TW202414584A - 基板處理方法，半導體裝置的製造方法，基板處理裝置及程式 - Google Patents
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Abstract
具有：
(a)對於基板供給第1處理氣體的工序；
(b)一面加熱第2處理氣體，一面貯存於第1貯存部的工序；
(c)一面加熱前述第2處理氣體，一面貯存於與前述第1貯存部不同的第2貯存部的工序；
(d)在(b)之後，對於前述基板，從前述第1貯存部供給前述第2處理氣體的工序；及
(e)在(c)之後，對於前述基板，從前述第2貯存部供給前述第2處理氣體的工序，
藉由進行預定次數(f)進行(a)及(d)的工序和(g)進行(a)及(e)的工序，在前述基板上形成膜。
Description
本案是關於基板處理方法，半導體裝置的製造方法，基板處理裝置及程式。
作為半導體裝置的製造工序的一工序，有對於複數的基板供給處理氣體，在各個的基板上形成膜的處理被進行的情形(例如參照專利文獻1等)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2022-52622號公報
(發明所欲解決的課題)
被要求提升在複數的基板上形成的膜的特性。
本案是在於提供一種可使在複數的基板上形成的膜的特性提升之技術。
(用以解決課題的手段)
若根據本案的一形態，則可提供一種如下述般的技術，
具有：
(a)對於基板供給第1處理氣體的工序；
(b)一面加熱第2處理氣體，一面貯存於第1貯存部的工序；
(c)一面加熱前述第2處理氣體，一面貯存於與前述第1貯存部不同的第2貯存部的工序；
(d)在(b)之後，對於前述基板，從前述第1貯存部供給前述第2處理氣體的工序；及
(e)在(c)之後，對於前述基板，從前述第2貯存部供給前述第2處理氣體的工序，
藉由進行預定次數(f)進行(a)及(d)的工序和(g)進行(a)及(e)的工序，在前述基板上形成膜。
[發明的效果]
若根據本案，則可使被形成於複數的基板上的膜的特性提升。
＜本案的一形態＞
以下邊參照圖1～4邊主要說明有關本案的一形態。另外，在以下的說明中使用的圖面皆是模式性者，又，圖面所示的各要素的尺寸的關係、各要素的比率等是不一定和現實者一致。又，複數的圖面的相互間，各要素的尺寸的關係、各要素的比率等也不一定一致。
(1)基板處理裝置的構成
如圖1所示般，處理爐202是具有作為溫度調整器(加熱部)的加熱器207。加熱器207是圓筒形狀，藉由被支撐於保持板來垂直地安裝。加熱器207亦作為以熱來使氣體活化的活化機構的機能。
在加熱器207的內側是與加熱器207同心圓狀地配設有反應管203。反應管203是例如藉由石英(SiO
2)或碳化矽(SiC)等的耐熱性材料所構成，被形成上端閉塞且下端開口的圓筒形狀。在反應管203的下方是與反應管203同心圓狀地配設有集合管(manifold)209。集合管209是例如藉由不鏽鋼(SUS)等的金屬材料所構成，被形成上端及下端為開口的圓筒形狀。集合管209的上端部是與反應管203的下端部卡合，被構成為支撐反應管203。在集合管209與反應管203之間是設有作為密封構件的O型環220a。反應管203是與加熱器207同樣地垂直安裝。主要藉由反應管203及集合管209來構成處理容器(反應容器)。在處理容器的筒中空部是形成處理室201。處理室201是被構成可收容作為基板的晶圓200。在此處理室201內進行對於晶圓200的處理。
在處理室201內，作為第1～第2供給部的噴嘴249a，249b會分別設為貫通集合管209的側壁。亦將噴嘴249a，249b分別稱為第1～第2噴嘴。噴嘴249a，249b是例如藉由石英或SiC等的耐熱性材料所構成。噴嘴249a，249b是分別連接氣體供給管232a，232b。噴嘴249a，249b是分別不同的噴嘴，噴嘴249a，249b是各鄰接而設。
在氣體供給管232a中，從氣流的上游側依序設有流量控制器(流量控制部)的質量流控制器(MFC)241a及開閉閥的閥243a。在氣體供給管232b中，從氣流的上游側依序設有MFC241b、閥243b1、第1貯存部的槽242b、閥243b2及閥612。在氣體供給管232b的比MFC241b更下游側，比閥243b1更上游側連接氣體供給管232c的上游端。在氣體供給管232c中，從氣流的上游側依序設有閥243c1、第2貯存部的槽242c、閥243c2、閥622。氣體供給管232c的下游端是被連接至氣體供給管232b的比閥612更下游側。亦可在氣體供給管232b的比閥243b2更下游側，比閥612更上游側連接排氣管610。亦可在氣體供給管232c的比閥243c2更下游側，比閥622更上游側連接排氣管620。在排氣管610，620是分別設有閥611，621。排氣管610，620是被連接至後述的排氣管231的比APC閥244更下游側。在氣體供給管232a的比閥243a更下游側連接氣體供給管232d。在氣體供給管232b的比閥612更下游側連接氣體供給管232e。在氣體供給管232d，232e中，從氣流的上游側依序分別設有MFC241d，241e及閥243d，243e。氣體供給管232a～232e、排氣管610，620是例如藉由SUS等的金屬材料所構成。另外，在此是表示對於槽242b，242c設置一個的MFC241b的例子，但不限於此，亦可以在槽242b，242c的各個設置一個的MFC之方式構成氣體供給系。
如圖2所示般，噴嘴249a，249b是分別設為在反應管203的內壁與晶圓200之間平面視圓環狀的空間沿著反應管203的內壁的下部至上部朝向晶圓200的配列方向上方立起。亦即，噴嘴249a，249b是分別設為在配列有晶圓200的晶圓配列區域的側方的水平包圍晶圓配列區域的區域沿著晶圓配列區域。在噴嘴249a，249b的側面是分別設有供給氣體的氣體供給孔250a，250b。氣體供給孔250a，250b是分別平面視朝向晶圓200的中心開口，可朝向晶圓200供給氣體。氣體供給孔250a，250b是從反應管203的下部到上部設置複數個。
槽242b，242c是構成為氣體容量比通常的配管更大的氣體槽或者螺旋配管等。藉由開閉槽242b，242c的上游側的閥243b1，243c1及下游側的閥243b2，243c2，可將從氣體供給管232b，232c供給的氣體暫時性地充填(貯存)於槽242b，242c內的各個，或將暫時性地被貯存於槽242b，242c內的各個的氣體往處理室201內供給。
藉由關閉閥243b2，243c1，243c2，開啟閥243b1，可將在MFC241b被調整流量的氣體暫時性地貯存於槽242b內。預定量的氣體被貯存於槽242b內，槽242b內的壓力到達預定的壓力之後，藉由關閉閥243b1，開啟閥243b2，612，可將被貯存於槽242b內的高壓的氣體經由氣體供給管232b、噴嘴249b來朝處理室201內一口氣(短時間)供給。又，藉由關閉閥243b1，243b2，243c2，開啟閥243c1，可將在MFC241b被調整流量的氣體暫時性地貯存於槽242c內。預定量的氣體被貯存於槽242c內，槽242c內的壓力到達預定的壓力之後，藉由關閉閥243c1，開啟閥243c2，622，可將被貯存於槽242c內的高壓的氣體經由氣體供給管232c，232b、噴嘴249b來朝處理室201內一口氣(短時間)供給。又，藉由關閉閥243b1，612，開啟閥243b2，611，可將暫時性地被貯存於槽242b內的氣體不經由處理室201內而旁通經由排氣管610來朝排氣管231排氣。又，藉由關閉閥243c1，622，開啟閥243c2，621，可將將暫時性地被貯存於槽242c內的氣體不經由處理室201內而旁通經由排氣管620來朝排氣管231排氣。
在槽242b，242c的外周是分別設有作為加熱槽242b，242c的第1～第2加熱部的加熱器242h1，242h2。藉由加熱器242h1，242h2來加熱槽242b，242c，可加熱被貯存於槽242b，242c內的氣體。
如圖1虛線所示般，在氣體供給管232b，232c的外周，例如槽242b，242c的前段(上游側)及後段(下游側)的氣體供給管232b，232c的外周，分別纏繞有例如絲帶(ribbon)狀的加熱器232h，作為加熱該等管的第3加熱部。藉由加熱器232h來加熱槽242b，242c的前段的氣體供給管232b，232c(例如從MFC241b到槽242b，242c的1次側(入口(inlet))的氣體供給管232b，232c)，藉此可預熱被供給至槽242b，242c的氣體。又，藉由加熱器232h來加熱槽242b，242c的後段的氣體供給管232b，232c(例如從槽242b，242c的2次側(出口)到處理室201的氣體供給管232b，232c)，藉此可將從槽242b，242c往處理室201內供給的氣體加熱。
從氣體供給管232a是作為原料的第1處理氣體會經由MFC241a、閥243a、噴嘴249a來朝處理室201內供給。第1處理氣體是作為成膜劑之一使用。
從氣體供給管232b是作為反應體的第2處理氣體會經由MFC241b、閥243b1、槽242b、閥243b2，612、噴嘴249b來朝處理室201內供給。又，從氣體供給管232b是作為反應體的第2處理氣體會經由MFC241b、氣體供給管232c、閥243c1、槽242c、閥243c2，622、噴嘴249b來朝處理室201內供給。第2處理氣體是作為成膜劑之一使用。
從氣體供給管232d，232e是惰性氣體會分別經由MFC241d，241e、閥243d，243e、氣體供給管232a，232b、噴嘴249a，249b來朝處理室201內供給。惰性氣體是作為淨化氣體、載體氣體、稀釋氣體等作用。
主要藉由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a來構成第1供給系(原料供給系)。主要藉由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b1、槽242b、閥243b2來構成第2供給系(第1反應體供給系)。主要藉由氣體供給管232c、閥243c1、槽242c、閥243c2來構成第3供給系(第2反應體供給系)。另外，亦可思考將氣體供給管232b、MFC241b含在第3供給系中。主要藉由氣體供給管232d，232e、MFC241d，241e、閥243d，243e來構成惰性氣體供給系。亦將第1～第3供給系的各個或全部稱為成膜劑供給系。
上述的各種供給系之中，任一個或全部的供給系是亦可被構成為閥243a，243b1，243b2，243c1，243c2，243d，243e，611，612，621，622或MFC241a，241b，241d等被集聚而成的集聚型供給系統248。
集聚型供給系統248是被構成為對於氣體供給管232a～232e的各個連接，往氣體供給管232a～232e內的各種物質(各種氣體)的供給動作，亦即閥243a，243b1，243b2，243c1，243c2，243d，243e，611，612，621，622的開閉動作或MFC241a，241b，241d的流量調整動作等會藉由後述的控制器121來控制。集聚型供給系統248是被構成為一體型或分割型的集聚單元，可對於氣體供給管232a～232e等以集聚單元單位來進行裝卸，被構成為可以集聚單元單位來進行集聚型供給系統248的維修、更換、增設等。
在反應管203的側壁下方是設有將處理室201內的氣氛排氣的排氣口231a。如圖2所示般，排氣口231a是平面視被設於隔著晶圓200而與噴嘴249a，249b(氣體供給孔250a，250b)對向(對面)的位置。排氣口231a是亦可沿著反應管203的側壁的下部到上部，亦即沿著晶圓配列區域而設。排氣口231a是連接排氣管231。排氣管231是經由作為檢測出處理室201內的壓力的壓力檢測器(壓力檢測部)的壓力感測器245及作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(Auto Pressure Controller)閥244來連接作為真空排氣裝置的真空泵246。APC閥244是被構成為在使真空泵246作動的狀態下開閉閥，藉此可進行處理室201內的真空排氣及真空排氣停止，進一步，在使真空泵246作動的狀態下，根據藉由壓力感測器245所檢測出的壓力資訊來調節閥開度，藉此可調節處理室201內的壓力。主要藉由排氣管231、APC閥244、壓力感測器245來構成排氣系。亦可將真空泵246含在排氣系中。
在集合管209的下方是設有作為可將集合管209的下端開口氣密地閉塞的爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219是例如藉由SUS等的金屬材料所構成，被形成圓盤狀。在密封蓋219的上面是設有作為與集合管209的下端抵接的密封構件的O型環220b。在密封蓋219的下方是設置有使後述的晶舟217旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸255是貫通密封蓋219而連接至晶舟217。旋轉機構267是被構成為藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉。密封蓋219是被構成為藉由被設置於反應管203的外部的作為升降機構的晶舟升降機115來升降於垂直方向。晶舟升降機115是被構成為藉由使密封蓋219升降來將晶圓200搬入及搬出(搬送)於處理室201內外的搬送裝置(搬送機構)。
作為基板支撐具的晶舟217是被構成為使複數片例如25～200片的晶圓200以水平姿勢且彼此中心一致的狀態下排列於垂直方向而多段支撐，亦即空出間隔而使配列。晶舟217是例如藉由石英或SiC等的耐熱性材料所構成。在晶舟217的下部是設有例如藉由石英或SiC等的耐熱性材料所構成的隔熱部218。
在反應管203內設置有作為溫度檢測器的溫度感測器263。根據藉由溫度感測器263所檢測出的溫度資訊來調整往加熱器207的通電狀況，藉此，處理室201內的溫度成為所望的溫度分布。溫度感測器263是沿著反應管203的內壁而設。
如圖3所示般，控制部(控制手段)的控制器121是被構成為具備CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d的電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d是被構成為可經由內部匯流排121e來與CPU121a交換資料。控制器121是連接例如被構成為觸控面板等的輸出入裝置122。又，控制器121是可連接外部記憶裝置123。
記憶裝置121c是例如以快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等所構成。在記憶裝置121c內是可讀出地記錄儲存有控制基板處理裝置的動作的控制程式，或記載後述的基板處理的程序或條件等的製程處方等。製程處方是被組合為使後述的基板處理的各程序藉由控制器121來實行於基板處理裝置，可取得預定的結果，作為程式機能。以下，亦將製程處方或控制程式等總簡稱為程式。又，亦將製程處方簡稱為處方。在本說明書中使用程式的用語時，是有只包含處方單體時，只包含控制程式單體時，或包含該等的雙方時。RAM121b是被構成為暫時性地保持藉由CPU121a所讀出的程式或資料等之記憶區域(工作區域)。
I/O埠121d是被連接至上述的MFC241a，241b，241d、閥243a，243b1，243b2，243c1，243c2，243d，243e，611，612，621，622、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、溫度感測器263、加熱器207、旋轉機構267、晶舟升降機115等。
CPU121a是被構成為從記憶裝置121c讀出控制程式而實行，且可按照來自輸出入裝置122的操作指令的輸入等，從記憶裝置121c讀出處方。CPU121a是被構成為可按照讀出的處方的內容，控制MFC241a，241b，241d的各種物質(各種氣體)的流量調整動作、閥243a，243b1，243b2，243c1，243c2，243d，243e，611，612，621，622的開閉動作、APC閥244的開閉動作及根據壓力感測器245的APC閥244的壓力調整動作、真空泵246的起動及停止、根據溫度感測器263的加熱器207的溫度調整動作、藉由旋轉機構267的晶舟217的旋轉及旋轉速度調節動作、藉由晶舟升降機115的晶舟217的升降動作等。
控制器121是可藉由將被記錄儲存於外部記憶裝置123的上述的程式安裝於電腦而構成。外部記憶裝置123是例如包括HDD等的磁碟、CD等的光碟、MO等的光磁碟、USB記憶體、SSD等的半導體記憶體等。記憶裝置121c或外部記憶裝置123是被構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，亦可將該等總簡稱為記錄媒體。在本說明書中使用記錄媒體的用語時，是有只包含記憶裝置121c單體時，只包含外部記憶裝置123單體時，或包含該等雙方時。另外，對電腦的程式的提供是亦可不使用外部記憶裝置123，而利用網際網路或專用線路等的通訊手段來進行。
(2)基板處理工序
主要利用圖4來說明有關使用上述的基板處理裝置，作為半導體裝置的製造工序的一工序，處理基板的方法，亦即在作為基板的晶圓200上形成膜的處理順序的例子。在以下的說明中，構成基板處理裝置的各部的動作是藉由控制器121來控制。
在本形態的處理順序是具有：
對於晶圓200供給第1處理氣體的步驟(步驟A)；
一面加熱第2處理氣體，一面貯存於槽242b的步驟(步驟B)；
一面加熱第2處理氣體，一面貯存於與槽242b不同的槽242c的步驟(步驟C)；
在步驟B之後，對於晶圓200，從槽242b供給第2處理氣體的步驟(步驟D)；
在步驟C之後，對於晶圓200，從槽242c供給第2處理氣體的步驟(步驟E)，
藉由進行預定次數(n次，n是1以上的整數)進行步驟A及步驟D的步驟(步驟F)和進行步驟A及步驟E的步驟(步驟G)，在晶圓200上形成膜。並且，各步驟是在無電漿的氣氛下進行。
另外，在圖4中，為了方便起見，將在步驟F中進行的步驟A的實施期間顯示為A1。又，在圖4中，為了方便起見，將在步驟G中進行的步驟A的實施期間顯示為A2。又，在圖4中，為了方便起見，將步驟B～G的實施期間分別顯示為B～G。又，在圖4中，為了方便起見，將槽242b，242c分別顯示為T1，T2。各步驟的實施期間及各槽的記載是在表示後述的變形例的氣體供給順序的圖5中也同樣。
並且，在以下的例子中，如圖4所示般，表示進行複數次包含步驟F及步驟G的循環之例。
在本說明書中，為了方便起見，亦有如以下般表示上述的處理順序的情形。在以下的變形例或其他的形態等的說明中也使用同樣的記載。
[(第1處理氣體→T1：第2處理氣體)→(第1處理氣體→T2：第2處理氣體)]×n
在本說明書中使用「晶圓」的用語時，是有意思晶圓本身時，或意思晶圓與被形成於其表面的預定的層或膜的層疊體時。在本說明書中使用「晶圓的表面」的用語時，是有意思晶圓本身的表面時，或被形成於晶圓上的預定的層等的表面時。在本說明書中記載為「在晶圓上形成預定的層」時，是有意思在晶圓本身的表面上直接形成預定的層時，或在被形成於晶圓上的層等上形成預定的層時。在本說明書中使用「基板」的用語時，是與使用「晶圓」的用語時同義。
在本說明書中使用「劑」的用語是包含氣體狀物質及液體狀物質之中至少任一方。液體狀物質是包含霧狀物質。亦即，成膜劑(原料、反應體)是亦可包含氣體狀物質，或亦可包含霧狀物質等的液體狀物質，或亦可包含該等的雙方。
在說明書中使用「層」的用語是包含連續層及不連續層之中至少任一方。在後述的各步驟中形成的層是亦可包含連續層，亦可包含不連續層，或亦可包含該等的雙方。
(晶圓充填及晶舟裝載)
一旦複數片的晶圓200被裝填於晶舟217(晶圓充填)，則如圖1所示般，支撐複數片的晶圓200的晶舟217是藉由晶舟升降機115來舉起而往處理室201內搬入(晶舟裝載)。在此狀態下，密封蓋219是成為隔著O型環220b來密封集合管209的下端的狀態。如此一來，晶圓200被準備於處理室201內。
(壓力調整及溫度調整)
晶舟裝載結束之後，以處理室201內亦即存在晶圓200的空間成為所望的壓力(真空度)之方式，藉由真空泵246來真空排氣(減壓排氣)。此時，處理室201內的壓力是以壓力感測器245測定，根據此被測定的壓力資訊來反饋控制APC閥244。又，以處理室201內的晶圓200成為所望的處理溫度之方式，藉由加熱器207來加熱。此時，以處理室201內成為所望的溫度分布之方式，根據溫度感測器263所檢測出的溫度資訊來反饋控制往加熱器207的通電狀況。並且，開始旋轉機構267所致的晶圓200的旋轉。處理室201內的排氣、晶圓200的加熱及旋轉皆是至少對於晶圓200的處理結束為止的期間繼續進行。
(往貯存部內的氣體充填步驟)
在本步驟中，實施其次的2個的步驟，亦即步驟B，C。
[步驟B]
在本步驟中，一面加熱第2處理氣體，一面在槽242b中貯存第2處理氣體。
具體而言，在關閉閥243b2，243c1，243c2的狀態下，開啟閥243b1，往氣體供給管232b內流動第2處理氣體。第2處理氣體是藉由MFC241b來調整流量，往槽242b內供給，而被貯存於槽242b內。此時，藉由加熱器232h來將從MFC241b到槽242b的入口(inlet)的氣體供給管232b加熱至預定溫度，而預熱被供給至槽242b的第2處理氣體。預定壓、預定量的第2處理氣體被貯存於槽242b內之後，關閉閥243b1，將第2處理氣體封入(關閉在)槽242b內。此時，藉由加熱器242h1來將槽242b加熱至預定溫度，而加熱被貯存於槽242b內的第2處理氣體。槽242b的容積是例如300～2000cc為理想，此情況，將在槽242b內封入第2處理氣體時的槽242b內的壓力設為例如20000Pa以上的高壓為理想，最好將貯存於槽242b內的第2處理氣體的量(昇溫常壓下的量)設為例如120～3000cc，理想是120～2000cc。藉由該等的一連串的動作，完成往槽242b內的第2處理氣體的貯存動作(充填動作)(往第1貯存部內的氣體充填)。
藉由加熱貯存於槽242b內的第2處理氣體，可在後述的步驟D中，對於晶圓200供給預先被加熱的第2處理氣體。又，藉由預熱被供給至槽242b的第2處理氣體，可在槽242b內使第2處理氣體的溫度安定化。其結果，在後述的步驟D中，可對於晶圓200供給溫度安定化的第2處理氣體。該等的點是在後述的步驟C中也同樣。
本步驟是成為用以進行後述的步驟D的事前準備。
[步驟C]
在本步驟中，一面加熱第2處理氣體，一面在槽242c中貯存第2處理氣體。
具體而言，在關閉閥243b1，243b2，243c2的狀態下，開啟閥243c1，往氣體供給管232b，232c內流動第2處理氣體。第2處理氣體是藉由MFC241b來調整流量，朝槽242c內供給，被貯存於槽242c內。此時，藉由加熱器232h來將從MFC241b到槽242c的入口的氣體供給管232b，232c加熱至預定溫度，而預熱被供給至槽242c的第2處理氣體。在槽242c內，預定壓、預定量的第2處理氣體被貯存之後，關閉閥243c1，將第2處理氣體封入(關在)槽242c內。此時，藉由加熱器242h2來將槽242c加熱至預定溫度，而加熱被貯存於槽242c內的第2處理氣體。槽242c的容積是設為與槽242b同樣的容積。藉由該等的一連串的動作，完成往槽242c內的第2處理氣體的貯存動作(充填動作)(往第2貯存部內的氣體充填)。
本步驟是成為用以進行後述的步驟E的事前準備。
(成膜步驟)
依序實施其次的第1，第2成膜步驟。
[第1成膜步驟]
在第1成膜步驟(以下亦稱為步驟F)中，使其次的步驟A1、步驟D非同時亦即不同步交替進行。
[步驟A1]
在本步驟中，對於晶圓200供給第1處理氣體，亦即原料(原料氣體)，作為成膜劑。
具體而言，開啟閥243a，往氣體供給管232a內流動原料。原料是藉由MFC241a來調整流量，經由噴嘴249a來朝處理室201內供給，從排氣口231a排氣。此時，從晶圓200的側方對於晶圓200供給原料(原料供給)。此時，亦可開啟閥243d，243e，經由噴嘴249a，249b的各個來朝處理室201內供給惰性氣體。
作為在步驟A供給原料時的處理條件是舉以下所示為例。
處理溫度：300～550℃
處理壓力：1～3990Pa
原料供給流量：0.1～2.0slm
惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0.1～20slm
各氣體供給時間：1～70秒，理想是5～20秒。
另外，本說明書的「300～550℃」之類的數值範圍的記載是意思下限值及上限值含在其範圍中。因此，例如所謂「300～550℃」是意思「300℃以上550℃以下」。有關其他的數值範圍也同樣。又，本說明書的所謂處理溫度是意思晶圓200的溫度或處理室201內的溫度，所謂處理壓力是意思處理室201內的壓力。又，所謂處理時間是繼續其處理的時間。又，供給流量包含0slm時，所謂0slm是意思不供給其物質(氣體)的情況。該等是在以下的說明中也同樣。
在上述的處理條件下進行步驟A1，對於晶圓200供給例如含有鹵化鈦的氣體，作為原料，藉此在晶圓200上形成含有鹵素的含鈦(Ti)層。在本說明書中，亦將含有鹵素的含Ti層簡稱為含Ti層。又，亦將在步驟A1被形成的含Ti層稱為第1含Ti層。
在晶圓200上形成第1含Ti層之後，關閉閥243a，停止往處理室201內的原料的供給。然後，將處理室201內真空排氣，從處理室201內排除殘留於處理室201內的氣體狀物質等。此時，開啟閥243d，243e，經由噴嘴249a，249b來朝處理室201內供給惰性氣體。從噴嘴249a，249b供給的惰性氣體是作為淨化氣體作用，藉此，處理室201內會被淨化(purge)。在本步驟進行淨化時的處理溫度是設為與供給原料時的處理溫度同樣的溫度為理想。
原料是例如可使用含有作為構成被形成於晶圓200上的膜的第1元素的鈦(Ti)之含Ti氣體。含Ti氣體是例如可使用進一步含有氯(Cl)、F、溴(Br)、碘(I)的至少1個的鹵素元素的物質，亦即含有鹵化物(鹵化鈦)的氣體。含有鹵化鈦的氣體是例如可使用含有Ti及Cl的氯化鈦系氣體。氯化鈦系氣體是例如可使用二氯化鈦(TiCl
2)氣體、四氯化鈦(TiCl
4)氣體、三氯化鈦(TiCl
3)氣體等。原料是除了氯化鈦系氣體之外，亦可使用四氟化鈦(TiF
4)等的氯化鈦系氣體。原料是可使用該等之中1個以上。
惰性氣體是可使用氮(N
2)氣體、氬(Ar)氣體、氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氙(Xe)氣體等的稀有氣體。惰性氣體是可使用該等之中1個以上。此點是在後述的各步驟中也同樣。
第1含Ti層被形成之後，開始為了實施後述的步驟E的步驟C。此時，亦可不將槽242c內的氣氛排氣，開始步驟C。亦即，亦可從步驟C的開始前，在槽242c內積蓄預定量的氣體。又，如圖4虛線所示般，亦可先將槽242c內排氣，在第1次的步驟A1的實施中開始步驟C。亦即，亦可將圖4所示的1stcy cle的T2的貯存順序進行與2ndcycle或nthcycle同樣的貯存。
[步驟D]
步驟A1結束之後，對於晶圓200，亦即，對於形成第1含Ti層之後的晶圓200，供給貯存於槽242b內的作為成膜劑的第2處理氣體。
在此是說明有關使用含有作為與第1元素不同的第2元素的氮之氮化劑(氮化氣體)，作為第2處理氣體的例子。此點是在後述的步驟E中也同樣。
具體而言，在關閉閥243b1，243c1，243c2的狀態下，開啟閥243b2，612，將被貯存於槽242b內的高壓的氮化劑經由氣體供給管232b、噴嘴249b來朝處理室201內一口氣流動。藉此，成為對於晶圓200一口氣供給氮化劑的情形(快閃供給)。此時，藉由加熱器232h來將從槽242b的出口到處理室201內的氣體供給管232b加熱至預定溫度，而抑制往處理室201內供給的氮化劑的溫度降低。又，此時，亦可開啟閥243d，243e，經由噴嘴249a，249b的各個來朝處理室201內供給惰性氣體。快閃供給是在將排氣系實質地全閉(將APC閥244實質地全閉)的狀態～全開的狀態的任意的狀態下進行。在此所謂實質地閉塞(實質地全閉)是包含APC閥244為0.1～數%程度空隙的狀態，或APC閥244的性能上，即使控制為100%關閉，也會被排氣至排氣系的狀態。
從快閃供給開始經過預定時間之後，一面維持開啟閥243b2，612的狀態，一面打開閥243b1。氮化劑是藉由MFC241b來調整流量，經由氣體供給管232b、槽242b、噴嘴249b來朝處理室201內供給。藉此，成為對於晶圓200供給氮化劑的情形(非快閃供給)。如此，在氮化劑的非快閃供給中，沒有將氮化劑預先貯存於槽242b內地朝處理室201內供給氮化劑。此情況，晶圓200上的氮化劑的速度也成為比快閃供給的情況更小。此時，藉由加熱器232h，242h1來將從MFC241b到處理室201的氣體的供給路徑，亦即氣體供給管232b、槽242b加熱至預定溫度，而預熱往處理室201內供給的氮化劑。又，此時，亦可開啟閥243d，243e，經由噴嘴249a，249b的各個來朝處理室201內供給惰性氣體。在氮化劑的非快閃供給中，不是將APC閥244設為全閉的狀態，而是設為例如全開與全閉之間的狀態實施，使得處理室201內會形成預定的壓力。
作為在步驟D供給氮化劑時的處理條件是舉以下所示為例。
處理溫度：300～550℃
處理壓力(快閃供給)：1～3990Pa
處理壓力(非快閃供給)：1～3990Pa
氮化劑供給流量：0.1～30slm
惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0.1～30slm
氮化劑供給時間(快閃供給)：1～10秒
氮化劑供給時間(非快閃供給)：1～120秒。
在上述的處理條件下進行步驟D，對於晶圓200供給氮化劑，藉此產生在步驟A1被形成於晶圓200上的第1含Ti層的至少一部分與氮化劑的置換反應。在置換反應時，在第1含Ti層中所含的Ti與在氮化劑中所含的氮(N)會結合，在晶圓200上形成第1鈦氮化層(第1TiN層)作為含有Ti及N的層。亦即，藉由在上述的處理條件下對於晶圓200供給氮化劑，在晶圓200上形成第1含Ti層被氮化(改質)而成的第1TiN層。形成第1TiN層時，在第1含Ti層中所含的鹵素等的雜質是在氮化劑所致的第1含Ti層的置換反應(改質反應)的過程中，至少構成含有鹵素的氣體狀物質，從處理室201內排出。藉此，第1TiN層是成為鹵素等的雜質比在步驟A1被形成的第1含Ti層各更少的層。此點是在後述的步驟E中也同樣。
在步驟D中，對於晶圓200快閃供給氮化劑時，將氮化劑預先貯存於槽242b內，加熱之後朝處理室201內供給。亦即，對於晶圓200供給預先加熱的氮化劑。並且，對於晶圓200快閃供給及非快閃供給氮化劑時，在氮化劑的供給路徑預先加熱氮化劑之後朝處理室201內供給。藉此，可使第1含Ti層與氮化劑的反應在晶圓配列區域的全域以均等的條件，例如氮化劑的加熱狀態為均等的條件開始。其結果，可使晶圓面間的均一性(膜厚均一性、膜質均一性等)提升。又，藉由對於晶圓200供給預先加熱的氮化劑，可提高第1含Ti層與氮化劑的反應性，使該等的反應促進。其結果，可提高被形成於晶圓200上的第1TiN層的晶圓面內的厚度均一性及階差被覆性。又，可使第1TiN層中的鹵素等的雜質的濃度減低。藉由使第1TiN層中的雜質濃度減低，可取得具有更低電阻率的膜。又，藉由對於晶圓200供給在步驟B中使溫度安定化的氮化劑，可使第1含Ti層與氮化劑的反應在晶圓配列區域的全域以更均等的條件開始。其結果，可使晶圓面間的均一性確實地提升。該等的點是在後述的步驟E中也同樣。
又，在步驟D中，對於晶圓200最初供給氮化劑時，將氮化劑預先貯存於槽242b內之後朝處理室201內供給。亦即，以極短時間一口氣供給(快閃供給)大量的氮化劑。此情況，相較於不預先貯存氮化劑朝處理室201內供給時(非快閃供給)，可朝位於晶圓配列區域的晶圓配列方向的上部側的區域(Top區域)的晶圓200的表面供給更多的氮化劑。又，在步驟D中，對於晶圓200快閃供給氮化劑之後，非快閃供給。此情況，相較於快閃供給，可朝位於晶圓配列區域的晶圓配列方向的下部側的區域(Bottom區域)的晶圓200的表面供給更多的氮化劑。藉由如此在步驟D中進行氮化劑的快閃供給及非快閃供給，可在晶圓配列區域的全域，使朝晶圓200的面間的氮化劑供給量形成均一。其結果，可使晶圓面間的均一性更確實地提升。此點是在後述的步驟E中也同樣。
使被形成於晶圓200上的第1含Ti層氮化，而使變化(變換)成第1TiN層之後，關閉閥243b1，243b2，612，停止往處理室201內的氮化劑的供給。然後，依據與步驟A1的淨化同樣的處理程序、處理條件，從處理室201內排除殘留於處理室201內的氣體狀物質等(淨化)。在本步驟進行淨化時的處理溫度是設為與供給氮化劑時的處理溫度同樣的溫度為理想。
氮化劑是例如可使用含氮(N)氣體的氮化氫系氣體。氮化氫系氣體是例如可使用氨(NH
3)氣體。氮化劑是除了NH
3氣體之外，例如可使用二亞胺(N
2H
2)氣體、聯胺(N
2H
4)氣體等的氮化氫系氣體。氮化劑是可使用該等之中1個以上。此點是在後述的步驟E中也同樣。
[第2成膜步驟]
在第2成膜步驟(以下亦稱為步驟G)中，使其次的步驟A2、步驟E非同時亦即不同步交替進行。
[步驟A2]
在本步驟中，對於晶圓200，亦即對於被形成於晶圓200上的第1TiN層供給第1處理氣體，亦即原料(原料氣體)。步驟A2的處理程序、處理條件是設為與步驟A1的處理程序、處理條件同樣。
在上述的處理條件下進行步驟A2，對於晶圓200供給例如含有鹵化鈦的氣體作為原料，藉此與步驟A1同樣地在晶圓200的最表面上，亦即被形成於晶圓200上的第1TiN層上形成含Ti層。亦將在步驟A2形成的含Ti層稱為第2含Ti層。
第2含Ti層被形成之後，藉由與步驟A1同樣的處理程序，停止往處理室201內的原料的供給。然後，藉由與步驟A1的淨化同樣的處理程序、處理條件，從處理室201內排除殘留於處理室201內的氣體狀物質等(淨化)。在本步驟進行淨化時的處理溫度是設為與供給原料時的處理溫度同樣的溫度為理想。
第2含Ti層被形成之後，開始為了實施其次的循環的步驟D的步驟B。此時，亦可不將槽242b內的氣氛排氣，開始步驟B。換言之，亦可維持留下槽242b內的氣氛，開始步驟B。亦即，亦可維持氣體殘留於槽242b內，開始步驟B。藉由流下槽242b內的氣氛，開始步驟B，可減低被供給至槽242b的氣體的量。亦即，可減低往槽242b的貯存時間。此處理是有關槽242c也同樣。
[步驟E]
步驟A2結束之後，對於晶圓200，亦即對於形成第2含Ti層之後的晶圓200供給貯存於槽242c內的第2處理氣體，亦即氮化劑。
具體而言，在關閉閥243b1，243b2，243c1的狀態下，開啟閥243c2，622，經由氣體供給管232c，232b、噴嘴249b來將被貯存於槽242c內的高壓的氮化劑一口氣往處理室201內流動。藉此，成為對於晶圓200一口氣供給氮化劑的情形(快閃供給)。此時，藉由加熱器232h來將從槽242c的出口到處理室201內的氣體供給管232b，232c加熱至預定溫度，而抑制往處理室201內供給的氮化劑的溫度降低。從快閃供給開始經過預定時間之後，一面維持開啟閥243c2，622的狀態，一面打開閥243c1。氮化劑是藉由MFC241b來調整流量，經由氣體供給管232b，232c、槽242c、噴嘴249b來朝處理室201內供給。藉此，成為對於晶圓200供給氮化劑的情形(非快閃供給)。此時，藉由加熱器232h，242h2來將從MFC241b到處理室201的氣體的供給路徑，亦即氣體供給管232b，232c、槽242c加熱至預定溫度，而預熱往處理室201內供給的氮化劑。其他的處理程序是設為與步驟D的處理程序同樣。本步驟的處理條件是設為與步驟D的處理條件同樣。
在上述的處理條件下進行步驟E，對於晶圓200供給氮化劑，藉此形成在步驟A2被形成於晶圓200上的第2含Ti層的至少一部分被氮化(改質)而成的第2TiN層。
使被形成於晶圓200上的第2含Ti層氮化，而使變化(變換)成第2TiN層之後，關閉閥243c1，243c2，622，停止往處理室201內的氮化劑的供給。然後，藉由與步驟A1的淨化同樣的處理程序、處理條件，從處理室201內排除殘留於處理室201內的氣體狀物質等(淨化)。在本步驟進行淨化時的處理溫度是設為與供給氮化劑時的處理溫度同樣的溫度為理想。
[預定次數實施]
藉由進行預定次數(n次，n是1以上的整數)非同時亦即不使同步交替進行上述的步驟F、步驟G的循環，可在晶圓200上形成具有預定膜厚，且以第1TiN層與第2TiN層交替層疊而成的層疊膜所構成的鈦氮化膜(TiN膜)。上述的循環是重複複數次為理想。亦即，使每1循環形成的層疊膜的厚度比所望的膜厚更薄，藉由層疊層疊膜而形成的膜的膜厚至形成所望的膜厚為止，重複複數次上述的循環為理想。
另外，在步驟A1中，形成第1含Ti層之後，開始為了實施步驟E的步驟C的情形是如上述般。並且，在步驟A2中，形成第2含Ti層之後，開始為了實施其次的循環的步驟D的步驟B的情形是如上述般。藉由交替進行步驟F、步驟G，亦即藉由交替使用槽242b，242c來進行氮化劑的供給，可並行進行步驟B的至少一部分及步驟C的至少一部分。藉此，可將槽242b，242c內的氮化劑的停留時間亦即加熱時間予以確保預定時間。又，可縮短循環時間，可使處理能力提升。
又，藉由交替使用槽242b，242c來進行氮化劑的供給，可與步驟F的一部分並行進行步驟C，與步驟G的一部分並行進行步驟B。在圖4中，顯示與步驟F的一部分的步驟D並行進行步驟C，與步驟G的一部分的步驟E並行進行步驟B的例子。並且，在圖4中，顯示在開始步驟C之後開始步驟D，在開始步驟B之後開始步驟E的例子。藉此，可充分確保槽242b，242c內的氮化劑的停留時間亦即加熱時間。
(後淨化及大氣壓恢復)
在晶圓200上形成所望厚度的TiN膜之後，從噴嘴249a，249b的各個朝處理室201內供給作為淨化氣體的惰性氣體，從排氣口231a排氣。藉此，處理室201內會被淨化，殘留於處理室201內的氣體或反應副生成物等會從處理室201內除去(後淨化)。此時，開啟閥243b2，243c2，611，612，621，622，將殘留於槽242b，242c的氮化劑經由處理室201及排氣管610，620來朝排氣管231排氣。然後，處理室201內的氣氛會被置換成惰性氣體(惰性氣體置換)，處理室201內的壓力會被恢復成常壓(大氣壓恢復)。
(晶舟卸載及晶圓釋放)
然後，密封蓋219會藉由晶舟升降機115而下降，集合管209的下端會被開口。然後，處理完了的晶圓200會在被支撐於晶舟217的狀態下從集合管209的下端搬出至反應管203的外部(晶舟卸載)。處理完了的晶圓200是被搬出至反應管203的外部之後，從晶舟217取出(晶圓釋放)。
(3)本形態所致的效果
若根據本形態，則可取得以下所示的1個或複數的效果。
(a)在步驟D，E中，對於晶圓200供給預先加熱的氮化劑，藉此可使被形成於晶圓200上的第1含Ti層、第2含Ti層與氮化劑的反應以均等的條件開始於晶圓配列區域的全域。其結果，可使晶圓面間的均一性(膜厚均一性、膜質均一性等)提升。
(b)在步驟D，E中，對於晶圓200供給預先加熱的氮化劑，藉此提高被形成於晶圓200上的第1含Ti層、第2含Ti層與氮化劑的反應性，可使該等的反應促進。其結果，可使被形成於晶圓200上的膜的特性提升。例如，可提高被形成於晶圓200上的第1TiN層、第2TiN層的晶圓面內的厚度均一性及階差被覆性。並且，可使第1TiN層、第2TiN層中的雜質濃度減低，可將第1TiN層、第2TiN層設為具有更高的導電性(具有低電阻率)的良質的膜。
(c)藉由交替進行步驟F、步驟G，亦即藉由交替使用槽242b，242c來進行氮化劑的供給，可並行進行步驟B的至少一部分及步驟C的至少一部分。藉此，可將槽242b，242c內的氮化劑的停留時間亦即加熱時間予以確保預定時間。
(d)藉由交替使用槽242b，242c來進行氮化劑的供給，可與步驟F的一部分並行進行步驟C，可與步驟G的一部分並行進行步驟B。藉此，可充分確保槽242b，242c內的氮化劑的停留時間，亦即加熱時間。
(e)藉由加熱器232h來將從MFC241b到槽242b，242c的各個的入口的氣體供給管232b，232c加熱至預定溫度，而預熱分別被供給至槽242b，242c的氮化劑，藉此在槽242b，242c內可使氮化劑的溫度安定化。藉此，在步驟D，E中，可對於晶圓200供給溫度被安定化的氮化劑。其結果，在晶圓配列區域的全域能以更均等的條件來使第1含Ti層、第2含Ti層與氮化劑的反應開始，可使晶圓面間的均一性確實地提升。
(f)上述的效果是在從上述的各種原料、各種反應體、各種惰性氣體來任意地選擇預定的物質(氣體狀物質、液體狀物質)時也可同樣地取得。另外，第1處理氣體所含的鹵素為Cl，F，Br，I的任一個時也可取得上述的效果。
(4)變形例
本形態的基板處理順序是可如以下所示的變形例般變更。該等的變形例是可任意地組合。除非特別說明，否則各變形例的各步驟的處理程序、處理條件是可設為與上述的基板處理順序的各步驟的處理程序、處理條件同樣。
(變形例1)
如圖5所示的處理順序般，亦可在步驟D中形成第1TiN層之後，將其次的循環的步驟D的準備的步驟B予以從步驟G(步驟A2)的開始前進行到在其次的循環進行的步驟F的步驟D的開始前。又，亦可在步驟E中形成第2TiN層之後，將其次的循環的步驟E的準備的步驟C予以從步驟F(步驟A1)的開始前進行到在其次的循環進行的步驟G的步驟E的開始前。圖5是表示在步驟D中從剛形成第1TiN層之後，開始其次的循環的步驟D的準備亦即步驟B，將此步驟B進行至即將開始其次的循環的步驟D之前，並在步驟E中從剛形成第2TiN層之後，開始其次的循環的步驟E的準備亦即步驟C，將此步驟C進行至即將開始其次的循環的步驟E之前的例子。
在本變形例中也可取得與上述的形態同樣的效果。又，若根據本變形例，則可更充分地確保槽242b，242c內的氮化劑的停留時間，亦即加熱時間。其結果，可在槽242b，242c內使氮化劑的溫度確實地安定化。
(變形例2)
亦可步驟D的氮化劑的供給結束之後，亦即形成第1TiN層之後，將槽242b內的氣氛排氣，將殘留於槽242b內的氮化劑排出。又，亦可步驟E的氮化劑的供給結束之後，亦即形成第2TiN層之後，將槽242c內的氣氛排氣，將殘留於槽242c內的氮化劑排出。具體而言，亦可步驟D，E的氮化劑的供給結束之後，在為了其次的步驟D，E之步驟B，C的開始前，將槽242b，242c內的氣氛分別排氣。
具體而言，在關閉閥243b1，243c1，612，622的狀態下，開啟閥243b2，243c2，611，621，不通過處理室201(不經由處理室201)，從排氣管610，620排出殘留於槽242b，242c內的氮化劑。又，亦可在關閉閥243b1，243c1的狀態下，開啟閥243b2，243c2，612，622，通過處理室201(經由處理室201)，從排氣管231排出殘留於槽242b，242c內的氮化劑。又，亦可進行不通過處理室201的排氣亦即來自排氣管610，620的排氣及通過處理室201的排氣的雙方。此情況，進行通過處理室201的排氣之後，進行來自排氣管610，620的排氣為理想。又，此情況，亦可並行進行來自排氣管610，620的排氣及通過處理室201的排氣。來自排氣管610，620的排氣是在步驟D剛結束之後進行的步驟A2的實施中或在步驟E剛結束之後進行的步驟A1的實施中進行為理想。另外，在處理室201內存在晶圓200時，從排氣管610，620進行槽242b，242c內的氣氛的排氣為理想。
藉此，可減低在槽242b，242c內分解的氮化劑的量。其結果，可使在各循環被供給至晶圓200的氮化劑的供給量形成均一。
(變形例3)
設有加熱器242h1，242h2時，亦可不設加熱器232h。亦即，亦可藉由加熱器242h1，242h2來分別加熱槽242b，242c，而在步驟D，E中，預先加熱被供給至處理室201內的第2處理氣體。在本變形例中，也可在步驟D，E中對於晶圓200供給預先加熱的氮化劑，可取得與上述的形態同樣的效果。設置加熱器232h較可預熱被供給至槽242b，242c的第2處理氣體的點、較可加熱從槽242b，242c往處理室201內供給的第2處理氣體的點，為理想的情形是如上述般。
(變形例4)
設有加熱器232h時，亦可不設加熱器242h1，242h2。亦即，亦可在步驟B，C中，藉由加熱器232h來將氣體供給管232b，232c加熱至預定溫度，而在步驟D，E中預先加熱被供給至處理室201內的第2處理氣體。在本變形例中，也可在步驟D，E中對於晶圓200供給預先加熱的氮化劑，可取得與上述的形態同樣的效果。設置加熱器242h1，242h2較可在槽242b，242c內加熱第2處理氣體，使第2處理氣體的溫度安定化的點，為理想的情形是如上述般。
(變形例5)
加熱器232h是只要至少被設在氣體供給管232b，232c的槽242b，242c的前段即可。在本變形例中，也可在步驟B，C中加熱被供給至槽242b，242c內的第2處理氣體。其結果，在步驟D，E中，可對於晶圓200供給預先加熱的氮化劑，可取得與上述的形態同樣的效果。並且，在本變形例中也可預熱被供給至槽242b的第2處理氣體。其結果，設有加熱器242h1，242h2時，在本變形例中，也可在槽242b，242c內使第2處理氣體的溫度安定化。
(變形例6)
在步驟F中，上述的步驟A1的實施期間的至少一部分與步驟D的實施期間的至少一部分亦可重複。並且，在步驟G中，上述的步驟A2的實施期間的至少一部分與步驟E的實施期間的至少一部分亦可重複。亦即，亦可對於晶圓200同時供給第1處理氣體及第2處理氣體作為成膜劑。在本變形例中也可取得與上述的形態同樣的效果。
(變形例7)
在步驟D，E中，氮化劑的非快閃供給是亦可省略。在本變形例中也可取得與上述的形態同樣的效果。但，在步驟D，E中，在快閃供給氮化劑之後非快閃供給，較可在晶圓配列區域的全域，使朝晶圓200的面間的氮化劑供給量形成均一，可使晶圓面間的均一性更確實地提升的點為理想的情形是如上述般。
(變形例8)
作為貯存第2處理氣體的貯存部的槽的個數是不被限定於2個，可3個以上任意設定。又，槽為3個以上時，氮化劑的貯存及供給是巡迴地使用3個以上的槽來進行。亦即，本案的「交替」是包含巡迴地使用3個以上的槽的情況。
＜本案的其他的形態＞
以上，具體說明了本案的形態。然而，本案不是被限定於上述的形態者，亦可在不脫離其主旨的範圍實施各種變更。
例如，本案是在基板上形成含有矽(Si)、鍺(Ge)等的半導體元素或、鋯(Zr)、鉿(Hf)鉭(Ta)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)、釕(Ru)等的金屬元素作為第1元素的膜時也可適用。供給成膜劑時的處理程序、處理條件是可與上述的形態的各步驟的該等同樣。在該等的情況中也可取得與上述的形態同樣的效果。
又，例如，本案是在基板上形成含有氧(O)、碳(C)、氮(N)、硼素(B)等的元素作為第2元素的膜時也可適用。例如，本案是使用上述的含氮氣體、水蒸氣(H
2O氣體)、過氧化氫(H
2O
2)氣體、氫(H
2)氣體+氧(O
2)氣體、臭氧(O
3)氣體等的含氧氣體、乙烯(C
2H
4)氣體、乙炔(C
2H
2)氣體、丙烯(C
3H
6)氣體等的含碳氣體、三乙胺((C
2H
5)
3N)氣體、三甲胺((CH
3)
3N、)氣體等的含氮及碳氣體、二硼烷(B
2H
6)氣體、三氯硼烷(BCl
3)氣體等的含硼氣體，作為反應體，依據上述的處理順序，在基板上形成鈦氧化膜(TiO膜)、鈦氧碳化膜(TiOC膜)、鈦氧碳氮化膜(TiOCN膜)、鈦碳氮化膜(TiCN膜)、鈦硼氮化膜(TiBN膜)、鈦硼碳氮化膜(Ti BCN膜)等時也可適用。供給成膜劑時的處理程序、處理條件是可設為與上述的形態的各步驟的該等同樣。在該等的情況中也可取得與上述的形態同樣的效果。
另外，在本說明書中，「H
2氣體+O
2氣體」之類的2個的氣體的併記記載是意思H
2氣體與O
2氣體的混合氣體。供給混合氣體時，亦可使2個的氣體在供給管內混合(預混合)之後，往處理室201內供給，或亦可從不同的供給管各別地供給2個的氣體至處理室201內，在處理室201內使混合(後混合)。
被用在各處理的處方是按照處理內容而個別地準備，經由電氣通訊線路或外部記憶裝置123來記錄儲存於記憶裝置121c內為理想。然後，開始各處理時，CPU121a會從被記錄儲存於記憶裝置121c內的複數的處方之中，按照處理內容來適當選擇適當的處方為理想。藉此，可在1台的基板處理裝置再現性佳形成各種的膜種、組成比、膜質、膜厚的膜。又，可減低操作員的負擔，邊迴避操作失敗，邊迅速開始各處理。
上述的處方是不限於新作成的情況，例如，亦可藉由變更已被安裝於基板處理裝置的既存的處方來準備。變更處方的情況，是亦可將變更後的處方經由電氣通訊線路或記錄了該處方的記錄媒體來安裝於基板處理裝置。又，亦可操作既存的基板處理裝置所具備的輸出入裝置122，直接變更已經被安裝於基板處理裝置的既存的處方。
上述的形態是說明了關於使用一次處理複數片的基板的分批式的基板處理裝置來形成膜的例子。本案是不被限定於上述的形態，例如在使用一次處理1片或數片的基板的單片式的基板處理裝置來形成膜的情況也可良好地適用。又，上述的形態是說明了使用具有熱壁型的處理爐的基板處理裝置來形成膜的例子。本案是不被限定於上述的形態，在使用具有冷壁型的處理爐的基板處理裝置來形成膜的情況也可良好地適用。
在使用該等的基板處理裝置時，亦可使用和上述的形態或變形例同樣的處理程序、處理條件來進行各處理，可取得和上述的形態或變形例同樣的效果。
上述的形態或變形例是可適當組合使用。此時的處理程序、處理條件是例如可設為和上述的形態或變形例的處理程序、處理條件同樣。
200:晶圓(基板)
[圖1]是在本案的一形態被合適地使用的基板處理裝置的縱型處理爐的概略構成圖，以縱剖面圖表示處理爐202部分的圖。
[圖2]是在本案的一形態被合適地使用的基板處理裝置的縱型處理爐的概略構成圖，以圖1的A-A線剖面圖表示處理爐202部分的圖。
[圖3]是在本案的一形態被合適地使用的基板處理裝置的控制器121的概略構成圖，以方塊圖表示控制器121的控制系的圖。
[圖4]是表示本案的一形態的處理順序的圖。
[圖5]是表示變形例1的處理順序的圖。
115:晶舟升降機
200:晶圓
201:處理室
202:處理爐
203:反應管
207,232h,242h1,242h2:加熱器
209:集合管
217:晶舟
218:隔熱部
121:控制器
219:密封蓋
220a,220b:O型環
231:排氣管
231a:排氣口
232a~232e:氣體供給管
241d,241e,241b,241a:MFC
242b,242c:槽
243a,243d,243e,611,612,621:閥
243c1,243c2,622:關閉閥
243b1:閥
243b2:開啟閥
244:PC閥
245:壓力感測器
246:真空泵
249a,249b:噴嘴
250a,250b:氣體供給孔
255:旋轉軸
263:溫度感測器
267:旋轉機構
610,620:排氣管
Claims (14)
- 一種基板處理方法，其特徵為具有： (a)對於基板供給第1處理氣體的工序； (b)一面加熱第2處理氣體，一面貯存於第1貯存部的工序； (c)一面加熱前述第2處理氣體，一面貯存於與前述第1貯存部不同的第2貯存部的工序； (d)在(b)之後，對於前述基板，從前述第1貯存部供給前述第2處理氣體的工序；及 (e)在(c)之後，對於前述基板，從前述第2貯存部供給前述第2處理氣體的工序， 藉由進行預定次數(f)進行(a)及(d)的工序和(g)進行(a)及(e)的工序，在前述基板上形成膜。
- 如請求項1記載的基板處理方法，其中，並行進行(b)的至少一部分及(c)的至少一部分。
- 如請求項1記載的基板處理方法，其中， (d)是在開始(c)之後進行， (e)是在開始(b)之後進行。
- 如請求項1記載的基板處理方法，其中，更具有： (h)在(d)的前述第2處理氣體的供給結束之後，將前述第1貯存部內的氣氛排氣的工序；及 (i)在(e)的前述第2處理氣體的供給結束之後，將前述第2貯存部內的氣氛排氣的工序。
- 如請求項4記載的基板處理方法，其中，在(h)及(i)中，分別進行經由存在前述基板的空間的排氣及不經由前述空間的排氣。
- 如請求項1記載的基板處理方法，其中，進行複數次包含(f)及(g)的循環， 在進行(d)之後，不將前述第1貯存部內的氣氛排氣，開始(b)， 在進行(e)之後，不將前述第2貯存部內的氣氛排氣，開始(c)。
- 如請求項1記載的基板處理方法，其中，進行複數次包含(f)及(g)的循環， (c)是與(f)的至少一部分並行進行， (b)是與(g)的至少一部分並行進行。
- 如請求項7記載的基板處理方法，其中， (c)是從(f)的開始前，進行至其次進行的(g)的開始(e)之前， (b)是從(g)的開始前，進行至其次進行的(f)的開始(d)之前。
- 如請求項1記載的基板處理方法，其中， (b)的前述第2處理氣體的加熱是在被設於前述第1貯存部的第1加熱部進行， (c)的前述第2處理氣體的加熱是在被設於前述第2貯存部的第2加熱部進行。
- 如請求項9記載的基板處理方法，其中，(b)及(c)的前述第2處理氣體的加熱是在被設於前述第1貯存部及前述第2貯存部的前段的第3加熱部進行。
- 如請求項1記載的基板處理方法，其中，(b)及(c)的前述第2處理氣體的加熱是在被設於前述第1貯存部及前述第2貯存部的前段的第3加熱部進行。
- 一種半導體裝置的製造方法，其特徵為具有： (a)對於基板供給第1處理氣體的工序； (b)一面加熱第2處理氣體，一面貯存於第1貯存部的工序； (c)一面加熱前述第2處理氣體，一面貯存於與前述第1貯存部不同的第2貯存部的工序； (d)在(b)之後，對於前述基板，從前述第1貯存部供給前述第2處理氣體的工序；及 (e)在(c)之後，對於前述基板，從前述第2貯存部供給前述第2處理氣體的工序， 藉由進行預定次數(f)進行(a)及(d)的工序和(g)進行(a)及(e)的工序，在前述基板上形成膜。
- 一種基板處理裝置，其特徵為具有： 對於前述基板供給第1處理氣體的第1供給系； 對於前述基板供給貯存於第1貯存部內的第2處理氣體之第2供給系； 對於前述基板供給貯存於與前述第1貯存部不同的第2貯存部內的第2處理氣體之第3供給系； 加熱前述第1貯存部的第1加熱部； 加熱前述第2貯存部的第2加熱部； 控制部，其被構成為可控制前述第1供給系、前述第2供給系、前述第3供給系、前述第1加熱部及前述第2加熱部，使得具有： (a)對於前述基板供給前述第1處理氣體的處理； (b)一面加熱前述第2處理氣體，一面貯存於前述第1貯存部的處理； (c)一面加熱前述第2處理氣體，一面貯存於前述第2貯存部的處理； (d)在(b)之後，對於前述基板，從前述第1貯存部供給前述第2處理氣體的處理；及 (e)在(c)之後，對於前述基板，從前述第2貯存部供給前述第2處理氣體的處理， 藉由進行預定次數(f)進行(a)及(d)的處理和(g)進行(a)及(e)的處理，在前述基板上形成膜。
- 一種程式，其特徵為藉由電腦來使下列程序實行於基板處理裝置， (a)對於基板供給第1處理氣體的程序； (b)一面加熱第2處理氣體，一面貯存於第1貯存部的程序； (c)一面加熱前述第2處理氣體，一面貯存於與前述第1貯存部不同的第2貯存部的程序； (d)在(b)之後，對於前述基板，從前述第1貯存部供給前述第2處理氣體的程序； (e)在(c)之後，對於前述基板，從前述第2貯存部供給前述第2處理氣體的程序；及 進行預定次數(f)進行(a)及(d)的程序和(g)進行(a)及(e)的程序，在前述基板上形成膜的程序。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| WOPCT/JP2022/035270 | 2022-09-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202414584A true TW202414584A (zh) | 2024-04-01 |
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