TW202101543A - 成膜方法、成膜處理用之處理容器的洗淨方法及成膜裝置 - Google Patents

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宮原孝広
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

[課題]在未滿800℃之溫度形成含碳矽膜。 [解決手段]實施對基板，供給包含具有不飽和碳鍵結之有機化合物的碳前驅物之氣體的工程，和供給包含矽化合物之矽前驅物之氣體的工程。使碳前驅物和矽前驅物在未滿800℃之溫度熱反應，在基板形成含碳矽膜。

Description

成膜方法、成膜處理用之處理容器的洗淨方法及成膜裝置
本揭示係關於成膜方法、成膜處理用之處理容器的洗淨方法及成膜裝置。
在作為半導體元件的多閘型之Fin-FET(Fin-Field Effect Transistor)等中，有積體度進一步提高，在形成於硬遮罩的開口內露出複數膜種之情況。因此，在露出於微細的開口內的膜間，能夠以高選擇比蝕刻期望的膜的硬遮罩材料之需要性變高。而且，若為作為硬遮罩使用之後，不進行選擇性除去，亦可以作為絕緣膜或低介電膜(Low-K膜)利用的材料更佳。作為滿足該些要求的材料，發明者們開發出含碳矽膜(以下，稱為「SiC膜」)之成膜技術。
針對SiC膜，在專利文獻1記載使用丙烷等之含碳氣體，和甲矽烷或乙矽烷等之有機矽烷，在1000℃以上之高溫下，藉由CVD(Chemical Vapor Deposition)，取得SiC膜之手法。再者，在專利文獻2記載以雙三甲基甲矽烷基乙炔等之具有碳的三重鍵結的有機矽烷作為原料氣體的方法。在該方法中，藉由電漿CVD在加熱至200℃～400℃之範圍內的溫度的基板成膜SiCH膜或SiCNH膜。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[特許文獻1]日本特開2006-147866號公報 [專利文獻2]日本特開2007-88017號公報
[發明所欲解決之問題]
本揭示係提供在未滿800℃之溫度形成含碳矽膜的技術。 [用以解決課題之手段]
本揭示之成膜方法包含： 對基板，供給包含具有不飽和碳鍵結之有機化合物的碳前驅物之氣體的工程；和 對上述基板，供給包含矽化合物的矽前驅物之氣體的工程；及 使上述碳前驅物和矽前驅物在未滿800℃之溫度熱反應，在上述基板形成含碳矽膜的工程。 [發明之效果]
若藉由本揭示時，則可以在未滿800℃之溫度形成含碳矽膜。
本揭示之成膜方法係對基板，進行碳前驅物之氣體的供給和矽前驅物之氣體的供給，使碳前驅物和矽前驅物在未滿800℃之溫度熱反應，在基板形成SiC膜。基板係例如半導體晶圓(以下，稱為「晶圓」)。作為碳前驅物，使用包含具有不飽和碳鍵結的有機化合物者，例如作為有機化合物之例，可舉出具有例如鹵素原子等之親核性的側鏈者。作為矽前驅物，使用包含矽化合物者。矽化合物係在例如熱反應的溫度下生成矽(Si)原子持有不成對電子的自由基者。
圖1係表示使碳前驅物例如具有不飽和碳鍵結亦即三鍵結的雙氯甲基乙炔(BCMA)，和矽前驅物例如二矽烷(Si2 H6 )在未滿800℃之溫度熱反應的例。推測二矽烷係藉由400℃附近之加熱進行熱分解，生成Si原子持有不成對電子的SiH2 自由基，該SiH2 自由基和BCMA反應而形成SiC膜。
以往，認為SiC膜之成膜需要使包含碳的氣體和有機矽烷在1000℃以上之高溫下反應，或使該些氣體電漿化而在低於1000℃的溫度予以反應。 對此，如上述般，本揭示之成膜方法不使用電漿，在未滿800℃，最佳為500℃以下之溫度的熱反應成膜SiC膜。針對可以在如此之低溫成膜SiC膜的機構，使用圖2所示的反應模型1、圖3所示的反應模型2進行考察。
如已述般，雖然二矽烷藉由400℃附近之加熱進行熱分解，而生成Si原子持有不成對電子的SiH2 自由基，但是該SiH2 自由基極化成σ+與σ-。在反應模型1中，推測正的極化部位(σ+)成為攻擊電子之豐富的BCMA之不飽和鍵結的π鍵結的親電子劑而分解BCMA，三鍵結之C和SiH2 自由基之Si反應而形成SiC鍵結。因BCMA之三鍵結之π鍵結之鍵結力小於σ鍵結，故若SiH2 自由基對該π鍵結進行攻擊，則即使在400℃以下的溫度，亦充分地進行熱反應，生成SiC鍵結。
再者，在圖3所示之反應模型2中，藉由BCMA具有鹵素基(Cl基)進行極化，具有SiH2 自由基之正的極化部分(σ+)對負的極化部位(σ-)進行攻擊的親核性。如此一來，推測SiH2 自由基與和Cl鍵結的分子端之C產生反應，生成SiC鍵結。由上述來看可謂藉由選擇在未滿800℃之溫度進行形成SiC鍵結的反應的碳前驅物及矽前驅物，可以不使用電漿，在未滿800℃之溫度形成SiC膜。
所選擇的碳前驅物係持有不飽和碳鍵結或親核性之側鏈者，矽前驅物係在例如800℃以下之溫度成為活性種者。作為碳前驅物使用BCMA，作為矽前驅物使用二矽烷之情況，在350℃～400℃之範圍內之溫度熱反應，在此情況，推測反應模型1、2之各反應皆進行而形成SiC膜。另外，反應模型1、2係推測成為可進行在以往被認為困難之在低溫的SiC膜之成膜的理由者，並非限定實際的反應路徑者。若不使用電漿，可以在未滿800℃成膜SiC膜，則即使經由其他反應路徑而形成SiC膜亦可。
接著，針對本揭示之成膜裝置之一實施型態亦即分批式之縱型熱處理裝置，參照圖4予以簡單說明。在該裝置中，在石英玻璃製之處理容器亦即反應管11之內部，從下方側氣密地收納棚架狀地裝載多數晶圓W的晶舟12。晶舟12係構成載置晶圓W的載置台。在反應管11之內部，以隔著晶舟12相向之方式，涵蓋反應管11之長度方向配置兩根氣體噴射器13、14。
氣體噴射器13係經由例如氣體供給路21而被連接於碳前驅物，例如BCMA之供給源211。並且，氣體噴射器13係經由例如從氣體供給路21被分歧的分歧路22，分別被連接於洗淨氣體例如氟(F2 )氣之供給源221及吹掃氣體例如氮(N2 )氣之供給源222。在該例中，對反應管11供給碳前驅物之氣體的碳前驅物供給部包含氣體供給路21及BCMA之供給源211。
氣體噴射器14係經由例如氣體供給路23而被連接於矽前驅物，例如二矽烷之供給源231。並且，氣體噴射器14係經由從例如氣體供給路23分歧的分歧路24而各被連接於氫(H2 )氣之供給源241及氧(O2 )氣之供給源242。在該例中，對反應管11供給矽前驅物之氣體的矽前驅物供給部包含氣體供給路23及二矽烷之供給源231。
再者，矽前驅物供給部兼用對反應管11供給非結晶矽之原料氣體的矽膜原料供給部，非結晶矽之原料氣體在此例中為二矽烷。在該例中，為了方便圖示，使N2 氣體及F2 氣體在碳前驅物之供給管線合流，使O2 氣體及H2 氣體在矽前驅物之供給管線合流。另一方面，即使將該些氣體(N2 氣體、F2 氣體、O2 氣體及H2 氣體)之專用的供給噴嘴另行插入至反應管11內亦可。再者，雖然O2 氣體及H2 氣體相當於第1洗淨氣體，但如後述般，第1洗淨氣體不一定要包含H2 氣體。因此，在該例中，對反應管11供給第1洗淨氣體的第1洗淨氣體供給部，至少包含O2 氣體之供給源242及對反應管11供給O2 氣體的供給管線。
在反應管11之上端部形成排氣口15，該排氣口15經由包含壓力調整閥26的金屬製之真空排氣路25而連接於排氣機構251。壓力調節閥26係被開關自如地設置在真空排氣路25，藉由其開口度之調整來增減排氣路的傳導率，依此發揮調節反應管11內之壓力的作用。作為壓力調節閥26，使用例如蝶閥等之APC(Adaptive Pressure Control)用的閥。再者，在真空排氣路25，經由被設置在壓力調節閥26之上游側附近的分歧路27，連接第2洗淨氣體例如氟化氫(HF)氣體之供給源261。在該例中，對真空排氣路25供給第2洗淨氣體之第2洗淨氣體供給部包含分歧路27及HF氣體之供給源271者。
圖4中，符號V1～V10表示開關閥，符號M1～M7表示流量調整部。再者，在圖4中，符號16表示用以開關反應管11之下端開口部的蓋部，17表示用以使晶舟12繞垂直軸旋轉的旋轉機構。在反應管11之周圍及蓋部16，設置加熱部18，將被載置於晶舟12之晶圓W加熱至未滿800℃之溫度，例如350℃～400℃之範圍內的溫度。
針對在該縱型熱處理裝置被實施的成膜方法，一面參照圖5之流程圖一面予以說明。首先，於開始成膜之前，實施以非結晶矽膜(非結晶Si膜)覆蓋晶圓W被搬入之前的反應管11之內壁面的工程。該工程係藉由將無載置晶圓W之晶舟12搬入至反應管11內，將反應管11內維持成例如133Pa(1Torr)，同時加熱至例如400℃之溫度，而供給二矽烷來進行。依此，二矽烷進行熱分解，在反應管11之內壁及晶舟12之外面形成非結晶Si膜。
接著，在步驟1將搭載有複數片晶圓W的晶舟12搬入至反應管11，關閉反應管11之蓋體16，加熱反應管11內。在步驟1中之反應管11內之設定壓力P3為例如大氣壓，設定溫度T1為例如350℃。接著，在步驟2進行反應管11內之抽真空。之後，在步驟3，一面供給壓力調整用之N2 氣體，一面將反應管11內分別控制成設定壓力P2(例如，399.9Pa～533.2Pa(3Torr～4Torr)之範圍內)、設定溫度T2(例如390℃)而使其穩定。之後，在步驟4對晶圓W，並行進行供給碳前驅物亦即BCMA之氣體的工程，和對晶圓W供給矽前驅物亦即二矽烷之氣體的工程。如此一來，實施使BCMA和二矽烷在未滿800℃之溫度，例如390℃熱反應，在晶圓W形成SiC膜的工程。
具體而言，在步驟4中，從氣體噴射器13、14各以特定的流量對反應管11內分別供給碳前驅物亦即BCMA，和矽前驅物亦即二矽烷。因反應管11內被加熱至390℃，故如已述般，二矽烷進行熱分解而生成的SiH2 自由基和BCMA之反應在反應管11內進行，藉由CVD在各晶圓W之表面形成SiC膜。
如後述實施例所示般，針對被形成的SiC膜，藉由X射線電子光譜法(XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)，分析化學鍵結狀態之結果，被認定Si和C之鍵結(Si-C鍵結)之形成。再者，變更成膜溫度或二矽烷之供給流量對BCMA之流量的比等之成膜條件而成膜SiC膜之結果，確認SiC之成膜速度依賴於溫度或二矽烷之供給流量。如以已述的反應模型說明般，以於用以在低溫形成SiC膜之反應，藉由二矽烷之熱分解而生成活性種(SiH2 自由基)為佳。此點，在SiH2 自由基之生成的觀點中，熱反應之溫度條件為350℃以上，更優選以380℃以上為佳。
再者，如後述之實施例所示般，被認定藉由調節二矽烷之流量對BCMA之流量的比(二矽烷流量/BCMA流量)，可以進行SiC膜之成分量的調整。SiC膜之成分量之調整係使與SiC膜所含的C鍵結之Si數變化。若利用此，則藉由調節二矽烷(矽前驅物)對BCMA(碳前驅物)之流量比，可以因應SiC膜之用途而使SiC膜之特性變化。但是，如後述般，若矽前驅物之流量之比率超過某數值，則有SiC膜之成分量成為幾乎固定的傾向。再者，過剩量之矽前驅物之供給也有使在晶圓W之表面之外的氣相反應進行，引起粉體之生成的情況。由此看來，可謂矽前驅物之流量對碳前驅物之流量之比以0.1以上4.0以下為佳。並且，在粉體生成之抑制的觀點中，用以稀釋矽前驅物的惰性氣體之導入，或藉由降低反應壓力所致之增大氣體流速之手段也具有效果。
若返回至圖5繼續說明，則在步驟5，實施在SiC膜之上形成上層膜的工程。上層膜係在必須抑制SiC膜所含的來自BCMA之Cl原子(鹵素原子)之釋放之情況，被形成在SiC膜之上層的膜，在此由矽(Si)膜構成。在該步驟5中，將反應管11內分別控制成設定溫度T3(例如400℃)，設定壓力P1(例如，133.3Pa(1Torr))，持續對反應管11內供給二矽烷，同時停止BCMA之供給。依此，在步驟4被形成的SiC膜上，形成上層膜亦即非結晶Si膜。 另外，不一定須要在SiC膜上形成上層膜。
接著，在步驟6，將反應管11內控制成設定溫度T1(例如350℃)、設定壓力P1以下，同時從例如氣體噴射器13供給N2 氣體進行吹掃。接著，藉由在步驟7使反應管11內回復至設定壓力P3(大氣壓)後，開啟反應管11之蓋體16，使晶舟12下降，而進行搬出。在上述中，反應管11內之壓力控制係藉由在隨時使排氣機構251動作之狀態，調節壓力調節閥26之開口度而進行。在例如使反應管11回復至大氣壓之時，對反應管11內供給N2 氣體，同時使壓力調節閥26成為全關狀態，截斷反應管11和排氣機構251。再者，反應管11內之溫度控制係藉由調整對加熱機構18的電力供給量而進行。
接著，針對SiC膜之成膜處理用之反應管11之洗淨予以說明。從晶舟12取出形成有SiC膜之晶圓W之後，將無載置W之空的晶舟12搬入至反應管11內，實施洗淨。在使用持有不飽和鍵結的碳前驅物之SiC膜之成膜處理中，有C聚合而進行聚合物化，在窄的部位或溫度低的部位附著副生成物之傾向。因此，溫度較反應管11低，容易在窄的部位亦即真空排氣路之壓力調節閥25附近堆積聚合物狀之副生成物。
一般而言，雖然使用鹵素氣體作為洗淨氣體，鹵素氣體可除去Si成分，但是C成分難以除去。再者，如後述之實施例所示般，可知有隨著洗淨之實施而生成的副生成物附著於壓力調節閥26附近，壓力調節閥26無法成為全關狀態，反應管11內之壓力調節變得困難之情形。
因此，本揭示之洗淨方法中，實施對反應管11供給包含O2 氣體之第1洗淨氣體而進行的洗淨，和對真空排氣路25供給包含HF氣體之第2洗淨氣體而進行的洗淨。並且，在該實施型態中，於第1洗淨氣體之供給之前，實施鹵素氣體例如F2 氣體所致的洗淨。因此，在該例中，進行F2 氣體、第1洗淨氣體、第2洗淨氣體所致的3階段之洗淨，針對各者的洗淨，一面參照圖6一面予以說明。圖6係示意性地表示洗淨工程者，圖6(a)表示在反應管11或真空排氣路25之內壁面10形成非結晶Si膜(D1)、SiC膜(D2)、上層膜(D3)之樣子。
首先，在F2 氣體所致的洗淨中，一面開啟壓力調節閥26而藉由排氣機構251排氣反應管11內，一面經由氣體噴射器13對被加熱成例如350℃之反應管11內供給F2 氣體。F2 氣體在反應管11內流通，經由排氣口15在真空排氣路25流通而被排氣。若如此地供給F2 氣體，則如圖6(a)所示般，被形成在內壁面10之上層膜(非結晶Si膜)或SiC膜之Si成分與F產生反應，成為SiF4 而飛散，且被除去。
再者，因反應管11內被加熱成例如350℃，故藉由該熱之作用，成為SiC膜之C成分藉由F2 氣體成為容易剝離之狀態，反應管11內之C成分之一部分被除去。從反應管11被剝離之Si成分及C成分與F2 氣體一起在真空排氣路25內流通。此時，真空排氣路25之溫度係例如180℃，比起反應管11為低溫，故亦有飛散的C成分被冷卻，作為副生成物而堆積的情形。
接著，如圖6(b)所示般，實施供給包含O2 氣體的第1洗淨氣體(在此例中，為O2 氣體及H2 氣體)的工程。H2 氣體以提升和O2 之反應物所致的氧化力為目的而被添加。在該工程中，一面開啟壓力調節閥26，藉由排氣機構251排氣反應管11內，一面從氣體噴射器14對被加熱成例如350℃之反應管11內，例如同時供給該些氣體。O2 氣體及H2 氣體係在反應管11內朝向排氣口15流通，通過真空排氣路25被排氣。若對被加熱成350℃的反應管11內供給O2 氣體及H2 氣體，則獲得強的氧化力，如圖6(b)所示般，附著於反應管11之內壁的SiC膜之C成分被氧化成為CO2 而飛散，SiC膜被除去。再者，藉由O2 氣體，非結晶Si膜之一部分的Si被氧化，形成氧化矽膜(SiO2 膜)。
之後，如圖6(c)所示般，實施供給包含HF之第2洗淨氣體的工程。在此，為了避免石英玻璃製之反應管11之本體藉由HF而受到損傷，第2洗淨氣體被限定性地供給至真空排氣路25內。即是，在該工程中，一面開啟壓力調節閥26，藉由排氣機構251排氣反應管11內，一面對反應管11內供給N2 氣體。再者，局部性地對真空排氣路25內之壓力調節閥26之上游側附近供給第2洗淨氣體亦即HF氣體。HF氣體經由壓力調節閥26通過真空排氣路25朝向排氣機構251流通。因HF氣體具有強力的反應性，故堆積在真空排氣路25內之碳的聚合物狀之副生成物，或藉由非結晶Si膜之氧化而生成的SiO2 被刮削而被除去。
另一方面，因被供給至反應管11內之N2 氣體經由真空排氣路25朝向排氣機構251而流通，故防止HF氣體進入至排氣管11側，抑制石英玻璃製之反應管11的損傷。另外，反應管11內之溫度為350℃，因比起真空排氣路25為高溫，故附著於反應管11之非結晶Si膜、SiC膜、上層膜或副生成物藉由供給F2 氣體和第1洗淨氣體被除去。因此，不需要實施HF氣體所致的洗淨。
接著，針對碳前驅物之其他例，參照圖7予以說明。具有圖7所示的不飽和碳鍵結的碳前驅物為具有三鍵結的雙三甲基甲矽烷基乙炔(BTMSA)。藉由使將該BTMSA和矽前驅物例如二矽烷在未滿800℃較佳為在500℃以下之溫度熱反應，可以形成SiC膜。如後述實施例所示般，藉由XPS分析化學鍵結狀態之結果，認定形成有Si-C鍵結。再者，在使用BTMSA作為碳前驅物之情況，確認可以形成在SiC膜中不含鹵素、C-C鍵結或C-H鍵結等之高純度的SiC膜。
能利用於SiC膜之成膜的碳前驅物不限定於已述的BCMA或BTMSA。若為能在未滿800℃的溫度，進行與矽前驅物的熱反應，而形成SiC膜，則即使利用其他的碳前驅物亦可。作為碳前驅物，可以使用圖8所示的組合骨架和側鏈者。骨架若以BCMA或BTMSA而言，為三鍵結部分。側鏈係與骨架鍵結之部分，若設為骨架為三鍵結，則將與一方的C鍵結的側鏈設為X，將與另一方之C鍵結的側鏈設為Y。該些側鏈X、Y即使彼此相同亦可，即使不同亦可。
如此一來，即使碳前驅物之骨架為C之三鍵結或二鍵結之不飽和碳鍵結亦可。其他，即使碳前驅物之骨架為C-C鍵結、C-Si鍵結、C-N鍵結、C-O鍵結等之單鍵結亦可。因為推測即使為單鍵結，在持有親核性之側鏈之情況，也藉由已述的反應模型2之機構，可以形成SiC膜之故。再者，作為側鏈，可以舉出氫原子、鹵素、C數為5以下之烷基，C三鍵結，C雙鍵結、Si(Z)、C(Z)、N(Z)、O(Z)等。在表示圖8、圖9之側鏈之變化的表中，Si(Z)、C(Z)、N(Z)、O(Z)係指與骨架之C鍵結之部位為Si、C、N、O之物質，(Z)表示任意的原子團。
作為矽前驅物，可以使用圖9所示的組合骨架和側鏈者。骨架若以二矽烷而言，為Si-Si鍵結部分。側鏈係與骨架鍵結之部分，當骨架設為Si-Si，則與一方之Si鍵結之側鏈X，和與另一方之Si鍵結的側鏈Y彼此相同亦可，即使不同亦可。作為骨架可以舉出Si-Si、Si、Si-C、Si-N、Si-O等。作為側鏈，可以舉出氫原子、鹵素、C數為5以下之烷基，C三鍵結，C雙鍵結、Si(Z)、C(Z)、N(Z)、O(Z)等。若例示在未滿800℃之溫度例如500℃以下之溫度進行熱分解，生成SiH2 自由基之矽前驅物，則除二矽烷之外，為甲矽烷(SiH4 )和丙矽烷(Si3 H8 )等。
若藉由上述實施型態，則對晶圓W供給碳前驅物之氣體，和矽前驅物之氣體，在未滿800℃之溫度使該些碳前驅物和矽前驅物熱反應而形成SiC膜。藉由該手法形成的SiC膜為高品質，在多閘型之Fin-FET等中，作為硬遮罩材料或絕緣膜、低介電常數膜具有良好的性質。於半導體元件之電晶體使用SiC膜之情況，有為了抑制來自金屬配線層之金屬擴散，要求成膜時之容許溫度為500℃以下之情況。
另一方面，即使能實現在400℃以下之低溫的成膜，因使用電漿而成膜SiC膜之手法係電漿對構成半導體元件之其他膜或配線層所致的損傷大，故有成為問題之情況。因此，藉由本揭示之成膜方法，不使用電漿，而可以在未滿800℃，較佳為在500℃以下之溫度成膜SiC膜一事具有效果，牽涉到SiC膜之用途的擴大。
再者，在實施在SiC膜上形成上層膜之工程之情況，如使用包含鹵素原子之碳前驅物而被成膜的SiC膜般，即使在SiC膜中包含鹵素原子之情況，亦可以抑制該鹵素原子之釋放。並且，藉由碳前驅物例如BCMA、BTMSA之選擇，或矽前驅物之流量對碳前驅物之流量的比之調節，可以調整所獲得的SiC膜之組成。因此，可以成膜因應用途的膜質之SiC膜，應用範圍大。
此外，若藉由本揭示之洗淨方法，則藉由供給包含O2 氣體之第1洗淨氣體，附著於處理容器亦即反應管11之SiC膜被除去。再者，藉由對真空排氣路25供給包含HF之第2洗淨氣體，附著於真空排氣路25之聚合物狀之副生成物等被除去。依此，因可以以具備強力的反應性的HF僅洗淨真空排氣路25，故不會損傷石英玻璃製之反應管11，而可以洗淨真空排氣路25。其結果，因附著於壓力調節閥26之副生成物被除去，故壓力調節閥26之開關動作變得難以被副生成物阻礙，可以進行穩定的壓力控制。
接著，針對本揭示之成膜裝置之其他例，一面參照圖10一面予以說明。圖10為單片式之成膜裝置之一例，在金屬製之真空容器(處理容器)3之內部，具備載置晶圓W之載置台31，在載置台31設置加熱部32。在載置台31之上方，以與載置台31相向之方式，配置氣體噴淋頭33，在該氣體噴淋頭33之下面形成多數氣體吐出孔331。在氣體噴淋頭33之上面，分別設置供給碳前驅物之氣體的碳前驅物供給部34，和供給矽前驅物之氣體的矽前驅物供給部35。碳前驅物供給部34係包含碳前驅物例如BCMA之供給源或供給路，矽前驅物供給部35包含矽前驅物例如二矽烷之供給源或供給路。
在圖10中，符號36係晶圓W之搬運口，符號37為排氣口，排氣口37之下游側係例如在上述實施型態已述般，藉由具備有壓力調節閥之例如金屬製之真空排氣路被連接於排氣機構。在該圖10所示之例中，作為洗淨氣體，使用F2 氣體，作為第1洗淨氣體，使用O2 氣體及H2 氣體，該些洗淨氣體經由氣體噴淋頭33被供給至處理容器3內。再者，第2洗淨氣體亦即HF氣體被構成供給至真空排氣路之壓力調節閥之上游側附近(無圖示)。並且，吹掃氣體亦即N2 氣體也被構成經由氣體噴淋頭33而供給至處理容器3內。
於在該成膜裝置進行SiC膜之成膜之時，將晶圓W載置於載置台31，將處理容器3內之壓力控制成例如399.9Pa～533.2Pa(3Torr～4Torr)之範圍內。另一方面，藉由加熱部32將載置台31上之晶圓W加熱至未滿800℃之溫度，例如350℃～400℃之範圍內的溫度，從氣體噴淋頭33並行供給BCMA及二矽烷。依此，使BCMA和二矽烷熱反應，藉由CVD在晶圓W上形成SiC膜。接著，即使停止BCMA之供給，僅供給二矽烷，在SiC膜上形成Si膜作為上層膜亦可。
再者，即使在該成膜裝置中，於將晶圓W搬入至處理容器3之前，供給非結晶矽之原料氣體例如二矽烷，在處理容器3之內壁面形成非結晶Si膜亦可。並且，在處理容器3，實施所述的SiC膜之成膜處理，於搬出形成有SiC膜的晶圓W之後，實施例如已述的三階段之洗淨。即是，藉由供給F2 氣體，進行除去上層膜之成分的洗淨之後，藉由O2 氣體和H2 氣體(第1洗淨氣體)，實施使SiC膜之C成分氧化而除去的洗淨。接著，從壓力調節閥之上游側附近供給HF氣體(第2洗淨氣體)，進行包含壓力調節閥的真空排氣路之洗淨。
在以上中，即使SiC膜係藉由對晶圓W交替供給碳前驅物之氣體和矽前驅物之氣體而使該些前驅物在晶圓W上反應的ALD(Atomic Layer Deposition)來成膜亦可。圖11所示之成膜裝置係交替重複供給碳前驅物之氣體的工程，和供給矽前驅物之氣體的工程，而成膜SiC膜的裝置之一例。該成膜裝置具備平面形狀為大概圓形的真空容器亦即金屬製之處理容器4，和用以載置晶圓W並使公轉的例如石英玻璃製之構成載置台的旋轉台41。
旋轉台41被構成以處理容器4之中心為旋轉中心繞垂直軸旋轉自如。在旋轉台41之表面部，沿著圓周方向在複數處於5處設置用以載置晶圓W之凹部411。在旋轉台41和處理容器4之底面部之間的空間，設置無圖示之加熱部，晶圓W被加熱至未滿800℃之溫度，例如350℃～400℃之範圍內的溫度。圖11中，符號40為晶圓W之搬運口。
在與旋轉台之凹部411的通過區域之各者相向的位置，於處理容器4之圓周方向彼此隔著間隔來配置各種噴嘴。具體而言，分離氣體例如N2 氣體供給用之噴嘴42、碳前驅物例如BCMA供給用之噴嘴43、分離氣體供給用之噴嘴44、矽前驅物例如二矽烷供給用之噴嘴45。該些噴嘴42～45係按此順序從搬運口40觀看順時鐘方向被設置成從處理容器4之外周壁朝向中心部延伸，在其下面形成複數氣體吐出孔。
該些噴嘴42～45之基端側分別經由供給路422、432、442、452，被連接於各者的氣體之供給源421、431、441、451。將閥V11～V14及流量調整部M11～M14介於各供給路422、432、442、452之中。該例之碳前驅物供給部係包含BCMA之供給源431及供給路432者，矽前驅物供給部係包含二矽烷之供給源451及供給路452者。在兩根之分離氣體供給用之噴嘴42、44之上方，分別設置有平面形狀為概略扇形的凸狀部420、440。從噴嘴42、44被吐出之分離氣體(N2 氣體)係從各噴嘴42、44朝處理容器4之圓周方向兩側擴散，分離被供給BCMA之氛圍，和被供給二矽烷之氛圍。
在旋轉台41之外周側，於BCMA供給用之噴嘴43之下游側及二矽烷供給用之噴嘴45之下游側，以彼此在圓周方向間隔開之方式形成排氣口46。該排氣口46係藉由設置有壓力調節閥之無圖示的金屬製之真空排氣路，被連接於無圖示之排氣機構。在圖11所示之例中，針對洗淨氣體亦即F2 氣體(但是，進行石英玻璃製之旋轉台41之塗佈之情況)的供給部，省略圖示。再者，針對第1洗淨氣體亦即O2 氣體及H2 氣體、第2洗淨氣體亦即HF氣體之各者的供給部，省略圖示。即使例如F2 氣體、O2 氣體及H2 氣體在BCMA之供給路432、二矽烷之供給路452、分離氣體之供給路422、422中之任一者合流而供給至處理容器4內亦可。再者，HF氣體被構成供給至真空排氣路之壓力調節閥之上游側附近。
於在該成膜裝置進行SiC膜之成膜之時，將例如5片晶圓W載置於旋轉台41，將處理容器4內之壓力控制成例如399.9Pa～533.2Pa(3Torr～4Torr))之範圍內。另一方面，使旋轉台41旋轉，藉由加熱部，將晶圓W加熱至350℃～400℃之範圍內的溫度，從各噴嘴42～45供給BCMA、二矽烷及N2 氣體。晶圓W隨著旋轉台41之旋轉，交替通過BCMA之供給區域和二矽烷之供給區域。在二矽烷之供給區域，因需要使二矽烷熱分解而生成SiH2 自由基，故以二矽烷之熱分解充分進行之方式，確保其供給區域比BCMA之供給區域更寬。
而且，在BCMA之供給區域，晶圓W表面吸附BCMA氣體，接著，在二矽烷之供給區域上述生成的SiH2 自由基與晶圓W表面之BCMA反應，形成SiC膜。如此一來，藉由使旋轉台41之旋轉持續，交替重複進行對晶圓W供給BCMA之工程，和對吸附BCMA之晶圓W之表面供給二矽烷之工程。其結果，在晶圓W之表面，進行該些前驅物之熱反應而形成SiC膜。即使於SiC膜之成膜後，停止BCMA之供給，僅供給二矽烷，在SiC膜上形成Si膜作為上層膜亦可。
即使在該成膜裝置中，於將晶圓W搬入至處理容器4之前，供給非結晶矽之原料氣體例如二矽烷，在旋轉台41之表面形成非結晶Si膜亦可。在此情況，在處理容器4，實施已述的SiC膜之成膜處理，於搬出形成有SiC膜的晶圓W之後，實施例如已述的三階段之洗淨。即是，對處理容器4供給F2 氣體，對處理容器4供給第1洗淨氣體，對真空排氣路供給第2洗淨氣體所進行的洗淨。
再者，即使在圖4所示的裝置，圖10所示之成膜裝置中，使交替供給碳前驅物之氣體和矽前驅物之氣體，藉由ALD法成膜SiC膜亦可。針對該情況的成膜方法，參照圖12進行說明。圖12為表示對處理容器供給氣體之時序的時序圖。再者，在該例中，圖4及圖10所示之裝置被構成對處理容器內供給氨(NH3 )氣作為前處理用之氣體。在例如圖4之裝置中，設為對氣體噴射器13、14之一方供給NH3 氣體的構成，在例如圖10之裝置中，設為對氣體噴淋頭33供給NH3 氣體的構成。
前處理係用以在次工程之成膜處理中，使容易在晶圓W上形成SiC膜之處理，如圖12所示般，例如藉由對晶圓W被搬入之處理容器內，供給NH3 氣體而進行。接著，停止對處理容器供給NH3 氣體，同時供給N2 氣體，而藉由N2 氣體吹掃處理容器內。接著，將處理容器內之壓力設定成例如399.9Pa～533.2Pa之範圍內，將溫度設定成未滿800℃例如350℃～400℃之範圍內，對晶圓W實施供給碳前驅物例如BCMA的工程。如此一來，使BCMA吸附於晶圓W之表面。
之後，停止對處理容器供給BCMA，同時供給N2 氣體，而藉由N2 氣體吹掃處理容器內。接著，將處理容器內之壓力設定成例如399.9Pa～533.2Pa之範圍內，將溫度設定成未滿800℃例如350℃～400℃之範圍內，對晶圓W實施供給矽前驅物例如二矽烷的工程。藉由二矽烷之熱分解生成的SiH2 自由基與晶圓W表面之BCMA反應，而在晶圓W上形成SiC。接著，停止對處理容器供給二矽烷，同時供給N2 氣體，而藉由N2 氣體吹掃處理容器內。如此一來，藉由交替重複實供給BCMA之工程，供給二矽烷之工程，在晶圓W之表面上進行前驅物之熱反應，藉由ALD法形成SiC膜。
在對晶圓W交替重複實施供給BCMA之工程，和供給二矽烷之工程的ALD而成膜的SiC膜中，確實地形成Si-C鍵結。因此，可以形成純度高的高品質之SiC膜。 雖然在圖12中表示於SiC膜之成膜前進行前處理的例，但是即使於SiC膜之成膜後，對搬入有晶圓W之處理容器內供給例如NH3 氣體等而進行後處理亦可。該後處理係以低介電常數化等之附加價值為目的者。
再者，在本揭示中，即使在成膜裝置設置電漿形成部，在成膜反應以外之固化處理、前處理或後處理、表面改質處理使用電漿亦可。藉由照射電漿，可以謀求改善SiC膜之膜質或提升密度。在例如圖4所示之裝置中，在例如晶舟12和氣體噴射器13之間，配置一對電極作為電漿形成部使氣體電漿化。並且，在圖10之裝置中，作為電漿形成部係在氣體噴淋頭33連接高頻電源，在與載置台31之間構成平行平板型之電漿處理裝置。
在上述中，不一定須要在SiC膜上形成上層膜，在不形成上層膜之情況，不一定須要實施鹵素氣體所致的洗淨。再者，用以除去被形成在處理容器之SiC膜之洗淨，因使SiC膜氧化，除去SiC膜中之C成分，故第1洗淨氣體若為包含O2 氣體者即可，不一定需要H2 氣體。再者，作為第1洗淨氣體，可以使用O2 氣體、O3 氣體、H2 氣體和O2 氣體的混合氣體、O2 電漿。並且，作為包含HF之第2洗淨氣體，除HF氣體之外，可以使用F2 氣體、ClF3 氣體。
應該認為此次揭示的實施型態在任何方面都是例示並非用以限制者。上述實施型態在不脫離申請專利範圍和其主旨的情況下，即使以各種型態進行省略、替換和變更亦可。 [實施例]
接著，針對本揭示之SiC膜之成膜方法之評估試驗予以說明。圖13係使用BCMA作為碳前驅物，使用二矽烷作為矽前驅物，改變二矽烷之流量對BCMA之流量的比而形成SiC膜之時的XPS分析結果。SiC膜之成膜使用圖4之縱型熱處理裝置，以已述的手法，在記載於圖5之流程圖的溫度或壓力之下實施。將其結果表示於圖13及圖14。圖13中橫軸係二矽烷之流量對BCMA之流量的比(Si2 H6 /BCMA)，縱軸為原子組成。
再者，圖14為表示碳之鍵結狀態之構成比的特性圖，圖14中橫軸為上述流量比(Si2 H6 /BCMA)。在圖14中，以菱形之標示(◇)表示C-Si鍵結，以圓的標示(〇)表示C-C鍵結及C-H鍵結。在此所指的C-C鍵結或C-H鍵結如圖15所示般，表示在C鍵結1～2個的Si，與C鍵結的A、B為C或H的鍵結狀態。再者，C-Si鍵結如圖16所示般，表示在C鍵結3～4個的Si，與C鍵結的A為C或H的鍵結狀態。
若藉由圖13所示的結果，被認定在SiC膜中存在氧(O)、矽(Si)、碳(C)、氯(Cl)，從圖14所示之原子的鍵結狀態形成Si-C鍵結。再者，確認藉由變更流量比(Si2 H6 /BCMA)，SiC膜中之原子組成變化。具體而言，被認定隨著二矽烷之流量比的增加，SiC膜中之Si從27%逐漸增加至37%，與Si鍵結的C(CSi鍵結)係從15%增加至52%之後呈飽和。
並且，若藉由圖14所示之結果，則可知上述流量比至5左右，隨著二矽烷的流量增加，SiC膜中之C-Si鍵結之比例也增加。並且，被認定若上述流量比成為5以上，則SiC膜中之C-Si鍵結，和C-C鍵結或C-H鍵結之比例幾乎變為相同。依此，確認藉由調節流量比，流量比(Si2 H6 /BCMA)直至5附近，可以使與SiC膜含有的C鍵結的Si數變化，可以調整SiC成分量。
接著，在圖4所示之縱型熱處理裝置中，使用BCMA或BTMSA作為碳前驅物，使用二矽烷作為矽前驅物，而形成SiC膜，針對碳前驅物之不同所致的SiC膜之組成變化予以確認。該確認係由針對所獲得的SiC膜的XPS分析進行。SiC膜之成膜係以已述的手法，在記載於圖5之流程圖的溫度或壓力之下實施。將其結果表示於圖17中。圖17中，C-C/C-H表示圖15之鍵結狀態，Si-C表示圖16之鍵結狀態。
由圖17，確認作為碳前驅物，使用不含鹵素基(Cl基)且不持有親核性的BTMSA之情況之原子組成，僅為Si和Si-C，可以形成不含Cl或N等之雜質的SiC膜。再者，由認定形成Si-C鍵結來看，可謂驗證了在SiC膜之生成中，SiH2 自由基對三鍵結之π鍵結進行攻擊的反應模型1之機構。另一方面，在使用BCMA之情況，形成包含Cl之SiC膜。因依據SiC膜之用途不同，所要求的SiC膜中之雜質成分的有無不同，故藉由選擇碳前驅物，可以進行控制SiC膜中之雜質混入一事具有效果。
接著，針對圖4所示的對縱型熱處理裝置的洗淨之評估試驗予以說明。圖18表示對反應管11或真空排氣路25實施的處理，和實施該處理之後立即測量的反應管11內之壓力。圖18所示的(1)～(5)之處理如同下述。 (1)在反應管之內壁形成非結晶Si膜的處理 (2)對晶圓W進行的SiC膜之成膜處理 (3)F2 氣體所致的洗淨 (4)第1洗淨氣體(O2 氣體和H2 氣體)所致的洗淨 (5)第2洗淨(HF)所致的真空排氣路之洗淨
該些(1)～(5)之處理係以上述說明的條件實施。處理(1)係於晶圓W搬入之前被實施，實施處理(1)之非結晶Si膜之形成處理之後，使反應管11內返回至大氣壓氛圍，而將搭載有晶圓W之晶舟12搬入至反應管11內。而且，實施處理(2)，在晶圓W形成SiC膜。接著，使反應管11內返回至大氣壓氛圍之後，將搭載有形成SiC膜之晶圓W之晶舟12從反應管11搬出。接著，將無保持晶圓W之晶舟12搬入至反應管11，實施處理(3)之F2 所致的洗淨。
緊接著評估開始之後，係在處理(3)之後，使反應管11內返回至大氣氛圍，再次進行處理(1)之非結晶Si膜之形成。之後，持續處理(2)、(3)，並且進行處理(4)之H2 氣體及O2 氣體所致的洗淨。接著，使反應管11內之壓力返回至大氣壓氛圍之後，進行處理(5)之第2洗淨氣體(HF)所致的真空排氣路25之洗淨。而且，使反應管11內之壓力返回至大氣壓氛圍，再次實施處理(1)～(5)。
在該處理(1)～(5)中，於各處理結束之後，使反應管11回復至大氣壓氛圍，在其時序測定反應管11內之壓力。依此，被認定在僅進行F2 氣體所致的洗淨(處理(3))之情況，反應管11內之壓力降低至400Torr，無法回復至大氣壓。對此，確認在進行F2 氣體(處理(3))、H2 氣體及O2 氣體(處理(4))、HF氣體(處理(5))之三階段的洗淨之情況，可以使反應管11之壓力幾乎回復至大氣壓。再者，也認定藉由進行上述三階段之洗淨，即使重複三次SiC膜之成膜處理，亦可以使反應管11之壓力每次幾乎回復至大氣壓。
依此，確認藉由進行HF氣體所致的洗淨，解除使反應管11回復至大氣壓變得困難之壓力控制上的問題。由此來看，因成為可以藉由供給HF氣體充分地除去堆積於真空排氣路之副生成物，且可以無問題地實施壓力調節閥之開合度控制之狀態，故理解能穩定地進行反應管11之壓力控制。
W:半導體晶圓 11:反應管 12:晶舟 13,14:氣體噴射器 18:加熱部
[圖1]為表示本揭示之成膜方法之一例的化學反應式。 [圖2]為表示上述成膜方法之反應模型之一例的說明圖。 [圖3]為表示上述成膜方法之反應模型之其他例的說明圖。 [圖4]為表示本揭示之成膜裝置之一例的縱剖側面圖。 [圖5]為表示本揭示之成膜方法之一例的時序圖。 [圖6]為表示本揭示之成膜處理用之處理容器之洗淨方法之一例的工程圖。 [圖7]為表示本揭示之成膜方法之其他例的化學反應式。 [圖8]為表示碳前驅物之例的說明圖。 [圖9]為表示矽前驅物之例的說明圖。 [圖10]為表示本揭示之成膜裝置之其他例的縱剖側面圖。 [圖11]為表示本揭示之成膜裝置之又一其他例的橫剖俯視圖。 [圖12]為表示本揭示之成膜方法之其他例的時序圖。 [圖13]為表示成膜方法之評估結果的特性圖。 [圖14]為表示成膜方法之評估結果的特性圖。 [圖15]為表示碳和矽之鍵結狀態的說明圖。 [圖16]為表示碳和矽之鍵結狀態的說明圖。 [圖17]為表示成膜方法之評估結果的特性圖。 [圖18]為表示洗淨方法之評估結果的特性圖。

Claims (16)

  1. 一種成膜方法，包含： 對基板，供給包含具有不飽和碳鍵結之有機化合物的碳前驅物之氣體的工程；和 對上述基板，供給包含矽化合物的矽前驅物之氣體的工程；及 使上述碳前驅物和矽前驅物在未滿800℃之溫度熱反應，在上述基板形成含碳矽膜的工程。
  2. 如請求項1記載之成膜方法，其中 並行進行供給上述碳前驅物之氣體的工程，和供給上述矽前驅物之氣體的工程。
  3. 如請求項1記載之成膜方法，其中 交替重複進行供給上述碳前驅物之氣體的工程，和供給矽前驅物之氣體的工程，在上述基板之表面形成上述含碳矽膜的工程。
  4. 如請求項1至3中之任一項記載之成膜方法，其中 上述有機化合物具有親核性之側鏈。
  5. 如請求項4記載之成膜方法，其中 上述親核性之側鏈為鹵素原子。
  6. 如請求項5記載之成膜方法，其中 包含在形成上述含碳矽膜的工程之後，形成用以抑制來自含碳矽膜的鹵素原子釋放出的上層膜之工程。
  7. 如請求項6記載之成膜方法，其中 上述上層膜係矽膜。
  8. 如請求項1至3中之任一項記載之成膜方法，其中 上述有機化合物係雙氯甲基乙炔或雙三甲基甲矽烷基乙炔。
  9. 如請求項1至8中之任一項記載之成膜方法，其中 上述矽化合物係在上述熱反應之溫度下生成矽原子持有不成對電子的自由基者。
  10. 如請求項9記載之成膜方法，其中 上述矽化合物為二矽烷。
  11. 如請求項1至10中之任一項記載之成膜方法，其中 藉由調節在供給上述矽前驅物之氣體的工程被供給的矽前驅物之流量對在供給上述碳前驅物之氣體的工程被供給的碳前驅物之流量的比，使與上述含碳矽膜所含的碳鍵結的矽數變化。
  12. 一種成膜處理用之處理容器的洗淨方法，包含： 在收容基板，同時被連接於包含壓力調節閥之金屬製之真空排氣路的石英玻璃製之處理容器內實施如請求項1至11中之任一項記載之成膜方法的工程； 對搬入基板之前的上述處理容器，供給非結晶矽之原料氣體而以非結晶矽膜覆蓋上述處理容器之內壁面的工程； 在內壁面被上述非結晶矽膜覆蓋的上述處理容器內實施上述成膜方法，對取出形成有含碳矽膜之基板之後的上述處理容器，供給包含用以除去附著於該處理容器之內壁面之含碳矽膜之氧氣的第1洗淨氣體的工程；及 為了除去藉由上述第1洗淨所含的氧氣，上述非結晶矽膜被氧化而形成的氧化矽膜，供給包含氟化氫之第2洗淨氣體的工程。
  13. 如請求項12記載之成膜處理用之處理容器的洗淨方法，其中 在供給上述第2洗淨氣體的工程中，對上述真空排氣路內局部性地供給第2洗淨氣體。
  14. 一種成膜裝置，包含： 處理容器，其係收容著載置基板的載置台； 碳前驅物供給部，其係對上述處理容器供給包含具有不飽含碳鍵結之有機化合物之碳前驅物氣體； 矽前驅物供給部，其係對上述處理容器供給包含矽化合物之矽前驅物之氣體；及 加熱部，其係用以使被供給至上述處理容器之碳前驅物和矽前驅物在未滿800℃之溫度熱反應，在上述基板形成含碳矽膜。
  15. 如請求項14記載之成膜裝置，其中 上述處理容器係石英玻璃製，該成膜裝置包含： 金屬製之真空排氣路，其係被連接於上述處理容器，包含壓力調節閥； 矽膜原料供給部，其係為了以非結晶矽膜覆蓋基板被搬入之前的上述處理容器之內壁面，對該處理容器供給非結晶矽之原料氣體； 第1洗淨氣體供給部，其係對上述處理容器，供給包含用以除去附著於該處理容器之內壁面之含碳矽膜之氧氣的第1洗淨氣體；及 第2洗淨氣體供給部，其係為了除去藉由上述第1洗淨所含的氧氣，上述非結晶矽膜被氧化而形成的氧化矽膜，對上述真空排氣路，供給包含氟化氫之第2洗淨氣體。
  16. 如請求項15記載之成膜裝置，其中 第2洗淨氣體供給部被連接於上述真空排氣路，對該真空排氣路內局部性地供給第2洗淨氣體。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020226058A1 (ja) * 2019-05-08 2020-11-12 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長方法及び気相成長装置
JP2021141199A (ja) * 2020-03-05 2021-09-16 日立金属株式会社 ＳｉＣウェハおよびその製造方法
JP2022067559A (ja) * 2020-10-20 2022-05-06 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
US11682554B2 (en) * 2021-04-20 2023-06-20 Applied Materials, Inc. Catalytic thermal deposition of carbon-containing materials
US20230360906A1 (en) * 2022-05-05 2023-11-09 Applied Materials, Inc. Silicon-and-carbon-containing materials with low dielectric constants
CN117904719B (zh) * 2024-03-15 2024-07-30 浙江求是半导体设备有限公司 N型SiC外延片及其制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6077764A (en) * 1997-04-21 2000-06-20 Applied Materials, Inc. Process for depositing high deposition rate halogen-doped silicon oxide layer
US6764958B1 (en) * 2000-07-28 2004-07-20 Applied Materials Inc. Method of depositing dielectric films
JP4524447B2 (ja) 2004-11-19 2010-08-18 住友大阪セメント株式会社 炭化珪素薄膜の成膜方法
JP4747755B2 (ja) 2005-09-20 2011-08-17 独立行政法人産業技術総合研究所 有機絶縁膜とその作製方法，及び有機絶縁膜を用いた半導体装置
WO2007112058A2 (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Applied Materials, Inc. Carbon precursors for use during silicon epitaxial firm formation
JP5751895B2 (ja) * 2010-06-08 2015-07-22 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、クリーニング方法および基板処理装置
KR101427726B1 (ko) * 2011-12-27 2014-08-07 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
US8912101B2 (en) * 2012-03-15 2014-12-16 Asm Ip Holding B.V. Method for forming Si-containing film using two precursors by ALD
US20150069327A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-12 International Business Machines Corporation Fin field-effect transistors with superlattice channels
JP5852151B2 (ja) * 2014-02-12 2016-02-03 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び記録媒体
KR102255727B1 (ko) * 2016-02-26 2021-05-26 버슘머트리얼즈 유에스, 엘엘씨 규소 함유 막의 증착을 위한 조성물, 및 이를 이용한 방법

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