もある。
As a result, a part of the side wall of the processing container 4 is recessed outward in the shape of a recess so that the activating means 66 having one side opened into the processing container 4 and communicated therewith is integrally formed. That is, the internal space of the
そして、上記プラズマ区画壁７２の両側壁の外側面には、その長さ方向（上下方向）に沿って互いに対向するようにして細長い一対のプラズマ電極７４が設けられると共に、このプラズマ電極７４にはプラズマ発生用の高周波電源７６が給電ライン７８を介して接続されており、上記プラズマ電極７４に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することによりプラズマを発生し得るようになっている。尚、この高周波電圧の周波数は１３．５６ＭＨｚに限定されず、他の周波数、例えば４００ｋＨｚ等を用いてもよい。
A pair of
そして、上記処理容器４内を上方向に延びていく窒化ガス用のガスノズル３８と酸化ガス用のガスノズル４２は途中で処理容器４の半径方向外方へ屈曲されて、上記プラズマ区画壁７２内の一番奥（処理容器４の中心より一番離れた部分）にそれぞれ並んで位置され、この一番奥の部分に沿って上方に向けて起立させて設けられている。従って、高周波電源７６がオンされている時に上記ガスノズル３８のガス噴射孔３８Ａから噴射されたアンモニアガスとガスノズル４２のガス噴射孔４２Ａから噴射されたＯ２ ガスはここで活性化されて処理容器４の中心に向けて拡散しつつ流れるようになっている。
The
そして上記プラズマ区画壁７２の外側には、これを覆うようにして例えば石英よりなる絶縁保護カバー８０が取り付けられている。また、この絶縁保護カバー８０の内側部分には、図示しない冷媒通路が設けられており、冷却された窒素ガスや冷却水を流すことにより上記プラズマ電極７４を冷却し得るようになっている。
An insulating
そして上記プラズマ区画壁７２の開口７０の外側近傍、すなわち開口７０の外側（処理容器４内）には、上記シラン系ガス用のガスノズル４０とパージガス用のガスノズル４４とがそれぞれ起立させて設けられており、各ノズル４０、４４に設けた各ガス噴射孔４０Ａ、４４Ａより処理容器４の中心方向に向けてシラン系ガスとＮ２ ガスとをそれぞれ噴射し得るようになっている。
The silane-based
一方、上記開口７０に対向させて設けた排気口６８には、これを覆うようにして石英よりなる断面コ字状に成形された排気口カバー部材８２が溶接により取り付けられている。この排気口カバー部材８２は、上記処理容器４の側壁に沿って上方に延びており、処理容器４の上方のガス出口８４に連通されている。そして、このガス出口８４には、排気系８６が接続されている。この排気系８６は、上記ガス出口８４に接続される排気通路８８を有しており、この排気通路８８には、処理容器４内の圧力を調整する圧力調整弁９０及び真空ポンプ９２が順次介設されて、処理容器４内を所定の圧力に維持しつつ真空引きできるようになっている。そして、この処理容器４の外周を囲むようにしてこの処理容器４及びこの内部のウエハＷを加熱する筒体状の加熱手段９４が設けられている。
On the other hand, an exhaust
そして、このように構成された成膜装置２の全体の動作、例えばプロセス圧力、プロセス温度、各ガスの供給、供給停止、ガス流量の制御及び後述する高周波のオン・オフ制御等は例えばコンピュータ等よりなる装置制御部９６により行われる。そして、この装置制御部９６は、上記制御を行うためのプログラムが記憶されている記憶媒体９８を有している。この記憶媒体９８としては、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはＤＶＤ等を用いることができる。
The overall operation of the film forming apparatus 2 configured in this way, for example, process pressure, process temperature, supply of each gas, supply stop, control of gas flow rate, high frequency on / off control described later, etc. This is performed by the
次に、以上のように構成された成膜装置２を用いて行なわれるプラズマによる本発明の成膜方法（いわゆるＡＬＤ成膜）について図３乃至図７も参照して説明する。
本発明方法では、処理容器４内へシリコン系ガスを供給してシラン系ガスを被処理体、例えば半導体ウエハＷの表面に吸着させる吸着工程と、被処理体の表面に吸着したシラン系ガスを窒化ガス又は活性化された窒化ガスを用いて窒化してシリコン窒化膜を形成する窒化工程と、シリコン窒化膜の一部又は全部を活性化された酸素を用いて酸化する酸化工程とを有し、シリコン酸窒化膜を形成する。
Next, a film forming method (so-called ALD film forming) of the present invention using plasma performed using the film forming apparatus 2 configured as described above will be described with reference to FIGS.
In the method of the present invention, a silicon-based gas is supplied into the processing vessel 4 to adsorb the silane-based gas on the surface of the object to be processed, for example, the surface of the semiconductor wafer W, and the silane-based gas adsorbed on the surface of the object to be processed A nitriding step of forming a silicon nitride film by nitriding using a nitriding gas or an activated nitriding gas; and an oxidizing step of oxidizing a part or all of the silicon nitride film using activated oxygen Then, a silicon oxynitride film is formed.
図３は本発明の成膜方法を示すフローチャート、図４は図３のフローチャートに沿って生じる半導体ウエハ表面の状態の変化を示す模式図、図５は本発明の成膜方法の吸着工程と窒化工程において供給される各ガスのタイミングチャートを示す図、図６は本発明の繰り返し連続成膜工程と酸化工程におけるＯ２ ガスの供給とＲＦ（高周波）のオン・オフのタイミングを示す図、図７は本発明の成膜方法で形成される薄膜の積層状態を示す模式図である。 FIG. 3 is a flowchart showing the film forming method of the present invention, FIG. 4 is a schematic diagram showing a change in the state of the semiconductor wafer surface along the flowchart of FIG. 3, and FIG. 5 is an adsorption process and nitriding of the film forming method of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a timing chart of each gas supplied in the process, and FIG. 6 is a diagram showing an O 2 gas supply and RF (high frequency) on / off timing in the repeated continuous film forming process and the oxidizing process of the present invention, 7 is a schematic view showing a laminated state of thin films formed by the film forming method of the present invention.
まず、常温の多数枚、例えば５０〜１００枚の３００ｍｍサイズのウエハＷが載置された状態のウエハボート１２を予め所定の温度になされた処理容器４内にその下方より上昇させてロードし、蓋部１８でマニホールド８の下端開口部を閉じることにより処理容器４内を密閉する。
First, a
そして処理容器４内を真空引きして所定のプロセス圧力に維持すると共に、加熱手段９４への供給電力を増大させることにより、ウエハ温度を上昇させてプロセス温度を維持する。そして、上記ＤＣＳガスをシラン系ガス供給手段３０から供給し、ＮＨ３ ガスを窒化ガス供給手段２８から供給し、Ｏ２ ガスを酸化ガス供給手段３２から供給する。具体的には、まず処理容器４内へＤＣＳガスを供給することにより、図３中のステップＳ１の吸着工程を所定の時間Ｔ１だけ行う（図４及び図５（Ａ）参照）。この吸着工程では、例えばシリコン基板よりなるウエハＷの表面にＤＣＳガスの分子が吸着する。次にＤＣＳガスの供給を停止して処理容器４内の残留ガスを排気するパージガス処理を所定の時間Ｔ２だけ行う。 Then, the inside of the processing vessel 4 is evacuated and maintained at a predetermined process pressure, and the power supplied to the heating means 94 is increased to increase the wafer temperature and maintain the process temperature. The DCS gas is supplied from the silane-based gas supply means 30, the NH 3 gas is supplied from the nitriding gas supply means 28, and the O 2 gas is supplied from the oxidizing gas supply means 32. Specifically, by first supplying DCS gas into the processing container 4, the adsorption process of step S1 in FIG. 3 is performed for a predetermined time T1 (see FIGS. 4 and 5A). In this adsorption process, for example, DCS gas molecules are adsorbed on the surface of the wafer W made of a silicon substrate. Next, the purge gas processing for stopping the supply of DCS gas and exhausting the residual gas in the processing container 4 is performed for a predetermined time T2.
次に、処理容器４内へＮＨ３ ガスを供給すると共に、活性化手段６６の高周波電源（ＲＦ）７６をオン状態にして、図３中のステップＳ２の窒化工程を所定の時間Ｔ３だけ行う（図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。
Next, while supplying NH 3 gas into the processing container 4, the high frequency power source (RF) 76 of the activating
この窒化工程では、ガスノズル３８の各ガス噴射孔３８ＡからＮＨ３ ガスが噴射されると、両電極７４内に印加されている高周波電力により、このＮＨ３ ガスがプラズマ化されて、このプラズマによりＮＨ３ 自体が活性化されてアンモニアの活性種、すなわちＮＨ３ ＊（”＊”は活性種であることを示す「以下同じ」）が発生する。
In this nitriding step, when NH 3 gas is injected from each
このアンモニアの活性種（活性化された窒化ガス）が、先にウエハＷの表面に吸着していたＤＣＳガスを窒化し、ここに原子レベル或いは分子レベルの非常に薄いシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を形成することになる。尚、ここでは窒化処理のためにプラズマにより形成したＮＨ３ ＊を用いたが、後述するようにＮＨ３ ＊を用いないでプロセス温度を高くしてサーマル（熱）により窒化膜を形成するようにしてもよい。 This active species of ammonia (activated nitriding gas) nitrifies the DCS gas previously adsorbed on the surface of the wafer W, and a very thin silicon nitride film (SiN) at the atomic level or molecular level is formed here. Will form. Here, NH 3 * formed by plasma is used for nitriding, but as will be described later, a process temperature is raised without using NH 3 *, and a nitride film is formed by thermal (heat). May be.
次に、ＮＨ３ ガスの供給を停止して処理容器４内へ残留ガスを排気するパージ処理を所定の時間Ｔ４だけ行う。そして、上記吸着工程Ｓ１と窒化工程Ｓ２とを（パージ処理も含む）、所定の回数ｎ（ｎ：正の整数）だけ繰り返し行う（ステップＳ３のＮＯ）。すなわち、図５中において、ＤＣＳガスの吸着工程から次の吸着工程までの間が１サイクルであり、これを予め定められたｎ回だけ繰り返し行う。尚、ｎ＝１、すなわち吸着工程と窒化工程とをそれぞれ１回のみ行う場合もある。ここで上記各時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、それぞれ６０ｓｅｃ程度である。 Next, a purge process for stopping the supply of NH 3 gas and exhausting the residual gas into the processing container 4 is performed for a predetermined time T4. Then, the adsorption step S1 and the nitriding step S2 (including the purge process) are repeated a predetermined number of times n (n: positive integer) (NO in step S3). That is, in FIG. 5, the period from the DCS gas adsorption process to the next adsorption process is one cycle, and this is repeated n times in advance. In some cases, n = 1, that is, the adsorption process and the nitriding process are performed only once. Here, each of the times T1, T2, T3, and T4 is about 60 sec.
上記１サイクルで形成されるＳｉＮ膜の膜厚は、プロセス温度やプロセス圧力やガス流量等にもよるが、略１Å前後である。そして、ここではｎ層のＳｉＮ膜が積層された状態となっている。この時の積層状態の一例は図７（Ａ）に示されており、ここではｎ＝５に設定した時の状態が示され、５層のＳｉＮ膜がウエハ表面に積層されている。 The thickness of the SiN film formed in one cycle is approximately 1 mm, although it depends on the process temperature, process pressure, gas flow rate, and the like. In this case, n layers of SiN films are stacked. An example of the laminated state at this time is shown in FIG. 7A. Here, the state when n = 5 is shown, and five layers of SiN films are laminated on the wafer surface.
このように、所定の回数ｎだけ繰り返して上記吸着工程と窒化工程とを実行したならば（ステップＳ３のＹＥＳ）、次に、図３中のステップＳ４に示すように酸化工程を行う。すなわち、この酸化工程を行う前に、処理容器４内の残留ガスを排気するパージ工程を所定の時間Ｔ５（図７参照）だけ行ったならば、処理容器４内へＯ２ ガスを供給すると共に、活性化手段６６の高周波電源７６をオン状態にして所定の時間Ｔ６だけ酸化工程を行う。
As described above, if the adsorption process and the nitriding process are repeated a predetermined number of times n (YES in step S3), an oxidizing process is then performed as shown in step S4 in FIG. That is, if the purging process for exhausting the residual gas in the processing container 4 is performed for a predetermined time T5 (see FIG. 7) before performing this oxidation process, the O 2 gas is supplied into the processing container 4 and Then, the high
この酸化工程では、ガスノズル４２の各ガス噴射孔４２ＡからＯ２ ガスが噴射されると、両電極７４間に印加されている高周波電力により、このＯ２ ガスがプラズマ化されたり、活性化されて、このプラズマによりＯ２ 自体が活性化されてＯ２ の活性種、すなわちＯ２ ＊（活性化された酸素）が発生する。この酸素の活性種（Ｏ２ ＊）が、先にウエハＷの表面に形成されているシリコン窒化膜を酸化し、一部、或いは全部のシリコン窒化膜が酸化されて全体として見るとシリコン酸窒化膜、すなわちＳｉｘ Ｏｙ Ｎｚ （ｘ、ｙ、ｚは正の整数）が形成されることになる（図４参照）。
In this oxidation step, when O 2 gas is injected from each
この場合、酸素活性種の浸透力にもよるが、図７（Ｂ）に示すように、上層に位置するＳｉＮ膜は略完全に酸化されてＳｉＯ２ 膜になるが、下層に位置するＳｉＮ膜は酸化されずにＳｉＮ膜として残ることになる。実験によれば、酸素活性種は上から３層程度まで浸透することが確認されているので、図７（Ｂ）では上層の３層がＳｉＯ２ 膜に酸化され、下層の２層がＳｉＮ膜として残っている状態が示されている。 In this case, although depending on the penetrating power of the oxygen active species, as shown in FIG. 7B, the SiN film located in the upper layer is almost completely oxidized to become the SiO 2 film, but the SiN film located in the lower layer. Will remain as an SiN film without being oxidized. According to the experiment, it has been confirmed that the oxygen active species permeates up to about three layers from the top. Therefore, in FIG. 7B, the upper three layers are oxidized to the SiO 2 film, and the lower two layers are the SiN film. The remaining state is shown.
従って、上記回数ｎが３、或いはそれ以下の場合には、全てのＳｉＮ膜が酸化されてＳｉＯ２ 膜になる。尚、ここでは酸化処理のためにプラズマにより酸素活性種を生成したが、後述するようにプラズマを用いないで酸素活性種を形成するようにしてもよい。 Accordingly, when the number n is 3 or less, all the SiN films are oxidized to become SiO 2 films. Here, oxygen active species are generated by plasma for the oxidation treatment, but oxygen active species may be formed without using plasma as will be described later.
このように、酸化工程を行ったならば、次にパージ工程を所定の時間Ｔ７だけ行って処理容器４内の残留ガスを排気する。そして、上記ｎ回の繰り返しＳｉＮ成膜処理と１回の酸化工程とよりなる繰り返し連続成膜工程を１サイクルとし（図６参照）、この繰り返し連続成膜工程を予め定められた所定の回数ｍ（正の整数）だけ行う（ステップＳ５のＮＯ）。図６中では隣り合うｎ回の繰り返しＳｉＮ成膜処理間が繰り返し連続成膜工程の１サイクルとして表されている。ここで上記各時間Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７は、それぞれ６０ｓｅｃ程度である。 As described above, after the oxidation process is performed, the purge process is performed for a predetermined time T7, and the residual gas in the processing container 4 is exhausted. Then, the repeated continuous film forming process composed of the n repeated SiN film forming processes and one oxidation process is defined as one cycle (see FIG. 6), and this repeated continuous film forming process is performed a predetermined number of times m. Only (positive integer) is performed (NO in step S5). In FIG. 6, an interval between adjacent n repeated SiN film forming processes is shown as one cycle of the repeated continuous film forming process. Here, each of the times T5, T6, and T7 is about 60 sec.
このようにして、ｍ回（ｍサイクル）の繰り返し連続成膜工程が完了したならば（ステップＳ５のＹＥＳ）、成膜処理を終了することになる。この時の成膜の積層状態は、図７（Ｃ）に示すようになっており、ここでは一例としてｍ＝３に設定してある。すなわち、図７（Ｂ）に示す５層の構造を、３段に積み上げた構造となっており、全体的に見るとシリコン酸窒化膜（Ｓｉｘ Ｏｙ Ｎｚ 膜）が形成された状態となっている。尚、ここで上記ｎ、ｍの各数値は単に一例を示したに過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。 In this manner, when the m-th (m cycle) repeated continuous film formation process is completed (YES in step S5), the film formation process is terminated. The stacked state of the film formation at this time is as shown in FIG. 7C, and here, m = 3 is set as an example. That is, the five-layer structure shown in FIG. 7B is a three-tiered structure, and a silicon oxynitride film (Si x O y N z film) is formed as a whole. It has become. Here, the numerical values of n and m are merely examples, and of course are not limited thereto.
ここで上記各工程におけるプロセス条件は、プロセス温度が４００〜５００℃の範囲内、成膜時のプロセス圧力が４００〜１２００Ｐａの範囲内、ＤＣＳガスの供給量が０．５ｓｌｍ〜２ｓｌｍの範囲内、ＮＨ３ ガスの供給量が０．５ｓｌｍ〜５ｓｌｍの範囲内、Ｏ２ ガスの供給量が０．５ｓｌｍ〜５ｓｌｍの範囲内である。また、上記各パージ工程では、Ｎ２ ガスを供給して残留ガスの排出を促進させるようにしてもよいし、Ｎ２ ガスを供給しなくてもよい。 Here, the process conditions in each of the above steps are as follows: the process temperature is in the range of 400 to 500 ° C., the process pressure at the time of film formation is in the range of 400 to 1200 Pa, the supply amount of DCS gas is in the range of 0.5 slm to 2 slm, The supply amount of NH 3 gas is in the range of 0.5 slm to 5 slm, and the supply amount of O 2 gas is in the range of 0.5 slm to 5 slm. In each of the purge steps, N 2 gas may be supplied to promote discharge of residual gas, or N 2 gas may not be supplied.
このように、真空引き可能になされた処理容器内でシリコン酸窒化膜等のシリコン含有膜を成膜するに際して、処理容器内へシリコン系ガスを供給してシラン系ガスを被処理体の表面に吸着させる吸着工程と、被処理体の表面に吸着したシラン系ガスを窒化ガス又は活性化された窒化ガスを用いて窒化してシリコン窒化膜を形成する窒化工程と、シリコン窒化膜の一部又は全部を活性化された酸素を用いて酸化する酸化工程とを有するようにしたので、直前に行ったシリコン含有膜の成膜処理に対する依存性をなくすことができ、この結果、膜中の窒素濃度を安定化して再現性を向上させることができ、しかも膜厚の面内均一性を向上させることができる。 As described above, when a silicon-containing film such as a silicon oxynitride film is formed in a processing container that can be evacuated, a silicon-based gas is supplied into the processing container and the silane-based gas is applied to the surface of the object to be processed. An adsorption step for adsorbing, a nitridation step for nitriding a silane-based gas adsorbed on the surface of the object to be processed using a nitriding gas or an activated nitriding gas to form a silicon nitride film, and a part of the silicon nitride film or And the oxidation step of oxidizing the whole using activated oxygen, so that the dependency on the film-forming process of the silicon-containing film performed immediately before can be eliminated. As a result, the nitrogen concentration in the film And the reproducibility can be improved, and the in-plane uniformity of the film thickness can be improved.
また、本発明方法によれば、従来方法と比較して、その成膜レートも向上させることができる。そして、上記した再現性の向上の効果、膜厚の面内均一性の向上及び成膜レートの向上の効果については、後述する実験結果でより明確になっている。 Further, according to the method of the present invention, the film formation rate can be improved as compared with the conventional method. The effects of improving the reproducibility, the in-plane uniformity of the film thickness, and the effect of improving the film formation rate have become clearer from the experimental results described later.
また、前述したように、吸着工程と窒化工程との繰り返し回数ｎを適当に増減することにより、最終的に形成されるシリコン酸窒化膜であるＳｉｘ Ｏｙ Ｎｚ 膜中のＮ濃度を精度良くコントロールすることができる。例えばＮ濃度を小さくする場合には、回数ｎを小さくして残存するＳｉＮ膜の数を少なくすればよいし、逆にＮ濃度を大きくする場合には、回数ｎを大きくして残存するＳｉＮ膜の数を大きくすればよい。 Further, as described above, the N concentration in the Si x O y N z film, which is the silicon oxynitride film finally formed, can be accurately increased by appropriately increasing or decreasing the number of repetitions n between the adsorption process and the nitriding process. You can control well. For example, when the N concentration is decreased, the number of remaining SiN films may be decreased by decreasing the number of times n. Conversely, when the N concentration is increased, the remaining number of SiN films is increased. Increase the number of.
また、図６に示す繰り返し連続成膜工程を繰り返す毎に、吸着工程と窒化工程との繰り返し回数ｎを変化させれば、Ｓｉｘ Ｏｙ Ｎｚ 膜の膜厚方向におけるＮ濃度を変化させて濃度分布を形成することができる。例えば繰り返し連続成膜工程をｍサイクル行う場合において、初期のサイクルでは繰り返し回数ｎを小さく設定し、サイクル数が増加するに従って繰り返し回数ｎを順次増加するように設定すれば、Ｎ濃度は膜厚の上方に行く程大きくなるような濃度分布を形成することができる。 Further, every time the repeated continuous film forming process shown in FIG. 6 is repeated, if the number of repetitions n between the adsorption process and the nitriding process is changed, the N concentration in the film thickness direction of the Si x O y N z film is changed. A concentration distribution can be formed. For example in the case of performing a repetitive successive deposition step m cycles, early in the cycle is set smaller the number of repetitions n, is set to sequentially increase the number of repetitions n as the number of cycles increases, N concentration is film thickness It is possible to form a concentration distribution that increases as it goes upward.
逆に、初期のサイクルでは繰り返し回数ｎを大きく設定し、サイクル数が増加するに従って繰り返し回数ｎを順次減少するように設定すれば、Ｎ濃度は膜厚の上方に行く程小さくなるような濃度分布を形成することができる。
Conversely, in the initial cycle sets the number of repetitions n increases, the concentration such as is set so as to reduce the number of repetitions n sequentially, N concentration is reduced enough to go over the thickness according to the number of cycles increases A distribution can be formed.
＜本発明方法の直前の成膜処理の態様による依存性の評価＞
次に、本発明方法に関して、直前に行った成膜処理の態様に対する依存性の実験を行ったので、その評価結果について説明する。ここでは比較のために、図１３に示す従来の成膜方法を用いた場合についても実験を行った。
<Evaluation of Dependency by Aspect of Film Forming Process Just before Method of Present Invention>
Next, regarding the method of the present invention, an experiment of dependency on the mode of the film forming process performed immediately before was performed, and the evaluation result will be described. Here, for comparison, an experiment was also conducted using the conventional film forming method shown in FIG.
図８は直前に行った成膜処理の態様に対する依存性を示すグラフである。ここでは、本発明方法としては、図１及び図２に示した成膜装置を用いて先に説明したような成膜方法を実施してＳｉＯＮ膜を成膜した。この際、膜中のＮ濃度が低いＳｉＯＮ膜のみを成膜した。 FIG. 8 is a graph showing the dependency on the mode of the film forming process performed immediately before. Here, as a method of the present invention, the SiON film was formed by performing the film forming method as described above using the film forming apparatus shown in FIGS. At this time, only the SiON film having a low N concentration in the film was formed.
比較例としては、図１３に示した従来方法を用いてＳｉＯＮ膜を成膜した。この際、膜中のＮ濃度を種々変更して成膜し、Ｎ濃度が最も高い膜であるＳｉＮ膜（酸素成分がゼロ）も基準として成膜した。また実験では、共に直径が３００ｍｍのウエハＷを１００枚用いた。プロセス条件は、プロセス温度が共に６３０℃、成膜時のプロセス圧力が共に１３３Ｐａ〜２６６Ｐａ（１〜２Ｔｏｒｒ）の範囲内である。 As a comparative example, a SiON film was formed using the conventional method shown in FIG. At this time, the N concentration in the film was variously changed, and the SiN film (the oxygen component was zero), which is the film having the highest N concentration, was also formed as a reference. In the experiment, 100 wafers W each having a diameter of 300 mm were used. The process conditions are that both the process temperature is 630 ° C. and the process pressure during film formation is 133 Pa to 266 Pa (1 to 2 Torr).
図８中において、縦軸は成膜レートを示し、横軸は直前のＳｉＯＮ膜の成膜処理の態様を示している。そして、横軸の”ＬＬ”はＮ濃度が非常に低い場合を示し、”Ｌ”はＮ濃度が低い場合を示し、”Ｍ”はＮ濃度が中程度（ＬとＨとの間）の場合を示し、”Ｈ”はＮ濃度が非常に高い場合を示し、”ＳｉＮ”はシリコン窒化であり、Ｎ濃度が最も高い場合（理論的には酸素成分はゼロ）を示している。 In FIG. 8, the vertical axis indicates the film formation rate, and the horizontal axis indicates the form of the film formation process of the immediately preceding SiON film. “LL” on the horizontal axis indicates that the N concentration is very low, “L” indicates that the N concentration is low, and “M” indicates that the N concentration is medium (between L and H). “H” indicates the case where the N concentration is very high, and “SiN” indicates silicon nitridation, and the case where the N concentration is the highest (theoretically, the oxygen component is zero).
まず、従来の成膜方法に着目すると、ここでは、Ｎ濃度を種々変更して成膜しており、具体的にはＮ濃度が最も高いＳｉＮ膜と、Ｎ濃度が非常に高いＳｉＯＮ（Ｈ）膜と、Ｎ濃度が中程度のＳｉＯＮ（Ｍ）膜と、Ｎ濃度が低いＳｉＯＮ（Ｌ）膜とをそれぞれ成膜した。その際、横軸で示されるように、直前の成膜処理の態様を種々変更している。また、図８中の”Ｒ ｔｏ Ｒ”は”ＲＵＮ ＴＯ ＲＵＮ”の略であり、複数の成膜処理間の膜厚の差、すなわち膜厚の再現性の良否を示している。 First, paying attention to the conventional film formation method, the N concentration is variously changed here. Specifically, the SiN film having the highest N concentration and the SiON (H) having the very high N concentration. A film, a SiON (M) film having a medium N concentration, and a SiON (L) film having a low N concentration were formed. At that time, as shown by the horizontal axis, various aspects of the immediately preceding film forming process are changed. Further, “R to R” in FIG. 8 is an abbreviation of “RUN TO RUN”, and indicates a difference in film thickness between a plurality of film forming processes, that is, whether or not the reproducibility of the film thickness is good.
従来の成膜方法において、Ｎ濃度が最も高いＳｉＮ膜を成膜した場合は、直前の成膜処理の態様が”Ｌ”の場合も”Ｍ”の場合も成膜レートは略同じ１．５Å／Ｃｙｃｌｅ程度であって、膜厚再現性は±０．８％と低く、問題は生じない。またＮ濃度が非常に高いＳｉＯＮ（Ｈ）膜を成膜した場合は、直前の成膜処理の態様が”ＬＬ”、”Ｌ”、”Ｍ”の３種の場合も成膜レートは全て２．０Å／Ｃｙｃｌｅ前後であって膜厚再現性は±１．８％と低く、特に問題は生じない。 In the conventional film formation method, when the SiN film having the highest N concentration is formed, the film formation rate is about the same 1.5 mm regardless of whether the previous film formation process is “L” or “M”. The thickness reproducibility is as low as ± 0.8% and no problem occurs. Further, when a SiON (H) film having a very high N concentration is formed, the film formation rate is all 2 even when the last film forming process mode is “LL”, “L”, or “M”. The film thickness reproducibility is as low as ± 1.8% around 0.0 mm / cycle, and no particular problem occurs.
しかしながら、Ｎ濃度が中程度のＳｉＯＮ（Ｍ）膜を成膜した場合は、直前の成膜処理の態様が”Ｌ”の場合（２回）は成膜レートが１．０〜１．１Å／Ｃｙｃｌｅ程度であるのに対して、”Ｈ”の場合（２回）は成膜レートが１．５〜１．６Å／Ｃｙｃｌｅ程度であって膜厚再現性は±２２．８％と高く、再現性が大幅に劣化しているのが判る。また同様に、Ｎ濃度が低いＳｉＯＮ（Ｌ）膜を成膜した場合には、直前の成膜処理の態様が”Ｌ”の場合（３回）は０．７Å／Ｃｙｃｌｅ程度であるのに対して、”ＳｉＮ”（Ｎ濃度が最も高い）の場合には成膜レートは１．１Å／Ｃｙｃｌｅ程度であって膜厚再現性は±２３．７％と高く、この場合にも再現性が大幅に劣化しているのが判る。 However, when a SiON (M) film having a medium N concentration is formed, the film formation rate is 1.0 to 1.1 Å / when the last film formation mode is “L” (twice). When it is “H” (twice), the film formation rate is about 1.5 to 1.6 mm / cycle and the film thickness reproducibility is as high as ± 22.8%. It can be seen that the characteristics are greatly deteriorated. Similarly, when a SiON (L) film having a low N concentration is formed, when the film forming process immediately before is “L” (three times), it is about 0.7 mm / cycle. In the case of “SiN” (the highest N concentration), the film formation rate is about 1.1 Å / cycle and the film thickness reproducibility is as high as ± 23.7%. It can be seen that it has deteriorated.
すなわち、従来の成膜方法では、Ｎ濃度が最も高いＳｉＮ膜やＮ濃度が非常に高いＳｉＯＮ（Ｈ）膜を形成する場合には、直前の成膜処理の態様に対する依存性はほとんどないので問題はないが、Ｎ濃度が中程度、或いは低いＳｉＯＮ（Ｍ）膜及びＳｉＯＮ（Ｌ）膜を形成する場合には、その成膜レートは直前の成膜処理の態様に大きく依存してしまい、再現性が低下してしまうことが理解できる。特に、Ｎ濃度がより低いＳｉＯＮ（Ｌ）膜を成膜する程、直前の成膜処理の態様により大きく依存してしまうことが判る。 That is, in the conventional film formation method, when forming a SiN film with the highest N concentration or a SiON (H) film with a very high N concentration, there is almost no dependency on the form of the previous film formation process. However, when forming a SiON (M) film and a SiON (L) film with a medium or low N concentration, the film formation rate largely depends on the mode of the previous film formation process and is reproduced. It can be understood that the performance decreases. In particular, it can be seen that the more the SiON (L) film having a lower N concentration is formed, the greater the dependence on the immediately preceding film forming process.
これに対して、本発明方法の場合には、直前の成膜処理の態様の影響を最も受け易いＮ濃度の低いＳｉＯＮ（Ｌ）膜を形成した場合には、直前の成膜処理の態様が”Ｌ”の場合（３回）でも、逆にＮ濃度が最も高い”ＳｉＮ”（酸素成分がゼロ）の場合でも、共に成膜レートは１．１〜１．２Å／Ｃｙｃｌｅ程度であり、成膜レートは±２．０％であって安定していることが判る。すなわち、本発明方法の場合には、直前の成膜処理の態様に関係なく、成膜レートは常に安定しているので、膜厚の再現性を大幅に向上させることができる、ということを理解することができる。尚、ここでＮ濃度に関して、例えば”ＬＬ”は０．５ａｔｏｍｉｃ％程度、”Ｌ”は７．６ａｔｏｍｉｃ％程度、”Ｍ”は１７．７ａｔｏｍｉｃ％程度、”Ｈ”は２８．５ａｔｏｍｉｃ％程度、”ＳｉＮ”は５２．０ａｔｏｍｉｃ％程度である。 In contrast, in the case of the method of the present invention, when a SiON (L) film having a low N concentration, which is most susceptible to the influence of the immediately preceding film forming process, is formed, the immediately preceding film forming process is In both cases of “L” (three times) and “SiN” (oxygen component is zero) with the highest N concentration, the film formation rate is about 1.1 to 1.2 liters / cycle. It can be seen that the film rate is ± 2.0% and is stable. That is, in the case of the method of the present invention, it is understood that the reproducibility of the film thickness can be greatly improved because the film forming rate is always stable regardless of the form of the immediately preceding film forming process. can do. Here, regarding the N concentration, for example, “LL” is about 0.5 atomic%, “L” is about 7.6 atomic%, “M” is about 17.7 atomic%, “H” is about 28.5 atomic%, “ SiN ″ is about 52.0 atomic%.
＜成膜レートと膜厚の面内均一性の評価＞
次に、本発明方法により形成される薄膜の成膜レートと膜厚の面内均一性について検討したので、その評価結果について説明する。ここでは比較のために、図１３に示す従来の成膜方法を用いた場合についても実験を行った。図９は本発明の成膜方法により形成した薄膜の面内均一性と成膜レートとを示すグラフである。図９において、横軸にはＮ濃度をとっており、縦軸には成膜レート（左側）と膜厚の面内均一性（右側）をとっている。また、プロセス温度に関しては、それぞれ５５０℃の場合と６３０℃の場合について行っている。
<Evaluation of in-plane uniformity of film formation rate and film thickness>
Next, since the film formation rate and the in-plane uniformity of the film thickness formed by the method of the present invention were examined, the evaluation results will be described. Here, for comparison, an experiment was also conducted using the conventional film forming method shown in FIG. FIG. 9 is a graph showing in-plane uniformity and film formation rate of a thin film formed by the film formation method of the present invention. In FIG. 9, the horizontal axis represents N concentration, and the vertical axis represents film formation rate (left side) and in-plane uniformity of film thickness (right side). The process temperature is about 550 ° C. and 630 ° C., respectively.
まず、膜厚の面内均一性に関しては、従来方法の場合には、プロセス温度が５５０℃の場合はＮ濃度に応じて面内均一性は大きく変化しており、例えばＮ濃度が２２％程度の時には面内均一性は±７％程度まで大幅に低下しているのが理解できる。またプロセス温度が６３０℃の場合にも、Ｎ濃度に応じて面内均一性は大きく変化しており、例えば例えばＮ濃度が８％程度の時には面内均一性は±９％程度まで大幅に低下しているのが理解できる。 First, regarding the in-plane uniformity of the film thickness, in the case of the conventional method, the in-plane uniformity greatly varies depending on the N concentration when the process temperature is 550 ° C., for example, the N concentration is about 22%. It can be understood that the in-plane uniformity is drastically reduced to about ± 7%. Even when the process temperature is 630 ° C., the in-plane uniformity varies greatly depending on the N concentration. For example, when the N concentration is about 8%, the in-plane uniformity is greatly reduced to about ± 9%. I can understand.
これに対して、本発明方法の場合には、プロセス温度が５５０℃の場合には、Ｎ濃度が変化しても膜厚の面内均一性は非常に低くなっており、±２％以下になっている。またプロセス温度が６３０℃の場合にも、Ｎ濃度が変化しても膜厚の面内均一性は非常に低く、最大でも±４％程度である。このように、本発明方法の場合には、膜中のＮ濃度に関係なく、膜厚の面内均一性を高く維持できることを、確認することができた。 On the other hand, in the case of the method of the present invention, when the process temperature is 550 ° C., the in-plane uniformity of the film thickness is very low even if the N concentration changes, and it is ± 2% or less. It has become. Even when the process temperature is 630 ° C., the in-plane uniformity of the film thickness is very low even when the N concentration changes, and is about ± 4% at the maximum. Thus, in the case of the method of the present invention, it was confirmed that the in-plane uniformity of the film thickness can be kept high regardless of the N concentration in the film.
また成膜レートに関しては、全ての濃度においてＮ濃度が増加するに従って、成膜レートは順次略直線的に増加しているが、同じ温度、すなわち５５０℃同士及び６３０℃同士で本発明方法と従来方法の成膜レートを比較した場合、Ｎ濃度の全ての範囲において、従来方法よりも本発明方法の場合の成膜レートが０．１〜０．３Å／ｍｉｎ程度高くなっていることが判る。このように、本発明の成膜方法によれば、成膜レートに関しても従来方法よりも向上させることができる。 Regarding the film formation rate, as the N concentration increases at all concentrations, the film formation rate sequentially increases substantially linearly, but at the same temperature, that is, between 550 ° C. and 630 ° C., the method of the present invention and the conventional method. When the film formation rates of the methods are compared, it can be seen that the film formation rate in the case of the method of the present invention is about 0.1 to 0.3 / min higher than the conventional method in the entire range of N concentration. Thus, according to the film forming method of the present invention, the film forming rate can be improved as compared with the conventional method.
＜Ｎ濃度の制御性の評価＞
次に、本発明の成膜方法により形成されるシリコン酸窒化膜中のＮ濃度の制御性について実験を行ったので、その評価結果について説明する。図１０は本発明の成膜方法により形成されるシリコン酸窒化膜中のＮ濃度の制御性を説明するためのグラフである。
<Evaluation of controllability of N concentration>
Next, an experiment was conducted on the controllability of N concentration in the silicon oxynitride film formed by the film forming method of the present invention, and the evaluation result will be described. FIG. 10 is a graph for explaining the controllability of the N concentration in the silicon oxynitride film formed by the film forming method of the present invention.
ここではプロセス温度が５５０℃の場合と６３０℃の場合について行った。膜中の元素成分については、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）に関して計測した。この計測にはＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）を用いた。グラフ中、”ＣＴＲ”は各ゾーンのウエハ中心部の値を示し、”ＥＤＧ”は各ゾーンのウエハ周辺部（エッジ）の値を示す。また、グラフ中の横軸には、本発明の成膜方法の各種の異なる態様が示されている。 Here, the process temperature was 550 ° C. and 630 ° C. About the element component in a film | membrane, it measured about silicon (Si), oxygen (O), and nitrogen (N). For this measurement, XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) was used. In the graph, “CTR” indicates the value of the wafer central portion of each zone, and “EDG” indicates the value of the wafer peripheral portion (edge) of each zone. Further, various horizontal aspects of the film forming method of the present invention are shown on the horizontal axis in the graph.
例えば、態様の一例として一番左側の”（ＳｉＮ×５＋Ｏ＊ ）×１０”の場合、”５”は図４中の繰り返しの回数”ｎ”の値を示し、”１０”は図４中の”ｍ”の値を示しており、ここでは吸着工程と窒化工程とを繰り返し５回行った後に酸化工程を１回行い、更に上記一連の操作（繰り返し連続成膜工程）を１０回行ったことを示している（図３及び図４参照）。従って、ここではｎを”５”、”１０”、”２５”又は”１７”と変化させ、またｍを”１０”、”５”、”２”と変化させている。また、ここでは一番右側の成膜操作だけを除いて、全ての成膜操作の膜厚が略一定になるように設定している。 For example, in the case of “(SiN × 5 + O * ) × 10” on the left side as an example of the mode, “5” indicates the value of the number of repetitions “n” in FIG. 4, and “10” in FIG. The value of “m” is shown. Here, the adsorption process and the nitriding process were repeated 5 times, then the oxidation process was performed once, and the above series of operations (repeated continuous film forming process) was performed 10 times. (See FIGS. 3 and 4). Therefore, here, n is changed to “5”, “10”, “25”, or “17”, and m is changed to “10”, “5”, “2”. Here, the film thicknesses of all film forming operations are set to be substantially constant except for the rightmost film forming operation.
このグラフから明らかなように、繰り返し回数ｎを増加させると、温度にかかわらずシリコン酸窒化膜中のＮ濃度を次第に高くさせることができ、しかもウエハの”ＣＴＲ”と”ＥＤＧ”との間の濃度差もほとんどないことが理解できる。例えばプロセス温度が６３０℃の場合を例にとれば繰り返し回数ｎを”５”、”１０”、”２５”と順に増加させると、Ｎ濃度は４．２％（４．５％）、２３．７％（２１．５％）及び４６．０％（４６．９％）というように順に高くさせることができる。 As is apparent from this graph, when the number of repetitions n is increased, the N concentration in the silicon oxynitride film can be gradually increased regardless of the temperature, and between the “CTR” and “EDG” of the wafer. It can be understood that there is almost no difference in density. For example, taking the case where the process temperature is 630 ° C. as an example, increasing the number of repetitions n in the order of “5”, “10”, “25”, the N concentration is 4.2% (4.5%), 23. 7% (21.5%) and 46.0% (46.9%) can be increased in order.
また、同じ繰り返し回数ｎ、ｍであっても、温度が６３０℃と５５０℃とで異なると、Ｎ濃度もある程度異なっていることが理解できる。従って、上記繰り返し回数ｎ、ｍを適宜制御することにより、またプロセス温度を変化させることによって、所望するＮ濃度のシリコン酸窒化膜を得られることが判る。 Further, it can be understood that even when the number of repetitions is n and m, the N concentration varies to some extent when the temperature differs between 630 ° C. and 550 ° C. Therefore, it can be seen that a silicon oxynitride film having a desired N concentration can be obtained by appropriately controlling the number of repetitions n and m and changing the process temperature.
尚、実際の成膜処理では、プロセス温度を変化させるには比較的長時間を要するので、主に繰り返し回数ｎ、ｍを適宜コントロールすることによってシリコン酸窒化膜中のＮ濃度を調整することになる。 In the actual film formation process, it takes a relatively long time to change the process temperature. Therefore, the N concentration in the silicon oxynitride film is mainly adjusted by appropriately controlling the number of repetitions n and m. Become.
＜第２実施形態＞
次に本発明の成膜装置の第２実施形態について説明する。図１１は本発明に係る成膜装置の第２実施形態を示す縦断面構成図である。ここでは図１及び図２に示す構成と同一構成部分については同一参照符号を付し、その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the film forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the film forming apparatus according to the present invention. Here, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図１に示した先の第１実施形態にあっては、プラズマを立てる活性化手段６６を設けて酸化ガスの活性種（Ｏ２ ＊）と窒化ガスの活性種（ＮＨ３ ＊ ）とを形成したが、ここでは上記活性化手段６６を設けておらず、酸化ガスの活性種を生成するためにオゾナイザ（オゾン発生器）を設け（図３中のＳ４のプラズマ無しに対応）、また窒化工程は窒化ガスの活性種を用いないでサーマル（熱処理）による窒化を行うようにしている（図３中のＳ２のサーマルに対応）。 In the first embodiment shown in FIG. 1, the activation means 66 for generating plasma is provided to form the oxidizing gas active species (O 2 * ) and the nitriding gas active species (NH 3 * ). However, the activation means 66 is not provided here, but an ozonizer (ozone generator) is provided to generate active species of oxidizing gas (corresponding to the absence of plasma of S4 in FIG. 3), and a nitriding step Performs nitridation by thermal (heat treatment) without using an active species of nitriding gas (corresponding to the thermal of S2 in FIG. 3).
図１１に示すように、この成膜装置では、上述したようにプラズマを生成するための活性化手段６６（図１参照）を有しておらず、処理容器４はシンプルな円筒体状に形成されており、その天井側に排気口６８及びガス出口８４が連続して形成されている。
As shown in FIG. 11, this film forming apparatus does not have the activation means 66 (see FIG. 1) for generating plasma as described above, and the processing vessel 4 is formed in a simple cylindrical shape. The
そして、酸化ガス供給手段３２のガス通路５２の途中には、開閉弁５２Ａと流量制御器５２Ｂとの間に位置させてオゾナイザ（オゾン発生器）１００が介設されており、このオゾナイザ１００にて酸素活性種であるオゾンを生成できるようになっている。また、ここでは各ガスノズル３８、４０、４２、４４は分散形のガスノズルに替えて、短い直線状のストレート形のガスノズルを用いており、処理容器４内の底部側に各ガスを供給するようになっている。そして、図３中のステップＳ４における酸化工程（図４参照）は、このオゾナイザ１００によって生成された酸素活性種Ｏ３ （Ｏ２ ＊）により酸化処理を行うようになっている。
In the middle of the
また、図３中のステップＳ２にて行う窒化工程では、先に説明したＮＨ３ ＊ を用いた時の成膜時よりもプロセス温度を高くし、例えばプロセス温度を６００℃以上に設定し、サーマルによる窒化処理を行う。このように、プロセス温度を高く設定しておくことにより、プラズマにより生成したＮＨ３ ＊ を用いなくても、単なる窒化ガス、すなわちＮＨ３ ガスでシラン系ガスであるＤＣＳガスを窒化し、ＳｉＮを形成することができる。この成膜装置を用いて本発明方法を実施した場合にも、先に説明した本発明方法の実施形態と同様な作用効果を発揮することができる。 Further, in the nitriding step performed in step S2 in FIG. 3, the process temperature is set higher than that at the time of film formation when NH 3 * described above is used, for example, the process temperature is set to 600 ° C. or higher, and the thermal process is performed. Nitriding treatment is performed by In this way, by setting the process temperature high, even if NH 3 * generated by plasma is not used, a simple nitriding gas, that is, a DCS gas that is a silane-based gas is nitrided with NH 3 gas, and SiN is changed. Can be formed. Also when this invention method is implemented using this film-forming apparatus, the same effect as embodiment of this invention method demonstrated previously can be exhibited.
＜第３実施形態＞
次に本発明の成膜装置の第３実施形態について説明する。図１２は本発明に係る成膜装置の第３実施形態を示す縦断面構成図である。ここでは図１、図２及び図１１に示す構成と同一構成部分については同一参照符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the film forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the film forming apparatus according to the present invention. Here, the same components as those shown in FIGS. 1, 2 and 11 are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図１１に示した先の第２実施形態にあっては、オゾナイザ１００を設けて酸化ガスの活性種を形成したが、ここではオゾナイザ１００は勿論のこと、上記活性化手段６６も設けておらず、酸化ガスの活性種を生成するために高温の低圧雰囲気下において酸化ガスと還元ガスとを反応させるようにしている（図３中のＳ４のプラズマ無しに対応）。また窒化工程は窒化ガスの活性種を用いないでサーマル（熱処理）による窒化を行うようにしている点は（図３中のＳ２のサーマルに対応）、図１１に示す成膜装置を同じである。
In the second embodiment shown in FIG. 11, the
図１２に示すように、この成膜装置では、図１１の場合と同様に、プラズマを生成するための活性化手段６６（図１参照）を有しておらず、処理容器４はシンプルな円筒体状に形成されており、その天井側に排気口６８及びガス出口８４が連続して形成されている。
As shown in FIG. 12, this film forming apparatus does not have the activating means 66 (see FIG. 1) for generating plasma as in the case of FIG. 11, and the processing container 4 is a simple cylinder. The
そして、酸化ガス供給手段３２のガス通路５２の途中にもオゾナイザ１００を設けていない。そして、処理容器４の下部には、これに還元ガスを供給する還元ガス供給手段１０２が設けられている。この還元ガス供給手段１０２は、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通した短いストレート状の石英管よりなるガスノズル１０４を有している。このガスノズル１０４に接続されるガス通路１０６には、開閉弁１０６Ａ及びマスフローコントローラのような流量制御器１０６Ｂが順次介設されており、還元ガスを流量制御しつつ供給できるようになっている。ここでは還元ガスとしてＨ２ ガスを用いている。
The
また、ここでは各ガスノズル３８、４０、４２、４４は分散形のガスノズルに替えて、短い直線状のストレート形のガスノズルを用いており、処理容器４内の底部側に各ガスを供給するようになっている。そして、図３中のステップＳ４における酸化工程（図４参照）は、上記酸化ガスと還元ガスとを高温の低圧雰囲気下において反応させることによって生成された酸素活性種（Ｏ２ ＊）により酸化処理を行うようになっている。
Here, each
また、図３中のステップＳ２にて行う窒化工程では、図１１において説明したと同様に、先に説明したＮＨ３ ＊ を用いた時の成膜時よりもプロセス温度を高くし、例えばプロセス温度を６００℃以上に設定し、サーマルによる窒化処理を行う。このように、プロセス温度を高く設定しておくことにより、プラズマにより生成したＮＨ３ ＊ を用いなくても、単なる窒化ガス、すなわちＮＨ３ ガスでシラン系ガスであるＤＣＳガスを窒化し、ＳｉＮを形成することができる。 Further, in the nitriding step performed in step S2 in FIG. 3, the process temperature is set higher than that at the time of film formation when NH 3 * described above is used, as described in FIG. Is set to 600 ° C. or higher and thermal nitriding is performed. In this way, by setting the process temperature high, even if NH 3 * generated by plasma is not used, a simple nitriding gas, that is, a DCS gas that is a silane-based gas is nitrided with NH 3 gas, and SiN is changed. Can be formed.
ここで上記した酸化工程（プラズマ無し）は、次のように行われる（図３中のＳ４）。すなわち、処理容器４内へ別々に供給されたＯ２ ガスとＨ２ ガスが、ホットウォール状態となった処理容器４内を上昇しつつウエハＷの直近で水素の燃焼反応を介して酸素活性種（Ｏ＊ ）と水酸基活性種（ＯＨ＊ ）とを主体とする雰囲気が形成される。この時のプロセス条件は、温度が５００〜１２００℃の範囲内、例えば９００℃、圧力は０．０２Ｔｏｒｒ（２．７Ｐａ）〜３．０Ｔｏｒｒ（４００Ｐａ）の範囲内、例えば０．３５Ｔｏｒｒ（４６Ｐａ）である。 The oxidation step (without plasma) described above is performed as follows (S4 in FIG. 3). That is, O 2 gas and H 2 gas separately supplied into the processing container 4 rise in the processing container 4 in the hot wall state, and the oxygen active species are brought into contact with the wafer W through a hydrogen combustion reaction. An atmosphere mainly composed of (O * ) and hydroxyl group active species (OH * ) is formed. The process conditions at this time are a temperature in the range of 500 to 1200 ° C., for example 900 ° C., and a pressure in the range of 0.02 Torr (2.7 Pa) to 3.0 Torr (400 Pa), for example 0.35 Torr (46 Pa). is there.
ここで上記した活性種の形成過程は、例えば特開２００６−０４１４８２号公報等に開示されているように、次のように考えられる。すなわち、減圧雰囲気下にて水素と酸素とを別々にホットウォール状態の処理容器４内へ導入することにより、ウエハＷの直近にて以下のような水素の燃焼反応が進行すると考えられる。尚、下記の式中において＊印を付した化学記号はその活性種を表す。 Here, the formation process of the active species described above is considered as follows, as disclosed in, for example, JP-A-2006-041482. That is, it is considered that the following hydrogen combustion reaction proceeds in the immediate vicinity of the wafer W by separately introducing hydrogen and oxygen into the processing vessel 4 in a hot wall state in a reduced pressure atmosphere. In the following formula, chemical symbols marked with * represent active species.
Ｈ２ ＋Ｏ２ → Ｈ＊ ＋ＨＯ２
Ｏ２ ＋Ｈ＊ → ＯＨ＊ ＋Ｏ＊
Ｈ２ ＋Ｏ＊ → Ｈ＊ ＋ＯＨ＊
Ｈ２ ＋ＯＨ＊ → Ｈ＊ ＋Ｈ２ Ｏ
H 2 + O 2 → H * + HO 2
O 2 + H * → OH * + O *
H 2 + O * → H * + OH *
H 2 + OH * → H * + H 2 O
このように、Ｈ２ 及びＯ２ を別々に処理容器４内に導入すると、水素の燃焼反応過程中においてＯ＊ （酸素活性種）とＯＨ＊ （水酸基活性種）とＨ２ Ｏ（水蒸気）が発生する。そして、上記活性種の内の酸素活性種が作用して上記酸化処理が行われることになる。
この成膜装置を用いて本発明方法を実施した場合にも、先に説明した本発明方法の実施形態と同様な作用効果を発揮することができる。
As described above, when H 2 and O 2 are separately introduced into the processing vessel 4, O * (oxygen active species), OH * (hydroxyl active species), and H 2 O (water vapor) are generated during the combustion reaction of hydrogen. Occur. Then, the oxygen active species among the active species act to perform the oxidation treatment.
Also when this invention method is implemented using this film-forming apparatus, the same effect as embodiment of this invention method demonstrated previously can be exhibited.
尚、上記実施形態では、シラン系ガスとしてＤＣＳガスを用いたが、このガスとしては有機系のシラン系ガス、無機系のシラン系ガスのいずれを用いてもよく、具体的には、上記シラン系ガスは、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、モノシラン［ＳｉＨ４ ］、ジシラン［Ｓｉ２ Ｈ６ ］、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、テトラクロロシラン（ＴＣＳ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）よりなる群より選択される１以上のガスを用いることができる。 In the above embodiment, the DCS gas is used as the silane-based gas. However, any of an organic silane-based gas and an inorganic silane-based gas may be used as the gas. The system gases are dichlorosilane (DCS), hexachlorodisilane (HCD), monosilane [SiH 4 ], disilane [Si 2 H 6 ], hexamethyldisilazane (HMDS), tetrachlorosilane (TCS), disilylamine (DSA), trisilane. One or more gases selected from the group consisting of silylamine (TSA) and binary butylaminosilane (BTBAS) can be used.
また上記実施形態では、窒化ガスとしてＮＨ３ ガスを用いたが、これに限定されず、ＮＨ３ 又はヒドラジンを用いることができる。更に、上記実施形態では、酸化ＮＨ３ としてＯ２ ガスを用いたが、これに限定されず、上記酸化ガスは、Ｏ２ とＮ２ ＯとＮＯとＮＯ２ とＯ３ よりなる群から選択される１つ以上のガスを用いることがでる。 In the above embodiment, the NH 3 gas as a nitriding gas is not limited to this, it is possible to use NH 3 or hydrazine. Furthermore, in the above embodiment, O 2 gas is used as the oxidized NH 3 , but the present invention is not limited to this, and the oxidized gas is selected from the group consisting of O 2 , N 2 O, NO, NO 2 and O 3. One or more gases can be used.
また、ここでは一度に複数枚の半導体ウエハを処理することができるバッチ式の成膜装置を例にとって説明したが、これに限定されず、１枚ずつ半導体ウエハを処理する枚葉式の成膜装置にも本発明を適用することができる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。
Further, here, a batch type film forming apparatus capable of processing a plurality of semiconductor wafers at a time has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a single wafer type film forming process for processing semiconductor wafers one by one. The present invention can also be applied to an apparatus.
Although the semiconductor wafer is described as an example of the object to be processed here, the semiconductor wafer includes a silicon substrate and a compound semiconductor substrate such as GaAs, SiC, GaN, and the like, and is not limited to these substrates. The present invention can also be applied to glass substrates, ceramic substrates, and the like used in display devices.
２ 成膜装置
４ 処理容器
１２ ウエハボート（保持手段）
１８ 蓋部
２８ 窒化ガス供給手段
３０ シラン系ガス供給手段
３２ 酸化ガス供給手段
６６ 活性化手段
７４ プラズマ電極
７６ 高周波電源
８６ 排気系
９４ 加熱手段
９６ 装置制御部
９８ 記憶媒体
１００ オゾナイザ
１０２ 還元ガス供給手段
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
2 Film deposition apparatus 4
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記処理容器内へシラン系ガスを供給して前記シラン系ガスを前記被処理体の表面に吸着させる吸着工程と、前記被処理体の表面に吸着したシラン系ガスを窒化ガス又は活性化された窒化ガスを用いて窒化してシリコン窒化膜を形成する窒化工程とを、この順序で複数回繰り返し行った後に、前記シリコン窒化膜の一部又は全部を活性化された酸素を用いて酸化する酸化工程を行うようにした繰り返し連続成膜工程を複数回実行すると共に、
前記吸着工程と前記窒化工程との繰り返し回数を、前記繰り返し連続成膜工程を繰り返す毎に変化させるようにしたことを特徴とする成膜方法。 In a film forming method for forming a thin film made of a silicon-containing film on the surface of a target object in a processing container in which the target object is accommodated and made evacuable,
An adsorption step of supplying a silane-based gas into the processing vessel and adsorbing the silane-based gas on the surface of the object to be treated; and a nitriding gas or an activated silane-based gas adsorbed on the surface of the object to be treated a nitriding step of forming a silicon nitride film is nitrided using a nitriding gas, after going to Repetitive returned several times in this order, using the oxygen part or all activated the silicon nitride film oxide Performing the repeated continuous film forming step multiple times so as to perform the oxidation step,
A film forming method, wherein the number of repetitions of the adsorption process and the nitriding process is changed every time the repeated continuous film forming process is repeated.
真空引き可能になされた処理容器と、
前記被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、
前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、
少なくとも前記酸化ガスを活性化させて活性化された酸素を形成する活性化手段と、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体を制御する装置制御部と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。 In a film forming apparatus for forming a thin film made of a silicon-containing film on the surface of an object to be processed,
A processing vessel that can be evacuated;
Holding means for holding the object to be processed in the processing container;
Heating means for heating the object to be processed;
A silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing vessel;
Nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing vessel;
An oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the processing vessel;
Activating means for activating at least the oxidizing gas to form activated oxygen;
An apparatus controller that controls the entire apparatus so as to execute the film forming method according to claim 1;
A film forming apparatus comprising:
真空引き可能になされた処理容器と、
前記被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、
前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、
少なくとも前記酸化ガスを前記処理容器内へ供給する前に活性化させて活性化された酸素を形成するオゾナイザと、
請求項１乃至６及び９のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体を制御する装置制御部と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。 In a film forming apparatus for forming a thin film made of a silicon-containing film on the surface of an object to be processed,
A processing vessel that can be evacuated;
Holding means for holding the object to be processed in the processing container;
Heating means for heating the object to be processed;
A silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing vessel;
Nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing vessel;
An oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the processing vessel;
An ozonizer that activates at least the oxidizing gas before supplying it into the processing vessel to form activated oxygen;
An apparatus controller that controls the entire apparatus so as to execute the film forming method according to claim 1;
A film forming apparatus comprising:
真空引き可能になされた処理容器と、
前記被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、
前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ還元ガスを供給する還元ガス供給手段と、
請求項１乃至６、１０及び１１のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体の動作を制御する装置制御部と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。 In a film forming apparatus for forming a thin film made of a silicon-containing film on the surface of an object to be processed,
A processing vessel that can be evacuated;
Holding means for holding the object to be processed in the processing container;
Heating means for heating the object to be processed;
A silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing vessel;
Nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing vessel;
An oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the processing vessel;
Reducing gas supply means for supplying a reducing gas into the processing vessel;
An apparatus controller that controls the operation of the entire apparatus so as to execute the film forming method according to any one of claims 1 to 6, 10, and 11.
A film forming apparatus comprising:
被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、
前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、
少なくとも前記酸化ガスを活性化させて活性化された酸素を形成する活性化手段と、
装置全体の動作を制御する装置制御部と、
を備えた成膜装置を用いて前記被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成するに際して、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体を制御するコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。 A processing vessel that can be evacuated;
Holding means for holding the object to be processed in the processing container;
Heating means for heating the object to be processed;
A silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing vessel;
Nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing vessel;
An oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the processing vessel;
Activating means for activating at least the oxidizing gas to form activated oxygen;
A device control unit for controlling the operation of the entire device;
When forming a thin film made of a silicon-containing film on the surface of the object to be processed using a film forming apparatus comprising:
A storage medium storing a computer-readable program for controlling the entire apparatus so as to execute the film forming method according to claim 1.
被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、
前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、
少なくとも前記酸化ガスを前記処理容器内へ供給する前に活性化させて活性化された酸素を形成するオゾナイザと、
装置全体の動作を制御する装置制御部と、
を備えた成膜装置を用いて前記被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成するに際して、
請求項１乃至６及び９のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体の動作を制御するコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。 A processing vessel that can be evacuated;
Holding means for holding the object to be processed in the processing container;
Heating means for heating the object to be processed;
A silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing vessel;
Nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing vessel;
An oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the processing vessel;
An ozonizer that activates at least the oxidizing gas before supplying it into the processing vessel to form activated oxygen;
A device control unit for controlling the operation of the entire device;
When forming a thin film made of a silicon-containing film on the surface of the object to be processed using a film forming apparatus comprising:
A storage medium storing a computer-readable program for controlling the operation of the entire apparatus so as to execute the film forming method according to claim 1.
被処理体を前記処理容器内で保持する保持手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、
前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ還元ガスを供給する還元ガス供給手段と、
装置全体の動作を制御する装置制御部と、
を備えた成膜装置を用いて前記被処理体の表面に対してシリコン含有膜よりなる薄膜を形成するに際して、
請求項１乃至６、１０及び１１のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように装置全体の動作を制御するコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。 A processing vessel that can be evacuated;
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Heating means for heating the object to be processed;
A silane-based gas supply means for supplying a silane-based gas into the processing vessel;
Nitriding gas supply means for supplying a nitriding gas into the processing vessel;
An oxidizing gas supply means for supplying an oxidizing gas into the processing vessel;
Reducing gas supply means for supplying a reducing gas into the processing vessel;
A device control unit for controlling the operation of the entire device;
When forming a thin film made of a silicon-containing film on the surface of the object to be processed using a film forming apparatus comprising:
A storage medium storing a computer-readable program for controlling the operation of the entire apparatus so as to execute the film forming method according to any one of claims 1 to 6, 10, and 11.
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| KR101147727B1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-05-25 | 주식회사 유진테크 | Method of cyclic deposition thin film |
| US9685320B2 (en) | 2010-09-23 | 2017-06-20 | Lam Research Corporation | Methods for depositing silicon oxide |
| US9136114B2 (en) | 2010-11-04 | 2015-09-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing method, computer-readable medium with program for executing a substrate processing method, and substrate processing apparatus |
| JP5687715B2 (en) | 2010-12-27 | 2015-03-18 | 株式会社日立国際電気 | Semiconductor device manufacturing method, substrate processing method, and substrate processing apparatus |
| JP2012142386A (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Elpida Memory Inc | Nitride film formation method |
| JP5599350B2 (en) * | 2011-03-29 | 2014-10-01 | 東京エレクトロン株式会社 | Film forming apparatus and film forming method |
| WO2013027549A1 (en) | 2011-08-25 | 2013-02-28 | 株式会社日立国際電気 | Semiconductor device manufacturing method, substrate processing method, substrate processing apparatus, and recording medium |
| JP2013077805A (en) * | 2011-09-16 | 2013-04-25 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing method, substrate processing apparatus, and program |
| US8592328B2 (en) | 2012-01-20 | 2013-11-26 | Novellus Systems, Inc. | Method for depositing a chlorine-free conformal sin film |
| JP5922542B2 (en) * | 2012-09-19 | 2016-05-24 | 東京エレクトロン株式会社 | Method for forming laminated film and apparatus for forming the same |
| KR102207992B1 (en) | 2012-10-23 | 2021-01-26 | 램 리써치 코포레이션 | Sub-saturated atomic layer deposition and conformal film deposition |
| SG2013083241A (en) | 2012-11-08 | 2014-06-27 | Novellus Systems Inc | Conformal film deposition for gapfill |
| SG2013083654A (en) | 2012-11-08 | 2014-06-27 | Novellus Systems Inc | Methods for depositing films on sensitive substrates |
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| US9633838B2 (en) * | 2015-12-28 | 2017-04-25 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Vapor deposition of silicon-containing films using penta-substituted disilanes |
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Family Cites Families (3)
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