KR101233136B1 - 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101233136B1
KR101233136B1 KR1020110029300A KR20110029300A KR101233136B1 KR 101233136 B1 KR101233136 B1 KR 101233136B1 KR 1020110029300 A KR1020110029300 A KR 1020110029300A KR 20110029300 A KR20110029300 A KR 20110029300A KR 101233136 B1 KR101233136 B1 KR 101233136B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
carbon
containing gas
gas
supplying
Prior art date
Application number
KR1020110029300A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110114446A (ko
Inventor
요시로 히로세
유신 타카사와
츠카사 카마쿠라
요시노부 나카무라
료타 사사지마
Original Assignee
가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 filed Critical 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Publication of KR20110114446A publication Critical patent/KR20110114446A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101233136B1 publication Critical patent/KR101233136B1/ko

Links

Images

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
    • H01L21/02225—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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • 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
    • 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]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L21/02172—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02178—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
    • 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
    • H01L21/02172—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02181—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing hafnium, e.g. HfO2
    • 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
    • H01L21/02172—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02186—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing titanium, e.g. TiO2
    • 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
    • H01L21/02172—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02189—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 at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing zirconium, e.g. ZrO2
    • 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
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/0223—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
    • 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
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02247—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by nitridation, e.g. nitridation of the substrate
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment

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)

Abstract

저유전율, 저에칭 레이트, 고절연성의 특성을 구비하는 절연막을 형성한다. 기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정, 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정,을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함한다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD OF PROCESSING SUBSTRATE, AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
이 발명은, 기판 상에 박막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정 중에, 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼 상에 실리콘 산화막(SiO2)이나 실리콘 질화막(Si3N4) 등의 실리콘 절연막을 형성하는 공정이 있다. 실리콘 산화막은, 절연성, 저(低)유전성(誘電性) 등이 뛰어나서, 절연막이나 층간막(層間膜)으로서 널리 이용되고 있다. 또한, 실리콘 질화막은, 절연성, 내식성(耐食性), 유전성, 막 스트레스 제어성 등이 뛰어나서, 절연막이나 마스크막, 전하 축적막, 스트레스 제어막으로서 널리 이용되고 있다. 또한, 이들의 절연막에 카본(C)을 첨가하는 기술도 알려져 있고(예를 들면 특허문헌 1참조), 이에 의해 절연막의 에칭 내성(耐性)을 향상시키는 것이 가능해진다.
1. 일본 특허 공개 공보 제2005-268699호 공보
그러나, 절연막에 카본을 첨가하는 것에 의해, 절연막의 에칭 내성을 향상시키는 것이 가능해지는 반면, 유전율이 증가하고, 리크 내성이 열화해 버린다. 즉, 각각의 절연막에는 일장일단(一長一短)이 있어, 종래에는 저유전율, 저 에칭 레이트, 고절연성의 특성을 구비하는 막은 없었다.
따라서 본 발명의 목적은, 저 유전율, 저 에칭 레이트, 고절연성의 특성을 구비하는 절연막을 형성할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정, 및 상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정,을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정, 및 상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정,을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 수용하는 처리 용기;
상기 처리 용기 내의 기판을 가열하는 히터;
상기 처리 용기 내에 소정 원소 함유 가스를 공급하는 소정 원소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 탄소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 질소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내의 압력을 조정하는 압력 조정부; 및
기판을 수용한 상기 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 상기 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 상기 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유 층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 상기 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정,을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 상기 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 수행하고,
상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화하도록,
상기 히터, 상기 소정 원소 함유 가스 공급계, 상기 탄소 함유 가스 공급계, 상기 질소 함유 가스 공급계, 상기 산소 함유 가스 공급계 및 상기 압력 조정부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 의하면, 저유전율, 저에칭 레이트, 고절연성의 특성을 구비하는 절연막을 형성하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형(縱型) 처리로(處理爐)의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리 로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 실시 형태의 제1 시퀀스에 있어서 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 실시 형태의 제1 시퀀스의 변형예에 있어서 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 실시 형태의 제2 시퀀스에 있어서 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 실시 형태의 제2 시퀀스의 변형예에 있어서 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
이하에 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1은, 본 실시의 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 종단면으로 도시하고 있고, 도 2는 본 실시의 형태에서 바람직하게 이용되는 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로(202) 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 도시하고 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 처리로(202)는 가열 수단(가열 기구)로서의 히터(207)를 포함한다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보지판(保持板)으로서의 히터 베이스(도시되지 않음)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치되어 있다. 또한, 히터(207)는 후술하는 바와 같이 가스를 열로 활성화시키는 활성화 기구로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원 형상에 반응 용기(처리 용기)를 구성하는 반응관(203)이 배설(配設)되어 있다. 반응관(203)은, 예를 들면 석영(SiO2) 또는 탄화 실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단이 폐색(閉塞)하고 하단이 개구(開口)한 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 통중공부에는 처리실(201)이 형성되어 있고, 기판으로서의 웨이퍼(200)를 후술하는 보트(217)에 의해 수평 자세에서 수직 방향으로 다단으로 정렬한 상태로 수용 가능하게 구성되어 있다.
처리실(201) 내에는, 제1 노즐(249a), 제2 노즐(249b), 제3 노즐(249c), 제4 노즐(249d)이 반응관(203)의 하부를 관통하도록 설치되어 있다. 제1 노즐(249a), 제2 노즐(249b), 제3 노즐(249c), 제4 노즐(249d)에는, 제1 가스 공급관(232a), 제2 가스 공급관(232b), 제3 가스 공급관(232c), 제4 가스 공급관(232d)이 각각 접속되어 있다. 이와 같이, 반응관(203)에는 4개의 노즐(249a, 249b, 249c, 249d)과, 4개의 가스 공급관(232a, 232b, 232c, 232d)이 설치되어 있고, 처리실(201) 내에 복수 종류, 여기서는 4종류의 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
제1 가스 공급관(232a)에는 상류 방향으로부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC, 241a) 및 개폐 밸브인 밸브(243a)가 설치되어 있다. 또한, 제1 가스 공급관(232a)의 밸브(243a)보다도 하류측에는, 제1 불활성 가스 공급관(232e)이 접속되어 있다. 이 제1 불활성 가스 공급관(232e)에는, 상류방향으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241e) 및 개폐 밸브인 밸브(243e)가 설치되어 있다. 또한, 제1 가스 공급관(232a)의 선단부에는, 상술한 제1 노즐(249a)이 접속되어 있다. 제1 노즐(249a)은, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에 있어서의 원호(圓弧) 형상의 공간에, 반응관(203)의 내벽의 하부에서 상부에 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향 상방(上方)을 향하여 입상(立上)으로 설치되고 있다. 제1 노즐(249a)은 L자형의 롱 노즐로서 구성되어 있다. 제1 노즐(249a)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250a)이 설치되어 있다. 가스 공급공(250a)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구하고 있다. 이 가스 공급공(250a)은, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 설치되고, 각각이 동일한 개구 면적을 가지고, 동일한 개구 피치로 설치되어 있다. 주로, 제1 가스 공급관(232a), 매스 플로우 컨트롤러(241a), 밸브(243a), 제1 노즐(249a)에 의해 제1 가스 공급계가 구성된다. 또한, 주로 제1 불활성 가스 공급관(232e), 매스 플로우 컨트롤러(241e), 밸브(243e)에 의해, 제1 불활성 가스 공급계가 구성된다.
제2 가스 공급관(232b)에는 상류 방향으로부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC, 24lb) 및 개폐 밸브인 밸브(243b)가 설치되어 있다. 또한, 제2 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)보다도 하류측에는, 제2 불활성 가스 공급관(232f)이 접속되어 있다. 이 제2 불활성 가스 공급관(232f)에는, 상류방향으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241f) 및 개폐 밸브인 밸브(243f)가 설치되어 있다. 또한, 제2 가스 공급관(232b)의 선단부에는, 상술한 제2 노즐(249b)이 접속되어 있다. 제2 노즐(249b)은, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에 있어서의 원호 형상의 공간에, 반응관(203)의 내벽의 하부에서 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향의 상방을 향하여 입상(立上)으로 설치되어 있다. 제2 노즐(249b)은 L자형의 롱 노즐로서 구성되어 있다. 제2 노즐(249b)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250b)이 설치되어 있다. 가스 공급공(250b)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구하고 있다. 이 가스 공급공(250b)는 반응관(203)의 하부에서 상부에 걸쳐 복수 설치되고, 각각이 동일한 개구면적을 가지며, 동일한 개구 피치로 설치되어 있다. 주로, 제2 가스 공급관(232b), 매스 플로우 컨트롤러(24lb), 밸브(243b), 제2 노즐(249b)에 의해 제2 가스 공급계가 구성된다. 또한, 주로, 제2 불활성 가스 공급관(232f), 매스 플로우 컨트롤러(241f), 밸브(243f)에 의해 제2 불활성 가스 공급계가 구성된다.
제3 가스 공급관(232c)에는 상류 방향으로부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC, 241c) 및 개폐 밸브인 밸브(243c)가 설치되어 있다. 또한, 제3 가스 공급관(232c)의 밸브(243c)보다도 하류측에는, 제3 불활성 가스 공급관(232g)이 접속되어 있다. 이 제3 불활성 가스 공급관(232g)에는, 상류방향으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241g) 및 개폐 밸브인 밸브(243g)가 설치되어 있다. 또한, 제3 가스 공급관(232c)의 선단부에는, 상술한 제3 노즐(249c)이 접속되어 있다. 제3 노즐(249c)은, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에 있어서의 원호 형상의 공간에, 반응관(203)의 내벽의 하부에서 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향의 상방을 향하여 입상으로 설치되어 있다. 제3 노즐(249c)은 L자 형의 롱 노즐로서 구성되어 있다. 제3 노즐(249c)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250c)이 설치되어 있다. 가스 공급공(250c)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구하고 있다. 이 가스 공급공(250c)은, 반응관(203)의 하부에서 상부에 걸쳐 복수 설치되고, 각각이 동일한 개구 면적을 가지며, 동일한 개구 피치로 설치되어 있다. 주로, 제3 가스 공급관(232c), 매스 플로우 컨트롤러(241c), 밸브(243c), 제3 노즐(249c)에 의해 제3 가스 공급계가 구성된다. 또한, 주로 제3 불활성 가스 공급관(232g), 매스 플로우 컨트롤러(241g), 밸브(243g)에 의해 제3 불활성 가스 공급계가 구성된다.
제4 가스 공급관(232d)에는 상류 방향으로부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC, 241d) 및 개폐 밸브인 밸브(243d)가 설치되어 있다. 또한, 제4 가스 공급관(232d)의 밸브(243d)보다도 하류측에는, 제4 불활성 가스 공급관(232h)이 접속되어 있다. 이 제4 불활성 가스 공급관(232h)에는, 상류방향으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241h) 및 개폐 밸브인 밸브(243h)가 설치되어 있다. 또한, 제4 가스 공급관(232d)의 선단부에는 상술한 제4 노즐(249d)이 접속되어 있다. 제4 노즐(249d)은 가스 분산 공간인 버퍼실(237) 내에 설치되고 있다.
버퍼실(237)은 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에 있어서의 원호 형상의 공간에, 반응관(203) 내벽의 하부에서 상부에 걸친 부분에, 웨이퍼(200)의 적재 방향에 따라 설치되어 있다. 버퍼실(237)의 웨이퍼(200)와 인접하는 벽의 단부(端部)에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250e)이 설치되어 있다. 가스 공급공(250e)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 개구되어 있다. 이 가스 공급공(250e)은 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 설치되고, 각각이 동일한 개구 면적을 가지며, 동일한 개구 피치로 설치되어 있다.
제4 노즐(249d)은, 버퍼실(237)의 가스 공급공(250e)이 설치된 단부와 반대측의 단부에, 반응관(203)의 내벽의 하부에서 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 적재 방향의 상방을 향하여 입상으로 설치되어 있다. 제4 노즐(249d)은 L자형의 롱 노즐로서 구성되어 있다. 제4 노즐(249d)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(250d)이 설치되어 있다. 가스 공급공(250d)은 버퍼실(237)의 중심을 향하도록 개구되어 있다. 이 가스 공급공(250d)은, 버퍼실(237)의 가스 공급공(250e)과 마찬가지로, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 설치되어 있다. 이 복수의 가스 공급공(250d) 각각의 개구 면적은, 버퍼실(237) 내와 처리실(201) 내의 차압(差壓)이 작은 경우에는, 상류측(하부)으로부터 하류측(상부)까지, 각각 동일한 개구 면적 또는 동일한 개구 피치로 하면 좋지만, 차압이 큰 경우에는 상류측으로부터 하류측을 향하여, 각각 개구 면적을 크게 하거나, 개구 피치를 작게 하면 좋다.
본 실시 형태에 있어서는, 제4 노즐(249d)의 가스 공급공(250d)의 각각의 개구 면적이나 개구 피치를, 상류측으로부터 하류측에 걸쳐서 상술한 바와 같이 조절하는 것으로, 우선 가스 공급공(250d)의 각각으로부터 유속의 차이는 있지만 유량이 거의 같은 양인 가스를 분출시킨다. 그리고 이 가스 공급공(250d)의 각각으로부터 분출하는 가스를 일단 버퍼실(237) 내에 도입하고, 버퍼실(237) 내에 있어서 가스의 유속 차이의 균일화를 수행하는 것으로 하였다.
즉, 제4 노즐(249d)의 가스 공급공(250d)의 각각으로부터 버퍼실(237) 내에 분출한 가스는 버퍼실(237) 내에서 각 가스의 입자 속도가 완화된 후, 버퍼실(237)의 가스 공급공(250e)으로부터 처리실(201) 내로 분출된다. 이에 의해, 제4 노즐(249d)의 가스 공급공(250d)의 각각으로부터 버퍼실(237) 내에 분출된 가스는, 버퍼실(237)의 가스 공급공(250e)의 각각으로부터 처리실(201) 내에 분출될 때는, 균일한 유량과 유속을 가지는 가스가 된다.
주로, 제4 가스 공급관(232d), 매스 플로우 컨트롤러(241d), 밸브(243d), 제4 노즐(249d), 버퍼실(237)에 의해 제4 가스 공급계가 구성된다. 또한, 제4 가스 공급계에 있어서는, 버퍼실(237)은 가스를 웨이퍼(200)를 향하여 공급하는 노즐로서 기능한다. 또한, 주로 제4 불활성 가스 공급관(232h), 매스 플로우 컨트롤러(241h), 밸브(243h)에 의해 제4 불활성 가스 공급계가 구성된다.
제1 가스 공급관(232a)으로부터는, 예를 들면, 실리콘 원료 가스, 즉 실리콘(Si)을 포함하는 가스(실리콘 함유 가스)가, 매스 플로우 컨트롤러(241a), 밸브(243a), 제1 노즐(249a)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 실리콘 함유 가스로서는, 예를 들면 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCD)가스를 이용할 수 있다. 또한, HCD와 같이 상온상압(常溫常壓) 하에서 액체 상태인 액체 원료를 이용하는 경우는, 액체 원료를 기화기나 버블러 등의 기화 시스템에 의해 기화하여, 원료 가스로서 공급하는 것이 된다.
제2 가스 공급관(232b)으로부터는, 예를 들면 카본(C) 즉 탄소를 포함하는 가스(탄소 함유 가스)가, 매스 플로우 컨트롤러(24lb), 밸브(243b), 제2 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 탄소 함유 가스로서는, 예를 들면 프로필렌(C3H6) 가스를 이용할 수 있다. 또한, 제2 가스 공급관(232b)으로부터는, 예를 들면, 수소(H)를 포함하는 가스(수소 함유 가스)가, 매스 플로우 컨트롤러(24lb), 밸브(243b), 제2 노즐(249b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급되도록 해도 좋다. 수소 함유 가스로서는, 예를 들면 수소(H2) 가스를 이용할 수 있다.
제3 가스 공급관(232c)으로부터는, 예를 들면 질소(N)를 포함하는 가스(질소 함유 가스)가, 매스 플로우 컨트롤러(241c), 밸브(243c), 제3 노즐(249c)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 질소 함유 가스로서는, 예를 들면 암모니아(NH3) 가스를 이용할 수 있다.
제4 가스 공급관(232d)으로부터는, 예를 들면 산소(O)를 포함하는 가스(산소 함유 가스)가, 매스 플로우 컨트롤러(241d), 밸브(243d), 제4 노즐(249d), 버퍼실(237)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다. 산소 함유 가스로서는, 예를 들면 산소(O2) 가스를 이용할 수 있다.
불활성 가스 공급관(232e, 232f, 232g, 232h)으로부터는, 예를 들면 질소(N2) 가스가, 각각 매스 플로우 컨트롤러(241e, 241f, 241g, 241h), 밸브(243e, 243f, 243g, 243h), 가스 공급관(232a, 232b, 232c, 232d), 가스 노즐(249a, 249b, 249c, 249d) 및 버퍼실(237)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
또한, 예를 들면 각 가스 공급관으로부터 상술한 바와 같은 가스를 각각 흘려보내는 경우, 제1 가스 공급계에 의해 원료 가스 공급계, 즉 실리콘 함유 가스 공급계(실란계 가스 공급계)가 구성된다. 또한, 제2 가스 공급계에 의해 탄소 함유 가스 공급계 또는 수소 함유 가스 공급계가 구성된다. 또한, 제3 가스 공급계에 의해 질소 함유 가스 공급계가 구성된다. 또한, 제4 가스 공급계에 의해 산소 함유 가스 공급계가 구성된다. 또한, 원료 가스 공급계를 간단히 원료 공급계라고도 칭한다. 또한, 탄소 함유 가스, 수소 함유 가스, 질소 함유 가스 및 산소 함유 가스를 총칭하여 반응 가스라고 칭하는 경우, 탄소 함유 가스 공급계, 수소 함유 가스 공급계, 질소 함유 가스 공급계 및 산소 함유 가스 공급계에 의해 반응 가스 공급계가 구성된다.
버퍼실(237) 내에는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 가늘고 긴 구조를 가지는 제1 전극인 제1 봉 형상 전극(269) 및 제2 전극인 제2 봉 형상 전극(270)이, 반응관(203)의 하부에서 상부에 걸쳐 웨이퍼(200)의 적층 방향을 따라 배설되어 있다. 제1 봉상 전극(269) 및 제2 봉 형상 전극(270)의 각각은, 제4 노즐(249d)과 평행하게 설치되어 있다. 제1 봉 형상 전극(269) 및 제2 봉 형상 전극(270)의 각각은, 상부에서 하부에 걸쳐 각 전극을 보호하는 보호관인 전극 보호관(275)에 의해 덮어지는 것으로 보호되어 있다. 이 제1 봉 형상 전극(269) 또는 제2 봉 형상 전극(270)의 일방(一方)은 정합기(272)를 개재하여 고주파 전원(273)에 접속되고, 타방(他方)은 기준 전위인 어스에 접속되어 있다. 이 결과, 제1 봉 형상 전극(269) 및 제2 봉 형상 전극(270) 사이의 플라즈마 생성 영역(224)에 플라즈마가 생성된다. 주로, 제1 봉 형상 전극(269), 제2 봉 형상 전극(270), 전극 보호관(275), 정합기(272), 고주파 전원(273)에 의해 플라즈마 발생기(플라즈마 발생부)로서의 플라즈마 원(源)이 구성된다. 또한, 플라즈마 원은, 후술하는 바와 같이 가스를 플라즈마로 활성화시키는 활성화 기구로서 기능한다.
전극 보호관(275)은, 제1 봉 형상 전극(269) 및 제2 봉 형상 전극(270)의 각각을 버퍼실(237)의 분위기와 격리한 상태로 버퍼실(237) 내에 삽입할 수 있는 구조로 되어 있다. 여기서, 전극 보호관(275)의 내부가 외기(대기)와 동일 분위기이면, 전극 보호관(275)에 각각 삽입된 제1 봉 형상 전극(269) 및 제2 봉 형상 전극(270)은 히터(207)에 의한 열로 산화되어버린다. 그로부터, 전극 보호관(275)의 내부에는, 질소 등의 불활성 가스를 충전 또는 퍼지하고 산소 농도를 충분히 낮게 억제하여 제1 봉 형상 전극(269) 또는 제2 봉 형상 전극(270)의 산화를 방지하기 위한 불활성 가스 퍼지 기구가 설치되어 있다.
반응관(203)에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 설치되어 있다. 배기관(231)에는 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있고, 처리실(201) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 배기할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, APC 밸브(244)는 밸브를 개폐하여 처리실(201) 내의 진공 배기·진공 배기 정지를 할 수 있고, 밸브 개도를 조절하여 압력 조정이 가능하게 되어 있는 개폐 밸브이다. 주로, 배기관(231), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 압력 센서(245)에 의해 배기계가 구성된다.
반응관(203)의 하방으로는, 반응관(203)의 하단 개구를 기밀하게 폐색가능한 노구 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)이 설치되어 있다. 씰 캡(219)은 반응관(203)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 당접(當接)되도록 되어 있다. 씰 캡(219)은 예를 들면 스텐레스 등의 금속으로 이루어지고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 씰 캡(219)의 상면에는 반응관(203)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O링(220)이 설치되어 있다. 씰 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는, 보트를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은 씰 캡(219)을 관통하여, 후술하는 보트(217)에 접속되어 있고, 보트(217)를 회전시키는 것으로 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 씰 캡(219)은 반응관(203)의 외부에 수직하게 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강하도록 구성되어 있고, 이에 의해 보트(217)를 처리실(201) 내에 대하여 반입 반출하는 것이 가능하게 되어 있다.
기판 지지구로서의 보트(217)는, 예를 들면 석영이나 탄화규소 등의 내열성 재료로 이루어지고, 복수 매의 웨이퍼(200)를 수평 자세로 서로 중심을 맞춘 상태로 정렬시켜서 다단으로 지지하도록 구성되어 있다. 또한 보트(217)의 하부에는, 예를 들면 석영이나 탄화 규소 등의 내열성 재료로 이루어지는 단열 부재(218)가 설치되어 있고, 히터(207)로부터의 열이 씰 캡(219)측에 전해지기 어려워지도록 구성되어 있다. 또한, 단열 부재(218)는, 석영이나 탄화 규소 등의 내열성 재료로 이루어지는 복수 매의 단열판과, 이들을 수평 자세에서 다단으로 지지하는 단열판 홀더에 의해 구성해도 좋다.
반응관(203) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있고, 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 근거하여 히터(207)에의 통전 상태를 조정하는 것으로 처리실(201) 내의 온도가 소망하는 온도 분포가 되도록 구성되어 있다. 온도 센서(263)는, 노즐(249a, 249b, 249c, 249d)과 마찬가지로 L자형으로 구성되어 있고, 반응관(203)의 내벽을 따라 설치되어 있다.
제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는, 매스 플로우 컨트롤러(241a, 24lb, 241c, 241d, 241e, 241f, 241g, 241h), 밸브(243a, 243b, 243c, 243d, 243e, 243f, 243g, 243h), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서(263), 보트 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115), 고주파 전원(273), 정합기(272) 등에 접속되어 있다. 컨트롤러(121)에 의해, 매스 플로우 컨트롤러(241a, 24lb, 241c, 241d, 241e, 241f, 241g, 241h)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a, 243b, 243c, 243d, 243e, 243f, 243g, 243h)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 및 압력 센서(245)에 기초하는 압력 조정 동작, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동·정지, 보트 회전 기구(267)의 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)의 승강 동작 등의 제어나, 고주파 전원(273)의 전력 공급 제어, 정합기(272)에 의한 임피던스 제어가 수행된다.
(2) 기판 처리 공정
다음으로, 상술한 기판 처리 장치의 처리로를 이용하여 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판 상에 절연막으로서의 실리콘 산탄질화막(SiOCN 막)을 성막하는 시퀀스 예에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.
또한, 종래의 CVD(Chemical Vapor Deposition) 법이나 ALD(Atomic Layer Deposition) 법에서는, 예를 들면, CVD 법의 경우에서는, 형성하는 막을 구성하는 복수의 원소를 포함하는 복수 종류의 가스를 동시에 공급하고, 또한 ALD 법의 경우에서는, 형성하는 막을 구성하는 복수의 원소를 포함하는 복수 종류의 가스를 교호적(交互的)으로 공급한다. 그리고, 가스 공급시의 가스 공급 유량, 가스 공급 시간, 플라즈마 파워 등의 공급 조건을 제어하는 것에 의해 SiO2 막이나 Si3N4 막을 형성한다. 그들의 기술(技術)에서는, 예를 들면 SiO2 막을 형성하는 경우, 막의 조성비가 화학량론 조성인 O/Si≒2이 되도록, 또한 예를 들면 Si3N4 막을 형성하는 경우, 막의 조성비가 화학량론 조성인 N/Si≒1.33이 되도록 하는 것을 목적으로 하여, 공급 조건을 제어한다.
이에 대하여, 본 발명의 실시 형태에서는, 형성하는 막의 조성비가 화학량론 조성, 또는 화학량론 조성과는 다른 소정의 조성비가 되도록, 공급 조건을 제어한다. 예를 들면, 형성하는 막을 구성하는 복수의 원소 중 적어도 하나의 원소가 다른 원소보다도 화학량론 조성에 대하여 과잉이 되도록 하는 것을 목적으로 하여, 공급 조건을 제어한다. 이하, 형성하는 막을 구성하는 복수의 원소의 비율, 즉, 막의 조성비를 제어하면서 성막을 수행하는 시퀀스 예에 대하여 설명한다.
(제1 시퀀스)
우선, 본 실시 형태의 제1 시퀀스에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태의 제1 시퀀스에 있어서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
본 실시 형태의 제1 시퀀스에서는, 웨이퍼(200)를 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 실리콘 함유 가스를 공급하는 것으로 웨이퍼(200) 상에 실리콘 함유층을 형성하는 공정; 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 실리콘 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정; 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 실리콘 탄질화층(SiCN 층)을 형성하는 공정; 및 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 실리콘 탄질화층을 산화하여 실리콘 산탄질화층(SiOCN 층)을 형성하는 공정;을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것으로 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 실리콘 산탄질화막(SiOCN 막)을 형성한다.
발명자 등은, 연구를 시작했을 때, SiCN을 산화하면 SiOCN이 아니라 SiO가 형성되는 것이라고 생각하고 있었다. 이러한 것은, SiCN 중의 Si-N결합이나 Si-C결합의 결합력보다도 Si-O결합의 결합력이 강하기 때문에, 산화의 과정에 있어서 Si-O결합이 형성될 때에 SiCN 중의 Si-N결합, Si-C결합이 끊기고, Si와의 결합이 끊긴 C, N이 이탈해버린다고 생각하고 있었기 때문이다.
그 때문에 연구를 시작했을 때는, 웨이퍼 상으로의 SiCN의 퇴적과 SiCN 상으로의 SiO의 퇴적을 교호적으로 반복하여 SiCN과 SiO를 교호적으로 적층하는 것에 의해 SiOCN을 형성하려고 생각하고 있었다. 그러나 발명자 등은 예의 연구를 거듭한 결과, SiCN을 산화할 때에 산화력(특히, 산소 함유 가스의 희석율, 공급 시간, 분압)을 컨트롤하는 것으로 산화에 의해 이탈해버리는 C, N을 남길 수 있어서, SiOCN을 적정하게 형성할 수 있는 것을 알아냈다. 본 발명은 발명자 등이 얻은 이 지견(知見)에 기초를 두는 것이다.
이하, 본 실시 형태의 제1 시퀀스를 구체적으로 설명한다. 여기서는, 실리콘 함유 가스로서 HCD 가스를, 탄소 함유 가스로서 C3H6 가스를, 질소 함유 가스로서 NH3 가스를, 산소 함유 가스로서 O2 가스를 이용하여, 도 3의 시퀀스에 의해, 기판 상에 절연막으로서 실리콘 산탄질화막(SiOCN 막)을 형성하는 예에 대하여 설명한다.
복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차징)되면, 도 1에 도시되는 바와 같이, 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져서 처리실(201) 내에 반입(보트 로딩)된다. 이 상태에서, 씰 캡(219)은 O링(220)을 개재하여 반응관(203)의 하단을 씰링한 상태가 된다.
처리실(201) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기된다. 이 때, 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초를 두어 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다(압력 조정). 또한, 처리실(201) 내가 원하는 온도가 되도록 히터(207)에 의해 가열된다. 이 때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전 상태가 피드백 제어된다(온도 조정). 계속하여, 회전 기구(267)에 의해 보트(217)가 회전되는 것으로, 웨이퍼(200)가 회전된다 (웨이퍼 회전). 그 후, 후술하는 4개의 스텝을 순차적으로 실행한다.
[스텝 1]
제1 가스 공급관(232a)의 밸브(243a)를 열어, 제1 가스 공급관(232a) 내에 HCD 가스를 흘려보낸다. 제1 가스 공급관(232a) 내를 흐른 HCD 가스는, 매스 플로우 컨트롤러(241a)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 HCD 가스는 제1 노즐(249a)의 가스 공급공(250a)으로부터 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)로부터 배기된다. 이 때, 동시에 밸브(243e)를 열어, 불활성 가스 공급관(232e) 내에 N2 가스 등의 불활성 가스를 흘려보낸다. 불활성 가스 공급관(232e) 내를 흐른 N2 가스는, 매스 플로우 컨트롤러(241e)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 N2 가스는 HCD 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다.
이 때, APC 밸브(244)를 적정하게 조정하여 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들면 10∼1,000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(241a)에서 제어하는 HCD 가스의 공급 유량은, 예를 들면 10∼1,000sccm의 범위내의 유량으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(241e)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 예를 들면 200∼2,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. HCD 가스를 웨이퍼(200)에 노출하는 시간, 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들면 1∼120초 사이의 범위 내의 시간으로 한다. 이 때 히터(207)의 온도는, 처리실(201) 내에서 CVD 반응이 생기는 정도의 온도, 즉 웨이퍼(200)의 온도가, 예를 들면 300∼650℃의 범위 내의 온도가 되는 온도로 설정한다. 또한, 웨이퍼(200)의 온도가 300℃ 미만이 되면 웨이퍼(200) 상에 HCD가 흡착하기 어려워진다. 또한, 웨이퍼(200)의 온도가 650℃를 넘으면 CVD 반응이 강해져, 균일성이 악화되기 쉬워진다. 따라서, 웨이퍼(200)의 온도는 300∼650℃의 범위 내의 온도로 하는 것이 바람직하다.
HCD 가스의 공급에 의해, 웨이퍼(200) 표면의 하지막(下地膜) 상에 실리콘을 포함하는 제1 층이 형성된다. 즉, 웨이퍼(200) 상(하지막 상)에 1원자층 미만으로부터 수 원자층의 실리콘 함유층으로서의 실리콘층(Si층)이 형성된다. 실리콘 함유층은 HCD의 화학 흡착층이여도 좋다. 또한, 실리콘은, 그것 단독으로 고체가 되는 원소이다. 여기서 실리콘층은 실리콘에 의해 구성되는 연속적인 층 이외에, 불연속 층이나 이들이 중첩하여 만들 수 있는 박막도 포함한다. 또한, 실리콘에 의해 구성되는 연속적인 층을 박막이라고 하는 경우도 있다. 또한, HCD의 화학 흡착층은 HCD분자가 연속적인 화학 흡착층 이외에, 불연속인 화학 흡착층도 포함한다. 또한, 1원자층 미만의 층은 불연속으로 형성되는 원자층을 의미하고 있다. 웨이퍼(200) 상에 형성되는 실리콘 함유층의 두께가 수 원자층을 넘으면, 후술하는 스텝 3에서의 질화의 작용이 실리콘 함유층에 전체적으로 도달하지 않게 된다. 또한, 웨이퍼(200) 상에 형성 가능한 실리콘 함유층의 최소값은 1원자층 미만이다. 따라서, 실리콘 함유층의 두께는 1원자층 미만으로부터 수 원자층으로 하는 것이 바람직하다.
또한, HCD 가스가 자기(自己) 분해하는 조건 하에서는, 웨이퍼(200) 상에 실리콘이 퇴적하는 것으로 실리콘층이 형성되고, HCD 가스가 자기 분해하지 않는 조건 하에서는, 웨이퍼(200) 상에 HCD가 화학 흡착하는 것으로 HCD의 화학 흡착층이 형성된다. 또한, 웨이퍼(200) 상에 HCD의 화학 흡착층을 형성하는 것보다도, 웨이퍼(200) 상에 실리콘층을 형성하는 것이, 성막 레이트를 높게 할 수 있어 바람직하다.
실리콘 함유층이 형성된 후, 밸브(243a)를 닫아, HCD 가스의 공급을 정지한다. 이 때, 배기관(231)의 APC 밸브(244)는 연 상태로 하고 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내을 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 실리콘 함유층 형성에 기여한 후의 HCD 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 또한, 이 때 밸브(243e)는 연 상태로 하여, N2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. 이에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 실리콘 함유층 형성에 기여한 후의 HCD 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 향상시킨다.
실리콘 함유 가스로서는, 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCD) 가스 이외에, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 상품 실란(SiH4) 가스 등의 무기 원료뿐만 아니라, 아미노실란계의 테트라키스디메틸아미노실란(Si[N(CH3)2]4, 약칭: 4DMAS) 가스, 트리스디메틸아미노실란(Si [N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS) 가스, 비스디에틸아미노실란(Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭: 2DEAS)가스, 비스터셔리부틸아미노실란(SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS) 가스 등의 유기 원료를 이용해도 좋다. 불활성 가스로서는, N2 가스 이외에, Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 희가스를 이용해도 좋다.
[스텝 2]
스텝 1이 종료되어 처리실(201) 내의 잔류 가스를 제거한 후, 제2 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)를 열어, 제2 가스 공급관(232b) 내에 C3H6 가스를 흘려보낸다. 제2 가스 공급관(232b) 내를 흐른 C3H6 가스는, 매스 플로우 컨트롤러(24lb)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 C3H6 가스는 제2 노즐(249b)의 가스 공급공(250b)으로부터 처리실 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한, 처리실(201) 내에 공급된 C3H6 가스는 열에 의해 활성화된다. 이 때, 동시에 밸브(243f)를 열어, 불활성 가스 공급관(232f)내에 N2 가스를 흘려보낸다. N2 가스는 C3H6 가스와 함께 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다.
이 때 APC 밸브(244)를 적정하게 조정하여 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들면 50∼3,000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(24lb)에서 제어하는 C3H6 가스의 공급 유량은, 예를 들면 100∼10,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(241f)에서 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 예를 들면 200∼2,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 이 때, 처리실(201) 내에 있어서의 C3H6 가스의 분압은, 6∼2,940Pa의 범위 내의 압력으로 한다. C3H6 가스를 웨이퍼(200)에 노출하는 시간, 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들면 1∼120초 사이의 범위 내의 시간으로 한다. 이 때의 히터(207)의 온도는, 스텝 1과 같이 웨이퍼(200)의 온도가 300∼650℃의 범위 내의 온도가 되는 온도로 설정한다. 또한, C3H6 가스는 열로 활성화시켜서 공급하는 것이, 소프트한 반응을 생기게 할 수 있어서, 후술하는 탄소 함유층의 형성이 용이하게 된다.
이 때, 처리실(201) 내에 흘려보내고 있는 가스는 열적으로 활성화된 C3H6 가스이며, 처리실(201) 내에는 HCD 가스는 흐르고 있지 않다. 따라서, C3H6 가스는 기상 반응을 일으키지 않고, 활성화된 상태로 웨이퍼(200)에 대하여 공급되고, 이 때, 스텝 1에서 웨이퍼(200) 상에 형성된 실리콘 함유층 상에 1 원자층 미만의 탄소 함유층, 즉 불연속인 탄소 함유층이 형성된다. 이에 의해 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 층이 형성된다. 또한, 조건에 따라서는 실리콘 함유층의 일부와 C3H6 가스가 반응하고, 실리콘 함유층이 개질(탄화)되어서 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 층이 형성되는 경우도 있다.
실리콘 함유층 상에 형성하는 탄소 함유층은, 탄소층(C층)이여도 좋고, 탄소 함유 가스(C3H6 가스)의 화학 흡착층, 즉, C3H6이 분해한 물질(CxHy)의 화학 흡착층이여도 좋다. 여기서, 탄소층은 탄소에 의해 구성되는 불연속인 층으로 할 필요가 있다. 또한, CxHy의 화학 흡착층은 CxHy 분자가 불연속인 화학 흡착층으로 할 필요가 있다. 또한, 실리콘 함유층 상에 형성하는 탄소 함유층을 연속적인 층으로 한 경우, 예를 들면 CxHy의 실리콘 함유층 상에의 흡착 상태를 포화 상태로 하여, 실리콘 함유층 상에 CxHy가 연속적인 화학 흡착층을 형성한 경우, 실리콘 함유층의 표면이 전체적으로 CxHy의 화학 흡착층에 의해 덮히게 된다. 이 경우, 제2 층의 표면에 실리콘이 존재하지 않게 되어, 후술하는 스텝 3에서의 제2 층의 질화 반응이 곤란하게 된다. 질소는 실리콘과는 결합하지만, 탄소와는 결합하지 않기 때문이다. 후술하는 스텝 3에서 원하는 질화 반응을 생기게 하기 위해서는, CxHy의 실리콘 함유층 상으로의 흡착 상태를 불포화 상태로 하여, 제2 층의 표면에 실리콘이 노출한 상태로 할 필요가 있다.
또한, CxHy의 실리콘 함유층 상으로의 흡착 상태를 불포화 상태로 하기 위해서는, 스텝 2에 있어서의 처리 조건을 상술한 처리 조건으로 하면 좋지만, 스텝 2에 있어서의 처리 조건을 다음 처리 조건으로 하는 것으로 CxHy의 실리콘 함유층상에의 흡착 상태를 불포화 상태로 하는 것이 용이하게 된다.
웨이퍼 온도: 500∼630℃
처리실 내 압력: 133∼2,666Pa
C3H6 가스 분압: 67∼2,820Pa
C3H6 가스 공급 유량: 1,000∼5,000sccm
N2 가스 공급 유량: 300∼1,000sccm
C3H6 가스 공급 시간: 6∼100초
그 후, 제2 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)를 닫아, C3H6 가스의 공급을 정지한다. 이 때, 배기관(231)의 APC 밸브(244)는 연 상태로 하고 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 탄소 함유층 형성에 기여한 후의 C3H6 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 또한, 이 때 밸브(243f)는 연 상태로 하여, N2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. 이에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 탄소 함유층 형성에 기여한 후의 C3H6 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 향상시킨다.
탄소 함유 가스로서는, 프로필렌(C3H6) 가스 이외에, 아세틸렌(C2H2) 가스나 에틸렌(C2H4) 가스 등을 이용해도 좋다.
[스텝 3]
처리실(201) 내의 잔류 가스를 제거한 후, 제3가스 공급관(232c)의 밸브(243c)를 열어, 제3 가스 공급관(232c)내에 NH3 가스를 흘려보낸다. 제3 가스 공급관(232c) 내를 흐른 NH3 가스는, 매스 플로우 컨트롤러(241c)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 NH3 가스는 제3 노즐(249c)의 가스 공급공(250c)으로부터 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한, 처리실(201) 내에 공급된 NH3 가스는 열에 의해 활성화된다. 이 때 동시에 밸브(243g)를 열어, 불활성 가스 공급관(232g) 내에 N2 가스를 흘려보낸다. N2 가스는 NH3가스와 함께 처리실(201)안에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다.
NH3 가스를 열로 활성화하여 흘려보낼 때는, APC 밸브(244)를 적정하게 조정하여, 처리실(201) 내의 압력을 예를 들면 50∼3,000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(241c)로 제어하는 NH3 가스의 공급 유량은, 예를 들면 100∼10,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(241g)에서 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 예를 들면 200∼2,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다. 이 때, 처리실(201) 내에 있어서의 NH3 가스의 분압은, 6∼2,940Pa의 범위 내의 압력으로 한다. NH3 가스에 웨이퍼(200)를 노출하는 시간, 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들면 1∼120초 사이의 범위 내의 시간으로 한다. 이 때의 히터(207)의 온도는, 스텝 1과 같이 웨이퍼(200)의 온도가 300∼650℃의 범위 내의 온도가 되는 온도로 설정한다. NH3 가스는 반응 온도가 높고, 상기와 같은 웨이퍼 온도에서는 반응하기 어려우므로, 처리실(201) 내의 압력을 상기와 같은 비교적 높은 압력으로 하는 것에 의해 열적으로 활성화하는 것을 가능하게 하고 있다. 또한, NH3 가스는 열로 활성화시켜서 공급하는 것이, 소프트한 반응을 생기게 할 수 있어서, 후술하는 질화를 소프트하게 수행할 수 있다.
이 때, 처리실(201) 내에 흘려보내고 있는 가스는 열적으로 활성화된 NH3 가스이며, 처리실(201) 내에는 HCD 가스도 C3H6 가스도 흐르고 있지 않다. 따라서, NH3 가스는 기상 반응을 일으키지 않고, 활성화된 NH3 가스는 스텝 2에서 웨이퍼(200) 상에 형성된 제2 층으로서의 실리콘 및 탄소를 포함하는 층의 일부와 반응한다. 이에 의해 제2 층은 논-플라즈마(non-plazma)로 열적으로 질화되어서, 실리콘, 탄소 및 질소를 포함하는 제3 층, 즉, 실리콘 탄질화층(SiCN 층)으로 변화시킬 수 있다(개질된다).
이 때, 제2 층의 질화 반응은 포화시키지 않도록 한다. 예를 들면 스텝 1에서 수 원자층의 실리콘층을 형성하고, 스텝 2에서 1원자층 미만의 탄소 함유층을 형성한 경우는, 그 표면층(표면의 1원자층)의 일부를 질화시킨다. 즉, 그 표면층 중의 질화가 생길 수 있는 영역(실리콘이 노출한 영역)의 일부 혹은 전부를 질화 시킨다. 이 경우, 제2 층의 전체를 질화시키지 않도록, 제2 층의 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 질화를 수행한다. 또한, 조건에 따라서는 제2 층의 표면층으로부터 아래의 몇 층을 질화시킬 수도 있지만, 그 표면층 만을 질화시키는 것이, 실리콘 산탄질화막의 조성비의 제어성을 향상시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 예를 들면 스텝 1에서 1 원자층 또는 1 원자층 미만의 실리콘층을 형성하고, 스텝 2에서 1원자층 미만의 탄소 함유층을 형성한 경우도, 마찬가지로 그 표면층의 일부를 질화시킨다. 이 경우도, 제2 층의 전체를 질화시키지 않도록, 제2 층의 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 질화를 수행한다.
또한, 제2 층의 질화 반응을 불포화로 하기 위하여는, 스텝 3에 있어서의 처리 조건을 상술한 처리 조건으로 하면 좋지만, 스텝 3에 있어서의 처리 조건을 다음 처리 조건으로 하는 것으로 제2 층의 질화 반응을 불포화로 하는 것이 용이해진다.
웨이퍼 온도: 500∼630℃
처리실 내 압력: 133∼2,666Pa
NH3 가스 분압: 67∼2,820Pa
NH3 가스 공급 유량: 1,000∼5,000sccm
N2 가스 공급 유량: 300∼1,000sccm
NH3 가스 공급 시간: 6∼100초
그 후, 제3 가스 공급관(232c)의 밸브(243c)를 닫아, NH3 가스의 공급을 정지한다. 이 때, 배기관(231)의 APC 밸브(244)는 연 상태로 하고 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 질화에 기여한 후의 NH3 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 또한, 이 때 밸브(243g)는 연 상태로 하여, N2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. 이에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 질화에 기여한 후의 NH3 가스를 처리실(201)내로부터 배제하는 효과를 향상시킨다.
질소 함유 가스로서는, 암모니아(NH3) 가스 이외에, 디아진(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등을 이용해도 좋다.
[스텝 4]
처리실(201) 내의 잔류 가스를 제거한 후, 제4 가스 공급관(232d)의 밸브(243d), 제4 불활성 가스 공급관(232h)의 밸브(243h)를 열어, 제4 가스 공급관(232d) 내에 O2 가스를 흘려보내고 제4 불활성 가스 공급관(232h) 내에 N2 가스를 흘려보낸다. 제4 불활성 가스 공급관(232h) 내를 흐른 N2 가스는, 매스 플로우 컨트롤러(241h)에 의해 유량 조정된다. 제4 가스 공급관(232d) 내를 흐른 O2 가스는, 매스 플로우 컨트롤러(241d)에 의해 유량 조정된다. 유량 조정된 O2 가스는 유량 조정된 N2 가스와 제4 가스 공급관(232d) 내에서 혼합되어서, 제4 노즐(249d)의 가스 공급공(250d)으로부터 버퍼실(237) 내에 공급된다. 이 때, 제1 봉 형상 전극(269) 및 제2 봉 형상 전극(270) 사이에는 고주파 전력을 인가하지 않는다. 이에 의해, 버퍼실(237) 내에 공급된 O2 가스는 열로 활성화되어서, 가스 공급공(250e)으로부터 웨이퍼(200)를 향하여 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 또한, 이 때 제1 봉 형상 전극(269) 및 제2 봉 형상 전극(270) 사이에 고주파 전력을 인가하여, 버퍼실(237) 내에 공급된 O2 가스를 플라즈마로 활성화시킬 수도 있다.
O2 가스를 열로 활성화하여 흘려보낼 때는, APC 밸브(244)를 적정하게 조정하여 처리실(201) 내의 압력을, 예를 들면 1∼3,000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(241d)로 제어하는 O2 가스의 공급 유량은, 예를 들면 100∼5,000sccm(0.1∼5slm)의 범위 내의 유량으로 한다. 매스 플로우 컨트롤러(241h)로 제어하는 N2 가스의 공급 유량은, 예를 들면 200∼2,000sccm(0.2∼2slm)의 범위내의 유량으로 한다. 이 때, 처리실(201) 내에 있어서의 O2 가스의 분압은, 6∼2,940Pa의 범위 내의 압력으로 한다. O2 가스에 웨이퍼(200)를 노출하는 시간, 즉 가스 공급 시간(조사 시간)은, 예를 들면 1∼120초 사이의 범위 내의 시간으로 한다. 이 때의 히터(207)의 온도는, 스텝 1∼스텝 3과 같이 웨이퍼(200)의 온도가 300∼650℃의 범위 내의 온도가 되는 온도로 설정한다. O2 가스는 상기와 같은 조건 하에서 열적으로 활성화된다. 또한, O2 가스는 열로 활성화시켜서 공급하는 것이, 소프트한 반응을 생기게 할 수 있어서, 후술하는 산화를 소프트하게 수행할 수 있다.
이 때, 처리실(201) 내에 흘려보내고 있는 가스는 열적으로 활성화된 O2 가스이며, 처리실(201) 내에는 HCD 가스도 C3H6 가스도 NH3 가스도 흐르고 있지 않다. 따라서, O2 가스는 기상 반응을 일으키지 않고, 활성화된 O2 가스는, 스텝 3에서 웨이퍼(200) 상에 형성된 제3 층으로서의 SiCN 층의 적어도 일부와 반응한다. 이에 의해 SiCN 층은 논-플라즈마로 열적으로 산화되어서, 실리콘, 탄소, 질소 및 산소를 포함하는 제4 층, 즉, 실리콘 산탄질화층(SiOCN 층)으로 변화된다(개질된다).
이 때, SiCN 층의 산화 반응은 포화시키지 않도록 한다. 예를 들면 스텝 1∼스텝 3에서 수 원자층의 SiCN 층을 형성한 경우는, 그 표면층(표면의 1 원자층)의 적어도 일부를 산화시킨다. 이 경우, SiCN 층의 전체를 산화시키지 않도록, SiCN 층의 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 산화를 수행한다. 또한, 조건에 따라서는 SiCN 층의 표면층으로부터 아래의 몇 층을 산화시킬 수도 있지만, 그 표면층만을 산화시키는 것이, SiOCN 막의 조성비의 제어성을 향상시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 예를 들면 스텝 1∼스텝 3에서 1 원자층 또는 1 원자층 미만의 SiCN 층을 형성한 경우도, 마찬가지로 그 표면층의 일부를 산화시킨다. 이 경우도, SiCN 층의 전체를 산화시키지 않도록, SiCN 층의 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 산화를 수행한다.
또한, SiCN 층 (제3 층)의 산화 반응을 불포화로 하기 위해서는 스텝 4에 있어서의 처리 조건을 상술한 처리 조건으로 하면 좋지만, 스텝 4에 있어서의 처리 조건을 다음 처리 조건으로 하는 것으로 SiCN 층의 산화 반응을 불포화로 하는 것이 더욱 용이해진다.
웨이퍼 온도: 500∼630℃
처리실 내 압력: 133∼2,666Pa
O2 가스 분압: 67∼2,820Pa
O2 가스 공급 유량: 1,000∼5,000sccm
N2 가스 공급 유량: 300∼1,000sccm
O2 가스 공급 시간: 6∼100초
그 후, 제4 가스 공급관(232d)의 밸브(243d)를 닫아, O2 가스의 공급을 정지한다. 이 때, 배기관(231)의 APC 밸브(244)는 연 상태로 하고 진공 펌프(246)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 산화에 기여한 후의 O2 가스를 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이 때 밸브(243h)는 연 상태로 하여, N2 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 유지한다. 이에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 미반응 혹은 산화에 기여한 후의 O2 가스를 처리실(201) 내로부터 배제하는 효과를 향상시킨다.
산소 함유 가스로서는, 산소(O2) 가스 이외에, 수증기(H2O) 가스, 일산화 질소(NO) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스, 오존(O3)가스, H2 가스+O2 가스, H2 가스+O3 가스 등을 이용해도 좋다.
상술한 스텝 1∼스텝 4을 1사이클로 하고, 이 사이클을 1회 이상 수행하는 것에 의해, 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 실리콘, 탄소, 질소 및 산소를 포함하는 박막, 즉, 실리콘 산탄질화막(SiOCN 막)을 성막할 수 있다. 또한, 상술한 사이클은, 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
이 때, 각 스텝에 있어서의 처리실(201) 내의 압력이나 가스 공급 시간 등의 처리 조건을 제어하는 것으로 SiOCN 층에 있어서의 각 원소 성분, 즉 실리콘 성분, 산소 성분, 탄소 성분, 질소 성분의 비율, 즉, 실리콘 농도, 산소 농도, 탄소 농도, 질소 농도를 조정할 수 있고, SiOCN 막의 조성비를 제어할 수 있다.
또한, 상술한 스텝 1∼스텝 3을 1 세트로 하고, 이 세트를 1회 이상 수행한 후 스텝 4를 수행하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 1회 이상 수행하는 것에 의해, 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 SiOCN 막을 성막하도록 해도 좋다.
즉, 웨이퍼(200)를 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건하에서 실리콘 함유 가스(HCD 가스)를 공급하는 것으로 웨이퍼(200) 상에 실리콘 함유층을 형성하는 공정(스텝 1)과, 처리 용기 내에 탄소 함유 가스(C3H6 가스)를 공급하는 것으로 실리콘 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정(스텝 2)과, 처리 용기 내에 질소 함유 가스(NH3 가스)을 공급하는 것으로 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 실리콘 탄질화층을 형성하는 공정(스텝 3)을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수(m회) 수행하는 것으로 소정 두께의 실리콘 탄질화층(SiCN 층)을 형성하는 공정과; 처리 용기 내에 산소 함유 가스(O2 가스)를 공급하는 것으로 소정 두께의 실리콘 탄질화층을 산화하여 실리콘 산탄질화층(SiOCN 층)을 형성하는 공정(스텝 4);을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것으로 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 실리콘 산탄질화막(SiOCN 막)을 형성하도록 해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 상술한 사이클은, 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
도 4에, 상술한 스텝 1∼스텝 3을 1세트로 하고, 이 세트를 2회 수행한 후, 스텝 4를 수행하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 n회 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 SiOCN 막을 성막하는 예를 제시한다.
이와 같이, 상술한 스텝 1∼스텝 3을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행한 후, 스텝 4를 수행하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하도록 하는 것으로 SiOCN 막의 산소 성분에 대한 실리콘 성분, 탄소 성분 및 질소 성분의 비율을 적정하게(리치한 방향으로) 제어할 수 있는 것이 되고, SiOCN 막의 조성비의 제어성을 보다 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 세트의 개수를 늘리는 것으로 1 사이클당 형성하는 SiCN 층의 층 수를 세트의 개수만큼 늘릴 수 있고, 사이클 레이트를 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 이에 의해, 성막 레이트를 향상시킬 수도 있게 된다.
소정 조성을 갖는 소정 막 두께의 SiOCN 막을 형성하는 성막 처리가 수행되면, N2 등의 불활성 가스가 처리실(201) 내에 공급되고 배기되는 것으로, 처리실(201) 내가 불활성 가스로 퍼지된다(가스 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되어(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)이 하강되어서, 반응관(203)의 하단이 개구되는 것과 함께, 처리 완료된 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태로 반응관(203)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부에 반출(보트 언로딩)된다. 그 후, 처리 완료된 웨이퍼(200)는 보트(217)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차징).
(제2 시퀀스)
그 다음에, 본 실시 형태의 제2 시퀀스에 대하여 설명한다. 도 5는, 본 실시 형태의 제2 시퀀스에 있어서의 가스 공급의 타이밍을 도시하는 도면이다.
본 실시 형태의 제2 시퀀스에서는, 웨이퍼(200)를 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 실리콘 함유 가스를 공급하는 것으로 웨이퍼(200)상에 실리콘 함유층을 형성하는 공정과, 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 실리콘 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 층을 형성하는 공정과, 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 실리콘 함유 가스를 공급하는 것으로 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 층 상에 실리콘 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 층을 형성하는 공정과, 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 층을 질화하여 실리콘 탄질화층(SiCN 층)을 형성하는 공정과, 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 실리콘 탄질화층을 산화하여 실리콘 산탄질화층(SiOCN 층)을 형성하는 공정,을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것으로 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 실리콘 산탄질화막(SiOCN 막)을 형성한다.
이하, 본 실시 형태의 제2 시퀀스를 구체적으로 설명한다. 여기서는, 실리콘 함유 가스로서 HCD 가스를, 탄소 함유 가스로서 C3H6 가스를, 질소 함유 가스로서 NH3 가스를, 산소 함유 가스로서 O2 가스를 이용하고, 도 5의 시퀀스에 의해, 기판 상에 절연막으로서 실리콘 산탄질화막(SiOCN 막)을 형성하는 예에 대하여 설명한다.
웨이퍼 챠징, 보트 로딩, 압력 조정, 온도 조정, 웨이퍼 회전까지는, 제1시퀀스와 같은 식으로 수행한다. 그 후, 후술하는 5개의 스텝을 순차적으로 실행한다.
[스텝 1]
스텝 1은 제1 시퀀스의 스텝 1과 같은 식으로 수행한다. 즉, 스텝 1에서의 처리 조건, 발생하는 반응, 형성하는 층 등은, 제1 시퀀스에 있어서의 스텝 1에서의 그것과 같다. 즉, 이 스텝에서는, 처리실(201) 내로의 HCD 가스의 공급에 의해, 웨이퍼(200) 상에 실리콘 함유층을 형성한다.
[스텝 2]
스텝 2는 제1 시퀀스의 스텝 2와 같은 식으로 수행한다. 즉, 스텝 2에서의 처리 조건, 발생하는 반응, 형성하는 층 등은, 제1 시퀀스에 있어서의 스텝 2에서의 그것과 같다. 즉, 이 스텝에서는, 처리실(201) 내로의 C3H6 가스의 공급에 의해, 실리콘 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 층을 형성한다.
[스텝 3]
스텝 3은 제1 시퀀스의 스텝 1과 같은 식으로 수행한다. 즉, 스텝 3에서의 처리 조건, 발생하는 반응, 형성하는 층 등은, 제1 시퀀스에 있어서의 스텝 1에서의 그것과 같다. 즉, 이 스텝에서는, 처리실(201) 내로의 HCD 가스의 공급에 의해, 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 층 상에 실리콘 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 층을 형성한다.
[스텝 4]
스텝 4는 제1 시퀀스의 스텝 3과 같은 식으로 수행한다. 즉, 스텝 4에서의 처리 조건, 발생하는 반응, 형성하는 층등은, 제1 시퀀스에 있어서의 스텝 3에서의 그것과 같다. 즉, 이 스텝에서는, 처리실(201) 내로의 NH3 가스의 공급에 의해, 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 층을 질화하여 SiCN 층을 형성한다.
[스텝 5]
스텝 5는 제1 시퀀스의 스텝 4과 같은 식으로 수행한다. 즉, 스텝 5에서의 처리 조건, 발생하는 반응, 형성하는 층등은, 제1 시퀀스에 있어서의 스텝 4에서의 그것과 같다. 즉, 이 스텝에서는, 처리실(201) 내로의 O2 가스의 공급에 의해, SiCN 층을 산화하여 SiOCN 층을 형성한다.
상술한 스텝 1∼스텝 5를 1 사이클로 하고, 이 사이클을 1회 이상 수행하는 것에 의해, 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 SiOCN 막을 성막할 수 있다. 또한, 상술한 사이클은, 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
이 때, 각 스텝에 있어서의 처리실(201) 내의 압력이나 가스 공급 시간 등의 처리 조건을 제어하는 것으로 SiOCN 층에 있어서의 각 원소 성분, 즉 실리콘 성분, 산소 성분, 탄소 성분, 질소 성분의 비율, 즉, 실리콘 농도, 산소 농도, 탄소 농도, 질소 농도를 조정할 수 있고, SiOCN 막의 조성비를 제어할 수 있다.
또한, 상술한 스텝 1∼스텝 4를 1 세트로 하고, 이 세트를 1회 이상 수행한 후 스텝 5를 수행하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 1회 이상 수행하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 SiOCN 막을 성막하도록 해도 좋다.
즉, 웨이퍼(200)를 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 실리콘 함유 가스(HCD 가스)를 공급하는 것으로 웨이퍼(200) 상에 실리콘 함유층을 형성하는 공정(스텝 1)과, 처리 용기 내에 탄소 함유 가스(C3H6 가스)를 공급하는 것으로 실리콘 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 층을 형성하는 공정(스텝 2)과, 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 실리콘 함유 가스(HCD 가스)를 공급하는 것으로 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 층 상에 실리콘 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 층을 형성하는 공정(스텝 3)과, 처리 용기 내에 질소 함유 가스(NH3 가스)를 공급하는 것으로 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 층을 질화하여 실리콘 탄질화층을 형성하는 공정(스텝 4),을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수(m회) 수행하는 것으로 소정 두께의 실리콘 탄질화층(SiCN 층)을 형성하는 공정과; 처리 용기 내에 산소 함유 가스(O2 가스)를 공급하는 것으로 소정 두께의 실리콘 탄질화층을 산화하여 실리콘 산탄질화층(SiOCN 층)을 형성하는 공정(스텝 5);을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것으로 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 실리콘 산탄질화막(SiOCN 막)을 형성하도록 해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 상술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
도 6에, 상술한 스텝 1∼스텝 4를 1 세트로 하고, 이 세트를 2회 수행한 후 스텝 5를 수행하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 n회 수행하는 것에 의해, 웨이퍼(200) 상에 소정 막 두께의 SiOCN 막을 성막하는 예를 제시한다.
이와 같이, 상술한 스텝 1∼스텝 4를 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행한 후 스텝 5를 수행하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하도록 하는 것으로, SiOCN 막의 산소 성분에 대한 실리콘 성분, 탄소 성분 및 질소 성분의 비율을 적정하게 제어할 수 있는 것이 되고, SiOCN 막의 조성비의 제어성을 보다 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 세트 개수를 늘리는 것으로 1사이클당 형성하는 SiCN 층의 층수를 세트의 개수만큼 늘릴 수 있고, 사이클 레이트를 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 이에 의해, 성막 레이트를 향상시킬 수도 있게 된다.
또한, 제1 시퀀스에서는 1사이클당 HCD 가스를 적어도 1회 공급하고 있고 (스텝 1), 1사이클당 적어도 1층 분(分)의 실리콘층을 형성하고 있다.
이에 대하여 제2 시퀀스에서는, 1사이클당 HCD 가스를 적어도 2회 공급하고 있고(스텝 1, 스텝 3), 1사이클당 적어도 2층 분의 실리콘층을 형성할 수 있다. 즉, 제2 시퀀스에 의하면, 제1 시퀀스와 비교하여, 1사이클당 흡착·퇴적시키는 실리콘의 양을 많게 할 수 있어서(2배 이상으로 할 수 있어서), 사이클 레이트를 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 제1 시퀀스에서는, 스텝 2에 있어서 C3H6 가스를 공급하여 실리콘층 상에, 탄소(C) 즉 CxHy를 흡착시키고 있고, 이 때 Si-C결합이 형성된다. 그 후에, 스텝 3에 있어서 질소(N) 즉 NH3 가스를 공급하면, C와 N은 Si를 서로 취하려 하므로, Si-C결합의 일부가 Si-N결합으로 치환되어, C가 이탈해버릴 수 있다. 그 결과, 제1 시퀀스에서는, SiCN 막 중으로의 카본 혼입량, 즉 SiCN 막 중의 탄소 농도가 감소해버릴 수 있다.
이에 대하여 제2 시퀀스에 의하면, 스텝 2에 있어서 C3H6 가스를 공급하여 실리콘층 상에 탄소(C) 즉 CxHy를 흡착시키고, 스텝 3에 있어서 더욱 실리콘(Si)을 흡착·퇴적시키고 있으므로, Si-C-Si결합이 형성되는 확률이 높아진다. 그 후, 스텝 4에 있어서 질소(N) 즉 NH3 가스가 공급되어도, N에 의한 어택이, Si-C-Si결합을 형성하고 있는 Si에 의해 블로킹되어, C가 이탈하기 어려워지고 C를 잔류시키기 쉬워진다. 그 결과, SiCN 막 중으로의 카본 혼입량, 즉 SiCN 막 중의 탄소 농도를 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 제1 시퀀스에서는, 스텝 2에 있어서의 실리콘층 상으로의 CxHy의 흡착 및 스텝 3에 있어서의 NH3 가스에 의한 제2 층의 질화를, 모두 불포화에서 멈출 필요가 있다. 만일 스텝 3에 있어서의 NH3 가스에 의한 제2 층의 질화를 포화시키면, C의 이탈량이 많아지고 SiCN 막 중으로의 탄소 농도가 지극히 낮아져버린다.
이에 대하여 제2 시퀀스에 의하면, 상술한 바와 같이, 스텝 2에 있어서 실리콘층 상에 CxHy를 흡착시키고, 스텝 3에 있어서 실리콘(Si)을 흡착·퇴적시키고 있으므로, Si-C-Si결합이 형성되는 확률이 높아져서, Si-C-Si결합을 형성하고 있는 Si가 스텝 4에 있어서의 N의 어택에 대한 C의 블록층으로서 기능하게 된다. 이에 의해, 스텝 4에 있어서의 NH3 가스에 의한 제3 층의 질화에 대해서 포화 영역을 사용하는 것이 가능해진다. 즉, C의 이탈을 억제하면서 질화력을 높이고, 보다 균일한 질화 처리가 가능해진다. 그 결과, SiCN 막의 웨이퍼면 내 막 두께 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.
소정 조성을 갖는 소정 막 두께의 SiOCN 막을 형성하는 성막 처리가 수행되면, 가스 퍼지, 불활성 가스 치환, 대기압 복귀, 보트 언로딩, 웨이퍼 디스차징이, 제1 시퀀스와 같은 식으로 수행된다.
(3) 본 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 의하면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 갖는다.
본 실시 형태에 의하면, 제1 시퀀스에 있어서, 스텝 1∼스텝 4를 이러한 순번으로 순차 실행하거나, 스텝 1∼스텝 3을 1 세트로 하고, 이 세트를 1회 이상 수행한 후에 스텝 4을 수행하도록 하였으므로, 소정의 조성 및 막 두께를 갖는 SiOCN 막을 성막할 수 있다. 또한, 제2 시퀀스에 있어서, 스텝 1∼스텝 5를 이러한 순번으로 순차 실행하거나, 스텝 1∼스텝 4를 1 세트로 하고, 이 세트를 1회 이상 수행한 후에 스텝 5를 수행하도록 하였으므로, 소정의 조성 및 막 두께를 갖는 SiOCN 막을 성막할 수 있다.
또한, 각 시퀀스에 있어서 각 스텝을 수행하는 순번을 바꾼 경우, 예를 들면 제1 시퀀스에 있어서, 각 스텝을, 스텝 1, 스텝 2, 스텝 4, 스텝 3의 순서대로 실행한 경우, SiOCN 막이 얻어지지 않는 것을 확인하였다. 또한, 제2 시퀀스에 있어서, 각 스텝을, 스텝 1, 스텝 2, 스텝 3, 스텝 5, 스텝 4의 순서대로 실행한 경우도, SiOCN 막이 얻어지지 않는 것을 확인하였다. 이는, Si-N결합의 결합력보다도 Si-O결합의 결합력이 강하므로, 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 질화한 후에 산화할 수는 있지만, 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 산화한 후에는 Si-O결합이 형성되므로, 그 상태로 NH3 가스를 흘려도 Si-O결합을 끊을 수 없고, 즉 Si-N결합을 형성할 수 없고, 질화할 수 없게 되기 때문이다. 또한, 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 산화한 후에는, 버퍼실 내에서 플라즈마 원에 의해 NH3 가스를 플라즈마로 활성화시켜서 공급한 경우에 있어서도, 질화할 수 없고, SiOCN 막이 얻어지지 않는 것을 확인하였다. 이로부터, 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 산화한 후에 질화하여도 SiOCN 막은 얻어지지 않고, SiOCN 막을 얻기 위해서는 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 질화한 후에 산화할 필요가 있는 것으로 판명되었다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 제1 시퀀스 및 제2 시퀀스의 어느 것에 있어서도 뛰어난 웨이퍼면 내 막 두께 균일성을 가지는 SiOCN 막을 형성할 수 있다. 그리고, 본 실시 형태의 제1 시퀀스 또는 제2 시퀀스에 의해 형성한 SiOCN 막을 절연막으로서 이용한 경우, SiOCN 막의 면 내에서 균질한 성능을 제공하는 것이 가능해지고, 반도체 장치의 성능 향상이나 생산 제품 비율의 향상에 공헌하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 각 시퀀스의 각 스텝에 있어서의 처리실 내의 압력이나 가스 공급 시간 등의 처리 조건을 제어하는 것으로 SiOCN 막에 있어서의 각 원소 성분, 즉 실리콘 성분, 산소 성분, 탄소 성분, 질소 성분의 비율, 즉, 실리콘 농도, 산소 농도, 탄소 농도, 질소 농도를 조정할 수 있고, SiOCN 막의 조성비를 제어할 수 있다.
그리고, 종래의 CVD 법의 경우, 형성하는 박막을 구성하는 복수의 원소를 포함하는 복수 종류의 가스를 동시에 공급한다. 이 경우, 형성하는 박막의 조성비를 제어하기 위해서는, 예를 들면 가스 공급시의 가스 공급 유량비를 제어하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 이 경우에 가스 공급시의 기판 온도, 처리실 내 압력, 가스 공급 시간 등의 공급 조건을 제어하여도 형성하는 박막의 조성비를 제어할 수는 없다.
또한, ALD 법의 경우, 형성하는 박막을 구성하는 복수의 원소를 포함하는 복수 종류의 가스를 교호적으로 공급한다. 이 경우, 형성하는 박막의 조성비를 제어하기 위해서는, 예를 들면 각 가스 공급시의 가스 공급 유량, 가스 공급 시간을 제어하는 것을 생각할 수 있다. 또한, ALD 법의 경우, 원료 가스의 공급은, 원료 가스의 기판 표면상으로의 흡착 포화를 목적으로 하고 있기 때문에, 처리실 내의 압력 제어가 필요하지 않다. 즉, 원료 가스의 흡착 포화는 반응 온도에 대하여 원료 가스가 흡착하는 소정 압력 이하로 생기게 하고, 처리실 내의 압력을 그 소정압력 이하로 하기만 하면, 어떤 압력값으로 하여도 원료 가스의 흡착 포화를 실현할 수 있다. 그 때문에 통상, ALD 법에 의해 성막하는 경우, 처리실 내의 압력은 가스 공급량에 대한 기판 처리 장치의 배기 능력에 따른 압력으로 되어 있다. 처리실 내압력을 변화시키도록 하는 경우, 원료 가스의 기판 표면상으로의 화학 흡착을 저해하거나 CVD 반응에 근접하는 것도 생각되고, ALD 법에 의한 성막을 적절하게 수행할 수 없게 된다. 또한 ALD 법에 의해 소정의 막 두께의 박막을 형성하기 위해서는 ALD 반응(흡착 포화, 표면 반응)을 반복하여 수행하기 때문에, 각각의 ALD 반응이 포화할 때까지 각각의 ALD 반응을 충분히 수행하지 않으면, 퇴적이 불충분하게 되고, 충분한 퇴적 속도가 얻어지지 않게 되어버리는 것도 생각된다. 따라서, ALD 법의 경우, 처리실 내의 압력 제어에 의해 박막의 조성비를 제어하는 것은 생각하기 어렵다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 어느 쪽의 시퀀스에 있어서도, 각 스텝에 있어서의 처리실 내의 압력이나 가스 공급 시간을 제어하는 것에 의해, 박막조성비를 제어하도록 하고 있다. 또한, 바람직하게는, 처리실 내의 압력, 또는 압력 및 가스 공급 시간을 제어하는 것에 의해, 박막 조성비를 제어하는 것이 좋다.
각 스텝에 있어서의 처리실 내의 압력을 제어하는 것에 의해, 박막의 조성비를 제어하는 경우, 다른 기판 처리 장치 사이에서의 기차(機差)의 영향을 적게 할 수 있다. 즉, 다른 기판 처리 장치 사이에서도, 같은 제어에 의해, 같은 식으로 박막의 조성비를 제어하는 것이 가능해진다. 이 경우에, 각 스텝에 있어서의 가스 공급 시간도 제어하도록 하면, 박막의 조성비를 미세 조정할 수 있고, 박막의 조성비 제어의 제어성을 향상시킬 수 있다. 또한, 각 스텝에 있어서의 처리실 내의 압력을 제어하는 것에 의해, 성막 레이트를 올리면서, 박막의 조성비를 제어하는 것도 가능해진다. 즉, 처리실 내의 압력을 제어하는 것에 의해, 예를 들면 각 시퀀스에 있어서의 스텝 1에서 형성하는 실리콘 함유층의 성장 레이트를 올리면서, 박막의 조성비를 제어하는 것도 가능해진다. 이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 다른 기판 처리 장치 사이에서도, 같은 제어에 의해, 같은 식으로 박막의 조성비를 제어할 수 있을 뿐 아니라, 박막의 조성비 제어의 제어성을 향상시킬 수도 있고, 성막 레이트, 즉 생산성을 향상시킬 수도 있다.
한편, 예를 들면 ALD 법에 의한 성막에 있어서, 각 스텝에 있어서의 가스 공급 유량이나 가스 공급 시간을 제어하는 것에 의해, 박막의 조성비를 제어하는 경우, 다른 기판 처리 장치 사이에서의 기차의 영향이 커진다. 즉, 다른 기판 처리 장치 간에서 같은 제어를 수행해도 같은 식으로 박막의 조성비를 제어할 수 없게 된다. 예를 들면, 다른 기판 처리 장치 사이에서, 가스 공급 유량, 가스 공급 시간을 같은 유량값, 시간으로 설정한 경우라도, 기차에 의해 처리실 내의 압력은 같은 압력값으로 되지 않는다. 따라서, 이 경우, 처리실 내의 압력이 기판 처리 장치마다 변하고, 원하는 조성비 제어를 다른 기판 처리 장치 사이에서 같은 식으로 수행할 수 없게 된다. 그리고, 처리실 내의 압력이 기판 처리 장치마다 바뀌는 것으로 원료 가스의 기판 표면상에의 화학 흡착을 저해하거나, CVD 반응에 근접하는 것도 생각되고, ALD 법에 의한 성막을 적절하게 수행할 수 없어지는 경우도 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 소정 조성의 실리콘 산탄질화막을 성막할 수 있으므로, 에칭 내성, 유전율, 절연 내성을 제어하는 것이 가능해지고, 실리콘 질화막(SiN 막)보다도 유전율이 낮게, 에칭 내성이 뛰어나고, 절연 내성이 뛰어난 실리콘 절연막을 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 제1 시퀀스의 스텝 2∼스텝 4와, 제2 시퀀스의 스텝 2, 스텝 4∼스텝 5에서는, 처리실(201) 내에 공급하는 C3H6 가스, NH3 가스, O2 가스는 각각 열로 활성화시켜서 웨이퍼(200) 표면에 공급하도록 하고 있다. 이에 의해, 상술한 반응을 각각 소프트하게 생기게 할 수 있어서, 탄소 함유층의 형성, 질화 처리, 산화 처리를 제어성 좋게 용이하게 수행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 수법에 의해 형성한 실리콘 절연막을, 사이드 월 스페이서로서 사용하는 것에 의해, 리크 전류가 적고, 가공성이 뛰어난 디바이스 형성 기술을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 수법에 의해 형성한 실리콘 절연막을, 엣치 스톱퍼로서 사용하는 것에 의해, 가공성이 뛰어난 디바이스 형성 기술을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 플라즈마를 이용하지 않고, 이상적 양론비(量論比)의 실리콘 절연막을 형성할 수 있다. 또한, 플라즈마를 이용하지 않고 실리콘 절연막을 형성할 수 있으므로, 예를 들면 DPT의 SADP 막 등, 플라즈마 데미지를 염려하는 공정에의 적응도 가능해진다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 종종 변경가능하다.
예를 들면, 처리실(201) 내에 버퍼실(237)을 설치하지 않고, 제4 노즐(249d)로부터 처리실(201) 내에 O2 가스를 직접 공급하도록 해도 좋다. 이 경우, 제4 노즐(249d)의 가스 공급공(250d)을 반응관(203)의 중심측으로 향하는 것으로 제4 노즐(249d)로부터 O2 가스가 웨이퍼(200)를 향하여 직접 공급되도록 하는 것도 가능하다. 또한, 제4 노즐(249d)을 설치하지 않고, 버퍼실(237)만을 설치하도록 해도 좋다.
또한, 예를 들면, 처리실(201) 내에 공급하는 C3H6 가스, NH3 가스, O2 가스는 각각 열로 활성화시키는 경우에 한하지 않고, 예를 들면 플라즈마를 이용하여 활성화시키도록 해도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 상술한 플라즈마 발생기로서의 플라즈마 원을 이용하여 각 가스를 플라즈마 여기(勵起)하도록 해도 좋다.
또한, 예를 들면, 제1 시퀀스의 스텝 4, 제2 시퀀스의 스텝 5에 있어서는, 산소 함유 가스와 함께 수소 함유 가스를 공급하도록 해도 좋다. 대기압 미만의 압력(감압) 분위기 하에 있는 처리 용기 내에 산소 함유 가스와 수소 함유 가스를 공급하면, 처리 용기 내에서 산소 함유 가스와 수소 함유 가스가 반응하여 산소를 포함하는 산화종[酸化種, 원자상(原子狀) 산소 등]이 생성되고, 이 산화종에 의해 각 층을 산화할 수 있다. 이 경우, 산소 함유 가스 단체(單體)로 산화하는 것 보다도 높은 산화력으로 산화를 수행할 수 있다. 이 산화 처리는 논-플라즈마의 감압 분위기 하에서 수행된다. 수소 함유 가스로서는, 예를 들면 수소(H2) 가스를 이용할 수 있다. 이 경우, 상술한 수소 함유 가스 공급계를 이용할 수 있다.
또한 예를 들면, 상술한 실시 형태에서는, 절연막으로서 반도체 원소인 실리콘을 포함하는 SiOCN 막(반도체 절연막)을 형성하는 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge) 등의 금속 원소를 포함하는 금속 산탄질화막(금속 절연막)을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.
예를 들면, 본 발명은, 티타늄 산탄질화막(TiOCN 막), 지르코늄 산탄질화막(ZrOCN 막), 하프늄 산탄질화막(HfOCN 막), 탄탈 산탄질화막(TaOCN 막), 알루미늄 산탄질화막(AlOCN 막), 몰리브덴 산탄질화막(MoOCN 막), 갈륨 산탄질화막(GaOCN 막), 게르마늄 산탄질화막(GeOCN 막)이나, 이들을 조합시키거나 혼합시킨 금속 산탄질화막을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.
이 경우, 상술한 실시 형태에 있어서의 실리콘 원료 가스의 대신, 티타늄 원료 가스, 지르코늄 원료 가스, 하프늄 원료 가스, 탄탈 원료 가스, 알루미늄 원료 가스, 몰리브덴 원료 가스, 갈륨 원료 가스, 게르마늄 원료 가스를 이용하여, 상술한 실시 형태와 같은 시퀀스(제1 시퀀스 및 제2 시퀀스)에 의해 성막을 수행할 수 있다.
즉, 이 경우, 예를 들면, 제1 시퀀스에 있어서는, 웨이퍼를 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 금속 원소를 포함하는 원료 가스를 공급하는 것으로 웨이퍼 상에 금속 원소 함유층을 형성하는 공정(스텝 1)과, 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 금속 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정(스텝 2)과, 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화 하여 금속 탄질화층을 형성하는 공정(스텝 3)과, 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 탄질화층을 산화하여 금속 산탄질화층을 형성하는 공정(스텝 4)을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것으로 웨이퍼 상에 소정 막 두께의 금속 산탄질화막을 형성한다.
이 경우도, 상술한 실시 형태와 같이 스텝 1∼스텝 3을 1 세트로 하고, 이 세트를 1회 이상 수행한 후 스텝 4를 수행하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 1회 이상 수행하는 것에 의해, 웨이퍼 상에 소정 막 두께의 금속 산탄질화막을 성막하도록 해도 좋다.
즉, 웨이퍼를 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 금속 원소를 포함하는 원료 가스를 공급하는 것으로 웨이퍼 상에 금속 원소 함유층을 형성하는 공정(스텝 1)과, 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 금속 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정(스텝 2)과, 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 금속 탄질화층을 형성하는 공정(스텝3)을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수(m회) 수행하는 것으로 소정 두께의 금속탄질화층을 형성하는 공정과; 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 소정 두께의 금속탄질화층을 산화하여 금속 산탄질화층을 형성하는 공정(스텝 4);을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것으로 웨이퍼 상에 소정 막 두께의 금속 산탄질화막을 형성하도록 해도 좋다.
또한, 이 경우, 예를 들면, 제2 시퀀스에 있어서는, 웨이퍼를 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 금속 원소를 포함하는 원료 가스를 공급하는 것으로 웨이퍼 상에 금속 원소 함유층을 형성하는 공정(스텝 1)과, 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 금속 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층을 형성하는 공정(스텝 2)과, 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 금속 원소를 포함하는 원료 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층 상에 금속 원소 함유층을 더 형성하고, 금속 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 형성하는 공정(스텝 3)과, 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 질화하여 금속 탄질화층을 형성하는 공정(스텝 4)과, 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 탄질화층을 산화하여 금속 산탄질화층을 형성하는 공정(스텝 5)을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것으로 웨이퍼 상에 소정 막 두께의 금속 산탄질화막을 형성한다.
이 경우도, 상술한 실시 형태와 같이 스텝 1∼스텝 4를 1 세트로 하고, 이 세트를 1 회 이상 수행한 후 스텝 5를 수행하고, 이것을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 1회 이상 수행하는 것에 의해 웨이퍼 상에 소정 막 두께의 금속 산탄질화막을 성막하도록 해도 좋다.
즉, 웨이퍼를 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 금속 원소를 포함하는 원료 가스를 공급하는 것으로 웨이퍼 상에 금속 원소 함유층을 형성하는 공정(스텝 1)과, 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 금속 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층을 형성하는 공정(스텝 2)과, 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 금속 원소를 포함하는 원료 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층 상에 금속 원소 함유층을 형성하고, 금속 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 형성하는 공정(스텝 3)과, 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 금속 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 질화하여 금속 탄질화층을 형성하는 공정(스텝 4)을 1세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수(m회) 수행하는 것으로 소정 두께의 금속 탄질화층을 형성하는 공정과; 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 소정 두께의 금속 탄질화층을 산화하여 금속 산탄질화층을 형성하는 공정(스텝 5);을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것으로 웨이퍼 상에 소정 막 두께의 금속 산탄질화막을 형성하도록 해도 좋다.
예를 들면, 금속 산탄질화막으로서 TiOCN 막을 형성할 경우는, Ti를 포함하는 원료로서 테트라키스에틸메틸아미노티타늄(Ti[N(C2H5)(CH3)]4, 약칭: TEMAT), 테트라키스디메틸아미노티타늄(Ti[N(CH3)2]4, 약칭: TDMAT), 테트라키스디에틸아미노티타늄(Ti[N(C2H5)2]4, 약칭: TDEAT) 등의 유기 원료나, 티타늄테트라클로라이드(TiCl4) 등의 무기 원료를 이용할 수 있다. 탄소 함유 가스나 질소 함유 가스나 산소 함유 가스로서는, 상술한 실시 형태와 같은 가스를 이용할 수 있다. 또한, 이 때의 처리 조건은, 예를 들면 상술한 실시 형태와 같은 처리 조건으로 할 수 있지만, 웨이퍼 온도는 예를 들면 100∼500℃의 범위 내의 온도, 처리실 내 압력은 예를 들면 1∼1,000Pa의 범위 내의 압력으로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한 예를 들면, 금속 산탄질화막으로서 ZrOCN 막을 형성하는 경우는, Zr을 포함하는 원료로서, 테트라키스에틸메틸아미노지르코늄(Zr[N(C2H5)(CH3)]4, 약칭: TEMAZ), 테트라키스디메틸아미노지르코늄(Zr[N(CH3)2]4, 약칭: TDMAZ), 테트라키스디에틸아미노지르코늄(Zr[N(C2H5)2]4, 약칭: TDEAZ) 등의 유기 원료나, 지르코늄테트라클로라이드(ZrCl4) 등의 무기 원료를 이용할 수 있다. 탄소 함유 가스나 질소 함유 가스나 산소 함유 가스로서는, 상술한 실시 형태와 같은 가스를 이용할 수 있다. 또한, 이 때의 처리 조건은, 예를 들면 상술한 실시 형태와 같은 처리 조건으로 할 수 있지만, 웨이퍼 온도는 예를 들면 100∼400℃의 범위 내의 온도, 처리실 내 압 력은 예를 들면 1∼1,000Pa의 범위 내의 압력으로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한 예를 들면, 금속 산탄질화막으로서 HfOCN 막을 형성하는 경우는, Hf를 포함하는 원료로서, 테트라키스에틸메틸아미노하프늄(Hf[N(C2H5)(CH3)]4, 약칭: TEMAH), 테트라키스디메틸아미노하프늄(Hf[N(CH3)2]4, 약칭: TDMAH), 테트라키스디에틸아미노하프늄(Hf[N(C2H5)2]4, 약칭: TDEAH) 등의 유기 원료나, 하프늄테트라클로라이드(HfCl4) 등의 무기 원료를 이용할 수 있다. 탄소 함유 가스나 질소 함유 가스나 산소 함유 가스로서는, 상술한 실시 형태와 같은 가스를 이용할 수 있다. 또한, 이 때의 처리 조건은, 예를 들면 상술한 실시 형태와 같은 처리 조건으로 할 수 있지만, 웨이퍼 온도는 예를 들면 100∼400℃의 범위 내의 온도, 처리실 내 압력은, 예를 들면 1∼1,000Pa의 범위 내의 압력으로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한 예를 들면, 금속 산탄질화막으로서 AlOCN 막을 형성하는 경우는, Al을 포함하는 원료로서, 트리메틸알루미늄(Al(CH3)3, 약칭: TMA) 등의 유기 원료나 트리클로로알루미늄(AlCl3) 등의 무기 원료를 이용할 수 있다. 탄소 함유 가스나 질소 함유 가스나 산소 함유 가스로서는, 상술한 실시 형태와 같은 가스를 이용할 수 있다. 또한, 이 때의 처리 조건은, 예를 들면 상술한 실시 형태와 같은 처리 조건으로 할 수 있지만, 웨이퍼 온도는 예를 들면 100∼400℃의 범위 내의 온도, 처리실 내 압력은, 예를 들면 1∼1,000Pa의 범위 내의 압력으로 하는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은 금속 산탄질화막의 성막에도 적용할 수 있고, 이 경우라도 상술한 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명은, 반도체 원소나 금속 원소 등의 소정 원소를 포함하는 탄질화막을 형성하는 경우에 적용할 수 있다.
<실시예>
상술한 실시 형태에 따른 제1 시퀀스에 의해 조성비를 제어하면서 SiOCN 막을 형성하고, 상기 SiOCN 막의 조성비와 웨이퍼면 내 막 두께 균일성을 측정하였다. 실리콘 함유 가스로서는 HCD 가스를, 탄소 함유 가스로서는 C3H6 가스를, 질소 함유 가스로서는 NH3 가스를, 산소 함유 가스로서는 O2 가스를 이용하였다. 조성비 제어는, 조성비를 제어하는 인자(因子)인 압력 및 가스 공급 시간(조사 시간)을 조정하는 것으로 수행하였다. 조성비 제어에 있어서는, 압력이 클수록, 또한 가스 공급 시간이 길수록 반응이 높아지고, 그 공정에서 형성되는 층이 두꺼워지거나, 흡착량이 많아진다. 즉, 그 공정에서 주어지는 원자의 수가 많아진다. 단, 흡착이나 반응으로 포화하는 반응종을 이용하는 경우, 예를 들면 1원자층 이상으로 두꺼워지지 않는 경우도 있다.
우선 제1 시퀀스의 제2 스텝에 있어서의 처리실 내 압력 및 C3H6 가스 공급 시간을 조정하고, 탄소 농도가 약 8atoms%의 SiOCN 막을 웨이퍼 상에 형성하였다. 그 때의 처리 조건은 다음과 같이 설정하였다.
<제1 시퀀스(기준 처리 조건)>
(제1 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 133Pa(1Torr)
HCD 가스 공급 유량: 0.2slm
HCD 가스 조사 시간: 6초
(제2 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 133Pa(1Torr)
C3H6 가스 공급 유량: 1slm
C3H6 가스 조사 시간: 12초
(제3 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 866Pa(6.5Torr)
NH3 가스 공급 유량: 4.5slm
NH3 가스 조사 시간: 18초
(제4 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 133Pa(1Torr)
O2 가스 공급 유량: 1slm
O2 가스 조사 시간: 18초
이 처리 조건을 기준으로서, 각 처리 조건을 조정하는 것으로 탄소 농도가 약 16atoms%의 SiOCN 막의 형성을 시도하였다.
그 결과, 제2 스텝에 있어서의 처리실 내 압력을 133Pa(1Torr)로부터 2394Pa(18Torr)로 하는 것으로 탄소 농도가 약 16atoms%의 SiOCN 막이 얻어져서, 기준 처리 조건에 의해 형성한 SiOCN 막보다도 탄소 비율이 높은 SiOCN 막의 형성이 가능해지는 것을 확인하였다. 즉, 제2 스텝에 있어서의 처리실 내 압력을 기준처리 조건에 있어서의 처리실 내 압력보다도 높게 하는 것으로 탄소 비율이 높은 SiOCN 막의 형성이 가능해지는 것을 확인하였다. 또한, 탄소 농도가 상승한 만큼, 질소 농도가 감소하고 있는 것도 확인하였다. 또한, 제2 스텝에 있어서의 처리실 내 압력 이외의 처리 조건은, 기준 처리 조건과 동일하게 하였다. 즉, 그 때의 처리 조건은 다음과 같이 설정하였다.
<제1 시퀀스(C3H6 가스 공급시 압력 변경)>
(제1 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 133Pa(1Torr)
HCD 가스 공급 유량: 0.2slm
HCD 가스 조사 시간:6초
(제2 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 2,394Pa(18Torr)
C3H6 가스 공급 유량: 1slm
C3H6 가스 조사 시간: 12초
(제3 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 866Pa(6.5Torr)
NH3 가스 공급 유량: 4.5slm
NH3 가스 조사 시간: 18초
(제4 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 133Pa(1Torr)
O2 가스 공급 유량: 1slm
O2 가스 조사 시간:18초
또한, 제2 스텝에 있어서의 C3H6 가스 조사 시간을 12초부터 96초로 하는 경우라도, 탄소 농도가 약 16atoms%의 SiOCN 막이 얻어지고, 기준 처리 조건에 의해 형성한 SiOCN 막보다도 탄소 비율이 높은 SiOCN 막의 형성이 가능해지는 것을 확인하였다. 즉, 제2 스텝에 있어서의 C3H6 가스 조사 시간을 기준 처리 조건에 있어서의 C3H6 가스 조사 시간보다도 길게 하는 것이라도, 탄소 비율이 높은 SiOCN 막의 형성이 가능해지는 것을 확인하였다. 또한, 탄소 농도가 상승한 만큼, 질소 농도가 감소하고 있는 것도 확인하였다.
또한, 제2 스텝에 있어서의 C3H6 가스 조사 시간 이외의 처리 조건은, 기준 처리 조건과 동일하게 하였다. 즉, 그 때의 처리 조건은 다음과 같이 설정하였다.
<제1 시퀀스(C3H6 가스 조사 시간 변경)>
(제1 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 133Pa(1Torr)
HCD 가스 공급 유량: 0.2slm
HCD 가스 조사 시간: 6초
(제2 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 133Pa(1Torr)
C3H6 가스 공급 유량: 1slm
C3H6 가스 조사 시간: 96초
(제3 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 866Pa(6.5Torr)
NH3 가스 공급 유량: 4.5slm
NH3 가스 조사 시간: 18초
(제4 스텝)
처리실 내 온도: 630℃
처리실 내 압력: 133Pa(1Torr)
O2 가스 공급 유량: 1slm
O2 가스 조사 시간: 18초
이 때, 형성한 각각의 SiOCN 막의 웨이퍼면 내 막 두께 균일성은 모두 ㅁ 1.5%이하가 되고, 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 웨이퍼면 내 막 두께 균일성은, 웨이퍼면 내에 있어서의 막 두께 분포의 편차의 정도를 나타내고 있고, 그 값이 작을 수록 웨이퍼면 내에 있어서의 막 두께 분포 균일성이 양호한 것을 나타내고 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 뛰어난 웨이퍼면 내 막 두께 균일성을 갖는 SiOCN 막을 형성할 수 있는 것을 알았다. 그리고, 실시예에 따른 SiOCN 막을 절연막으로서 이용한 경우, SiOCN 막의 면 내에서 균질한 성능을 제공하는 것이 가능해지고, 반도체 장치의 성능 향상이나 생산 제품 비율의 향상에 공헌할 수 있는 것을 알았다.
또한, 상술한 실시 형태에 따른 제1 시퀀스의 스텝 3과 스텝 4의 순번을 교체하여 성막을 수행하였더니, 웨이퍼 상에 SiOCN 막은 형성되지 않았다. 즉, 스텝 1, 스텝 2, 스텝 4, 스텝 3의 순서대로 성막을 수행하였더니, SiOCN 막이 얻어지지 않는 것을 확인하였다. 또한, 이 때의 각 스텝에서의 처리 조건은, 실시예에 있어서의 각 스텝에서의 처리 조건(기준 처리 조건)과 같은 처리 조건으로 하였다. 이로부터, 스텝 1, 스텝 2에서 형성한 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 산화한 후에 질화해도 SiOCN 막은 얻어지지 않고, SiOCN 막을 얻기 위해서는 스텝 1, 스텝 2에서 형성한 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 질화한 후에 산화할 필요가 있는 것이 밝혀졌다.
<본 발명이 바람직한 형태>
이하에, 본 발명이 바람직한 형태에 대하여 부기(付記)한다.
본 발명의 일 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정, 및 상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화한다.
또한 바람직하게는, 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 원소 함유층 상에 상기 탄소 함유층으로서 상기 탄소 함유 가스가 불연속인 화학 흡착층을 형성하고,
상기 탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층의 상기 질소 함유 가스에 의한 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 열적으로 질화하고,
상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건하에서, 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화한다.
또한 바람직하게는, 상기 소정 원소 함유층을 형성하는 공정에서는, 상기 기판 상에 상기 소정 원소 함유층으로서 상기 소정 원소의 퇴적층을 형성하고,
상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 원소 함유층 상에 상기 탄소 함유층으로서 상기 탄소 함유 가스가 불연속인 화학흡착층을 형성하고,
상기 탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층의 상기 질소 함유 가스에 의한 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 열적으로 질화하고,
상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화한다.
또한 바람직하게는, 상기 각 공정 가운데의 적어도 하나의 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 압력, 또는 상기 압력 및 가스 공급 시간을 제어하는 것으로 상기 산탄질화막의 조성이 소정 조성이 되도록 제어한다.
또한 바람직하게는, 상기 각 공정 중 적어도 하나의 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 압력, 또는 상기 압력 및 가스 공급 시간을 제어하는 것으로 상기 산탄질화막 중의 상기 소정 원소, 탄소, 질소 또는 산소의 농도가 소정 농도가 되도록 제어한다.
또한 바람직하게는, 상기 소정 원소가 반도체 원소 또는 금속 원소이다.
또한 바람직하게는, 상기 소정 원소가 실리콘이다.
본 발명의 다른 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 실리콘 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 실리콘 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 실리콘 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정 및 상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 실리콘 탄질화층을 형성하는 공정을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 실리콘 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 실리콘 탄질화층을 산화하여 실리콘 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 실리콘 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 실리콘 산탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 두께의 실리콘 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 소정 두께의 실리콘 탄질화층을 열적으로 산화한다.
또한 바람직하게는, 상기 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정에서는, 상기 실리콘 함유층 상에 상기 탄소 함유층으로서 상기 탄소 함유 가스가 불연속인 화학 흡착층을 형성하고,
상기 실리콘 탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 실리콘 및 탄소를 포함하는 층의 상기 질소 함유 가스에 의한 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 열적으로 질화하고,
상기 실리콘 산탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 두께의 실리콘 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 소정 두께의 실리콘 탄질화층을 열적으로 산화한다.
또한 바람직하게는, 상기 실리콘 함유층을 형성하는 공정에서는, 상기 기판 상에 상기 실리콘 함유층으로서 실리콘의 퇴적층을 형성하고,
상기 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정에서는, 상기 실리콘 함유층 상에 상기 탄소 함유층으로서 상기 탄소 함유 가스가 불연속인 화학 흡착층을 형성하고,
상기 실리콘 탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 실리콘 및 탄소를 포함하는 층의 상기 질소 함유 가스에 의한 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 열적으로 질화하고,
상기 실리콘 산탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 소정 두께의 실리콘 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서, 상기 소정 두께의 실리콘 탄질화층을 열적으로 산화한다.
또한 바람직하게는, 상기 각 공정 중 적어도 하나의 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 압력, 또는 상기 압력 및 가스 공급 시간을 제어하는 것으로 상기 실리콘 산탄질화막의 조성이 소정 조성이 되도록 제어한다.
또한 바람직하게는, 상기 각 공정 가운데의 적어도 하나의 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 압력, 또는 상기 압력 및 가스 공급 시간을 제어하는 것으로 상기 실리콘 산탄질화막 중의 실리콘, 탄소, 질소 또는 산소의 농도가 소정 농도가 되도록 제어한다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정;
상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정;
상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 아래에서 실리콘 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 실리콘 함유층을 형성하는 공정;
상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 실리콘 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정;
상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 실리콘 및 탄소를 포함하는 층을 질화 하여 실리콘 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 실리콘 탄질화층을 산화하여 실리콘 산탄질화층을 형성하는 공정;을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 실리콘 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정 및 상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 수용하는 처리 용기;
상기 처리 용기 내의 기판을 가열하는 히터;
상기 처리 용기 내에 소정 원소 함유 가스를 공급하는 소정 원소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 탄소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 질소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내의 압력을 조정하는 압력 조정부; 및
기판을 수용한 상기 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 상기 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 상기 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정 및 상기 처리 용기 내에 상기 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정을 1세트로 하여 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 상기 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하도록,
상기 히터, 상기 소정 원소 함유 가스 공급계, 상기 탄소 함유 가스 공급계, 상기 질소 함유 가스 공급계, 상기 산소 함유 가스 공급계 및 상기 압력 조정부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 상기 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층 상에 소정 원소 함유 층을 더 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 형성하는 공정 및 상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정;
상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층을 형성하는 공정;
상기 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 상기 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층 상에 소정 원소 함유층을 더 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 형성하는 공정;
상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면,
기판을 수용하는 처리 용기;
상기 처리 용기 내의 기판을 가열하는 히터;
상기 처리 용기 내에 소정 원소 함유 가스를 공급하는 소정 원소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 탄소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 질소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급계;
상기 처리 용기 내의 압력을 조정하는 압력 조정부; 및
기판을 수용한 상기 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 상기 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 상기 탄소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 CVD 반응이 생기는 조건 하에서 상기 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제1 층 상에 소정 원소 함유층을 더 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 형성하는 공정, 및 상기 처리 용기 내에 상기 질소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 제2 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정을 1 세트로 하고, 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것으로 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것으로 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것으로 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하도록,
상기 히터, 상기 소정 원소 함유 가스 공급계, 상기 탄소 함유 가스 공급계, 상기 질소 함유 가스 공급계, 상기 산소 함유 가스 공급계 및 상기 압력 조정부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
121…컨트롤러 200…웨이퍼
201…처리실 202…처리로
203…반응관 207…히터
231…배기관 232a…제1 가스 공급관
232b…제2 가스 공급관 232c…제3 가스 공급관
232d…제4 가스 공급관

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD반응이 발생하는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정과, 상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정과, 상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정을 1세트로 하여 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것에 의해 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
    상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
    을 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 원소 함유층 상에 상기 탄소 함유층으로서 상기 탄소 함유 가스의 불연속적인 화학 흡착층을 형성하고,
    상기 탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층의 상기 질소 함유 가스에 의한 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 열적으로 질화하고,
    상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 소정 원소 함유층을 형성하는 공정에서는 상기 기판 상에 상기 소정 원소 함유층으로서 상기 소정 원소의 퇴적층을 형성하고,
    상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 원소 함유층 상에 상기 탄소 함유층으로서 상기 탄소 함유 가스의 불연속적인 화학 흡착층을 형성하고,
    상기 탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층의 상기 질소 함유 가스에 의한 질화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 열적으로 질화하고,
    상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화하는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 각 공정 중 적어도 하나의 공정에서의 상기 처리 용기 내의 압력, 또는 상기 압력 및 가스 공급 시간을 제어하는 것에 의해 상기 산탄질화막의 조성이 소정 조성이 되도록 제어하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 각 공정 중 적어도 하나의 공정에서의 상기 처리 용기 내의 압력, 또는 상기 압력 및 가스 공급 시간을 제어하는 것에 의해 상기 산탄질화막 중의 상기 소정 원소, 탄소, 질소 또는 산소의 농도가 소정 농도가 되도록 제어하는 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 소정 원소가 반도체 원소 또는 금속 원소인 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 소정 원소가 실리콘인 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD반응이 발생하는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정과, 상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정과, 상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정을 1세트로 하여 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것에 의해 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정; 및
    상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
    을 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화하는 기판 처리 방법.
  10. 기판을 수용하는 처리 용기;
    상기 처리 용기 내의 기판을 가열하는 히터;
    상기 처리 용기 내에 소정 원소 함유 가스를 공급하는 소정 원소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 탄소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 질소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 용기 내의 압력을 조정하는 압력 조정부; 및
    기판을 수용한 상기 처리 용기 내에 CVD반응이 발생하는 조건 하에서 상기 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 상기 탄소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정, 상기 처리 용기 내에 상기 질소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정을 1세트로 하여 이 세트를 소정 횟수 수행하는 것에 의해 소정 두께의 탄질화층을 형성하는 공정과,
    상기 처리 용기 내에 상기 산소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 두께의 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정
    을 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 수행하고,
    상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 소정 두께의 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 소정 두께의 탄질화층을 열적으로 산화하도록,
    상기 히터, 상기 소정 원소 함유 가스 공급계, 상기 탄소 함유 가스 공급계, 상기 질소 함유 가스 공급계, 상기 산소 함유 가스 공급계 및 상기 압력 조정부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD반응이 발생하는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정;
    상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정;
    상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정; 및
    상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
    을 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는, 상기 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 탄질화층을 열적으로 산화하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 기판을 수용한 처리 용기 내에 CVD반응이 발생하는 조건 하에서 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정;
    상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정;
    상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정; 및
    상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정;
    을 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 탄질화층을 열적으로 산화하는 기판 처리 방법.
  13. 기판을 수용하는 처리 용기;
    상기 처리 용기 내의 기판을 가열하는 히터;
    상기 처리 용기 내에 소정 원소 함유 가스를 공급하는 소정 원소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 용기 내에 탄소 함유 가스를 공급하는 탄소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 용기 내에 질소 함유 가스를 공급하는 질소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 용기 내에 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급계;
    상기 처리 용기 내의 압력을 조정하는 압력 조정부; 및
    기판을 수용한 상기 처리 용기 내에 CVD반응이 발생하는 조건 하에서 상기 소정 원소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 원소 함유층을 형성하는 공정과,
    상기 처리 용기 내에 상기 탄소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 함유층 상에 탄소 함유층을 형성하여 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 형성하는 공정과,
    상기 처리 용기 내에 상기 질소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 소정 원소 및 탄소를 포함하는 층을 질화하여 탄질화층을 형성하는 공정과,
    상기 처리 용기 내에 상기 산소 함유 가스를 공급하는 것에 의해 상기 탄질화층을 산화하여 산탄질화층을 형성하는 공정
    을 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 수행하는 것에 의해 상기 기판 상에 소정 막 두께의 산탄질화막을 형성하는 공정을 수행하고,
    상기 산탄질화층을 형성하는 공정에서는 상기 탄질화층의 상기 산소 함유 가스에 의한 산화 반응이 불포화가 되는 조건 하에서 상기 탄질화층을 열적으로 산화하도록,
    상기 히터, 상기 소정 원소 함유 가스 공급계, 상기 탄소 함유 가스 공급계, 상기 질소 함유 가스 공급계, 상기 산소 함유 가스 공급계 및 상기 압력 조정부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
KR1020110029300A 2010-04-12 2011-03-31 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 KR101233136B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-091327 2010-04-12
JP2010091327 2010-04-12
JP2010280421A JP5654862B2 (ja) 2010-04-12 2010-12-16 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置
JPJP-P-2010-280421 2010-12-16

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120108671A Division KR101361676B1 (ko) 2010-04-12 2012-09-28 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110114446A KR20110114446A (ko) 2011-10-19
KR101233136B1 true KR101233136B1 (ko) 2013-02-14

Family

ID=44788516

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110029300A KR101233136B1 (ko) 2010-04-12 2011-03-31 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR1020120108671A KR101361676B1 (ko) 2010-04-12 2012-09-28 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR1020130112551A KR101400690B1 (ko) 2010-04-12 2013-09-23 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR1020140008214A KR101454603B1 (ko) 2010-04-12 2014-01-23 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120108671A KR101361676B1 (ko) 2010-04-12 2012-09-28 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR1020130112551A KR101400690B1 (ko) 2010-04-12 2013-09-23 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR1020140008214A KR101454603B1 (ko) 2010-04-12 2014-01-23 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Country Status (4)

Country Link
US (3) US8546272B2 (ko)
JP (1) JP5654862B2 (ko)
KR (4) KR101233136B1 (ko)
TW (2) TWI458017B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101549775B1 (ko) 2013-02-26 2015-09-02 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5384291B2 (ja) 2008-11-26 2014-01-08 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置
JP6239079B2 (ja) * 2011-12-09 2017-11-29 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
JP6039996B2 (ja) 2011-12-09 2016-12-07 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
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
JP5758829B2 (ja) 2012-03-27 2015-08-05 東京エレクトロン株式会社 ボロン含有シリコン酸炭窒化膜の形成方法およびシリコン酸炭窒化膜の形成方法
JP6008533B2 (ja) * 2012-03-28 2016-10-19 株式会社日立国際電気 基板処理装置、及び、半導体装置の製造方法
JP6030378B2 (ja) 2012-08-14 2016-11-24 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
JP6022274B2 (ja) 2012-09-18 2016-11-09 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
JP6022276B2 (ja) * 2012-09-20 2016-11-09 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
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
JP5998101B2 (ja) * 2013-05-24 2016-09-28 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム
JP6154215B2 (ja) 2013-06-28 2017-06-28 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
TWI531032B (zh) 2013-11-21 2016-04-21 力晶科技股份有限公司 記憶體線路結構以及其半導體線路製程
US20150252477A1 (en) * 2014-03-06 2015-09-10 Applied Materials, Inc. In-situ carbon and oxide doping of atomic layer deposition silicon nitride films
TW201606116A (zh) * 2014-08-08 2016-02-16 尤金科技有限公司 具低蝕刻率之氧化薄膜之沉積方法及半導體裝置
US9580801B2 (en) * 2014-09-04 2017-02-28 Applied Materials, Inc. Enhancing electrical property and UV compatibility of ultrathin blok barrier film
JP6438038B2 (ja) * 2014-09-19 2018-12-12 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体
JP6490374B2 (ja) 2014-09-24 2019-03-27 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6496510B2 (ja) * 2014-10-02 2019-04-03 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6479560B2 (ja) * 2015-05-01 2019-03-06 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
KR102396111B1 (ko) 2015-06-18 2022-05-10 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그 제조 방법
JP6503281B2 (ja) 2015-11-13 2019-04-17 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
WO2017158848A1 (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、および記録媒体
JP6529956B2 (ja) 2016-12-28 2019-06-12 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6814057B2 (ja) * 2017-01-27 2021-01-13 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
JP6602332B2 (ja) * 2017-03-28 2019-11-06 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
US10755900B2 (en) * 2017-05-10 2020-08-25 Applied Materials, Inc. Multi-layer plasma erosion protection for chamber components
WO2019058477A1 (ja) * 2017-09-21 2019-03-28 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 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) 2018-01-17 2021-01-06 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6806721B2 (ja) 2018-02-20 2021-01-06 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理システムおよびプログラム
JP6980624B2 (ja) * 2018-09-13 2021-12-15 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
KR102652234B1 (ko) 2019-03-05 2024-04-01 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램
US11957138B2 (en) 2020-04-09 2024-04-16 Verbio Vereinigte Bioenergie Ag Protein product from plants and yeasts and production process for same
JP6990756B2 (ja) * 2020-11-04 2022-01-12 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040081424A (ko) * 2002-01-15 2004-09-21 도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤 실리콘 함유 절연막을 형성하는 ｃｖｄ 방법 및 장치
KR20060015708A (ko) * 2003-05-26 2006-02-20 도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤 실리콘 질화막을 형성하는 ｃｖｄ 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5693139A (en) * 1984-07-26 1997-12-02 Research Development Corporation Of Japan Growth of doped semiconductor monolayers
JP2005268699A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法
CN100554506C (zh) * 2005-03-09 2009-10-28 东京毅力科创株式会社 半导体处理用的成膜方法及装置
TWI389184B (zh) * 2005-07-07 2013-03-11 Tokyo Electron Ltd Film forming method, film forming apparatus and memory medium
JP4434149B2 (ja) * 2006-01-16 2010-03-17 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
JP4716370B2 (ja) * 2006-03-27 2011-07-06 東京エレクトロン株式会社 低誘電率膜のダメージ修復方法及び半導体製造装置
JP5008957B2 (ja) * 2006-11-30 2012-08-22 東京エレクトロン株式会社 シリコン窒化膜の形成方法、形成装置、形成装置の処理方法及びプログラム
JP4924437B2 (ja) * 2007-02-16 2012-04-25 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
US20080213479A1 (en) 2007-02-16 2008-09-04 Tokyo Electron Limited SiCN film formation method and apparatus
JP4611414B2 (ja) * 2007-12-26 2011-01-12 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
US20090203197A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-13 Hiroji Hanawa Novel method for conformal plasma immersed ion implantation assisted by atomic layer deposition
US8298628B2 (en) * 2008-06-02 2012-10-30 Air Products And Chemicals, Inc. Low temperature deposition of silicon-containing films
JP5102393B2 (ja) * 2008-06-03 2012-12-19 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド ケイ素含有フィルムの低温堆積
JP5190307B2 (ja) * 2008-06-29 2013-04-24 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
JP5384291B2 (ja) 2008-11-26 2014-01-08 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置
KR101366000B1 (ko) * 2010-03-08 2014-02-21 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040081424A (ko) * 2002-01-15 2004-09-21 도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤 실리콘 함유 절연막을 형성하는 ｃｖｄ 방법 및 장치
KR20060015708A (ko) * 2003-05-26 2006-02-20 도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤 실리콘 질화막을 형성하는 ｃｖｄ 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101549775B1 (ko) 2013-02-26 2015-09-02 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011238894A (ja) 2011-11-24
TW201203363A (en) 2012-01-16
US8546272B2 (en) 2013-10-01
US20110256733A1 (en) 2011-10-20
KR101454603B1 (ko) 2014-11-04
US8946092B2 (en) 2015-02-03
KR20130115198A (ko) 2013-10-21
US20140024225A1 (en) 2014-01-23
TWI564963B (zh) 2017-01-01
KR101361676B1 (ko) 2014-02-11
KR101400690B1 (ko) 2014-05-29
TW201443995A (zh) 2014-11-16
KR20120125210A (ko) 2012-11-14
US20150101755A1 (en) 2015-04-16
JP5654862B2 (ja) 2015-01-14
KR20140022445A (ko) 2014-02-24
TWI458017B (zh) 2014-10-21
KR20110114446A (ko) 2011-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101233136B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
US9455137B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP6022274B2 (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
US9165761B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device, method for processing substrate, substrate processing apparatus and recording medium
KR101396253B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
KR101097724B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치
JP6030378B2 (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
KR101163054B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
WO2013054655A1 (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記録媒体
JP6151335B2 (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
JP5703354B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP5841222B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160119

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170119

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180119

Year of fee payment: 6