TWI567222B - A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a program - Google Patents

A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a program Download PDF

Info

Publication number
TWI567222B
TWI567222B TW104117763A TW104117763A TWI567222B TW I567222 B TWI567222 B TW I567222B TW 104117763 A TW104117763 A TW 104117763A TW 104117763 A TW104117763 A TW 104117763A TW I567222 B TWI567222 B TW I567222B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas
solid layer
film
raw material
substrate
Prior art date
Application number
TW104117763A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201602389A (zh
Inventor
Ryuji Yamamoto
Yoshiro Hirose
Satoshi Shimamoto
Original Assignee
Hitachi Int Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Int Electric Inc filed Critical Hitachi Int Electric Inc
Publication of TW201602389A publication Critical patent/TW201602389A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI567222B publication Critical patent/TWI567222B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/36—Carbonitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • H01L21/0214—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC the material being a silicon oxynitride, e.g. SiON or SiON:H
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
    • H01L21/02211—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound being a silane, e.g. disilane, methylsilane or chlorosilane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

半導體裝置之製造方法，基板處理裝置及程式
本發明係關於包含半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
作為半導體裝置(device)之製造步驟的一步驟，有對基板例如供給含有矽之原料、或者氮化氣體或氧化氣體等反應物(reactant)，進行於基板上形成氮化膜或氧化膜等之膜的步驟。
藉由在形成於基板上之上述膜中含有碳(C)等，可使例如對氟化氫之耐性等提升。此時，若可高精度地控制膜中碳濃度，使膜中高濃度地含有碳，則可更加提升膜之HF耐性等。
本發明之目的在於提供可形成碳濃度高之膜的技術。
根據本發明之一態樣，提供一種技術，係具有藉由進行既定次數之將下述步驟非同時進行之周期，而於基板上形成含有第1元素、第2元素及碳之膜的步驟：對上述基板，於具有第1元素與碳之化學鍵的原料進行熱分解、且保持為上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給上述原料，藉此形成具有超過1原子層 且數原子層以下之厚度、並含有上述第1元素與碳之化學鍵的第1固體層的步驟；對上述基板，供給經電漿激發之含有第2元素的反應物，或供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之含有第2元素的反應物，藉此對上述第1固體層進行改質，形成第2固體層的步驟。
根據本發明，可形成碳濃度高之膜。
115‧‧‧舟升降機
121‧‧‧控制器
121a‧‧‧CPU
121b‧‧‧RAM
121c‧‧‧記憶裝置
121d‧‧‧I/O埠
121e‧‧‧內部匯流排
122‧‧‧輸出入裝置
123‧‧‧外部記憶裝置
200‧‧‧晶圓
201、301、401‧‧‧處理室
202、302、402‧‧‧處理爐
203、303‧‧‧反應管
207、307‧‧‧加熱器
217‧‧‧晶舟
218‧‧‧斷熱板
219‧‧‧密封蓋
220‧‧‧O形環
231‧‧‧排氣管
231a‧‧‧旁通排氣管
232a~232g‧‧‧氣體供給管
237‧‧‧緩衝室
241a~241g‧‧‧MFC
243a~243g‧‧‧閥
244‧‧‧APC閥
244a‧‧‧閥
244b‧‧‧流孔
245‧‧‧壓力感測器
246‧‧‧真空泵
249a、249b、249c‧‧‧噴嘴
250a、250b、250c‧‧‧氣體供給孔
255、355、455‧‧‧旋轉軸
263‧‧‧溫度感測器
267‧‧‧旋轉機構
269、270‧‧‧棒狀電極
272‧‧‧整合器
273‧‧‧高頻電源
303s‧‧‧淋浴頭
317、417‧‧‧支撐台
331、431‧‧‧排氣埠
403‧‧‧處理容器
403w‧‧‧石英窗
407‧‧‧燈加熱器
332a、332b、432a、432b‧‧‧氣體供給埠
圖1為本發明一實施形態之較適合使用之基板處理裝置之縱型處理爐的概略構成圖，以縱剖面圖表示處理爐部分的圖。
圖2為本發明一實施形態之較適合使用之基板處理裝置之縱型處理爐的概略構成圖，以圖1之A-A線剖面圖表示處理爐部分的圖。
圖3為本發明一實施形態之較適合使用之基板處理裝置之控制器的概略構成圖，以區塊圖表示控制器之控制系統的圖。
圖4為表示本發明一實施形態之成膜時序中之氣體供給及電漿功率供給之時機的圖。
圖5為表示本發明一實施形態之成膜時序之變形例1中之氣體供給及電漿功率供給之時機的圖。
圖6為表示本發明一實施形態之成膜時序之變形例2中之氣體供給及電漿功率供給之時機的圖。
圖7為表示本發明一實施形態之成膜時序之變形例3中之氣體供給及電漿功率供給之時機的圖。
圖8為表示本發明一實施形態之成膜時序之變形例12中之氣 體供給及電漿功率供給之時機的圖。
圖9為表示本發明一實施形態之成膜時序之變形例18中之氣體供給及電漿功率供給之時機的圖。
圖10為表示本發明一實施形態之成膜時序之變形例21中之氣體供給及電漿功率供給之時機的圖。
圖11(a)為表示BTCSM之化學構造式的圖，圖11(b)為表示BTCSE之化學構造式的圖，圖11(c)為表示TCDMDS之化學構造式的圖，圖11(d)為表示DCTMDS之化學構造式的圖；圖11(e)為表示MCPMDS之化學構造式的圖。
圖12(a)為表示硼氮炔之化學構造式的圖，圖12(b)為表示硼氮炔化合物之化學構造式的圖，圖12(c)為表示n,n',n"-三甲基硼氮炔之化學構造式的圖，圖12(d)為表示n,n',n"-三正丙基硼氮炔之化學構造式的圖。
圖13為本發明其他實施形態之較適合使用之基板處理裝置之處理爐的概略構成圖，以縱剖面圖表示處理爐部分的圖。
圖14為本發明其他實施形態之較適合使用之基板處理裝置之處理爐的概略構成圖，以縱剖面圖表示處理爐部分的圖。
圖15為本發明其他實施形態之較適合使用之基板處理裝置之處理爐的概略構成圖，以縱剖面圖表示處理爐部分的圖。
<本發明之一實施形態>
以下使用圖1~圖3說明本發明一實施形態。
(1)基板處理裝置之構成
如圖1所示，處理爐202係具有作為加熱手段(加熱機構)的加熱器207。加熱器207為圓筒狀形，藉由被作為保持板的加熱基底(未圖示)所支撐而垂直安裝。加熱器207係如後述般具有藉由熱被激發(活性化)的激發部(活性化機構)的機能。
於加熱器207之內側，配設有構成與加熱器207呈同 心圓狀之反應容器(處理容器)的反應管203。反應管203係例如由石英(SiO2)或碳化矽(SiC)等之耐熱性材料所構成，形成為上端閉塞、下端開口的圓筒形狀。於反應管203之筒中空部，形成有處理室201。處理室201係構成為可將作為基板之晶圓200藉後述晶舟217依水平姿勢於垂直方向上多段整列的狀態予以收容。
於處理室201內，作為氣體供給部之噴嘴249a~249c 係設置成貫通反應管203下部。噴嘴249a~249c係由例如石英或SiC等耐熱材料所構成。於於噴嘴249a~249c分別連接著氣體供給管232a~232c。於氣體供給管232c連接著氣體供給管232d。如此，於反應管203，設有3根之噴嘴249a~249c與4根之氣體供給管232a~232d，構成為可對處理室201內供給複數種氣體。
其中，本實施形態之處理爐202並不限定於上述形 態。例如於反應管203下方，亦可設置支撐反應管203之金屬製岐管，並將各噴嘴設置成貫通岐管的側壁。此時，於岐管亦可進一步設置後述排氣管231。於此情況下，亦可不於岐管，而將排氣管231設於反應管203下部。如此，亦可將處理爐202之爐口部設為金屬製，於此金屬製之爐口部安裝噴嘴等。
於氣體供給管232a~232d，由上游方向起依序分別設 置屬於流量控制器(流量控制部)的質量流率控制器(MFC) 241a~241d及屬於開關閥之閥243a~243d。於氣體供給管232a~232c之閥243a~243c之更下游側，分別連接供給惰性氣體的氣體供給管232e~232g。於氣體供給管232e~232g，由上游方向起依序分別設置屬於流量控制器(流量控制部)的MFC 241e~241g及屬於開關閥的閥243e~243g。
於氣體供給管232a、232c之前端部，分別連接噴嘴 249a、249c。噴嘴249a、249c係如圖2所示，分別設置成在反應管203之內壁與晶圓200之間的圓環狀空間，由反應管203之內壁下部起沿著上部，朝晶圓200之積載方向上方立起。亦即，噴嘴249a、249c係於晶圓200所配列之晶圓配列區域之側方、水平包圍晶圓配列區域的區域中，分別設置成沿著晶圓配列區域。亦即，噴嘴249a、249c係設置成在搬入至處理室201內之晶圓200之端部(周緣部)側方，與晶圓200之表面(平坦面)呈垂直。噴嘴249a、249c係分別構成為L字型之長噴嘴，此等之各水平部係設置成貫通反應管203下部側壁，此等之各垂直部係設置成由至少晶圓配列區域之一端側朝另一端側立起。於噴嘴249a、249c之側面，分別設置供給氣體的氣體供給孔250a、250c。氣體供給孔250a、250c係分別朝反應管203之中心呈開口，可朝晶圓200供給氣體。氣體供給孔250a、250c係由反應管203之下部起涵括至上部而設置複數個，分別具有相同之開口面積，進而依相同之開口間隔設置。
於氣體供給管232b之前端部連接著噴嘴249b。噴嘴 249b係設於作為氣體供給部之緩衝室237內。緩衝室237係具有作為氣體分散空間的機能。緩衝室237係於反應管203之內壁與晶圓200間之圓環狀空間中，或由反應管203內壁之下部起涵括至上部 的部分，沿著晶圓200之積載方向設置。亦即，緩衝室237係於晶圓配列區域之側方之、水平包圍晶圓配列區域的區域中，沿著晶圓配列區域而設置。亦即，緩衝室237係設置於被搬入至處理室201內之晶圓200的端部的側方。於緩衝室237之與晶圓200相鄰接的壁的端部，設有供給氣體之氣體供給孔250d。氣體供給孔250d係朝反應管203之中心呈開口，可朝晶圓200供給氣體。氣體供給孔250d係由反應管203之下部起涵括至上部而設置複數個，分別具有相同之開口面積，進而依相同之開口間隔設置。
噴嘴249b係設置成在緩衝室237之與設有氣體供給 孔250d之端部為相反側的端部，由反應管203之內壁下部起沿著上部，朝晶圓200之積載方向上方立起。亦即，噴嘴249b係於晶圓200所配列之晶圓配列區域之側方、水平包圍晶圓配列區域的區域中，設置成沿著晶圓配列區域。亦即，噴嘴249b係設置成在搬入至處理室201內之晶圓200之端部之側方，與晶圓200之表面呈垂直。噴嘴249b係分別構成為L字型之長噴嘴，其水平部係設置成貫通反應管203下部側壁，其垂直部係設置成由至少晶圓配列區域之一端側朝另一端側立起。於噴嘴249b之側面，設置供給氣體的氣體供給孔250b。氣體供給孔250b係朝緩衝室237之中心呈開口。氣體供給孔250b係與氣體供給孔250d同樣地，由反應管203之下部起涵括至上部而複數設置。在緩衝室237內與處理室201內之壓差較小時，可將複數之氣體供給孔250b之開口面積及開口間隔，由上游側(下部)起涵括至下游側(上部)設為分別相同。又，在緩衝室237內與處理室201內之壓差較大時，可使氣體供給孔250b之開口面積由上游側朝下游側逐漸加大，或使氣體供給孔250b之 開口間隔由上游側朝下游側逐漸減小。
藉由如上述般分別對氣體供給孔250b之開口面積或 開口間隔由上游側朝下游側進行調節，雖然來自各氣體供給孔250b之流速存在差異，但可使流量幾乎同量的氣體噴出。而且，藉由將由此等複數之氣體供給孔250b分別噴出之氣體暫時導入至緩衝室237內，可於緩衝室237內進行氣體之流速差均勻化。由複數之氣體供給孔250b分別噴出至緩衝室237內的氣體，係在緩衝室237內使各氣體之粒子速度緩和後，再由複數之氣體供給孔250d噴出至處理室201內。由複數之氣體供給孔250b分別噴出至緩衝室237內的氣體，係在分別由氣體供給孔250d噴出至處理室201內時，成為具有均勻流量與流速的氣體。
如此，本實施形態中，係在經由以反應管203之內 壁、與積載了複數晶圓200之端部所定義的圓環狀的縱長空間內、亦即圓筒狀空間內所配置之噴嘴249a~249c及緩衝室237搬送氣體。然後，由分別在噴嘴249a~249c及緩衝室237所開口之氣體供給孔250a~250d，於晶圓200附近首先使氣體噴出至反應管203內。 然後，反應管203內之氣體之主要流動成為與晶圓200表面平行之方向、亦即水平方向。藉由此種構成，可對各晶圓200均勻供給氣體，可使形成於各晶圓200之薄膜的膜厚均勻性提升。於晶圓200表面上流動之氣體、亦即反應後之剩餘氣體，係朝排氣口、亦即後述之排氣管231之方向流動。其中，此剩餘氣體之流動方向係由排氣口位置所適當特定，並不限定於垂直方向。
由氣體供給管232a，係構成為將作為具有既定元素與 碳(C)之化學鍵之原料，例如：含有作為既定元素之Si、伸烷基及 鹵素基，並具有Si與C之化學鍵(Si-C鍵)的伸烷基鹵矽烷原料氣體；或含有Si、烷基及鹵素基，並具有Si-C鍵的烷基鹵矽烷原料氣體；經由MFC 241a、閥243a、噴嘴249a供給至處理室201內。
於此，所謂伸烷基，係指由一般式CnH2n+2所示之鏈 狀飽和烴(烷烴)去除了2個氫(H)的官能基，一般式CnH2n所示之原子的集合體。於伸烷基，包括亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基等。 又，所謂烷基，係指由一般式CnH2n+2所示之鏈狀飽和烴去除了一個H的官能基，一般式CnH2n+1所示之原子的集合體。於烷基，包括甲基、乙基、丙基、丁基等。又，於鹵素基，包括氯基、氟基、溴基等。亦即，於鹵素基，係包括氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等之鹵元素。
作為伸烷基鹵矽烷原料氣體，可使用例如：含有Si、 作為伸烷基之亞甲基(-CH2-)及作為鹵素基之氯基(Cl)的原料氣體，亦即含有亞甲基之氯矽烷原料氣體；或含有Si、作為伸烷基之伸乙基(-C2H4-)及作為鹵素基之氯基(Cl)的原料氣體，亦即含有伸乙基之氯矽烷原料氣體。作為含有亞甲基之氯矽烷原料氣體，例如可使用亞甲基雙(三氯矽烷)氣體、亦即雙(三氯矽烷基)甲烷((SiCl3)2CH2，簡稱：BTCSM)氣體等。作為含有伸乙基之氯矽烷原料氣體，例如可使用伸乙基雙(三氯矽烷)氣體、亦即1,2-雙(三氯矽烷基)乙烷((SiCl3)2C2H4，簡稱：BTCSE)氣體等。
如圖11(a)所示，BTCSM係於其化學構造式中(1分子 中)含有作為伸烷基之亞甲基1個。亞甲基所具有之2個鍵結鍵，係分別與Si鍵結，構成為Si-C-Si鍵。
如圖11(b)所示，BTCSE係於1分子中含有作為伸烷 基之伸乙基1個。伸乙基所具有之2個鍵結鍵，係分別與Si鍵結，構成為Si-C-C-Si鍵。
作為烷基鹵矽烷原料氣體，可使用例如含有Si、作為 烷基之甲基(-CH3)及作為鹵素基之氯基(Cl)的原料氣體，亦即含有甲基之氯矽烷原料氣體。作為含有甲基之氯矽烷原料氣體，例如可使用1,1,2,2-四氯-1,2-二甲基二矽烷((CH3)2Si2Cl4，簡稱：TCDMDS)氣體、1,2-二氯-1,1,2,2-四甲基二矽烷((CH3)4Si2Cl2，簡稱：DCTMDS)氣體、1-單氯-1,1,2,2,2-五甲基二矽烷((CH3)5Si2Cl，簡稱：MCPMDS)氣體等。TCDMDS氣體、DCTMDS氣體、MCPMDS氣體等之烷基鹵矽烷原料氣體，係與BTCSE氣體、BTCSM氣體等之伸烷基鹵矽烷原料氣體相異，屬於具有Si-Si鍵之氣體，亦即含有既定元素及鹵元素、具有既定元素彼此之化學鍵的原料氣體。
如圖11(c)所示，TCDMDS係於1分子中含有作為烷 基之甲基2個。2個甲基所具有各鍵結鍵，係分別與Si鍵結，構成為Si-C鍵。TCDMDS為二矽烷之衍生物，具有Si-Si鍵。亦即，TCDMDS係Si彼此鍵結，且具有Si與C經鍵結的Si-Si-C鍵。
如圖11(d)所示，DCTMDS係於1分子中含有作為烷 基之甲基4個。4個甲基所具有之各鍵結鍵，係分別與Si鍵結，構成為Si-C鍵。DCTMDS為二矽烷之衍生物，具有Si-Si鍵。亦即，DCTMDS係Si彼此鍵結，且具有Si與C經鍵結的Si-Si-C鍵。
如圖11(e)所示，MCPMDS係於1分子中含有作為烷 基之甲基5個。5個甲基所具有之各鍵結鍵，係分別與Si鍵結，構成為Si-C鍵。MCPMDS為二矽烷之衍生物，具有Si-Si鍵。亦即，MCPMDS係Si彼此鍵結，且具有Si與C經鍵結的Si-Si-C鍵。 MCPMDS係與BTCSM、BTCSE、TCDMDS、DCTMDS等相異，於1分子中(化學構造式中)由甲基及氯基包圍Si的配置，係具有非對稱(asymmetry)之構造。如此，本實施形態中不僅止於圖11(a)~(d)般具有對稱(symmetry)之化學構造式的原料，亦可使用具有非對稱之化學構造式的原料。
BTCSM氣體或BTCSE氣體等之伸烷基鹵矽烷原料 氣體，或TCDMDS氣體、DCTMDS氣體、MCPMDS氣體等之烷基鹵矽烷原料氣體，亦可稱為1分子中含有至少2個Si，進而含有C及Cl，具有Si-C鍵的原料氣體。此等氣體係於後述之基板處理步驟中，亦作用為Si源、亦作用為C源。BTCSM氣體或BTCSE氣體等亦可稱為伸烷基氯矽烷原料氣體。TCDMDS氣體或DCTMDS氣體或MCPMDS氣體等，亦可稱為烷基氯矽烷原料氣體。
本說明書中，所謂原料氣體係指氣體狀態之原料，例 如使常溫常壓下呈液體狀態之原料進行氣化而得的氣體，或於常溫常壓下呈氣體狀態之原料等。本說明書中，在使用了「原料」用語時，係包括意指「屬於液體狀態之液體原料」的情況、意指「屬於氣體狀態之原料氣體」的情況、或意指此兩者的情況。在使用如BTCSM等般於常溫常壓下呈液體狀態之液體原料的情況，係藉由氣化器或起泡器等之氣化系統將液體原料進行氣化，供給作為原料氣體(BTCSM氣體等)。
由氣體供給管232a、232c，係構成為分別經由MFC 241b、241c、閥243b、243c、噴嘴249b、249c、緩衝室237，將作為化學構造(分子構造)與原料相異之反應物、例如含有屬於反應氣體之含氮(N)氣體供給至處理室201內。作為含氮氣體，例如可使 用氮化氫系氣體。氮化氫系氣體亦可謂為僅由N及H之2元素所構成的物質，於後述之基板處理步驟中，作用為氮化氣體、亦即N源。作為氮化氫系氣體，例如可使用氨(NH3)氣。
又，由氣體供給管232b、232c，係構成為經由MFC 241b、241c、閥243b、243c、噴嘴249b、249c、緩衝室237，將化學構造與原料相異之反應物、例如屬於反應氣體之含氧(O)氣體供給至處理室201內。含氧氣體係於後述之基板處理步驟中，作用為氧化氣體、亦即O源。作為含氧氣體，例如可使用氧(O2)氣。
又，由氣體供給管232b、232c，係構成為經由MFC 241b、241c、閥243b、243c、噴嘴249b、249c、緩衝室237，將化學構造與原料相異之反應物、例如含N及C之氣體，供給至處理室201內。作為含N及C之氣體，例如可使用胺系氣體。
作為胺系氣體，係氣體狀態之胺，包括有例如將常溫 常壓下呈液體狀態之胺進行氣化而得的氣體，或於常溫常壓下呈氣體狀態之胺等的含胺基氣體。胺系氣體包括乙基胺、甲基胺、丙基胺、異丙基胺、丁基胺、異丁基胺等之胺。所謂胺，係指將氨(NH3)之H以烷基等烴基所取代之形式的化合物總稱。胺係包括含有C之配位基、亦即含有烷基等烴基作為有機配位基。胺系氣體係含有C、N及H之3元素，由於不含Si故亦稱為不含Si之氣體，由於不含Si及金屬故亦稱為不含Si及金屬之氣體。胺系氣體亦可謂為僅由C、N及H之3元素所構成的物質。胺系氣體係於後述基板處理步驟中，亦作用為N源、亦作用為C源。本說明書中，於使用「胺」之用語時，係包括意指「呈液體狀態之胺」之情況、意指「呈氣體狀態之胺系氣體」之情況，或意指其兩者的情況。
作為胺系氣體，可使用例如於其化學構造式中(1分子 中)之含C之配位基(乙基)的數量為複數，1分子中N數多於C數的三乙基胺((C2H5)3N，簡稱：TEA)氣體。在使用如TEA等般於常溫常壓下呈液體狀態之胺的情況，係藉由氣化器或起泡器等之氣化系統將液體狀態之胺進行氣化，供給作為含有N及C之氣體(TEA氣體等)。
由氣體供給管232b、232c，係構成為經由MFC 241b、 241c、閥243b、243c、噴嘴249b、249c、緩衝室237，將化學構造與原料相異之反應物、例如屬於反應氣體之不含有硼氮炔環骨架之含硼氣體供給至處理室201內。作為不含有硼氮炔環骨架之含硼氣體，例如可使用硼烷系氣體。
所謂硼烷系氣體，係氣體狀態之硼烷化合物，包括有 例如將常溫常壓下呈液體狀態之硼烷化合物進行氣化而得的氣體，或於常溫常壓下呈氣體狀態之硼烷化合物等。硼烷化合物包括含有B與鹵元素之鹵硼烷化合物，例如含有B及Cl之氯硼烷化合物。又，硼烷化合物包括單硼烷(BH3)或二硼烷(B2H6)般之硼烷(硼化氫)，或將硼烷之H以其他元素等所取代之形式的硼烷化合物(硼烷衍生物)。硼烷系氣體係於後述基板處理步驟中作用為B源。作為硼烷系氣體，例如可使用三氯硼烷(BCl3)氣體。BCl3氣體係不含後述之硼氮炔化合物的含硼氣體、亦即非硼氮炔系的含硼氣體。
由氣體供給管232b、232c，係構成為經由MFC 241b、 241c、閥243b、243c、噴嘴249b、249c、緩衝室237，將化學構造與原料相異之反應物、例如屬於反應氣體之含硼氮炔環骨架之氣體，供給至處理室201內。作為含有硼氮炔環骨架之氣體，例如可 使用含有硼氮炔環骨架及有機配位基的氣體、亦即有機硼氮炔系氣體。
作為有機硼氮炔系氣體，例如可使用含有屬於有機硼 氮炔化合物之烷基硼氮炔化合物的氣體。亦可將有機硼氮炔系氣體稱為硼氮炔化合物氣體、或硼氮炔系氣體。
於此，所謂硼氮炔係由B、N及H之3元素所構成的 雜環式化合物，組成物可由B3H6N3所表示，並可由圖12(a)所示之化學構造式所表示。硼氮炔化合物係含有構成由3個B與3個N所構成之硼氮炔環的硼氮炔環骨架(亦稱為硼氮炔骨架)的化合物。 有機硼氮炔化合物係含有C之硼氮炔化合物，亦稱為含有含C之配位基、亦即含有有機配位基的硼氮炔化合物。烷基硼氮炔化合物係含有烷基之硼氮炔化合物，亦稱為含有烷基作為有機配位基的硼氮炔化合物。烷基硼氮炔化合物係將硼氮炔所含之6個H中至少任一個藉含有1個以上C之烴所取代者，可由圖12(b)所示之化學構造式所表示。於此，圖12(b)所示之化學構造中之R1~R6係H、或含有1~4個C的烷基。R1~R6可為相同種類之烷基，亦可為相異種類之烷基。其中，R1~R6全部為H的情況除外。烷基硼氮炔化合物係具有構成硼氮炔環的硼氮炔環骨架，亦稱為含有B、N、H及C的物質。又，烷基硼氮炔化合物亦稱為具硼氮炔環骨架、含烷基配位基的物質。又，R1~R6為H、或含1~4個C之烯基、炔基。R1~R6可為相同種類之烯基、炔基，亦可為相異種類之烯基、炔基。其中，R1~R6全部為H的情況除外。
硼氮炔系氣體係於後述之基板處理步驟中，亦作用為 B源、亦作用為N源、亦作用為C源。
作為硼氮炔系氣體，例如可使用n,n',n"-三甲基硼氮 炔(簡稱：TMB)氣體、n,n',n"-三乙基硼氮炔(簡稱：TEB)氣體、n,n',n"-三正丙基硼氮炔(簡稱：TPB)氣體、n,n',n"-三異丙基硼氮炔(簡稱：TIPB)氣體、n,n',n"-三正丁基硼氮炔(簡稱：TBB)氣體、n,n',n"-三異丁基硼氮炔(簡稱：TIBB)氣體等。TMB係圖12(b)所示化學構造式中之R1、R3、R5為H，R2、R4、R6為甲基，可由圖12(c)所示化學構造式所表示的硼氮炔化合物。TEB係圖12(b)所示化學構造式中之R1、R3、R5為H，R2、R4、R6為乙基的硼氮炔化合物。TPB係圖12(b)所示化學構造式中之R1、R3、R5為H，R2、R4、R6為丙基，可由圖12(d)所示化學構造式所表示的硼氮炔化合物。TIPB係圖12(b)所示化學構造式中之R1、R3、R5為H，R2、R4、R6為異丙基的硼氮炔化合物。TIBB係圖12(b)所示化學構造式中之R1、R3、R5為H，R2、R4、R6為異丁基的硼氮炔化合物。
在使用如TMB等於常溫常壓下呈液體狀態之硼氮炔 化合物時，係藉由氣化器或起泡器等之氣化系統將液體狀態之硼氮炔化合物進行氣化，供給作為硼氮炔系氣體(TMB氣體等)。
由氣體供給管232c，係構成為經由MFC 241d、閥 243d、氣體供給管232c、噴嘴249c，將化學構造與原料相異之反應氣體、例如屬於反應氣體之含碳氣體，供給至處理室201內。作為含碳氣體，可使用例如烴系氣體。烴系氣體亦稱為僅由C及H之2元素所構成的物質，於後述基板處理步驟中作用為C源。作為烴系氣體，可使用例如丙烯(C3H6)氣體。
由氣體供給管232e~232g，係構成為分別經由MFC 241e~241g、閥243e~243g、氣體供給管232a~233c、噴嘴249a~249c、 緩衝室237，將作為惰性氣體、例如氮(N2)氣供給至處理室201內。氣體供給管232e~232g所供給之惰性氣體，係作用為迫淨氣體、或載體氣體。又，由氣體供給管232b所供給之惰性氣體，係在緩衝室237內經電漿激發後，供給至處理室201內；同樣地，其具有藉由與由噴嘴249c供給至處理室201內之反應物混合而使反應物間接被激發(活性化)，或使晶圓200之最表面被活性化的激發(活性化)用氣體、亦即反應促進用氣體的作用。
在由氣體供給管232a流通上述般之原料的情況，主要係由氣體供給管232a、MFC 241a、閥243a構成原料供給系統。亦可將噴嘴249a認為涵括於原料供給系統內。亦可將原料供給系統稱為原料氣體供給系統。在由氣體供給管232a流通烷基鹵矽烷原料氣體的情況，亦可將原料供給系統稱為烷基鹵矽烷原料供給系統、或烷基鹵矽烷原料氣體供給系統。在由氣體供給管232a流通伸烷基鹵矽烷原料氣體的情況，亦可將原料供給系統稱為伸烷基鹵矽烷原料供給系統、或伸烷基鹵矽烷原料氣體供給系統。
在由氣體供給管232b供給含氮氣體的情況，主要係由氣體供給管232b、MFC 241b、閥243b構成含氮氣體供給系統。又，在由氣體供給管232c供給含氮氣體的情況，主要係由氣體供給管232c、MFC 241c、閥243c構成含氮氣體供給系統。亦可將噴嘴249b、249c、緩衝室237認為涵括於含氮氣體供給系統內。亦可將含氮氣體供給系統稱為氮化氣體供給系統或氮化劑供給系統。在由氣體供給管232b、232c流通氮化氫系氣體的情況，亦可將含氮氣體供給系統稱為氮化氫系氣體供給系統、或氮化氫供給系統。
在由氣體供給管232b供給含氧氣體的情況，主要係 由氣體供給管232b、MFC 241b、閥243b構成含氧氣體供給系統。 又，在由氣體供給管232c供給含氧氣體的情況，主要係由氣體供給管232c、MFC 241c、閥243c構成含氧氣體供給系統。亦可將噴嘴249b、249c、緩衝室237認為涵括於含氧氣體供給系統內。亦可將含氧氣體供給系統稱為氧化氣體供給系統或氧化劑供給系統。
在由氣體供給管232b供給含有N及C之氣體的情 況，主要係由氣體供給管232b、MFC 241b、閥243b構成含有氮及碳之氣體供給系統。又，在由氣體供給管232c供給含有N及C之氣體的情況，主要係由氣體供給管232c、MFC 241c、閥243c構成含氮及碳之氣體供給系統。亦可將噴嘴249b、249c、緩衝室237認為涵括於含氮及碳之氣體供給系統內。在由氣體供給管232b、232c供給胺系氣體的情況，亦可將含氮及碳之氣體供給系統稱為胺系氣體供給系統、或胺供給系統。含有N及C之氣體亦為含氮氣體、亦為含碳氣體，故亦可將含氮及碳之氣體供給系統認為涵括於含氮氣體供給系統、後述之含碳氣體供給系統內。
在由氣體供給管232b流通含硼氣體的情況，主要係由氣體供給管232b、MFC 241b、閥243b構成含硼氣體供給系統。又，在由氣體供給管232c供給含硼氣體的情況，主要係由氣體供給管232c、MFC 241c、閥243c構成含硼氣體供給系統。亦可將噴嘴249b、249c、緩衝室237認為涵括於含硼氣體供給系統內。在由氣體供給管232b、232c流通硼烷系氣體的情況，亦可將含硼氣體供給系統稱為硼烷系氣體供給系統、或硼烷化合物供給系統。在由氣體供給管232b、232c流通硼氮炔系氣體的情況，亦可將含硼氣體供給系統稱為硼氮炔系氣體供給系統、或有機硼氮炔系氣體供給 系統、或硼氮炔化合物供給系統。硼氮炔系氣體亦為含有N及C之氣體，亦為含氮氣體，亦為含碳氣體，故亦可將硼氮炔系氣體供給系統認為涵括於含氮及碳之氣體供給系統、含氮氣體供給系統、含碳氣體供給系統內。
在由氣體供給管232d供給含碳氣體的情況，主要係 由氣體供給管232d、MFC 241d、閥243d構成含碳氣體供給系統。 亦可將氣體供給管232c之較與氣體供給管232d之連接部更下游側、噴嘴249c認為涵括於含碳氣體供給系統內。在由氣體供給管232d供給烴系氣體的情況，亦可將含碳氣體供給系統稱為烴系氣體供給系統、或烴供給系統。
上述含氮氣體供給系統、含氧氣體供給系統、含氮及 碳之氣體供給系統、含硼氣體供給系統、含碳氣體供給系統中，亦可將任一者或所有之氣體供給系統稱為反應物供給系統、或反應氣體供給系統。
又，主要係由氣體供給管232e~232g、MFC 241e~241g、閥243e~243g，構成惰性氣體供給系統。亦可將氣體供給管232a之較與氣體供給管232e之連接部更下游側、氣體供給管232b之較與氣體供給管232f之連接部更下游側、氣體供給管232c之較與氣體供給管232g之連接部更下游側、噴嘴249a~249c、緩衝室237認為涵括於惰性氣體供給系統內。亦可將惰性氣體供給系統稱為迫淨氣體供給系統、或載體氣體供給系統。又，在由緩衝室237供給經電漿激發之惰性氣體的情況，亦可將主要由氣體供給管232f、MFC 241f、閥243f所構成之惰性氣體供給系統，稱為激發(活性化)用氣體供給系統、或反應促進用氣體供給系統。此時，亦可 將噴嘴249b、氣體供給管232b之較與氣體供給管232f之連接部更下游側、緩衝室237認為涵括於激發用氣體供給系統內。
於緩衝室237內，如圖2所示般，由導電體所構成、 具有細長構造之2根棒狀電極269、270，係由反應管203下部起涵括至上部而沿著晶圓200之積層方向配設。棒狀電極269、270分別設置為與噴嘴249b平行。棒狀電極269、270分別藉由從上部起涵括至下部由電極保護管275所被覆而保護。棒狀電極269、270之任一者係經由整合器272連接於高頻電源273，另一者係連接於屬於基準電位的接地。經由整合器272由高頻電源273對棒狀電極269、270間施加高頻(RF)電力，藉此於棒狀電極269、270之間的電漿生成區域224生成電漿。主要由棒狀電極269、270、電極保護管275構成作為電漿發生器(電漿發生部)的電漿源。亦可將整合器272、高頻電源273認為涵括於電漿源中。電漿源係如後述般，具有使氣體進行電漿激發、亦即激發(活性化)為電漿狀態的激發部(活性化機構)的機能。
電極保護管275係成為可將棒狀電極269、270分別 依與緩衝室237內之環境呈隔離的狀態插入至緩衝室237內的構造。若電極保護管275內部之氧濃度與外氣(大氣)之氧濃度為相同程度，則分別插入至電極保護管275內之棒狀電極269、270將因加熱器207所造成之熱而氧化。藉由於電極保護管275內部事先填充N2氣體等惰性氣體，或使用惰性氣體迫淨機構將電極保護管275內部以N2氣體等惰性氣體進行迫淨，則可減低電極保護管275內部之氧濃度，防止棒狀電極269、270的氧化。
於反應管203，設置將處理室201內環境進行排氣的 排氣管231。反應管203中之與排氣管231間的連接部，係構成為將處理室201內之環境進行排氣的排氣口。於排氣管231，係經由作為檢測處理室201內壓力之壓力檢測器(壓力檢測部)之壓力感測器245及作為壓力調整器(壓力調整部)之APC(Auto Pressure Controller)閥244，連接作為真空排氣裝置的真空泵246。APC閥244係依使真空泵246作動之狀態進行閥開關，藉此可進行處理室201內之真空排氣及真空排氣停止。進而依使真空泵246作動之狀態，根據由壓力感測器245所檢測出之壓力資訊調節閥開度，藉此構成為可調整處理室201內之壓力的閥。主要由排氣管231、APC閥244、壓力感測器245構成排氣系統。亦可將真空泵246認為涵括於排氣系統內。
於反應管203下方，設置作為可將反應管203下端開 口氣密性閉塞之爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219係構成為依垂直方向由下側抵接於反應管203下端。密封蓋219係例如由SUS等金屬所構成，形成為圓盤狀。於密封蓋219上面，設有與反應管203下端抵接之作為密封構件的O型環220。在密封蓋219之與處理室201相反側，設置使後述晶舟217旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267之旋轉軸255係貫通密封蓋219而連接於晶舟217。旋轉機構267係構成為藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉。密封蓋219係構成為藉由作為垂直設置於反應管203外部之升降機構的舟升降機115而於垂直方向進行升降。舟升降機115係構成為藉由使密封蓋219升降，而可將晶舟217於處理室201內外進行搬入及搬出。亦即，舟升降機115係構成為將晶舟217、亦即晶圓200於處理室201內外進行搬送的搬送裝置(搬送機構)。
作為基板支撐具之晶舟217，係構成為將複數、例如 20~200片之晶圓200依水平姿勢、且彼此中心齊合之狀態於垂直方向整列並多段支撐、亦即隔著間隔配列。晶舟217係例如由石英或SiC等耐熱材料所構成。於晶舟217下部，依水平姿勢多段地支撐著由例如石英或SiC等耐熱性材料所構成之斷熱板218。藉由此構成，來自加熱器207之熱不易傳導至密封蓋219側。然而，本實施形態並不限定於上述形態。例如於晶舟217下部亦可不設置斷熱板218，而設置構成為由石英或SiC等耐熱材料所構成之筒狀構件的斷熱筒。
於反應管203內，設置作為溫度檢測器的溫度感測器 263。其構成為藉由根據由溫度感測器263所檢測出之溫度資訊調整對加熱器207的通電程度，而使處理室201內之溫度成為所需溫度分佈。溫度感測器263係與噴嘴249a~249c同樣地構成為L字型，沿著反應管203內壁設置。
如圖3所示，屬於控制部(控制手段)之控制器121，係構成為具備CPU(中央處理器，Central Processing Unit)121a、RAM(隨機存取記憶體，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係經由內部匯流排121e，構成為可與CPU121a進行資料交換。於控制器121，連接著例如構成為觸控面板等的輸出入裝置122。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(硬式磁碟機，Hard Disk Drive)等所構成。於記憶裝置121c內，可讀取地儲存了控制基板處理裝置之動作的控制程式、或記載了後述基板處理手續或條件等的製程內容等。製程內容係組合成使控制器121實行 後述基板處理步驟之各手續，可得到既定結果，而具有作為程式的機能。以下，有時亦將此製程內容或控制程式等總稱為程式。在本說明書中使用了程式之用語時，係指僅包含製程內容單體的情況、僅包含控制程式單體的情況、或包含其兩者的情況。RAM121b係構成為暫時性保持藉CPU121a讀取之程序或資料等的記憶體區域(工作區)。
I/O埠121d係連接於前述之MFC 241a~241g、閥 243a~243g、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、加熱器207、溫度感測器263、高頻電源273、整合器272、旋轉機構267、舟升降機115等。
CPU121a係構成為以由記憶裝置121c讀取控制程式 而執行，同時配合來自輸出入裝置122的操作指令的輸入等由記憶裝置121c讀取製程內容。接著，CPU121a係構成為依照讀取的製程內容，控制根據MFC 241a~241g之各種氣體的流量調整動作、閥243a~243g的開關動作、APC閥244的開關動作以及根據壓力感測器245進行APC閥244之壓力調整動作、真空泵246的起動及停止、根據溫度感測器263之加熱器207的溫度調整動作、高頻電源273之電力供給、根據整合器272之阻抗調整動作、根據旋轉機構267之晶舟217的旋轉以及旋轉速度調整動作、根據舟升降機115之晶舟217的升降動作等。
控制器121並不限於構成作為專用的電腦的場合，亦 可構成為通用的電腦。例如，可藉由準備儲存上述程式的外部記憶裝置(例如，磁帶、軟碟或硬碟等磁碟、CD或DVD等光碟、MO等光磁碟、USB記憶體或記憶卡等半導體記憶體)123，使用此外部 記憶裝置123在通用的電腦安裝程式等，而可構成本實施型態的控制器121。又，用於對電腦供給程式的手段並不限於經由外部記憶裝置123供給的情況。例如，亦可使用網際網路或專線等通訊手段，不透過外部記憶裝置123而供給程式。記憶裝置121c或外部記憶裝置123係構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，將此等總稱為記錄媒體。又，於本說明書中使用了記錄媒體之用語時，係指僅包含記憶裝置121c單體的情況、僅包含外部記憶裝置123單體的情況、或者包含其兩者的場合。
(2)基板處理步驟
使用上述基板處理裝置，作為半導體裝置(裝置)之製造步驟之一個步驟，針對於基板上形成膜之時序例子，使用圖4進行說明。以下說明中，構成基板處理裝置的各部動作係藉由控制器121所控制。
圖4所示成膜時序中，係藉由進行既定次數(n次)之將下述步驟非同時、亦即非同期進行之周期，而於晶圓200上形成矽碳氮化膜(SiCN膜)作為含有Si、C及N之膜：對作為基板之晶圓200，於具有Si-C鍵之BTCSM氣體進行熱分解、且保持BTCSM氣體所含之Si-C鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給BTCSM氣體作為原料，藉此形成具有超過1原子層且數原子層以下之厚度、並含有Si-C鍵的第1固體層的步驟；對晶圓200，供給經電漿激發之NH3氣體作為經電漿激發之含N的反應物，藉此對第1固體層進行改質，形成第2固體層的步驟。
尚且，本說明書中，上述所謂進行既定次數之周期， 係指進行此周期1次或複數次。亦即，意指進行周期1次以上。圖4表示重複進行n次上述周期的例子。
又，本說明書中於使用「晶圓」之用語時，係指「晶 圓本身」的情況、或「晶圓與形成於其表面的既定層或膜等之積層體(集合體)」的情況，亦即有包括形成於表面之既定層或膜等而稱為晶圓的情形。又，於本說明書中使用「晶圓的表面」之用語時，係指「晶圓本身的表面(露出面)」的情況、或指「形成於晶圓上的既定層或膜等的表面，亦即，作為積層體之晶圓的最表面」的情況。
從而，於本說明書中記載了「對晶圓供給既定氣體」 的情況，係指「對晶圓自身的表面(露出面)直接供給既定氣體」的情況，或指「對形成於晶圓上的層或膜等，亦即對作為積層體的晶圓的最表面供給既定氣體」的情況。又，於本說明書中記載了「在晶圓上形成既定之層(或膜)」時，係指「在晶圓自身的表面(露出面)上直接形成既定的層(或膜)」的情況，或指「在形成於晶圓上的層或膜等之上，亦即在作為積層體的晶圓的最表面之上形成既定的層(或膜)」的情況。
又，本說明書中使用「基板」之用語的場合，係與使 用「晶圓」之用語的情況相同，此時，於前述說明中將「晶圓」置換為「基板」而考慮即可。
(晶圓裝填及晶舟裝載)
複數片晶圓200裝填(晶圓裝填)於晶舟217。其後，如圖1所示，支撐著複數片晶圓200的晶舟217係藉由舟升降機115而被上舉，並搬入至處理室201內(晶舟裝載)。此狀態下，密封蓋219係 經由O形環220而成為將反應管203下端密封的狀態。
(壓力調整及溫度調整)
藉由真空泵246對處理室201內之壓力、亦即晶圓200存在之空間施行真空排氣(減壓排氣)直到成為所需壓力(真空度)。此時，處理室201內的壓力係由壓力感測器245進行測定，根據該測定的壓力資訊，對APC閥244進行回饋控制。真空泵246係在至少對晶圓200的處理結束為止的期間，維持著經常作動的狀態。又，依處理室201內之晶圓200成為所需溫度的方式藉加熱器207進行加熱。此時，依處理室201內成為所需溫度分佈的方式，根據溫度感測器263所檢測出的溫度資訊，對加熱器207的通電程度進行回饋控制。藉由加熱器207進行的處理室201內之加熱，係在至少對晶圓200的處理結束為止的期間均持續進行。又，開始以旋轉機構267進行晶舟217與晶圓200的旋轉。以旋轉機構267進行的晶舟217與晶圓200之旋轉，係在至少對晶圓200的處理結束為止的期間均持續進行。
(SiCN膜形成步驟)
其後，依序實行下述2個步驟、亦即步驟1、2。
[步驟1] (BTCSM氣體供給)
依將APC閥244打開為既定開度的狀態，打開閥243a，於氣體供給管232a內流通BTCSM氣體。BTCSM氣體係藉由MFC 241a 進行流量調整，自氣體供給孔250a供給至處理室201內，自排氣管231排氣。此時，對晶圓200供給BTCSM氣體。在此同時，打開閥243e，於氣體供給管232e內流通N2氣。N2氣係藉由MFC 241e進行流量調整，與BTCSM氣體一起供給至處理室201內，自排氣管231排氣。
又，為了防止BTCSM氣體侵入至噴嘴249b、249c、 緩衝室237內，打開閥243f、243g，於氣體供給管232f、232g內流通N2氣。N2氣係經由氣體供給管232b、232c、噴嘴249b、249c、緩衝室237供給至處理室201內，自排氣管231排氣。
此時，適當調整APC閥244，使處理室201內之壓力 成為例如1~4000Pa、較佳67~2666Pa、更佳133~1333Pa之範圍內的壓力。以MFC 241a控制之BTCSM氣體之供給流量設為例如1~2000sccm、較佳為10~1000sccm之範圍內之流量。以MFC 241e~241g控制之N2氣之供給流量例如分別設為100~10000sccm之範圍內之流量。將BTCSM氣體供給至處理室201內之時間、亦即對晶圓200之氣體供給時間(照射時間)，設為例如1~120秒、較佳1~60秒之範圍內的時間。加熱器207之溫度係設為晶圓200之溫度成為例如400℃以上且800℃以下、較佳為500℃以上且700℃以下、更佳為600℃以上且700℃以下之範圍內之溫度的溫度。
若晶圓200之溫度未滿400℃，則有BTCSM難以化 學吸附於晶圓200上，無法獲得實用之成膜速率之情況。藉由將晶圓200之溫度設為400℃以上，可使BTCSM氣體化學吸附於晶圓200上，可提高成膜速率。藉由將晶圓200溫度設為500℃以上，可使BTCSM充分地吸附於晶圓200上，而獲得充分之成膜速率。 藉由將晶圓200溫度設為600℃以上、進而650℃以上，可使BTCSM充分吸附於晶圓200上，獲得更充分之成膜速度。
若晶圓200溫度超過800℃，則因CVD反應變得過 強(發生過剩之氣相反應)，而膜厚均勻性容易惡化、其控制變得困難。藉由將晶圓200溫度設為800℃以下，可產生適當之氣相反應，藉此抑制膜厚均勻性之惡化，可進行其控制。尤其是藉由將晶圓200溫度設為700℃以下，則表面反應較氣相反應具優勢，容易確保膜厚均勻性，其控制變得容易。
因此，晶圓200溫度可設為400℃以上且800℃以下、 較佳500℃以上且700℃以下、更佳600℃以上且700℃以下之範圍內的溫度。由於BTCSM氣體之分解性低(反應性低)、熱分解溫度較高，故即使在例如650~800℃般較高溫度帶進行成膜的情況，仍可產生適當之氣相反應、抑制發生過剩氣相反應，可抑制其所造成的顆粒發生。
藉由於上述條件下對晶圓200供給BTCSM氣體，供 給至處理室201內之BTCSM氣體之至少一部分進行熱分解(自我分解)，於處理室201內適當發生BTCSM氣體之氣相反應、亦即CVD(Chemical Vapor Deposition)反應。其結果，於晶圓200(表面之基底膜)上形成(堆積)例如超過1原子層且數原子層程度以下之厚度之含有C及Cl之含Si層作為第1固體層。
此時，為了提高反應效率，在一邊將BTCSM氣體供 給至處理室201內、一邊由處理室201內進行排氣時，亦可將BTCSM氣體之由處理室201內之排氣速率維持為小於BTCSM氣體之對處理室201內的供給速率。再者，亦可使APC閥244成為 全閉(全關)而閉塞排氣系統，使BTCSM氣體被封入於處理室201內。如此，藉由將BTCSM氣體之由處理室201內之排氣速率維持為小於BTCSM氣體之對處理室201內的供給速率、或使BTCSM氣體被封入於處理室201內，可充分確保處理室201內之BTCSM氣體的滯留時間、亦即BTCSM氣體之熱分解所需要的加熱時間。 又，相較於將BTCSM氣體之由處理室201內之排氣速率維持為BTCSM氣體之對處理室201內的供給速率以上的狀態，可使處理室201內之壓力更快速地到達、維持於較高狀態，提高反應效率，可適當促進BTCSM氣體之熱分解。BTCSM氣體雖然分解性低(反應性低)、熱分解溫度較高，但藉由如此將BTCSM氣體之由處理室201內之排氣速率維持為小於BTCSM氣體之對處理室201內的供給速率的狀態，或將BTCSM氣體封入至處理室201內，可適當促進BTCSM氣體之熱分解。
第1固體層並非BTCSM氣體之吸附層等之非固體 層，係藉由BTCSM氣體進行熱分解而由BTCSM氣體所含之Si、C及Cl堆積而成的堆積層、亦即成為固體之層。亦可將第1固體層稱為含C及Cl之Si層、或含Cl之SiC層。第1固體層雖然亦可含有BTCSM之化學吸附層，但成為不含有BTCSM氣體之物理吸附層的層、或幾乎不含的層。第1固體層係例如相較於在使BTCSM氣體物理吸附於晶圓200上的條件下所形成之BTCSM氣體之物理吸附層、亦即非固體之層，成為構成層之原子間之鍵結牢固且穩定的層。又，第1固體層係相較於僅由BTCSM之化學吸附層所構成的層，成為構成層之原子間之鍵結牢固且穩定的層。相較於在晶圓200上形成屬於非固體層之BTCSM氣體之吸附層，於晶 圓200上形成屬於固體層之由Si、C及Cl堆積而成之堆積層者可使由步驟1所形成之層之厚度、亦即每1周期所形成之層之厚度增厚，由可提高周期速率、亦即成膜速度而言為較佳。
構成第1固體層之Si係除了含有與C或Cl間之鍵未 完全切斷者之外，亦包括與C或Cl間之鍵結完全切斷者。
其中，於上述條件下，在形成第1固體層之過程中， BTCSM氣體所含之Si-C鍵之至少一部分保持(維持)不切斷，而直接被攝入至第1固體層中。因此，相較於例如在使用電漿等之BTCSM氣體所含之Si-C鍵容易切斷之條件下所形成之層，第1固體層係層中所含之Si-C鍵之比例較大(較多)之層。藉此，第1固體層成為含有較多牢固之Si-C鍵的穩定層。又，由於層中所含之Si-C鍵之比例較大，故第1固體層係C不易由層中脫離，亦即成為C之脫離機率小(少)的層。
又，BTCSM氣體由於在1分子中(其化學構造式中) 具有複數個(2個)Si-C鍵，故Si-C鍵更容易被攝入至第1固體層中。例如在BTCSM氣體之熱分解反應發生的上述條件下，即使BTCSM氣體中之Si-C-Si鍵之一方之Si-C鍵被切斷，另一方之Si-C鍵仍保持不切斷，而直接被攝入至第1固體層中。因此，相較於使用僅具有1個Si-C鍵之原料氣體所形成的層，第1固體層係層中所含之Si-C鍵的比例較大，成為含有較多牢固之Si-C鍵的穩定層、亦即C之脫離機率較小之層。
尚且，藉由於產生BTCSM氣體之氣相反應、亦即 CVD反應之條件下進行第1固體層之形成，可使第1固體層之厚度較在使BTCSM對晶圓200上之化學吸附呈飽和的條件下所形成之 BTCSM之化學吸附層(飽和吸附層)之厚度更厚。亦即，可使第1固體層之厚度較對於BTCSM對晶圓200上之化學吸附施加自我限制而形成的BTCSM之化學吸附層之厚度更厚。形成於晶圓200上之第1固體層的厚度，較佳設為例如超過1原子層之厚度。藉由將第1固體層之厚度設為超過1原子層之厚度，可使層中所含之Si-C鍵之絕對量較BTCSM之飽和吸附層增加。藉此，可使第1固體層成為較多地含有牢固之Si-C鍵、構成層之原子間之鍵更加牢固、更穩定的層。C由層中之脫離機率亦可減少。
又，若形成於晶圓200上之第1固體層之厚度超過數 原子層，則有於後述步驟2之改質作用未遍及第1固體層全體的情形。
因此，第1固體層之厚度較佳設為超過1原子層且數 原子層程度以下。藉由將第1固體層之厚度設為例如2~3原子層以下、較佳2原子層以下，可相對提高後述步驟2之改質反應之作用，可縮短步驟2之改質反應所需時間。亦可縮短步驟1之第1固體層之形成所需時間。結果，可縮短每1周期之處理時間，亦可縮對總合之處理時間。亦即，可提高成膜速率。又，藉由將第1固體層設為例如2~3原子層以下、較佳2原子層以下，亦可提高膜厚均勻性之控制性。
(殘留氣體去除)
形成第1固體層後，關閉閥243a，停止BTCSM氣體之供給。此時，APC閥244維持打開，藉真空泵246對處理室201內進行排氣，將處理室201內殘留之未反應或貢獻至第1固體層之形成後的 BTCSM氣體由處理室201予以排除。此時，閥243e~243g維持打開，維持N2氣體對處理室201內的供給。N2氣體係作用為迫淨氣體，藉此，可提高將處理室201內殘留之未反應或貢獻至第1固體層之形成後的BTCSM氣體由處理室201予以排除的效果。
此時，亦可不將殘留於處理室201內之氣體完全排 除，亦可不對處理室201內完全進行迫淨。若處理室201內殘留之氣體為微量，則在其後進行之步驟2中並不產生不良影響。供給至處理室201內之N2氣體流量亦不需設為大流量，例如，藉由供給與反應管203(處理室201)之容積相同程度之量的N2氣體，可進行在步驟2中不產生不良影響之程度的迫淨。如此，藉由不對處理室201內進行完全迫淨，可縮短迫淨時間、提升產率。亦可將N2氣體之消耗抑制為所需最小限度。
作為原料氣體，除了BTCSM氣體以外，例如可使用BTCSE氣體、TCDMDS氣體、DCTMDS氣體、MCPMDS氣體等。作為惰性氣體，除了N2氣體以外，例如可使用Ar氣、He氣、Ne氣、Xe氣等稀有氣體。
[步驟2]
(NH3氣體供給)
於步驟1結束後，對處理室201內之晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體。
此步驟中，由氣體供給管232b流通NH3氣體。亦即， 依APC閥244打開為既定開度之狀態，打開閥243b，於氣體供給管232b內流通NH3氣體。又，依與步驟1中之閥243e~243g之開 關控制相同的手續進行閥243e~243g的開關控制。
此時，以MFC 241b控制之NH3氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。施加至棒狀電極269、270間之高頻電力(RF電力)設為例如50~1000W之範圍內之電力。處理室201內之壓力設為例如1~500Pa、較佳1~100Pa之範圍內的壓力。處理室201內之NH3氣體之分壓設為例如0.01~495Pa、較佳0.01~99Pa之範圍內的壓力。藉由使用電漿，即使將處理室201內之壓力設為此種較低之壓力帶，仍可使NH3氣體活性化。將使NH3氣體電漿激發而得之活性種對晶圓200進行供給的時間、亦即氣體供給時間(照射時間)，設為例如1~120秒、較佳1~60秒之範圍內的時間。其他處理條件設為例如與上述步驟1相同的處理條件。
藉由於上述條件下對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體，使第1固體層之至少一部分被氮化(改質)。藉由使第1固體層改質，於晶圓200上，形成含有Si、C及N之層、亦即SiCN層作為第2固體層。
在形成第2固體層時，第1固體層中所含之Si-C鍵之至少一部分保持為不切斷，而直接被攝入(殘存)於第2固體層中。第1固體層由於含有較多牢固之Si-C鍵、構成層之原子間之鍵牢固且穩定的層、亦即C之脫離機率較小的層，故即使在使用經電漿激發之NH3氣體的情形，仍可抑制C由層中之脫離。因此，相較於例如對BTCSM之物理吸附層或飽和吸附層以經電漿激發之NH3氣體進行改質所得的層，第2固體層係層中所含之Si-C鍵之比例較大(較多)之層。藉此，第2固體層較多地含有牢固之Si-C鍵，成為構成層之原子間之鍵結牢固、穩定的層。又，由於層中所含之 Si-C鍵之比例較大，層中之原子間之鍵結牢固，故第2固體層係C之脫離機率小的層。
又，在形成第2固體層時，第1固體層所含之Cl等 雜質，係在以經電漿激發之NH3氣體進行改質反應的過程中，構成至少含有Cl的氣體狀物質，由處理室201內被排出。亦即，第1固體層中之Cl等雜質係由第1固體層中拉除、脫離，而由第1固體層分離。藉此，相較於第1固體層，第2固體層成為Cl等雜質較少的層。
(殘留氣體去除)
形成第2固體層後，關閉閥243b，停止NH3氣體之供給。又，停止對棒狀電極269、270間之高頻電力施加。然後，藉由與步驟1相同的處理手續，將殘留於處理室201內之未反應或貢獻於第2固體層之形成後的NH3氣體或反應副產物由處理室201內予以排除。 此時，殘留於處理室201內之氣體等亦可不完全排除的點，係與步驟1相同。
作為反應物所使用之含氮氣體(氮化氣體)，除了NH3 氣體以外，例如可使用二亞胺(N2H2)氣體、肼(N2H4)氣體、N3H8氣體等之氮化氫系氣體，或含有此等化合物之氣體等。作為惰性氣體，除了N2氣體以外，例如可使用Ar氣、He氣、Ne氣、Xe氣等稀有氣體。
(實施既定次數)
藉由進行1次以上(既定次數)之將上述步驟1、2非同時進行之 周期、亦即將步驟1、2交替進行1次以上，可於晶圓200上形成既定組成及既定膜厚之SiCN膜。上述周期較佳係重複複數次。亦即，較佳係使每1周期形成的SiCN層的厚度小於所需膜厚，重複複數次之上述周期直到成為所需膜厚為止。
在進行複數次周期時，於至少第2周期之後的各步驟 中，記載為「對晶圓200供給既定氣體」的部分，係指「對形成於晶圓200上之層、亦即作為積層體之晶圓200之最表面，供給既定氣體」；記載為「於晶圓200上形成既定層」的部分，係指「在形成於晶圓200上之層上、亦即作為積層體之晶圓200之最表面上，形成既定層」。此點係如上述。而此點係於後述各變形例、其他實施例中亦相同。
(迫淨及回歸大氣壓)
打開閥243e~243g，分別從氣體供應管232e~232g將N2氣體供應給處理室201內，並從排氣管231排氣。N2氣體係具有迫淨氣體的作用，藉此對處理室201內進行迫淨，使處理室201內殘留的氣體或反應副產物從處理室201內去除(迫淨)。其後，處理室201內的環境被惰性氣體取代(惰性氣體取代)，處理室201內的壓力回歸於常壓(回歸大氣壓)。
(晶舟卸載及晶圓退出)
藉由舟升降機115使密封蓋219下降，使反應管203下端呈開口。然後，使處理完成之晶圓200在由晶舟217所支撐的狀態下，從反應管203的下端搬出至反應管203外部(晶舟卸載)。然後，將 處理完成之晶圓200從晶舟217取出(晶圓退出)。
(3)本實施形態之效果
根據本實施形態，發揮以下所示之1種或複數種效果。
(a)藉由於BTCSM氣體進行熱分解之條件下，進行第1固體層之形成，而可使第1固體層不為BTCSM氣體之吸附層等非固體層，成為由Si、C及Cl堆積而成的堆積層、亦即固體之層。藉此，第1固體層成為構成層之原子間之鍵結牢固且穩定的層。
又，藉由於BTCSM氣體所含之Si-C鍵之至少一部分保持為不切斷的條件下，進行第1固體層之形成，可使第1固體層成為層中所含之Si-C鍵之比例較大的層。藉此，可使第1固體層成為含有較多牢固之Si-C鍵的穩定層，並成為C之脫離機率較小之層。
又，藉由使用如BTCSM氣體般之1分子中具有複數個Si-C鍵的原料氣體，可使第1固體層成為層中所含之Si-C鍵之比例更大的層。藉此，可使第1固體層成為含有更多牢固之Si-C鍵的穩定層，並成為C之脫離機率更小之層。
又，藉由將第1固體層之厚度設為超過1原子層的厚度，可使層中所含之Si-C鍵之絕對量較BTCSM氣體之飽和吸附層更增加。藉此，可使第1固體層成為含有更多牢固之Si-C鍵、構成層之原子間之鍵結更加牢固、更穩定的層，並成為C之脫離機率更小之層。
如此，第1固體層為含有較多牢固之Si-C鍵、構成層之原子間之鍵結牢固且穩定的層、亦即C之脫離機率較小之層。 因此，即使在形成第2固體層時使用經電漿激發之NH3氣體作為反應物，仍可抑制C由第1固體層中的脫離。此等結果，可將最終形成之SiCN膜作成為含有較多牢固之Si-C鍵、構成膜之原子間之鍵結牢固、穩定的膜。又，可使最終形成之SiCN膜成為C之脫離機率較小、C濃度高之膜。其結果，可將SiCN膜作成為HF耐性高的膜。
尚且，於BTCSM氣體不進行熱分解之低溫條件下所 形成的BTCSM之層(物理吸附層等)，係非固體的層，成為構成層之原子間之鍵結較弱、不穩定的層，亦即成為C之脫離機率較大之層。又，相較於於BTCSM氣體進行熱分解之高溫條件下所形成的固體層，低溫條件下所形成之BTCSM之層係層厚度較薄的層，亦即成為層中所含之Si-C鍵之絕對量較少的層。因此，在使於低溫條件下所形成之BTCSM層與經電漿激發之NH3氣體反應時，容易發生C由層中的脫離，且反應後殘留於層中之C量容易減少。亦即，在將成膜溫度設為BTCSM氣體不進行熱分解的低溫條件下時，難以將最終形成之膜作成為C濃度高之膜。
(b)在形成第1固體層時，藉由維持將BTCSM氣體之 由處理室201內之排氣速率小於BTCSM氣體對處理室201內之供給速率的狀態，或將BTCSM氣體封入至處理室201內，則可充分確保BTCSM氣體之熱分解所需的加熱時間。又，可使處理室201內之壓力迅速到達、維持於較高狀態，可提高反應速率。藉此，可適當促進供給至處理室201內之BTCSM氣體的熱分解，可促進第1固體層的形成。結果，可提高第1固體層之形成速率、亦即最終形成之SiCN膜的成膜速率。根據本實施形態，即使在依例如 400~500℃般較低溫度帶形成SiCN膜時，仍容易產生BTCSM氣體之熱分解，可依實用之成膜速率進行SiCN膜之形成。又，可削減未貢獻於第1固體層之形成即由處理室201被排出的BTCSM氣體量，提高BTCSM氣體之利用效率，亦可減低成膜成本。
尚且，在形成第1固體層時，在不進行BTCSM氣體 對處理室201內之封入的情況，亦即將APC閥244設為不全閉而打開之狀態、持續處理室201內之排氣的情況，即使在處理室201內產生反應副產物，仍可將此反應副產物迅速地由處理室201內排出。亦即，可於將處理室201內維持為清潔狀態之狀態下形成第1固體層。結果，可提升最終形成之膜的膜質。
又，在形成第1固體層時，於進行BTCSM氣體對處 理室201內之封入的情況、亦即將APC閥244設為全閉而將排氣系統閉塞的情況，可進一步促進BTCSM氣體的熱分解。亦即，可更有效率地進行第1固體層之形成，可提高最終形成之膜的成膜速率。又，可更加提高BTCSM氣體之利用效率，更加減低成膜成本。
(c)藉由於發生CVD反應之條件下、亦即發生BTCSM 氣體之氣相反應的條件下進行第1固體層的形成，可使第1固體層之厚度較BTCSM之飽和吸附層之厚度更厚。結果，可提升第1固體層之形成速率、亦即最終形成之SiCN膜之成膜速率，提高成膜處理之生產性。
(d)於步驟2中藉由供給經電漿激發之NH3氣體般之 反應物，可由第1固體層中有效率地使Cl等雜質拉除、脫離，可使第2固體層成為雜質較第1固體層少之層。其結果，即使在以例如400~500℃般較低溫度帶進行成膜，仍可使SiCN膜中之雜質濃 度減低。其結果，可使SiCN膜成為HF耐性高的膜。
(e)藉由使用如BTCSM氣體般作用為Si源、C源的原 料、與NH3氣體般作用為N源的反應物，亦即藉由使用2種氣體，可形成含有Si、C及N之3元素的膜。亦即，於成膜時，不需要將3種氣體、亦即Si源、C源、N源分別供給。因此，相較於使用3種氣體的情況，可使氣體供給步驟減少1步驟，可縮短每1周期的所需時間，可提升成膜處理的生產性。又，相較於使用3種氣體的情形，可使氣體供給管線減少1管線，使基板處理裝置之構造簡單化，亦可減低其製造成本或維修成本。
(f)藉由非同時、亦即交替進行各種氣體供給，可使此 等氣體於氣相反應或表面反應適當產生的條件下適當地用於反應。其結果，可分別提升SiCN膜之段差被覆性、膜厚控制之控制性。又，可避免處理室201內之過剩的氣相反應，亦可抑制顆粒發生。
(g)上述效果係在使用BTCSM氣體以外之具有Si-C 鍵結之氣體作為原料的情況、或使用NH3氣體以外之含氮氣體作為反應物的情況、或使用含氮氣體以外之氣體、例如含有N及C之氣體、含氧氣體、含硼氣體、含碳氣體等作為反應物的情況，亦可同樣獲得。
(4)變形例
本實施形態之成膜時序並不限定於圖4所示態樣，亦可變更如以下所示之變形例。
(變形例1)
亦可如圖5所示，進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之O2氣體之步驟非同時進行之周期。O2氣體可由氣體供給管232b供給。O2氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。其他處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成矽氧碳氮化膜(SiOCN膜)作為含有Si、O、C及N之膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態相同的效果。
作為用於反應物的含氧氣體(氧化氣體)，除了O2氣體之外，例如可使用一氧化二氮(N2O)氣體、一氧化氮(NO)氣體、二氧化氮(NO2)氣體、臭氧(O3)氣體、氫(H2)氣+O2氣體、H2氣體+O3氣體、水蒸氣(H2O)、一氧化碳(CO)氣體、二氧化碳(CO2)氣體等。
(變形例2)
亦可如圖6所示，進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟、對晶圓200供給經熱激發之O2氣體之步驟非同時進行之周期。O2氣體可由氣體供給管232c供給。處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或變形例1相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成SiOCN膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態相同的效果。又，藉由使O2氣體熱激發而供給，可抑制C由第2固體層的脫離，相較於將O2氣體電漿激 發而供給的變形例1，可使最終形成之SiOCN膜成為C濃度高之膜。
(變形例3)
亦可如圖7所示，進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經熱激發之NH3氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之O2氣體之步驟非同時進行之周期。NH3氣體可由氣體供給管232c供給。處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或變形例1相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成SiOCN膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態相同的效果。又，藉由使NH3氣體熱激發而供給，可抑制C由第1固體層的脫離，相較於將NH3氣體電漿激發而供給的變形例1，可使最終形成之SiOCN膜成為C濃度高之膜。
(變形例4)
亦可進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之O2氣體之步驟非同時進行之周期。處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或變形例1相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成矽氧碳化膜(SiOC膜)作為含有Si、O及C之膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態相同的效果。
(變形例5)
亦可進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之BCl3氣體之步驟、對晶圓200供給 經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之周期。BCl3氣體可由氣體供給管232b供給。BCl3氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。其他處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成矽硼碳氮化膜(SiBCN膜)作為含有Si、B、C及N之膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態相同的效果。又，藉由於最終形成之膜中含有B，可將此膜作成為HF耐性高的膜。
作為用於反應物之含硼氣體，可除了BCl3氣體以外， 亦可使用單氯硼烷(BClH2)氣體、二氯硼烷(BCl2H)氣體、三氟硼烷(BF3)氣體、三溴硼烷(BBr3)氣體、二硼烷(B2H6)氣體等。
(變形例6)
亦可進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經熱激發之BCl3氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之周期。BCl3氣體可由氣體供給管232c供給。處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或變形例5相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成SiBCN膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態或變形例5相同的效果。又，藉由使BCl3氣體熱激發而供給，可抑制C由第1固體層的脫離，相較於將BCl3氣體電漿激發而供給的變形例5，可使最終形成之SiBCN膜成為C濃度高之膜。
(變形例7)
亦可進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之BCl3氣體之步驟、對晶圓200供給經熱激發之NH3氣體之步驟非同時進行之周期。NH3氣體可由氣體供給管232c供給。處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或變形例5相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成SiBCN膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態或變形例5、6相同的效果。又，藉由使NH3氣體熱激發而供給，可抑制C由藉由供給BCl3氣體而改質之第1固體層、亦即含Si、B及C之固體層的脫離，相較於將NH3氣體電漿激發而供給的變形例5，可使最終形成之SiBCN膜成為C濃度高之膜。
(變形例8)
亦可進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之TMB氣體之步驟非同時進行之周期。TMB氣體可由氣體供給管232b供給。TMB氣體之供給流量設為例如1~100sccm之範圍內之流量。其他處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成含有硼氮炔環骨架之SiBCN膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態相同的效果。又，藉由於SiBCN膜中含有硼氮炔環骨架，可將此膜作成為介電係數低、HF耐性高的膜。
(變形例9)
亦可進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、 對晶圓200供給經電漿激發之TMB氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之周期。處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或變形例8相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成含有硼氮炔環骨架之SiBCN膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態或變形例8相同的效果。又，藉由進行供給經電漿激發之NH3氣體的步驟，相較於變形例8，可使最終形成之SiBCN膜成為N濃度高之膜。
(變形例10)
亦可進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經熱激發之TMB氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之周期。TMB氣體可由氣體供給管232c供給。處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或變形例8相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成含有硼氮炔環骨架之SiBCN膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態或實施例8、9相同的效果。又，藉由使TMB氣體熱激發而供給，可抑制C由第1固體層的脫離，相較於將TMB氣體電漿激發而供給的變形例9，可使最終形成之SiBCN膜成為C濃度高之膜。
(變形例11)
亦可進行既定次數之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之TMB氣體之步驟、對晶圓200供給 經熱激發之NH3氣體之步驟非同時進行之周期。NH3氣體可由氣體供給管232c供給。處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或變形例8相同的處理手續、處理條件。根據本變形例，可於晶圓200上形成含有硼氮炔環骨架之SiBCN膜。本變形例中，亦可得到與上述實施形態或變形例8~10相同的效果。 又，藉由使NH3氣體熱激發而供給，可抑制C由藉由供給TMB氣體而改質之第1固體層、亦即具有硼氮炔環骨架並含Si、B、C及N之固體層的脫離，相較於將NH3氣體電漿激發而供給的變形例9，可使最終形成之SiBCN膜成為C濃度高之膜。
(變形例12~16)
亦可藉由將上述實施形態或變形例之成膜處理交替進行，於晶圓200上形成使複數種之膜交替積層而成之積層膜。
例如，如圖8所示般，藉由進行既定次數(n)次之：藉由進行既定次數(m1次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟與對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiCN膜作為第1膜的步驟；與藉由進行既定次數(m2次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之O2氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiOCN膜作為第2膜的步驟；而於晶圓200上形成使第1膜與第2膜依奈米水準交替積層而成的積層膜(SiOCN膜)(變形例12)。又，圖8表示將各組之實施次數(m1次、m2次)分別設為2次的例子。
或藉由進行既定次數(n)次之：藉由進行既定次數(m1次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之O2氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiOCN膜作為第1膜的步驟；與藉由進行既定次數(m2次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之O2氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiOC膜作為第2膜的步驟；而於晶圓200上形成使第1膜與第2膜依奈米水準交替積層而成的積層膜(SiOCN膜)(變形例13)。
或藉由進行既定次數(n)次之：藉由進行既定次數(m1次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiCN膜作為第1膜的步驟；與藉由進行既定次數(m2次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之O2氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiOC膜作為第2膜的步驟；而於晶圓200上形成使第1膜與第2膜依奈米水準交替積層而成的積層膜(SiOCN膜)(變形例14)。
或藉由進行既定次數(n)次之：藉由進行既定次數(m1次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiCN膜作為第1膜的步驟；與藉由進行既定次數(m2次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之 步驟、對晶圓200供給經電漿激發之BCl3氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiBCN膜作為第2膜的步驟；而於晶圓200上形成使第1膜與第2膜依奈米水準交替積層而成的積層膜(SiBCN膜)(變形例15)。
或藉由進行既定次數(n)次之：藉由進行既定次數(m1次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、對晶圓200供給經電漿激發之BCl3氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之NH3氣體之步驟非同時進行之組，而形成SiBCN膜作為第1膜的步驟；與藉由進行既定次數(m2次)之將對晶圓200供給BTCSM氣體之步驟、與對晶圓200供給經電漿激發之TMB氣體之步驟非同時進行之組，而形成含有硼氮炔環骨架之SiBCN膜作為第2膜的步驟；而於晶圓200上形成使第1膜與第2膜依奈米水準交替積層而成的積層膜(含有硼氮炔環骨架之SiBCN膜)(變形例16)。
變形例12~16之各步驟中的處理手續、處理條件，可設為與圖4所示之成膜時序或變形例1~11相同。又，難以使第1膜及第2膜之膜厚分別成為未滿0.1nm的膜厚。又，若第1膜及第2膜之任一膜之膜厚成為超過5nm之膜厚，則有最終形成之積層膜成為於積層方向上具有非統一之特性的膜的情形。因此，變形例12~16中，較佳係依第1膜及第2膜之膜厚分別成為例如0.1nm以上且5nm以下、較佳0.1nm以上且1nm以下之膜厚的方式，控制各組的實施次數(m1次、m2次)。藉由使第1膜及第2膜之膜厚成為上述範圍內之膜厚，可將最終形成之積層膜作成為膜整體具有一體 不可分之特性的奈米層合膜。
變形例12~16中，亦可得到圖4所示之成膜成序或變 形例1~11相同的效果。又，藉由將第1膜與第2膜交替積層，可提升最終形成之積層膜之組成比的控制性。又，可將最終形成之積層膜作成為具有第1膜及第2膜之任一者或雙方之特性的膜，或作成具有第1膜與第2膜之中間特性的膜，或具有與第1膜及第2膜均相異之其他特性的膜。
(變形例17)
於上述實施形態或各變形例中，亦可取代NH3氣體，使用TEA氣體般之含有N及C之氣體。TEA氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。其他處理手續、處理條件設為與例如使用圖4所說明之上述成膜時序或各變形例相同的處理手續、處理條件。本變形例中亦可得到與上述實施形態或各變形例相同的效果。又，藉由於1周期中使用2種C源(雙碳源)進行成膜，可將最終形成之膜作成為C濃度較圖4所示成膜時序或各變形例所形成之膜更高的膜。亦即，可擴展組成比控制的範圍。
作為用於反應物之含N及C之氣體，除了TEA氣體 之外，可使用例如二乙胺((C2H5)2NH、簡稱：DEA)氣體、單乙胺(C2H5NH2、簡稱：MEA)氣體等氣化之乙胺系氣體、三甲胺((CH3)3N、簡稱：TMA)氣體、二甲胺((CH3)2NH、簡稱：DMA)氣體、單甲胺(CH3NH2、簡稱：MMA)氣體等之甲胺系氣體、三丙胺((C3H7)3N、簡稱：TPA)氣體、二丙胺((C3H7)2NH、簡稱：DPA)氣體、單丙胺(C3H7NH2、簡稱：MPA)氣體等之丙胺系氣體、三異丙胺 ([(CH3)2CH]3N、簡稱：TIPA)氣體、二異丙胺([(CH3)2CH]2NH、簡稱：DIPA)氣體、單異丙胺((CH3)2CHNH2、簡稱：MIPA)氣體等之異丙胺系氣體、三丁胺((C4H9)3N、簡稱：TBA)氣體、二丁胺((C4H9)2NH、簡稱：DBA)氣體、單丁胺(C4H9NH2、簡稱：MBA)氣體等之丁胺系氣體、或三異丁胺([(CH3)2CHCH2]3N、簡稱：TIBA)氣體、二異丁胺([(CH3)2CHCH2]2NH、簡稱：DIBA)氣體、單異丁胺((CH3)2CHCH2NH2、簡稱：MIBA)氣體等之異丁胺系氣體。亦即，作為胺系氣體，例如可以較佳地使用由(C2H5)xNH3-x、(CH3)xNH3-x、(C3H7)xNH3-x、[(CH3)2CH]xNH3-x、(C4H9)xNH3-x、[(CH3)2CHCH2]xNH3-x(式中的x為1~3的整數)之組成式所示之氣體中的至少1種氣體。在一邊抑制最終形成之膜中之N濃度增加、一邊提高其C濃度時，作為胺系氣體，較佳係使用1分子中C數較N數多的氣體。亦即，作為胺系氣體，較佳係使用選自由TEA、DEA、MEA、TMA、DMA、TPA、DPA、MPA、TIPA、DIPA、MIPA、TBA、DBA、MBA、TIBA、DIBA及MIBA所組成群的至少1種胺。
(變形例18)
在供給反應物時，亦可取代經電漿激發之反應物的供給，而供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之反應物。
例如，於圖4所示之成膜時序之步驟2中，由氣體供 給管232c供給NH3氣體，此時，在由氣體供給管232f供給N2氣體之同時，對棒動電極269、270間供給(施加)高頻電力，亦可使N2氣體電漿激發。處理手續、處理條件可設為與圖4所示成膜時序相同。由氣體供給管232c供給至處理室201內的NH3氣體，係與 由緩衝室237供給至處理室201內之經電漿激發之N2氣體於處理室201內混合(Post-Mix)，藉此間接被激發。藉由將此間接激發之NH3氣體對晶圓200進行供給，與圖4所示成膜時序同樣地，進行第1固體層之改質反應、亦即第2固體層之形成處理。然後，藉由進行既定次數之非同時進行步驟1、2的周期，於晶圓200上形成SiCN膜。
本變形例中，可得到與圖4所示上述實施形態相同的 效果。又，藉由將NH3氣體以經電漿激發之N2氣體被間接激發並供給，可較柔性地進行NH3氣體之第1固體層的改質反應。藉此，可抑制第1固體層中所含之Si-C鍵的切斷，可抑制C由第1固體層的脫離。結果，可將最終形成之SiCN膜作成為C濃度較依圖4所示成膜時序所形成之SiCN膜更高的膜。又，上述效果並不限定於使用NH3氣體作為間接激發之反應物的情況，在使用NH3氣體以外之各種氣體(例如O2氣體、BCl3氣體、TEA氣體、TMB氣體、C3H6氣體等)的情況，亦可同樣獲得。又，此等情況下，可得到與上述各變形例相同的效果。
(變形例19)
如圖9所示，在供給經電漿激發之反應物時，亦可使反應物間歇性地進行電漿激發。例如，在圖4所示成膜時序之步驟2中，對棒動電極269、270間未連續進行高頻電力供給，而間歇性地進行既定次數，藉此亦可使NH3氣體進行電漿激發。又，圖9表示在供給NH3氣體之步驟2中，對棒狀電極269、270間間歇地進行3次高頻電力供給的例子。
本變形例中，可得到與圖4所示上述實施形態相同的 效果。又，藉由將NH3氣體間歇性地進行電漿激發並供給，可較柔性地進行NH3氣體之第1固體層的改質反應。藉此，可抑制第1固體層中所含之Si-C鍵的切斷，可抑制C由第1固體層的脫離。結果，可將最終形成之SiCN膜作成為C濃度較依圖4所示成膜時序所形成之SiCN膜更高的膜。又，上述效果並不限定於使用NH3氣體作為電漿激發之反應物的情況，在使用NH3氣體以外之各種氣體(例如O2氣體、BCl3氣體、TEA氣體、TMB氣體、C3H6氣體等)的情況，亦可同樣獲得。又，此等情況下，可得到與上述各變形例相同的效果。
(變形例20)
亦可組合變形例18、19。亦即，在供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之反應物時，亦可使惰性氣體間歇性地進行電漿激發。例如，圖4所示成膜時序之步驟2中，在由氣體供給管232c供給NH3氣體、此時由氣體供給管232f供給N2氣體的同時，藉由對棒狀電極269、270間間歇性地進行既定次數之高頻電力供給，亦可使NH3氣體間接地、且間歇性被激發。
本變形例中，可得到與圖4所示上述實施形態相同的 效果。又，藉由將NH3氣體間接地、且間歇性地進行激發並供給，可較變形例18、19更柔性地進行NH3氣體之第1固體層的改質反應。藉此，可抑制第1固體層中所含之Si-C鍵的切斷，可抑制C由第1固體層的脫離。結果，可將最終形成之SiCN膜作成為C濃度較變形例18、19所形成之SiCN膜更高的膜。又，上述效果並不 限定於使用NH3氣體作為間接地且間歇性地電漿激發之反應物的情況，在使用NH3氣體以外之各種氣體(例如O2氣體、BCl3氣體、TEA氣體、TMB氣體、C3H6氣體等)的情況，亦可同樣獲得。又，此等情況下，可得到與上述各變形例相同的效果。
(變形例21)
圖4所示成膜時序或上述各變形例中，亦可將作為反應物之C3H6氣體，與BTCSM氣體等之原料或NH3氣體、O2氣體、TEA氣體、BCl3氣體、TMB氣體等之反應物同時供給。亦即，亦可將供給C3H6氣體之步驟，與供給原料之步驟、及供給C3H6氣體以外之反應物之步驟中至少任一步驟同時進行。
圖10表示於圖4所示成膜時序中，將供給C3H6氣體 之步驟與供給NH3氣體之步驟2同時進行的例子。C3H6氣體可由氣體供給管232d供給。C3H6氣體之供給流量可設為例如100~10000sccm之範圍內的流量。其他處理手續、處理條件可設為例如使用圖4所說明之上述成膜時序相同的處理手續、處理條件。
根據本變形例，可得到與圖4所示成膜時序或上述各 變形例相同的效果。又，根據本變形例，可於最終形成之膜中添加C3H6氣體所含之C成分。藉此，可更加提高最終形成之膜中的C濃度。其中，將C3H6氣體不與BTCSM氣體同時供給，而是與NH3氣體或O2氣體或TEA氣體或BCl3氣體或TMB氣體同時供給者，可迴避處理室201內之過剩氣相反應，可抑制處理室201內之顆粒發生，屬較佳。又，將C3H6氣體不與NH3氣體或O2氣體或BCl3氣體等同時供給，而是與TMB氣體或TEA氣體等同時供給者，可 提高所形成膜之組成比的控制性，屬較佳。又，在將C3H6氣體與TMB氣體或TEA氣體同時供給的情況，係於1周期中使用3種C源(三碳源)進行成膜，可將最終形成之膜作成為C濃度較圖4所示成膜時序或各變形例所形成之膜更高的膜。
作為用於反應物之含碳氣體，除了C3H6氣體之夕，可使用乙炔(C2H2)氣體、乙烯(C2H4)氣體等烴系氣體。
<本發明之其他實施形態>
以上具體說明了本發明實施形態。然而，本發明並不限定於上述實施形態，可在不脫離其要旨之範圍內進行各種變更。
例如，上述實施形態中，說明了供給原料後、供給反應物的例子。但本發明並不限定於此種形態，供給順序亦可相反。亦即，亦可在供給反應物後，供給原料。藉由改變原料與反應省之供給順序，可改變所形成之薄膜的膜質或組成比。又，於使用複數種反應物的情況，可任意變更其供給順序。藉由改變反應物之供給順序，可改變所形成之薄膜的膜質或組成比。
藉由將依上述實施形態或各變形例之手法所形成的矽系絕緣膜，使用作為側壁間隔件，可提供漏電流少、加工性優越的裝置形成技術。又，藉由將上述矽絕緣膜使用作為蝕刻阻層，可提供加工性優越之裝置形成技術。又，根據上述變形例18~20，可使用較柔性之電漿、形成理想計量比的矽系絕緣膜。由於可使用較柔性之電漿形成矽系絕緣膜，故亦可適合應用於例如DPT之SADP膜等有電漿損傷之虞的步驟中。
上述實施形態中，說明了形成含有屬於半導體元素之 Si之矽系薄膜(SiCN膜、SiOCN膜、SiOC膜、SiBCN膜)作為含既定元素之膜的例子。但本發明並不限定於上述態樣，亦可適合應用於形成含有例如鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)等之金屬元素之金屬系薄膜的情形。
亦即，本發明亦可適合應用於形成例如TiCN膜、 TiOCN膜、TiOC膜、TiBCN膜、ZrCN膜、ZrOCN膜、ZrOC膜、ZrBCN膜、HfCN膜、HfOCN膜、HfOC膜、HfBCN膜、TaCN膜、TaOCN膜、TaOC膜、TaBCN膜、NbCN膜、NbOCN膜、NbOC膜、NbBCN膜、AlCN膜、AlOCN膜、AlOC膜、AlBCN膜、MoCN膜、MoOCN膜、MoOC膜、MoBCN膜、WCN膜、WOCN膜、WOC膜、WBCN膜等之金屬系薄膜、亦即金屬碳化物系薄膜的情況。此時，作為原料氣體，可取代上述實施形態中之含Si的原料氣體，使用含金屬元素之原料氣體，藉由與上述實施形態或變形例相同之時序進行成膜。
在形成Ti系薄膜的情況，作為含Ti之原料氣體，例 如可使用含有Ti、C及鹵素元素並具有Ti-C鍵的原料氣體。作為反應物，可使用與上述實施形態相同之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
在形成Zr系薄膜的情況，作為含Zr之原料氣體，例 如可使用含有Zr、C及鹵素元素並具有Zr-C鍵的原料氣體。作為反應物，可使用與上述實施形態相同之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
在形成Hf系薄膜的情況，作為含Hf之原料氣體，例 如可使用含有Hf、C及鹵素元素並具有Hf-C鍵的原料氣體。作為 反應物，可使用與上述實施形態相同之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
在形成Ta系薄膜的情況，作為含Ta之原料氣體，例 如可使用含有Ta、C及鹵素元素並具有Ta-C鍵的原料氣體。作為反應物，可使用與上述實施形態相同之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
在形成Nb系薄膜的情況，作為含Nb之原料氣體，例如可使用含有Nb、C及鹵素元素並具有Nbi-C鍵的原料氣體。作為反應物，可使用與上述實施形態相同之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
在形成Al系薄膜的情況，作為含Al之原料氣體，例如可使用含有Al、C及鹵素元素並具有Al-C鍵的原料氣體。作為反應物，可使用與上述實施形態相同之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
在形成Mo系薄膜的情況，作為含Mo之原料氣體，例如可使用含有Mo、C及鹵素元素並具有Mo-C鍵的原料氣體。作為反應物，可使用與上述實施形態相同之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
在形成W系薄膜的情況，作為含W之原料氣體，例如可使用含有W、C及鹵素元素並具有W-C鍵的原料氣體。作為反應物，可使用與上述實施形態相同之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
亦即，本發明可適合應用於形成含有半導體元素或金屬元素等之既定元素作為第1元素，並含有N、O、B等非金屬元 素作為第2元素(第3元素)，進而含有C的薄膜的情況。
用於此等各種薄膜形成的製程內容(記載了處理手續 或處理條件等的程式)，較佳係配合基板處理之內容(所形成之薄膜的膜種、組成比、膜質、膜厚、處理手續、處理條件等)，分別個別準備(複數準備)。而且，較佳係在開始基板處理時，配合基板處理之內容，由複數之製程內容中，適當選擇適切的製程內容。具體而言，係將配合基板處理內容而個別準備之複數之製程內容，經由電氣通信線路或記錄了該製程內容之記錄媒體(外部記憶裝置123)，事先儲存(安裝)於基板處理裝置備具備的記憶裝置121c內。 然後，較佳係在開始基板處理時，基板處理裝置所具備之CPU121a係由儲存於記憶裝置121c內之複數之製程內容中，配合基板處理內容，適當選擇適切的製程內容。藉由如此構成，可藉由1台基板處理裝置而通用性地、且再現性佳地形成各種之膜種、組成比、膜質、膜厚的薄膜。又，可減低操作員的操作負擔(處理手續或處理條件等之輸入負擔等)，避免操作錯誤，迅速地開始基板處理。
上述製程內容並不限定於重新作用的情況，例如亦可 藉由變更已安裝於基板處理裝置中之既存製程內容而予以準備。在變更製程內容時，亦可將變更後之製程內容，經由電氣通信線路或記錄了該製程內容之記錄媒體，安裝至基板處理裝置。又，亦可操作既存之基板處理裝置所具備的輸出入裝置122，直接變更已安裝於基板處理裝置之既存製程內容。
上述實施形態中，說明了使用一次處理複數片基板的 批次式基板處理裝置而形成薄膜的例子。本發明並不限定於上述實施形態，例如在使用一次處理單片或數片基板之單片式基板處理裝 置而形成薄膜的情況，亦可適合使用。又，上述實施形態中，說明了使用具有熱壁型處理爐之基板處理裝置形成薄膜的例子。本發明並不限定於上述實施形態，例如在使用具有冷壁型處理爐之基板處理裝置形成薄膜的情況，亦可適合使用。於此等情況下，處理手續、處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理手續、處理條件。
例如在使用具備了圖13所示處理爐302a之基板處理 裝置而形成膜時，亦可適合應用本發明。處理爐302a係具備有：形成處理室301之處理容器303；對處理室301內以淋浴狀供給氣體之淋浴頭303s；依水平姿勢支撐單片或數片晶圓200的支撐台317；由下方支撐支撐台317的旋轉軸355；與設置於支撐台317的加熱器307。於淋浴頭303s之進氣口(氣體導入口)，連接著供給上述原料之氣體供給埠332a、與供給上述反應物之氣體供給埠332b。於處理容器303之側壁、亦即搬入至處理室301內之晶圓200之端部的側方，連接著上述供給經電漿激發之反應物、或經電漿激發之惰性氣體的作為氣體供給部的氣體供給埠332c。於氣體供給埠332a，連接著與上述實施形態之原料供給系統相同的原料供給系統。於氣體供給埠332b，連接著與上述實施形態之反應物供給系統相同的反應物供給系統。於氣體供給埠332c，連接著作為將上述反應物或惰性氣體進行電漿激發並供給之激發部的遠程電漿單元(電漿生成裝置)339c、與上述實施形態之反應物供給系統同樣之反應物供給系統、或與上述實施形態之惰性氣體供給系統同樣的惰性氣體供給系統。於淋浴頭303s之出氣口(氣體排出口)，設有對處理室301內以淋浴狀供給氣體的氣體分散板。淋浴頭303s係設置於與搬入至處理室301內之晶圓200之表面相對向(對面)的位置，氣體供 給埠332c係設置於搬入至處理室301內之晶圓200之表面未相對向的位置。於處理容器303，設有對處理室301內進行排氣的排氣埠331。於排氣埠331，連接著與上述實施形態之排氣系統相同的排氣系統。
又，例如在使用具備了圖14所示處理爐302b之基板 處理裝置而形成膜時，亦可適合應用本發明。於作為氣體供給部之淋浴頭303s之進氣口，連接著供給上述原料之氣體供給埠332a、與供給上述經電漿激發之反應物或經電漿激發之惰性氣體的氣體供給埠332c。於處理容器303之側壁、亦即搬入至處理室201內之晶圓200之端部的側方，連接著上述作為供給反應物之氣體供給部的氣體供給埠332b。於氣體供給埠332a，連接著與上述實施形態之原料供給系統相同的原料供給系統。於氣體供給埠332b，連接著與上述實施形態之反應物供給系統相同的反應物供給系統。於氣體供給埠332c，連接著上述遠程電漿單元339c、與上述實施形態之反應物供給系統同樣之反應物供給系統、或與上述實施形態之惰性氣體供給系統同樣的惰性氣體供給系統。淋浴頭303s係設置於與搬入至處理室301內之晶圓200之表面相對向(對面)的位置，氣體供給埠332b係設置於搬入至處理室301內之晶圓200之表面未相對向的位置。其他與圖13所示處理爐302a同樣構成的零件，係加註相同符號並省略說明。
又，例如在使用具備圖15所示處理爐402之基板處 理裝置形成膜時，亦可適合應用本發明。處理爐402係具備有：形成處理室401之處理容器403；依水平姿勢支撐單片或數片晶圓200的支撐台417；由下方支撐支撐台417的旋轉軸455；朝處理容器 403之晶圓200進行光照射的燈加熱器407；與使燈加熱器407之光穿透的石英窗403w。於處理容器403，連接著供給上述原料之作為氣體供給部的氣體供給埠432a、供給上述反應物之作為氣體供給部的氣體供給埠432b、與供給上述經電漿激發之反應物或經電漿激發之惰性氣體之作為氣體供給部的氣體供給埠432c。於氣體供給埠432a，連接著與上述實施形態之原料供給系統相同的原料供給系統。於氣體供給埠432b，連接著與上述實施形態之反應物供給系統相同的反應物供給系統。於氣體供給埠432c，連接著上述遠程電漿單元339c、與上述實施形態之反應物供給系統同樣之反應物供給系統、或與上述實施形態之惰性氣體供給系統同樣的惰性氣體供給系統。氣體供給埠432a~432c係分別設置於與搬入至處理室401內之晶圓200之端部側方，亦即與搬入至處理室401內之晶圓200之表面未相對向的位置。於處理容器403，設有對處理室401內進行排氣的排氣埠431。於排氣埠431，連接著與上述實施形態之排氣系統相同的排氣系統。
在使用此等基板處理裝置的情況，亦可依與上述實施形態或變形例相同之時序、處理條件進行成膜。
又，上述實施形態或變形例等，可適當組合使用。又，此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同的處理條件。
<本發明之較佳態樣>
以下附記本發明之較佳態樣。
(附記1)
根據本發明之一態樣，提供一種基板處理方法，係具有藉由進行既定次數之將下述步驟非同時進行之周期，而於基板上形成含有第1元素、第2元素及碳之膜的步驟：對上述基板，於具有第1元素與碳之化學鍵的原料進行熱分解、且保持為上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給上述原料，藉此形成具有超過1原子層且數原子層以下之厚度、並含有上述第1元素與碳之化學鍵的第1固體層的步驟；對上述基板，供給經電漿激發之含有第2元素的反應物，或供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之含有第2元素的反應物，藉此對上述第1固體層進行改質，形成第2固體層的步驟。
(附記2)
如附記1記載之方法，其中，較佳係於上述形成第1固體層之步驟，使上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分保持為不切斷而直接攝入至上述第1固體層中。
(附記3)
如附記1或2記載之方法，其中，較佳係於上述形成第1固體層之步驟，依上述第1固體層中所含之上述第1元素與碳之化學鍵的數量、多於在發生上述原料之化學吸附之情況所形成之上述原料之化學吸附層所含之上述第1元素與碳之化學鍵之數量多的方式，形成上述第1固體層。
(附記4)
如附記1至3中任一項記載之方法，其中，較佳係於上述形成第1固體層之步驟，依上述第1固體層中所含之上述第1元素與碳之化學鍵之數量、多於在發生上述原料之化學吸附之情況因上述原料之化學吸附達到飽和(於上述原料之化學吸附造成自我限制)所形成之上述原料之化學吸附層所含之上述第1元素與碳之化學鍵之數量多的方式，形成上述第1固體層。
(附記5)
如附記1至4中任一項記載之方法，其中，較佳係於上述形成第1固體層之步驟，依較在發生上述原料之化學吸附之情況因上述原料之化學吸附達到飽和所形成之上述原料之化學吸附層更厚的方式，形成上述第1固體層。
(附記6)
如附記1至5中任一項記載之方法，其中，較佳係上述第1固體層具有數原子層之厚度。
(附記7)
如附記1至6中任一項記載之方法，其中，較佳係上述第1固體層為由上述第1元素及碳堆積而成的堆積層。
(附記8)
如附記1至7中任一項記載之方法，其中，較佳係上述形成第 1固體層之步驟為於產生氣相反應(CVD反應)之條件下進行。
(附記9)
如附記1至8中任一項記載之方法，其中，較佳係於上述形成第1固體層之步驟，一邊將上述原料供給至上述基板存在之空間(處理室)內、一邊由上述空間內進行排氣，此時，維持使上述原料之由上述空間內之排氣速率小於上述原料對上述空間內之供給速率的狀態。
(附記10)
如附記1至9中任一項記載之方法，其中，較佳係於上述形成第2固體層之步驟，於使上述第1固體層中所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分保持為不切斷的條件下，對上述基板供給上述反應物。
(附記11)
如附記1至10中任一項記載之方法，其中，較佳係於上述形成第2固體層之步驟，將上述第1固體層中所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分保持為不切斷之下進行改質。
(附記12)
如附記1至11中任一項記載之方法，其中，較佳係於上述形成第2固體層之步驟，在供給經電漿激發之上述反應物時，使上述反應物間歇性地電漿激發。
(附記13)
如附記1至11中任一項記載之方法，其中，較佳係於上述形成第2固體層之步驟，在供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之上述反應物時，使上述惰性氣體間歇性地電漿激發。
(附記14)
如附記1至13中任一項記載之方法，其中，較佳係上述周期進一步含有：對上述基板，供給含有第3元素之反應物的步驟；藉由進行上述周期既定次數，於上述基板上，形成含有上述第1元素、上述第2元素、上述第3元素及碳的膜。
(附記15)
如附記1至14中任一項記載之方法，其中，較佳係上述周期進一步包括將下述步驟與上述各步驟非同時進行：對上述基板，供給含有第3元素之反應物，對上述第2固體層進行改質，而形成第3固體層的步驟；藉由進行上述周期既定次數，於上述基板上，形成含有上述第1元素、上述第2元素、上述第3元素及碳的膜。
(附記16)
如附記1至15中任一項記載之方法，其中，較佳係上述原料含有上述第1元素、碳及鹵元素。
(附記17)
如附記1至16中任一項記載之方法，其中，較佳係上述原料為1分子中(其化學構造中)具有至少2個上述第1元素與碳之化學鍵。
(附記18)
如附記1至17中任一項記載之方法，其中，較佳係上述反應物含有選自由含氮氣體(氮化氣體、氮化氫系氣體)、含碳氣體(烴系氣體)、含有氮及碳之氣體(胺系氣體、有機肼系氣體)、含氧氣體(氧化氣體)、含硼氣體(硼烷系氣體)、及含有硼、氮及碳之氣體(硼氮炔系氣體)所組成群的至少1種。
(附記19)
根據本發明之其他態樣，提供一種基板處理裝置，其具有：收容基板之處理室；對上述處理室內之基板供給具有第1元素與碳之化學鍵之原料的原料供給系統；對上述處理室內之基板供給含有第2元素之反應物的反應物供給系統；對上述處理室內之基板供給惰性氣體之惰性氣體供給系統；對上述處理室內之基板進行加熱的加熱器；使氣體進行電漿激發之激發路；與控制部，係構成為依藉由進行既定次數之將下述處理非同時進行之周期，而進行於上述基板上形成含有上述第1元素、上述第2 元素及碳之膜的處理的方式，控制上述原料供給系統、上述反應物供給系統、上述惰性氣體供給系統及上述加熱器：對上述處理室內之基板，於上述原料進行熱分解、同時保持為上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給上述原料，藉此形成具有超過1原子層且數原子層以下之厚度、並含有上述第1元素與碳之化學鍵的第1固體層的處理；對上述處理室內之上述基板，供給經電漿激發之上述反應物，或供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之上述反應物，藉此對上述第1固體層進行改質，形成第2固體層的處理。
(附記20)
根據本發明之其他態樣，提供一種程式及記錄了該程式之可電腦讀取的記錄媒體，該程式係使電腦實行藉由進行既定次數之將下述手續非同時進行之周期，而於基板上形成含有第1元素、第2元素及碳之膜的手續：對處理室內之基板，於具有第1元素與碳之化學鍵的原料進行熱分解、同時保持為上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給上述原料，藉此形成具有超過1原子層且數原子層以下之厚度、並含有上述第1元素與碳之化學鍵的第1固體層的手續；與對上述處理室內之上述基板，供給含有經電漿激發之第2元素的反應物，或供給含有經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之含有第2元素之反應物，藉此對上述第1固體層進行改質，形成第2固體層的手續。

Claims (18)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，係具有藉由進行既定次數之將下述步驟非同時地進行之周期，而於基板上形成含有第1元素、第2元素及碳之膜的步驟：對上述基板，於具有第1元素與碳之化學鍵並含有鹵元素的原料進行熱分解、並且保持為上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給上述原料，藉此形成具有超過1原子層且數原子層以下之厚度、並含有上述第1元素與碳之化學鍵的第1固體層的步驟；將包含殘留在上述基板存在之空間之上述原料之殘留氣體去除的步驟；對上述基板，供給經電漿激發之含有第2元素的反應物，或供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之含有第2元素的反應物，藉此對上述第1固體層進行改質，形成第2固體層的步驟；以及將包含殘留在上述基板存在之空間之上述反應物之殘留氣體去除的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，於上述形成第1固體層之步驟，使上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分保持為不切斷而直接攝入至上述第1固體層中。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，於上述形成第1固體層之步驟，依上述第1固體層中所含之上述第1元素與碳之化學鍵的數量，較在發生上述原料之化學吸附之情況所形成之上述原料之化學吸附層所含之上述第1元素與碳之化學鍵之數 量多的方式，形成上述第1固體層。
  4. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，於上述形成第1固體層之步驟，依上述第1固體層中所含之上述第1元素與碳之化學鍵之數量，較在發生上述原料之化學吸附之情況藉上述原料之化學吸附達到飽和所形成之上述原料之化學吸附層所含之上述第1元素與碳之化學鍵之數量多的方式，形成上述第1固體層。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，於上述形成第1固體層之步驟，依較在發生上述原料之化學吸附之情況藉上述原料之化學吸附達到飽和所形成之上述原料之化學吸附層更厚的方式，形成上述第1固體層。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1固體層具有數原子層之厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1固體層為由上述第1元素及碳堆積而成的堆積層。
  8. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，於上述形成第1固體層之步驟，一邊將上述原料供給至上述基板存在之空間內、一邊由上述空間內進行排氣，此時，維持使上述原料之由上述空間內之排氣速率小於上述原料對上述空間內之供給速率的狀態。
  9. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，於上述形成第2固體層之步驟，於使上述第1固體層中所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分保持為不切斷的條件下，對上述基板供給上述反應物。
  10. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，於上述形成第2固體層之步驟，將上述第1固體層中所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分保持為不切斷而直接進行改質。
  11. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，於上述形成第2固體層之步驟，在供給經電漿激發之上述反應物時，使上述反應物間歇性地電漿激發。
  12. 一種半導體裝置之製造方法，係具有藉由進行既定次數之將下述步驟非同時地進行之周期，而於基板上形成含有第1元素、第2元素及碳之膜的步驟：對上述基板，於具有第1元素與碳之化學鍵的原料進行熱分解、並且保持為上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給上述原料，藉此形成具有超過1原子層且數原子層以下之厚度、並含有上述第1元素與碳之化學鍵的第1固體層的步驟；以及對上述基板，供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之含有第2元素的反應物，藉此對上述第1固體層進行改質，形成第2固體層的步驟；於上述形成第2固體層之步驟，使惰性氣體間歇性地電漿激發。
  13. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述周期進一步含有對上述基板供給含有第3元素之反應物的步驟；藉由進行上述周期既定次數，於上述基板上，形成含有上述第1元素、上述第2元素、上述第3元素及碳的膜。
  14. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上 述周期進一步包括：對上述基板供給含有第3元素之反應物，對上述第2固體層進行改質，藉此形成第3固體層的步驟；將上述形成第3固體層之步驟與上述形成第1固體層之步驟、上述去除含有原料之殘留氣體之步驟、上述形成第2固體層之步驟、及上述去除含有反應物之殘留氣體之步驟之各步驟非同時地進行，藉由進行上述周期既定次數，於上述基板上，形成含有上述第1元素、上述第2元素、上述第3元素及碳的膜。
  15. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述原料為1分子中具有至少2個上述第1元素與碳之化學鍵。
  16. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述反應物含有選自由含氮氣體、含碳氣體、含有氮及碳之氣體、含氧氣體、含硼氣體、及含有硼與氮與碳之氣體所組成群的至少1者。
  17. 一種基板處理裝置，其具有：收容基板之處理室；對上述處理室內之基板供給具有第1元素與碳之化學鍵並含有鹵元素之原料的原料供給系統；對上述處理室內之基板供給含有第2元素之反應物的反應物供給系統；對上述處理室內之基板供給惰性氣體之惰性氣體供給系統；對上述處理室內之基板進行加熱的加熱器；使氣體進行電漿激發之激發部；對上述處理室內進行排氣的排氣系統；與控制部，係構成為依藉由進行既定次數之將下述處理非同時地進行之周期，而進行於上述基板上形成含有上述第1元素、上述第2 元素及碳之膜的處理的方式，控制上述原料供給系統、上述反應物供給系統、上述惰性氣體供給系統、上述加熱器、及上述排氣系統；該等處理係對上述處理室內之基板，於上述原料進行熱分解、並且保持為上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給上述原料，藉此形成具有超過1原子層且數原子層以下之厚度、並含有上述第1元素與碳之化學鍵的第1固體層的處理；將包含殘留在上述基板存在之空間之上述原料之殘留氣體去除的處理；對上述處理室內之上述基板，供給經電漿激發之上述反應物，或供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之上述反應物，藉此對上述第1固體層進行改質，形成第2固體層的處理；以及將包含殘留在上述基板存在之空間之上述反應物之殘留氣體去除的處理。
  18. 一種程式，係被記錄於記錄媒體者，該程式係使電腦實行藉由進行既定次數之將下述手續非同時地進行之周期，而於基板上形成含有第1元素、第2元素及碳之膜的手續：對上述基板，於具有第1元素與碳之化學鍵並含有鹵元素的原料進行熱分解、並且保持為上述原料所含之上述第1元素與碳之化學鍵之至少一部分不切斷的條件下，供給上述原料，藉此形成具有超過1原子層且數原子層以下之厚度、並含有上述第1元素與碳之化學鍵的第1固體層的手續；將包含殘留在上述基板存在之空間之上述原料之殘留氣體去除的手續；對上述基板，供給經電漿激發之含有第2元素的反應物，或供給經電漿激發之惰性氣體及未經電漿激發之含有第2元素之反應物， 藉此對上述第1固體層進行改質，形成第2固體層的手續；將包含殘留在上述基板存在之空間之上述反應物之殘留氣體去除的手續。
TW104117763A 2014-06-04 2015-06-02 A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a program TWI567222B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014115723A JP5886366B2 (ja) 2014-06-04 2014-06-04 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラムおよび記録媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201602389A TW201602389A (zh) 2016-01-16
TWI567222B true TWI567222B (zh) 2017-01-21

Family

ID=54770156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104117763A TWI567222B (zh) 2014-06-04 2015-06-02 A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a program

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9741556B2 (zh)
JP (1) JP5886366B2 (zh)
KR (1) KR101726946B1 (zh)
TW (1) TWI567222B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6086942B2 (ja) 2015-06-10 2017-03-01 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6529927B2 (ja) * 2016-04-15 2019-06-12 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
CN105925959B (zh) * 2016-05-13 2018-10-16 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种复合型ald导气装置
JP6814057B2 (ja) * 2017-01-27 2021-01-13 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
JP6602332B2 (ja) * 2017-03-28 2019-11-06 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
US10872762B2 (en) * 2017-11-08 2020-12-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods of forming silicon oxide layer and semiconductor structure
WO2019207864A1 (ja) 2018-04-27 2019-10-31 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
CN110896050A (zh) * 2018-09-12 2020-03-20 长鑫存储技术有限公司 介电薄膜的形成方法
JP6960953B2 (ja) * 2019-03-20 2021-11-05 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラム
JP7285152B2 (ja) * 2019-07-08 2023-06-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125395A1 (ja) * 2010-04-09 2011-10-13 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
JP2013102130A (ja) * 2011-10-21 2013-05-23 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7430677B2 (en) 2004-08-05 2008-09-30 Canon Kabushiki Kaisha Data processing device, and control method of data processing device
US20060228903A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Mcswiney Michael L Precursors for the deposition of carbon-doped silicon nitride or silicon oxynitride films
US8268409B2 (en) * 2006-10-25 2012-09-18 Asm America, Inc. Plasma-enhanced deposition of metal carbide films
US7794788B2 (en) * 2007-03-28 2010-09-14 Tokyo Electron Limited Method for pre-conditioning a precursor vaporization system for a vapor deposition process
US8871628B2 (en) * 2009-01-21 2014-10-28 Veeco Ald Inc. Electrode structure, device comprising the same and method for forming electrode structure
JP2010209281A (ja) 2009-03-12 2010-09-24 Kanagawa Acad Of Sci & Technol 基材の被膜形成方法および装置
US8563443B2 (en) 2011-02-18 2013-10-22 Asm Japan K.K. Method of depositing dielectric film by ALD using precursor containing silicon, hydrocarbon, and halogen
US8329599B2 (en) 2011-02-18 2012-12-11 Asm Japan K.K. Method of depositing dielectric film by ALD using precursor containing silicon, hydrocarbon, and halogen
EP2792002A1 (en) * 2011-12-14 2014-10-22 Umicore Positively charged silicon for lithium-ion batteries
JP6125247B2 (ja) 2012-03-21 2017-05-10 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125395A1 (ja) * 2010-04-09 2011-10-13 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
JP2013102130A (ja) * 2011-10-21 2013-05-23 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
KR101726946B1 (ko) 2017-04-13
JP5886366B2 (ja) 2016-03-16
US20150357181A1 (en) 2015-12-10
TW201602389A (zh) 2016-01-16
KR20150142605A (ko) 2015-12-22
US9741556B2 (en) 2017-08-22
JP2015230945A (ja) 2015-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI567222B (zh) A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a program
TWI542723B (zh) The method of manufacturing a semiconductor device, a substrate processing apparatus and a recording medium
JP5883049B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラムおよび記録媒体
TWI584372B (zh) A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a recording medium
KR101293041B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
US9735006B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium
TWI506696B (zh) A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a recording medium
JP5886381B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラムおよび記録媒体
JP5855691B2 (ja) 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
JP6320129B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6490374B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
TWI547995B (zh) A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a recording medium
US9449813B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus and non-transitory computer-readable recording medium
CN110265298B (zh) 半导体器件的制造方法、衬底处理装置
WO2016038744A1 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体