KR102334581B1 - 실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치 - Google Patents

실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102334581B1
KR102334581B1 KR1020170098616A KR20170098616A KR102334581B1 KR 102334581 B1 KR102334581 B1 KR 102334581B1 KR 1020170098616 A KR1020170098616 A KR 1020170098616A KR 20170098616 A KR20170098616 A KR 20170098616A KR 102334581 B1 KR102334581 B1 KR 102334581B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
nitriding
nitride film
titanium
raw material
Prior art date
Application number
KR1020170098616A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180016951A (ko
Inventor
노리아키 후키아게
다케시 오야마
준 오가와
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20180016951A publication Critical patent/KR20180016951A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102334581B1 publication Critical patent/KR102334581B1/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
    • H01L21/02274—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 in the presence of a plasma [PECVD]
    • 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
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • 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
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/0254—Nitrides
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

본 발명은, 양호한 막질을 가짐과 함께, 충분한 건식 에칭 내성을 갖는 실리콘 질화막을 성막할 수 있는 실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치를 제공한다. 피처리 기판 상에, 실리콘 질화막을 성막하는 실리콘 질화막의 성막 방법에 있어서, 피처리 기판에 대하여, 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를, 질화 가스의 플라스마에 의해 질화하는 처리를, 제1 횟수 반복해서 실리콘 질화막을 성막하는 공정과, 피처리 기판에 대하여, 염소를 함유하는 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를, 질화 가스의 플라스마에 의해 질화시키는 처리를, 제2 횟수 반복해서 질화티타늄막을 성막하는 공정을 소정 횟수 반복해서, 소정량의 티타늄을 도핑한 실리콘 질화막을 성막한다.

Description

실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치{SILICON NITRIDE FILM FORMING METHOD AND SILICON NITRIDE FILM FORMING APPARATUS}
본 발명은 실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치에 관한 것이다.
실리콘 질화막은, 반도체 집적 회로 장치에 있어서, 게이트 절연막 등의 절연 재료로서 뿐만 아니라, 에칭 스토퍼, 사이드 월 스페이서, 스트레스 라이너 등의 재료로서도 폭넓게 사용되고 있다.
이러한 실리콘 질화막의 성막 처리에는, 화학 증착법(CVD법)이 널리 사용되고 있었지만, 최근 들어, 반도체 디바이스의 미세화·고집적화의 진전에 수반하여, 절연성 등의 특성 향상의 관점에서, 종래의 CVD법에 의한 성막보다도 저온에서, 양질의 막을 성막할 수 있는 원자층 퇴적법(Atomic Layer Deposition; ALD법)이 주목받고 있다.
ALD법에 의한 실리콘 질화막의 성막 기술로서, Si 원료 가스인 디클로로실란(DCS; SiH2Cl2) 가스와 질화 가스인 암모니아(NH3) 가스를 사용해서, 이들을 교대로 공급하고, NH3 가스를 공급할 때 고주파 전력을 인가해서 플라스마를 생성하여, 질화 반응을 촉진하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1, 2).
일본 특허 공개 제2004-281853호 공보 일본 특허 공개 제2016-115814호 공보
그러나, ALD법에 의해 양호한 품질의 실리콘 질화막이 얻어지지만, 실리콘 질화막에는 건식 에칭 내성에 대한 요구가 높아지고 있으며, 현상의 ALD에 의한 실리콘 질화막에서는 충분한 건식 에칭 내성을 얻기 어렵다.
따라서, 본 발명은, 양호한 막질을 가짐과 함께, 충분한 건식 에칭 내성을 갖는 실리콘 질화막을 성막할 수 있는 실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 관점은, 피처리 기판 상에, 실리콘 질화막을 성막하는 실리콘 질화막의 성막 방법으로서, 상기 피처리 기판에 대하여 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를, 질화 가스의 플라스마에 의해 질화하는 처리를, 제1 횟수 반복해서 실리콘 질화막을 성막하는 공정과, 상기 피처리 기판에 대하여 염소를 함유하는 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를, 질화 가스의 플라스마에 의해 질화시키는 처리를, 제2 횟수 반복해서 질화티타늄막을 성막하는 공정을 소정 횟수 반복하여, 소정량의 티타늄을 도핑한 실리콘 질화막을 성막하는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막의 성막 방법을 제공한다.
상기 제1 관점에서, 상기 제1 횟수와, 상기 제2 횟수를 조정함으로써, 티타늄의 도프량을 제어할 수 있다. 이 경우에, 막 전체에 대한 TiN의 양이, 0.1 내지 2mol％의 범위인 것이 바람직하다.
상기 질화 처리는, 질화 가스로서 NH3 가스를 사용해서 행할 수 있다. 또한, 상기 질화 처리는, 질화 가스를 마이크로파 플라스마에 의해 여기해서 생성된 질화종에 의해 행할 수 있다. 상기 질화티타늄막을 성막하는 공정에 사용하는 염소를 함유하는 티타늄 원료 가스로서, TiCl4 가스를 사용할 수 있다.
진공 용기 내에, 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역과, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 질화 영역을 형성하고, 상기 진공 용기 내에서 회전 테이블에 적재된 복수의 피처리 기판을 공전시켜, 상기 피처리 기판이, 상기 흡착 영역과 상기 질화 영역을 순차적으로 통과하도록 하여, 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 또는 상기 티타늄 원료를 질화시키는 처리를 교대로 행하도록 할 수 있다.
상기 질화티타늄막을 성막하는 공정을 실시할 때, 상기 질화 처리의 전후에, 흡착된 상기 티타늄 원료를 환원 가스의 플라스마에 의해 환원하는 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 진공 용기 내에, 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역과, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 질화 영역과, 상기 질화 영역의 전후에 환원 가스의 플라스마에 의한 환원 처리를 행하는 환원 영역을 형성하고, 상기 진공 용기 내에서 회전 테이블에 적재된 복수의 피처리 기판을 공전시켜, 상기 피처리 기판이, 상기 흡착 영역과, 상기 환원 영역의 한쪽과, 상기 질화 영역과, 상기 환원 영역의 다른 쪽을 순차적으로 통과하도록 하여, 상기 질화티타늄막을 성막하는 공정에 있어서, 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 티타늄 원료 가스를 환원하는 처리를 순차적으로 행하도록 할 수 있다.
상기 실리콘 질화막을 성막하는 공정을 실시할 때, 상기 질화 처리의 전후에, 흡착된 상기 실리콘 원료를 환원 가스의 플라스마에 의해 환원하는 처리를 행하도록 해도 된다. 이 경우에, 진공 용기 내에, 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역과, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 질화 영역과, 상기 질화 영역의 전후에 환원 가스의 플라스마에 의한 환원 처리를 행하는 환원 영역을 형성하고, 상기 진공 용기 내에서 회전 테이블에 적재된 복수의 피처리 기판을 공전시켜, 상기 피처리 기판이, 상기 흡착 영역과, 상기 환원 영역의 한쪽과, 상기 질화 영역과, 상기 환원 영역의 다른 쪽을 순차적으로 통과하도록 하여, 상기 질화티타늄막을 성막하는 공정에 있어서, 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 티타늄 원료를 환원하는 처리를 순차적으로 행하고, 상기 실리콘 질화막을 성막하는 공정에 있어서, 상기 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 실리콘 원료를 환원하는 처리를 순차적으로 행하도록 할 수 있다.
상기 환원 처리는, 환원 가스로서 H2 가스를 사용해서 행할 수 있다. 또한, 상기 환원 처리는, 환원 가스를 마이크로파 플라스마에 의해 여기해서 생성된 환원종에 의해 행할 수 있다.
본 발명의 제2 관점은, 피처리 기판 상에, 실리콘 질화막을 성막하는 실리콘 질화막의 성막 장치로서, 내부가 진공으로 유지되는 진공 용기와; 상기 진공 용기 내에서, 복수의 피처리 기판이 적재된 상태에서 공전되는 회전 테이블과; 상기 진공 용기 내에 형성되고, 실리콘 원료 가스 공급 기구 및 티타늄 원료 가스 공급 기구를 갖고, 상기 피처리 기판에 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역과; 상기 진공 용기 내에 형성되고, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화 가스의 플라스마에 의해 질화하는 질화 영역과; 상기 복수의 피처리 기판을 상기 회전 테이블에 적재한 상태에서, 상기 회전 테이블을 회전시켜, 상기 피처리 기판이 상기 흡착 영역을 통과할 때, 상기 실리콘 원료 가스 공급 기구로부터 상기 실리콘 원료 가스를 공급하여, 상기 피처리 기판에 상기 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리를 실행시키고, 상기 피처리 기판이 상기 질화 영역을 통과할 때, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를, 상기 질화 가스의 플라스마로 질화시키는 처리를 행하고, 상기 회전 테이블을 제1 횟수 회전시킴으로써, 상기 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와 상기 질화시키는 처리를 제1 횟수 반복해서 실리콘 질화막을 성막하는 공정과, 상기 회전 테이블을 회전시켜, 상기 피처리 기판이 상기 흡착 영역을 통과할 때, 상기 티타늄 원료 가스 공급 기구로부터 상기 티타늄 원료 가스를 공급하여, 상기 피처리 기판에 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리를 실행시키고, 상기 피처리 기판이 상기 질화 영역을 통과할 때, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를, 상기 질화 가스의 플라스마로 질화시키는 처리를 실행시키고, 상기 회전 테이블을 제2 횟수 회전시킴으로써, 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와 상기 질화시키는 처리를 제2 횟수 반복해서 질화티타늄막을 성막하는 공정을 실시시켜, 상기 실리콘 질화막을 성막하는 공정과, 상기 질화티타늄막을 성막하는 공정을 소정 횟수 반복하도록 제어하는 제어부;를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막의 성막 장치를 제공한다.
상기 제2 관점에서, 상기 질화 영역의 전후에 형성되고, 환원 가스의 플라스마에 의한 환원 처리를 행하는 2개의 환원 영역을 더 갖고, 상기 제어부는, 상기 질화티타늄막을 성막하는 공정 시에, 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 티타늄 원료 가스를 환원하는 처리가 순차적으로 행해지도록 제어하는 것이 바람직하다.
이 경우에, 상기 제어부는, 상기 실리콘 질화막을 성막할 때, 상기 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 실리콘 원료 가스를 환원하는 처리를 순차적으로 행하도록 제어해도 된다. 또한, 상기 제어부는, 상기 제1 횟수와, 상기 제2 횟수를 조정함으로써, 티타늄의 도프량을 제어할 수 있다. 상기 제어부는, 막 전체에 대한 TiN의 양이, 0.1 내지 2mol％의 범위가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 관점은, 컴퓨터 상에서 동작하고, 실리콘 질화막의 성막 장치를 제어하기 위한 프로그램이 기억된 기억 매체로서, 상기 프로그램은, 실행 시에, 상기 제1 관점의 실리콘 질화막의 성막 방법이 행해지도록, 컴퓨터에 상기 실리콘 질화막의 성막 장치를 제어시키는 것을 특징으로 하는 기억 매체를 제공한다.
본 발명에서는, 피처리 기판에 대하여 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를, 질화 가스의 플라스마에 의해 질화하는 처리를, 제1 횟수 반복해서 실리콘 질화막을 성막하는 공정과, 피처리 기판에 대하여 염소를 함유하는 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를, 질화 가스의 플라스마에 의해 질화시키는 처리를, 제2 횟수 반복해서 질화티타늄막을 성막하는 공정을 소정 횟수 반복하여, 소정량의 티타늄을 도핑한 실리콘 질화막을 성막한다. 이 때문에, 막질이 양호하고 또한 충분한 건식 에칭 내성을 갖는 실리콘 질화막을 성막할 수 있다.
도 1은 본 발명의 성막 방법을 실시하기 위한 성막 장치의 일례를 나타내는 횡단면도이다.
도 2는 도 1의 성막 장치의 A-A'선에 의한 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 성막 방법을 실시하기 위한 성막 장치를 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 성막 방법을 실시하기 위한 성막 장치의 제1 영역을 확대해서 도시하는 종단면도이다.
도 5는 흡착 영역에 설치되어 있는 원료 가스 도입 유닛을 나타내는 저면도이다.
도 6은 본 발명의 성막 방법을 실시하기 위한 성막 장치의 질화 영역을 확대해서 도시하는 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 성막 방법을 실시하기 위한 성막 장치의 환원 영역 처리 동작을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 성막 방법의 일 실시 형태를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 SiN막 내의 TiN 농도와, TiN을 포함하지 않는 SiN막의 건식 에칭 레이트를 1로 해서 규격화한 건식 에칭 레이트와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 10은 SiN막에 Ti를 도핑하지 않은 경우(0mol％), 및 TiN이 1.9mol％, 10.2mol％가 되도록 Ti를 도프한 경우의 누설 전류 특성을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 성막 방법에 있어서, TiN막을 성막할 때의 바람직한 형태의 시퀀스 및 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
<성막 장치>
최초로, 본 발명에 따른 실리콘 질화막의 성막 방법을 실시하는 것이 가능한 실리콘 질화막의 성막 장치의 일례에 대해서 설명한다.
도 1은 본 예에 관한 성막 장치의 횡단면도, 도 2는 도 1의 성막 장치의 A-A'선에 의한 종단면도, 도 3은 본 예에 관한 성막 장치의 평면도, 도 4는 본 예에 관한 성막 장치의 제1 영역을 확대해서 도시하는 종단면도, 도 5는 제1 영역에 설치되어 있는 원료 가스 도입 유닛을 나타내는 저면도, 도 6은 본 예에 관한 성막 장치의 제2 영역에서의 하나의 질화 영역을 확대해서 도시하는 종단면도이다.
도 1 내지 6에 도시한 바와 같이, 성막 장치는, 성막 처리가 행하여지는 처리 공간을 구획 형성하는 진공 용기(11)를 갖고 있다. 이 진공 용기(11) 내에는 복수의 웨이퍼 적재 영역(21)이 형성된 회전 테이블(2)이 배치되어 있다. 진공 용기(11) 내의 회전 테이블(2)이 통과하는 부분의 상방측 공간은, 웨이퍼(W)에, 예를 들어 디클로로실란(DCS; SiH2Cl2)과 같은 Si 원료 가스, 또는, 예를 들어 사염화티타늄(TiCl4)과 같은 염소(Cl)를 함유하는 Ti 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역(R1)과, 웨이퍼(W)에 질화 처리를 실시하는 질화 영역(R2)과, 질화 영역(R2)의 양측에 형성된 환원 영역(R3, R4)을 갖고 있다.
진공 용기(11) 내의 흡착 영역(R1)의 상부에는, 흡착 영역(R1)에 Si 원료 가스 및 Ti 원료 가스를 도입하기 위한 원료 가스 도입 유닛(3)을 갖고 있으며, 원료 가스 도입 유닛(3)에는, Si 원료 가스 공급원(52) 및 Ti 원료 가스 공급원(53)이 배관을 통해서 접속되어 있다. 또한, 질화 영역(R2)에는, 질화 가스 공급원(55)으로부터 배관을 통해서, 예를 들어 NH3 가스와 같은 질화 가스가 공급되도록 되어 있다. 또한, 환원 영역(R3 및 R4)에는, 환원 가스 공급원(56)으로부터 배관을 통해서 예를 들어 H2 가스와 같은 환원 가스가 공급되도록 되어 있다. 또한, 도 1에서는, 환원 가스를 공급하기 위한 배관은 환원 영역(R3)만 도시하고 있다.
질화 영역(R2) 및 환원 영역(R3, R4)에는, 각각, 플라스마 생성부(6A, 6B, 6C)가 설치되어 있다. 가스 공급계 및 플라스마 생성부에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 진공 용기(11)는, 진공 용기(11)의 측벽 및 저부를 이루는 용기 본체(13)와, 이 용기 본체(13)의 상면측의 개구를 기밀하게 막는 천장판(12)에 의해 구성되며, 대략 원형의 편평한 용기이다. 진공 용기(11)는, 예를 들어 알루미늄 등의 금속으로 구성되고, 진공 용기(11)의 내면에는, 양극 산화 처리 또는 세라믹스 용사 처리 등의 내플라즈마 처리가 실시된다.
회전 테이블(2)의 표면에는, 예를 들어 진공 용기(11)와 마찬가지의 내플라즈마 처리가 실시되어 있다. 회전 테이블(2)의 중심부에는 연직 하방으로 신장되는 회전축(14)이 설치되고, 회전축(14)의 하단부에는, 회전 테이블(2)을 회전시키기 위한 회전 구동 기구(15)가 설치되어 있다.
회전 테이블(2)의 상면에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 6개의 웨이퍼 적재 영역(21)이 둘레 방향으로 균등하게 형성되어 있다. 각 웨이퍼 적재 영역(21)은, 웨이퍼(W)보다도 약간 큰 직경을 갖는 원형의 오목부로서 구성되어 있다. 또한, 웨이퍼 적재 영역(21)의 수는 6개에 한정하는 것은 아니다.
도 2에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 하방에 위치하는 용기 본체(13)의 저면에는, 상기 회전 테이블(2)의 둘레 방향을 따라, 원환 형상의 환상 홈부(45)가 형성되어 있다. 이 환상 홈부(45) 내에는, 웨이퍼 적재 영역(21)의 배치 영역에 대응하도록 히터(46)가 설치되어 있다. 히터(46)에 의해, 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)가 소정의 온도로 가열된다. 또한, 환상 홈부(45)의 상면의 개구는, 원환 형상의 판 부재인 히터 커버(47)에 의해 막혀 있다.
도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 진공 용기(11)의 측벽면에는, 웨이퍼(W)를 반출입하기 위한 반출입부(101)가 설치되어 있다. 반출입부(101)는, 게이트 밸브에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 이 반출입부(101)를 통해서, 외부의 반송 기구에 유지된 웨이퍼(W)가 진공 용기(11) 내에 반입된다.
상술한 구성을 구비한 회전 테이블(2)에 있어서, 회전축(14)에 의해 회전 테이블(2)을 회전시키면, 회전 중심의 주위를 각 웨이퍼 적재 영역(21)이 공전한다. 그때, 웨이퍼 적재 영역(21)은, 일점 쇄선으로 나타내는 원환 형상의 공전 영역(RA)을 통과한다.
이어서, 흡착 영역(R1)에 대해서 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 흡착 영역(R1)의 원료 가스 도입 유닛(3)은, 회전 테이블(2)의 상면과 대향하는 천장판(12)의 하면측에 설치된다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 원료 가스 도입 유닛(3)의 평면 형상은, 웨이퍼 적재 영역(21)의 공전면(RA)을, 웨이퍼 적재 영역(21)의 공전 방향과 교차하는 방향으로 구획해서 형성되는 부채형의 형상으로 되어 있다.
원료 가스 도입 유닛(3)은, 도 4 및 도 5에 확대해서 나타내는 바와 같이, 원료 가스가 확산하는 원료 가스 확산 공간(33)과, 원료 가스의 배기가 행하여지는 배기 공간(32)과, 원료 가스 도입 유닛(3)의 하방측 영역과, 원료 가스 도입 유닛(3)의 외방측 영역을 분리하는 분리 가스가 확산하는 분리 가스 확산 공간(31)이, 하방측으로부터 이 순서대로 적층된 구조로 되어 있다.
최하층의 원료 가스 확산 공간(33)에는 원료 가스 공급로(17)가 접속되어 있고, 원료 가스 공급로(17)는, 천장판(12)의 상면에 개구되어 있고, 거기에는 원료 가스 공급 배관(18)이 접속되어 있다. 원료 가스 공급 배관(18)은, Si 원료 배관(521) 및 Ti 원료 배관(531)으로 분기되어 있고, Si 원료 배관(521)에는, Si 원료 가스를 공급하는 Si 원료 가스 공급원(52)이 접속되어 있고, Ti 원료 배관(531)에는, Cl을 함유하는 Ti 원료 가스를 공급하는 Ti 원료 공급원(53)이 접속되어 있다. Si 원료 배관(521)에는 개폐 밸브(522) 및 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어기(523)가 접속되어 있다. 또한, Ti 원료 배관(531)에는 개폐 밸브(532) 및 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어기(533)가 접속되어 있다. 원료 가스 도입 유닛(3)의 하면에는, 원료 가스 확산 공간(33)으로부터 회전 테이블(2)측을 향해서 원료 가스를 공급하기 위한 다수의 토출 구멍(331)이 형성되어 있다.
Si 원료 가스로서는, 모노실란(SiH4), 디실란(Si2H6), 모노클로로실란(MCS; SiH3Cl), 디클로로실란(DCS; SiH2Cl2), 트리클로로실란(TCS; SiHCl3), 실리콘테트라클로라이드(STC; SiCl4), 헥사클로로디실란(HCD; Si2Cl6) 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서는 DCS를 적합하게 사용할 수 있다.
또한, Cl을 함유하는 Ti 원료 가스로서는, TiCl4 가스를 적합하게 사용할 수 있다.
토출 구멍(331)은, 도 5에 파선으로 나타낸 부채형의 영역 내에 분산해서 형성되어 있다. 이 부채형의 영역의 회전 테이블(2)의 반경 방향으로 신장되는 2변의 길이는, 웨이퍼 적재 영역(21)의 직경보다도 길게 되어 있다. 이 때문에, 원료 가스 도입 유닛(3)의 하방측을 웨이퍼 적재 영역(21)이 통과하면, 웨이퍼 적재 영역(21) 내에 적재된 웨이퍼(W)의 전체면에 대하여 토출 구멍(331)으로부터 Si 원료 가스 또는 Ti 원료 가스가 공급된다.
다수의 토출 구멍(331)이 형성된 부채형의 영역은, 성막 원료 가스의 토출부(330)를 구성한다. 토출부(330), 원료 가스 확산 공간(33), 원료 가스 공급로(17), Si 원료 배관(521), Ti 원료 배관(531), 개폐 밸브(522, 532), 유량 제어기(523, 533), Si 원료 가스 공급원(52), Ti 원료 가스 공급원(53)에 의해, 원료 가스 공급부가 구성된다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 원료 가스 확산 공간(33)의 상방측에 형성된 배기 공간(32)은, 토출부(330)의 주위를 둘러싸는 폐로를 따라 연장되는 배기구(321)에 연통하고 있다. 또한 배기 공간(32)은, 배기로(192)를 통해서 배기 기구(51)에 접속되고, 원료 가스 확산 공간(33)으로부터 원료 가스 유닛(3)의 하방측에 공급된 원료 가스를 배기 기구(51)측에 유도하는 독립된 유로가 형성되어 있다. 배기구(321), 배기 공간(32), 배기로(192), 배기 기구(51)에 의해 배기부가 구성된다.
또한, 배기 공간(32)의 상방측에 형성된 분리 가스 확산 공간(31)은, 배기구(321)의 주위를 둘러싸는 폐로를 따라 연장되는 분리 가스 공급구(311)에 연통하고 있다. 또한 분리 가스 확산 공간(31)에는, 분리 가스 공급로(16)가 접속되어 있고, 분리 가스 공급로(16)는, 천장판(12)의 상면에 개구되어 있고, 거기에는 분리 가스 공급 배관(541)이 접속되어 있다. 분리 가스 공급 배관(541)에는 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급원(54)이 접속되어 있다. 분리 가스 공급 배관(541)에는 개폐 밸브(542) 및 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어기(543)가 접속되어 있다. 분리 가스 공급원(54)으로부터는, 분리 가스 공급구(311)의 내측과 외측의 분위기를 분리함과 함께, 웨이퍼(W)에 과잉으로 흡착된 원료 가스를 제거하기 위한 퍼지 가스 역할도 행하는 분리 가스가 공급된다. 분리 가스로서는 불활성 가스, 예를 들어 Ar 가스가 사용된다. 분리 가스 공급구(311), 분리 가스 확산 공간(31), 분리 가스 공급로(16), 분리 가스 공급 배관(541), 개폐 밸브(542), 유량 제어부(543), 분리 가스 공급원(54)에 의해 분리 가스 공급부가 구성된다.
원료 가스 도입 유닛(3)에 있어서, 토출부(330)의 각 토출 구멍(331)으로부터 공급된 원료 가스는, 회전 테이블(2)의 상면을 흐르면서 주위를 향해서 퍼져나가, 결국에는 배기구(321)에 도달해서 회전 테이블(2)의 상면으로부터 배기된다. 따라서, 진공 용기(11) 내에서, 원료 가스가 존재하는 영역은, 제1 폐로를 따라 형성된 배기구(321)의 내측에 한정된다. 원료 가스 도입 유닛(3)은, 웨이퍼 적재 영역(21)의 공전면(RA)의 일부를 웨이퍼 적재 영역(21)의 공전 방향과 교차하는 방향으로 구획한 형상으로 되어 있으므로, 회전 테이블(2)을 회전시키면, 각 웨이퍼 적재 영역(21)에 적재된 웨이퍼(W)는 흡착 영역(R1)을 통과하여, 그 전체면에 원료 가스가 흡착된다.
한편 배기구(321)의 주위에는, 제2 폐로를 따라 분리 가스 공급구(311)가 형성되고, 이 분리 가스 공급구(311)로부터 회전 테이블(2)의 상면측을 향해서 분리 가스의 공급이 행하여진다. 따라서, 흡착 영역(R1)의 내외는, 배기구(321)에 의한 배기 및 분리 가스 공급구(311)로부터 공급되는 분리 가스에 의해 이중으로 분리되어, 흡착 영역(R1)의 외측에의 원료 가스의 누출 및 흡착 영역(R1)의 외측으로부터의 가스 성분의 진입이 효과적으로 억제된다.
흡착 영역(R1)의 범위는, 웨이퍼(W)의 전체면에 원료 가스를 흡착시키는데 충분한 접촉 시간을 확보할 수 있고, 또한 흡착 영역(R1)의 외측에 형성되고, 질화 처리가 행하여지는 질화 영역(R2) 및 환원 처리가 행하여지는 환원 영역(R3, R4)과 간섭하지 않는 범위이면 된다.
이어서, 질화 영역(R2) 및 환원 영역(R3, R4)에 대해서 설명한다.
상술한 바와 같이, 질화 영역(R2) 및 그 양측에 형성된 환원 영역(R3, R4)의 각각에는 플라스마 생성부(6A, 6B, 6C)가 설치되어 있다. 또한, 질화 영역(R2)에는, 질화 가스 공급원(55)으로부터 배관을 통해서 그 외측 및 내측으로부터 질화 가스가 공급되도록 되어 있고, 환원 영역(R3, R4)에는, 환원 가스 공급원(56)으로부터 배관을 통해서 그 외측 및 내측으로부터 환원 가스가 공급되도록 되어 있다. 질화 가스로서는 NH3 가스, N2 가스 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서는 NH3 가스를 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 환원 가스로서는, H2 가스를 적합하게 사용할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 질화 영역(R2)의 플라스마 생성부(6A)는, 진공 용기(11) 내를 향해서 마이크로파를 방사하는 안테나부(60)와, 안테나부(60)를 향해서 마이크로파를 공급하는 동축 도파관(65), 및 마이크로파 발생기(69)를 구비하고 있고, RLSA(등록 상표) 마이크로파 플라스마 처리 장치로서 구성된다. 안테나부(60)는, 회전 테이블(2)의 상면과 대향하는 천장판(12)에 형성된 대략 삼각형의 형상의 개구를 막도록 설치되어 있다.
마이크로파 발생기(69)는, 예를 들어 2.45GHz의 주파수의 마이크로파를 발생한다. 마이크로파 발생기(69)에는 도파관(67)이 접속되어 있고, 도파관(67)에는, 임피던스 정합을 행하는 튜너(68)가 설치되어 있다. 도파관(67)은, 모드 변환기(66)에 접속되고, 모드 변환기(66)에는 하방으로 연장되는 동축 도파관(65)이 접속되어 있다. 또한, 동축 도파관(65)의 하단에는 안테나부(60)가 접속되어 있다. 그리고, 마이크로파 발생기(69)에서 발생된 마이크로파는, 도파관(67), 모드 변환기(66), 동축 도파관(65)을 거쳐서 안테나부(60)에 전파된다. 모드 변환기(66)는, 마이크로파의 모드를 동축 도파관(65)에 도파 가능한 모드로 변환하는 것이다. 동축 도파관(65)은, 내측 도체(651)와, 내측 도체(151)와 동축적으로 설치된 외측 도체(652)를 갖는다.
안테나부(60)는, 유전체 창(61), 평면 슬롯 안테나(62), 지파재(63), 및 냉각 재킷(64)을 갖는 RLSA(등록 상표) 안테나로서 구성되어 있다.
평면 슬롯 안테나(62)는, 대략 삼각형의 금속판으로서 구성되고, 다수의 슬롯(621)이 형성되어 있다. 슬롯(621)은, 마이크로파가 효율적으로 방사되도록 적절히 설정된다. 예를 들어, 슬롯(621)은, 상술한 삼각형의 형상의 중심으로부터 주연을 향한 직경 방향, 및 둘레 방향으로 소정의 간격으로 배치되고, 인접하는 슬롯(621, 621)끼리 서로 교차 또는 직교하도록 형성되어 있다.
유전체 창(61)은, 동축 도파관(65)으로부터 전송되어, 평면 슬롯 안테나(62)의 슬롯(621)으로부터 방사된 마이크로파를 투과하여, 회전 테이블(2)의 상방의 공간에 균일하게 표면파 플라스마를 생성하는 기능을 갖고 있으며, 예를 들어 알루미나 등의 세라믹스로 구성되고, 천장판(12)측의 개구를 막는 것이 가능한 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는다. 유전체 창(61)의 하면에는, 마이크로파의 에너지를 집중시킴으로써, 플라스마를 안정되게 발생시키기 위한, 테이퍼면을 구비한 환상의 오목부(611)를 갖고 있다. 또한, 유전체 창(61)의 하면은 평면 형상이어도 된다.
지파재(63)는, 평면 슬롯 안테나(62) 상에 설치되어 있고, 진공보다도 큰 유전율을 갖는 유전체, 예를 들어 알루미나 등의 세라믹스로 구성된다. 지파재(63)는, 마이크로파의 파장을 짧게 하기 위한 것이며, 유전체 창(61)이나 평면 슬롯 안테나(62)에 대응한 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는다. 지파재(63) 상에는 냉각 재킷(64)이 설치되어 있다. 냉각 재킷(64)의 내부에는 냉매 유로(641)가 형성되고, 당해 냉매 유로(641)에 냉매를 통류시킴으로써 안테나부(60)를 냉각할 수 있다.
그리고, 마이크로파 발생기(69)에서 발생된 마이크로파가, 도파로(67), 모드 변환기(66), 동축 도파관(65) 및 지파재(63)를 거쳐서 평면 슬롯 안테나(62)의 슬롯(621)을 거쳐, 유전체 창(61)을 투과해서 그 하방의 웨이퍼(W) 통과 영역 바로 위의 공간(S)에 공급된다.
천장판(12)의 유전체 창(61)을 지지하고 있는 부분의 주연부에는, 플라스마가 생성되는 공간(S)에 질화 처리를 위한 가스를 토출하는 주연측 가스 토출 구멍(703)이 형성되어 있다. 주연측 가스 토출 구멍(703)은, 서로 간격을 두고 복수 개소, 예를 들어 2군데 배치되어 있다. 주연측 가스 토출 구멍(703)은, 주연측 가스 공급로(184)에 연통하고 있고, 주연측 가스 공급로(184)는, 천장판(12)의 상면에 개구되어 있다. 주연측 가스 공급로(184)에는, 배관(551)이 접속되어 있고, 배관(551)에는, 질화 가스 공급원(55)이 접속되어 있다. 배관(551)에는, 개폐 밸브(552) 및 유량 조절부(553)가 설치되어 있다.
한편, 천장판(12)의 유전체 창(61)을 지지하고 있는 부분의 중앙부에는, 플라스마가 생성되는 공간(S)에 질화 처리를 위한 가스를 토출하는 중앙측 가스 토출 구멍(704)이 형성되어 있다. 중앙측 가스 토출 구멍(704)은, 중앙측 가스 공급로(185)에 연통하고 있고, 중앙측 가스 공급로(185)는 천장판(12)의 상면에 개구되어 있다. 중앙측 가스 공급로(185)에는, 배관(554)이 접속되어 있고, 배관(554)에는, 질화 가스 공급원(55)이 접속되어 있다. 배관(554)에는, 개폐 밸브(555) 및 유량 조절부(556)가 설치되어 있다.
이에 의해, 마이크로파가 공급된 웨이퍼(W) 통과 영역 바로 위의 공간(S)에 질화 가스가 공급되어, 웨이퍼(W)의 통과 영역의 바로 위의 영역에 질화 가스의 활성종, 예를 들어 NH3 라디칼(NH3 *)이 생성된다.
또한, 별도의 가스 공급 라인을 설치하여, 유전체 창(61)의 바로 아래 위치에 플라스마 생성용 가스로서 Ar 가스 등의 희가스를 공급하도록 해도 된다.
환원 영역(R3 및 R4)의 플라스마 생성부(6B 및 6C)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 질화 가스 공급원(55) 대신에, 환원 가스, 예를 들어 H2 가스를 공급하는 환원 가스 공급원(56)을 갖고 있는 것 외에는, 도 6의 질화 영역(R2)의 플라스마 생성부(6A)와 마찬가지로 구성되어 있다. 환원 영역(R3 및 R4)에서의 환원 가스 공급원(56)으로부터의 환원 가스의 공급도, 질화 영역(R2)의 질화 가스의 공급과 마찬가지로 행하여진다. 그리고, 환원 영역(R3 및 R4)에서는, 마이크로파가 공급된 웨이퍼(W) 통과 영역 바로 위의 공간(S)에 환원 가스가 공급되어, 웨이퍼(W)의 통과 영역의 바로 위의 영역에 환원 가스의 활성종, 예를 들어 H2 라디칼(H2 *)이 생성된다.
또한, 질화 영역(R2) 및 환원 영역(R3, R4)의 처리 공간은, 도 1에 도시한 바와 같이, 진공 용기(11)의 용기 본체(13)의 저부의 외측 테두리부에 균등하게 형성된 4개의 배기구(190A, 190B, 190C, 190D)를 통해서 배기 기구(57)에 의해 배기된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 성막 장치는 제어부(8)를 갖고 있다. 제어부(8)는, 성막 장치의 각 구성부, 예를 들어 회전 테이블(2)을 회전시키는 회전 구동 기구(15)나, 원료 가스 공급부, 분리 가스 공급부, 질화 처리 가스 공급부, 플라스마 생성부(6A 내지 6C) 등을 제어하도록 되어 있다. 제어부(8)는, CPU(컴퓨터)를 갖고, 상기 제어를 행하는 주 제어부와, 입력 장치, 출력 장치, 표시 장치 및 기억 장치를 갖고 있다. 기억 장치에는, 성막 장치에서 실행되는 처리를 제어하기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억 매체가 세팅되고, 주 제어부는, 기억 매체에 기억되어 있는 소정의 처리 레시피를 호출하여, 그 처리 레시피에 기초해서 성막 장치(100)에 의해 소정의 처리가 행해지도록 제어한다.
<실리콘 질화막의 성막 방법>
이어서, 이상과 같이 구성된 성막 장치를 사용한 실리콘 질화막의 성막 방법의 일 실시 형태에 대해서, 도 8의 흐름도를 참조하여 설명한다.
종래, ALD에 의한 실리콘 질화막의 성막은, Si 원료 가스인 디클로로실란(DCS; SiH2Cl2) 가스와 질화 가스인 암모니아(NH3) 가스를 사용해서, 이들을 웨이퍼 상에 교대로 공급하고, NH3 가스를 공급할 때 고주파 전력을 인가해서 플라스마를 생성하여, 질화 반응을 촉진하는 플라스마 ALD에 의해 행하고 있고, 이에 의해 막질이 양호하고 절연성이 높은 실리콘 질화막이 얻어지고 있었지만, 실리콘 질화막에는 건식 에칭 내성에 대한 요구가 높아지고 있으며, 현상의 ALD에 의한 실리콘 질화막에서는 충분한 건식 에칭 내성을 얻기 어렵다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 상기 성막 장치를 사용하여, ALD에 의한 실리콘 질화막(SiN막)과, ALD에 의한 질화티타늄막(TiN막)을 소정의 비율로 적층하고, 미량의 티타늄이 도핑된 실리콘 질화막을 성막한다.
질화티타늄은 질화 실리콘보다도 에칭 내성이 높기 때문에, 이렇게 미량의 티타늄을 도프함으로써, 막질을 높게 유지한 상태에서, 에칭 내성을 현저하게 높일 수 있다.
상기 성막 장치를 사용해서 이러한 실리콘 질화막을 성막할 때는, 도 8에 도시한 바와 같이, 최초로, 반출입부(101)의 게이트 밸브를 개방하여, 외부의 반송 기구에 의해 진공 용기(11) 내에 복수의 웨이퍼(W)를 반입하여, 회전 테이블(2)의 웨이퍼 적재 영역(21)에 복수의 웨이퍼(W)를 적재한다(스텝 1).
웨이퍼(W)의 수수는, 회전 테이블(2)을 간헐적으로 회전시켜서 행하여, 모든 웨이퍼 적재 영역(21)에 웨이퍼(W)를 적재한다. 웨이퍼(W)의 적재가 종료되면, 반송 기구를 퇴출시키고, 반출입부(101)의 게이트 밸브를 폐쇄한다. 이때 진공 용기(11) 내는 배기 기구(51, 57)에 의해 미리 소정의 압력으로 진공 배기되어 있다. 또한, 분리 가스 공급구(311)로부터 분리 가스로서 예를 들어 Ar 가스가 공급되어 있다.
계속해서, 온도 센서(도시하지 않음)의 검출값에 기초하여 히터(46)에 의해 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)를 소정의 설정 온도까지 상승시키고, 진공 용기(11) 내의 흡착 영역(R1)에의 Si 원료 가스의 공급, 질화 영역(R2)에의 질화 처리를 위한 NH3 가스의 공급, 및 마이크로파 생성부(6A 내지 6C)로부터의 마이크로파의 공급을 개시하고, 회전 테이블(2)을 소정의 속도로 시계 방향으로 회전시켜, 웨이퍼(W) 상에서, Si 원료 가스의 흡착과, 플라스마에 의한 질화 처리를 교대로 제1 횟수 반복해서, ALD에 의해 소정 두께의 SiN막을 형성한다(스텝 2).
계속해서, 회전 테이블(2)을 소정의 속도로 시계 방향으로 회전시킨 상태에서, 흡착 영역(R1)에의 공급 가스를 Cl을 함유하는 Ti 원료 가스로 전환하여, 웨이퍼(W) 상에서, Ti 원료 가스의 흡착과, 플라스마에 의한 질화 처리를 교대로 제2 횟수 반복하여, ALD에 의해 소정 두께의 TiN막을 형성한다(스텝 3).
그리고, 스텝 2와 스텝 3을 소정 횟수 반복함으로써, 소정의 막 두께의, Ti가 도핑된 실리콘 질화막을 성막할 수 있다.
이때, 스텝 2의 반복 횟수인 제1 횟수와, 스텝 3의 반복 횟수인 제2 횟수를 조정함으로써, Ti의 도프량을 제어할 수 있다.
이때의 Ti의 도프량은, 에칭 내성을 유효하게 높일 수 있으며, 또한 막질을 높게 유지할 수 있는 범위인 것이 바람직하다. Ti 도프량이 증가할수록 에칭 내성을 높일 수 있지만, Ti 도프량이 너무 많아지면 막질을 유지할 수 없게 되기 때문에, 이 점을 고려하면, 막 전체에 대하여 TiN이 0.1 내지 2mol％의 범위인 것이 바람직하다.
이것을 나타내는 실험 결과에 대해서 설명한다. 도 9는, SiN막 내의 TiN 농도와, TiN을 포함하지 않는 SiN막의 건식 에칭 레이트를 1로 해서 규격화한 건식 에칭 레이트와의 관계를 도시하는 도면이다. 에칭 가스로서는, C4F6/Ar/O2를 사용하였다. 이 도에 도시한 바와 같이, TiN을 0.1mol％ 정도의 소량 첨가하는 것만으로 에칭 레이트가 급격하게 저하되는, 즉 건식 에칭 내성이 높아지는 것을 알 수 있다.
도 10은, SiN막에 Ti를 도핑하지 않는 경우(0mol％), 및 TiN이 1.9mol％, 10.2mol％가 되도록 Ti를 도프한 경우의 누설 전류 특성을 도시하는 도면이다. 이 도에 도시한 바와 같이, TiN 도프량이 1.9mol％이면, 누설 전류 특성이 허용 범위(전계가 -2MV/cm이고 누설 전류 밀도가 1μA/cm2 이하)이지만, TiN 도프량이 10.2mol％이면, 누설 전류 특성이 악화하는 것을 알 수 있다. 즉, SiN막의 누설 전류 특성은, Ti 도프량(TiN 첨가량)이 증가할수록 악화하여, TiN이 2mol％ 이하가 바람직한 것을 알 수 있다.
Ti의 도프량은, 스텝 2일 때의 회전 테이블(2)의 회전 횟수, 즉 SiN막의 막 두께와, 스텝 3일 때의 회전 테이블의 회전 횟수, 즉 TiN막의 막 두께 비로 결정된다. 예를 들어, 회전 테이블(2)의 1회전당의 SiN막의 막 두께와 TiN막의 막 두께가 동일하다고 가정하면, TiN을 5mol％로 하고 싶은 경우에는, 스텝 2일 때의 회전 테이블(2)의 회전 횟수가 19회, 스텝 3일 때의 회전 테이블(2)의 회전 횟수가 1회가 되는 비율로 해서, 이것을 소정의 두께가 될 때까지 반복한다. 또한, TiN을 2mol％로 하고 싶은 경우에는, 스텝 2일 때의 회전 테이블(2)의 회전 횟수가 49회, 스텝 3일 때의 회전 테이블(2)의 회전 횟수가 1회가 되는 비율로 하고, 이것을 소정의 두께가 될 때까지 반복한다.
이와 같이, 질화 처리 시에 마이크로파 플라스마를 사용함으로써, 저전자 온도에서 고밀도의 플라스마를 생성할 수 있으며, 또한 라디칼 주체의 처리를 행할 수 있다. 이 때문에, 보다 막질이 좋은 실리콘 질화막을 성막할 수 있다.
성막 시의 바람직한 조건은 이하와 같다.
성막 온도: 400 내지 600℃
압력: 66.6 내지 1,330Pa
Si 원료 가스(DCS 가스) 유량: 600 내지 1,200sccm
Ti 원료 가스(TiCl4 가스) 유량: 100 내지 200sccm
질화 가스(NH3 가스) 유량: 80 내지 4,000sccm
마이크로파 파워: 1,000 내지 2,500W
그런데, TiN막을 성막할 때의 Ti 원료 가스로서는, 염소를 함유하는 것, 예를 들어 TiCl4 가스를 사용하는데, TiCl4 가스를 흡착시킨 후, NH3 가스 등의 질화 가스를 마이크로파 플라스마로 여기해서 질화시키는 경우, 성막된 TiN막 중에는 Cl이 잔류하기 쉽다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 질화 영역(R2)의 양측에 환원 영역(R3 및 R4)을 형성하고, TiN막을 성막할 때, 환원 영역(R3 및 R4)을 통과하는 웨이퍼(W)에 환원 가스, 예를 들어 H2 가스를 공급하면서 마이크로파 플라스마에 의해 여기시켜, 환원 가스의 활성종, 예를 들어 H2 *(H*)에 의해 흡착된 Ti 원료의 환원 처리를 행한다. 이에 의해, 막 내의 잔류 염소를 유효하게 환원할 수 있어, 잔류 염소를 감소시킬 수 있다.
이때의 시퀀스 및 메커니즘을, 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다. 여기에서는, SiN막 성막 후의 질화 표면에, Ti 원료 가스로서 TiCl4 가스, 환원 가스로서 H2 가스, 질화 가스로서 NH3 가스를 사용해서 TiN막을 성막하는 경우에 대해서 설명한다.
최초로, 흡착 영역(R1)에서, 질화된 웨이퍼(W) 표면에 TiCl4 가스를 흡착시킨다(흡착 스텝).
이어서, 환원 영역(R3)에서, 마이크로파 플라스마에 의해 H2 가스를 여기시켜 생성된 H*에 의해, 1회째의 환원 처리를 행한다(환원 1스텝). 이때, TiCl4의 Cl을 완전히 H로 치환하면, 다음의 질화 처리 시에 NH3에 의한 질화 반응이 발생하지 않으므로, -Cl기를 남긴 상태에서 환원을 정지한다. 이때, 환원의 대상은 흡착된 직후의 상태의 TiCl4이며, 아직 불안정한 상태이기 때문에, 환원하기 쉽다.
이어서, 질화 영역(R2)에서, 마이크로파 플라스마에 의해 NH3 가스를 여기시켜 생성된 NH3 *에 의해, 질화 처리를 행한다(질화 스텝). 이때, NH3 *은 Ti에 결합한 -Cl기와 반응해서 Ti를 질화시키는데, -Cl기의 일부는 잔존한다.
이어서, 환원 영역(R4)에서, 마이크로파 플라스마에 의해 H2 가스를 여기시켜 생성된 H*에 의해, 2회째의 환원을 행한다(환원 2스텝). 이에 의해, 질화 처리 후에 잔존하고 있는 Cl을 거의 완전히 환원한다.
이와 같이, 스텝 3의 TiN막 성막 시에, 플라스마에 의한 질화 처리의 전후에 H2 플라스마에 의해 환원 처리를 행함으로써, 막 중에 잔존하기 쉬운 Cl을 제거할 수 있으므로, Cl 함유량이 매우 적은 양질의 TiN막을 성막할 수 있다. 이 때문에, Ti를 도핑한 실리콘 질화막의 막질을 향상시킬 수 있다. 또한, 플라스마에 의한 환원 처리이기 때문에, Cl을 환원 제거하는 효과가 높다.
이 경우의 환원 처리의 바람직한 조건은, 환원 1스텝 및 환원 2스텝도 이하와 같다.
H2 가스 유량: 100 내지 4,000sccm
마이크로파 파워: 1,000 내지 2,500W
이상과 같은 질화 처리의 전후에 행하는 환원 처리는, 스텝 3의 TiN막 성막 시에 행하는 것이 유효하지만, 스텝 2의 SiN막 성막 시에 행해도 된다. 특히, DCS 등의 염소를 함유하는 Si 원료 가스를 사용한 경우에도, TiCl4 만큼은 아니지만, 막 중에 Cl이 도입될 가능성이 있기 때문에, 질화 처리의 전후에서 환원 처리를 행하는 것이 바람직하다.
Si 원료 가스로서 DCS 가스, 환원 가스로서 H2 가스, 질화 가스로서 NH3 가스를 사용해서 SiN막을 성막하는 경우의 구체적인 시퀀스는, 이하와 같은 것이 된다.
즉, 최초로 흡착 영역(R1)에서, 질화된 웨이퍼(W) 표면에 DCS 가스를 흡착시킨다. 이어서, 환원 영역(R3)에서, 마이크로파 플라스마에 의해 H2 가스를 여기시켜 생성된 H2 *에 의해, 1회째의 환원을 행한다. 이어서, 질화 영역(R2)에서, 마이크로파 플라스마에 의해 NH3 가스를 여기시켜 생성된 NH3 *에 의해, 질화 처리를 행한다. 이어서, 환원 영역(R4)에서, 마이크로파 플라스마에 의해 H2 가스를 여기시켜 생성된 H2 *에 의해, 2회째의 환원을 행한다.
이렇게 스텝 2의 SiN막 성막 시에도, 플라스마에 의한 질화 처리의 전후에 H2 플라스마에 의해 환원 처리를 행함으로써, SiN막을 성막할 때도 막 내의 Cl을 빼낼 수 있으므로, SiN막 내의 Cl 함유량도 적게 할 수 있어, Ti를 도핑한 실리콘 질화막의 막질을 한층 향상시킬 수 있다.
<다른 적용>
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 그 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형 가능하다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 복수의 웨이퍼를 얹은 회전 테이블을 회전시킴으로써, 원료 가스의 흡착과, 질화 처리를 교대로 행하는 회전식 성막 장치에 의해 Ti를 도핑한 실리콘 질화막을 성막하는 경우에 대해서 설명하고, 바람직하게는 막 내의 Cl을 빼내기 위해서, 질화 영역의 전후에 환원 영역을 갖는 성막 장치를 사용하는 경우에 대해서 설명하였지만, 원료 가스의 공급, 퍼지, 질화 처리, 퍼지를 반복하거나, 또는 원료 가스의 공급, 퍼지, 환원 처리, 질화 처리, 환원 처리, 퍼지를 반복하는 매엽식의 성막 장치를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 질화 처리 및 환원 처리 시의 플라스마로서 마이크로파 플라스마를 사용한 예를 나타냈지만, 이것에 한정하는 것은 아니고, 유도 결합 플라스마 등의 다른 플라스마를 사용할 수도 있다.
2; 회전 테이블 3; 원료 가스 도입 유닛
6A, 6B, 6C; 플라스마 생성부 11; 진공 용기
52;Si 원료 가스 공급원 53; Ti 원료 가스 공급원
54; 분리 가스 공급원 55; 질화 가스 공급원
56; 환원 가스 공급원 R1; 흡착 영역
R2; 질화 영역 R3, R4; 환원 영역
W; 반도체 웨이퍼

Claims (19)

  1. 피처리 기판 상에, 실리콘 질화막을 성막하는 실리콘 질화막의 성막 방법으로서,
    상기 피처리 기판에 대하여 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를, 질화 가스의 플라스마에 의해 질화하는 처리를, 제1 횟수 반복해서 실리콘 질화막을 성막하는 공정과,
    상기 피처리 기판에 대하여 염소를 함유하는 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를, 질화 가스의 플라스마에 의해 질화시키는 처리를, 제2 횟수 반복해서 질화티타늄막을 성막하는 공정
    을 미리 정해진 횟수 반복해서, 미리 정해진 양의 티타늄을 도핑한 실리콘 질화막을 성막하고,
    상기 질화티타늄막을 성막하는 공정을 실시할 때, 상기 질화 처리의 전후에, 흡착된 상기 티타늄 원료를 환원 가스의 플라스마에 의해 환원하는 처리를 행하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 횟수와, 상기 제2 횟수를 조정함으로써, 티타늄의 도프량을 제어하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    막 전체에 대한 TiN의 양이, 0.1 내지 2mol％의 범위인, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 원료 가스를 질화시키는 처리 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 처리는, 질화 가스로서 NH3 가스를 사용해서 행하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 원료 가스를 질화시키는 처리 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 처리는, 질화 가스를 마이크로파 플라스마에 의해 여기해서 생성된 질화종에 의해 행하여지는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 질화티타늄막을 성막하는 공정에 사용하는 염소를 함유하는 티타늄 원료 가스로서, TiCl4 가스를 사용하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    진공 용기 내에, 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역과, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 질화 영역을 형성하고, 상기 진공 용기 내에서 회전 테이블에 적재된 복수의 피처리 기판을 공전시켜, 상기 피처리 기판이, 상기 흡착 영역과 상기 질화 영역을 순차적으로 통과하도록 하고,
    상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 또는 상기 티타늄 원료를 질화시키는 처리를 교대로 행하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    진공 용기 내에, 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역과, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 질화 영역과, 상기 질화 영역의 전후에 환원 가스의 플라스마에 의한 환원 처리를 행하는 환원 영역을 형성하고, 상기 진공 용기 내에서 회전 테이블에 적재된 복수의 피처리 기판을 공전시켜, 상기 피처리 기판이, 상기 흡착 영역과, 상기 환원 영역의 한쪽과, 상기 질화 영역과, 상기 환원 영역의 다른 쪽을 순차적으로 통과하도록 하고,
    상기 질화티타늄막을 성막하는 공정에서, 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 티타늄 원료 가스를 환원하는 처리를 순차적으로 행하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 질화막을 성막하는 공정을 실시할 때, 상기 질화 처리의 전후에, 흡착된 상기 실리콘 원료를 환원 가스의 플라스마에 의해 환원하는 처리를 행하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    진공 용기 내에, 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역과, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 질화 영역과, 상기 질화 영역의 전후에 환원 가스의 플라스마에 의한 환원 처리를 행하는 환원 영역을 형성하고, 상기 진공 용기 내에서 회전 테이블에 적재된 복수의 피처리 기판을 공전시켜, 상기 피처리 기판이, 상기 흡착 영역과, 상기 환원 영역의 한쪽과, 상기 질화 영역과, 상기 환원 영역의 다른 쪽을 순차적으로 통과하도록 하고,
    상기 질화티타늄막을 성막하는 공정에서, 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 티타늄 원료를 환원하는 처리를 순차적으로 행하고,
    상기 실리콘 질화막을 성막하는 공정에서, 상기 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 실리콘 원료를 환원하는 처리를 순차적으로 행하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 환원 처리는, 환원 가스로서 H2 가스를 사용해서 행하는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 환원 처리는, 환원 가스를 마이크로파 플라스마에 의해 여기해서 생성된 환원종에 의해 행하여지는, 실리콘 질화막의 성막 방법.
  14. 피처리 기판 상에, 실리콘 질화막을 성막하는 실리콘 질화막의 성막 장치로서,
    내부가 진공으로 유지되는 진공 용기와,
    상기 진공 용기 내에서, 복수의 피처리 기판이 적재된 상태에서 공전되는 회전 테이블과,
    상기 진공 용기 내에 형성되고, 실리콘 원료 가스 공급 기구 및 티타늄 원료 가스 공급 기구를 포함하고, 상기 피처리 기판에 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 흡착 영역과, 상기 진공 용기 내에 형성되고, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스 또는 상기 티타늄 원료 가스를 질화 가스의 플라스마에 의해 질화하는 질화 영역과, 상기 복수의 피처리 기판을 상기 회전 테이블에 적재한 상태에서, 상기 회전 테이블을 회전시켜, 상기 피처리 기판이 상기 흡착 영역을 통과할 때, 상기 실리콘 원료 가스 공급 기구로부터 상기 실리콘 원료 가스를 공급하여, 상기 피처리 기판에 상기 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리를 실행시키고, 상기 피처리 기판이 상기 질화 영역을 통과할 때, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를, 상기 질화 가스의 플라스마로 질화시키는 처리를 행하고, 상기 회전 테이블을 제1 횟수 회전시킴으로써, 상기 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와 상기 질화시키는 처리를 제1 횟수 반복해서 실리콘 질화막을 성막하는 공정과, 상기 회전 테이블을 회전시켜, 상기 피처리 기판이 상기 흡착 영역을 통과할 때, 상기 티타늄 원료 가스 공급 기구로부터 상기 티타늄 원료 가스를 공급하여, 상기 피처리 기판에 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리를 실행시키고, 상기 피처리 기판이 상기 질화 영역을 통과할 때, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를, 상기 질화 가스의 플라스마로 질화시키는 처리를 실행시키고, 상기 회전 테이블을 제2 횟수 회전시킴으로써, 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와 상기 질화시키는 처리를 제2 횟수 반복해서 질화티타늄막을 성막하는 공정을 실시시켜, 상기 실리콘 질화막을 성막하는 공정과, 상기 질화티타늄막을 성막하는 공정을 미리 정해진 횟수 반복하도록 제어하는 제어부
    를 포함하고, 상기 질화 영역의 전후에 형성되어, 환원 가스의 플라스마에 의한 환원 처리를 행하는 2개의 환원 영역을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 질화티타늄막을 성막하는 공정 시에, 상기 티타늄 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 티타늄 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 티타늄 원료 가스를 환원하는 처리가 순차적으로 행해지도록 제어하는, 실리콘 질화막의 성막 장치.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 실리콘 질화막을 성막할 때, 상기 실리콘 원료 가스를 흡착시키는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료를 환원하는 처리와, 흡착된 상기 실리콘 원료 가스를 질화시키는 처리와, 질화 후의 상기 실리콘 원료 가스를 환원하는 처리를 순차적으로 행하도록 제어하는, 실리콘 질화막의 성막 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 횟수와, 상기 제2 횟수를 조정함으로써, 티타늄의 도프량을 제어하는, 실리콘 질화막의 성막 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는, 막 전체에 대한 TiN의 양이, 0.1 내지 2mol％의 범위가 되도록 제어하는, 실리콘 질화막의 성막 장치.
  19. 컴퓨터 상에서 동작하고, 실리콘 질화막의 성막 장치를 제어하기 위한 프로그램이 기억된 기억 매체로서, 상기 프로그램은, 실행 시에, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 실리콘 질화막의 성막 방법이 행해지도록, 컴퓨터에 상기 실리콘 질화막의 성막 장치를 제어시키는 기억 매체.
KR1020170098616A 2016-08-08 2017-08-03 실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치 KR102334581B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-155746 2016-08-08
JP2016155746 2016-08-08
JPJP-P-2017-087187 2017-04-26
JP2017087187A JP6832785B2 (ja) 2016-08-08 2017-04-26 シリコン窒化膜の成膜方法および成膜装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180016951A KR20180016951A (ko) 2018-02-20
KR102334581B1 true KR102334581B1 (ko) 2021-12-06

Family

ID=61194865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170098616A KR102334581B1 (ko) 2016-08-08 2017-08-03 실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6832785B2 (ko)
KR (1) KR102334581B1 (ko)
TW (1) TWI702304B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7085929B2 (ja) * 2018-07-13 2022-06-17 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
JP2020200496A (ja) * 2019-06-07 2020-12-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP7257930B2 (ja) * 2019-10-08 2023-04-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004225162A (ja) * 2002-12-05 2004-08-12 Tokyo Electron Ltd 成膜方法
KR101189642B1 (ko) * 2012-04-09 2012-10-12 아익스트론 에스이 원자층 증착법을 이용한 ＴｉＳｉＮ 박막의 형성방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6080665A (en) * 1997-04-11 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Integrated nitrogen-treated titanium layer to prevent interaction of titanium and aluminum
WO2003096423A1 (fr) * 2002-05-13 2003-11-20 Nec Corporation Dispositif de stockage a semi-conducteurs et procede de production de celui-ci
JP2004281853A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
KR101485506B1 (ko) * 2008-11-19 2015-01-28 주식회사 원익아이피에스 박막 증착방법
JP2011068974A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法
US8779407B2 (en) * 2012-02-07 2014-07-15 Intermolecular, Inc. Multifunctional electrode
JP5926794B2 (ja) * 2012-04-23 2016-05-25 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、成膜装置、及び、成膜システム
JP2015193878A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 東京エレクトロン株式会社 ＴｉＳｉＮ膜の成膜方法および成膜装置
KR102215640B1 (ko) * 2014-03-31 2021-02-17 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치와 이를 이용한 박막 형성 방법 및 반도체 소자의 제조 방법
JP6378070B2 (ja) 2014-12-15 2018-08-22 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
CN108026637A (zh) * 2015-09-11 2018-05-11 弗萨姆材料美国有限责任公司 用于沉积保形的金属或准金属氮化硅膜的方法和所得的膜

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004225162A (ja) * 2002-12-05 2004-08-12 Tokyo Electron Ltd 成膜方法
KR101189642B1 (ko) * 2012-04-09 2012-10-12 아익스트론 에스이 원자층 증착법을 이용한 ＴｉＳｉＮ 박막의 형성방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018026524A (ja) 2018-02-15
KR20180016951A (ko) 2018-02-20
TW201816167A (zh) 2018-05-01
JP6832785B2 (ja) 2021-02-24
TWI702304B (zh) 2020-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102627584B1 (ko) 기판 표면 내에 형성된 오목부를 충진하기 위한 주기적 증착 방법 및 장치
KR102216529B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법
KR100944833B1 (ko) 성막 장치, 성막 방법 및 기억 매체
JP6800004B2 (ja) シリコン窒化膜の形成方法
KR101364834B1 (ko) 플라즈마 질화 처리 방법
JP5660205B2 (ja) 成膜方法
US20120164848A1 (en) Method for forming nitride film
US10151029B2 (en) Silicon nitride film forming method and silicon nitride film forming apparatus
US20080233764A1 (en) Formation of Gate Insulation Film
KR20180135803A (ko) 성막 장치, 성막 장치의 클리닝 방법 및 기억 매체
KR102334581B1 (ko) 실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치
JP2007005696A (ja) プラズマ窒化処理方法および半導体装置の製造方法
KR102361942B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP2019175885A (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP2015015272A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP7253972B2 (ja) 基板処理装置
JP2004039795A (ja) 基板処理装置
US20170218517A1 (en) Method of forming nitride film
JP7509548B2 (ja) 基材表面内に形成された凹部を充填するための周期的堆積方法および装置
WO2022085499A1 (ja) 成膜方法及び成膜装置
KR20080061286A (ko) 반도체 장치의 제조 방법
JP2010135812A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant