JP6805347B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents
半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6805347B2 JP6805347B2 JP2019528953A JP2019528953A JP6805347B2 JP 6805347 B2 JP6805347 B2 JP 6805347B2 JP 2019528953 A JP2019528953 A JP 2019528953A JP 2019528953 A JP2019528953 A JP 2019528953A JP 6805347 B2 JP6805347 B2 JP 6805347B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- film
- raw material
- forming
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 168
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 109
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 61
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 32
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 30
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910007991 Si-N Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910006294 Si—N Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 24
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 24
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine Substances NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- -1 hydrazine compound Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 191
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 84
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 50
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 30
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 23
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 14
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 2-(cyclohexen-1-yl)cyclohexan-1-one Chemical compound O=C1CCCCC1C1=CCCCC1 GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101150065749 Churc1 gene Proteins 0.000 description 4
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102100038239 Protein Churchill Human genes 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- KDSNLYIMUZNERS-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropanamine Chemical compound CC(C)CN KDSNLYIMUZNERS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N butan-1-amine Chemical compound CCCCN HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N diisopropylamine Chemical compound CC(C)NC(C)C UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 3
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- HDZGCSFEDULWCS-UHFFFAOYSA-N monomethylhydrazine Chemical compound CNN HDZGCSFEDULWCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DIIIISSCIXVANO-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dimethylhydrazine Chemical compound CNNC DIIIISSCIXVANO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 2
- JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N dibutylamine Chemical compound CCCCNCCCC JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N isopropylamine Chemical compound CC(C)N JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 210000003254 palate Anatomy 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- XQYAEIDOJUNIGY-UHFFFAOYSA-N (2-iodo-5-methoxyphenyl)boronic acid Chemical compound COC1=CC=C(I)C(B(O)O)=C1 XQYAEIDOJUNIGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIIPNAJXERMYOG-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trimethylhydrazine Chemical compound CNN(C)C NIIPNAJXERMYOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMZGFLUUZLELNE-UHFFFAOYSA-N 2,3,5-triiodobenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(I)=CC(I)=C1I ZMZGFLUUZLELNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IIFFFBSAXDNJHX-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-n,n-bis(2-methylpropyl)propan-1-amine Chemical compound CC(C)CN(CC(C)C)CC(C)C IIFFFBSAXDNJHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NJBCRXCAPCODGX-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-n-(2-methylpropyl)propan-1-amine Chemical compound CC(C)CNCC(C)C NJBCRXCAPCODGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004178 Anthoxanthum odoratum Species 0.000 description 1
- 102100032373 Coiled-coil domain-containing protein 85B Human genes 0.000 description 1
- 101000868814 Homo sapiens Coiled-coil domain-containing protein 85B Proteins 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000350481 Pterogyne nitens Species 0.000 description 1
- GJWAPAVRQYYSTK-UHFFFAOYSA-N [(dimethyl-$l^{3}-silanyl)amino]-dimethylsilicon Chemical compound C[Si](C)N[Si](C)C GJWAPAVRQYYSTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N diazene Chemical compound N=N RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N diisopropanolamine Chemical compound CC(O)CNCC(C)O LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043279 diisopropylamine Drugs 0.000 description 1
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- WHRIKZCFRVTHJH-UHFFFAOYSA-N ethylhydrazine Chemical compound CCNN WHRIKZCFRVTHJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 125000003808 silyl group Chemical group [H][Si]([H])([H])[*] 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N tributylamine Chemical compound CCCCN(CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKBCYCFRFCNLTO-UHFFFAOYSA-N triisopropylamine Chemical compound CC(C)N(C(C)C)C(C)C RKBCYCFRFCNLTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
- H01L21/0214—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC the material being a silicon oxynitride, e.g. SiON or SiON:H
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/36—Carbonitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/42—Silicides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
- C23C16/45531—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations specially adapted for making ternary or higher compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/022—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being a laminate, i.e. composed of sublayers, e.g. stacks of alternating high-k metal oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
- H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
- H01L21/02219—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound comprising silicon and nitrogen
- H01L21/02222—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound comprising silicon and nitrogen the compound being a silazane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
- H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第1原料を供給する工程と、前記基板に対して窒素および水素を含む第2原料を供給する工程と、を含むセットを所定回数行うことで、シリコン、炭素および窒素を含む第1層を形成する工程と、
前記基板に対して酸化剤を供給することで、前記第1層を酸化させて第2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、シリコン、酸素、炭素および窒素を含む膜を形成する技術が提供される。
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図4を参照しながら説明する。
図1に示すように、処理炉202は加熱機構(温度調整部)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、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。
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ200上にSiOCN膜を形成するシーケンス例について、図4を用いて説明する。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に対して第1原料としてHMDSNガスを供給するステップaと、ウエハ200に対して第2原料としてNH3ガスを供給するステップbと、を含むセットを所定回数行うことで、Si、CおよびNを含む第1層(SiCN層)を形成するステップ1と、
ウエハ200に対して酸化剤としてO2ガスを供給することで、第1層を酸化させて第2層(SiOCN層)を形成するステップ2と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ200上に、Si、O、CおよびNを含む第1膜(SiOCN膜)を形成する成膜ステップを行う。
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、シャッタ開閉機構115sによりシャッタ219sが移動させられて、マニホールド209の下端開口が開放される(シャッタオープン)。その後、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内へ搬入(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、すなわち、ウエハ200が存在する空間が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ246によって処理室201内が真空排気(減圧排気)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。また、処理室201内のウエハ200が所望の処理温度(第1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。また、回転機構267によるウエハ200の回転を開始する。真空ポンプ246の稼働、ウエハ200の加熱および回転は、いずれも、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、以下のステップ1,2を順次実施する。
このステップでは、処理室201内のウエハ200に対してHMDSNガスを供給するステップaと、処理室201内のウエハ200に対してNH3ガスを供給するステップbと、を同時に行う。
処理温度(第1温度):650〜800℃、好ましくは、700〜750℃
処理圧力:67〜2666Pa、好ましくは、133〜1333Pa
HMDSNガス供給流量:1〜2000sccm
NH3ガス供給流量:1〜2000sccm
N2ガス供給流量(各ガス供給管):0〜10000sccm
各ガス供給時間:1〜120秒
が例示される。
ステップ1が終了した後、処理室201内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第1層に対してO2ガスを供給する。
処理圧力:133〜3999Pa
O2ガス供給流量:1000〜10000sccm
ガス供給時間:1〜120秒
が例示される。他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様とする。
ステップ1,2を非同時に、すなわち、同期させることなく交互に行うサイクルを所定回数(n回、nは1以上の整数)行うことにより、ウエハ200上に、第1膜として、所定組成および所定膜厚のSiOCN膜を形成することが可能となる。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される第2層の厚さを所望の膜厚よりも薄くし、第2層を積層することで形成される膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
成膜ステップが終了した後、ウエハ200の温度を上述の第1温度よりも高い第2温度に変更(上昇)させる。その後、第2温度下で、ウエハ200上に形成された第1膜に対してアニール処理を行う。このステップは、処理室201内の雰囲気を酸素非含有の雰囲気とした状態で行う。具体的には、ウエハ200に対するHMDSNガス、NH3ガス、O2ガスの供給をそれぞれ不実施とし、N2ガスの供給を実施した状態で行う。
処理温度(第2温度):800〜1000℃
処理圧力:67〜101325Pa
N2ガス供給流量:1000〜5000sccm
アニール時間:1秒〜60分
が例示される。
アニールステップが終了した後、ガス供給管232c,232dのそれぞれからN2ガスを処理室201内へ供給し、排気管231から排気する。これにより、処理室201内がパージされ、処理室201内に残留するガスや反応副生成物等が処理室201内から除去される(アフターパージ)。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、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。ボートアンロードの後は、シャッタ219sが移動させられ、マニホールド209の下端開口がOリング220cを介してシャッタ219sによりシールされる(シャッタクローズ)。処理済のウエハ200は、反応管203の外部に搬出された後、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、ウエハ200上に形成される膜の組成の制御性を向上させることができ、以下に示す一つ又は複数の効果が得られる。
本実施形態における成膜処理のシーケンスは、図4に示す態様に限定されず、以下の変形例のように変更することができる。また、これらの変形例は任意に組み合わせることができる。なお、特に説明がない限り、各変形例の各ステップにおける処理手順、処理条件は、上述の基板処理シーケンスの各ステップにおける処理手順、処理条件と同様とする。
以下に示す基板処理シーケンスのように、ステップbでは、第2原料として、NH3ガス以外のガス(例えばTEAガス、TMDSNガス)を用いるようにしてもよい。また、ステップbでは、第2原料として、複数種類のガスを組み合わせて用いる(例えば、NH3ガス+TEAガス、TMDSNガス+NH3ガス)ようにしてもよい。
(HMDSN+NH3+TEA→O2)×n→アニール ⇒ SiOCN
(HMDSN+TMDSN→O2)×n→アニール ⇒ SiOCN
(HMDSN+TMDSN+NH3→O2)×n→アニール ⇒ SiOCN
以下に示す基板処理シーケンスのように、ステップ1において、ステップaとステップbとを同時に行うセットを複数回(m回、mは2以上の整数)行うようにしてもよい。
[(HMDSN+TEA)×m→O2]×n→アニール ⇒ SiOCN
[(HMDSN+NH3+TEA)×m→O2]×n→アニール ⇒ SiOCN
[(HMDSN+TMDSN)×m→O2]×n→アニール ⇒ SiOCN
[(HMDSN+TMDSN+NH3)×m→O2]×n→アニール ⇒ SiOCN
図5や以下に示す基板処理シーケンスのように、ステップ1において、ステップaと、ステップbと、を非同時に行うようにしてもよい。すなわち、ステップaと、ステップbと、ステップ2と、を非同時に行うサイクルを所定回数(n回、nは1以上の整数)行うようにしてもよい。この場合、各ステップの実施順序は入れ替えてもよい。また、1サイクル毎にステップbやステップ2等を複数回行うようにしてもよい。また、1サイクル毎にステップbを複数回行う場合、そのうちの初回分をステップaと同時に行うようにしてもよい。
(HMDSN→O2→NH3)×n→アニール ⇒ SiOCN
(HMDSN+NH3→NH3→O2)→アニール ⇒ SiOCN
(HMDSN+NH3→O2→NH3)×n→アニール ⇒ SiOCN
(HMDSN+NH3→O2→NH3→O2)×n→アニール ⇒ SiOCN
図4に示す基板処理シーケンスでは、ステップ1において、HMDSNガスの供給およびNH3ガスの供給をそれぞれ連続的に行うようにしているが、本実施形態はこのような態様に限定されない。例えば、図6に示すように、ステップ1において、HMDSNガスの供給を連続的に行い、その間、NH3ガスの供給を間欠的に複数回行うようにしてもよい。また例えば、ステップ1において、NH3ガスの供給を連続的に行い、その間、HMDSNガスの供給を間欠的に複数回行うようにしてもよい。また例えば、ステップ1において、HMDSNガスの供給およびNH3ガスの供給の両方を間欠的に複数回行うようにしてもよい。すなわち、ステップ1では、ステップaおよびステップbのうち少なくともいずれかを間欠的に行うセットを所定回数行うようにしてもよい。
以下に示す基板処理シーケンスのように、第1膜を形成するステップと、Si、O、CおよびNを含み第1膜とは化学組成が異なる第2膜を形成するステップと、を交互に所定回数(n3回、n3は1以上の整数)行う(繰り返す)ことで、ウエハ200上に、第1膜と第2膜とがナノレベルで交互に積層されてなる積層膜(ナノラミネート膜)を形成するようにしてもよい。
図4に示す基板処理シーケンス、および、上述の各変形例においては、酸化剤を連続的に供給するようにしてもよい。例えば、サイクルを所定回数行う際、ステップ2やステップ4だけでなく、ステップ1やステップ3においても、処理室201内へ酸化剤を供給するようにしてもよい。本変形例においても、図4に示す基板処理シーケンスと同様の効果が得られる。また、本変形例によれば、ウエハ200上に形成された第1膜や第2膜の酸化、すなわち、膜からの不純物の脱離や膜の緻密化をより促すことが可能となる。結果として、最終的に形成される膜を、誘電率がより低く、加工耐性がより優れた膜とすることが可能となる。
図4に示す基板処理シーケンス、および、上述の各変形例においては、第1原料〜第3原料、酸化剤のうち少なくともいずれかの供給流量を、サイクル毎、或いは、セット毎に変化させてもよい。本変形例においても、図4に示す基板処理シーケンスと同様の効果が得られる。また、本変形例によれば、ウエハ200上に形成される第1膜や第2膜の組成や特性を微調整したり、膜厚方向に変化させたりすることが可能となる。
図4に示す基板処理シーケンス、および、上述の各変形例においては、アニール処理を不実施としてもよい。アニール処理を不実施としても上述の効果が得られる。但し、アニール処理を実施した方が、最終的に形成される膜の加工耐性をより高めることが可能となる。
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、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。
Claims (16)
- 基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第1原料を供給する工程と、前記基板に対して窒素および水素を含む第2原料を供給する工程と、を含むセットを所定回数行うことで、シリコン、炭素および窒素を含む第1層を形成する工程と、
前記基板に対して酸化剤を供給することで、前記第1層を酸化させて第2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、シリコン、酸素、炭素および窒素を含む第1膜を形成する工程と、
前記基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第3原料を供給することで、シリコン、炭素および窒素を含む第3層を形成する工程と、
前記基板に対して酸化剤を供給することで、前記第3層を酸化させて第4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、前記第1膜上に、シリコン、酸素、炭素および窒素を含み前記第1膜とは化学組成が異なる第2膜を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記第1原料は、第1有機シラザン化合物を含み、
前記第2原料は、アンモニア、アミン、有機ヒドラジン化合物、および、1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含み前記第1有機シラザン化合物とは分子構造が異なる第2有機シラザン化合物のうち少なくとも1つを含む請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記セットは、前記第1原料を供給する工程と、前記第2原料を供給する工程とを、同時に行うことを含み、
前記サイクルは、前記第1層を形成する工程と、前記第2層を形成する工程とを、非同時に行うことを含む請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記セットは、前記第1原料を供給する工程と、前記第2原料を供給する工程とを、非同時に行うことを含み、
前記サイクルは、前記第1層を形成する工程と、前記第2層を形成する工程とを、非同時に行うことを含む請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記セットは、前記第1原料を供給する工程および前記第2原料を供給する工程のうち少なくともいずれかを間欠的に行うことを含む請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2膜を形成する工程における前記サイクルは、前記第3層を形成する工程と、前記第4層を形成する工程とを、非同時に行うことを含む請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2膜を形成する工程における前記サイクルは、前記第3層を形成する工程と、前記第4層を形成する工程とを、同時に行うことを含む請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第3原料の分子構造は、前記第1原料の分子構造と同一である請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1膜を形成する工程と、前記第2膜を形成する工程と、を交互に複数回繰り返すことで、前記基板上に、前記第1膜と前記第2膜とが交互に積層されてなる積層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。
- 基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第1原料を供給する工程と、前記基板に対して窒素および水素を含む第2原料を供給する工程と、を含むセットを所定回数行うことで、シリコン、炭素および窒素を含む第1層を形成する工程と、
前記基板に対して酸化剤を供給することで、前記第1層を酸化させて第2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、シリコン、酸素、炭素および窒素を含む第1膜を形成する工程と、
前記第1膜を形成する工程における処理温度よりも高い処理温度下で、前記第1膜をアニールする工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記第1膜を形成する工程および前記第2膜を形成する工程における処理温度よりも高い処理温度下で、前記第1膜および前記第2膜をアニールする工程を、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。
- 前記積層膜を形成する工程における処理温度よりも高い処理温度下で、前記積層膜をアニールする工程を、さらに有する請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板に対する処理が行われる処理室と、
前記処理室内の基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第1原料を供給する第1原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して窒素および水素を含む第2原料を供給する第2原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第3原料を供給する第3原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
前記処理室内において、基板に対して前記第1原料を供給する処理と、前記基板に対して前記第2原料を供給する処理と、を含むセットを所定回数行うことで、シリコン、炭素および窒素を含む第1層を形成する処理と、前記基板に対して前記酸化剤を供給することで、前記第1層を酸化させて第2層を形成する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および窒素を含む第1膜を形成する処理と、前記基板に対して前記第3原料を供給することで、シリコン、炭素および窒素を含む第3層を形成する処理と、前記基板に対して酸化剤を供給することで、前記第3層を酸化させて第4層を形成する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記第1膜上に、シリコン、酸素、炭素および窒素を含み前記第1膜とは化学組成が異なる第2膜を形成する処理と、を行わせるように、前記第1原料供給系、前記第2原料供給系、および前記酸化剤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。 - 基板に対する処理が行われる処理室と、
前記処理室内の基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第1原料を供給する第1原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して窒素および水素を含む第2原料を供給する第2原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
前記処理室内の基板の温度を調整する温度調整部と、
前記処理室内において、基板に対して前記第1原料を供給する処理と、前記基板に対して前記第2原料を供給する処理と、を含むセットを所定回数行うことで、シリコン、炭素および窒素を含む第1層を形成する処理と、前記基板に対して前記酸化剤を供給することで、前記第1層を酸化させて第2層を形成する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および窒素を含む第1膜を形成する処理と、前記第1膜を形成する処理における処理温度よりも高い処理温度下で、前記第1膜をアニールする処理と、を行わせるように、前記第1原料供給系、前記第2原料供給系、前記酸化剤供給系、および前記温度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において、
基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第1原料を供給する手順と、前記基板に対して窒素および水素を含む第2原料を供給する手順と、を含むセットを所定回数行うことで、シリコン、炭素および窒素を含む第1層を形成する手順と、
前記基板に対して酸化剤を供給することで、前記第1層を酸化させて第2層を形成する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および窒素を含む第1膜を形成する手順と、
前記基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第3原料を供給することで、シリコン、炭素および窒素を含む第3層を形成する手順と、
前記基板に対して酸化剤を供給することで、前記第3層を酸化させて第4層を形成する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記第1膜上に、シリコン、酸素、炭素および窒素を含み前記第1膜とは化学組成が異なる第2膜を形成する手順と、
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。 - 基板処理装置の処理室内において、
基板に対して1分子中に少なくとも2つのSi−N結合と少なくとも1つのSi−C結合とを含む第1原料を供給する手順と、前記基板に対して窒素および水素を含む第2原料を供給する手順と、を含むセットを所定回数行うことで、シリコン、炭素および窒素を含む第1層を形成する手順と、
前記基板に対して酸化剤を供給することで、前記第1層を酸化させて第2層を形成する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコン、酸素、炭素および窒素を含む第1膜を形成する手順と、
前記第1膜を形成する工程における処理温度よりも高い処理温度下で、前記第1膜をアニールする手順と、
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。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017137099 | 2017-07-13 | ||
JP2017137099 | 2017-07-13 | ||
PCT/JP2018/018354 WO2019012797A1 (ja) | 2017-07-13 | 2018-05-11 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019012797A1 JPWO2019012797A1 (ja) | 2020-05-21 |
JP6805347B2 true JP6805347B2 (ja) | 2020-12-23 |
Family
ID=65001970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019528953A Active JP6805347B2 (ja) | 2017-07-13 | 2018-05-11 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11094532B2 (ja) |
JP (1) | JP6805347B2 (ja) |
KR (1) | KR102334832B1 (ja) |
WO (1) | WO2019012797A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6910387B2 (ja) * | 2019-03-05 | 2021-07-28 | 株式会社Kokusai Electric | 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 |
JP7224217B2 (ja) * | 2019-03-15 | 2023-02-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004017383A2 (en) | 2002-08-18 | 2004-02-26 | Aviza Technology, Inc. | Low termperature deposition of silicon oxides and oxynitrides |
JP4595702B2 (ja) | 2004-07-15 | 2010-12-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体 |
JP2006351694A (ja) | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Fujitsu Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
US8530361B2 (en) * | 2006-05-23 | 2013-09-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for producing silicon and oxide films from organoaminosilane precursors |
JP5233562B2 (ja) | 2008-10-04 | 2013-07-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
US8647722B2 (en) * | 2008-11-14 | 2014-02-11 | Asm Japan K.K. | Method of forming insulation film using plasma treatment cycles |
US8703625B2 (en) * | 2010-02-04 | 2014-04-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Methods to prepare silicon-containing films |
JP2011192875A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 |
JP6151335B2 (ja) * | 2011-01-14 | 2017-06-21 | 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 |
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 |
KR101378478B1 (ko) * | 2011-03-23 | 2014-03-27 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 |
JP5806612B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2015-11-10 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン酸炭窒化膜の形成方法 |
US10279959B2 (en) * | 2012-12-11 | 2019-05-07 | Versum Materials Us, Llc | Alkoxysilylamine compounds and applications thereof |
JP6024484B2 (ja) * | 2013-01-29 | 2016-11-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
US9831083B2 (en) | 2013-09-27 | 2017-11-28 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus and non-transitory computer-readable recording medium |
JP6246558B2 (ja) * | 2013-10-29 | 2017-12-13 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン酸炭窒化物膜、シリコン酸炭化物膜、シリコン酸窒化物膜の成膜方法および成膜装置 |
US10566187B2 (en) * | 2015-03-20 | 2020-02-18 | Lam Research Corporation | Ultrathin atomic layer deposition film accuracy thickness control |
US9777025B2 (en) * | 2015-03-30 | 2017-10-03 | L'Air Liquide, Société pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Si-containing film forming precursors and methods of using the same |
TWI716333B (zh) * | 2015-03-30 | 2021-01-11 | 法商液態空氣喬治斯克勞帝方法研究開發股份有限公司 | 碳矽烷與氨、胺類及脒類之觸媒去氫耦合 |
KR102412614B1 (ko) * | 2015-10-22 | 2022-06-23 | 삼성전자주식회사 | 물질막, 이를 포함하는 반도체 소자, 및 이들의 제조 방법 |
US9786491B2 (en) * | 2015-11-12 | 2017-10-10 | Asm Ip Holding B.V. | Formation of SiOCN thin films |
US9786492B2 (en) * | 2015-11-12 | 2017-10-10 | Asm Ip Holding B.V. | Formation of SiOCN thin films |
JP2017168788A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 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 |
US10186420B2 (en) * | 2016-11-29 | 2019-01-22 | Asm Ip Holding B.V. | Formation of silicon-containing thin films |
US9947769B1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-04-17 | Globalfoundries Inc. | Multiple-layer spacers for field-effect transistors |
CN110622298B (zh) * | 2017-05-13 | 2023-09-22 | 应用材料公司 | 用于高质量间隙填充方案的循环可流动沉积和高密度等离子体处理处理 |
-
2018
- 2018-05-11 WO PCT/JP2018/018354 patent/WO2019012797A1/ja active Application Filing
- 2018-05-11 JP JP2019528953A patent/JP6805347B2/ja active Active
- 2018-05-11 KR KR1020207000831A patent/KR102334832B1/ko active IP Right Grant
-
2020
- 2020-01-13 US US16/741,235 patent/US11094532B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019012797A1 (ja) | 2019-01-17 |
KR20200017471A (ko) | 2020-02-18 |
US20200152444A1 (en) | 2020-05-14 |
JPWO2019012797A1 (ja) | 2020-05-21 |
US11094532B2 (en) | 2021-08-17 |
KR102334832B1 (ko) | 2021-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6980624B2 (ja) | 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 | |
JP6817845B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP6806719B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
KR102288228B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 | |
KR102023834B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 | |
KR102419555B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 | |
JP6805347B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
KR102365948B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 및 프로그램 | |
KR102346410B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 | |
JP7026200B2 (ja) | 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 | |
JP6989677B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP7170750B2 (ja) | 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP6987948B2 (ja) | 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 | |
JP2022037028A (ja) | 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
WO2019058477A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP2021111679A (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JPWO2019087445A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191015 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200121 |
|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20200121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200901 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201027 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201203 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6805347 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |