KR102365948B1 - Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing method, substrate processing apparatus, and program - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판 상에 형성된 막의 스트레스를 제어한다. (a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 기판 상에, 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과, (b) 제2 온도 하에서, 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 제1 막을, 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과, (c) 제3 온도 하에서, 제2 막을 어닐하는 공정을 갖고, (c)에서의 제3 온도를 제어함으로써, 제2 막의 스트레스를 제어한다.The present invention controls the stress of a film formed on a substrate. (a) at the first temperature, by performing a cycle of a predetermined number of times of non-simultaneously supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate, and supplying a nitriding agent to the substrate , on a substrate, forming a first film containing a cyclic structure and nitrogen; and (c) annealing the second film under the third temperature. By controlling the third temperature in (c), the stress of the second film is controlled.

Figure R1020200026540
Figure R1020200026540

Description

반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 및 프로그램{METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND PROGRAM}A semiconductor device manufacturing method, a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a program

본 개시는, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method of manufacturing a semiconductor device, a substrate processing apparatus, and a program.

반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판 상에 실리콘 산 탄화막(SiOC막) 등의 막을 형성하는 공정이 행하여지는 경우가 있다(예를 들어 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).As one process of the manufacturing process of a semiconductor device (device), the process of forming films, such as a silicon-oxycarbide film (SiOC film), on a board|substrate may be performed (for example, refer patent document 1 and patent document 2).

일본 특허 공개 제2015-165523호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2015-165523 국제 공개 제2015/045163호 팸플릿International Publication No. 2015/045163 pamphlet

본 개시의 목적은, 기판 상에 형성된 막의 스트레스를 제어하는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.It is an object of the present disclosure to provide a technique capable of controlling the stress of a film formed on a substrate.

본 개시의 일 형태에 의하면,According to one aspect of the present disclosure,

(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;

(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;

(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정(c) annealing the second film under a third temperature

을 갖고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하는 기술이 제공된다.A technique for controlling the stress of the second film by controlling the third temperature in (c) is provided.

본 개시에 의하면, 기판 상에 형성된 막의 스트레스를 제어하는 것이 가능하게 된다.According to the present disclosure, it becomes possible to control the stress of a film formed on a substrate.

도 1은 본 개시의 일 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 도 1의 A-A선 단면도로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태의 기판 처리 시퀀스를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 원료로서 사용되는 1,1,3,3-테트라클로로-1,3-디실라시클로부탄의 화학 구조식을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시예의 평가 결과를 도시하는 도면이며, 막 스트레스의 어닐 온도 의존성을 도시하는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the substrate processing apparatus suitably used by one Embodiment of this indication, and is a figure which shows a processing furnace part in a longitudinal sectional view.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a substrate processing apparatus suitably used in one embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing a portion of the processing furnace taken along line AA of FIG. 1 .
3 is a schematic configuration diagram of a controller of a substrate processing apparatus suitably used in one embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing a control system of the controller in a block diagram.
4 is a flowchart illustrating a substrate processing sequence according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a view showing the chemical structural formula of 1,1,3,3-tetrachloro-1,3-disilacyclobutane used as a raw material.
FIG. 6 is a diagram showing evaluation results of an embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing annealing temperature dependence of film stress.

근년, 디바이스 구조의 삼차원화나 패턴의 미세화가 진행되어, 기판으로서의 웨이퍼 상에 형성되는 막의 스트레스 영향에 의한 패턴의 파괴나 벤딩이 큰 과제로 되어 있다. 그에 수반하여, 웨이퍼 상에 형성되는 막의 스트레스 제어의 요구가 높아지고 있다. 웨이퍼 상에 형성되는 막에 발생하는 스트레스(응력)를, 본 명세서에서는, 막 스트레스(막 응력)라고도 칭한다.In recent years, the three-dimensionalization of the device structure and the miniaturization of the pattern have progressed, and the destruction and bending of the pattern due to the stress effect of the film formed on the wafer as a substrate has become a major problem. As a result, the demand for stress control of the film formed on the wafer is increasing. The stress (stress) generated in the film formed on the wafer is also referred to as film stress (film stress) in this specification.

상술한 과제에 대하여, 후술하는 소정의 구조를 포함하는 막을 웨이퍼 상에 형성한 후에, 그 막에 대하여 어닐을 행하고, 그 때의 어닐 온도를 제어함으로써, 막 스트레스를 크게 변화시킬 수 있어, 막 스트레스를 자유롭게 제어(조정)하는 것이 가능한 것을 본건 개시자 등은 알아내었다. 즉, 막이 후술하는 소정의 구조를 포함하는 경우, 그 막 스트레스는, 어닐 온도에 크게 의존하여, 어닐 온도의 제어에 의해, 그 막 스트레스를 텐실측으로 조정할 수도 있고, 또한 컴프레시브측으로 조정할 수도 있음을 알아내었다. 즉, 어닐 온도의 제어에 의해, 그 막 스트레스를 텐실 스트레스(인장 응력)로 할 수도 있고, 또한 컴프레시브 스트레스(압축 응력)로 할 수도 있음을 알아내었다. 본 개시는, 본건 개시자 등이 알아낸 상기 지견에 기초하는 것이다.In response to the above problem, after forming a film having a predetermined structure to be described later on a wafer, the film is annealed, and the film stress can be significantly changed by controlling the annealing temperature at that time. The present initiator and others found that it is possible to freely control (adjust). That is, when the film has a predetermined structure to be described later, the film stress greatly depends on the annealing temperature, and by controlling the annealing temperature, the film stress can be adjusted to the tensile side or to the compressive side. found out that there is That is, it has been found that the film stress can be made into tensile stress (tensile stress) or compressive stress (compressive stress) by controlling the annealing temperature. This indication is based on the said knowledge discovered by this initiator etc.

<본 개시의 일 실시 형태><One embodiment of the present disclosure>

이하, 본 개시의 일 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 5를 사용하여 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 5 .

(1) 기판 처리 장치의 구성(1) Configuration of substrate processing apparatus

도 1에 도시한 바와 같이, 처리로(202)는, 가열 기구(온도 조정부)로서의 히터(207)를 갖는다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보유 지지판에 지지됨으로써 수직으로 거치되어 있다. 히터(207)는 가스를 열로 활성화(여기)시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.1 , the processing furnace 202 includes a heater 207 as a heating mechanism (temperature adjusting unit). The heater 207 has a cylindrical shape and is vertically mounted by being supported by a holding plate. The heater 207 also functions as an activation mechanism (excitation part) that activates (excites) the gas with heat.

히터(207)의 내측에는, 히터(207)와 동심원형으로 반응관(203)이 배치되어 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 구성되고, 상단이 폐색되고 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 통 중공부에는, 처리실(201)이 형성된다. 처리실(201)은 기판으로서의 웨이퍼(200)를 수용 가능하게 구성되어 있다.Inside the heater 207 , a reaction tube 203 is disposed concentrically with the heater 207 . The reaction tube 203 is made of, for example, a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and is formed in a cylindrical shape with an upper end closed and an open lower end open. A processing chamber 201 is formed in the cylindrical hollow portion of the reaction tube 203 . The processing chamber 201 is configured to accommodate the wafer 200 as a substrate.

처리실(201) 내에는, 노즐(249a, 249b)이, 반응관(203)의 하부 측벽을 관통하도록 마련되어 있다. 노즐(249a, 249b)에는, 가스 공급관(232a, 232b)이 각각 접속되어 있다.In the processing chamber 201 , nozzles 249a and 249b are provided so as to penetrate the lower sidewall of the reaction tube 203 . Gas supply pipes 232a and 232b are connected to the nozzles 249a and 249b, respectively.

가스 공급관(232a, 232b)에는, 가스류의 상류측부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(241a, 241b) 및 개폐 밸브인 밸브(243a, 243b)가 각각 마련되어 있다. 가스 공급관(232a)의 밸브(243a)보다도 하류측에는, 가스 공급관(232c)이 접속되어 있다. 가스 공급관(232b)의 밸브(243b)보다도 하류측에는, 가스 공급관(232d, 232e)이 각각 접속되어 있다. 가스 공급관(232c, 232d, 232e)에는, 가스류의 상류측부터 순서대로 MFC(241c, 241d, 241e) 및 밸브(243c, 243d, 243e)가 각각 마련되어 있다.The gas supply pipes 232a and 232b are provided with mass flow controllers (MFCs) 241a and 241b serving as flow rate controllers (flow rate controllers) and valves 243a and 243b serving as on-off valves, respectively, in order from the upstream side of the gas flow. A gas supply pipe 232c is connected to the downstream side of the valve 243a of the gas supply pipe 232a. Gas supply pipes 232d and 232e are respectively connected to the downstream side of the valve 243b of the gas supply pipe 232b. MFCs 241c, 241d, and 241e and valves 243c, 243d, and 243e are provided in the gas supply pipes 232c, 232d, and 232e in this order from the upstream side of the gas flow.

도 2에 도시한 바와 같이, 노즐(249a, 249b)은, 반응관(203)의 내벽과 웨이퍼(200)의 사이에서의 평면으로 보아 원환 형상의 공간에, 반응관(203)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라, 웨이퍼(200)의 배열 방향 상방을 향해서 직립하도록 각각 마련되어 있다. 즉, 노즐(249a, 249b)은, 웨이퍼(200)가 배열되는 웨이퍼 배열 영역의 측방의, 웨이퍼 배열 영역을 수평하게 둘러싸는 영역에, 웨이퍼 배열 영역을 따르도록 각각 마련되어 있다. 노즐(249a, 249b)의 측면에는, 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(250a, 250b)이 각각 마련되어 있다. 가스 공급 구멍(250a, 250b)은, 반응관(203)의 중심을 향하도록 각각 개구되어 있어, 웨이퍼(200)를 향해서 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 가스 공급 구멍(250a, 250b)은, 반응관(203)의 하부로부터 상부에 걸쳐 복수 마련되어 있다.As shown in FIG. 2 , the nozzles 249a and 249b are located in an annular space in plan view between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200 , and the lower portion of the inner wall of the reaction tube 203 . They are provided so as to stand upright upwards in the arrangement direction of the wafers 200 along the upper part. That is, the nozzles 249a and 249b are respectively provided along the wafer arrangement area in a region horizontally surrounding the wafer arrangement area on the side of the wafer arrangement area where the wafers 200 are arranged. Gas supply holes 250a and 250b for supplying gas are provided on the side surfaces of the nozzles 249a and 249b, respectively. The gas supply holes 250a and 250b are respectively opened to face the center of the reaction tube 203 , so that gas can be supplied toward the wafer 200 . A plurality of gas supply holes 250a and 250b are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203 .

가스 공급관(232a)으로부터는, 원료(원료 가스)로서, 예를 들어 실리콘(Si)과 탄소(C)로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 가스가, MFC(241a), 밸브(243a), 노즐(249a)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. 원료는, Si 소스 및 C 소스로서 작용한다. 원료로서는, 예를 들어 1,1,3,3-테트라클로로-1,3-디실라시클로부탄(C2H4Cl4Si2, 약칭: TCDSCB) 가스를 사용할 수 있다. 도 5에, TCDSCB의 화학 구조식을 나타낸다. TCDSCB는, Si와 C로 구성되는 환상 구조를 포함하고, 할로겐으로서의 염소(Cl)를 포함하고 있다. 이하, 이 Si와 C로 구성되는 환상 구조를, 편의상, 간단히 환상 구조라고도 칭한다. TCDSCB에 포함되는 환상 구조의 형상은 사각형이다. 이 환상 구조는, Si와 C가 교대로 결합하여 이루어지고, 4개의 Si-C 결합을 포함하고 있고, 2개의 Si 원자와 2개의 C 원자를 포함하고 있다. 이 환상 구조에서의 Si에는 Cl이 결합하고 있고, C에는 H가 결합하고 있다. 즉, TCDSCB는, Si-C 결합 이외에, Si-Cl 결합 및 C-H 결합을 각각 포함하고 있다.From the gas supply pipe 232a, as a raw material (raw material gas), for example, a gas containing a halogen and a ring structure composed of silicon (Si) and carbon (C), the MFC 241a, the valve 243a, It is supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249a. The raw material acts as a Si source and a C source. As the raw material, for example, 1,1,3,3-tetrachloro-1,3-disilacyclobutane (C 2 H 4 Cl 4 Si 2 , abbreviation: TCDSCB) gas can be used. Fig. 5 shows the chemical structural formula of TCDSCB. TCDSCB contains a cyclic structure composed of Si and C, and contains chlorine (Cl) as a halogen. Hereinafter, the cyclic structure composed of Si and C is also referred to simply as a cyclic structure for convenience. The shape of the annular structure included in the TCDSCB is square. This cyclic structure is formed by alternating Si and C bonds, and includes four Si-C bonds, and includes two Si atoms and two C atoms. Cl is couple|bonded with Si in this cyclic structure, and H is couple|bonded with C. That is, TCDSCB contains Si-Cl bonds and CH bonds, respectively, in addition to Si-C bonds.

가스 공급관(232b)으로부터는, 반응체(반응 가스)로서, 예를 들어 질소(N) 함유 가스가, MFC(241b), 밸브(243b), 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. N 함유 가스로서는, 예를 들어 질화제(질화 가스)인 질화수소계 가스를 사용할 수 있다. 질화수소계 가스는, N 및 H를 포함하여, N 및 H의 2 원소로 구성되는 물질이라고도 할 수 있으며, N 소스로서 작용한다. 질화수소계 가스로서는, 예를 들어 암모니아(NH3) 가스를 사용할 수 있다.From the gas supply pipe 232b , a gas containing nitrogen (N) as a reactant (reactive gas) is supplied into the processing chamber 201 through the MFC 241b, the valve 243b, and the nozzle 249b. . As the N-containing gas, for example, a hydrogen nitride-based gas serving as a nitriding agent (nitriding gas) can be used. The hydrogen nitride-based gas can be said to be a substance composed of two elements of N and H, including N and H, and acts as an N source. As the hydrogen nitride-based gas, for example, ammonia (NH 3 ) gas can be used.

가스 공급관(232c, 232d)으로부터는, 불활성 가스로서의 질소(N2) 가스가, 각각 MFC(241c, 241d), 밸브(243c, 243d), 가스 공급관(232a, 232b), 노즐(249a, 249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. N2 가스는, 퍼지 가스, 캐리어 가스, 희석 가스 등으로서 작용한다.From the gas supply pipes 232c and 232d, nitrogen (N 2 ) gas as an inert gas is supplied to the MFCs 241c and 241d, the valves 243c and 243d, the gas supply pipes 232a and 232b, and the nozzles 249a and 249b, respectively. is supplied into the processing chamber 201 through The N 2 gas acts as a purge gas, a carrier gas, a dilution gas, or the like.

가스 공급관(232e)으로부터는, 산소(O) 함유 가스가, MFC(241e), 밸브(243e), 가스 공급관(232b), 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급된다. O 함유 가스는, 산화제(산화 가스), 즉, O 소스로서 작용한다. O 함유 가스로서는, 예를 들어 수증기(H2O 가스)를 사용할 수 있다. H2O 가스는, O 및 H를 포함하여, O 및 H의 2 원소로 구성되는 물질이라고도 할 수 있으며, 또한 O-H 결합, 즉, OH기를 포함하는 가스라고도 할 수 있다.From the gas supply pipe 232e , the oxygen (O)-containing gas is supplied into the processing chamber 201 through the MFC 241e , the valve 243e , the gas supply pipe 232b , and the nozzle 249b . The O-containing gas acts as an oxidizing agent (oxidizing gas), that is, an O source. As the O-containing gas, for example, water vapor (H 2 O gas) can be used. H 2 O gas, including O and H, may also be referred to as a substance composed of two elements of O and H, and may also be referred to as a gas containing an OH bond, that is, an OH group.

주로, 가스 공급관(232a), MFC(241a), 밸브(243a)에 의해, 원료 공급계가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232b), MFC(241b), 밸브(243b)에 의해, 질화제 공급계가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232e), MFC(241e), 밸브(243e)에 의해, 산화제 공급계가 구성된다. 주로, 가스 공급관(232c, 232d), MFC(241c, 241d), 밸브(243c, 243d)에 의해, 불활성 가스 공급계가 구성된다.A raw material supply system is mainly comprised by the gas supply pipe|tube 232a, the MFC 241a, and the valve 243a. The nitriding agent supply system is mainly constituted by the gas supply pipe 232b, the MFC 241b, and the valve 243b. An oxidizing agent supply system is mainly comprised by the gas supply pipe|tube 232e, the MFC 241e, and the valve 243e. The inert gas supply system is mainly constituted by the gas supply pipes 232c and 232d, the MFCs 241c and 241d, and the valves 243c and 243d.

상술한 각종 공급계 중, 어느 것, 또는, 모든 공급계는, 밸브(243a 내지 243e)나 MFC(241a 내지 241e) 등이 집적되어 이루어지는 집적형 공급 시스템(248)으로서 구성되어 있어도 된다. 집적형 공급 시스템(248)은, 가스 공급관(232a 내지 232e) 각각에 대하여 접속되어, 가스 공급관(232a 내지 232e) 내에의 각종 가스의 공급 동작, 즉, 밸브(243a 내지 243e)의 개폐 동작이나 MFC(241a 내지 241e)에 의한 유량 조정 동작 등이, 후술하는 컨트롤러(121)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 집적형 공급 시스템(248)은, 일체형, 또는, 분할형의 집적 유닛으로서 구성되어 있고, 가스 공급관(232a 내지 232e) 등에 대하여 집적 유닛 단위로 착탈을 행할 수 있어, 집적형 공급 시스템(248)의 메인터넌스, 교환, 증설 등을, 집적 유닛 단위로 행하는 것이 가능하게 구성되어 있다.Any or all of the various supply systems described above may be configured as the integrated supply system 248 in which the valves 243a to 243e, the MFCs 241a to 241e, and the like are integrated. The integrated supply system 248 is connected to each of the gas supply pipes 232a to 232e, and supplies various gases in the gas supply pipes 232a to 232e, that is, the opening/closing operation of the valves 243a to 243e or the MFC. It is comprised so that the flow rate adjustment operation|movement etc. by 241a to 241e may be controlled by the controller 121 mentioned later. The integrated supply system 248 is configured as an integrated unit or a division type integrated unit, and can be attached and detached to and from the gas supply pipes 232a to 232e in units of the integrated unit, so that the integrated supply system 248 is It is comprised so that it is possible to perform maintenance, replacement|exchange, expansion, etc. in units of an integration unit.

반응관(203)의 측벽 하방에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 접속되어 있다. 배기관(231)에는, 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 제어부(배기 밸브)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(244)를 통해서, 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(244)는, 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서 밸브를 개폐함으로써, 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 행할 수 있고, 또한 진공 펌프(246)를 작동시킨 상태에서, 압력 센서(245)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브 개방도를 조절함으로써, 처리실(201) 내의 압력을 제어(조정)할 수 있도록 구성되어 있다. 주로, 배기관(231), 압력 센서(245), APC 밸브(244)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(246)를 배기계에 포함하여 생각해도 된다.An exhaust pipe 231 for exhausting an atmosphere in the processing chamber 201 is connected below the side wall of the reaction tube 203 . The exhaust pipe 231 is evacuated through a pressure sensor 245 as a pressure detector (pressure detection unit) that detects the pressure in the processing chamber 201 and an Auto Pressure Controller (APC) valve 244 as a pressure control unit (exhaust valve). A vacuum pump 246 as a device is connected. The APC valve 244 can evacuate and stop evacuation of the processing chamber 201 by opening and closing the valve in a state in which the vacuum pump 246 is operated, and in a state in which the vacuum pump 246 is operated, By adjusting the valve opening degree based on the pressure information detected by the pressure sensor 245 , the pressure in the processing chamber 201 can be controlled (adjusted). The exhaust system is mainly constituted by the exhaust pipe 231 , the pressure sensor 245 , and the APC valve 244 . The vacuum pump 246 may be included in the exhaust system.

반응관(203)의 하방에는, 반응관(203)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개로서의 시일 캡(219)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)은, 예를 들어 SUS 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는, 반응관(203)의 하단과 맞닿는 시일 부재로서의 O링(220)이 마련되어 있다. 시일 캡(219)의 하방에는, 후술하는 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(255)은, 시일 캡(219)을 관통하여 보트(217)에 접속되어 있다. 회전 기구(267)는, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 외부에 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 시일 캡(219)을 승강시킴으로써, 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내외로 반입 및 반출(반송)하는 반송 장치(반송 기구)로서 구성되어 있다.Below the reaction tube 203 , a seal cap 219 as a furnace-aperture cover capable of hermetically closing the lower end opening of the reaction tube 203 is provided. The seal cap 219 is made of, for example, a metal material such as SUS, and is formed in a disk shape. An O-ring 220 is provided on the upper surface of the seal cap 219 as a sealing member in contact with the lower end of the reaction tube 203 . Below the seal cap 219, a rotation mechanism 267 for rotating a boat 217, which will be described later, is provided. The rotation shaft 255 of the rotation mechanism 267 passes through the seal cap 219 and is connected to the boat 217 . The rotation mechanism 267 is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 217 . The seal cap 219 is configured to be vertically raised and lowered by the boat elevator 115 as a lifting mechanism provided outside the reaction tube 203 . The boat elevator 115 is configured as a transport device (transport mechanism) for loading and unloading (transporting) wafers 200 into and out of the processing chamber 201 by raising and lowering the seal cap 219 .

기판 지지구로서의 보트(217)는, 복수개의 기판 보유 지지 기둥으로서의 보트 기둥(217a)을 구비하고 있고, 보트 기둥(217a) 각각에 마련된 복수의 보유 지지 홈에 의해, 복수매, 예를 들어 25 내지 200매의 웨이퍼(200)를 각각 수평 자세이면서 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜 다단으로 지지하도록, 즉, 간격을 두고 배열시키도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성된다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영이나 SiC 등의 내열성 재료에 의해 구성되는 단열판(218)이 수평 자세로 다단으로 지지되어 있다.The boat 217 serving as the substrate holder is provided with a plurality of boat posts 217a serving as substrate holding posts, and a plurality of, for example, 25 Each of the 200 to 200 wafers 200 is arranged in a vertical direction in a horizontal position and centered on each other to support it in multiple stages, that is, it is configured to be arranged at intervals. The boat 217 is made of, for example, a heat-resistant material such as quartz or SiC. In the lower part of the boat 217, for example, heat insulating plates 218 made of a heat-resistant material such as quartz or SiC are supported in multiple stages in a horizontal position.

반응관(203) 내에는, 온도 검출기로서의 온도 센서(263)가 설치되어 있다. 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전 상태를 조정함으로써, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포로 된다. 온도 센서(263)는, 반응관(203)의 내벽을 따라 마련되어 있다.A temperature sensor 263 as a temperature detector is provided in the reaction tube 203 . By adjusting the energization state of the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 , the temperature in the processing chamber 201 becomes a desired temperature distribution. The temperature sensor 263 is provided along the inner wall of the reaction tube 203 .

도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(121)는, CPU(Central Processing Unit)(121a), RAM(Random Access Memory)(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 통해서, CPU(121a)와 데이터 교환 가능하게 구성되어 있다. 컨트롤러(121)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속되어 있다.As shown in FIG. 3 , the controller 121 serving as a control unit (control unit) includes a central processing unit (CPU) 121a, a random access memory (RAM) 121b, a storage device 121c, and an I/O port. (121d) is configured as a computer. The RAM 121b, the storage device 121c, and the I/O port 121d are configured such that data can be exchanged with the CPU 121a via the internal bus 121e. An input/output device 122 configured as a touch panel or the like is connected to the controller 121 .

기억 장치(121c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(121c) 내에는, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(121)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히 프로그램이라고도 한다. 또한, 프로세스 레시피를, 간단히 레시피라고도 한다. 본 명세서에서 프로그램이라는 말을 사용한 경우에는, 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들 양쪽을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)은, CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보유되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.The storage device 121c is configured of, for example, a flash memory, a HDD (Hard Disk Drive), or the like. In the memory device 121c, a control program for controlling the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe in which a procedure, conditions, and the like of a substrate processing described later are described are stored in a readable manner. The process recipe is combined so that a predetermined result can be obtained by causing the controller 121 to execute each procedure in the substrate processing step to be described later, and functions as a program. Hereinafter, this process recipe, a control program, etc. are generically called, and it is simply called a program. In addition, a process recipe is also simply called a recipe. When the term "program" is used in this specification, only a single recipe is included, only a control program is included, or both are included in some cases. The RAM 121b is configured as a memory area (work area) in which a program, data, etc. read by the CPU 121a are temporarily held.

I/O 포트(121d)는, 상술한 MFC(241a 내지 241e), 밸브(243a 내지 243e), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 히터(207), 온도 센서(263), 진공 펌프(246), 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속되어 있다.The I/O port 121d includes the above-described MFCs 241a to 241e, valves 243a to 243e, pressure sensor 245 , APC valve 244 , heater 207 , temperature sensor 263 , and a vacuum pump. 246 , a rotation mechanism 267 , a boat elevator 115 , and the like.

CPU(121a)는, 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(121c)로부터 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. CPU(121a)는, 판독한 레시피의 내용을 따르도록, MFC(241a 내지 (241e)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(243a 내지 243e)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서(263)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.The CPU 121a is configured to read and execute a control program from the storage device 121c and read a recipe from the storage device 121c according to input of an operation command from the input/output device 122 or the like. The CPU 121a performs the flow rate adjustment operation of various gases by the MFCs 241a to 241e, the opening/closing operation of the valves 243a to 243e, the opening/closing operation of the APC valve 244, and The pressure adjustment operation by the APC valve 244 based on the pressure sensor 245 , the starting and stopping of the vacuum pump 246 , the temperature adjustment operation of the heater 207 based on the temperature sensor 263 , the rotation mechanism 267 ) to control the rotation and rotation speed control operation of the boat 217 and the lifting operation of the boat 217 by the boat elevator 115 .

컨트롤러(121)는, 외부 기억 장치(123)에 저장된 상술한 프로그램을, 컴퓨터에 인스톨함으로써 구성할 수 있다. 외부 기억 장치(123)는, 예를 들어 HDD 등의 자기 디스크, CD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리를 포함한다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성되어 있다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히 기록 매체라고도 한다. 본 명세서에서 기록 매체라는 말을 사용한 경우에는, 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그들 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, 컴퓨터에의 프로그램의 제공은, 외부 기억 장치(123)를 사용하지 않고, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여 행해도 된다.The controller 121 can be configured by installing the above-described program stored in the external storage device 123 in a computer. The external storage device 123 includes, for example, a magnetic disk such as an HDD, an optical disk such as a CD, a magneto-optical disk such as an MO, and a semiconductor memory such as a USB memory. The storage device 121c and the external storage device 123 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these are collectively referred to as a recording medium. When the term "recording medium" is used in this specification, only the storage device 121c alone, the external storage device 123 alone, or both are included in some cases. In addition, the provision of the program to a computer may be performed using communication means, such as the Internet or a dedicated line, without using the external storage device 123. As shown in FIG.

(2) 기판 처리 공정(2) substrate processing process

상술한 기판 처리 장치를 사용하여, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 기판으로서의 웨이퍼(200) 상에 원하는 막을 형성하고, 개질하는 기판 처리 시퀀스 예에 대해서, 주로 도 4를 사용하여 설명한다. 이하의 설명에서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(121)에 의해 제어된다.An example of a substrate processing sequence for forming and modifying a desired film on the wafer 200 as a substrate as one step of the semiconductor device manufacturing process using the above-described substrate processing apparatus will be mainly described with reference to FIG. 4 . In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 121 .

도 4에 도시하는 기판 처리 시퀀스에서는,In the substrate processing sequence shown in Fig. 4,

(a) 제1 온도 하에서, 웨이퍼(200)에 대하여 Si와 C로 구성되는 환상 구조 및 할로겐으로서의 Cl을 포함하는 원료로서 TCDSCB 가스를 공급하는 공정과, 웨이퍼(200)에 대하여 질화제로서 NH3 가스를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 환상 구조 및 N을 포함하는 제1 막으로서 SiCN막을 형성하는 공정과,(a) a step of supplying a TCDSCB gas as a raw material containing Cl as a halogen and a cyclic structure composed of Si and C to the wafer 200 under a first temperature, and NH 3 as a nitriding agent to the wafer 200 a step of forming a SiCN film as a first film containing an annular structure and N on the wafer 200 by performing a predetermined number of cycles of asynchronously performing the gas supply step;

(b) 제2 온도 하에서, 웨이퍼(200)에 대하여 산화제로서 H2O 가스를 공급함으로써, SiCN막을, 환상 구조 및 O를 포함하는 제2 막으로서 SiOCN막 또는 SiOC막으로 변환시키는 공정과,(b) converting the SiCN film into a SiOCN film or a SiOC film as a second film containing an annular structure and O by supplying H 2 O gas as an oxidizing agent to the wafer 200 under a second temperature;

(c) 제3 온도 하에서, SiOCN막 또는 SiOC막을 어닐하는 공정을 갖고, (c)에서의 제3 온도를 제어함으로써, SiOCN막 또는 SiOC막의 스트레스를 제어한다.(c) annealing the SiOCN film or SiOC film under a third temperature, and controlling the third temperature in (c) to control the stress of the SiOCN film or SiOC film.

(a)에서의 제1 온도 하에서, 웨이퍼(200) 상에 환상 구조 및 N을 포함하는 제1 막으로서 SiCN막을 형성하는 공정을, 성막 스텝이라고도 한다. 또한, 원료 가스나 반응 가스 등의 기판 처리에 기여하는 가스를 총칭하여 처리 가스라고도 한다.The process of forming a SiCN film as a first film containing an annular structure and N on the wafer 200 under the first temperature in (a) is also referred to as a film formation step. In addition, gases that contribute to substrate processing, such as source gas and reactive gas, are collectively referred to as a processing gas.

(b)에서의 제2 온도 하에서, H2O 가스를 공급함으로써, SiCN막을, 환상 구조 및 O를 포함하는 제2 막으로서 SiOCN막 또는 SiOC막으로 변환시키는 공정을, H2O 어닐 스텝이라고도 한다.The process of converting the SiCN film into a SiOCN film or SiOC film as a second film containing an annular structure and O by supplying H 2 O gas under the second temperature in (b) is also referred to as an H 2 O annealing step. .

(c)에서의 제3 온도 하에서, SiOCN막 또는 SiOC막을 어닐하는 공정을, N2 어닐 스텝이라고도 한다.The step of annealing the SiOCN film or the SiOC film under the third temperature in (c) is also referred to as an N 2 annealing step.

본 기판 처리 시퀀스에서는, 성막 스텝 후에 행하여지는, H2O 어닐 스텝에서, SiCN막을 SiOCN막 또는 SiOC막으로 개질시키게 된다. SiOCN막 또는 SiOC막을, 편의상, SiOC(N)막이라고도 칭한다. SiOC(N)막은, 적어도 Si와 C로 구성되는 환상 구조 및 O를 포함하는 막이 된다.In this substrate processing sequence, the SiCN film is reformed into a SiOCN film or a SiOC film in an H 2 O annealing step performed after the film formation step. The SiOCN film or SiOC film is also referred to as a SiOC(N) film for convenience. The SiOC(N) film has a cyclic structure composed of at least Si and C and a film containing O.

또한, 성막 스텝, H2O 어닐 스텝, N2 어닐 스텝의 각 스텝은, 논 플라스마의 분위기 하에서 행하여진다. 각 스텝을 논 플라스마의 분위기 하에서 행함으로써, 각 스텝에서 발생시키는 반응 등을 고정밀도로 제어하는 것이 가능하게 되어, 각 스텝에서 행하는 처리의 제어성을 높이는 것이 가능하게 된다.In addition, each step of the film-forming step, the H 2 O annealing step, and the N 2 annealing step is performed in a non-plasma atmosphere. By carrying out each step in a non-plasma atmosphere, it becomes possible to control the reaction etc. which generate|occur|produce in each step with high precision, and it becomes possible to improve the controllability of the process performed by each step.

본 명세서에서는, 도 4에 도시하는 기판 처리 시퀀스를, 편의상, 이하와 같이 나타내는 경우도 있다. 이하의 변형예 등의 설명에서도, 마찬가지의 표기를 사용하는 것으로 한다.In this specification, the substrate processing sequence shown in FIG. 4 may be shown as follows for convenience. Also in the description of the following modified examples, the same notation shall be used.

(TCDSCB→NH3)×n→H2O_ANL→N2_ANL ⇒ SiOC(N)(TCDSCB→NH 3 )×n→H 2 O_ANL→N 2 _ANL ⇒ SiOC(N)

본 명세서에서 「웨이퍼」라는 말을 사용한 경우에는, 웨이퍼 그 자체를 의미하는 경우나, 웨이퍼와 그 표면에 형성된 소정의 층이나 막의 적층체를 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼의 표면」이라는 말을 사용한 경우에는, 웨이퍼 그 자체의 표면을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 층 등의 표면을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「웨이퍼 상에 소정의 층을 형성한다」라고 기재한 경우에는, 웨이퍼 그 자체의 표면 상에 소정의 층을 직접 형성하는 것을 의미하는 경우나, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 층 등의 위에 소정의 층을 형성하는 것을 의미하는 경우가 있다. 본 명세서에서 「기판」이라는 말을 사용한 경우도, 「웨이퍼」라는 말을 사용한 경우와 동의이다.When the term "wafer" is used in this specification, it may mean a wafer itself or a laminate of a wafer and a predetermined layer or film formed on the surface in some cases. When the term "surface of a wafer" is used in this specification, it may mean the surface of the wafer itself, or the surface of a predetermined layer etc. formed on a wafer. In this specification, when it is described as "forming a predetermined layer on a wafer", it means directly forming a predetermined layer on the surface of the wafer itself, or on a layer formed on the wafer, etc. In some cases, it means forming a predetermined layer. The use of the word "substrate" in this specification is synonymous with the case of using the word "wafer".

(웨이퍼 차지 및 보트 로드)(Wafer Charge and Boat Load)

복수매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)된다. 그 후, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)는, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려져서 처리실(201) 내에 반입(보트 로드)된다. 이 상태에서, 시일 캡(219)은 O링(220)을 통하여 반응관(203)의 하단을 시일한 상태가 된다.A plurality of wafers 200 are loaded (wafer charged) on the boat 217 . Thereafter, as shown in FIG. 1 , the boat 217 supporting the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 115 and loaded into the processing chamber 201 (boat loading). In this state, the seal cap 219 is in a state in which the lower end of the reaction tube 203 is sealed through the O-ring 220 .

(압력 조정 및 온도 조정)(pressure adjustment and temperature adjustment)

처리실(201) 내, 즉, 웨이퍼(200)가 존재하는 공간이 원하는 압력(진공도)으로 되도록, 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때, 처리실(201) 내의 압력은 압력 센서(245)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(244)가 피드백 제어된다. 또한, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200)가 원하는 처리 온도로 되도록, 히터(207)에 의해 가열된다. 이때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포로 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(207)에의 통전 상태가 피드백 제어된다. 또한, 회전 기구(267)에 의한 웨이퍼(200)의 회전을 개시한다. 진공 펌프(246)의 가동, 웨이퍼(200)의 가열 및 회전은, 모두, 적어도 웨이퍼(200)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안에는 계속해서 행하여진다.The vacuum pump 246 evacuates (depressurizes) so that the inside of the processing chamber 201, ie, the space in which the wafer 200 exists, becomes a desired pressure (vacuum degree). At this time, the pressure in the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245 , and the APC valve 244 is feedback-controlled based on the measured pressure information. In addition, the wafer 200 in the processing chamber 201 is heated by the heater 207 to a desired processing temperature. At this time, the energization state of the heater 207 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the inside of the processing chamber 201 may have a desired temperature distribution. In addition, rotation of the wafer 200 by the rotation mechanism 267 is started. The operation of the vacuum pump 246 and the heating and rotation of the wafer 200 are all continuously performed at least until the processing of the wafer 200 is finished.

(성막 스텝)(film formation step)

그 후, 이하의 스텝 1 및 스텝 2를 순차 실시한다.After that, the following steps 1 and 2 are sequentially performed.

[스텝 1][Step 1]

이 스텝에서는, 처리실(201) 내에 수용된 웨이퍼(200)에 대하여, 원료로서 TCDSCB 가스를 공급한다. 구체적으로는, 밸브(243a)를 개방하여, 가스 공급관(232a) 내에 TCDSCB 가스를 흘린다. TCDSCB 가스는, MFC(241a)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249a)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 TCDSCB 가스가 공급된다. 이때 밸브(243c, 243d)를 개방하여, 가스 공급관(232c, 232d) 내에 N2 가스를 흘리도록 해도 된다.In this step, TCDSCB gas is supplied as a raw material to the wafer 200 accommodated in the processing chamber 201 . Specifically, the valve 243a is opened to flow the TCDSCB gas into the gas supply pipe 232a. The flow rate of the TCDSCB gas is adjusted by the MFC 241a , and is supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249a and exhausted from the exhaust pipe 231 . At this time, the TCDSCB gas is supplied to the wafer 200 . At this time, the valves 243c and 243d may be opened to flow the N 2 gas into the gas supply pipes 232c and 232d.

본 스텝에서의 처리 조건으로서는,As processing conditions in this step,

처리 온도(제1 온도): 200 내지 400℃, 바람직하게는 250 내지 350℃Treatment temperature (first temperature): 200 to 400° C., preferably 250 to 350° C.

처리 압력: 133 내지 2666PaTreatment pressure: 133-2666Pa

TCDSCB 가스 공급 유량: 1 내지 2000sccmTCDSCB gas supply flow: 1 to 2000 sccm

N2 가스 공급 유량(각 가스 공급관): 0 내지 10000sccmN 2 gas supply flow rate (each gas supply pipe): 0 to 10000 sccm

각 가스 공급 시간: 1 내지 120초, 바람직하게는 5 내지 60초Each gas supply time: 1 to 120 seconds, preferably 5 to 60 seconds

가 예시된다.is exemplified.

또한, 본 명세서에서의 「200 내지 400℃」 등의 수치 범위의 표기는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함되는 것을 의미한다. 예를 들어 「200 내지 400℃」는, 「200℃ 이상 400℃ 이하」를 의미한다. 다른 수치 범위에 대해서도 마찬가지이다.In addition, the description of a numerical range, such as "200-400 degreeC" in this specification means that a lower limit and an upper limit are included in the range. For example, "200-400 degreeC" means "200 degreeC or more and 400 degrees C or less". The same is true for other numerical ranges.

상술한 처리 조건, 특히 온도 조건은, TCDSCB에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조의 적어도 일부를, 파괴하지 않고 보유 지지(유지)할 수 있는 조건이다. 즉, 상술한 처리 조건은, 웨이퍼(200)에 대하여 공급되는 TCDSCB 가스(복수의 TCDSCB 분자)에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 적어도 일부의 환상 구조가 파괴되지 않고 그대로의 형태로 유지되는 조건이다. 즉, 웨이퍼(200)에 대하여 공급되는 TCDSCB 가스에 포함되는 복수의 환상 구조를 구성하는 복수의 Si-C 결합 중, 적어도 일부의 Si-C 결합이 그대로의 형태로 유지되는 조건이다. 상술한 바와 같이, 본 명세서에서는, Si와 C로 구성되는 환상 구조를, 간단히 환상 구조라고도 칭한다.The above-described processing conditions, particularly temperature conditions, are conditions in which at least a part of the annular structure composed of Si and C contained in the TCDSCB can be held (maintained) without destruction. That is, the above-described processing conditions are conditions in which at least some of the annular structures contained in the TCDSCB gas (a plurality of TCDSCB molecules) supplied to the wafer 200 are maintained in their intact form without being destroyed. . That is, among the plurality of Si-C bonds constituting the plurality of annular structures included in the TCDSCB gas supplied to the wafer 200 , at least some of the Si-C bonds are maintained as they are. As described above, in this specification, the cyclic structure composed of Si and C is simply referred to as a cyclic structure.

상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 TCDSCB 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200)의 최표면 상에, 환상 구조 및 할로겐으로서의 Cl을 포함하는 제1 층(초기층)이 형성된다. 즉, 제1 층으로서, Si와 C로 구성되는 환상 구조 및 Cl을 포함하는 층이 형성된다. 제1 층 중에는, TCDSCB 가스에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 적어도 일부의 환상 구조가, 파괴되지 않고 그대로의 형태로 도입된다. 또한, 제1 층은, 환상 구조를 구성하는 복수의 Si-C 결합 중 일부의 결합이 파괴됨으로써 생성된 쇄상 구조를 포함하는 경우가 있다. 또한, 제1 층은, Si-Cl 결합 및 C-H 결합 중 적어도 어느 것을 포함하는 경우가 있다.By supplying the TCDSCB gas to the wafer 200 under the above-described conditions, a first layer (initial layer) containing a cyclic structure and Cl as a halogen is formed on the outermost surface of the wafer 200 . That is, as the first layer, a cyclic structure composed of Si and C and a layer containing Cl are formed. In the first layer, among the plurality of annular structures contained in the TCDSCB gas, at least a part of the annular structure is introduced without being destroyed as it is. Moreover, the 1st layer may contain the chain|strand structure produced|generated by breaking some bonds among the some Si-C bond which comprises a cyclic structure. In addition, the 1st layer may contain at least any of a Si-Cl bond and a C-H bond.

웨이퍼(200) 상에 제1 층을 형성한 후, 밸브(243a)를 폐쇄하여, 처리실(201) 내에의 TCDSCB 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 처리실(201) 내를 진공 배기하여, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다. 이때, 밸브(243c, 243d)를 개방하여, 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용한다.After the first layer is formed on the wafer 200 , the valve 243a is closed to stop the supply of the TCDSCB gas into the processing chamber 201 . Then, the inside of the processing chamber 201 is evacuated to remove gas or the like remaining in the processing chamber 201 from the inside of the processing chamber 201 . At this time, the valves 243c and 243d are opened to supply the N 2 gas into the processing chamber 201 . The N 2 gas acts as a purge gas.

원료로서는, TCDSCB 가스 외에, 1,1,3,3-테트라클로로-1,3-디실라시클로펜탄(C3H6Cl4Si2) 가스 등을 사용할 수 있다. 즉, 원료에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조의 형상은, 사각형인 경우에 한하지 않는다. 또한, 이 환상 구조는, Si와 C가 교대로 결합하여 이루어지는 경우에 한하지 않는다. 또한, 원료로서는, 1,1,3,3-테트라플루오로-1,3-디실라시클로부탄(C2H4F4Si2) 가스 등을 사용할 수도 있다. 즉, 원료에 포함되는 할로겐은, Cl에 한하지 않고, 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등이어도 된다.As the raw material, in addition to TCDSCB gas, 1,1,3,3-tetrachloro-1,3-disilacyclopentane (C 3 H 6 Cl 4 Si 2 ) gas or the like can be used. That is, the shape of the annular structure composed of Si and C contained in the raw material is not limited to the case of a quadrangle. In addition, this cyclic structure is not limited to the case where Si and C couple|bond alternately. Further, as the raw material, 1,1,3,3-tetrafluoro-1,3-disilacyclobutane (C 2 H 4 F 4 Si 2 ) gas or the like may be used. That is, the halogen contained in the raw material is not limited to Cl, and may be fluorine (F), bromine (Br), iodine (I), or the like.

불활성 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 Ar 가스, He 가스, Ne 가스, Xe 가스 등의 각종 희가스를 사용하는 것이 가능하다. 이 점은, 후술하는 스텝 2, 퍼지 스텝, H2O 어닐 스텝 및 N2 어닐 스텝에서도 마찬가지이다.As the inert gas, it is possible to use various noble gases such as Ar gas, He gas, Ne gas, and Xe gas other than N 2 gas. This point is also the same in step 2, a purge step, an H 2 O annealing step, and an N 2 annealing step, which will be described later.

[스텝 2][Step 2]

스텝 1이 종료된 후, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200), 즉, 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1 층에 대하여, 반응체로서 질화제인 NH3 가스를 공급한다. 구체적으로는, 밸브(243b 내지 243d)의 개폐 제어를, 스텝 1에서의 밸브(243a, 243c, 243d)의 개폐 제어와 마찬가지의 수순으로 행한다. NH3 가스는, MFC(241b)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스가 공급된다.After step 1 is completed, NH 3 gas serving as a nitriding agent is supplied as a reactant to the wafer 200 in the processing chamber 201 , that is, the first layer formed on the wafer 200 . Specifically, the opening/closing control of the valves 243b to 243d is performed in the same procedure as the opening/closing control of the valves 243a, 243c, and 243d in step 1. The NH 3 gas is flow-controlled by the MFC 241b, is supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249b, and is exhausted from the exhaust pipe 231 . At this time, NH 3 gas is supplied to the wafer 200 .

본 스텝에서의 처리 조건으로서는,As processing conditions in this step,

처리 온도(제1 온도): 200 내지 400℃, 바람직하게는 250 내지 350℃Treatment temperature (first temperature): 200 to 400° C., preferably 250 to 350° C.

처리 압력: 133 내지 3999PaTreatment pressure: 133 to 3999Pa

NH3 가스 공급 유량: 100 내지 10000sccmNH 3 gas supply flow rate: 100 to 10000 sccm

가스 공급 시간: 1 내지 120초Gas supply time: 1 to 120 seconds

가 예시된다. 다른 처리 조건은, 스텝 1에서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.is exemplified. Other processing conditions are the same as the processing conditions in step 1.

상술한 처리 조건, 특히 온도 조건은, 스텝 1에서 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1 층 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조의 적어도 일부를, 파괴하지 않고 보유 지지(유지)할 수 있는 조건이다. 즉, 상술한 처리 조건은, 웨이퍼(200) 상의 제1 층 중에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 적어도 일부의 환상 구조가 파괴되지 않고 그대로의 형태로 유지되는 조건이다. 즉, 웨이퍼(200) 상의 제1 층 중에 포함되는 복수의 환상 구조를 구성하는 복수의 Si-C 결합 중, 적어도 일부의 Si-C 결합이 절단되지 않고 그대로의 형태로 유지되는 조건이다. 이 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합은 견고해서, Si로부터 C가 탈리하기 어려운 상태가 된다.The above-described processing conditions, particularly temperature conditions, are capable of holding (maintaining) at least a part of the annular structure composed of Si and C included in the first layer formed on the wafer 200 in step 1 without destroying it. is a condition That is, the above-described processing conditions are conditions in which at least some of the annular structures among the plurality of annular structures included in the first layer on the wafer 200 are not destroyed and maintained in their intact form. That is, among the plurality of Si-C bonds constituting the plurality of annular structures included in the first layer on the wafer 200 , at least some of the Si-C bonds are not cut and are maintained in their intact form. The Si-C bond constituting this cyclic structure is strong, and C is in a state in which it is difficult to detach from Si.

상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스를 공급함으로써, 제1 층의 적어도 일부를 개질(질화)시킬 수 있다. 그에 의해, 제1 층 중으로부터 Cl이나 H 등을 탈리시킴과 함께, NH3 가스에 포함되는 N을, N에 H가 결합한 상태로, 제1 층 중에 도입시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 제1 층에 포함되는 환상 구조를 구성하는 Si에, NH3 가스에 포함되는 N을, N에 H가 결합한 상태로 결합시키는 것이 가능하게 된다. 이 NH의 상태로 Si에 결합한 Si-N 결합은 약하여, Si로부터 N이 탈리하기 쉬운 상태가 된다. 이와 같이 하여 제1 층을 질화시킴으로써, 환상 구조 및 Cl을 포함하는 층인 제1 층을, 환상 구조 및 N을 포함하는 층인 제2 층으로 변환시킬 수 있다.By supplying NH 3 gas to the wafer 200 under the above-described conditions, at least a portion of the first layer may be modified (nitrided). This makes it possible to desorb Cl, H, and the like from the first layer, and to introduce N contained in the NH 3 gas into the first layer in a state in which H is bonded to N. That is, it becomes possible to couple|bond N contained in NH3 gas to Si which comprises the cyclic structure contained in the 1st layer, and H couple|bonded with N. The Si-N bond bonded to Si in this NH state is weak, and N is easily released from Si. By nitriding the first layer in this way, the first layer, which is a layer containing a cyclic structure and Cl, can be converted into a second layer which is a layer containing a cyclic structure and N.

즉, 상술한 조건 하에서 웨이퍼(200)에 대하여 NH3 가스를 공급함으로써, 제1 층에 포함되는 환상 구조의 적어도 일부를, 파괴하지 않고 유지한 채, 제2 층 중에 그대로 도입시키는(잔존시키는) 것이 가능하게 된다. 즉, 제1 층의 질화를, 제1 층에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 적어도 일부의 환상 구조를 그대로의 형태로 남기도록, 불포화(불포화 질화)로 하는 것이 가능하게 된다. 제1 층이 질화됨으로써, 웨이퍼(200) 상에, 제2 층으로서, Si와 C로 구성되는 환상 구조 및 N을 포함하는 층인 실리콘 탄질화층(SiCN층)이 형성된다. 이 SiCN층은, Si, C 및 N을 포함하고 O 비함유의 층이 된다. 또한, 제2 층 중에 포함되는 C는, Si와 C로 구성되는 환상 구조를 유지한 상태에서, 제2 층 중에 도입되게 되고, 제2 층 중에 포함되는 N은, N이 H에 결합한 상태로, 제2 층 중에 도입되게 된다. 즉, 제2 층 중에 포함되는 C는, 견고한 Si-C 결합에 기인하여, 탈리하기 어려운 상태가 되고, 제2 층 중에 포함되는 N은, 취약한 Si-N 결합에 기인하여, 탈리하기 쉬운 상태가 된다.That is, by supplying the NH 3 gas to the wafer 200 under the above-described conditions, at least a part of the annular structure included in the first layer is introduced (remained) into the second layer while maintaining it without destroying it. thing becomes possible That is, the nitridation of the first layer can be made unsaturated (unsaturated nitridation) so that at least a part of the cyclic structures among the plurality of cyclic structures contained in the first layer remain intact. As the first layer is nitrided, a silicon carbonitride layer (SiCN layer), which is a layer containing N and an annular structure composed of Si and C, is formed as a second layer on the wafer 200 . This SiCN layer contains Si, C and N and becomes an O-free layer. In addition, C contained in the second layer is introduced into the second layer while maintaining the cyclic structure composed of Si and C, and N contained in the second layer is in a state where N is bonded to H; It will be introduced in the second layer. That is, C contained in the second layer is in a state where it is difficult to detach due to a strong Si-C bond, and N contained in the second layer is in a state where it is easy to detach due to a weak Si-N bond. do.

웨이퍼(200) 상에 제2 층을 형성한 후, 밸브(243b)를 폐쇄하여, 처리실(201) 내에의 NH3 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 스텝 1과 마찬가지의 처리 수순에 의해, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스 등을 처리실(201) 내로부터 배제한다.After the second layer is formed on the wafer 200 , the valve 243b is closed to stop the supply of the NH 3 gas into the processing chamber 201 . Then, the gas or the like remaining in the processing chamber 201 is removed from the processing chamber 201 by the same processing procedure as in Step 1.

질화제(N 함유 가스)로서는, NH3 가스 외에, 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스, 이들 화합물을 포함하는 가스 등을 사용하는 것이 가능하다.As the nitriding agent (N-containing gas), in addition to NH 3 gas, diazene (N 2 H 2 ) gas, hydrazine (N 2 H 4 ) gas, N 3 H 8 gas, a gas containing these compounds, or the like may be used. possible.

[소정 횟수 실시][Perform a certain number of times]

스텝 1 및 스텝 2를 비동시에, 즉, 동기시키지 않고 교대로 행하는 사이클을 소정 횟수(n회, n은 1 이상의 정수) 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에, 제1 막으로서, Si와 C로 구성되는 환상 구조 및 N을 포함하는 막인 SiCN막이 형성된다. 상술한 사이클은, 복수회 반복하는 것이 바람직하다. 이 제1 막(SiCN막)은, Si, C 및 N을 포함하고 O 비함유의 막이 되지만, Cl과, 약한 결합을 갖는 N이 잔류하고 있기 때문에, 수분의 흡수, 흡착이 일어나기 쉬운 막이 된다.Si and C as a first film on the wafer 200 by performing a predetermined number of cycles (n times, n is an integer greater than or equal to 1) in which steps 1 and 2 are alternately performed asynchronously, that is, without synchronization A SiCN film, which is a film containing the constituted annular structure and N, is formed. The cycle described above is preferably repeated a plurality of times. This first film (SiCN film) contains Si, C, and N and becomes an O-free film, but since Cl and N having a weak bond remain, it becomes a film in which absorption and adsorption of moisture easily occur.

(퍼지 스텝)(Purge step)

성막 스텝이 종료된 후, 가스 공급관(232c, 232d) 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기관(231)으로부터 배기한다. 이에 의해, 처리실(201) 내가 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물 등이 처리실(201) 내로부터 제거된다.After the film forming step is completed, the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 from each of the gas supply pipes 232c and 232d and exhausted from the exhaust pipe 231 . As a result, the inside of the processing chamber 201 is purged, and gases, reaction byproducts, and the like remaining in the processing chamber 201 are removed from the interior of the processing chamber 201 .

(H2O 어닐 스텝)(H 2 O annealing step)

퍼지 스텝이 종료된 후, 표면에 제1 막이 형성된 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내에 수용한 상태에서, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200), 즉, 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1 막으로서의 SiCN막에 대하여 산화제인 H2O 가스를 공급한다. 구체적으로는, 밸브(243e, 243c, 243d)의 개폐 제어를, 스텝 1에서의 밸브(243a, 243c, 243d)의 개폐 제어와 마찬가지의 수순으로 행한다. H2O 가스는, MFC(241e)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249b)을 통해서 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 H2O 가스가 공급된다.After the purge step is completed, in a state in which the wafer 200 having the first film formed thereon is accommodated in the processing chamber 201 , the wafer 200 in the processing chamber 201 , that is, the first film formed on the wafer 200 . As an oxidizing agent, H 2 O gas is supplied to the SiCN film. Specifically, the opening/closing control of the valves 243e, 243c, and 243d is performed in the same procedure as the opening/closing control of the valves 243a, 243c, 243d in step 1. The H 2 O gas is flow-controlled by the MFC 241e, supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249b, and exhausted from the exhaust pipe 231 . At this time, H 2 O gas is supplied to the wafer 200 .

본 스텝에서의 처리 조건으로서는,As processing conditions in this step,

처리 온도(제2 온도): 200 내지 600℃, 바람직하게는 250 내지 500℃Treatment temperature (second temperature): 200 to 600°C, preferably 250 to 500°C

처리 압력: 1333 내지 101325Pa, 바람직하게는 53329 내지 101325PaTreatment pressure: 1333 to 101325 Pa, preferably 53329 to 101325 Pa

H2O 가스 공급 유량: 50 내지 10000sccmH 2 O gas supply flow rate: 50 to 10000 sccm

H2O 가스 공급 시간: 10 내지 360분, 바람직하게는 60 내지 360분H 2 O gas supply time: 10 to 360 minutes, preferably 60 to 360 minutes

이 예시된다. 다른 처리 조건은, 스텝 1에서의 처리 조건과 마찬가지로 한다.This is exemplified. Other processing conditions are the same as the processing conditions in step 1.

상술한 처리 조건, 특히 온도 조건 및 압력 조건은, 성막 스텝에서 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1 막 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조의 적어도 일부를, 파괴하지 않고 보유 지지(유지)하면서, 제1 막 중에 포함되는 N을 O로 치환 가능한 조건이다. 여기서, 처리 온도, 처리 압력이 너무 높으면, H2O 가스에 의한 산화력이 너무 강해져서, 제1 막 중에 포함되는 환상 구조가 무너져, 막 중의 C가 탈리하기 쉬워진다. 한편, 처리 온도, 처리 압력이 너무 낮으면, H2O 가스에 의한 산화력이 너무 약해져서, 제1 막 중에 포함되는 N을 O로 치환시키는 반응이 불충분해지는 경우가 있다. 상술한 처리 조건이라면, 제1 막 중에 포함되는 환상 구조의 파괴를 억제하면서, 상술한 치환 반응을 충분히 발생시키는 것이 가능하게 된다.The above-described processing conditions, particularly temperature conditions and pressure conditions, hold (maintain) without destroying at least a part of the annular structure composed of Si and C included in the first film formed on the wafer 200 in the film forming step. It is a condition in which N contained in the first film can be substituted with O while doing so. Here, when the treatment temperature and the treatment pressure are too high, the oxidizing power by the H 2 O gas becomes too strong, the annular structure contained in the first film collapses, and C in the film is easily detached. On the other hand, when the treatment temperature and the treatment pressure are too low, the oxidizing power by the H 2 O gas becomes too weak, and the reaction for replacing N with O in the first film may become insufficient. If it is the above-mentioned processing conditions, it becomes possible to fully generate|occur|produce the above-mentioned substitution reaction, suppressing destruction of the cyclic structure contained in the 1st film|membrane.

즉, 상술한 처리 조건은, 웨이퍼(200) 상의 제1 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 적어도 일부의 환상 구조가 파괴되지 않고 그대로의 형태로 유지되면서, 제1 막 중에 포함되는 N이 O로 치환되는 조건이다. 즉, 웨이퍼(200) 상의 제1 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조를 구성하는 복수의 Si-C 결합 중, 적어도 일부의 Si-C 결합이 절단되지 않고 그대로의 형태로 유지되면서, 제1 막 중에 포함되는 N이 O로 치환되는 조건이다.That is, under the above-described processing conditions, among the plurality of annular structures included in the first film on the wafer 200 , at least some of the annular structures are not destroyed and remain intact, while N contained in the first film is O The condition is replaced by That is, among the plurality of Si-C bonds constituting the plurality of annular structures included in the first film on the wafer 200 , at least a portion of the Si-C bonds are not broken and are maintained as they are, while in the first film It is a condition that included N is substituted with O.

즉, 상술한 조건 하에서는, 제1 막 중에 포함되는 환상 구조의 적어도 일부를, 파괴하지 않고 유지하면서, 제1 막 중에 포함되는 N을 O로 치환하는 것이 가능하게 된다. 즉, 제1 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 적어도 일부의 환상 구조를, 그대로의 형태로 막 중에 잔존시키면서, 제1 막 중에 포함되는 N을 O로 치환시키는 것이 가능하게 된다.That is, under the above-mentioned conditions, it becomes possible to substitute O for N contained in the first film, while maintaining at least a part of the cyclic structure contained in the first film without destroying it. That is, it becomes possible to substitute O for N contained in the first film while at least a part of the cyclic structures among the plurality of cyclic structures contained in the first film remain in the film as they are.

또한, 상술한 바와 같이, H2O 어닐 처리 전의 제1 막에서는, 막 중의 환상 구조를 구성하는 Si에, N이 NH의 상태로 결합하고 있다. 이 Si에, N이 NH의 상태로 결합한 Si-N 결합은 취약해서, N은 탈리하기 쉬운 상태로 되어 있다. 또한, 제1 막 중의 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합은 견고해서, C는 탈리하기 어려운 상태로 되어 있다.In addition, as described above, in the first film before the H 2 O annealing treatment, N is bonded to Si constituting the cyclic structure in the film in the state of NH. The Si-N bond in which N is bonded to Si in the state of NH is weak, and N is in a state in which it is easy to detach. In addition, the Si-C bond constituting the cyclic structure in the first film is strong, and C is in a state in which it is difficult to detach.

상술한 조건 하에서 제1 막에 대하여 H2O 어닐 처리를 행함으로써, 제1 막을 산화시켜, 제1 막 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조(Si-C 결합)의 적어도 일부를 유지하면서, 제1 막 중에 포함되는 N을, H2O 가스에 포함되는 O로 치환하는 치환 반응을 발생시킬 수 있다. 이때 제1 막 중에 포함되는 N이나 Cl은 H와 함께 막 중으로부터 탈리하게 된다. 이와 같이, 제1 막을 H2O 가스에 의해 산화시킴으로써, 환상 구조 및 N을 포함하는 제1 막을 환상 구조 및 O를 포함하는 제2 막으로 개질시킬 수 있다. 또한, 제1 막 중에 포함되는 N 모두가 O로 치환되면, 제1 막은 SiOC막으로 개질된다. 또한, 제1 막 중에 포함되는 N 모두가 O로 치환되지 않고, N이 잔류하면, 제1 막은 SiOCN막으로 개질된다. 즉, 제2 막은, SiOC막 또는 SiOCN막, 즉, SiOC(N)막이 된다. 또한, 제1 막을 H2O 가스에 의해 산화시킴으로써, 막 중으로부터 Cl이나 약한 결합을 갖는 N을 탈리시킬 수 있고, 이에 의해, 막 중의 흡습 사이트를 소멸시킬 수 있어, H2O 어닐 처리 후에 제2 막이 대기에 노출되었을 때, 대기 중에 포함되는 수분의 제2 막 중으로의 흡수나 흡착을 억제하는 것이 가능하게 된다. 한편, H2O 어닐 처리 시에, 제2 막 중에 수분이 흡수되어, 제2 막은 수분을 포함하게 된다.By subjecting the first film to an H 2 O annealing treatment under the conditions described above, the first film is oxidized while maintaining at least a part of the annular structure (Si-C bond) composed of Si and C contained in the first film. , a substitution reaction in which N contained in the first film is replaced with O contained in H 2 O gas may be generated. At this time, N or Cl contained in the first film is desorbed from the film together with H. As described above, by oxidizing the first film by the H 2 O gas, the first film including the cyclic structure and N may be modified into the second film including the cyclic structure and O. In addition, when all of the N contained in the first film is substituted with O, the first film is modified into a SiOC film. In addition, if all of N contained in the first film is not substituted with O and N remains, the first film is reformed into a SiOCN film. That is, the second film becomes a SiOC film or a SiOCN film, that is, a SiOC(N) film. In addition, by oxidizing the first film with H 2 O gas, Cl or N having a weak bond can be desorbed from the film, whereby moisture absorption sites in the film can be annihilated, and the second film after H 2 O annealing treatment When the second film is exposed to the atmosphere, it becomes possible to suppress absorption and adsorption of moisture contained in the air into the second film. On the other hand, during the H 2 O annealing treatment, moisture is absorbed into the second film, and the second film contains moisture.

(퍼지 스텝)(Purge step)

H2O 어닐 스텝이 종료된 후, 가스 공급관(232c, 232d) 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기관(231)으로부터 배기한다. 이에 의해, 처리실(201) 내가 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물 등이 처리실(201) 내로부터 제거된다.After the H 2 O annealing step is completed, the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 from each of the gas supply pipes 232c and 232d and exhausted from the exhaust pipe 231 . As a result, the inside of the processing chamber 201 is purged, and gases, reaction byproducts, and the like remaining in the processing chamber 201 are removed from the interior of the processing chamber 201 .

(N2 어닐 스텝)(N 2 annealing step)

퍼지 스텝이 종료된 후, 계속해서, 표면에 제2 막이 형성된 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내에 수용한 상태에서, 처리실(201) 내의 웨이퍼(200), 즉, 웨이퍼(200) 상에 형성된 제2 막에 대하여 열 어닐 처리로서, N2 어닐 처리를 행한다. 이에 의해, 제2 막 중에 포함되는 수분을 탈리시킬 수 있다. 이때, 가스 공급관(232c, 232d) 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기관(231)으로부터 배기한다. N2 가스는, MFC(241c, 241d)에 의해 유량 조정되어, 노즐(249a, 249b)을 통해서 각각 처리실(201) 내에 공급되고, 배기관(231)으로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(200)에 대하여 N2 가스가 공급된다.After the purge step is completed, the wafer 200 in the processing chamber 201, that is, formed on the wafer 200, is continuously accommodated in the processing chamber 201 with the second film formed thereon. As the thermal annealing treatment for the second film, an N 2 annealing treatment is performed. Thereby, the water|moisture content contained in the 2nd film|membrane can be desorbed. At this time, the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 from each of the gas supply pipes 232c and 232d and exhausted from the exhaust pipe 231 . The N 2 gas is flow rate adjusted by the MFCs 241c and 241d, is supplied into the processing chamber 201 through the nozzles 249a and 249b, respectively, and is exhausted from the exhaust pipe 231 . At this time, N 2 gas is supplied to the wafer 200 .

본 스텝에서의 처리 조건으로서는,As processing conditions in this step,

처리 온도(제3 온도): 400 내지 1200℃Treatment temperature (third temperature): 400 to 1200°C

처리 압력: 67 내지 101325PaTreatment pressure: 67 to 101325Pa

N2 가스 공급 유량: 1000 내지 5000sccmN 2 gas supply flow rate: 1000 to 5000 sccm

N2 가스 공급 시간: 10 내지 120분N 2 gas supply time: 10 to 120 minutes

이 예시된다.This is exemplified.

본 스텝에서의 어닐 온도인 처리 온도(제3 온도)를 제어함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 제어할 수 있다. 구체적으로는, 처리 온도를 400℃ 이상 600℃ 이하로 함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 텐실 스트레스로 할 수 있고, 처리 온도를 700℃ 이상 1200℃ 이하로 함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 할 수 있다.By controlling the processing temperature (third temperature), which is the annealing temperature in this step, the film stress of the second film can be controlled. Specifically, by setting the treatment temperature to 400°C or higher and 600°C or lower, the film stress of the second film can be made into tensile stress, and when the treatment temperature is set to 700°C or higher and 1200°C or lower, the film stress of the second film is compressed. stress can do it.

상술한 처리 온도 400 내지 600℃의 온도 조건 하에서는, H2O 어닐 스텝에서 형성된 제2 막 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조를, 파괴하지 않고 보유 지지(유지)하면서, 제2 막 중에 포함되는 수분이나 H, Cl 등의 불순물을 탈리시킬 수 있다. 즉, 처리 온도 400 내지 600℃는, 제2 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 모두, 또는, 대부분의 환상 구조가 파괴되지 않고 그대로의 형태로 유지되면서, 제2 막 중에 포함되는 수분이나 불순물을 탈리시키는 온도이다. 바꿔 말하면, 제2 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조를 구성하는 복수의 Si-C 결합 중, 모두, 또는, 대부분의 Si-C 결합이 절단되지 않고 그대로의 형태로 유지되는 온도이다. 따라서, 어닐 온도를 400 내지 600℃로 함으로써, 제2 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 모두, 또는, 대부분의 환상 구조가 유지되고, 환상 구조를 구성하는 복수의 Si-C 결합 중, 모두, 또는, 대부분의 Si-C 결합이 절단되지 않고 그대로의 형태로 유지되게 된다. 결과로서, 제2 막의 막 스트레스를 텐실 스트레스로 할 수 있다. 또한, 제2 막 중으로부터의 불순물 탈리량을 제어함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 텐실측에서 미세 조정할 수 있다. 또한, 대부분이란, 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상을 의미한다.Under the temperature condition of the treatment temperature of 400 to 600° C. described above, the annular structure composed of Si and C contained in the second film formed in the H 2 O annealing step is retained (maintained) without destruction, while in the second film The contained moisture and impurities such as H and Cl can be removed. That is, at a treatment temperature of 400 to 600° C., moisture and impurities contained in the second film are maintained while all, or most, of the plurality of annular structures included in the second film are not destroyed. is the temperature at which In other words, it is the temperature at which all or most of the Si-C bonds among the plurality of Si-C bonds constituting the plurality of annular structures included in the second film are maintained in their intact form without being cut. Therefore, by setting the annealing temperature to 400 to 600°C, all or most of the cyclic structures among the plurality of cyclic structures included in the second film are maintained, and all of the plurality of Si-C bonds constituting the cyclic structure are maintained. , or, most of the Si-C bonds are not cleaved and remain intact. As a result, the film stress of the second film can be taken as the tensyl stress. In addition, by controlling the amount of impurities removed from the second film, it is possible to fine-tune the film stress of the second film on the stencil side. In addition, most means 70 % or more, Preferably it is 80 % or more, More preferably, it means 90 % or more.

또한, 상술한 처리 온도 700 내지 1200℃의 온도 조건 하에서는, 제2 막 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조를 파괴하면서, 제2 막 중에 포함되는 수분이나 H, Cl 등의 불순물을 탈리시킬 수 있다. 또한, 이때, 환상 구조를 구성하고 있던 C의 적어도 일부가 탈리하는 경우도 있다. 즉, 처리 온도 700 내지 1200℃는, 제2 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 모두, 또는, 대부분의 환상 구조가 파괴되면서, 제2 막 중에 포함되는 수분이나 H, Cl 등의 불순물을 탈리시키는 온도이다. 바꿔 말하면, 제2 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조를 구성하는 복수의 Si-C 결합 중, 모두, 또는, 대부분의 Si-C 결합이 절단되는 온도이다. 따라서, 어닐 온도를 700 내지 1200℃로 함으로써, 제2 막 중에 포함되는 복수의 환상 구조 중, 모두, 또는, 대부분의 환상 구조가 파괴되어, 환상 구조를 구성하는 복수의 Si-C 결합 중, 모두, 또는, 대부분의 Si-C 결합이 절단되게 된다. 결과로서, 제2 막의 막 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 할 수 있다. 또한, 제2 막 중으로부터의 불순물 탈리량을 제어함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 컴프레시브측에서 미세 조정할 수 있다.In addition, under the above-described processing temperature of 700 to 1200 ° C., while destroying the annular structure composed of Si and C contained in the second film, moisture and impurities such as H and Cl contained in the second film are desorbed. can In addition, at this time, at least a part of C which has comprised the cyclic structure may detach|desorb. That is, at a processing temperature of 700 to 1200° C., all or most of the cyclic structures among the plurality of cyclic structures included in the second film are destroyed, while moisture and impurities such as H and Cl are desorbed from the second film. is the temperature In other words, it is the temperature at which all or most of the Si-C bonds among the plurality of Si-C bonds constituting the plurality of cyclic structures included in the second film are cleaved. Accordingly, by setting the annealing temperature to 700 to 1200°C, all or most of the cyclic structures among the plurality of cyclic structures included in the second film are destroyed, and all of the plurality of Si-C bonds constituting the cyclic structure , or, most of the Si-C bonds are cleaved. As a result, the film stress of the second film can be taken as the compressive stress. In addition, by controlling the amount of impurities removed from the second film, the film stress of the second film can be finely adjusted on the compressive side.

또한, 상술한 처리 온도가 600℃ 초과 700℃ 미만이 되는 온도 조건 하에서는, 제2 막 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조의 적어도 일부가 유지되고, 제2 막 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조의 적어도 일부가 파괴된다. 즉, 제2 막 중에 포함되는 환상 구조가 유지된 비율과 파괴된 비율에 따라, 제2 막의 막 스트레스는 텐실 스트레스 또는 컴프레시브 스트레스로 변화한다.In addition, under the temperature condition in which the above-described processing temperature is more than 600°C and less than 700°C, at least a part of the annular structure composed of Si and C contained in the second film is maintained, and Si and C contained in the second film are maintained. At least a part of the constituted annular structure is destroyed. That is, the film stress of the second film changes into a tensile stress or a compressive stress according to the rate at which the annular structure included in the second film is maintained and the rate at which it is destroyed.

즉, 본 스텝에서는, 어닐 온도를 제어함으로써, 제2 막 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조의 유지와 파괴를 제어할 수 있다. 구체적으로는, 제2 막 중에 포함되는 환상 구조의 유지와 파괴 각각의 비율을 제어할 수 있다. 그리고 그에 의해, 제2 막의 막 스트레스를 자유롭게 제어할 수 있다. 구체적으로는, 제2 막 중에 포함되는 환상 구조가 유지되는 비율을 많게 함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 텐실측으로 제어할 수 있고, 제2 막 중에 포함되는 환상 구조가 파괴되는 비율을 많게 함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 컴프레시브측으로 제어할 수 있다.That is, in this step, by controlling the annealing temperature, the maintenance and destruction of the annular structure composed of Si and C contained in the second film can be controlled. Specifically, each ratio of maintenance and destruction of the annular structure contained in the second film can be controlled. And thereby, the film stress of the second film can be freely controlled. Specifically, by increasing the rate at which the annular structure contained in the second film is maintained, the film stress of the second film can be controlled on the tensile side, and by increasing the rate at which the annular structure contained in the second film is destroyed, The film stress of the second film can be controlled to the compressive side.

바꿔 말하면, 어닐 온도를 제어함으로써, 제2 막 중에 포함되는 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합의 유지와 절단을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 제2 막 중에 포함되는 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합의 유지와 절단 각각의 비율을 제어할 수 있다. 그리고 그에 의해, 제2 막의 막 스트레스를 자유롭게 제어할 수 있다. 구체적으로는, 제2 막 중에 포함되는 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합이 유지되는 비율을 많게 함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 텐실측으로 제어할 수 있고, 제2 막 중에 포함되는 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합이 절단되는 비율을 많게 함으로써, 제2 막의 막 스트레스를 컴프레시브측으로 제어할 수 있다.In other words, by controlling the annealing temperature, it is possible to control the maintenance and cleavage of the Si-C bond constituting the cyclic structure included in the second film. Specifically, it is possible to control the respective ratios of retention and cleavage of Si-C bonds constituting the cyclic structure included in the second film. And thereby, the film stress of the second film can be freely controlled. Specifically, by increasing the ratio at which the Si-C bonds constituting the annular structure contained in the second film are maintained, the film stress of the second film can be controlled on the tensile side, and the annular structure contained in the second film is reduced. By increasing the rate at which the constituting Si-C bond is broken, the film stress of the second film can be controlled to the compressive side.

즉, 본 스텝에서는, 어닐 온도를 제어함으로써, 제2 막의 스트레스를 텐실 스트레스 및 컴프레시브 스트레스의 어느 것이 되도록 제어할 수 있다.That is, in this step, by controlling the annealing temperature, it is possible to control the stress of the second film to be either a tensyl stress or a compressive stress.

또한, 본 실시 형태에서는, 성막 스텝과 H2O 어닐 스텝과 N2 어닐 스텝을, 이 순서대로, 웨이퍼(200)를 동일한 처리실(201) 내에 수용한 상태에서, 그 자리에서 (in-situ) 연속해서 행하도록 하고 있다. 이 경우, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막을 대기에 노출시키지 않고, 이들 일련의 처리를 연속적으로 행하는 것이 가능하게 된다. 결과로서, 웨이퍼 상에 형성되는 막의 조성의 변동을 억제하여, 각 스텝에서 행하는 처리의 제어성을 높이는 것이 가능하게 되고, 또한 스루풋, 즉 생산성을 향상시키는 것도 가능하게 된다.In addition, in the present embodiment, the film forming step, the H 2 O annealing step, and the N 2 annealing step are performed in this order in a state in which the wafer 200 is accommodated in the same processing chamber 201 , in-situ. to be done continuously. In this case, it becomes possible to continuously perform these series of processes without exposing the film formed on the wafer 200 to the atmosphere. As a result, it becomes possible to suppress fluctuations in the composition of the film formed on the wafer, thereby enhancing the controllability of the processing performed in each step, and it is also possible to improve the throughput, that is, the productivity.

(애프터 퍼지 및 대기압 복귀)(After purge and return to atmospheric pressure)

N2 어닐 스텝이 종료된 후, 가스 공급관(232c, 232d) 각각으로부터 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하고, 배기관(231)으로부터 배기한다. 이에 의해, 처리실(201) 내가 퍼지되어, 처리실(201) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물 등이 처리실(201) 내로부터 제거된다(애프터 퍼지). 그 후, 처리실(201) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(201) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).After the N 2 annealing step is completed, the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 from each of the gas supply pipes 232c and 232d and exhausted from the exhaust pipe 231 . As a result, the inside of the processing chamber 201 is purged, and gases, reaction by-products, and the like remaining in the processing chamber 201 are removed from the interior of the processing chamber 201 (after-purge). After that, the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with an inert gas (inert gas replacement), and the pressure in the processing chamber 201 is returned to normal pressure (return to atmospheric pressure).

(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)(Boat unload and wafer discharge)

그 후, 보트 엘리베이터(115)에 의해 시일 캡(219)이 하강되어, 반응관(203)의 하단이 개구됨과 함께, 처리가 끝난 웨이퍼(200)가 보트(217)에 지지된 상태에서, 반응관(203)의 하단으로부터 반응관(203)의 외부로 반출(보트 언로드)된다. 처리가 끝난 웨이퍼(200)는 반응관(203)의 외부로 반출된 후, 보트(217)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).Thereafter, the seal cap 219 is lowered by the boat elevator 115 , the lower end of the reaction tube 203 is opened, and the processed wafer 200 is supported by the boat 217 . It is carried out (boat unloading) from the lower end of the tube 203 to the outside of the reaction tube 203 . The processed wafer 200 is taken out of the reaction tube 203 and then taken out from the boat 217 (wafer discharge).

(3) 본 실시 형태에 의한 효과(3) Effects of the present embodiment

본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과가 얻어진다.According to this embodiment, one or a plurality of effects shown below are obtained.

(a) N2 어닐 스텝에서의 어닐 온도를 제어함으로써, SiOC(N)막의 막 스트레스를 제어하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 막 스트레스를 텐실측으로 조정할 수도 있고, 컴프레시브측으로 조정할 수도 있다. 즉, 막 스트레스를 텐실 스트레스로 할 수도 있고, 컴프레시브 스트레스로 할 수도 있다.(a) By controlling the annealing temperature in the N 2 annealing step, it becomes possible to control the film stress of the SiOC(N) film. For example, the film stress may be adjusted to the tensil side or to the compressive side. That is, the film stress may be a tensile stress or a compressive stress.

(b) N2 어닐 스텝에서의 어닐 온도를 제어함으로써, SiOC(N)막 중에 포함되는 Si와 C로 구성되는 환상 구조의 유지와 파괴를 제어하는 것이 가능하게 된다. 구체적으로는, SiOC(N)막 중에 포함되는 환상 구조의 유지와 파괴 각각의 비율을 제어하는 것이 가능하게 되고, 이에 의해, SiOC(N)막의 막 스트레스를 텐실측으로도 컴프레시브측으로도 제어하는 것이 가능하게 된다. 보다 구체적으로는, SiOC(N)막 중에서의 환상 구조가 유지되는 비율을, 환상 구조가 파괴되는 비율보다도 많게 함으로써, SiOC(N)막의 막 스트레스를 텐실 스트레스로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, SiOC(N)막 중에서의 환상 구조가 파괴되는 비율을, 환상 구조가 유지되는 비율보다도 많게 함으로써, SiOC(N)막의 막 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 하는 것이 가능하게 된다.(b) By controlling the annealing temperature in the N 2 annealing step, it becomes possible to control the maintenance and destruction of the annular structure composed of Si and C contained in the SiOC (N) film. Specifically, it becomes possible to control the respective ratios of maintenance and destruction of the annular structure contained in the SiOC(N) film, thereby controlling the film stress of the SiOC(N) film both on the tensile side and on the compressive side. it becomes possible to do More specifically, by making the ratio in which the annular structure is maintained in the SiOC(N) film greater than the ratio in which the annular structure is destroyed, it is possible to make the film stress of the SiOC(N) film the tensyl stress. In addition, by making the rate at which the annular structure in the SiOC(N) film is broken is higher than the rate at which the annular structure is maintained, it is possible to make the film stress of the SiOC(N) film as the compressive stress.

(c) N2 어닐 스텝에서의 어닐 온도를 제어함으로써, SiOC(N)막 중에 포함되는 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합의 유지와 절단을 제어하는 것이 가능하게 된다. 구체적으로는, SiOC(N)막 중에 포함되는 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합의 유지와 절단 각각의 비율을 제어하는 것이 가능하게 되고, 이에 의해, SiOC(N)막의 막 스트레스를 텐실측으로도 컴프레시브측으로 제어하는 것이 가능하게 된다. 보다 구체적으로는, SiOC(N)막 중에서의 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합이 유지되는 비율을, 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합이 절단되는 비율보다도 많게 함으로써, SiOC(N)막의 막 스트레스를 텐실 스트레스로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, SiOC(N)막 중에서의 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합이 절단되는 비율을, 환상 구조를 구성하는 Si-C 결합이 유지되는 비율보다도 많게 함으로써, SiOC(N)막의 막 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 하는 것이 가능하게 된다.(c) By controlling the annealing temperature in the N 2 annealing step, it becomes possible to control the maintenance and cleavage of the Si-C bond constituting the cyclic structure included in the SiOC(N) film. Specifically, it becomes possible to control the respective ratios of retention and cleavage of Si-C bonds constituting the annular structure included in the SiOC(N) film, thereby shifting the film stress of the SiOC(N) film to the tensile side. It also becomes possible to control to the compressive side. More specifically, the SiOC(N) film film of the SiOC(N) film by making the ratio in which the Si-C bonds constituting the annular structure is maintained in the SiOC(N) film greater than the ratio in which the Si-C bonds constituting the annular structure are severed. It becomes possible to make stress into tensile stress. In addition, the film stress of the SiOC(N) film can be reduced by making the ratio of the Si-C bonds constituting the annular structure cleaved in the SiOC(N) film higher than the rate at which the Si-C bonds constituting the annular structure are maintained. It becomes possible to do it with a press stress.

(d) 성막 스텝과 H2O 어닐 스텝과 N2 어닐 스텝을, 이 순서대로, 그 자리에서 연속해서 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막을 대기에 노출시키지 않고, 이들 일련의 처리를 연속적으로 행하는 것이 가능하게 된다. 결과로서, 웨이퍼 상에 형성되는 막의 조성의 변동을 억제하여, 각 스텝에서 행하는 처리의 제어성을 높이는 것이 가능하게 되고, 또한 스루풋, 즉 생산성을 향상시키는 것도 가능하게 된다.(d) The film formation step, the H 2 O annealing step, and the N 2 annealing step are successively performed on the spot in this order, so that the film formed on the wafer 200 is not exposed to the atmosphere, and these series of processes are performed. It becomes possible to do it continuously. As a result, it becomes possible to suppress fluctuations in the composition of the film formed on the wafer, thereby enhancing the controllability of the processing performed in each step, and it is also possible to improve the throughput, that is, the productivity.

(e) H2O 어닐부터 N2 어닐까지의 일련의 처리에 의해, 최종적으로 웨이퍼(200) 상에 형성되는 막의 흡습 사이트를 소멸시킬 수 있어, 이 막이 대기에 노출되었을 때, 대기 중에 포함되는 수분의 막 중으로의 흡수나 흡착을 억제하는 것이 가능하게 된다.(e) By a series of processes from H 2 O annealing to N 2 annealing, the moisture absorption sites of the film finally formed on the wafer 200 can be annihilated, and when the film is exposed to the atmosphere, it is contained in the atmosphere. It becomes possible to suppress absorption and adsorption of moisture into the film.

(f) 상술한 효과는, TCDSCB 가스 이외의 원료 가스를 사용하는 경우나, NH3 가스 이외의 반응 가스를 사용하는 경우나, H2O 가스 이외의 산화 가스를 사용하는 경우나, N2 가스 이외의 불활성 가스를 사용하는 경우에도, 마찬가지로 얻을 수 있다.(f) The above-described effect is achieved when a source gas other than TCDSCB gas is used, when a reactive gas other than NH 3 gas is used, when an oxidizing gas other than H 2 O gas is used, or N 2 gas It can be obtained similarly also when using other inert gases.

<다른 실시 형태><Other embodiment>

이상, 본 개시의 실시 형태를 구체적으로 설명하였다. 단, 본 개시는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.As mentioned above, embodiment of this indication was demonstrated concretely. However, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change variously in the range which does not deviate from the summary.

예를 들어, 이하에 나타내는 처리 시퀀스와 같이, 상술한 성막 스텝에 산화제로서의 O2 가스를 공급하는 스텝을 추가해도 된다. 즉, 상술한 성막 스텝에서의 사이클이, O2 가스를 공급하는 스텝을 더 포함하고 있어도 된다. 이 처리 시퀀스에서는, O2 가스를 공급하는 스텝을, TCDSCB 가스를 공급하는 공정 및 NH3 가스를 공급하는 공정 각각과, 비동시에 행하는 예를 나타내고 있다. 이 경우에도, 도 4에 도시하는 처리 시퀀스와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 이 경우, 추가로 웨이퍼(200) 상에 최종적으로 형성되는 SiOC(N)막의 조성비를, 예를 들어 O 리치인 방향으로 제어하는 것이 가능하게 된다.For example, like the process sequence shown below, you may add the step of supplying O2 gas as an oxidizing agent to the above-mentioned film-forming step. That is, the cycle in the above-mentioned film-forming step may further include the step of supplying O 2 gas. In this processing sequence, an example in which the step of supplying the O 2 gas is performed asynchronously with the process of supplying the TCDSCB gas and the process of supplying the NH 3 gas is shown. Also in this case, the same effect as that of the process sequence shown in FIG. 4 is acquired. Further, in this case, it becomes possible to further control the composition ratio of the SiOC(N) film finally formed on the wafer 200 in the O-rich direction, for example.

(TCDSCB→NH3→O2)×n→H2O_ANL→N2_ANL ⇒ SiOC(N)(TCDSCB→NH 3 →O 2 )×n→H 2 O_ANL→N 2 _ANL ⇒ SiOC(N)

산화제로서, O2 가스 대신에, 예를 들어 아산화질소(N2O) 가스, 일산화질소(NO) 가스, H2O 가스, H2 가스+O2 가스를 사용해도 된다.As the oxidizing agent, nitrous oxide (N 2 O) gas, nitrogen monoxide (NO) gas, H 2 O gas, or H 2 gas+O 2 gas may be used instead of the O 2 gas, for example.

기판 처리에 사용되는 레시피는, 처리 내용에 따라 개별로 준비하여, 전기 통신 회선이나 외부 기억 장치(123)를 통해서 기억 장치(121c) 내에 저장해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 기판 처리를 개시할 때, CPU(121a)가, 기억 장치(121c) 내에 저장된 복수의 레시피 중에서, 기판 처리의 내용에 따라, 적정한 레시피를 적절하게 선택하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1대의 기판 처리 장치로 다양한 막종, 조성비, 막질, 막 두께의 막을, 재현성 좋게 형성할 수 있게 된다. 또한, 오퍼레이터의 부담을 저감할 수 있어, 조작 미스를 회피하면서, 처리를 신속하게 개시할 수 있게 된다.It is preferable that the recipe used for substrate processing is individually prepared according to the processing content, and stored in the memory|storage device 121c via a telecommunication line or the external memory|storage device 123. Then, when starting the substrate processing, it is preferable that the CPU 121a appropriately selects an appropriate recipe from among a plurality of recipes stored in the storage device 121c according to the contents of the substrate processing. Thereby, it becomes possible to form films of various film types, composition ratios, film qualities, and film thicknesses with good reproducibility with one substrate processing apparatus. Moreover, the burden on the operator can be reduced, and processing can be started quickly, avoiding an operation error.

상술한 레시피는, 새롭게 작성하는 경우에 한하지 않고, 예를 들어 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 변경함으로써 준비해도 된다. 레시피를 변경하는 경우에는, 변경 후의 레시피를, 전기 통신 회선이나 당해 레시피를 기록한 기록 매체를 통해서, 기판 처리 장치에 인스톨해도 된다. 또한, 기존의 기판 처리 장치가 구비하는 입출력 장치(122)를 조작하여, 기판 처리 장치에 이미 인스톨되어 있던 기존의 레시피를 직접 변경하도록 해도 된다.The above-mentioned recipe is not limited to the case of newly created, For example, you may prepare by changing the existing recipe already installed in the substrate processing apparatus. When changing a recipe, you may install the recipe after a change in the substrate processing apparatus via a telecommunication line or the recording medium in which the said recipe was recorded. Moreover, you may make it change directly the existing recipe already installed in the substrate processing apparatus by operating the input/output device 122 with which the existing substrate processing apparatus is equipped.

상술한 실시 형태에서는, 한번에 복수매의 기판을 처리하는 뱃치식 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 예에 대하여 설명하였다. 본 개시는 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 한번에 1매 또는 수매의 기판을 처리하는 매엽식 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 경우에도, 적합하게 적용할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 핫월형 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 예에 대하여 설명하였다. 본 개시는 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 콜드월형 처리로를 갖는 기판 처리 장치를 사용하여 막을 형성하는 경우에도, 적합하게 적용할 수 있다.In the above-described embodiment, an example in which a film is formed using a batch type substrate processing apparatus that processes a plurality of substrates at once has been described. The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied, for example, to a case where a film is formed using a single-wafer substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time. In addition, in the above-mentioned embodiment, the example which forms a film|membrane using the substrate processing apparatus which has a hot wall type processing furnace was demonstrated. The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied even when a film is formed using a substrate processing apparatus having a cold wall type processing furnace.

이들 기판 처리 장치를 사용하는 경우에도, 상술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지의 처리 수순, 처리 조건에서 기판 처리를 행할 수 있고, 이것들과 마찬가지의 효과가 얻어진다.Even in the case of using these substrate processing apparatuses, the substrate processing can be performed under the same processing procedures and processing conditions as those of the above-described embodiments and modifications, and effects similar to these can be obtained.

또한, 상술한 실시 형태나 변형예는, 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 이때의 처리 수순, 처리 조건은, 예를 들어 상술한 실시 형태의 처리 수순, 처리 조건과 마찬가지로 할 수 있다.In addition, the above-mentioned embodiment and modified example can be used combining suitably. The processing procedure and processing conditions at this time can be made similarly to the processing procedure and processing conditions of the above-mentioned embodiment, for example.

[실시예 1][Example 1]

도 1, 도 2에 도시하는 기판 처리 장치를 사용하여, 주로, 도 4에 도시하는 기판 처리 시퀀스에 의해, 웨이퍼 상에 SiOC(N)막을 형성하여, 샘플 1 내지 6을 제작하였다. 각 샘플을 제작할 때, N2 어닐 스텝에서의 처리 온도(제3 온도)를 각각 상이한 온도로 설정하였다. 그 밖의 처리 조건은, 상술한 실시 형태에서의 처리 조건 범위 내의 소정의 조건으로 하였다.Samples 1 to 6 were produced by forming a SiOC (N) film on the wafer mainly by the substrate processing sequence shown in FIG. 4 using the substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 . When preparing each sample, the treatment temperature (third temperature) in the N 2 annealing step was set to a different temperature, respectively. Other processing conditions were set as predetermined conditions within the processing conditions range in the above-described embodiment.

샘플 1을 제작할 때는, 성막 스텝, H2O 어닐 스텝을 이 순서대로 실시하고, N2 어닐 스텝을 실시하지 않았다. 샘플 2, 3, 4, 5, 6을 제작할 때는, 성막 스텝, H2O 어닐 스텝, N2 어닐 스텝을 이 순서대로 실시하고, N2 어닐 스텝을 실시할 때의 처리 온도(어닐 온도)를 각각, 400℃, 500℃, 600℃, 700℃, 800℃로 설정하였다. 샘플 1 내지 6을 제작한 후, 각 샘플에서의 SiOC(N)막의 막 스트레스를 측정하였다.When the sample 1 was produced, the film-forming step and the H 2 O annealing step were performed in this order, and the N 2 annealing step was not performed. When producing Samples 2, 3, 4, 5, and 6, the film formation step, H 2 O annealing step, and N 2 annealing step were performed in this order, and the processing temperature (annealing temperature) at the time of performing the N 2 annealing step was determined. They were set to 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, and 800°C, respectively. After samples 1 to 6 were prepared, the film stress of the SiOC(N) film in each sample was measured.

도 6은 샘플 1 내지 6 각각에서의 SiOC(N)막의 막 스트레스의 측정 결과를 도시하는 도면이다. 즉, 도 6은 본 실시예에서 형성한 SiOC(N)막의 막 스트레스의 어닐 온도 의존성을 도시하는 도면이다. 도 6의 횡축은 각 샘플을 나타내고 있다. 도 6의 종축은 막 스트레스를 나타내고 있고, 막 스트레스의 값이 플러스인 경우에는, 형성된 막의 막 스트레스가 텐실 스트레스임을 나타내고 있고, 막 스트레스의 값이 마이너스인 경우에는, 형성된 막의 막 스트레스가 컴프레시브 스트레스임을 나타내고 있다.6 is a diagram showing the measurement results of the film stress of the SiOC(N) film in each of Samples 1 to 6; That is, Fig. 6 is a diagram showing the annealing temperature dependence of the film stress of the SiOC(N) film formed in this embodiment. The horizontal axis in FIG. 6 represents each sample. The vertical axis of FIG. 6 represents the film stress. When the value of the film stress is positive, the film stress of the formed film is the tensile stress. When the value of the film stress is negative, the film stress of the formed film is compressive. indicates stress.

도 6에 도시되어 있는 바와 같이, N2 어닐 스텝을 행하지 않은 샘플 1에서는, 형성된 SiOC(N)막의 막 스트레스가 텐실 스트레스로 되어 있는 것이 확인되었다. 또한, N2 어닐 스텝에서의 처리 온도를 400 내지 600℃로 한 샘플 2, 3, 4에서도, 형성된 SiOC(N)막의 막 스트레스가 텐실 스트레스로 되어 있는 것이 확인되었다. 또한, N2 어닐 스텝에서의 처리 온도를 700℃, 800℃로 한 샘플 5, 6에서는, 형성된 SiOC(N)막의 막 스트레스가 컴프레시브 스트레스로 되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 샘플 1, 2, 3, 4에서의 SiOC(N)막에 포함되는 환상 구조는 유지되고, 샘플 5, 6에서의 SiOC(N)막에 포함되는 환상 구조는 파괴되어 있는 것을 확인하였다. 즉, N2 어닐 스텝에서의 처리 온도를 제어함으로써, 형성되는 SiOC(N)막에 포함되는 환상 구조의 유지와 파괴를 제어할 수 있고, 그 막 스트레스를 텐실측으로도 컴프레시브측으로도 자유롭게 제어할 수 있는 것을 확인하였다.As shown in FIG. 6 , in Sample 1 in which the N 2 annealing step was not performed, it was confirmed that the film stress of the formed SiOC(N) film was the tensyl stress. In addition, it was confirmed that the film stress of the formed SiOC(N) film was the tensyl stress also in Samples 2, 3, and 4 in which the treatment temperature in the N 2 annealing step was set to 400 to 600°C. In addition, in Samples 5 and 6 in which the processing temperature in the N 2 annealing step was set to 700°C and 800°C, it was confirmed that the film stress of the formed SiOC(N) film was the compressive stress. In addition, it was confirmed that the annular structure contained in the SiOC(N) film in Samples 1, 2, 3, and 4 was maintained, and the annular structure contained in the SiOC(N) film in Samples 5 and 6 was destroyed. That is, by controlling the processing temperature in the N 2 annealing step, the maintenance and destruction of the annular structure included in the formed SiOC (N) film can be controlled, and the film stress can be freely applied to both the tensile side and the compressive side. It was confirmed that it was controllable.

Claims (21)

(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조의 유지와 파괴 각각의 비율을 제어하고, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하는, 반도체 장치의 제조 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature
By controlling the third temperature in (c), each ratio of maintenance and destruction of the annular structure contained in the second film is controlled, and the stress of the second film is controlled. method.
(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하고,
상기 환상 구조는 Si-C 결합을 포함하고, (c)에서는, 상기 제2 막에 포함되는 상기 Si-C 결합의 유지와 절단을 제어하는, 반도체 장치의 제조 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature
to control the stress of the second film by controlling the third temperature in (c),
The annular structure includes a Si-C bond, and in (c), the holding and cleavage of the Si-C bond included in the second film are controlled.
(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하고,
상기 환상 구조는 Si-C 결합을 포함하고, (c)에서는, 상기 제2 막에 포함되는 상기 Si-C 결합의 유지와 절단 각각의 비율을 제어하는, 반도체 장치의 제조 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature
to control the stress of the second film by controlling the third temperature in (c),
The annular structure includes a Si-C bond, and in (c), each ratio of maintenance and cleavage of the Si-C bond included in the second film is controlled.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서는, 상기 제2 막의 스트레스가 텐실 스트레스 및 컴프레시브 스트레스의 어느 것이 되도록 제어하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein in (c), the stress of the second film is controlled to be either a tensile stress or a compressive stress. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 제3 온도를, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조가 유지되는 온도로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the third temperature in (c) is a temperature at which the annular structure included in the second film is maintained. (a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하고,
상기 환상 구조는 Si-C 결합을 포함하고, (c)에서의 상기 제3 온도를, 상기 제2 막에 포함되는 상기 Si-C 결합이 유지되는 온도로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature
to control the stress of the second film by controlling the third temperature in (c),
The cyclic structure includes a Si-C bond, and the third temperature in (c) is a temperature at which the Si-C bond contained in the second film is maintained.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 제3 온도를, 400℃ 이상 600℃ 이하로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the third temperature in (c) is set to 400°C or higher and 600°C or lower. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에 있어서, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조를 유지함으로써, 상기 제2 막의 스트레스를 텐실 스트레스로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the stress of the second film is made into a tensile stress by maintaining the annular structure contained in the second film according to (c). . 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 제3 온도를, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조가 파괴되는 온도로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the third temperature in (c) is a temperature at which the annular structure included in the second film is destroyed. (a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하고,
상기 환상 구조는 Si-C 결합을 포함하고, (c)에서의 상기 제3 온도를, 상기 제2 막에 포함되는 상기 Si-C 결합이 절단되는 온도로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature
to control the stress of the second film by controlling the third temperature in (c),
The cyclic structure includes a Si-C bond, and the third temperature in (c) is a temperature at which the Si-C bond included in the second film is cleaved.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (c)에서의 상기 제3 온도를, 700℃ 이상 1200℃ 이하로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the third temperature in (c) is set to 700°C or higher and 1200°C or lower. (a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하고,
(c)에서의 상기 제3 온도를, 700℃ 이상 1200℃ 이하로 하고,
(c)에 있어서, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조를 파괴시킴으로써, 상기 제2 막의 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature
to control the stress of the second film by controlling the third temperature in (c),
The third temperature in (c) is set to 700°C or higher and 1200°C or lower,
The method for manufacturing a semiconductor device according to (c), wherein the stress of the second film is made a compressive stress by destroying the annular structure included in the second film.
제1항 내지 제3항, 제6항, 제10항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, (a), (b) 및 (c)를, 상기 기판을 동일한 처리실 내에 수용한 상태에서 행하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, 6, 10, and 12, wherein (a), (b) and (c) are performed in a state in which the substrate is accommodated in the same processing chamber. , a method of manufacturing a semiconductor device. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제10항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, (b)에서의 상기 제2 막은 수분을 포함하고,
(c)에 있어서, 상기 제2 막에 포함되는 수분을 탈리시키는, 반도체 장치의 제조 방법.
13. The method according to any one of claims 1 to 3, 6, 10, 12, wherein the second film in (b) comprises water,
The method of manufacturing a semiconductor device according to (c), wherein moisture contained in the second film is desorbed.
(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조가 파괴되는 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고,
(c)에서는, 상기 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐함으로써, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조를 파괴시켜, 상기 제2 막의 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature at which the annular structure included in the second film is destroyed
have,
In (c), the second film is annealed under the third temperature to destroy the annular structure included in the second film, and the stress of the second film is used as a compressive stress. .
(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조의 유지와 파괴 각각의 비율을 제어하고, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하는, 기판 처리 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature
and, by controlling the third temperature in (c), each ratio of maintenance and destruction of the annular structure contained in the second film is controlled, and the stress of the second film is controlled.
(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 공정과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 공정과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 공정과,
(c) 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조가 파괴되는 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 공정
을 갖고,
(c)에서는, 상기 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐함으로써, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조를 파괴시켜, 상기 제2 막의 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 하는, 기판 처리 방법.
(a) at a first temperature, a cycle of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to the substrate and supplying a nitriding agent to the substrate a predetermined number of times asynchronously thereby forming a first film containing the annular structure and nitrogen on the substrate;
(b) converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) annealing the second film under a third temperature at which the annular structure included in the second film is destroyed
have,
In (c), the second film is annealed under the third temperature to destroy the annular structure included in the second film, and the stress of the second film is made a compressive stress.
기판이 처리되는 처리실과,
상기 처리실 내의 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 원료 공급계와,
상기 처리실 내의 기판에 대하여 질화제를 공급하는 질화제 공급계와,
상기 처리실 내의 기판에 대하여 산화제를 공급하는 산화제 공급계와,
상기 처리실 내의 기판을 가열하는 히터와,
상기 처리실 내에서, (a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 상기 원료를 공급하는 처리와, 상기 기판에 대하여 상기 질화제를 공급하는 처리를 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 처리와, (b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 상기 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 처리와, (c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 처리를 행하게 하고, (c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조의 유지와 파괴 각각의 비율을 제어하고, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하도록, 상기 원료 공급계, 상기 질화제 공급계, 상기 산화제 공급계 및 상기 히터를 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부
를 갖는 기판 처리 장치.
a processing chamber in which the substrate is processed;
a raw material supply system for supplying a raw material containing a cyclic structure composed of silicon and carbon and a halogen to the substrate in the processing chamber;
a nitriding agent supply system for supplying a nitriding agent to the substrate in the processing chamber;
an oxidizing agent supply system for supplying an oxidizing agent to the substrate in the processing chamber;
a heater for heating the substrate in the processing chamber;
In the processing chamber, (a) at a first temperature, a cycle of non-simultaneously performing a process of supplying the raw material to the substrate and a process of supplying the nitriding agent to the substrate is performed a predetermined number of times, whereby the , a process for forming a first film containing the cyclic structure and nitrogen, and (b) supplying the oxidizing agent to the substrate under a second temperature, thereby converting the first film to a second film containing the cyclic structure and oxygen a process for converting the film into a film, (c) performing a process for annealing the second film under a third temperature, and controlling the third temperature in (c), thereby forming the annular structure contained in the second film. a control unit configured to be able to control the raw material supply system, the nitriding agent supply system, the oxidizer supply system, and the heater so as to control the respective ratios of holding and breaking, and to control the stress of the second film
A substrate processing apparatus having a.
기판이 처리되는 처리실과,
상기 처리실 내의 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 원료 공급계와,
상기 처리실 내의 기판에 대하여 질화제를 공급하는 질화제 공급계와,
상기 처리실 내의 기판에 대하여 산화제를 공급하는 산화제 공급계와,
상기 처리실 내의 기판을 가열하는 히터와,
상기 처리실 내에서, (a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 상기 원료를 공급하는 처리와, 상기 기판에 대하여 상기 질화제를 공급하는 처리를 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 처리와, (b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 상기 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 처리와, (c) 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조가 파괴되는 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 처리를 행하게 하고,
(c)에서는, 상기 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐함으로써, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조를 파괴시켜, 상기 제2 막의 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 하도록, 상기 원료 공급계, 상기 질화제 공급계, 상기 산화제 공급계 및 상기 히터를 제어하는 것이 가능하도록 구성되는 제어부
를 갖는, 기판 처리 장치.
a processing chamber in which the substrate is processed;
a raw material supply system for supplying a raw material containing a cyclic structure composed of silicon and carbon and a halogen to the substrate in the processing chamber;
a nitriding agent supply system for supplying a nitriding agent to the substrate in the processing chamber;
an oxidizing agent supply system for supplying an oxidizing agent to the substrate in the processing chamber;
a heater for heating the substrate in the processing chamber;
In the processing chamber, (a) at a first temperature, a cycle of non-simultaneously performing a process of supplying the raw material to a substrate and a process of supplying the nitriding agent to the substrate a predetermined number of times is performed, thereby , a process for forming a first film containing the cyclic structure and nitrogen, and (b) supplying the oxidizing agent to the substrate under a second temperature, whereby the first film is formed into a second film containing the cyclic structure and oxygen a process for converting the film into a film, and (c) a process for annealing the second film under a third temperature at which the annular structure included in the second film is destroyed;
In (c), the raw material supply system is annealed to the second film under the third temperature to destroy the annular structure included in the second film, and to make the stress of the second film a compressive stress; A control unit configured to be able to control the nitriding agent supply system, the oxidizer supply system, and the heater
having, a substrate processing apparatus.
기판 처리 장치의 처리실 내에 있어서,
(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 수순과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 수순을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 수순과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 수순과,
(c) 제3 온도 하에서, 상기 제2 막에 대하여 열 어닐 처리를 행하는 수순과,
(c)에서의 상기 제3 온도를 제어함으로써, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조의 유지와 파괴 각각의 비율을 제어하고, 상기 제2 막의 스트레스를 제어하는 수순
을 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록된 프로그램.
In the processing chamber of the substrate processing apparatus,
(a) A cycle in which a process of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to a substrate and a procedure of supplying a nitriding agent to the substrate are asynchronously performed a predetermined number of times under the first temperature By doing so, the procedure of forming a first film containing the cyclic structure and nitrogen on the substrate;
(b) a procedure of converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) a procedure for performing thermal annealing on the second film under a third temperature;
A procedure for controlling the respective ratios of maintenance and destruction of the annular structure included in the second film by controlling the third temperature in (c), and controlling the stress of the second film
A program recorded on a computer-readable recording medium that causes the substrate processing apparatus to execute by a computer.
기판 처리 장치의 처리실 내에 있어서,
(a) 제1 온도 하에서, 기판에 대하여 실리콘과 탄소로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 원료를 공급하는 수순과, 상기 기판에 대하여 질화제를 공급하는 수순을 비동시에 행하는 사이클을 소정 횟수 행함으로써, 상기 기판 상에, 상기 환상 구조 및 질소를 포함하는 제1 막을 형성하는 수순과,
(b) 제2 온도 하에서, 상기 기판에 대하여 산화제를 공급함으로써, 상기 제1 막을, 상기 환상 구조 및 산소를 포함하는 제2 막으로 변환시키는 수순과,
(c) 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조가 파괴되는 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐하는 수순과,
(c)에서는, 상기 제3 온도 하에서, 상기 제2 막을 어닐함으로써, 상기 제2 막에 포함되는 상기 환상 구조를 파괴시켜, 상기 제2 막의 스트레스를 컴프레시브 스트레스로 하는 수순
을 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록된 프로그램.
In the processing chamber of the substrate processing apparatus,
(a) A cycle in which a process of supplying a raw material containing a halogen and a cyclic structure composed of silicon and carbon to a substrate and a procedure of supplying a nitriding agent to the substrate are asynchronously performed a predetermined number of times under the first temperature By doing so, the procedure of forming a first film containing the cyclic structure and nitrogen on the substrate;
(b) a procedure of converting the first film into a second film containing the annular structure and oxygen by supplying an oxidizing agent to the substrate under a second temperature;
(c) a procedure of annealing the second film under a third temperature at which the annular structure included in the second film is destroyed;
In (c), a procedure in which the annular structure included in the second film is destroyed by annealing the second film under the third temperature, and the stress of the second film is converted to a compressive stress.
A program recorded on a computer-readable recording medium that causes the substrate processing apparatus to execute by a computer.
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