JP6009870B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents
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Description
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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。
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して、所定元素およびハロゲン基を含む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、ボラジン化合物を含む反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記処理室内の基板に対して前記原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記反応ガスを供給する処理と、を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格を含む薄膜を形成するように、前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系、前記ヒータおよび前記圧力調整部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所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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は、本実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉202部分を縦断面図で示している。図2は、本実施形態で好適に用いられる縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉202部分を図1のA−A線断面図で示している。なお、本発明は、本実施形態にかかる基板処理装置に限らず、枚葉式、Hot Wall型、Cold Wall型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。
次に、上述の基板処理装置の処理炉を用いて、半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を成膜するシーケンス例について説明する。尚、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。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、基板上に、所定元素およびボラジン環骨格を含む薄膜を形成する。
処理室201内のウエハ200に対してシリコンおよびクロロ基を含むクロロシラン系原料ガスを供給することで、シリコンおよびクロロ基(塩素)を含む第1の層として塩素を含むシリコン含有層(以下、Clを含むシリコン含有層ともいう)を形成する工程と、
処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層を改質して、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第2の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(以下、SiBCN層ともいう)を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む薄膜としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(以下、SiBCN膜ともいう)を形成する。
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に示されているように、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220を介して反応管203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)。なお、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)。なお、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。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。なお、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。
(HCDSガス供給)
第1ガス供給管232aのバルブ243aを開き、第1ガス供給管232a内にHCDSガスを流す。第1ガス供給管232a内を流れたHCDSガスは、マスフローコントローラ241aにより流量調整される。流量調整されたHCDSガスは、第1ノズル249aのガス供給孔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HCDSガスが供給されることとなる(HCDSガス供給)。このとき同時にバルブ243fを開き、第1不活性ガス供給管232f内にN2ガス等の不活性ガスを流す。第1不活性ガス供給管232f内を流れたN2ガスは、マスフローコントローラ241fにより流量調整される。流量調整されたN2ガスは、HCDS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。なお、このとき、第2ノズル249b、第3ノズル249c、第4ノズル249d、バッファ室237内へのHCDSガスの侵入を防止するため、バルブ243g,243h,243iを開き、第2不活性ガス供給管232g、第3不活性ガス供給管232h、第4不活性ガス供給管232i内にN2ガスを流す。N2ガスは、第2ガス供給管232b、第3ガス供給管232c、第4ガス供給管232d、第2ノズル249b、第3ノズル249c、第4ノズル249d、バッファ室237を介して処理室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Clを含むシリコン含有層が形成された後、第1ガス供給管232aのバルブ243aを閉じ、HCDS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Clを含むシリコン含有層形成に寄与した後のHCDSガスを処理室201内から排除する(残留ガス除去)。なお、このとき、バルブ243f,243g,243h,243i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Clを含むシリコン含有層形成に寄与した後のHCDS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。
(TMB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、第2ガス供給管232bのバルブ243bを開き、第2ガス供給管232b内にTMBガスを流す。第2ガス供給管232b内を流れたTMBガスは、マスフローコントローラ241bにより流量調整される。流量調整されたTMBガスは、第2ノズル249bのガス供給孔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、ウエハ200に対してTMBガスが供給されることとなる(TMBガス供給)。このとき同時にバルブ243gを開き、第2不活性ガス供給管232g内に不活性ガスとしてのN2ガスを流す。第2不活性ガス供給管232g内を流れたN2ガスは、マスフローコントローラ241gにより流量調整される。流量調整されたN2ガスは、TMB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。なお、このとき、第1ノズル249a、第3ノズル249c、第4ノズル249d、バッファ室237内へのTMBガスの侵入を防止するため、バルブ243f,243h,243iを開き、第1不活性ガス供給管232f、第3不活性ガス供給管232h、第4不活性ガス供給管232i内にN2ガスを流す。N2ガスは、第1ガス供給管232a、第3ガス供給管232c、第4ガス供給管232d、第1ノズル249a、第3ノズル249c、第4ノズル249d、バッファ室237を介して処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
その後、第2ガス供給管232bのバルブ243bを閉じて、TMB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TMB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)。なお、このとき、バルブ243g,243f,243h,243i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TMB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サイクルとして、このサイクルを1回以上(所定回数)行うことにより、すなわち、ステップ1a,2aを交互に1回以上(所定回数)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成及び所定膜厚のボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)、すなわち、ボラジン環骨格を有し、シリコン(Si)、硼素(B)、炭素(C)および窒素(N)を含む薄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。すなわち、1サイクルあたりに形成するボラジン環骨格を含むSiBCN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。なお、この場合に形成されるボラジン環骨格を含むSiBCN膜は、シリコン(Si)、炭素(C)およびボラジン環骨格を含む薄膜とも言える。
所定組成及び所定膜厚のボラジン環骨格を含むSiBCN膜を形成する成膜処理がなされると、バルブ243f,243g,243h,243iを開き、第1不活性ガス供給管232f、第2不活性ガス供給管232g、第3不活性ガス供給管232h、第4不活性ガス供給管232iのそれぞれから不活性ガスとしてのN2ガスを処理室201内に供給し排気管231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内に残留するガスや反応副生成物が処理室201内から除去される(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(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、反応管203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反応管203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。
図4、図5(a)に示した上述の成膜シーケンスでは、ステップ1a,2aを交互に行うサイクルを1回以上(所定回数)行うことにより、すなわち、原料ガスと反応ガスとを交互に供給することにより、ウエハ200上にSiBCN膜を形成する例について説明したが、本実施形態は係る態様に限定されない。例えば、ステップ1a,2aを同時に行うサイクルを1回以上(所定回数)行うことにより、すなわち、原料ガスと反応ガスとを同時に供給することにより、ウエハ200上にSiBCN膜を形成するようにしてもよい。図5(b)は、ステップ1a,2aを同時に行うサイクルを複数回(n回)行う例を、図5(c)は、ステップ1a,2aを同時に行うサイクルを1回行う例をそれぞれ示している。図5(b)に示す成膜シーケンスでは、主にサイクルの実施回数を調整することにより、ウエハ200上に形成するSiBCN膜の膜厚を制御することができる。また、図5(c)に示す成膜シーケンスでは、主にサイクルの実施時間(ガス供給時間)を調整することにより、ウエハ200上に形成するSiBCN膜の膜厚を制御することができる。これらの場合における処理条件も、図4、図5(a)に示した上述の成膜シーケンスにおける処理条件と同様な処理条件とすればよい。
また、図4、図5(a)に示した上述の成膜シーケンスでは、ボラジン化合物を含む反応ガスとして、有機ボラジン化合物を含むTMBガスを用い、ウエハ200上にSiBCN膜を形成する例について説明したが、本実施形態は係る態様に限定されない。例えば、ボラジン化合物を含む反応ガスとして、無機ボラジン化合物を含む反応ガスを用いてもよい。反応ガスとして、無機ボラジン化合物を含むガス、すなわち、炭素(C)を含まないボラジン化合物ガスを用いることにより、ステップ2aにおいて第1の層を改質する際、第1の層中に炭素(C)成分が取り込まれなくなり、第1の層は、ボラジン環骨格を有しシリコン(Si)、硼素(B)および窒素(N)を含む第2の層、すなわち、ボラジン環骨格を含むシリコン硼窒化層(SiBN層)へと変化する(改質される)こととなる。その結果、ウエハ200上には、ボラジン環骨格を含むSiBCN膜ではなく、ボラジン環骨格を含むSiBN膜が形成されることとなる。なお、この場合に形成されるボラジン環骨格を含むSiBN層は、シリコン(Si)およびボラジン環骨格を含む層とも言える。また、この場合に形成されるボラジン環骨格を含むSiBN膜は、シリコン(Si)およびボラジン環骨格を含む薄膜とも言える。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、基板上に、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜、または、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素および窒素を含む薄膜を形成する。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給することで、所定元素およびハロゲン基を含む第1の層を形成する工程と、
基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層を改質して、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む第2の層を形成する工程と、
基板に対して窒化ガスを供給して、第2の層におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第2の層を窒化させることで第2の層を改質して、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む第3の層、または、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素および窒素を含む第3の層を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、基板上に、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜、または、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素および窒素を含む薄膜を形成する。
まず、本実施形態の第1シーケンスについて説明する。図6は、本実施形態の第1シーケンスにおける成膜フローを示す図である。図7は、本実施形態の第1シーケンスにおけるガス供給およびプラズマパワー供給のタイミングを示す図であり、(a)はノンプラズマで成膜を行うシーケンス例を示しており、(b)はプラズマを用いて成膜を行うシーケンス例を示している。
処理室201内のウエハ200に対してシリコンおよびクロロ基を含むクロロシラン系原料ガスを供給することで、シリコンおよびクロロ基(塩素)を含む第1の層として塩素を含むシリコン含有層(Clを含むシリコン含有層)を形成する工程と、
処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層を改質して、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第2の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)を形成する工程と、
処理室201内のウエハ200に対して窒化ガスを供給して、第2の層におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第2の層を窒化させることで第2の層を改質して、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第3の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)、または、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素および窒素を含む第3の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼窒化層(SiBN層)を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む薄膜としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)、または、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素および窒素を含む薄膜としてボラジン環骨格を含むシリコン硼窒化膜(SiBN膜)を形成する。
(NH3ガス供給)
ステップ2bが終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、第3ガス供給管232cのバルブ243cを開き、第3ガス供給管232c内にNH3ガスを流す。第3ガス供給管232c内を流れたNH3ガスは、マスフローコントローラ241cにより流量調整される。流量調整されたNH3ガスは、第3ノズル249cのガス供給孔250cからバッファ室237内に供給される。このとき、第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270間に高周波電力を印加しないことで、バッファ室237内に供給されたNH3ガスは熱で活性化され、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(図7(a)参照)。また、このとき、第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270間に高周波電源273から整合器272を介して高周波電力を印加することで、バッファ室237内に供給されたNH3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(図7(b)参照)。このときウエハ200に対して、熱またはプラズマで活性化されたNH3ガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ243hを開き、第3不活性ガス供給管232h内にN2ガスを流す。N2ガスはNH3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。なお、このとき、第1ノズル249a、第2ノズル249b、第4ノズル249d内へのNH3ガスの侵入を防止するため、バルブ243f,243g,243iを開き、第1不活性ガス供給管232f、第2不活性ガス供給管232g、第4不活性ガス供給管232i内にN2ガスを流す。N2ガスは、第1ガス供給管232a、第2ガス供給管232b、第4ガス供給管232d、第1ノズル249a、第2ノズル249b、第4ノズル249dを介して処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
ウエハ温度:500〜650℃
処理室内圧力:133〜2666Pa
NH3ガス分圧:33〜2515Pa
NH3ガス供給流量:1000〜5000sccm
N2ガス供給流量:300〜3000sccm
NH3ガス供給時間:6〜60秒
ウエハ温度:500〜650℃
処理室内圧力:33〜80Pa
NH3ガス分圧:17〜75Pa
NH3ガス供給流量:1000〜5000sccm
N2ガス供給流量:300〜1000sccm
NH3ガス供給時間:6〜60秒
その後、第3ガス供給管232cのバルブ243cを閉じて、NH3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3の層形成に寄与した後のNH3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)。なお、このとき、バルブ243h,243f,243g,243i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。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3の層形成に寄与した後のNH3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1b〜3bを1サイクルとして、このサイクルを1回以上(所定回数)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成及び所定膜厚のボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)またはシリコン硼窒化膜(SiBN膜)、すなわち、ボラジン環骨格を有しSi、B、CおよびNを含む薄膜、または、ボラジン環骨格を有しSi、BおよびNを含む薄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。すなわち、1サイクルあたりに形成するボラジン環骨格を含むSiBCN層またはSiBN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。なお、この場合に形成されるボラジン環骨格を含むSiBCN膜またはSiBN膜は、Si、C、Nおよびボラジン環骨格を含む薄膜、または、Si、Nおよびボラジン環骨格を含む薄膜とも言える。
次に、本実施形態の第2シーケンスについて説明する。図8は、本実施形態の第2シーケンスにおける成膜フローを示す図である。図9は、本実施形態の第2シーケンスにおけるガス供給およびプラズマパワー供給のタイミングを示す図であり、(a)はノンプラズマで成膜を行うシーケンス例を示しており、(b)はプラズマを用いて成膜を行うシーケンス例を示している。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、基板上に、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜またはボラジン環骨格を有し所定元素、硼素および窒素を含む薄膜を形成する。
処理室201内のウエハ200に対してシリコンおよびクロロ基を含むクロロシラン系原料ガスを供給することで、シリコンおよびクロロ基(塩素)を含む第1の層として塩素を含むシリコン含有層(Clを含むシリコン含有層)を形成する工程と、処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層を改質して、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第2の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)を形成する工程と、を交互に所定回数(複数回)行う工程と、
処理室201内のウエハ200に対して窒化ガスを供給して、第2の層におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第2の層を窒化させることで第2の層を改質して、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第3の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)、または、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素および窒素を含む第3の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼窒化層(SiBN層)を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む薄膜としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)、または、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素および窒素を含む薄膜としてボラジン環骨格を含むシリコン硼窒化膜(SiBN膜)を形成する。
本実施形態の成膜シーケンスによれば、上述の第1実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、従来のSiCN膜やSiOCN膜等に比べてフッ化水素(HF)に対する耐性が高く、誘電率の低いSiBCN膜またはSiBN膜を、低温領域で、生産性よく成膜することができるようになる。すなわち、トレードオフの関係にあるHFに対する耐性の向上と誘電率の低下とを両立させることが可能な薄膜を、低温領域で、生産性よく成膜できるようになる。
図6〜9に示した第1、第2シーケンスでは、ボラジン化合物を含む反応ガスとして、有機ボラジン化合物を含むTMBガスを用い、ウエハ200上にSiBCN膜またはSiBN膜を形成する例について説明したが、本実施形態は係る態様に限定されない。例えば、ボラジン化合物を含む反応ガスとして、無機ボラジン化合物を含む反応ガスを用いてもよい。反応ガスとして、無機ボラジン化合物を含むガス、すなわち、炭素(C)を含まないボラジン化合物ガスを用いることにより、ステップ2bにおいて第1の層を改質する際、第1の層中に炭素(C)成分が取り込まれないようにすることができ、第1の層を、ボラジン環骨格を有しシリコン(Si)、硼素(B)および窒素(N)を含む第2の層、すなわち、ボラジン環骨格を含むシリコン硼窒化層(SiBN層)へと変化させる(改質させる)ことができるようになる。この場合、ステップ3bにて改質された第2の層、すなわち、第3の層は、窒素成分が増加し、シリコン成分が減少したシリコン硼窒化層(SiBN層)となり、ウエハ200上には、ボラジン環骨格を含むSiBCN膜ではなく、ボラジン環骨格を含むSiBN膜が形成されることとなる。なお、この場合に形成されるボラジン環骨格を含むSiBN層は、シリコン(Si)、窒素(N)およびボラジン環骨格を含む層とも言える。また、この場合に形成されるボラジン環骨格を含むSiBN膜は、シリコン(Si)、窒素(N)およびボラジン環骨格を含む薄膜とも言える。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、基板上に、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給することで、所定元素およびハロゲン基を含む第1の層を形成する工程と、
基板に対して炭素含有ガスを供給することで、第1の層上に炭素含有層を形成する工程と、
基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層上に炭素含有層が形成された層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層上に炭素含有層が形成された層を改質して、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む第2の層を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、基板上に、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する。
処理室201内のウエハ200に対してシリコンおよびクロロ基を含むクロロシラン系原料ガスを供給することで、シリコンおよびクロロ基(塩素)を含む第1の層として塩素を含むシリコン含有層(Clを含むシリコン含有層)を形成する工程と、
処理室201内のウエハ200に対して炭素含有ガスを供給することで、第1の層上に炭素含有層を形成する工程と、
処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層上に炭素含有層が形成された層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層上に炭素含有層が形成された層を改質して、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第2の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む薄膜としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)を形成する。
(C3H6ガス供給)
ステップ1cが終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、第4ガス供給管232dのバルブ243dを開き、第4ガス供給管232d内にC3H6ガスを流す。第4ガス供給管232d内を流れたC3H6ガスは、マスフローコントローラ241dにより流量調整される。流量調整されたC3H6ガスは、第4ノズル249dのガス供給孔250dから処理室201内に供給される。処理室201内に供給されたC3H6ガスは熱で活性化され、排気管231から排気される。このときウエハ200に対して、熱で活性化されたC3H6ガスが供給されることとなる。
処理室内圧力:133〜5332Pa
C3H6ガス分圧:33〜5177Pa
C3H6ガス供給流量:1000〜10000sccm
N2ガス供給流量:300〜3000sccm
C3H6ガス供給時間:6〜200秒
第1の層(Clを含むシリコン含有層)上に炭素含有層が形成された後、第4ガス供給管232dのバルブ243dを閉じ、C3H6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炭素含有層形成に寄与した後のC3H6ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する。なお、このとき、バルブ243i,243f,243g,243h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炭素含有層形成に寄与した後のC3H6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。
(TMB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、処理室201内のウエハ200に対してTMBガスを供給するステップ3cを行う。ステップ3cは、第1実施形態のステップ2aと同様に行う。
その後、第1実施形態のステップ2aと同様の手順、同様の条件により、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TMB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)。このとき、処理室201内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室201内を完全にパージしなくてもよい点は、第1実施形態のステップ2aと同様である。
上述したステップ1c〜3cを1サイクルとして、このサイクルを1回以上(所定回数)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成及び所定膜厚のボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)、すなわち、ボラジン環骨格を有しSi、B、CおよびNを含む薄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。すなわち、1サイクルあたりに形成するボラジン環骨格を含むSiBCN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。なお、この場合に形成されるボラジン環骨格を含むSiBCN膜は、Si、Cおよびボラジン環骨格を含む薄膜とも言える。
本実施形態の成膜シーケンスによれば、上述の第1実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、従来のSiCN膜やSiOCN膜等に比べてフッ化水素(HF)に対する耐性が高く、誘電率の低いSiBCN膜を、低温領域で、生産性よく成膜することができるようになる。すなわち、トレードオフの関係にあるHFに対する耐性の向上と誘電率の低下とを両立させることが可能な薄膜を、低温領域で、生産性よく成膜できるようになる。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
基板に対して窒素および炭素を含むガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、基板上に、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給することで、所定元素およびハロゲン基を含む第1の層を形成する工程と、
基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層を改質して、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む第2の層を形成する工程と、
基板に対して窒素および炭素を含むガスを供給して、第2の層におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第2の層と窒素および炭素を含むガスとを反応させることで第2の層を改質して、第2の層の窒素成分および炭素成分を調整し、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む第3の層を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、基板上に、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する。
まず、本実施形態の第1シーケンスについて説明する。図12は、本実施形態の第1シーケンスにおける成膜フローを示す図である。図13(a)は、本実施形態の第1シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図である。
処理室201内のウエハ200に対してシリコンおよびクロロ基を含むクロロシラン系原料ガスを供給することで、シリコンおよびクロロ基(塩素)を含む第1の層として塩素を含むシリコン含有層(Clを含むシリコン含有層)を形成する工程と、
処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層を改質して、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第2の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)を形成する工程と、
処理室201内のウエハ200に対して窒素および炭素を含むガスを供給して、第2の層におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第2の層と窒素および炭素を含むガスとを反応させることで第2の層を改質して、第2の層の窒素成分および炭素成分を調整し、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第3の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む薄膜としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)を形成する。
(TEAガス供給)
ステップ2dが終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、第5ガス供給管232eのバルブ243eを開き、第5ガス供給管232e内にTEAガスを流す。第5ガス供給管232e内を流れたTEAガスは、マスフローコントローラ241eにより流量調整される。流量調整されたTEAガスは、第4ガス供給管232dを流れ、第4ノズル249dのガス供給孔250dから処理室201内に供給される。処理室201内に供給されたTEAガスは熱で活性化され、排気管231から排気される。このときウエハ200に対して、熱で活性化されたTEAガスが供給されることとなる。
処理室内圧力:133〜5332Pa
TEAガス分圧:33〜5177Pa
TEAガス供給流量:1000〜10000sccm
N2ガス供給流量:300〜3000sccm
TEAガス供給時間:6〜200秒
その後、第5ガス供給管232eのバルブ243eを閉じ、TEA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3の層形成に寄与した後のTEA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)。なお、このとき、バルブ243i,243f,243g,243h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3の層形成に寄与した後のTEA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1d〜3dを1サイクルとして、このサイクルを1回以上(所定回数)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成及び所定膜厚のボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)、すなわち、ボラジン環骨格を有しSi、B、CおよびNを含む薄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。すなわち、1サイクルあたりに形成するボラジン環骨格を含むSiBCN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。なお、この場合に形成されるボラジン環骨格を含むSiBCN膜は、Si、C、Nおよびボラジン環骨格を含む薄膜とも言える。
次に、本実施形態の第2シーケンスについて説明する。図14は、本実施形態の第2シーケンスにおける成膜フローを示す図である。図15(a)は、本実施形態の第2シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図である。
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
基板に対して窒素および炭素を含むガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、基板上に、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜を形成する。
処理室201内のウエハ200に対してシリコンおよびクロロ基を含むクロロシラン系原料ガスを供給することで、シリコンおよびクロロ基(塩素)を含む第1の層として塩素を含むシリコン含有層(Clを含むシリコン含有層)を形成する工程と、処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第1の層とボラジン化合物とを反応させることで第1の層を改質して、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む第2の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)を形成する工程と、を交互に所定回数(複数回)行う工程と、
処理室201内のウエハ200に対して窒素および炭素を含むガスを供給して、第2の層におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、第2の層と窒素および炭素を含むガスとを反応させることで第2の層を改質して、第2の層の窒素成分および炭素成分を調整し、ボラジン環骨格を有し所定元素、硼素、炭素および窒素を含む第3の層としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化層(SiBCN層)を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有しシリコン、硼素、炭素および窒素を含む薄膜としてボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)を形成する。
本実施形態の成膜シーケンスによれば、上述の第1実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、従来のSiCN膜やSiOCN膜等に比べてフッ化水素(HF)に対する耐性が高く、誘電率の低いSiBCN膜またはSiBN膜を、低温領域で、生産性よく成膜することができるようになる。すなわち、トレードオフの関係にあるHFに対する耐性の向上と誘電率の低下とを両立させることが可能な薄膜を、低温領域で、生産性よく成膜できるようになる。
上述の第1、第2シーケンスでは、ボラジン化合物を含む反応ガス(TMBガス)を供給するステップ2dを行った後に、炭素および窒素を含むガス(TEAガス)を供給するステップ3dを行うようにしていたが、本発明は係る実施形態に限定されない。すなわち、本発明は、ステップ2dをステップ3dよりも先に行う場合に限らず、ステップ3dをステップ2dよりも先に行うようにしてもよい。例えば、図13(b)に示すように、ステップ1d,3d,2dをこの順に行うサイクルを1サイクルとして、このサイクルを1回以上(所定回数)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成及び所定膜厚のボラジン環骨格を含むシリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)を成膜するようにしてもよい。また、例えば、図15(b)に示すように、ステップ1d,3dを1セットとしてこのセットを複数回繰り返した後、ステップ2dを行い、これを1サイクルとして、このサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ200上に所定組成及び所定膜厚のボラジン環骨格を含むSiBCN膜を形成するようにしてもよい。
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。
処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有し金属元素、硼素、炭素および窒素を含む金属系薄膜を形成する。
処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
処理室201内のウエハ200に対して窒化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有し金属元素、硼素、炭素および窒素を含む金属系薄膜、または、ボラジン環骨格を有し金属元素、硼素および窒素を含む金属系薄膜を形成するようにしてもよい。
処理室201内のウエハ200に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有し金属元素、硼素、炭素および窒素を含む金属系薄膜を形成するようにしてもよい。
処理室201内のウエハ200に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
処理室201内のウエハ200に対して窒素および炭素を含むガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、ウエハ200上に、ボラジン環骨格を有し金属元素、硼素、炭素および窒素を含む金属系薄膜を形成するようにしてもよい。
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、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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、
前記原料ガスを供給する工程では、前記所定元素および前記ハロゲン基を含む第1の層を形成し、
前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層と前記ボラジン化合物とを反応させることで前記第1の層を改質して、前記所定元素およびボラジン環骨格を含む第2の層を形成する。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させる。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させる。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物のボラジン環の一部と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物のボラジン環を構成する窒素と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程は、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させる条件下で行う。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程は、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させる条件下で行う。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程は、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる条件下で行う。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程は、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物のボラジン環の一部と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる条件下で行う。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程は、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物のボラジン環を構成する窒素と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる条件下で行う。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記基板の温度を、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させる温度とする。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記基板の温度を、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させる温度とする。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記基板の温度を、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる温度とする。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記基板の温度を、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物のボラジン環の一部と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる温度とする。
付記2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記基板の温度を、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させる(引き抜く)と共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物のボラジン環を構成する窒素と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる温度とする。
本発明の他の態様によれば、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給することで、前記所定元素および前記ハロゲン基を含む第1の層を形成する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給して、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、前記第1の層と前記ボラジン化合物とを反応させることで前記第1の層を改質して、前記所定元素および前記ボラジン環骨格を含む第2の層を形成する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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、
前記薄膜を形成する工程では、前記原料ガスを供給する工程と、前記反応ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行う。
付記1の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記薄膜を形成する工程では、前記原料ガスを供給する工程と、前記反応ガスを供給する工程と、を同時に行う。
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、さらに、前記基板に対して窒素および/または炭素を含むガスを供給する工程を含む。
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、さらに、前記基板に対して窒化ガスを供給する工程を含む。
付記22の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記薄膜を形成する工程では、
前記原料ガスを供給する工程と、前記反応ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
前記窒化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行う。
付記22または23の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記窒化ガスを供給する工程では、熱で活性化させた前記窒化ガスを前記基板に対して供給する。
付記22または23の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記窒化ガスを供給する工程では、プラズマで活性化させた前記窒化ガスを前記基板に対して供給する。
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、さらに、前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程を含む。
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、さらに、前記基板に対して窒素および炭素を含むガスを供給する工程を含む。
付記27の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記薄膜を形成する工程では、
前記原料ガスを供給する工程と、前記反応ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
前記窒素および炭素を含むガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行う。
付記1乃至24、26乃至28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、
前記サイクルはノンプラズマの条件下で所定回数行われる。
付記1乃至29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、
前記薄膜は、前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜または前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素および窒素を含む薄膜である。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒素および/または炭素を含むガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜または前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素および窒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。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜または前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素および窒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。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
前記基板に対して窒化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素、炭素および窒素を含む薄膜または前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素および窒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。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対して炭素含有ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素、炭素および窒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。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
前記基板に対して窒素および炭素を含むガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素、炭素および窒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。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
前記基板に対して窒素および炭素を含むガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記ボラジン環骨格を有し前記所定元素、硼素、炭素および窒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。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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、
前記処理室内の基板に対して、所定元素およびハロゲン基を含む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、ボラジン化合物を含む反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記処理室内の基板に対して前記原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記反応ガスを供給する処理と、を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格を含む薄膜を形成するように、前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系、前記ヒータおよび前記圧力調整部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、
基板処理装置の処理室内の基板に対して所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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。
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所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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
201 処理室
202 処理炉
203 反応管
207 ヒータ
231 排気管
232a 第1ガス供給管
232b 第2ガス供給管
232c 第3ガス供給管
232d 第4ガス供給管
232e 第5ガス供給管
Claims (15)
- 基板に対して半導体元素または金属元素を含む所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を交互に行うサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、複数回行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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。 - 前記原料ガスを供給する工程では、前記所定元素および前記ハロゲン基を含む第1の層を形成し、
前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層と前記ボラジン化合物とを反応させることで前記第1の層を改質して、前記所定元素およびボラジン環骨格を含む第2の層を形成する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させる請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させると共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させる請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させると共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させると共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物のボラジン環の一部と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記反応ガスを供給する工程では、前記第1の層に含まれる前記ハロゲン基と、前記ボラジン化合物に含まれるリガンドと、を反応させて、前記リガンドと反応させた前記ハロゲン基を前記第1の層から分離させると共に、前記ハロゲン基と反応させた前記リガンドを前記ボラジン化合物から分離させ、前記リガンドが分離した前記ボラジン化合物のボラジン環を構成する窒素と前記第1の層に含まれる前記所定元素とを結合させる請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記サイクルは、さらに、前記基板に対して窒素を含むガス、炭素を含むガス、または、窒素および炭素を含むガスを供給する工程を含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記サイクルは、さらに、前記基板に対して窒化ガスを供給する工程を含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記薄膜を形成する工程では、
前記原料ガスを供給する工程と、前記反応ガスを供給する工程と、を交互に1回以上行う工程と、
前記窒化ガスを供給する工程と、
を交互に行うサイクルを複数回行う請求項9に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記窒化ガスを供給する工程では、熱で活性化させた前記窒化ガスを前記基板に対して供給する請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記窒化ガスを供給する工程では、プラズマで活性化させた前記窒化ガスを前記基板に対して供給する請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板に対して半導体元素または金属元素を含む所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する工程と、
を交互に行うサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、複数回行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格を含む薄膜を形成する工程を有する基板処理方法。 - 基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して、半導体元素または金属元素を含む所定元素およびハロゲン基を含む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、ボラジン化合物を含む反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記処理室内の基板に対して前記原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記反応ガスを供給する処理と、を交互に行うサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、複数回行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格を含む薄膜を形成するように、前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系、前記ヒータおよび前記圧力調整部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半導体元素または金属元素を含む所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対してボラジン化合物を含む反応ガスを供給する手順と、
を交互に行うサイクルを、前記ボラジン化合物におけるボラジン環骨格が保持される条件下で、複数回行うことで、前記基板上に、前記所定元素および前記ボラジン環骨格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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CN101310038B (zh) * | 2005-11-17 | 2011-05-04 | 株式会社日本触媒 | 化学气相沉积成膜用组合物及生产低介电常数膜的方法 |
JP2007324536A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Renesas Technology Corp | 層間絶縁膜およびその製造方法、ならびに半導体装置 |
JP4994197B2 (ja) * | 2007-11-16 | 2012-08-08 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 |
US20090286402A1 (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-19 | Applied Materials, Inc | Method for critical dimension shrink using conformal pecvd films |
JP5813303B2 (ja) * | 2009-11-20 | 2015-11-17 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置 |
JP2011181599A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマ成膜装置及び方法 |
JP5847566B2 (ja) | 2011-01-14 | 2016-01-27 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム |
JP6007031B2 (ja) * | 2012-08-23 | 2016-10-12 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
-
2012
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Cited By (2)
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