KR20150142590A - ＳｉＣＮ막의 성막 방법 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

성막 온도를 낮추어도 양호한 성막 레이트를 유지하면서, SiCN막을 성막하는 것이 가능한 SiCN막의 성막 방법을 제공하는 것이다. 피처리체의 피처리면 위에 SiCN막을 성막하는 SiCN막의 성막 방법은, 피처리체가 수용된 처리실 내에 Si 원료를 포함하는 Si 원료 가스를 공급하는 공정(스텝 1)과, Si 원료 가스를 공급하는 공정(스텝 1) 후, 처리실 내에 질화제를 포함하는 가스를 공급하는 공정(스텝 3)을 구비하고, 질화제로서, 1,2,3-트리아졸계 화합물을 사용한다.

Description

ＳｉＣＮ막의 성막 방법{FILM FORMING METHOD OF SiCN FILM}
본 발명은 SiCN막의 성막 방법에 관한 것이다.
반도체 집적 회로 장치의 절연막으로서, 실리콘 산화막(SiO2막) 및 실리콘 질화막(SiN막)이 잘 알려져 있다. SiN막은, SiO2막보다도 비유전율이 높고, SiO2막이나 실리콘(Si)에 대하여 에칭 선택비를 취할 수 있다는 등의 이점이 있다. 이 때문에, SiN막은, SiO2막보다도 높은 유전율을 필요로 하는 부분에 사용되거나, SiO2막이나 Si에 대한 에칭 스토퍼층이나, SiO2막이나 Si를 가공할 때의 하드 마스크층에 사용되거나 하고 있다.
반도체 집적 회로 장치의 제조에 사용되는 성막 장치에는, 웨이퍼를 1매씩 처리하는 낱장식 성막 장치와, 한번에 웨이퍼를 복수매 처리하는 뱃치식 성막 장치로 크게 구별된다. 뱃치식 성막 장치에는, 보다 많은 웨이퍼를 한번에 처리하는 것이 가능한 종형 뱃치식 성막 장치가 있다. 종형 뱃치식 성막 장치를 사용해서 SiN막을 성막할 때의 성막 온도는, 약 630℃ 내지 760℃이다.
그런데, 반도체 집적 회로 장치의 미세화는, 더욱 진전되고 있다. 반도체 집적 회로 장치의 미세화를 위해서, 반도체 집적 회로 장치의 제조 공정에서는, 프로세스의 저온화가 요망되고 있다.
저온에서 SiN막을 성막하기 위해서는, 질화 가스에 포함되는 질화제, 예를 들어 암모니아(NH3)를, 플라즈마를 사용해서 암모니아 라디칼 등의 활성의 질화종으로 한다. 이렇게 활성의 질화종을 사용함으로써, 저온 하에서도, 웨이퍼 위의 Si막의 질화를 촉진시킬 수 있다. 그러나, 플라즈마화시킨 질화제를 사용해서 Si막을 질화하면, 성막된 SiN막의 약액 내성이 열화된다는 사정이 있다. 특히, SiN막은 희불산 용액(이하, 희HF 용액이라고 함)에 에칭되기 쉬워진다. 따라서, 특허문헌 1에서는, SiN막에 탄소(C)를 첨가해서 실리콘 탄질화막(이하, SiCN막이라고 함)으로 하여, SiN막에 비해 약액 내성을 향상시킨다는 방법을 취하고 있다.
특허문헌 1에서는, 플라즈마를 사용해서 생성한 활성의 질화종을 사용해서 SiC막을 질화하여, SiCN막을 성막한다. 이 때문에, 성막 온도를 630℃ 미만의 온도대로 내려도, 실사용에 제공할 수 있는 충분한 성막 레이트를 얻을 수 있다. 그러나, 웨이퍼의 피처리면 위에 단차를 수반한 미세 구조, 예를 들어 트렌치가 존재하면, 트렌치 저부의 측벽에의 성막이 어려워진다는 사정이 있다. 이것은 트렌치의 측벽에 활성의 질화종, 예를 들어 암모니아 라디칼 등이 접촉하면 실활되어버려, 트렌치의 저부까지 활성의 암모니아 라디칼이 충분히 닿기 어려워지는 것이 한 요인이다.
따라서, 특허문헌 2에서는, 플라즈마를 사용하지 않고 SiC막을 질화한다. 이에 의해, 특허문헌 1과 비교하여 트렌치 저부에의 성막을 행하기 쉬워진다는 이점을 얻을 수 있다.
일본 특허 공개 제2006-287194호 공보 일본 특허 공개 제2012-23399호 공보
그러나, 특허문헌 2에서는, 플라즈마를 사용하지 않고 SiC막을 질화하므로, 성막 온도를 낮게 하면, 예를 들어 성막 온도를 630℃ 미만의 온도대로 내리면, 플라즈마를 사용한 경우에 비해 성막 레이트가 급격하게 저하된다는 사정이 있다.
본 발명은, 성막 온도를 낮추어도 양호한 성막 레이트를 유지하면서, SiCN막을 성막하는 것이 가능한 SiCN막의 성막 방법을 제공한다.
본 발명의 일 형태에 관한 SiCN막의 성막 방법은, 피처리체의 피처리면 위에 SiCN막을 성막하는 SiCN막의 성막 방법으로서, 상기 피처리체가 수용된 처리실 내에 Si 원료를 포함하는 Si 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 Si 원료 가스를 공급하는 공정 후, 상기 처리실 내에 질화제를 포함하는 가스를 공급하는 공정을 포함하고, 상기 질화제로서, 하기 화학식 (1)
[화학식 1]
Figure pat00001
(단, 상기 화학식 (1)에서 R1, R2, R3은, 수소 원자 또는 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기이다.)
로 표현되는 질소와 탄소의 화합물을 사용한다.
본 발명에 의하면, 성막 온도를 낮추어도 양호한 성막 레이트를 유지하면서, SiCN막을 성막하는 것이 가능한 SiCN막의 성막 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1에 도시하는 시퀀스 중의 피처리체의 상태를 도시하는 단면도이다.
도 3은 SiCN막의 원자 조성을 도시하는 도면이다.
도 4는 SiN막 및 SiCN막의 에칭 레이트를 도시하는 도면이다.
도 5는 SiN막 및 SiCN막의 성막 온도와 성막 레이트의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 1,2,3-트리아졸계 화합물의 개열 부위를 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법을 실시하는 것이 가능한 성막 장치의 제1 예를 개략적으로 도시하는 종단면도이다.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법을 실시하는 것이 가능한 성막 장치의 제2 예를 개략적으로 나타내는 수평 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 전체 도면에 걸쳐, 공통된 부분에는 공통된 참조 부호를 붙인다.
(제1 실시 형태)
<성막 방법>
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법의 일례를 나타내는 흐름도, 도 2a 내지 도 2f는 도 1에 도시하는 시퀀스 중의 피처리체의 상태를 도시하는 단면도다.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 피처리체를 준비한다. 본 예에서는, 피처리체로서 실리콘 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)(1)를 사용하였다. 웨이퍼(1) 위에는 SiO2막(2)이 형성되어 있다. 본 예에서는 SiO2막(2)의 표면을 피처리면으로 한다. SiCN막은, 피처리면인 SiO2막(2) 위에 성막된다. 또한, 웨이퍼(1)의 피처리면은 SiO2막(2)에 한하지 않고, SiCN막을 성막하는 것이 가능한 막이면 된다. 물론, 웨이퍼(1)의 표면 자체를 피처리면으로 할 수도 있다. 계속해서, 도 2a에 나타내는 웨이퍼(1)를 성막 장치의 처리실에 수용한다.
이어서, 도 1의 스텝 1 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 처리실 내에서, SiO2막(2) 위에 Si 원료 가스를 공급하여, SiO2막(2) 위에 Si막(3-1)을 형성한다. Si 원료 가스로서는, 본 예에서는 헥사클로로디실란(HCD)을 사용하였다. 물론, Si 원료 가스는 HCD에 한정되는 것은 아니다.
스텝 1에서의 처리 조건의 일례는 이하와 같다.
HCD 유량: 100sccm
성막 시간: 0.5min(1사이클당)
성막 온도: 550℃
성막 압력: 133.32Pa(1Torr)
이어서, 도 1의 스텝 2에 도시한 바와 같이, 성막 장치의 처리실 내를 배기한 뒤, 처리실 내에 불활성 가스, 예를 들어 N2 가스를 공급하여, 처리실 내를 퍼지한다.
이어서, 도 1의 스텝 3 및 도 2c에 도시한 바와 같이, Si막(3-1) 위에, 탄소 함유 질화제를 포함하는 가스를 공급하여, Si막(3-1)을 질화함과 함께 상기 Si막(3-1)에 탄소(C)를 첨가한다. 이에 의해 Si막(3-1)은 SiCN막(4-1)이 된다. 탄소 함유 질화제로서는, 본 예에서는, 하기 화학식 (1)로 표현되는 탄소와 질소의 화합물을 사용한다.
Figure pat00002
화학식 (1)로 표현되는 화합물은 1,2,3-트리아졸계 화합물이며, R1, R2, R3은, 수소 원자 또는 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기다.
탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, t-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, t-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, t-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, t-옥틸기이다. 바람직하게는 메틸기, 에틸기, n-프로필기이다. 더욱 바람직하게는 메틸기이다.
상기 치환기로서는, 탄소 원자수 1 내지 4의 알킬기로 치환되어 있는 직쇄상 또는 분지상의 모노알킬아미노기 또는 디알킬아미노기이어도 좋다. 구체적으로는 모노메틸아미노기, 디메틸아미노기, 모노에틸아미노기, 디에틸아미노기, 모노프로필아미노기, 모노이소프로필아미노기, 에틸메틸아미노기이다. 바람직하게는 모노메틸아미노기, 디메틸아미노기이다. 더욱 바람직하게는 디메틸아미노기이다.
또한, 상기 치환기로서는, 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄상 또는 분지상의 알콕시기이어도 좋다. 구체적으로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 헥실옥시기, 헵틸옥시기, 옥틸옥시기이다. 바람직하게는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기이다. 더욱 바람직하게는 메톡시기이다.
또한, 화학식 (1)로 표현되는 구체적인 화합물의 예로서는, 1H-1,2,3-트리아졸, 1-메틸-1,2,3-트리아졸, 1,4-디메틸-1,2,3-트리아졸, 1,4,5-트리메틸-1,2,3-트리아졸, 1-에틸-1,2,3-트리아졸, 1,4-디에틸-1,2,3-트리아졸, 1,4,5-트리에틸-1,2,3-트리아졸이다. 또한, 이들 화합물은, 단독 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다.
본 예에서는, 탄소 함유 질화제로서, 1H-1,2,3-트리아졸을 사용하였다. 스텝 3에서의 처리 조건의 일례는 이하와 같다.
트리아졸 유량: 100sccm
처리 시간: 0.5min(1사이클당)
처리 온도: 550℃
처리 압력: 133.32Pa(1Torr)
이어서, 도 1의 스텝 4에 나타낸 바와 같이, 성막 장치의 처리실 내를 배기한 뒤, 처리실 내에 불활성 가스, 예를 들어 N2 가스를 공급하여, 처리실 내를 퍼지한다.
이어서, 도 1의 스텝 5에 나타낸 바와 같이, 처리 횟수가 설정 횟수인지 여부를 판단한다. 설정 횟수에 달하면("예"), SiCN막의 성막을 종료한다.
설정 횟수에 달하지 않았으면("아니오"), 스텝 1 내지 4를 반복하여, 도 2d에 도시한 바와 같이, 제2층째 Si막(3-2)을 SiCN막(4-1) 위에 성막하고, 도 2e에 도시한 바와 같이, 제2층째 Si막(3-2)을 질화함과 함께, 상기 제2층째 Si막(3-2)에 C를 첨가해서 제2층째 SiCN막(4-2)으로 한다.
이와 같이, 스텝 1 내지 4를 설정된 횟수 반복함으로써, 도 2f에 도시한 바와 같이, 설계된 막 두께(t)를 갖는 SiCN막(4)이 형성된다.
<SiCN막의 원자 조성>
도 3은 SiCN막의 원자 조성을 도시하는 도면이다. 도 3에는, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법으로 성막한 SiCN막의 원자 조성 외에, 참고예로서 성막 온도 630℃, Si 원료 가스로서 디클로로실란(DCS), 질화제로서 NH3, 탄화제로서 에틸렌(C2H4)을 사용하고, 열 ALD법으로 성막한 SiCN막의 원자 조성을 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 참고예에 관한 SiCN막의 원자 조성은, N=41.9at％, Si=47.6at％, C=10.5at％이다. 참고예에 의하면, C는 첨가되고 있지만, C의 양은, Si나 N보다도 적다. 참고예에 의하면, Si나 N이 풍부한 SiCN막으로 된다.
이에 반해, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법으로 성막한 SiCN막의 원자 조성은, N=30.5at％, Si=30.6at％, C=38.4at％이며, Si나 N보다도 C의 양이 많은 C 리치인 SiCN막이 성막되어 있다. 또한, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법으로 성막한 SiCN막으로부터는, 0.5at％의 미량의 염소(Cl)가 검출되었다. 이 Cl은, Si 원료 가스인 HCD에서 유래되는 것이다.
이렇게 제1 실시 형태에 따른 성막 방법으로 성막한 SiCN막에 의하면, 참고예에 비해 Si나 N보다도 C의 양이 많은 C 리치인 SiCN막을 성막하는 것이 가능하다. 물론, C의 첨가량은, 1H-1,2,3-트리아졸의 유량을 조절함으로써 조절할 수 있다. 즉, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법에 의하면, 참고예에 비해 C의 첨가량을 보다 광범위하게 제어하는 것이 가능하다는 이점을 얻을 수 있다. 예를 들어, C의 첨가량은 SiCN막의 약액 내성을 좌우한다. C의 첨가량을 보다 광범위하게 제어 가능하다는 것은, 참고예에 비해 더욱 약액 내성이 풍부한 SiCN막을 성막 가능하다는 것이다.
<SiCN막의 약액 내성>
도 4는 SiN막 및 SiCN막의 에칭 레이트를 도시하는 도면이다. 도 4에는, 에천트로서 0.5％ DHF를 사용하고, 열 SiO2막의 에칭 레이트를 1.0(100％)의 기준값으로 했을 때의, SiN막 및 SiCN막의 에칭 레이트의 비율이 도시되어 있다.
먼저, SiN막의 에칭 레이트부터 설명한다.
성막 온도 500℃, Si 원료 가스로서 DCS, 질화제로서 NH3을 사용한 플라즈마 ALD법으로 성막한 SiN막의 0.5％ DHF에 대한 에칭 레이트는, 기준값에 비해 0.47(47％)이며, 열 SiO2막의 에칭 레이트의 약 절반이다. 그러나, 성막 온도를 450℃로 내리면, 0.5％ DHF에 대한 SiN막의 에칭 레이트는, 기준값에 비해 1.21(121％)로 되어, 열 SiO2막보다도 에칭 레이트가 빨라져버린다. 이와 같이, 플라즈마 ALD법으로 성막한 SiN막은, 약액 내성, 특히 0.5％ DHF에 대한 내성이 양호하다고는 할 수 없다.
또한, 성막 온도 630℃, Si 원료 가스로서 DCS, 질화제로서 NH3을 사용한 열 ALD법으로 성막한 SiN막에 의하면, 0.5％ DHF에 대한 SiN막의 에칭 레이트가 기준값에 비해 0.19(19％)로 되어, 열 SiO2막의 에칭 레이트의 약 1/5까지 개선할 수 있다. 도 4에 도시하는 열 ALD법으로 성막한 SiN막의 성막 온도는 630℃로, 동일하게 도 4에 도시하는 플라즈마 ALD법으로 성막한 SiN막의 성막 온도 450℃ 내지 500℃보다도 높다. 이 때문에, 동일한 성막 온도에서는 비교한 것이 아니며, 일반론이긴 하지만, SiN막의 약액 내성을 높이기 위해서는 성막 온도는 높은 것이 좋으며, 또한 플라즈마 ALD법보다는 열 ALD법이 유리하다고 생각해도 좋다. 확실한 것은, 도 4에는, 450℃ 내지 500℃의 저온 플라즈마 ALD법으로 성막한 SiN막보다는, 630℃의 고온 열 ALD법으로 성막한 SiN막이 더, 0.5％ DHF에 대한 내성이 향상되어 있는 것이다.
또한, 성막 온도 630℃, Si 원료 가스로서 DCS, 질화제로서 NH3을 사용한 열 ALD법으로 성막하고, 또한 C를 첨가한 SiCN막에 의하면, 0.5％ DHF에 대한 SiN막의 에칭 레이트가 기준값에 비해 0.03(3％)로 된다. 즉, 열 ALD법으로 성막한 SiCN막은, 열 ALD법으로 성막한 SiN막보다도 더욱 약액 내성이 높다.
그리고, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법으로 성막한 SiCN막에 의하면, 0.5％ DHF에 대한 SiN막의 에칭 레이트가 0.03(3％)을 더 하회하는 측정 한계 이하로 되어, 0.5％ DHF에 대해 거의 에칭되지 않는다는 결과가 얻어졌다. 게다가, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법으로 성막한 SiCN막의 성막 온도는, 630℃보다도 낮은 550℃이다.
이와 같이, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법에 의하면, 약액 내성이, Si 원료 가스로서 DCS, 질화제로서 NH3을 사용해서 열 ALD법으로 성막한 SiCN막보다도, 더욱 높은 SiCN막을 얻을 수 있다.
<SiCN막의 성막 레이트>
도 5는 SiN막 및 SiCN막의 성막 온도와 성막 레이트의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, Si 원료 가스로서 DCS, 질화제로서 NH3을 사용한 플라즈마 ALD법은, 성막 온도가 저온이어도, 성막 레이트로서 0.02nm/min 이상을 확보할 수 있고, 저온 성막에 유리하다.
또한, Si 원료 가스로서 DCS를 사용하고, 질화제로서 NH3을 사용한 열 ALD법은, 성막 온도가 600℃이면 0.06 내지 0.07nm/min의 실용적인 성막 레이트를 확보할 수 있다. 그러나, 성막 온도를 550℃로 내리면, 약 0.01nm/min까지 성막 레이트가 저하되어버린다. Si 원료 가스로서 DCS를 사용하고, 질화제로서 NH3을 사용한 열 ALD법은, 성막 온도가 500℃를 하회하면, SiN막은 거의 성막할 수 없다. 단, Si 원료 가스를 DCS 대신에 HCD를 사용하면, 저온 성막시에 있어서의 성막 레이트의 저하에 대해서는 개선할 수 있다.
그리고, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법으로 성막한 SiCN막에 의하면, 성막 온도가 550℃일 때, 0.07 내지 0.08nm/min의 성막 레이트를 확보할 수 있다. 또한, 성막 온도를 450℃로 내렸을 경우에도 0.05 내지 0.06nm/min의 성막 레이트를 확보할 수 있다. 특히 200℃ 이상 550℃ 이하의 온도대에서의 성막 레이트는, 플라즈마 ALD법과 거의 동등한 양호한 레이트를 얻을 수 있다.
이와 같이, 제1 실시 형태에 따른 성막 방법에 의하면, 저온 성막, 예를 들어 200℃ 이상 550℃ 이하의 온도대에서, 플라즈마를 사용하지 않아도, 플라즈마를 사용한 경우와 동등한 성막 레이트를 확보할 수 있다. 그 이유의 하나로서, 이하와 같은 이유를 들 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 1,2,3-트리아졸계 화합물은, 5원환 내에 “N=N-N” 결합을 포함하고 있다. 이 결합 중 “N=N”의 부분은, 질소(N2, N≡N)로 되려고 분해하는 성질이 있다. 이 때문에, 1,2,3-트리아졸계 화합물은, 통상의 개환 개열과 달리, 다수의 부위에서 개열·분해를 일으키는 특성이 있다. 즉, “N≡N”을 발생하기 위해서, 화합물 내에 전자적 불포화 상태가 일어난다. 이렇게 1,2,3-트리아졸계 화합물이 개열·분해함으로써 얻어진 분해물은 활성이다. 이 때문에, 성막 온도가 저온, 예를 들어 200℃ 이상 550℃ 이하의 온도대에서도, Si막을 질화하는 것이 가능하게 되고, 나아가 C를 첨가하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법에 의하면, 성막 온도를 낮추어도 양호한 성막 레이트를 유지하면서, SiCN막을 성막하는 것이 가능하게 된다는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법으로부터 얻어지는 다른 이점으로서, Si막, 또는 SiN막을 탄화하는 공정이 불필요하게 되는 것을 들 수 있다. 이것은, 1,2,3-트리아졸계 화합물이 N 원자와 C 원자를 함유하고 있어, 질화와 C의 첨가를, 1종의 화합물에 의해 동일한 공정에서 동시에 할 수 있기 때문이다. 이것은, 스루풋의 향상에 유리한 이점이다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법을 실시하는 것이 가능한 성막 장치의 예에 관한 것이다.
<성막 장치: 제1 예>
도 7은 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법을 실시하는 것이 가능한 성막 장치의 제1 예를 개략적으로 도시하는 종단면도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 성막 장치(100)는, 하단이 개구된 천장이 있는 원통체 형상의 처리실(101)을 갖고 있다. 처리실(101)의 전체는, 예를 들어 석영에 의해 형성되어 있다. 처리실(101) 내의 천장에는, 석영제의 천장판(102)이 설치되어 있다. 처리실(101)의 하단 개구부에는, 예를 들어 스테인레스 스틸에 의해 원통체 형상으로 성형된 매니폴드(103)가 O링 등의 시일 부재(104)를 개재해서 연결되어 있다.
매니폴드(103)는, 처리실(101)의 하단을 지지하고 있다. 매니폴드(103)의 하방으로부터는, 피처리체로서 복수매, 예를 들어 50 내지 100매의 반도체 기판, 본 예에서는, 웨이퍼(1)를 다단으로 적재 가능한 석영제의 웨이퍼 보트(105)가 처리실(101) 내에 삽입 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 처리실(101) 내에 웨이퍼(1)가 수용된다. 웨이퍼 보트(105)는, 복수 개의 지주(106)를 갖고, 지주(106)에 형성된 홈에 의해 복수매의 웨이퍼(1)가 지지되도록 되어 있다.
웨이퍼 보트(105)는, 석영제의 보온통(107)을 개재해서 테이블(108) 위에 적재되어 있다. 테이블(108)은, 매니폴드(103)의 하단 개구부를 개폐하는, 예를 들어 스테인레스 스틸제의 덮개부(109)를 관통하는 회전축(110) 위에 지지된다. 회전축(110)의 관통부에는, 예를 들어 자성 유체 시일(111)이 설치되어, 회전축(110)을 기밀하게 시일하면서 회전 가능하게 지지하고 있다. 덮개부(109)의 주변부와 매니폴드(103)의 하단부의 사이에는, 예를 들어 O링으로 이루어지는 시일 부재(112)가 설치되어 있다. 이에 의해 처리실(101) 내의 시일성이 유지되어 있다. 회전축(110)은, 예를 들어 보트 엘리베이터 등의 승강 기구(도시하지 않음)에 지지된 아암(113)의 선단에 설치되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼 보트(105) 및 덮개부(109) 등은, 일체적으로 승강되어서 처리실(101) 내에 대하여 삽입 분리된다.
성막 장치(100)는, 처리실(101) 내에 처리에 사용하는 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구(114), 및 처리실(101) 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 기구(115)를 갖고 있다. 본 예의 처리 가스 공급 기구(114)는, Si 원료 가스 공급원(117a) 및 1,2,3-트리아졸계 화합물 가스 공급원(117b)을 포함하고 있다. 불활성 가스 공급 기구(115)는, 불활성 가스 공급원(120)을 포함하고 있다.
Si 원료 가스의 일례는 HCD, 1,2,3-트리아졸계 화합물 가스의 일례는 1H-1,2,3-트리아졸이다. 불활성 가스의 일례는 N2 가스이다.
Si 원료 가스 공급원(117a)은, 유량 제어기(121a) 및 개폐 밸브(122a)를 통하여, 분산 노즐(123a)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 1,2,3-트리아졸계 화합물 가스 공급원(117b)은, 유량 제어기(121b) 및 개폐 밸브(122b)를 통하여, 분산 노즐(123b)에 접속되어 있다.
분산 노즐(123a, 123b)은 석영관으로 이루어지고, 매니폴드(103)의 측벽을 내측으로 관통해서 상측 방향으로 굴곡되어 수직으로 연장된다. 분산 노즐(123a, 123b)의 수직 부분에는, 복수의 가스 토출 구멍(124)이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 이에 의해, 각 가스는, 가스 토출 구멍(124)으로부터 수평 방향으로 처리실(101) 내를 향해 대략 균일하게 토출된다.
불활성 가스 공급원(120)은, 유량 제어기(121c) 및 개폐 밸브(122c)를 통하여, 노즐(128)에 접속되어 있다. 노즐(128)은, 매니폴드(103)의 측벽을 관통하여, 그 선단으로부터 불활성 가스를, 수평 방향으로 처리실(101) 내를 향해서 토출시킨다.
처리실(101) 내의, 분산 노즐(123a, 123b)과 반대측의 부분에는, 처리실(101) 내를 배기하기 위한 배기구(129)가 형성되어 있다. 배기구(129)는, 처리실(101)의 측벽을 상하 방향으로 깎아냄으로써 가늘고 길게 형성되어 있다. 처리실(101)의 배기구(129)에 대응하는 부분에는, 배기구(129)를 덮도록 단면이 역 ㄷ자 형상으로 성형된 배기구 커버 부재(130)가 용접에 의해 설치되어 있다. 배기구 커버 부재(130)는, 처리실(101)의 측벽을 따라 상방으로 연장되어 있어, 처리실(101)의 상방에 가스 출구(131)를 규정하고 있다. 가스 출구(131)에는, 진공 펌프 등을 포함하는 배기 기구(132)가 접속된다. 배기 기구(132)는, 처리실(101) 내를 배기함으로써 처리에 사용한 처리 가스의 배기, 및 처리실(101) 내의 압력을 처리에 적합한 처리 압력으로 한다.
처리실(101)의 외주에는 통체 형상의 가열 장치(133)가 설치되어 있다. 가열 장치(133)는, 처리실(101) 내에 공급된 가스를 활성화함과 함께, 처리실(101) 내에 수용된 피처리체, 본 예에서는 웨이퍼(1)를 가열한다.
성막 장치(100)의 각 부의 제어는, 예를 들어 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 컨트롤러(150)에 의해 행하여진다. 컨트롤러(150)에는, 오퍼레이터가 성막 장치(100)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 터치 패널이나, 성막 장치(100)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스(151)가 접속되어 있다.
컨트롤러(150)에는 기억부(152)가 접속되어 있다. 기억부(152)는, 성막 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러(150)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라서 성막 장치(100)의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 레시피가 저장된다. 레시피는, 예를 들어 기억부(152) 중의 기억 매체에 기억된다. 기억 매체는, 하드 디스크나 반도체 메모리이어도 좋고, CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 등의 가반성의 것이어도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예를 들어 전용 회선을 통해 레시피를 적절히 전송시키도록 해도 좋다. 레시피는, 필요에 따라, 유저 인터페이스(151)로부터의 지시 등으로 기억부(152)로부터 판독되고, 판독된 레시피에 따른 처리를 컨트롤러(150)가 실행함으로써, 성막 장치(100)는, 컨트롤러(150)의 제어 하에 원하는 처리가 실시된다. 본 예에서는, 컨트롤러(150)의 제어 하에, 상기 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법에 따른 처리가 순차적으로 실시된다.
상기 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법은, 도 7에 도시한 바와 같은 성막 장치(100)를 사용함으로써 실시할 수 있다.
<성막 장치: 제2 예>
도 8은 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법을 실시하는 것이 가능한 성막 장치의 제2 예를 개략적으로 나타내는 수평 단면도이다.
성막 장치로서는 도 7에 도시된 바와 같은 종형 뱃치식에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같은 수평형 뱃치식 성막장치이어도 좋다. 도 8에는 수평형 뱃치식의 성막 장치(200)의 처리실의 수평 단면이 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 도 8에서는, 처리 가스 공급 기구, 불활성 가스 공급 기구, 배기 장치, 가열 장치 및 컨트롤러 등의 도시는 생략하고 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 성막 장치(200)는, 턴테이블(201) 위에, 예를 들어 5매의 웨이퍼(1)를 적재하여, 5매의 웨이퍼(1)에 대하여 성막 처리를 행한다. 턴테이블(201)은, 웨이퍼(1)를 적재한 상태에서, 예를 들어 시계 방향으로 회전된다. 성막 장치(200)의 처리실(202)은 4개의 처리 스테이지로 나뉘어져 있고, 턴테이블(201)이 회전함으로써, 웨이퍼(1)는, 4개의 처리 스테이지를 순서대로 돈다.
최초의 처리 스테이지(PS1)는, 도 1에 도시한 스텝 1을 행하는 스테이지이다. 즉, 처리 스테이지(PS1)에서는, 웨이퍼(1)의 피처리면 위에의 Si 원료 가스의 공급이 행하여진다. 처리 스테이지(PS1)의 상방에는, Si 원료 가스를 공급하는 가스 공급관(203)이 배치되어 있다. 가스 공급관(203)은, 턴테이블(201)에 적재되어서 돌아 온 웨이퍼(1)의 피처리면 위를 향해 Si 원료 가스를 공급한다. 처리 스테이지(PS1)의 하류측에는 배기구(204)이 형성되어 있다.
또한, 처리 스테이지(PS1)는, 웨이퍼(1)를 처리실(202) 내에 반입, 반출하는 반입 반출 스테이지이기도 하다. 웨이퍼(1)는, 처리실(202) 내에 웨이퍼 반입 반출구(205)를 통해서 반입 반출된다. 반입 반출구(205)는, 게이트 밸브(206)에 의해 개폐된다. 처리 스테이지(PS1)의 다음 스테이지는, 처리 스테이지(PS2)이다.
처리 스테이지(PS2)는, 도 1에 도시한 스텝 2를 행하는 스테이지이다. 처리 스테이지(PS2)는 폭이 좁은 공간으로 되어 있으며, 웨이퍼(1)는, 폭이 좁은 공간 속을 턴테이블(201)에 적재된 상태에서 빠져나간다. 폭이 좁은 공간의 내부에는, 가스 공급관(207)으로부터 불활성 가스가 공급된다. 처리 스테이지(PS2)의 다음은, 처리 스테이지(PS3)이다.
처리 스테이지(PS3)는, 도 1에 도시한 스텝 3을 행하는 스테이지다. 처리 스테이지(PS3)의 상방에는, 가스 공급관(208)이 배치되어 있다. 가스 공급관(208)은, 턴테이블(201)에 적재되어서 돌아온 웨이퍼(1)의 피처리면 위를 향해, 1,2,3-트리졸계 화합물 가스를 공급한다. 본 처리 스테이지(PS3)의 하류측에는 배기구(209)가 형성되어 있다. 처리 스테이지(PS3)의 다음은, 처리 스테이지(PS4)이다.
처리 스테이지(PS4)는, 도 1에 도시한 스텝 4를 행하는 스테이지이다. 처리 스테이지(PS4)는, 처리 스테이지(PS2)와 마찬가지로, 폭이 좁은 공간으로 되어 있으며, 웨이퍼(1)는, 폭이 좁은 공간 속을 턴테이블(201)에 적재된 상태에서 빠져나간다. 폭이 좁은 공간의 내부에는, 가스 공급관(210)으로부터 불활성 가스가 공급된다. 처리 스테이지(PS4)의 다음은, 최초의 스테이지인 처리 스테이지(PS1)로 복귀된다.
이렇게 성막 장치(200)에서는, 웨이퍼(1)가 한바퀴 돌면, 도 1에 도시한 스텝 1 내지 스텝 4가 완료된다. 웨이퍼(1)는, 턴테이블(201)에 적재된 상태에서, 설정 횟수까지 회전시킴으로써, 웨이퍼(1)의 피처리면 위에는 SiCN막이 성막된다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 SiCN막의 성막 방법은, 도 8에 도시한 바와 같은 성막 장치(200)를 사용함으로써도 실시할 수 있다.
이상, 본 발명을 몇 가지의 실시 형태에 의해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형해서 실시하는 것이 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 처리 조건을 구체적으로 예시했지만, 처리 조건은, 상기 구체적인 예시에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 가스의 유량 등은, 처리실의 용적에 따라서 적절히 조정된다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형될 수 있다.
1 : 웨이퍼 2 : SiO2막
3-1, 3-2 : Si막 4, 4-1, 4-2 : SiCN막

Claims (6)

  1. 피처리체의 피처리면 위에 SiCN막을 성막하는 SiCN막의 성막 방법이며,
    상기 피처리체가 수용된 처리실 내에 Si 원료를 포함하는 Si 원료 가스를 공급하는 공정과, 상기 Si 원료 가스를 공급하는 공정 후, 상기 처리실 내에 질화제를 포함하는 가스를 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 질화제로서, 하기 화학식 (1)
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    (단, 상기 화학식 (1)에서 R1, R2, R3은, 수소 원자 또는 치환기를 가져도 되는 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기이다.)
    로 표현되는 질소와 탄소의 화합물을 사용하는 SiCN막의 성막 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3의 치환기가, 탄소 원자수 1 내지 4의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기로 치환되어 있는 모노알킬아미노기 또는 디알킬아미노기인, SiCN막의 성막 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 R1, R2, R3의 치환기가, 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄상 또는 분지상의 알콕시기인, SiCN막의 성막 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물이,
    1H-1,2,3-트리아졸
    1-메틸-1,2,3-트리아졸
    1,4-디메틸-1,2,3-트리아졸
    1,4,5-트리메틸-1,2,3-트리아졸
    1-에틸-1,2,3-트리아졸
    1,4-디에틸-1,2,3-트리아졸, 또는
    1,4,5-트리에틸-1,2,3-트리아졸
    인, SiCN막의 성막 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리실 내에 질화제를 포함하는 가스를 공급하는 공정은, 플라즈마를 사용하지 않고 실시하는, SiCN막의 성막 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SiCN막의 성막 온도를, 200℃ 이상 550℃ 이하로 하는, SiCN막의 성막 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6479560B2 (ja) * 2015-05-01 2019-03-06 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP6635839B2 (ja) * 2016-03-23 2020-01-29 東京エレクトロン株式会社 窒化膜の形成方法
US20210225634A1 (en) * 2020-01-17 2021-07-22 Asm Ip Holding B.V. FORMATION OF SiCN THIN FILMS
KR102438504B1 (ko) 2021-11-24 2022-08-31 주식회사 아이에스티이 SiCN 박막 형성 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08162417A (ja) * 1994-12-05 1996-06-21 Showa Denko Kk 気相成長方法
JP2006517517A (ja) * 2002-11-14 2006-07-27 アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド ケイ素、窒化ケイ素、二酸化ケイ素および／またはオキシ窒化ケイ素を含むフィルムのようなケイ素含有フィルムの低温蒸着のための組成物および方法
JP2006287194A (ja) 2005-03-09 2006-10-19 Tokyo Electron Ltd 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体
JP2009283587A (ja) * 2008-05-21 2009-12-03 Tokyo Electron Ltd シリコン炭窒化膜の形成方法および形成装置
JP2012023399A (ja) 2007-02-16 2012-02-02 Tokyo Electron Ltd 成膜方法及び成膜装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3760478B2 (ja) * 1995-05-18 2006-03-29 昭和電工株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体素子の製造方法
US7582575B2 (en) * 1998-02-05 2009-09-01 Asm Japan K.K. Method for forming insulation film
CN100554506C (zh) 2005-03-09 2009-10-28 东京毅力科创株式会社 半导体处理用的成膜方法及装置
JP4434149B2 (ja) 2006-01-16 2010-03-17 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体
TW201030469A (en) * 2008-12-25 2010-08-16 Jsr Corp Negative-tone radiation-sensitive composition, cured pattern forming method, and cured pattern
JP5699980B2 (ja) 2011-06-16 2015-04-15 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
US9243324B2 (en) * 2012-07-30 2016-01-26 Air Products And Chemicals, Inc. Methods of forming non-oxygen containing silicon-based films

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08162417A (ja) * 1994-12-05 1996-06-21 Showa Denko Kk 気相成長方法
JP2006517517A (ja) * 2002-11-14 2006-07-27 アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド ケイ素、窒化ケイ素、二酸化ケイ素および／またはオキシ窒化ケイ素を含むフィルムのようなケイ素含有フィルムの低温蒸着のための組成物および方法
JP2006287194A (ja) 2005-03-09 2006-10-19 Tokyo Electron Ltd 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体
JP2012023399A (ja) 2007-02-16 2012-02-02 Tokyo Electron Ltd 成膜方法及び成膜装置
JP2009283587A (ja) * 2008-05-21 2009-12-03 Tokyo Electron Ltd シリコン炭窒化膜の形成方法および形成装置

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