JP5998101B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム - Google Patents
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Description
基板に対してシリコン、炭素およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスと、触媒ガスとを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記基板に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
基板を収容する処理室と、
前記処理室内へシリコン、炭素およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記処理室内へ触媒ガスを供給する触媒ガス供給系と、
前記処理室内へIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する改質ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記原料ガスと触媒ガスとを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する処理と、前記基板に対して前記改質ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する処理を行うように前記原料ガス供給系、前記酸化ガス供給系、前記触媒ガス供給系、および前記改質ガス供給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。
基板処理装置の処理室内の基板に対してシリコン、炭素およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスと、触媒ガスとを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する手順と、
前記基板に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
以下に、本発明の第1実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、処理炉202は加熱手段(加熱機構)としてのヒータ207を有する。ヒータ207は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース(図示せず)に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ207は、後述するようにガスを熱で活性化(励起)させる活性化機構(励起部)としても機能する。
次に、上述の基板処理装置の処理炉202を用いて、半導体装置(半導体デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を形成(成膜)するシーケンス例について説明する。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121により制御される。
基板としてのウエハ200に対してシリコン(Si)、炭素(C)およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスと、触媒ガスとを供給する工程と、
ウエハ200に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
ウエハ200に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ200上に、シリコン(Si)、酸素(O)、炭素(C)および所定元素を含む薄膜を形成する。
ウエハ200に対して原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
ウエハ200に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
を含むセットを所定回数行うことにより、ウエハ200上に、Si,OおよびCを含む第1の薄膜を形成する工程と、
ウエハ200に対して改質ガスを供給する工程を行うことにより、第1の薄膜を所定元素を更に含む第2の薄膜に改質する工程と、を行うことを含む。
ウエハ200に対して原料ガスとしてのBTCSMガスと、触媒ガスとしてのピリジンガスと、を供給する工程と(ステップ1a)、
ウエハ200に対して酸化ガスとしてのH2Oガスと、触媒ガスとしてのピリジンガスと、を供給する工程と(ステップ2a)、
を含むセットを所定回数(n回)行うことにより、ウエハ200上に、Si,OおよびCを含む第1の薄膜としてシリコン酸炭化膜(SiOC膜)を形成する工程と、
ウエハ200に対して改質ガスとしてのBCl3ガスを供給する工程を行うことにより、SiOC膜を、Bを更に含む第2の薄膜としてBを含むSiOC膜に改質する工程と、
を含むサイクルを所定回数、例えば1回行う例について説明する。
複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)されると、図1に示すように、複数枚のウエハ200を支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて処理室201内に搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219はOリング220bを介してマニホールド209の下端をシールした状態となる。
処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ246によって真空排気される。この際、処理室201内の圧力は圧力センサ245で測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ244がフィードバック制御される(圧力調整)。真空ポンプ246は、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室201内のウエハ200が所望の温度となるようにヒータ207によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。ヒータ207による処理室201内の加熱は、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。ただし、後述するように、室温でウエハ200に対する処理を行う場合は、ヒータ207による処理室201内の加熱は行わなくてもよい。続いて、回転機構267によるボート217及びウエハ200の回転を開始する。回転機構267によるボート217及びウエハ200の回転は、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
その後、次の2つのステップ、すなわち、ステップ1a,2aを順次実行する。
(BTCSMガス+ピリジンガス供給)
バルブ243aを開き、ガス供給管232a内にBTCSMガスを流す。BTCSMガスは、MFC241aにより流量調整され、ガス供給孔250aから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してBTCSMガスが供給されることとなる(BTCSMガス供給)。このとき同時にバルブ243gを開き、ガス供給管232g内にN2ガス等の不活性ガスを流す。N2ガスは、MFC241gにより流量調整され、BTCSMガスと一緒に処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
第1の層としてのCおよびClを含むSi含有層がウエハ200上に形成された後、バルブ243aを閉じ、BTCSMガスの供給を停止する。また、バルブ243cを閉じ、ピリジンガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは第1の層の形成に寄与した後のBTCSMガス及びピリジンガスを処理室201内から排除する(残留ガス除去)。また、バルブ243g〜243jは開いたままとして、不活性ガスとしてのN2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくは第1の層の形成に寄与した後のBTCSMガス及びピリジンガスを処理室201内から排除する効果を高めることができる。
(H2Oガス+ピリジンガス供給)
ステップ1aが終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、バルブ243bを開き、ガス供給管232b内にH2Oガスを流す。H2Oガスは、MFC241bにより流量調整され、ガス供給孔250bから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このとき、ノンプラズマの雰囲気下で、ウエハ200に対してH2Oガスが供給されることとなる(H2Oガス供給)。このとき同時にバルブ243hを開き、ガス供給管232h内に不活性ガスとしてのN2ガスを流す。N2ガスは、MFC241hにより流量調整され、H2Oガスと一緒に処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
その後、バルブ243bを閉じ、H2Oガスの供給を停止する。また、バルブ243cを閉じ、ピリジンガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは反応に寄与した後のH2Oガスやピリジンガスや反応副生成物を処理室201内から排除する(残留ガス除去)。また、バルブ243g〜243jは開いたままとして、不活性ガスとしてのN2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくは第2の層の形成に寄与した後のH2Oガスやピリジンガスや反応副生成物を処理室201内から排除する効果を高めることができる。
上述したステップ1a,2aを1セットとして、このセットを1回以上、つまり、所定回数(n回)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成及び所定膜厚のSiOC膜を成膜することができる。上述のセットは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、1セットあたりに形成するSiOC層の厚さを所望の膜厚よりも小さくして、上述のセットを所望の膜厚になるまで複数回繰り返すのが好ましい。
以上のように形成されたSiOC膜は、例えば150℃以下の低温条件下で形成された膜ではあるが、優れたエッチング耐性や低誘電率を有する。しかしながら、SiOC膜はアッシング耐性に劣る場合があり、O2プラズマ等を用いたアッシング等によりSiOC膜のエッチング耐性が損なわれてしまうことがある。一方で、SiOC膜等の薄膜においては、膜を透過する光に対し所定の屈折率や減衰係数(吸収係数)を有する光学特性が要求される場合がある。
処理室201内が所望の圧力(真空度)となるよう、APCバルブ244をフィードバック制御しながら、真空ポンプ246によって処理室201内を真空排気する(圧力調整)。また、処理室201内のウエハ200が所望の温度となるようにヒータ207によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。この工程においても、回転機構267によるボート217及びウエハ200の回転を継続しておく。
バルブ243dを開き、ガス供給管232d内にBCl3ガスを流す。BCl3ガスは、MFC241dにより流量調整され、ガス供給孔250dからバッファ室237内に供給され、更にガス供給孔250eから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してBCl3ガスが供給されることとなる(BCl3ガス供給)。このとき同時にバルブ243jを開き、ガス供給管232j内にN2ガス等の不活性ガスを流す。N2ガスは、MFC241jにより流量調整され、BCl3ガスと一緒に処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
その後、バルブ243dを閉じ、BCl3ガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは反応に寄与した後のBCl3ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する(残留ガス除去)。また、バルブ243g〜243jは開いたままとして、不活性ガスとしてのN2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくはSiOC膜の改質に寄与した後のBCl3ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する効果を高めることができる(パージ)。
処理室201内が不活性ガスでパージされた後もバルブ243g〜243jを開いたままとして、ガス供給管232g〜232jのそれぞれから不活性ガスとしてのN2ガスを処理室201内に供給し続けることで、処理室201内の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、処理室201内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。
その後、ボートエレベータ115によりシールキャップ219が下降されて、マニホールド209の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ200がボート217に支持された状態でマニホールド209の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。その後、処理済のウエハ200はボート217より取出される(ウエハディスチャージ)。
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。
次に、本実施形態の変形例について、図5(b)および図7を用いて説明する。
上述のSiOC膜改質工程では、供給する改質ガスの種類を選択することにより、例えばB以外の元素をSiOC膜中の含有元素として選択することができる。
バルブ243eを開き、ガス供給管232e内にPH3ガスを流す。PH3ガスは、MFC241eにより流量調整され、ガス供給孔250dからバッファ室237内に供給され、更にガス供給孔250eから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してPH3ガスが供給されることとなる(PH3ガス供給)。このとき同時にバルブ243jを開き、ガス供給管232j内にN2ガス等の不活性ガスを流す。N2ガスは、MFC241jにより流量調整され、PH3ガスと一緒に処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
上述の実施形態では、SiOC膜形成工程とSiOC膜改質工程とを、処理に係るウエハ200を同一の処理室201内に収容した状態で行っていた。本変形例においては、SiOC膜形成工程とSiOC膜改質工程とを、処理に係るウエハ200をそれぞれ異なる処理室内に収容して行う。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
上述の実施形態では、ステップ1a,2aを含むセットを所定回数行ってSiOC膜を形成し、そのSiOC膜を改質ガスにより改質していた。本実施形態においては、上述のステップ1a,2aと同様に行うステップ1c,2cにより形成したSiOC層を、所定元素を含むSiOC層に改質するサイクルを所定回数行って所定元素を含むSiOC膜を形成する。本実施形態においても、上述の実施形態と同様、図1、図2に示す基板処理装置を用いる。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121により制御される。
ウエハ200に対して原料ガスとしてのBTCSMガスと、触媒ガスとしてのピリジンガスと、を供給する工程と(ステップ1c)、
ウエハ200に対して酸化ガスとしてのH2Oガスと、触媒ガスとしてのピリジンガスと、を供給する工程と(ステップ2c)、
ウエハ200に対して改質ガスとしてのBCl3ガスを供給する工程と(ステップ3c)、
をこの順に行うサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ200上に、Si,O,CおよびBを含む薄膜としてBを含むSiOC膜を形成する例について説明する。
(BCl3ガス供給)
ステップ2cが終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、バルブ243dを開き、ガス供給管232d内にBCl3ガスを流す。BCl3ガスは、MFC241dにより流量調整され、ガス供給孔250dからバッファ室237内に供給される。このとき、棒状電極269,270間に高周波電源273から整合器272を介して高周波(RF)電力を印加することで、バッファ室237内に供給されたBCl3ガスはプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔250eから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このときウエハ200に対して、プラズマで活性化(励起)されたBCl3ガスが供給されることとなる(BCl3ガス供給)。このとき同時にバルブ243fを開き、ガス供給管232f内にArガスを流す。Arガスは、MFC241fにより流量調整され、BCl3ガスと一緒に処理室201内に供給され、排気管231から排気される。各ガスを供給する際は、上述の実施形態と同様、そのとき不使用となっているノズル249a〜249c等へのガスの侵入を防止するN2ガス供給を適宜行う。
第3の層としてのBを含むSiOC層がウエハ200上に形成された後、高周波電源273から棒状電極269,270間への高周波電力の印加を停止する。また、バルブ243dを閉じ、BCl3ガスの供給を停止する。また、バルブ243fを閉じ、Arガスの供給を停止する。但し、Arガスの供給は停止しなくともよく、この場合、主にノズル249d内やバッファ室237内をパージするパージガスとしてArガスを機能させることができる。或いは、ArガスからN2ガスへと供給ガスを切り替えて、ノズル249d内やバッファ室237内のパージを継続するようにしてもよい。このとき、上述の実施形態と同様の手順にて、処理室201内からの残留ガスの除去を行う。
ステップ1c,2c,3cを1サイクルとして、このサイクルを1回以上、つまり、所定回数(n回)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成及び所定膜厚のBを含むSiOC膜を成膜することができる。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、1サイクルあたりに形成するBを含むSiOC層の厚さを所望の膜厚よりも小さくして、上述のサイクルを所望の膜厚になるまで複数回繰り返すのが好ましい。
本実施形態によれば、上述の第1実施形態と同様の効果を奏する他、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
次に、本実施形態の変形例について、図9(b)を用いて説明する。本変形例では、SiOC層の改質処理において、BCl3ガスをプラズマで励起してウエハ200に対して供給するのではなく、BCl3ガスを触媒ガスとしてのピリジンガスと共にウエハ200に対して供給する点が、上述の第2実施形態とは異なる。
ステップ1c,2cと同様に行うステップが終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、バルブ243dを開き、ガス供給管232d内にBCl3ガスを流す。BCl3ガスは、MFC241dにより流量調整され、ガス供給孔250dからバッファ室237内に供給され、更にガス供給孔250eから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してBCl3ガスが供給されることとなる(BCl3ガス供給)。このとき同時にバルブ243jを開き、ガス供給管232j内にN2ガス等の不活性ガスを流す。N2ガスは、MFC241jにより流量調整され、BCl3ガスと一緒に処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
ウエハ200に対してSi,Cおよびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、ウエハ200に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、ウエハ200に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する工程と、を含むセットを所定回数行うことにより、Si,O,Cおよび所定元素を含む第1の薄膜を形成する工程と(セット1)、
ウエハ200に対して少なくともSiおよびハロゲン元素を含む原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、ウエハ200に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、を含むセットを所定回数行うことにより、少なくともSi,Oを含む第2の薄膜を形成する工程と(セット2)、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ200上に、第1の薄膜と第2の薄膜との積層膜を形成する。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
基板に対してシリコン、炭素およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスと、触媒ガスとを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記基板に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
付記1の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記サイクルは、
前記原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
を含むセットを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素および炭素を含む第1の薄膜を形成する工程と、
前記改質ガスを供給する工程を行うことにより、前記第1の薄膜を前記所定元素を更に含む第2の薄膜に改質する工程と、を含む。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1の薄膜を形成する工程および前記第1の薄膜を改質する工程は、前記基板を同一の処理室内に収容した状態で行われる。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1の薄膜を形成する工程および前記第1の薄膜を改質する工程は、前記基板をそれぞれ異なる処理室内に収容した状態で行われる。
付記1の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記サイクルは、
前記原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記改質ガスを供給する工程と、をこの順に行う工程を含む。
付記1〜5のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、では、
前記基板の温度を室温以上150℃以下、好ましくは室温以上100℃以下、より好ましくは50℃以上100℃以下の温度とする。
付記1〜6のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記改質ガスを供給する工程では、前記基板の温度を室温以上500℃以下の温度とする。
付記1〜7のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記改質ガスを供給する工程では、前記基板の温度を、
前記原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、における前記基板の温度と等しい温度とする。
付記1〜6のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記改質ガスを供給する工程では、前記基板の温度を200℃以上900℃以下、好ましくは200℃以上700℃以下、より好ましくは200℃以上600℃以下の温度とする。
付記1〜9のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記各工程は、ノンプラズマの雰囲気下で行われる。
付記1〜8のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記改質ガスを供給する工程では、前記改質ガスをプラズマで励起した状態で前記基板に対して供給する。
付記1〜10のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記改質ガスを供給する工程では、前記改質ガスを触媒ガスと共に前記基板に対して供給する。
付記1〜12のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記原料ガスは、アルキル基およびアルキレン基のうち少なくともいずれかを含む。
付記13の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記アルキレン基を含む前記原料ガスは、Si−C−Si結合およびSi−C−C−Si結合のうち少なくともいずれかを有する。
付記1〜14のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記原料ガスは、前記Si−C結合を構成する炭素を含むアルキル基、および前記Si−C結合を構成する炭素を含むアルキレン基のうち少なくともいずれかを含む。
付記15の半導体装置の製造方法であって、
前記アルキレン基を含む前記原料ガスは、前記Si−C結合をその一部に含むSi−C−Si結合、および、前記Si−C結合をその一部に含むSi−C−C−Si結合のうち少なくともいずれかを有する。
付記1〜16のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記触媒ガスは、アミン系触媒ガスを含む。
付記1〜17のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記改質ガスは、前記III族元素としてBまたはInを含み、前記V族元素としてPまたはAsを含む。
付記1〜18のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記改質ガスは、ホウ素含有ガスおよびインジウム含有ガスのうち少なくともいずれか、或いは、リン含有ガスおよびヒ素含有ガスのうち少なくともいずれか、を含む。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対してシリコン、炭素およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスと、触媒ガスとを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記基板に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する工程を有する基板処理方法が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内へシリコン、炭素およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記処理室内へ触媒ガスを供給する触媒ガス供給系と、
前記処理室内へIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する改質ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記原料ガスと触媒ガスとを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する処理と、前記基板に対して前記改質ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する処理を行うように前記原料ガス供給系、前記酸化ガス供給系、前記触媒ガス供給系、および前記改質ガス供給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。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板上に第1の薄膜を形成する第1基板処理装置と、前記第1の薄膜を改質する第2基板処理装置と、を有する基板処理システムであって、
前記第1基板処理装置は、
基板を収容する第1処理室と、
前記第1処理室内へシリコン、炭素およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記第1処理室内へ酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記第1処理室内へ触媒ガスを供給する触媒ガス供給系と、
前記第1処理室内の基板に対して前記原料ガスと触媒ガスとを供給する処理と、前記第1処理室内の前記基板に対して前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素および炭素を含む第1の薄膜を形成する処理を行うように前記原料ガス供給系、前記酸化ガス供給系および前記触媒ガス供給系を制御する第1制御部と、を有し、
前記第2基板処理装置は、
基板を収容する第2処理室と、
前記第2処理室内へIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する改質ガス供給系と、
前記基板に対して前記改質ガスを供給する処理を行うことにより、前記薄膜を前記所定元素を更に含む第2の薄膜に改質する処理を行うように前記改質ガス供給系を制御する第2制御部と、を有する
基板処理システムが提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対してシリコン、炭素およびハロゲン元素を含みSi−C結合を有する原料ガスと、触媒ガスとを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する手順と、
前記基板に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラム、及び該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
200 ウエハ(基板)
201 処理室
202 処理炉
203 反応管
207 ヒータ
209 マニホールド
231 排気管
232a〜232f ガス供給管
244 APCバルブ(圧力調整部)
Claims (15)
- 基板に対して、1分子中に炭素、ハロゲン元素および少なくとも2つのシリコンを含みそれぞれのシリコンがSi−C結合を有する原料ガスと、触媒ガスとを供給する工程と、
前記基板に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、
前記基板に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法。 - 前記原料ガスは、アルキル基およびアルキレン基のうち少なくともいずれかを含む請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記原料ガスは、Si−C−Si結合またはSi−C−C−Si結合を含む請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記原料ガスは、Si−Si結合を含む請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記改質ガスを供給する工程では、前記改質ガスを、プラズマで励起した状態で前記基板に対して供給する請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記改質ガスを供給する工程では、前記改質ガスを、プラズマの着火をアシストするアシストガスと共に前記基板に対して供給する請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記改質ガスを供給する工程では、前記アシストガスを、前記改質ガスよりも先に前記基板に対して供給する請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記改質ガスを供給する工程では、前記基板に対して、前記改質ガスと、前記アシストガスとを、異なる供給口より別々に供給する請求項6又は7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記改質ガスを供給する工程では、前記改質ガスを、触媒ガスと共に前記基板に対して供給する請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記改質ガスを供給する工程では、前記基板の温度を室温以上150℃以下の温度とする請求項5〜9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記サイクルは、
前記原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、を含むセットを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素および炭素を含む第1の薄膜を形成する工程と、
前記改質ガスを供給する工程を行うことにより、前記第1の薄膜を前記所定元素を更に含む第2の薄膜に改質する工程と、
を含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記サイクルは、前記原料ガスと触媒ガスとを供給する工程と、前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する工程と、前記改質ガスを供給する工程と、をこの順に行う工程を含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記改質ガスは、前記III族元素としてBまたはInを含み、前記V族元素としてPまたはAsを含む請求項1〜12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して、1分子中に炭素、ハロゲン元素および少なくとも2つのシリコンを含みそれぞれのシリコンがSi−C結合を有する原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して触媒ガスを供給する触媒ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する改質ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記原料ガスと触媒ガスとを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化ガスと触媒ガスとを供給する処理と、前記基板に対して前記改質ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する処理を行うように前記原料ガス供給系、前記酸化ガス供給系、前記触媒ガス供給系、および前記改質ガス供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。 - 基板処理装置の処理室内の基板に対して、1分子中に炭素、ハロゲン元素および少なくとも2つのシリコンを含みそれぞれのシリコンがSi−C結合を有する原料ガスと、触媒ガスとを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して酸化ガスと触媒ガスとを供給する手順と、
前記基板に対してIII族元素またはV族元素のいずれかの所定元素を含む改質ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことにより、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および前記所定元素を含む薄膜を形成する手順をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
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