JP5632687B2 - 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 - Google Patents
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Description
てしまう恐れがある。
カーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD法によるSiC膜のコーティングが施されてなる基板支持具を処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記処理容器内において、表面に前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具により基板を支持した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を形成する工程を繰り返し行った後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へフッ素含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、
前記堆積物除去後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を再形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器内で基板を支持する基板支持具であって、カーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD法によるSiC膜のコーティングが施されてなる基板支持具と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理容器内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理容器内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理容器内にフッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記処理容器内において、表面に前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具により基板を支持した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を形成する工程を繰り返し行った後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へフッ素含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、
前記堆積物除去後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を再形成する工程と、
を行うように、前記処理ガス供給系、前記シリコン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系、前記フッ素含有ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
(1)基板処理装置の構成 まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図3,4を参照しながら説明する。図3は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウエハ処理時における断面構成図であり、図4は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウエハ搬送時における断面構成図である。
図3,4に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は処理容器202を備えている。処理容器202は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器202は、例えばアルミニウム(Al)やステンレス(SUS)などの金属材料により構成されている。処理容器202内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ200を処理する処理室201が形成されている。
処理室201内には、ウエハ200を支持する支持台203が設けられている。ウエハ200が直接触れる支持台203の上面には、ウエハ200を処理する際にウエハ200
を支持する基板支持具としてのサセプタ217が設けられている。図6は、本発明の一実施形態にかかるサセプタ217の断面概略図である。サセプタ217は、形状加工が施されたカーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD(Chemical Vapor Deposition)法によりSiC膜のコーティングが施され、さらにその最表面にシリコン酸化膜(SiO2膜、以下SiO膜ともいう)が形成されてなる。そして、SiO膜は、シリコン含有ガスを用いたCVD−SiC膜上へのシリコン含有層の形成と、大気圧未満の圧力雰囲気下での酸素含有ガスと水素含有ガスとを用いたシリコン含有層の酸化処理と、の繰り返しにより形成されてなる。なお、CVD−SiC膜の最表面にSiO膜を形成する様子の詳細については後述する。また、支持台203には、ウエハ200を加熱する加熱手段(加熱源)としてのヒータ206が内蔵されている。なお、支持台203の下端部は、処理容器202の底部を貫通している。
処理室201の外部には、支持台203を昇降させる昇降機構207bが設けられている。この昇降機構207bを作動させて支持台203を昇降させることにより、サセプタ217上に支持されるウエハ200を昇降させることが可能となっている。支持台203は、ウエハ200の搬送時には図4で示される位置(ウエハ搬送位置)まで下降し、ウエハ200の処理時には図3で示される位置(ウエハ処理位置)まで上昇する。なお、支持台203下端部の周囲は、ベローズ203aにより覆われており、処理室201内は気密に保持されている。
また、処理室201の底面(床面)には、例えば3本のリフトピン208bが鉛直方向に立ち上がるように設けられている。また、支持台203(サセプタ217も含む)には、かかるリフトピン208bを貫通させる貫通孔208aが、リフトピン208bに対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台203をウエハ搬送位置まで下降させた時には、図4に示すように、リフトピン208bの上端部がサセプタ217の上面から突出して、リフトピン208bがウエハ200を下方から支持するようになっている。また、支持台203をウエハ処理位置まで上昇させたときには、図3に示すようにリフトピン208bはサセプタ217の上面から埋没して、サセプタ217がウエハ200を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン208bは、ウエハ200と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
処理室201(処理容器202)の内壁側面には、処理室201の内外にウエハ200を搬送するウエハ搬送口250が設けられている。ウエハ搬送口250にはゲートバルブ251が設けられており、ゲートバルブ251を開くことにより、処理室201内と搬送室(予備室)271内とが連通するようになっている。搬送室271は搬送容器(密閉容器)272内に形成されており、搬送室271内にはウエハ200を搬送する搬送ロボット273が設けられている。搬送ロボット273には、ウエハ200を搬送する際にウエハ200を支持する搬送アーム273aが備えられている。支持台203をウエハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ251を開くことにより、搬送ロボット273により処理室201内と搬送室271内との間でウエハ200を搬送することが可能となっている。処理室201内に搬送されたウエハ200は、上述したようにリフトピン208b上に一時的に載置される。なお、搬送室271のウエハ搬送口250が設けられた側と反対側には、図示しないロードロック室が設けられており、搬送ロボット273によりロードロック室内と搬送室271内との間でウエハ200を搬送することが可能となっている。なお、ロードロック室は、未処理もしくは処理済のウエハ200を一時的に収容する予備室として機能する。
処理室201(処理容器202)の内壁側面であって、ウエハ搬送口250の反対側には、処理室201内の雰囲気を排気する排気口260が設けられている。排気口260には、排気チャンバ260aを介して排気管261が接続されている。排気管261には、処理室201内を所定の圧力に制御する圧力調整器としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ262、原料回収トラップ263、及び真空ポンプ264が順に直列に接続されている。主に、排気口260、排気チャンバ260a、排気管261、APCバルブ262、原料回収トラップ263、真空ポンプ264により処理容器202内を排気する排気系(排気ライン)が構成される。
処理室201の上部に設けられる後述のシャワーヘッド240の上面(天井壁)には、処理室201内に各種ガスを供給するガス導入口210が設けられている。なお、ガス導入口210に接続されるガス供給系の構成については後述する。
ガス導入口210と処理室201との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド240が設けられている。シャワーヘッド240は、ガス導入口210から導入されるガスを分散させる分散板240aと、分散板240aを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台203上のウエハ200の表面に供給するシャワー板240bと、を備えている。分散板240aおよびシャワー板240bには、複数の通気孔が設けられている。分散板240aは、シャワーヘッド240の上面及びシャワー板240bと対向するように配置されており、シャワー板240bは、支持台203上のウエハ200と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド240の上面と分散板240aとの間、および分散板240aとシャワー板240bとの間には、それぞれ空間が設けられており、かかる空間は、ガス導入口210から供給されるガスを分散させる第1バッファ空間(分散室)240c、および分散板240aを通過したガスを拡散させる第2バッファ空間240dとしてそれぞれ機能する。
処理室201(処理容器202)の内壁側面には、段差部201aが設けられている。そして、この段差部201aは、コンダクタンスプレート204をウエハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート204は、内周部にウエハ200を収容する穴が設けられた1枚のドーナツ状(リング状)をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート204の外周部には、所定間隔を空けて周方向に配列された複数の排出口204aが設けられている。排出口204aは、コンダクタンスプレート204の外周部がコンダクタンスプレート204の内周部を支えることができるよう、不連続に形成されている。
位置まで上昇する。その結果、ウエハ処理位置近傍に保持されているコンダクタンスプレート204が、ロワープレート205の凹部205bの上面部分を塞ぎ、凹部205bの内部をガス流路領域とする排気ダクト259が形成されることとなる。なお、このとき、排気ダクト259(コンダクタンスプレート204及びロワープレート205)及び支持台203によって、処理室201内が、排気ダクト259よりも上方の処理室上部と、排気ダクト259よりも下方の処理室下部と、に仕切られることとなる。なお、コンダクタンスプレート204およびロワープレート205は、排気ダクト259の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合(セルフクリーニングする場合)を考慮して、高温保持が可能な材料、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することが好ましい。
続いて、上述したガス導入口210に接続されるガス供給系の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系(ガス供給ライン)の構成図である。
処理室201の外部には、原料ガスであるシリコン含有ガスを供給する原料ガス供給源220aが設けられている。原料ガス供給源220aには、原料ガス供給管213aの上流側端部が接続されている。原料ガス供給管213aの下流側端部は、バルブva3を介してガス導入口210に接続されている。原料ガス供給管213aには、原料ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222aと、原料ガスの供給を制御するバルブva1,va2が設けられている。原料ガスとしては、例えばHCD(Si2Cl6)ガスが用いられる。主に、原料ガス供給源220a、原料ガス供給管213a、MFC222a、バルブva1,va2,va3により、原料ガス供給系(原料ガス供給ライン)が構成される。
また、処理室201の外部には、反応ガスを供給する反応ガス供給源220bが設けられている。反応ガス供給源220bには、反応ガス供給管213bの上流側端部が接続されている。反応ガス供給管213bの下流側端部は、バルブvb3を介して原料ガス供給管213aのバルブva3より下流側に接続されている。反応ガス供給管213bには、反応ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222bと、反応ガスの供給を制御するバルブvb1,vb2とが設けられている。反応ガスとしては、例えばアンモニア(NH3)ガスが用いられる。主に、反応ガス供給源220b、反応ガス供給管213b、MFC222b、バルブvb1,vb2,vb3により、反応ガス供給系(反応ガス供給ライン)が構成される。
また、処理室201の外部には、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給源220eが設けられている。クリーニングガス供給源220eには、クリーニングガス供給管213eの上流側端部が接続されている。クリーニングガス供給管213eの下流側端部は、バルブve3を介して原料ガス供給管213aのバルブva3より下流側に接続されている。クリーニングガス供給管213eには、クリーニングガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222eと、クリーニングガスの供給を制御するバルブve1,ve2とが設けられている。クリーニングガスとしては、例えば三フッ化塩素(ClF3)ガス等のフッ素含有ガスが用いられる。主に、クリーニングガス供給源220e、クリーニングガス供給管213e、MFC222e、バルブve1,ve2,ve3により、クリーニングガス供給系(クリーニングガス供給ライン)が構成される。
また、処理室201の外部には、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給源220cが設けられている。酸素含有ガス供給源220cには、酸素含有ガス供給管213cの上流側端部が接続されている。酸素含有ガス供給管213cの下流側端部は、バルブvc3を介してガス導入口210に接続されている。酸素含有ガス供給管213cには、酸素含有ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222cと、酸素含有ガスの供給を制御するバルブvc1,vc2とが設けられている。酸素含有ガスとしては、例えば酸素(O2)ガスが用いられる。主に、酸素含有ガス供給源220c、酸素含有ガス供給管213c、MFC222c、バルブvc1,vc2,vc3により、酸素含有ガス供給系(酸素含有ガス供給ライン)が構成される。
また、処理室201の外部には、水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給源220dが設けられている。水素含有ガス供給源220dには、水素含有ガス供給管213dの上流側端部が接続されている。水素含有ガス供給管213dの下流側端部は、バルブvd3を介して酸素含有ガス供給管213cのバルブvc3より下流側に接続されている。水素含有ガス供給管213dには、水素含有ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222dと、水素含有ガスの供給を制御するバルブvd1,vd2とが設けられている。水素含有ガスとしては、例えば水素(H2)ガスが用いられる。主に、水素含有ガス供給源220d、水素含有ガス供給管213d、MFC222d、バルブvd1,vd2,vd3により、水素含有ガス供給系(水素含有ガス供給ライン)が構成される。
また、処理室201の外部には、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源220f,220gが設けられている。不活性ガス供給源220fには、不活性ガス供給管213fの上流側端部が接続されている。不活性ガス供給管213fの下流側端部は、バルブvf3
を介して原料ガス供給管213aのバルブva3より下流側に接続されている。不活性ガス供給管213fには、不活性ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222fと、不活性ガスの供給を制御するバルブvf1,vf2とが設けられている。また、不活性ガス供給源220gには、不活性ガス供給管213gの上流側端部が接続されている。不活性ガス供給管213gの下流側端部は、バルブvg3を介して酸素含有ガス供給管213cのバルブvc3より下流側に接続されている。不活性ガス供給管213gには、不活性ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222gと、不活性ガスの供給を制御するバルブvg1,vg2とが設けられている。不活性ガスとしては、例えば窒素(N2)ガスが用いられる。主に、不活性ガス供給源220f、不活性ガス供給管213f、MFC222f、バルブvf1,vf2,vf3により、第1不活性ガス供給系(第1不活性ガス供給ライン)が構成される。また、主に、不活性ガス供給源220g、不活性ガス供給管213g、MFC222g、バルブvg1,vg2,vg3により、第2不活性ガス供給系(第2不活性ガス供給ライン)が構成される。
なお、本実施形態にかかる基板処理装置は、基板処理装置の各部の動作を制御するコントローラ280を有している。コントローラ280は、ゲートバルブ251、昇降機構207b、搬送ロボット273、ヒータ206、サブヒータ206a、圧力調整器(APC)262、真空ポンプ264、バルブva1〜va3,vb1〜vb3,vc1〜vc3,vd1〜vd3、ve1〜ve3、vf1〜vf3、vg1〜vg3、流量コントローラ222a,222b,222c,222d,222e,222f,222g等の動作を制御する。
続いて、本発明の一実施形態に係る基板処理工程について、図1を参照しながら説明する。本実施形態に係る基板処理工程は、サセプタ217表面に形成されたCVD−SiC膜上にSiO膜を形成するSiO膜形成工程(S1)と、大気圧未満の圧力雰囲気下でO2ガスとH2ガスとを用いてSiO膜を改質する改質工程(S2)と、SiN膜で処理室201内壁等を覆う処理(プリコート)を行うプリコート工程(S3)と、ウエハ200上にSiN膜を形成する薄膜形成工程(S4)と、処理室201の内壁等に付着した堆積物を除去するクリーニング工程(S5)と、堆積物除去後のサセプタ217表面上にSiO膜を再形成する工程(S6)と、を有する。なお、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280によって制御される。
本工程では、CVD−SiC膜のコーティングが表面に施されたカーボン基材またはSi含浸SiC基材に対し、HCDガスを用いたSiC膜上へのシリコン含有層の形成と、大気圧未満の圧力雰囲気下でのO2ガスとH2ガスとを用いたシリコン含有層の酸化処理と、を繰り返すことで、CVD−SiC膜上にSiO膜を形成する。以下に、SiO膜形成工程(S1)を具体的に説明する。
まず、処理室201内にウエハ200を搬入していない状態、すなわち、支持台203上にウエハ200が載置されておらず、サセプタ217の上面が露出した状態で、ゲートバルブ251を閉じる。そして、昇降機構207bを作動させ、サセプタ217を図3に示すウエハ処理位置まで上昇させる。なお、サセプタ217を構成するカーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面には、CVD−SiC膜のコーティングが施されている。
処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ264によって真空排気される。この際、処理室201内の圧力は図示しない圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ262がフィードバック制御される(圧力調整)。また、処理室201内、すなわちサセプタ217等が所望の温度となるようにヒータ206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、図示しない温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ206への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。その後、後述する4つのステップ(S1c〜S1f)を順次実行する。
真空ポンプ264を作動させたまま、原料ガス供給管213aのバルブva1〜va3を開き、原料ガス供給管213a内にHCDガスを流す。原料ガス供給管213a内を流れたHCDガスは、マスフローコントローラ222aにより流量調整される。流量調整されたHCDガスは、シャワーヘッド240により分散されてサセプタ217の表面や処理室201の内壁等に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260を介して排気管261から排気される(HCDガス供給)。このとき、同時にバルブvf1〜vf3,vg1〜vg3を開き、不活性ガス供給管213f,213g内にN2ガス等の不活性ガスを流す。不活性ガス供給管213f,213g内を流れたN2ガスは、それぞれマスフローコントローラ222f,222gにより流量調整される。流量調整されたN2ガスは、HCDガスと一緒にサセプタ217の表面や処理室201の内壁等に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260を介して排気管261から排気される。
た、サセプタ217の表面等に形成可能なシリコン含有層の最小値は1原子層未満である。よって、シリコン含有層の厚さは1原子層未満から数原子層とするのが好ましい。
サセプタ217の表面等にシリコン含有層が形成された後、原料ガス供給管213aのバルブva1〜va3を閉じ、HCDガスの供給を停止する。このとき、排気管261のAPCバルブ262は開いたままとし、真空ポンプ264により処理室201内を真空排気し、残留したHCDガスを処理室201内から排除する。このとき、バルブvf1〜vf3,vg1〜vg3を開いたままとして、不活性ガスを処理室201内へ供給すると、残留したHCDガスを排除する効果が更に高まる(パージ)。このときのヒータ206の温度は、処理室201内の温度がHCDガスの供給時と同じく300〜700℃、好ましくは350〜650℃の範囲内の温度となるように設定する。
処理室201内の残留ガスを除去した後、酸素含有ガス供給管213cのバルブvc1〜vc3、不活性ガス供給管213f,213gのバルブvf1〜vf3,vg1〜vg3を開き、酸素含有ガス供給管213c内にO2ガスを流し、不活性ガス供給管213f,213g内にN2ガスを流す。酸素含有ガス供給管213c内を流れたO2ガスは、マスフローコントローラ222cにより流量調整され、不活性ガス供給管213f,213g内を流れたN2ガスは、それぞれマスフローコントローラ222f,222gにより流量調整される。流量調整されたO2ガス及びN2ガスは、シャワーヘッド240により分散されてサセプタ217の表面や処理室201の内壁等に供給された後、排気ダクト259内を流れ、排気口260を介して排気管261から排気される。
内の温度となるように設定する。
シリコン含有層をシリコン酸化層へと改質した後、酸素含有ガス供給管213cのバル
ブvc1〜vc3を閉じ、O2ガスの供給を停止する。また、水素含有ガス供給管213dのバルブvd1〜vd3を閉じ、H2ガスの供給を停止する。このとき、排気管261のAPCバルブ262は開いたままとし、真空ポンプ264により処理室201内を真空排気し、残留したO2ガスやH2ガスを処理室201内から排除する。このとき、バルブvf1〜vf3,vg1〜vg3を開いたままとして、不活性ガスを処理室201内へ供給すると、残留したO2ガスやH2ガスを排除する効果が更に高まる。このときのヒータ206の温度は、処理室201内の温度がO2ガス及びH2ガスの供給時と同じく350〜700℃、好ましくは350〜650℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。
そして、上述したステップ1(S1c)〜ステップ4(S1f)を1サイクルとして、このサイクルを所定回数実施する(S1g)。これにより、サセプタ217の表面、処理室201内壁、シャワー板240b、コンダクタンスプレート204等の処理室201内の部材等に、所定膜厚のSiO膜を成膜することが出来る。
所定膜厚のSiO膜が成膜されると、バルブvf1〜vf3,vg1〜vg3を開き、不活性ガス供給管213f及び不活性ガス供給管213gのそれぞれから不活性ガスとしてのN2ガスを処理室201内へ供給し、排気ダクト259、排気孔260を介して排気管261から排気する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより処理室201内が不活性ガスでパージされ、処理室201内に残留するガスが処理室201内から除去される(パージ)。
本工程では、SiO膜形成工程(S1)で形成したSiO膜に対し、大気圧未満の圧力雰囲気下でのO2ガスとH2ガスとを用いた改質処理をさらに行う。以下に、改質工程(S2)を具体的に説明する。
処理室201内のパージ終了後、処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ264によって真空排気される。この際、処理室201内の圧力は図示しない圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ262がフィードバック制御される(圧力調整)。また、処理室201内、すなわちサセプタ217等が所望の温度となるようにヒータ206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、図示しない温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ206への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。なお、このとき、サセプタ217等の温度が、SiO膜形成工程(S1)におけるサセプタ217等の温度と同様な温度か、それより高い温度となるようにヒータ206を制御する。好ましくは、サセプタ217等の温度が、SiO膜形成工程(S1)におけるサセプタ217等の温度よりも高い温度となるようにヒータ206を制御する。
そして、酸素含有ガス供給管213cのバルブvc1〜vc3を開き、酸素含有ガス供給管213c内にO2ガスを流す。酸素含有ガス供給管213c内を流れたO2ガスは、マスフローコントローラ222cにより流量調整される。流量調整されたO2ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給される。このとき同時に、水素含有ガス供給管213dのバルブvd1〜vd3を開き、水素含有ガス供給管213d内にH2ガスを流す。水素含有ガス供給管213d内を流れたH2ガスは、マスフローコントローラ222dにより流量調整される。流量調整されたH2ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給される。なお、H2ガスは、酸素含有ガス供給管213c及びシャワーヘッド240を経由する際にO2ガスと混合される。すなわち、処理室201内へは、O2ガスとH2ガスとの混合ガスが供給されることとなる。O2ガスとH2ガスの混合ガスは、加熱された減圧状態の処理室201内に供給され、排気ダクト259、排気孔260を介して排気管261から排気される(O2ガス+H2ガス供給)。
高周波電力は、例えば50〜1000Wの範囲内の電力となるように設定する。その他の処理条件は、上述の処理条件と同様とする。なお、上述の温度帯では、O2ガスとH2ガスとは熱で活性化されて十分に反応し、十分な量の反応種が生成される。よって、O2ガスとH2ガスとをノンプラズマで熱的に活性化させても十分な改質効果(不純物除去効果)が得られる。なお、O2ガスとH2ガスは熱で活性化させて供給した方が、ソフトな反応を生じさせることができ、上述の改質処理をソフトに行うことができる。
改質処理が終了すると、バルブvf1〜vf3,vg1〜vg3を開き、不活性ガス供給管213f及び不活性ガス供給管213gのそれぞれから不活性ガスとしてのN2ガスを処理室201内へ供給し、排気ダクト259、排気口260を介して排気管261から排気する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内が不活性ガスでパージされ、処理室201内に残留するガスが処理室201内から除去される(パージ)。
続いて、後述する薄膜形成工程(S4)でウエハ200上に成膜する薄膜と同じ膜、すなわちSiN膜で処理室201の内壁等を覆う処理(プリコート)を行う。このとき、SiOからSiNへと組成比を少しずつ変化させたSiON膜をSiO膜上に形成するようにしてもよい。なお、プリコート工程(S3)は、処理室201内へウエハ200を搬入せずに成膜処理を行う点を除き、後述する薄膜形成工程(S4)と同じであるため、ここでは説明を省略する。
処理室201内壁等へのプリコートが完了したら、処理室201内にウエハ200を搬入し、ウエハ200上にSiN膜を形成する工程(S4)を実施する。なお、本工程(S4)では、ウエハ200を収容した処理室201内にCVD反応が生じる条件下でシリコン含有ガスとしてのHCDガスを供給し排気することで、ウエハ200上にシリコン含有層を形成する工程(S4d)と、処理室201内に窒素含有ガスとしてのNH3ガスを供給し排気することで、シリコン含有層を窒化してシリコン窒化層を形成する工程(S4e)と、を1サイクルとして、このサイクルを1回以上行うことで、所定膜厚のシリコン窒化膜(SiN膜)を形成する。以下に、薄膜形成工程(S4)を具体的に説明する。
昇降機構207bを作動させ、サセプタ217を図4に示すウエハ搬送位置まで降下させる。ゲートバルブ251を開け、処理室201内にウエハ200を搬入し、リフトピン208b上にウエハ200を載置させる。ゲートバルブ251を閉じ、昇降機構207bを作動させ、ウエハ200を図3に示すウエハ処理位置まで上昇させ、サセプタ217上に移載させる。
処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ264によって真空排気される。この際、処理室201内の圧力は図示しない圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ262がフィードバック制御される(圧力調整)。また、処理室201内、すなわちウエハ200が所望の温度となるようにヒータ206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、図示しない温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ206への通電具合がフィードバック制御
される(温度調整)。その後、後述する2つのステップ(S4d,S4e)を順次実行する。
真空ポンプ264を作動させたまま、原料ガス供給管213aのバルブva1〜va3を開き、原料ガス供給管213a内にHCDガスを流す。原料ガス供給管213a内を流れたHCDガスは、マスフローコントローラ222aにより流量調整される。流量調整されたHCDガスは、シャワーヘッド240により分散されてウエハ200の表面等に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260を介して排気管261から排気される(HCDガス供給)。このとき、同時にバルブvf1〜vf3,vg1〜vg3を開き、不活性ガス供給管213f,213g内にN2ガス等の不活性ガスを流す。不活性ガス供給管213f,213g内を流れたN2ガスは、それぞれマスフローコントローラ222f,222gにより流量調整される。流量調整されたN2ガスは、HCDガスと一緒にウエハ200の表面等に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260を介して排気管261から排気される。
真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のHCDガスを処理室201内から排除する。このとき、バルブvf1〜vf3,vg1〜vg3は開いたままとして、N2ガスの処理室201内への供給を維持する。これにより、処理室201内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のHCDガスを処理室201内から排除する効果を高める。
処理室201内の残留ガスを除去した後、反応ガス供給管213bのバルブvb1〜vb3を開き、反応ガス供給管213b内にNH3ガスを流す。反応ガス供給管213b内を流れたNH3ガスは、マスフローコントローラ222bにより流量調整される。流量調整されたNH3ガスは、シャワーヘッド240により分散されてウエハ200の表面等に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260を介して排気管261から排気される。このとき、バルブvf1〜vf3,vg1〜vg3は開いたままとして、不活性ガス供給管213f,213g内にN2ガス等の不活性ガスを流す。不活性ガス供給管213f,213g内を流れたN2ガスは、それぞれマスフローコントローラ222f,222gにより流量調整される。流量調整されたN2ガスは、NH3ガスと一緒にウエハ200の表面等に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260を介して排気管261から排気される。
を停止する。このとき、排気管261のAPCバルブ262は開いたままとして、真空ポンプ264により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは窒化に寄与した後のNH3ガスを処理室201内から排除する。なお、この時、バルブvf1〜vf3,vg1〜vg3は開いたままとして、N2ガスの処理室201内への供給を維持する。これにより、処理室201内に残留する未反応もしくは窒化に寄与した後のNH3ガスを処理室201内から排除する効果を高める。
上述したステップ1(S4d)及びステップ2(S4e)を1サイクルとして、このサイクルを1回以上行うことにより、ウエハ200上に所定膜厚のシリコン(第1元素)および窒素(第2元素)を含む薄膜、すなわち、シリコン窒化膜(SiN膜)を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。
所定膜厚のシリコン窒化膜を形成する成膜処理がなされると、N2等の不活性ガスが処理室201内へ供給され、排気ダクト259、排気口260を介して排気管261より排気されることで処理室201内が不活性ガスでパージされる(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る(不活性ガス置換)。
昇降機構207bを作動させ、サセプタ217を図4に示すウエハ搬送位置まで降下させ、リフトピン208b上にウエハ200を移載させる。そして、ゲートバルブ251を開け、処理室201内からウエハ200を搬出する。
上述の薄膜形成工程(S4)を繰り返すと、処理容器202の内壁や、シャワー板240b、サセプタ217、コンダクタンスプレート204等の処理室201内の部材に、SiNが累積する。すなわち、SiNを含む堆積物が処理容器202の内壁等に付着し累積する。この内壁等に付着し累積した堆積物の厚さが、堆積物に剥離・落下が生じる前の所定の厚さ(例えば1μm〜5μm)に達した時点で、処理容器202内のクリーニングが行われる。クリーニングは、所定の温度に加熱された処理室201内に、クリーニングガスとしてClF3ガスを単独で、もしくは不活性ガスで希釈されたClF3ガスを供給し、処理室201内に堆積(累積)した堆積物を除去することにより行う。以下に、クリーニング工程(S5)を具体的に説明する。
まず、処理室201内にウエハ200を搬入していない状態、すなわち、支持台203上にウエハ200が載置されておらず、サセプタ217の上面が露出した状態で、ゲートバルブ251を閉じる。そして、昇降機構207bを作動させ、サセプタ217を図3に示すウエハ処理位置まで上昇させる。
処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ264によって真空排気される。この際、処理室201内の圧力は図示しない圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ262がフィードバック制御される(圧力調整)。また、処理室201内が所望の温度となるようにヒータ206によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度(クリーニング温度)となるように、図示しない温度セ
ンサが検出した温度情報に基づきヒータ206への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。
次いで、処理室201内の温度、圧力が、それぞれ所定の温度、所定の圧力に維持された状態で、クリーニングガス供給管213eのバルブve1〜ve3を開き、クリーニングガス供給管213e内にClF3ガスを流す。クリーニングガス供給管213e内を流れたClF3ガスは、マスフローコントローラ222eにより流量調整される。流量調整されたClF3ガスは、クリーニングガス供給管213e内を流れ、シャワーヘッド240により分散されてサセプタ217の表面や処理室201の内壁等に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260を介して排気管261から排気される。
予め設定された堆積物のエッチング時間が経過し、処理室201内のクリーニングが終了すると、バルブve1〜ve3を閉じることで、ClF3ガス、または希釈されたClF3ガスの処理室201内への供給を停止する。その後、処理室201内にN2ガスが供給され、排気ダクト259、排気口260を介して排気管261から排気されることで処理室201内がパージされる。
処理室内の温度:350℃〜500℃、
処理室内の圧力:6650Pa(50Torr)〜26600Pa(200Torr)、好ましくは13300Pa(100Torr)以上19950Pa(150Torr)、
ClF3ガス供給流量:0.5〜5slm、
N2ガス供給流量:1〜20slm
が例示され、それぞれのエッチング条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することで薄膜のエッチングがなされる。
上述のクリーニング工程(S5)を実施すると、SiN等の薄膜を含む堆積物がエッチングされるだけではなく、SiO膜形成工程(S1)にて形成したSiO膜も微量ながらエッチングされてしまうことがある。これは、例えばサセプタ217の表面に付着した堆積物の厚さがサセプタ217の表面にわたり均一とはならないことから、堆積物の薄い部分が先にエッチングされ、その部位におけるSiO膜がクリーニング中に露出しClF3ガスに長時間曝されたり、部位により堆積物のエッチングレートが異なる場合に、エッチングレートの速い部分における堆積物が先にエッチングされ、その部位におけるSiO膜がクリーニング中に露出しClF3ガスに長時間曝されたりするからである。そのため、クリーニング工程(S5)を実施した後は、プリコート工程(S3)や薄膜形成工程(S4)を実施する前に、SiO膜形成工程(S1)及び改質工程(S2)を再び実施する。これにより、SiO膜を修復し、SiO膜によるCVD−SiC膜の耐エッチング効果を持続させることができ、カーボン基材あるいはSi含浸SiC基材の表面に形成されたCVD−SiC膜のエッチングを確実に回避することができる。
ル毎に、所定の工程における処理室内圧力やガス供給時間を変化させるようにすればよい。
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
ング時においてエッチング速度の低いSiO膜を形成することが可能となる。
成工程(S1)や改質工程(S2)を実施する。これにより、クリーニング後に処理室201内に残留する残留フッ素(F)等のクリーニング残渣を効率的に除去することが可能となる。
図8は、比較的低圧な条件でのClF3ガスによるSi、SiN、SiC、Quartzのドライエッチングレート(D.E.R)を比較評価した結果である。
図9は、CVD−SiC膜の保護に利用しうる各種シリコン酸化物材料とSiNのClF3ガスによるドライエッチングレート(D.E.R)を比較評価した結果である。
度)を780℃、処理室内圧力(処理圧力)を50Pa(0.38Torr)、DCSガス流量を100sccm、N2Oガス流量を200sccmとし、膜厚を6000Å程度とした。
で成膜しているにもかかわらず、CVD−SiOよりもドライエッチングレートが低く(すなわちエッチング耐性が高く)、望ましい。また、New−SiO(1)やNew−SiO(2)の方が、CVD−SiOよりも低温で成膜しているにもかかわらず、CVD−SiOよりも膜中不純物濃度が低いことも確認されており、この点でも望ましい。
なお、上述の実施形態では、基板処理装置として一度に1枚の基板を処理する枚葉式の装置を用いて成膜する例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、基板処理装置として一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型装置を用いて成膜するようにしてもよい。
くなるように構成されている。プロセスチューブ303内には、温度検出器としての温度センサ363が設置されており、温度センサ363により検出された温度情報に基づきヒータ307への通電具合を調整することにより、処理室301内の温度が所定の温度分布となるように構成されている。温度センサ363は、第1ノズル333a及び第2ノズル333bと同様に、プロセスチューブ303の内壁に沿って設けられている。
上述の実施形態では、薄膜形成工程(S4)でSiN膜を形成する場合について説明したが、本発明は係る場合に限定されず、SiON膜、SiCN膜、SiOCN膜、SiOC膜、Poly−Si膜等のSiO膜以外のシリコン系薄膜を形成する場合や、金属系薄膜を形成する場合であっても好適に適用可能である。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
カーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD法によるSiC膜のコーティングが施されてなる基板支持具を処理容器内に収容した状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記処理容器内において、表面に前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具により基板を支持した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を形成する工程を繰り返し行った後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態で、前記処理容器内へフッ素含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、
前記堆積物除去後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシ
リコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を再形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器内で基板を支持する基板支持具であって、カーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD法によるSiC膜のコーティングが施されてなる基板支持具と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理容器内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理容器内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理容器内にフッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記処理容器内において、表面に前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具により基板を支持した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を形成する工程を繰り返し行った後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態で、前記処理容器内へフッ素含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、
前記堆積物除去後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を再形成する工程と、
を行うように、前記処理ガス供給系、前記シリコン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系、前記フッ素含有ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器内で基板を支持する基板支持具であって、カーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD法によるSiC膜のコーティングが施されてなる基板支持具と、
前記処理容器内にシリコン含有ガスを含む処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理容器内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理容器内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
を有し、
前記基板支持具により基板を支持しない状態で、前記処理容器内へのシリコン含有ガスの供給、排気による前記基板支持具表面上へのシリコン含有層の形成と、大気圧未満の圧力雰囲気とした前記処理容器内への酸素含有ガスと水素含有ガスとの供給、排気による前記シリコン含有層の酸化処理と、の繰り返しにより前記基板支持具表面上にシリコン酸化膜を形成し、
前記シリコン酸化膜を形成した後の前記基板支持具により基板を支持した状態で、前記処理容器内への処理ガスの供給、排気により基板を処理し、
前記基板支持具により処理済基板を支持しない状態で、前記処理容器内へのクリーニングガスの供給、排気により、前記基板処理時に前記基板支持具に付着した堆積物を除去し、
前記基板支持具により基板を支持しない状態で、前記処理容器内へのシリコン含有ガスの供給、排気による前記堆積物除去後の前記基板支持具表面上へのシリコン含有層の形成
と、大気圧未満の圧力雰囲気とした前記処理容器内への酸素含有ガスと水素含有ガスとの供給、排気による前記シリコン含有層の酸化処理と、の繰り返しにより前記基板支持具表面上にシリコン酸化膜を再形成するように
前記処理ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系、前記クリーニングガス供給系、および、前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
基板を処理する際に前記基板を支持する基板支持具であって、カーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD法によるSiC膜のコーティングが施されてなる基板支持具に対し、シリコン含有ガスを用いた前記SiC膜上へのシリコン含有層の形成と、大気圧未満の圧力雰囲気下での酸素含有ガスと水素含有ガスとを用いた前記シリコン含有層の酸化処理と、の繰り返しにより前記基板支持具表面上にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記シリコン酸化膜を形成した後の前記基板支持具により基板を支持した状態で処理ガスを用いて基板を処理する工程と、
前記基板処理時に前記基板支持具に付着した堆積物をクリーニングガスを用いて除去する工程と、
前記堆積物除去後の前記基板支持具表面上へのシリコン含有ガスを用いたシリコン含有層の形成と、大気圧未満の圧力雰囲気下での酸素含有ガスと水素含有ガスとを用いた前記シリコン含有層の酸化処理と、の繰り返しにより前記基板支持具表面上にシリコン酸化膜を再形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
217 サセプタ(基板支持具)
Claims (8)
- カーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD法によるSiC膜のコーティングが施されてなる基板支持具を処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記処理容器内において、表面に前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具により基板を支持した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を形成する工程を繰り返し行った後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へフッ素含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、
前記堆積物除去後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を再形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記シリコン酸化膜を形成する工程の後であって前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程の前に、表面に前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン酸化膜を改質する工程をさらに有する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シリコン酸化膜を形成する工程の後であって前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程の前に、表面に前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、前記シリコン酸化膜上に前記薄膜を形成する工程をさらに有する請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シリコン酸化膜を改質する工程の後であって前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程の前に、表面に前記改質後の前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、前記改質後の前記シリコン酸化膜上に前記薄膜を形成する工程をさらに有する請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シリコン酸化膜を再形成する工程の後に、表面に前記シリコン酸化膜が再形成された前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、再形成された前記シリコン酸化膜を改質する工程をさらに有する請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シリコン酸化膜を再形成する工程の後に、表面に前記シリコン酸化膜が再形成された前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、再形成された前記シリコン酸化膜上に前記薄膜を形成する工程をさらに有する請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 再形成された前記シリコン酸化膜を改質する工程の後に、表面に前記改質後の前記シリコン酸化膜が再形成された前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、再形成された前記改質後の前記シリコン酸化膜上に前記薄膜を形成する工程をさらに有する請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器内で基板を支持する基板支持具であって、カーボン基材またはSi含浸SiC基材の表面にCVD法によるSiC膜のコーティングが施されてなる基板支持具と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理容器内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理容器内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理容器内にフッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記処理容器内において、表面に前記シリコン酸化膜が形成された前記基板支持具により基板を支持した状態で、前記処理容器内へ処理ガスを供給し排気して、前記基板上にシリコン酸化膜以外の薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を形成する工程を繰り返し行った後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へフッ素含有ガスを供給し排気して、前記基板支持具に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、
前記堆積物除去後の前記基板支持具を前記処理容器内に収容した状態かつ前記基板支持具により基板を支持していない状態で、前記処理容器内へシリコン含有ガスを供給し排気して、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン含有層を形成する工程と、大気圧未満の圧力雰囲気下にある前記処理容器内へ酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給し排気して、前記シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程と、を交互に繰り返すことにより、前記堆積物除去後の前記基板支持具の表面にシリコン酸化膜を再形成する工程と、
を行うように、前記処理ガス供給系、前記シリコン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系、前記フッ素含有ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (4)
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