JP7296806B2 - ＲｕＳｉ膜の形成方法及び基板処理システム - Google Patents

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Description

本開示は、ＲｕＳｉ膜の形成方法及び基板処理システムに関する。
１つの材料が隣接する材料に拡散することを防ぐために用いられる拡散バリア層としてＲｕＳｉｘ層を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００２－５２４８４７号公報
本開示は、段差被覆性が良好なＲｕＳｉ膜を形成できる技術を提供する。
本開示の一態様によるＲｕＳｉ膜の形成方法は、絶縁膜を含む凹部を有する基板を準備する工程と、前記絶縁膜の表面が露出した状態で前記基板にシリコン含有ガスを供給して前記絶縁膜上にシリコンを吸着させる工程と、前記絶縁膜上に前記シリコンが吸着した前記基板にＲｕ含有前駆体を供給して前記凹部にＲｕ膜を形成する工程と、前記凹部に前記Ｒｕ膜が形成された前記基板にシリコン含有ガスを供給してＲｕＳｉ膜を形成する工程と、を有する。
本開示によれば、段差被覆性が良好なＲｕＳｉ膜を形成できる。
一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法を示すフローチャート 一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法を示す工程断面図 基板処理システムの構成例を示す概略図 基板処理システムが備える処理装置の一例を示す概略図 基板処理システムが備える処理装置の別の例を示す概略図 ＳｉＯ２膜の表面にシリコンを吸着させることによる作用を説明するための図 Ｒｕ含有前駆体の供給時間とＲｕ膜の膜厚との関係を示す図
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔ＲｕＳｉ膜について〕
半導体デバイスの微細化に伴い、配線の微細化も進んでいる。そこで、配線材料として、ルテニウムシリサイド（ＲｕＳｉ）膜が検討されている。ＲｕＳｉ膜は、銅（Ｃｕ）膜と異なり絶縁膜へ拡散しにくいため、ＲｕＳｉ膜の下地膜にはバリア性は要求されない。しかし、絶縁膜上に直接、密着性よくＲｕＳｉ膜を形成することが要求される。
ところで、ＲｕＳｉ膜を形成する際には、Ｒｕ含有前駆体として、η４－２，３－ジメチルブタジエンルテニウムトリカルボニル（Ｒｕ（ＤＭＢＤ）（ＣＯ）３）やドデカカルボニルトリルテニウム（Ｒｕ３（ＣＯ）１２）等が用いられる。
Ｒｕ（ＤＭＢＤ）（ＣＯ）３を用いる場合、絶縁膜上に直接、密着性よく、また良好なステップカバレッジ（段差被覆性）でＲｕＳｉ膜を形成できる。しかし、Ｒｕ（ＤＭＢＤ）（ＣＯ）３に加えて酸素（Ｏ２）ガスが必要であるため、形成されるＲｕＳｉ膜の膜中に不純物として酸素（Ｏ）が取り込まれやすい。また、形成されるＲｕＳｉ膜の膜中にＲｕ（ＤＭＢＤ）（ＣＯ）３に起因する炭素（Ｃ）が不純物として取り込まれやすい。そのため、純度の高い（不純物濃度の低い）ＲｕＳｉ膜を形成することは困難である。
Ｒｕ３（ＣＯ）１２を用いる場合、絶縁膜上に直接、密着性よくＲｕＳｉ膜を形成することは困難である。また、Ｒｕ３（ＣＯ）１２は蒸気圧が低い原料ガスであるため、大流量でＲｕ３（ＣＯ）１２を供給することが難しい。そのため、高アスペクト比の凹部に対してＲｕＳｉ膜を形成する場合、凹部の底部にＲｕ３（ＣＯ）１２が到達しないため、高アスペクト比の凹部に対して良好な段差被覆性でＲｕＳｉ膜を形成することは困難である。
そこで、本発明者らは、従来技術に対する問題点を鋭意検討した結果、絶縁膜上にシリコン（Ｓｉ）を吸着させた後、Ｒｕ含有前駆体を供給してＲｕ膜を形成することで、段差被覆性が良好で、純度の高いＲｕＳｉ膜を形成できることを見出した。以下、段差被覆性が良好で、純度の高いＲｕＳｉ膜を形成できる一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法について詳細に説明する。
〔ＲｕＳｉ膜の形成方法〕
一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法について説明する。図１は、一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法を示すフローチャートである。図２は、一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法を示す工程断面図である。
一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法は、基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１と、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２と、Ｒｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３と、を有する。なお、工程Ｓ１１～Ｓ１３の各々の前後に、窒素（Ｎ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガスを供給して処理容器内をパージするパージ工程を行ってもよい。また、工程Ｓ１１の後、工程Ｓ１２と工程Ｓ１３とを繰り返し行ってもよい。以下、各工程について説明する。
工程Ｓ１１は、減圧可能な処理容器内に、絶縁膜を含む凹部を有する基板を収容し、基板を所定温度に加熱した状態で、処理容器内にシリコン含有ガスを供給して凹部にシリコンを吸着させる工程である。工程Ｓ１１では、図２（ａ）に示されるように、表面に絶縁膜Ｆ２が形成された凹部Ｔにシリコン含有ガスを供給することで、図２（ｂ）に示されるように、凹部ＴにコンフォーマルにシリコンＦ３を吸着させる。
基板は、例えばＳｉウエハである。凹部は、例えばトレンチ、ホールである。シリコン含有ガスは、例えばモノシラン（ＳｉＨ４）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガス等の水素化シリコンガス、モノメチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン等である。所定温度は、凹部ＴにシリコンＦ３が吸着する温度であればよく、シリコン含有ガスの種類に応じて設定できる。例えば、シリコン含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用いる場合の好適な温度範囲は３００℃～５００℃であり、例えば４００℃である。
処理容器内にシリコン含有ガスを供給する方法としては、例えば貯留タンクに貯留されたシリコン含有ガスを、処理容器と貯留タンクとの間に設けられたバルブの開閉により処理容器内に供給する方法を利用できる。このように貯留タンクに貯留されたシリコン含有ガスを、処理容器と貯留タンクとの間に設けられたバルブの開閉により処理容器内に供給する場合、バルブの開閉時間・回数によりシリコン含有ガスの流量及び流速を制御できる。そのため、シリコン含有ガスの流量及び流速の制御性が向上する。また、シリコン含有ガスを貯留タンクに一旦貯留して昇圧した状態で処理容器内に供給することで、アスペクト比が高い凹部Ｔの底までＳｉＨ４ガスが到達するため、凹部ＴにコンフォーマルにシリコンＦ３が吸着しやすい。
また、処理容器内にシリコン含有ガスを供給する方法としては、例えばシリコン含有ガスを連続して処理容器内に供給する方法を利用してもよい。言い換えると、シリコン含有ガスを貯留タンクに貯留することなく処理容器内に供給する方法を利用してもよい。このようにシリコン含有ガスを貯留タンクに貯留することなく処理容器内に供給する場合、連続してシリコン含有ガスを供給できることから短時間で凹部にシリコンを吸着させることができる。
工程Ｓ１２は、減圧可能な処理容器内に、凹部にシリコンが吸着した基板を収容し、基板を所定温度に加熱した状態で、処理容器内にガス化したＲｕ含有前駆体を供給して凹部にＲｕ膜を形成する工程である。工程Ｓ１２では、凹部Ｔに吸着したシリコンＦ３がＲｕ含有前駆体の吸着サイトとして機能し、シリコンＦ３上にＲｕ含有前駆体が化学吸着する。このとき、シリコンＦ３が凹部Ｔにコンフォーマルに形成されているため、図２（ｃ）に示されるように、Ｒｕ膜Ｆ４も凹部Ｔにコンフォーマルに形成される。また、Ｒｕ膜Ｆ４の一部はシリコンＦ３と化学吸着してＲｕＳｉ膜となる。以下、ガス化したＲｕ含有前駆体を単にＲｕ含有前駆体とも称する。
Ｒｕ含有前駆体は、例えばＲｕ３（ＣＯ）１２、cis-dicarbonyl bis(5-methylhexane-2,4-dionate) ruthenium(II)等である。所定温度は、Ｒｕ含有前駆体が熱分解する温度であればよく、Ｒｕ含有前駆体の種類に応じて設定できる。例えば、Ｒｕ含有前駆体としてＲｕ３（ＣＯ）１２を用いる場合の好適な温度範囲は１５０℃～２００℃であり、例えば１８５℃である。
処理容器内にＲｕ含有前駆体を供給する方法としては、例えばＲｕ含有前駆体を連続して処理容器内に供給する方法を利用できる。言い換えると、Ｒｕ含有前駆体を貯留タンクに貯留することなく処理容器内に供給する方法を利用できる。このようにＲｕ含有前駆体を貯留タンクに貯留することなく処理容器内に供給する場合、連続してＲｕ膜を成膜できることから成膜レートが向上する。
また、処理容器内にＲｕ含有前駆体を供給する方法としては、例えば貯留タンクに貯留されたＲｕ含有前駆体を、処理容器と貯留タンクとの間に設けられたバルブの開閉により処理容器内に供給する方法を利用してもよい。このように貯留タンクに貯留されたＲｕ含有前駆体を、処理容器と貯留タンクとの間に設けられたバルブの開閉により処理容器内に供給する場合、バルブの開閉時間・回数に応じて膜厚を段階的に調整できることから膜厚制御性が向上する。
工程Ｓ１３は、減圧可能な処理容器内に、凹部にＲｕ膜が形成された基板を収容し、基板を所定温度に加熱した状態で、処理容器内にシリコン含有ガスを供給してＲｕＳｉ膜を形成する工程である。工程Ｓ１３では、凹部ＴにＲｕ膜Ｆ４が形成された基板Ｆ１にシリコン含有ガスを供給することで、図２（ｄ）に示されるように、凹部Ｔに形成されたＲｕ膜Ｆ４にシリコン含有ガスを反応させてＲｕＳｉ膜Ｆ５を形成する。このとき、Ｒｕ膜Ｆ４が凹部Ｔにコンフォーマルに形成されているため、ＲｕＳｉ膜Ｆ５も凹部Ｔにコンフォーマルに形成される。
シリコン含有ガスは、工程Ｓ１１で用いられるガスと同じであってよく、例えばＳｉＨ４ガス、Ｓｉ２Ｈ６ガス等の水素化シリコンガス、モノメチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン等である。所定温度は、凹部に形成されたＲｕ膜と反応してＲｕＳｉ膜を形成可能な温度であればよく、シリコン含有ガスの種類に応じて設定できる。例えば、シリコン含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用いる場合の好適な温度範囲は３００℃～５００℃であり、例えば４００℃である。
処理容器内にシリコン含有ガスを供給する方法としては、工程Ｓ１１と同様に、例えば貯留タンクに貯留されたシリコン含有ガスを、処理容器と貯留タンクとの間に設けられたバルブの開閉により処理容器内に供給する方法を利用できる。このように貯留タンクに貯留されたシリコン含有ガスを、処理容器と貯留タンクとの間に設けられたバルブの開閉により処理容器内に供給する場合、バルブの開閉時間・回数によりシリコン含有ガスの流量及び流速を制御できる。そのため、シリコン含有ガスの流量及び流速の制御性が向上する。また、バルブを開けガス塊が処理容器内に導入された後、短時間でバルブが閉じられるため、連続してガスを供給する場合に比べ、後続のガスの圧力の影響を受けることなく、前記ガス塊が処理容器内でより均等に拡散する。そのため、シリサイド化の面内均一性が向上する。
また、処理容器内にシリコン含有ガスを供給する方法としては、工程Ｓ１１と同様に、例えばシリコン含有ガスを連続して処理容器内に供給する方法を利用してもよい。言い換えると、シリコン含有ガスを貯留タンクに貯留することなく処理容器内に供給する方法を利用してもよい。このようにシリコン含有ガスを貯留タンクに貯留することなく処理容器内に供給する場合、連続してシリコン含有ガスを供給できることからシリサイド化レートが向上する。
以上に説明した工程Ｓ１１、工程Ｓ１２及び工程Ｓ１３をこの順に実行することにより、凹部ＴにＲｕＳｉ膜を形成できる。
一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法によれば、工程Ｓ１２において絶縁膜上にＲｕ膜を形成する前に、工程Ｓ１１において絶縁膜をシリコン含有ガスに曝露する。これにより、絶縁膜上にシリコン膜が形成され、シリコン膜がＲｕ含有前駆体の吸着サイトとして機能するので、絶縁膜上にＲｕ膜及びＲｕＳｉ膜を形成できる。
また、一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法によれば、工程Ｓ１１において基板をシリコン含有ガスに曝露して、凹部にコンフォーマルにシリコン膜を形成する。これにより、凹部にコンフォーマルに形成されたシリコン膜を吸着サイトとしてＲｕ含有前駆体からＲｕ膜が形成されるので、凹部にＲｕ膜がコンフォーマルに形成できる。すなわち、凹部に良好な段差被覆性でＲｕ膜及びＲｕＳｉ膜を形成できる。
また、一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法によれば、Ｒｕ含有前駆体としてＲｕ３（ＣＯ）１２、cis-dicarbonyl bis(5-methylhexane-2,4-dionate) ruthenium(II)を用いるので、Ｒｕ膜及びＲｕＳｉ膜の形成にＯ２ガスが不要である。そのため、形成されるＲｕ膜及びＲｕＳｉ膜の膜中にＯが不純物として取り込まれにくい。その結果、不純物濃度の低いＲｕ膜及びＲｕＳｉ膜を形成することが可能である。
〔基板処理システム〕
一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法を実現する基板処理システムの一例について説明する。図３は、基板処理システムの構成例を示す概略図である。
図３に示されるように、基板処理システムは、処理装置１０１～１０４と、真空搬送室２００と、ロードロック室３０１～３０３と、大気搬送室４００と、ロードポート６０１～６０３と、全体制御部７００と、を備える。
処理装置１０１～１０４は、それぞれゲートバルブＧ１１～Ｇ１４を介して真空搬送室２００と接続されている。処理装置１０１～１０４内は所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にて基板の一例であるウエハＷに所望の処理を施す。一実施形態では、処理装置１０１はＳｉ膜を形成可能な装置であり、処理装置１０２～１０４はＲｕ膜を形成可能な装置である。ただし、処理装置１０１～１０４の各々がＲｕ膜及びＳｉ膜を形成可能な装置として構成されていてもよい。また、処理装置１０２～１０４の一部は、別の処理を行う装置として構成されてもよい。また、処理装置１０３、１０４をＳｉ膜を形成可能な装置、処理装置１０１、１０２をＲｕ膜を形成可能な装置としてもよい。生産性や稼働率等を顧慮して適宜、構成可能である。
真空搬送室２００内は、所定の真空雰囲気に減圧されている。真空搬送室２００には、減圧状態でウエハＷを搬送可能な搬送機構２０１が設けられている。搬送機構２０１は、処理装置１０１～１０４、ロードロック室３０１～３０３に対して、ウエハＷを搬送する。搬送機構２０１は、例えば独立に移動可能な２つの搬送アーム２０２ａ，２０２ｂを有する。
ロードロック室３０１～３０３は、それぞれゲートバルブＧ２１～Ｇ２３を介して真空搬送室２００と接続され、ゲートバルブＧ３１～Ｇ３３を介して大気搬送室４００と接続されている。ロードロック室３０１～３０３内は、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えることができるようになっている。
大気搬送室４００内は、大気雰囲気となっており、例えば清浄空気のダウンフローが形成されている。大気搬送室４００内には、ウエハＷのアライメントを行うアライナ４０１が設けられている。また、大気搬送室４００には、搬送機構４０２が設けられている。搬送機構４０２は、ロードロック室３０１～３０３、後述するロードポート６０１，６０２のキャリアＣ、アライナ４０１に対して、ウエハＷを搬送する。
ロードポート６０１～６０３は、大気搬送室４００の長辺の壁面に設けられている。ロードポート６０１～６０３は、ウエハＷが収容されたキャリアＣ又は空のキャリアＣが取り付けられる。キャリアＣとしては、例えばＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を利用できる。
全体制御部７００は、基板処理システムの各部を制御する。例えば、全体制御部７００は、処理装置１０１～１０４の動作、搬送機構２０１，４０２の動作、ゲートバルブＧ１１～Ｇ１４，Ｇ２１～Ｇ２３，Ｇ３１～Ｇ３３の開閉、ロードロック室３０１～３０３内の雰囲気の切り替え等を実行する。全体制御部７００は、例えばコンピュータであってよい。
〔処理装置〕
前述の基板処理システムが備える処理装置１０１の構成例について説明する。図４は、基板処理システムが備える処理装置の一例を示す概略図である。図４に示される処理装置１０１は、例えば基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１及びＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３を実行する装置である。
図４に示されるように、処理装置１０１は、処理容器１と、載置台２と、シャワーヘッド３と、排気部４と、ガス供給機構５と、制御部９とを有している。
処理容器１は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状を有している。処理容器１は、ウエハＷを収容する。処理容器１の側壁にはウエハＷを搬入又は搬出するための搬入出口１１が形成され、搬入出口１１はゲートバルブ１２により開閉される。ゲートバルブ１２は、図３ではゲートバルブＧ１１として図示している。処理容器１の本体の上には、断面が矩形状をなす円環状の排気ダクト１３が設けられている。排気ダクト１３には、内周面に沿ってスリット１３ａが形成されている。排気ダクト１３の外壁には、排気口１３ｂが形成されている。排気ダクト１３の上面には、処理容器１の上部開口を塞ぐように天壁１４が設けられている。排気ダクト１３と天壁１４との間はシールリング１５で気密に封止されている。
載置台２は、処理容器１内でウエハＷを水平に支持する。載置台２は、ウエハＷに対応した大きさの円板状に形成されており、支持部材２３に支持されている。載置台２は、ＡｌＮ等のセラミックス材料や、アルミニウムやニッケル合金等の金属材料で形成されており、内部にウエハＷを加熱するためのヒータ２１が埋め込まれている。ヒータ２１は、ヒータ電源（図示せず）から給電されて発熱する。そして、載置台２の上面の近傍に設けられた熱電対（図示せず）の温度信号によりヒータ２１の出力を制御することで、ウエハＷが所定の温度に制御される。載置台２には、上面の外周領域及び側面を覆うようにアルミナ等のセラミックスにより形成されたカバー部材２２が設けられている。
載置台２の底面には、載置台２を支持する支持部材２３が設けられている。支持部材２３は、載置台２の底面の中央から処理容器１の底壁に形成された孔部を貫通して処理容器１の下方に延び、その下端が昇降機構２４に接続されている。昇降機構２４により載置台２が支持部材２３を介して、図４で示す処理位置と、その下方の二点鎖線で示すウエハＷの搬送が可能な搬送位置との間で昇降する。支持部材２３の処理容器１の下方には、鍔部２５が取り付けられており、処理容器１の底面と鍔部２５の間には、処理容器１内の雰囲気を外気と区画し、載置台２の昇降動作にともなって伸縮するベローズ２６が設けられている。
処理容器１の底面の近傍には、昇降板２７ａから上方に突出するように３本（２本のみ図示）のウエハ支持ピン２７が設けられている。ウエハ支持ピン２７は、処理容器１の下方に設けられた昇降機構２８により昇降板２７ａを介して昇降する。ウエハ支持ピン２７は、搬送位置にある載置台２に設けられた貫通孔２ａに挿通されて載置台２の上面に対して突没可能となっている。ウエハ支持ピン２７を昇降させることにより、搬送機構（図示せず）と載置台２との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
シャワーヘッド３は、処理容器１内に処理ガスをシャワー状に供給する。シャワーヘッド３は、金属製であり、載置台２に対向するように設けられており、載置台２とほぼ同じ直径を有している。シャワーヘッド３は、処理容器１の天壁１４に固定された本体部３１と、本体部３１の下に接続されたシャワープレート３２とを有している。本体部３１とシャワープレート３２との間にはガス拡散空間３３が形成されており、ガス拡散空間３３には処理容器１の天壁１４及び本体部３１の中央を貫通するようにガス導入孔３６，３７が設けられている。シャワープレート３２の周縁部には下方に突出する環状突起部３４が形成されている。環状突起部３４の内側の平坦面には、ガス吐出孔３５が形成されている。載置台２が処理位置に存在した状態では、載置台２とシャワープレート３２との間に処理空間３８が形成され、カバー部材２２の上面と環状突起部３４とが近接して環状隙間３９が形成される。
排気部４は、処理容器１の内部を排気する。排気部４は、排気口１３ｂに接続された排気管４１と、排気管４１に接続された真空ポンプや圧力制御バルブ等を有する排気機構４２とを有する。処理に際しては、処理容器１内のガスがスリット１３ａを介して排気ダクト１３に至り、排気ダクト１３から排気管４１を通って排気機構４２により排気される。
ガス供給機構５は、処理容器１内に処理ガスを供給する。ガス供給機構５は、ＳｉＨ４ガス供給源５１ａ、Ｎ２ガス供給源５３ａ、ＳｉＨ４ガス供給源５５ａ及びＮ２ガス供給源５７ａを有する。
ＳｉＨ４ガス供給源５１ａは、ガス供給ライン５１ｂを介してシリコン含有ガスの一例であるＳｉＨ４ガスを処理容器１内に供給する。ガス供給ライン５１ｂには、上流側から流量制御器５１ｃ、貯留タンク５１ｄ及びバルブ５１ｅが介設されている。ガス供給ライン５１ｂのバルブ５１ｅの下流側は、ガス導入孔３６に接続されている。ＳｉＨ４ガス供給源５１ａから供給されるＳｉＨ４ガスは処理容器１内に供給される前に貯留タンク５１ｄで一旦貯留され、貯留タンク５１ｄ内で所定の圧力に昇圧された後、処理容器１内に供給される。貯留タンク５１ｄから処理容器１へのＳｉＨ４ガスの供給及び停止は、バルブ５１ｅの開閉により行われる。このように貯留タンク５１ｄへＳｉＨ４ガスを一旦貯留することで、比較的大きい流量のＳｉＨ４ガスを処理容器１内に安定して供給できる。
Ｎ２ガス供給源５３ａは、ガス供給ライン５３ｂを介してキャリアガスであるＮ２ガスを処理容器１内に供給する。ガス供給ライン５３ｂには、上流側から流量制御器５３ｃ、バルブ５３ｅ及びオリフィス５３ｆが介設されている。ガス供給ライン５３ｂのオリフィス５３ｆの下流側は、ガス供給ライン５１ｂに接続されている。Ｎ２ガス供給源５３ａから供給されるＮ２ガスはウエハＷの成膜中に連続して処理容器１内に供給される。Ｎ２ガス供給源５３ａから処理容器１へのＮ２ガスの供給及び停止は、バルブ５３ｅの開閉により行われる。貯留タンク５１ｄによってガス供給ライン５１ｂには比較的大きい流量でガスが供給されるが、オリフィス５３ｆによってガス供給ライン５１ｂに供給されるガスがＮ２ガス供給ライン５３ｂに逆流することが抑制される。
ＳｉＨ４ガス供給源５５ａは、ガス供給ライン５５ｂを介してシリコン含有ガスであるＳｉＨ４ガスを処理容器１内に供給する。ガス供給ライン５５ｂには、上流側から流量制御器５５ｃ、貯留タンク５５ｄ及びバルブ５５ｅが介設されている。ガス供給ライン５５ｂのバルブ５５ｅの下流側は、ガス導入孔３７に接続されている。ＳｉＨ４ガス供給源５５ａから供給されるＳｉＨ４ガスは処理容器１内に供給される前に貯留タンク５５ｄで一旦貯留され、貯留タンク５５ｄ内で所定の圧力に昇圧された後、処理容器１内に供給される。貯留タンク５５ｄから処理容器１へのＳｉＨ４ガスの供給及び停止は、バルブ５５ｅの開閉により行われる。このように貯留タンク５５ｄへＳｉＨ４ガスを一旦貯留することで、比較的大きい流量のＳｉＨ４ガスを処理容器１内に安定して供給できる。
Ｎ２ガス供給源５７ａは、ガス供給ライン５７ｂを介してキャリアガスであるＮ２ガスを処理容器１内に供給する。ガス供給ライン５７ｂには、上流側から流量制御器５７ｃ、バルブ５７ｅ及びオリフィス５７ｆが介設されている。ガス供給ライン５７ｂのオリフィス５７ｆの下流側は、ガス供給ライン５４ｂに接続されている。Ｎ２ガス供給源５７ａから供給されるＮ２ガスはウエハＷの成膜中に連続して処理容器１内に供給される。Ｎ２ガス供給源５７ａから処理容器１へのＮ２ガスの供給及び停止は、バルブ５７ｅの開閉により行われる。貯留タンク５５ｄによってガス供給ライン５５ｂには比較的大きい流量でガスが供給されるが、オリフィス５７ｆによってガス供給ライン５５ｂに供給されるガスがＮ２ガス供給ライン５７ｂに逆流することが抑制される。
制御部９は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は補助記憶装置に格納されたプログラムに基づいて動作し、処理装置１０１の動作を制御する。制御部９は、処理装置１０１の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部９が処理装置１０１の外部に設けられている場合、制御部９は、有線又は無線等の通信手段によって、処理装置１０１を制御できる。
処理装置１０１の動作の一例について説明する。なお、開始時において、バルブ５１ｅ，５３ｅ，５５ｅ，５７ｅは閉じられ、処理容器１内は排気機構４２により真空雰囲気となっている。また、載置台２は、搬送位置に移動している。
制御部９は、ゲートバルブ１２を開ける。ここで、外部の搬送機構２０１（図３参照）により、ウエハＷが処理容器１内に搬送されて載置台２に載置される。搬送機構２０１（図３参照）が処理容器１内から退避すると、制御部９は、ゲートバルブ１２を閉じる。制御部９は、ヒータ２１を制御して、ウエハＷを所定の温度に加熱する。また、制御部９は、昇降機構２４を制御して、載置台２を処理位置まで上昇させ、処理空間３８を形成する。また、制御部９は、排気機構４２の圧力制御バルブを制御して、処理容器１内を所定の圧力に調整する。
次いで、制御部９は、バルブ５３ｅ，５７ｅを開けることにより、Ｎ２ガス供給源５３ａ，５７ａから夫々ガス供給ライン５３ｂ，５７ｂに所定の流量のキャリアガス（Ｎ２ガス）を供給する。また、制御部９は、ＳｉＨ４ガス供給源５１ａ，５５ａからＳｉＨ４ガスをガス供給ライン５１ｂ，５５ｂに所定の流量で供給する。このとき、バルブ５１ｅ，５５ｅが閉じられているので、ＳｉＨ４ガスは、貯留タンク５１ｄ，５５ｄに貯留され、貯留タンク５１ｄ，５５ｄ内が昇圧する。
次いで、制御部９は、バルブ５１ｅを開けることにより、貯留タンク５１ｄに貯留されたＳｉＨ４ガスを処理容器１内に供給し、ウエハＷの表面に吸着させる。
バルブ５１ｅを開いてから所定の時間が経過した後、制御部９は、バルブ５１ｅを閉じると共に、バルブ５５ｅを開けることにより、貯留タンク５５ｄに貯留されたＳｉＨ４ガスを処理容器１内に供給し、ウエハＷの表面に吸着させる。このとき、バルブ５１ｅが閉じられたことにより、ＳｉＨ４ガス供給源５１ａからガス供給ライン５１ｂに供給されるＳｉＨ４ガスが貯留タンク５１ｄに貯留され、貯留タンク５１ｄ内が昇圧する。
バルブ５５ｅを開いてから所定の時間が経過した後、制御部９は、バルブ５５ｅを閉じると共に、バルブ５１ｅを開けることにより、貯留タンク５１ｄに貯留されたＳｉＨ４ガスを処理容器１内に供給し、ウエハＷの表面に吸着させる。このとき、バルブ５５ｅが閉じられたことにより、ＳｉＨ４ガス供給源５５ａからガス供給ライン５５ｂに供給されるＳｉＨ４ガスが貯留タンク５５ｄに貯留され、貯留タンク５５ｄ内が昇圧する。以降、繰り返し、バルブ５１ｅとバルブ５５ｅとを交互に開けることで、ＳｉＨ４ガスを貯留タンク５１ｄ，５５ｄに貯留して昇圧した状態で処理容器１内に供給する。
このように、バルブ５１ｅとバルブ５５ｅを交互に開けてＳｉＨ４ガスを貯留タンク５１ｄ，５５ｄに一旦貯留して昇圧した状態で処理容器１内に供給することにより、アスペクト比が高い凹部の底までＳｉＨ４ガスが到達する。
制御部９は、バルブ５１ｅとバルブ５５ｅを交互に開ける動作を所定の時間行った後、処理容器１内への搬入時とは逆の手順でウエハＷを処理容器１から搬出する。
なお、処理装置１０１により実行される基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１及びＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３におけるプロセス条件の一例は以下である。
（工程Ｓ１１）
ウエハＷの温度：３００～６００℃
処理容器１内の圧力：１．３３～１３３３Ｐａ
（工程Ｓ１３）
ウエハＷの温度：３００～６００℃
処理容器１内の圧力：１．３３～１３３３Ｐａ
また、上記の例では、処理容器１内に複数のガス供給ライン５１ｂ，５５ｂから交互にＳｉＨ４ガスを供給する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理容器１内に複数のガス供給ライン５１ｂ，５５ｂから同時にＳｉＨ４ガスを供給してもよい。
次に、前述の基板処理システムが備える処理装置１０２の構成例について説明する。なお、処理装置１０３，１０４についても、処理装置１０２と同様の構成であってよい。図５は、基板処理システムが備える処理装置の別の例を示す概略図である。
図５に示される処理装置１０２は、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置であって、例えば基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２を行う装置である。処理装置１０２では、例えばＲｕ含有前駆体を供給し、ウエハＷにＲｕ膜を成膜する処理を行う。
本体容器５０１は、上側に開口を有する有底の容器である。支持部材５０２は、ガス吐出機構５０３を支持する。また、支持部材５０２が本体容器５０１の上側の開口を塞ぐことにより、本体容器５０１は密閉され、処理室を形成する。ガス供給部５０４は、支持部材５０２を貫通する供給管５０２ａを介して、ガス吐出機構５０３にＲｕ含有ガス等のプロセスガスやキャリアガスを供給する。ガス供給部５０４から供給されたＲｕ含有ガスやキャリアガスは、ガス吐出機構５０３から本体容器５０１内へ供給される。
ステージ５０５は、ウエハＷを載置する部材である。ステージ５０５の内部には、ウエハＷを加熱するためのヒータ５０６が設けられている。また、ステージ５０５は、ステージ５０５の下面中心部から下方に向けて伸び、本体容器５０１の底部を貫通する一端が昇降板５０９を介して、昇降機構に支持された支持部５０５ａを有する。また、ステージ５０５は、断熱リング５０７を介して、温調部材である温調ジャケット５０８の上に固定される。温調ジャケット５０８は、ステージ５０５を固定する板部と、板部から下方に延び、支持部５０５ａを覆うように構成された軸部と、板部から軸部を貫通する穴部と、を有している。
温調ジャケット５０８の軸部は、本体容器５０１の底部を貫通する。温調ジャケット５０８の下端部は、本体容器５０１の下方に配置された昇降板５０９を介して、昇降機構５１０に支持される。本体容器５０１の底部と昇降板５０９との間には、ベローズ５１１が設けられており、昇降板５０９の上下動によっても本体容器５０１内の気密性は保たれる。
昇降機構５１０が昇降板５０９を昇降させると、ステージ５０５は、ウエハＷの処理が行われる処理位置（図５参照）と、搬入出口５０１ａを介して外部の搬送機構２０１（図３参照）との間でウエハＷの受け渡しを行う受け渡し位置（図示せず）との間を昇降する。
昇降ピン５１２は、外部の搬送機構２０１（図３参照）との間でウエハＷの受け渡しを行う際、ウエハＷの下面から支持して、ステージ５０５の載置面からウエハＷを持ち上げる。昇降ピン５１２は、軸部と、軸部よりも拡径した頭部と、を有している。ステージ５０５及び温調ジャケット５０８の板部には、昇降ピン５１２の軸部が挿通する貫通穴が形成されている。また、ステージ５０５の載置面側に昇降ピン５１２の頭部を収納する溝部が形成されている。昇降ピン５１２の下方には、当接部材５１３が配置されている。
ステージ５０５をウエハＷの処理位置（図５参照）まで移動させた状態において、昇降ピン５１２の頭部は溝部内に収納され、ウエハＷはステージ５０５の載置面に載置される。また、昇降ピン５１２の頭部が溝部に係止され、昇降ピン５１２の軸部はステージ５０５及び温調ジャケット５０８の板部を貫通して、昇降ピン５１２の軸部の下端は温調ジャケット５０８の板部から突き出ている。一方、ステージ５０５をウエハＷの受け渡し位置（図示せず）まで移動させた状態において、昇降ピン５１２の下端が当接部材５１３と当接して、昇降ピン５１２の頭部がステージ５０５の載置面から突出する。これにより、昇降ピン５１２の頭部がウエハＷの下面から支持して、ステージ５０５の載置面からウエハＷを持ち上げる。
環状部材５１４は、ステージ５０５の上方に配置されている。ステージ５０５をウエハＷの処理位置（図５参照）まで移動させた状態において、環状部材５１４は、ウエハＷの上面外周部と接触し、環状部材５１４の自重によりウエハＷをステージ５０５の載置面に押し付ける。一方、ステージ５０５をウエハＷの受け渡し位置（図示せず）まで移動させた状態において、環状部材５１４は、搬入出口５０１ａよりも上方で図示しない係止部によって係止される。これにより、搬送機構２０１（図３参照）によるウエハＷの受け渡しを阻害しないようになっている。
チラーユニット５１５は、配管５１５ａ，５１５ｂを介して、温調ジャケット５０８の板部に形成された流路５０８ａに冷媒、例えば冷却水を循環させる。
伝熱ガス供給部５１６は、配管５１６ａを介して、ステージ５０５に載置されたウエハＷの裏面とステージ５０５の載置面との間に、例えばＨｅガス等の伝熱ガスを供給する。
パージガス供給部５１７は、配管５１７ａ、支持部５０５ａと温調ジャケット５０８の穴部との隙間、ステージ５０５と断熱リング５０７の間に形成され径方向外側に向かって延びる流路、ステージ５０５の外周部に形成された上下方向の流路にパージガスを流す。そして、これらの流路を介して、環状部材５１４の下面とステージ５０５の上面との間に、例えばＣＯ２ガス等のパージガスを供給する。これにより、環状部材５１４の下面とステージ５０５の上面との間の空間にプロセスガスが流入することを防止して、環状部材５１４の下面やステージ５０５の外周部の上面に成膜されることを防止する。
本体容器５０１の側壁には、ウエハＷを搬入出するための搬入出口５０１ａと、搬入出口５０１ａを開閉するゲートバルブ５１８と、が設けられている。ゲートバルブ５１８は、図３ではゲートバルブＧ１２として図示している。
本体容器５０１の下方の側壁には、排気管５０１ｂを介して、真空ポンプ等を含む排気部５１９が接続される。排気部５１９により本体容器５０１内が排気され、本体容器５０１内が所定の真空雰囲気に設定、維持される。
制御装置５２０は、ガス供給部５０４、ヒータ５０６、昇降機構５１０、チラーユニット５１５、伝熱ガス供給部５１６、パージガス供給部５１７、ゲートバルブ５１８、排気部５１９等を制御することにより、処理装置１０２の動作を制御する。なお、制御装置５２０は、全体制御部７００（図３参照）と独立に設けられていてもよく、全体制御部７００が制御装置５２０を兼ねてもよい。
処理装置１０２の動作の一例について説明する。なお、開始時において、本体容器５０１内は、排気部５１９により真空雰囲気となっている。また、ステージ５０５は受け渡し位置に移動している。
制御装置５２０は、ゲートバルブ５１８を開ける。ここで、外部の搬送機構２０１（図３参照）により、昇降ピン５１２の上にウエハＷが載置される。搬送機構２０１（図３参照）が搬入出口５０１ａから出ると、制御装置５２０は、ゲートバルブ５１８を閉じる。
制御装置５２０は、昇降機構５１０を制御してステージ５０５を処理位置に移動させる。この際、ステージ５０５が上昇することにより、昇降ピン５１２の上に載置されたウエハＷがステージ５０５の載置面に載置される。また、環状部材５１４がウエハＷの上面外周部と接触し、環状部材５１４の自重によりウエハＷをステージ５０５の載置面に押し付ける。
処理位置において、制御装置５２０は、ヒータ５０６を動作させると共に、ガス供給部５０４を制御して、Ｒｕ含有ガス等のプロセスガスやキャリアガスをガス吐出機構５０３から本体容器５０１内へ供給させる。これにより、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２の処理等の所定の処理が行われる。処理後のガスは、環状部材５１４の上面側の流路を通過し、排気管５０１ｂを介して排気部５１９により排気される。
この際、制御装置５２０は、伝熱ガス供給部５１６を制御して、ステージ５０５に載置されたウエハＷの裏面とステージ５０５の載置面との間に伝熱ガスを供給する。また、制御装置５２０は、パージガス供給部５１７を制御して、環状部材５１４の下面とステージ５０５の上面との間にパージガスを供給する。パージガスは、環状部材５１４の下面側の流路を通過し、排気管５０１ｂを介して排気部５１９により排気される。
所定の処理が終了すると、制御装置５２０は、昇降機構５１０を制御してステージ５０５を受け渡し位置に移動させる。この際、ステージ５０５が下降することにより、環状部材５１４が図示しない係止部によって係止される。また、昇降ピン５１２の下端が当接部材５１３と当接することにより、昇降ピン５１２の頭部がステージ５０５の載置面から突出し、ステージ５０５の載置面からウエハＷを持ち上げる。
制御装置５２０は、ゲートバルブ５１８を開ける。ここで、外部の搬送機構２０１（図３参照）により、昇降ピン５１２の上に載置されたウエハＷが搬出される。搬送機構２０１（図３参照）が搬入出口５０１ａから出ると、制御装置５２０は、ゲートバルブ５１８を閉じる。
このように、図５に示される処理装置１０２によれば、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２の処理等の所定の処理を行うことができる。
なお、処理装置１０２により実行される基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２におけるプロセス条件の一例は以下である。
（工程Ｓ１２）
ウエハＷの温度：１３０～２００℃
本体容器５０１内の圧力：０．１３３～１３３Ｐａ
〔基板処理システムの動作〕
基板処理システムの動作の一例について説明する。
まず、全体制御部７００は、ゲートバルブＧ３１を開けると共に、搬送機構４０２を制御して、例えばロードポート６０１のキャリアＣに収容されたウエハＷをロードロック室３０１に搬送させる。全体制御部７００は、ゲートバルブＧ３１を閉じ、ロードロック室３０１内を真空雰囲気とする。
全体制御部７００は、ゲートバルブＧ１１，Ｇ２１を開けると共に、搬送機構２０１を制御して、ロードロック室３０１のウエハＷを処理装置１０１に搬送させる。全体制御部７００は、ゲートバルブＧ１１，Ｇ２１を閉じ、処理装置１０１を動作させることにより、処理装置１０１でウエハＷをシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１を行う。
続いて、全体制御部７００は、ゲートバルブＧ１１，Ｇ１２を開けると共に、搬送機構２０１を制御して、処理装置１０１にて処理されたウエハＷを処理装置１０２に搬送させる。全体制御部７００は、ゲートバルブＧ１１，Ｇ１２を閉じ、処理装置１０２を動作させることにより、処理装置１０２でウエハＷの上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２を行う。
続いて、全体制御部７００は、ゲートバルブＧ１２，Ｇ１１を開けると共に、搬送機構２０１を制御して、処理装置１０２にて処理されたウエハＷを処理装置１０１に搬送させる。全体制御部７００は、ゲートバルブＧ１２，Ｇ１１を閉じ、処理装置１０１を動作させることにより、処理装置１０３でＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３を行う。
続いて、全体制御部７００は、処理装置１０１にて処理されたウエハＷを、搬送機構２０１を制御して、例えばロードロック室３０３に搬送させる。全体制御部７００は、ロードロック室３０３内を大気雰囲気とする。全体制御部７００は、ゲートバルブＧ３３を開けると共に、搬送機構４０２を制御して、ロードロック室３０３のウエハＷを例えばロードポート６０３のキャリアＣに搬送して収容させる。
このように、図３に示される基板処理システムによれば、各処理装置によってウエハＷに処理が施される間、ウエハＷを大気に曝露することなく、つまり、真空を破らずにウエハＷに所定の処理を施すことができる。
なお、上記の例では、基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２及びＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３をこの順番で１回ずつ行う場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１の後、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２及びＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３を複数回ずつ繰り返し行ってもよい。
また、上記の例では、基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１及びＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３を同じ処理装置１０１で行い、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２を処理装置１０１とは異なる処理装置１０２で行う場合を説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。例えば、基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２及びＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３を同一の処理装置で行ってもよい。また、例えば基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２及びＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３をそれぞれ異なる処理装置で行ってもよい。また、基板をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１１と基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２との間で、基板が大気に曝露されてもよい。また、基板の上にＲｕ膜を形成する工程Ｓ１２とＲｕ膜をシリコン含有ガスに曝露する工程Ｓ１３との間で、基板が大気に曝露されてもよい。
〔実施例〕
一実施形態のＲｕＳｉ膜の形成方法により奏される効果を確認するために行った実施例について説明する。
実施例では、処理装置１０１，１０２を用いて前述のＲｕＳｉ膜の形成方法における工程Ｓ１１及び工程Ｓ１２を行うことにより、絶縁膜であるシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜上にＲｕ膜を形成した。また、比較例として、処理装置１０２を用いて前述のＲｕＳｉ膜の形成方法における工程Ｓ１１を行わずに工程Ｓ１２を行うことにより、絶縁膜であるＳｉＯ２膜上にＲｕ膜を形成した。なお、比較例における工程Ｓ１２の処理条件は、実施例における工程Ｓ１２の処理条件と同じである。また、工程Ｓ１１ではシリコン含有ガスを連続して処理容器内に供給する方法を利用し、工程Ｓ１２ではＲｕ含有前駆体を連続して処理容器内に供給する方法を利用した。また、実施例及び比較例では、工程Ｓ１２におけるＲｕ含有前駆体の供給時間を１０秒、２０秒、３０秒、６０秒に設定した。
続いて、実施例及び比較例で形成した夫々のＲｕ膜について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）により膜表面の状態を観察した。図６は、ＳｉＯ２膜の表面にシリコンを吸着させることによる作用を説明するための図であり、実施例及び比較例で形成したＲｕ膜の表面を観察したＳＥＭ像である。図６（ａ）は実施例のうち工程Ｓ１２におけるＲｕ含有前駆体の供給時間を１０秒に設定したときの評価結果を示し、図６（ｂ）は比較例のうち工程Ｓ１２におけるＲｕ含有前駆体の供給時間を１０秒に設定したときの評価結果を示す。図６（ａ）及び図６（ｂ）中、白色の領域がＲｕを表し、黒色の領域がＳｉＯ２膜を表す。また、ＳＥＭ像を公知の画像処理技術により画像処理することにより、ＳｉＯ２膜がＲｕ膜によって覆われている割合（以下「被覆率」という。）を算出した。
図６（ａ）に示されるように、ＳｉＯ２膜をシリコン含有ガスに曝露した後にＲｕ含有前駆体を１０秒間供給してＲｕ膜を形成した実施例では、Ｒｕの核形成密度が高く、被覆率は１９．８％であった。一方、図６（ｂ）に示されるように、ＳｉＯ２膜をシリコン含有ガスに曝露することなくＲｕ含有前駆体を１０秒間供給してＲｕ膜を形成した比較例では、Ｒｕの核形成密度が低く、被覆率は１３．８％であった。また、実施例において、Ｒｕ含有前駆体の供給時間を２０秒、３０秒に設定した場合の被覆率は、それぞれ４９．３％、９０．３％であった。一方、比較例において、Ｒｕ含有前駆体の供給時間を２０秒、３０秒に設定した場合の被覆率は、それぞれ４８．３％、６２．０％であった。これらの結果から、ＳｉＯ２膜をシリコン含有ガスに曝露した後にＲｕ含有前駆体を供給してＲｕ膜を形成することで、ＳｉＯ２膜をシリコン含有ガスに曝露することなくＲｕ含有前駆体を供給してＲｕ膜を形成するよりも被覆率を高くできると言える。
また、実施例及び比較例で形成した夫々のＲｕ膜について、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ：X‐ray Fluorescence）法により膜厚を測定した。また、Ｒｕ含有前駆体の供給時間と測定したＲｕ膜の膜厚とに基づいて、Ｒｕ含有前駆体の供給の開始後、Ｒｕ膜の成膜が始まるまでの時間の遅れ（以下「インキュベーション時間」という。）を評価した。
図７は、Ｒｕ含有前駆体の供給時間とＲｕ膜の膜厚との関係を示す図である。図７中、横軸は工程Ｓ１２におけるＲｕ含有前駆体の供給時間［秒］を示し、縦軸はＸＲＦ法により測定したＲｕ膜の膜厚［ｎｍ］を示す。また、図７においては、実施例の結果を三角印で示し、比較例の結果を丸印で示す。
図７に示されるように、実施例ではインキュベーション時間が約１秒であるのに対し、比較例ではインキュベーション時間が約６秒であることが分かる。この結果から、ＳｉＯ２膜をシリコン含有ガスに曝露した後にＲｕ含有前駆体を供給してＲｕ膜を形成することで、ＳｉＯ２膜をシリコン含有ガスに曝露することなくＲｕ含有前駆体を供給してＲｕ膜を形成するよりもインキュベーション時間を短くできると言える。
以上に説明したＳＥＭ像、被覆率及びインキュベーション時間の評価結果によれば、シリコン膜がＲｕ含有前駆体の吸着サイトとして機能していると考えられる。このように、シリコン膜がＲｕ含有前駆体の吸着サイトとして機能することで、設計膜厚が薄い場合であっても絶縁膜上にＲｕ膜の連続膜を形成できる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１０１～１０４ 処理装置
２００ 真空搬送室
２０１ 搬送機構
７００ 全体制御部
Ｆ１ 基板
Ｆ２ 絶縁膜
Ｆ３ シリコン
Ｆ４ Ｒｕ膜
Ｆ５ ＲｕＳｉ膜
Ｔ 凹部
Ｗ ウエハ

Claims (15)

  1. 絶縁膜を含む凹部を有する基板を準備する工程と、
    前記絶縁膜の表面が露出した状態で前記基板にシリコン含有ガスを供給して前記絶縁膜上にシリコンを吸着させる工程と、
    前記絶縁膜上に前記シリコンが吸着した前記基板にＲｕ含有前駆体を供給して前記凹部にＲｕ膜を形成する工程と、
    前記凹部に前記Ｒｕ膜が形成された前記基板にシリコン含有ガスを供給してＲｕＳｉ膜を形成する工程と、
    を有する、ＲｕＳｉ膜の形成方法。
  2. 前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程は、前記基板を加熱した状態で行われる、
    請求項１に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  3. 前記シリコンを吸着させる工程と前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程とは、同じ温度で行われる、
    請求項１又は２に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  4. 前記シリコンを吸着させる工程及び前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程と、前記Ｒｕ膜を形成する工程とは、異なる温度で行われる、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  5. 前記シリコンを吸着させる工程及び前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程は、３００～５００℃の温度で行われる、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  6. 前記Ｒｕ膜を形成する工程は、１５０～２００℃の温度で行われる、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  7. 前記Ｒｕ膜を形成する工程と前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程とは、交互に繰り返し行われる、
    請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  8. 前記シリコンを吸着させる工程と前記Ｒｕ膜を形成する工程とは、真空搬送室を介して接続された別の処理容器内で行われる、
    請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  9. 前記シリコンを吸着させる工程と前記Ｒｕ膜を形成する工程とは、同一の処理容器内で行われる、
    請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  10. 前記シリコンを吸着させる工程と前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程とは、同一の処理容器内で行われる、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  11. 前記シリコンを吸着させる工程と前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程とは、別の処理容器内で行われる、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  12. 前記シリコン含有ガスは、ＳｉＨ４ガスであり、
    前記Ｒｕ含有前駆体は、Ｒｕ３（ＣＯ）１２である、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  13. 前記シリコンを吸着させる工程及び前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程では、複数のガス供給ラインから同時にシリコン含有ガスが供給される、
    請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  14. 前記シリコンを吸着させる工程及び前記ＲｕＳｉ膜を形成する工程では、複数のガス供給ラインから交互にシリコン含有ガスが供給される、
    請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のＲｕＳｉ膜の形成方法。
  15. 減圧状態で基板を搬送可能な搬送機構を内部に有する真空搬送室と、
    前記真空搬送室に接続された第１の処理装置と、
    前記真空搬送室に接続された第２の処理装置と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    絶縁膜を含む凹部を有する基板を準備する工程と、
    準備した前記基板を前記第１の処理装置に搬送し、前記第１の処理装置において減圧状態で、前記絶縁膜の表面が露出した状態で前記基板にシリコン含有ガスを供給して前記絶縁膜上にシリコンを吸着させる工程と、
    前記絶縁膜上に前記シリコンが吸着した前記基板を前記第１の処理装置から前記真空搬送室を介して前記第２の処理装置に搬送し、前記第２の処理装置において減圧状態で前記基板にＲｕ含有前駆体を供給して前記凹部にＲｕ膜を形成する工程と、
    前記凹部に前記Ｒｕ膜が形成された前記基板を前記第２の処理装置から前記真空搬送室を介して前記第１の処理装置に搬送し、前記第１の処理装置において減圧状態で前記基板にシリコン含有ガスを供給してＲｕＳｉ膜を形成する工程と、
    を実行するように、前記真空搬送室、前記第１の処理装置及び前記第２の処理装置を制御する、
    基板処理システム。
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