TWI584372B - A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a recording medium - Google Patents

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TWI584372B
TWI584372B TW103123278A TW103123278A TWI584372B TW I584372 B TWI584372 B TW I584372B TW 103123278 A TW103123278 A TW 103123278A TW 103123278 A TW103123278 A TW 103123278A TW I584372 B TWI584372 B TW I584372B
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Hiroshi Ashihara
Tsuyoshi Takeda
Taketoshi Sato
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Hitachi Int Electric Inc
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Description

半導體裝置之製造方法，基板處理裝置及記錄媒體
本發明係關於一種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(器件)之製造步驟之一步驟，有時會實施藉由進行既定次數之下述循環而於基板上形成包含既定元素與碳之碳化物系膜的成膜處理，上述循環包含如下步驟：向收納有基板之處理室內供給包含既定元素之有機系原料而將該有機系原料封入處理室內；維持將該有機系原料封入處理室內之狀態；及對處理室內進行排氣。
於上述成膜處理中，形成於基板上之膜之成膜速率、成膜溫度、膜特性等取決於封入處理室內之有機系原料之特性(種類)。因此，若使用單一種類之原料作為有機系原料，則難以使形成於基板上之膜之成膜速率、成膜溫度、膜特性等發生變化。
本發明之主要目的在於提供如下技術：即便於使用單一種類之原料作為封入在收納有基板之處理室內之有機系原料的情形時，亦可使形成於基板上之膜之成膜速率、成膜溫度、膜特性等發生變化。
根據本發明之一態樣，提供一種半導體裝置之製造方法，其具有進行既定次數之循環，藉此在上述基板上形成包含有上述既定元素與碳之膜的步驟，該循環係包括：向收納有上述基板之處理室內供給有機系原料與假觸媒(pseudo catalyst)，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的步驟，該有機系原料係包含有上述既定元素，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的步驟；以及對上述處理室內進行排氣的步驟。
根據本發明之另一態樣，提供一種基板處理裝置，其具有：處理室，其收納有基板；有機系原料供給系，其向上述處理室內供給包含有既定元素之有機系原料；假觸媒供給系，其向上述處理室內供給假觸媒，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；排氣系，其對上述處理室內進行排氣；以及控制部，其以實施進行既定次數之循環而藉此進行在上述基板上形成包含有上述既定元素與碳之膜的處理之方式，對上述有機系原料供給系、上述假觸媒供給系及上述排氣系進行控制，該循環係包含：向收納有基板之上述處理室內供給上述有機系原料與上述假觸媒，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的處理；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的處理；以及對上述處理室內進行排氣的處理。
根據本發明之更進一步之另一態樣，提供一種電腦可 讀取之記錄媒體，其記錄有使電腦執行進行既定次數之循環而藉此在上述基板上形成包含有既定元素與碳之膜之程序的程式，該循環係包括有：向收納有上述基板之處理室內供給有機系原料與假觸媒，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的程序，該有機系原料係包含有上述既定元素，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的程序；以及對上述處理室內進行排氣的程序。
根據本發明，即便於使用單一種類之原料作為封入收納有基板之處理室內之有機系原料的情形時，亦可使形成於基板上之膜之成膜速率、成膜溫度、膜特性等發生變化。
115‧‧‧晶舟升降機
121‧‧‧控制器(控制部)
121a‧‧‧中央處理單元
121b‧‧‧隨機存取記憶體
121c‧‧‧記憶裝置
121d‧‧‧I/O埠
121e‧‧‧內部匯流排
122‧‧‧輸入輸出裝置
123‧‧‧外部記憶裝置
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理爐
203‧‧‧製程管(處理容器)
203a‧‧‧外管(外部反應管)
203b‧‧‧內管(內部反應管)
203c‧‧‧內管之上端部(頂部)
203d‧‧‧晶舟柱溝
207‧‧‧加熱器
209‧‧‧歧管
217‧‧‧晶舟(支持具)
217a‧‧‧晶舟之上端面(頂板)
217b‧‧‧卡止溝
217c‧‧‧晶舟柱(晶舟支柱)
218‧‧‧隔熱板
219‧‧‧密封蓋
220、220a‧‧‧O形環(密封構件)
231‧‧‧排氣管
232a~232h‧‧‧氣體供給管
241a~241h‧‧‧流量控制器(流量控制部)
243a~243h‧‧‧開關閥
244‧‧‧APC閥
245‧‧‧壓力感測器
246‧‧‧真空泵
249a~249d‧‧‧噴嘴
250‧‧‧筒狀空間
255‧‧‧旋轉軸
263‧‧‧溫度感測器
267‧‧‧旋轉機構
270‧‧‧連通部(開口部)
圖1係本發明之實施形態中較佳採用之基板處理裝置之立式處理爐的概略構成圖，且係以縱剖面圖表示處理爐部分的圖。
圖2係本發明之實施形態中較佳採用之基板處理裝置之立式處理爐之一部分的概略構成圖，且係以圖1之A-A線剖面圖表示處理爐之一部分的圖。
圖3係本發明之實施形態中較佳採用之基板處理裝置之控制器的概略構成圖，且係以方塊圖表示控制器之控制系統的圖。
圖4係說明本發明之實施形態之成膜順序的圖。
圖5中之(a)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖，(b)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖。
圖6中之(a)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖，(b)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖，(c)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖，(d)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖。
圖7中之(a)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖，(b)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖。
圖8係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖。
圖9中之(a)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖，(b)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖，(c)係說明本發明之實施形態之成膜順序之變形例的圖。
圖10係分別表示實施例及比較例之SiC膜之成膜速率的圖表。
圖11係分別表示實施例及比較例之SiC膜所含之Si-Si鍵及Si-C鍵之比例的圖表。
圖12係分別表示實施例及比較例之SiC膜之組成的圖表。
圖13係表示本發明之實施形態之內管之構造之另一例的圖。
<本發明之一實施形態>
以下使用圖1~圖3說明本發明之一實施形態。
(1)基板處理裝置之構成
如圖1所示，處理爐202具有作為加熱手段(加熱機構)之加熱器207。加熱器207為圓筒形狀，藉由以作為保持板之加熱器基座(未圖示)加以支持而被垂直安裝。加熱器207亦作為如後所述般利用 熱使氣體分解而使之活化(激發)之活化機構(激發部)發揮功能。
於加熱器207之內側配設有作為與加熱器207呈同心圓狀般構成反應容器(處理容器)之反應管的製程管203。製程管203係由作為內部反應管之內管203b、及作為設置於其外側之外部反應管之外管203a所構成。
內管203b例如由石英(SiO2)或碳化矽(SiC)等耐熱性材料構成，形成為上端(上端部)及下端(下端部)開口之圓筒形狀。於內管203b之筒中空部以呈複數多段排列之狀態收納作為薄膜形成處理之對象即基板的晶圓200。以下亦將內管203b內之晶圓200之收納區域稱為晶圓排列區域(基板排列區域)。
內管203b之上端部(頂部)203c係以覆蓋後述作為支持具之晶舟217之上端面(頂板)217a之至少一部分的方式構成。內管203b之上端部203c亦可謂覆蓋晶圓200之表面之至少一部分之構造。內管203b之上端部203c被設置成與平坦地構成之晶舟217之上端面217a平行或與晶圓200之表面平行，且至少其內表面具有平坦之構造。內管203b之上端部203c之外表面亦具有平坦之構造。內管203b之上端部203c由於自內管203b之側壁部之上端向內管203b之內側延出，故而亦可稱為延出部。於內管203b之上端部203c之中央部(中心部)設有使內管203b之內部與後述外管203a之內部連通之連通部(開口部)270。即，內管203b之上端部203c係由在其中央部具有開口部之圓環狀(環狀)之板狀構件(平板)構成。根據該形狀而亦可將內管203b之上端部203c稱為限流孔(orifice)狀構件或簡稱為限流孔。連通部270亦可設置於內管203b之上端部203c之中央部以外之部分、例如上端部203c之周緣部等，進而 亦可設置於內管203b之側壁部。但是，於將連通部270設置於內管203b之側壁部之情形時，較佳為設置於較晶圓排列區域更上方且上端部203c之附近，或者設置於較晶圓排列區域更下方且將後述多段排列複數個隔熱板218之隔熱板排列區域水平地包圍之區域所含之部分。
外管203a例如由石英或SiC等耐熱性材料構成，且內徑大於內管203b之外徑，形成為上端(上端部)封閉而下端(下端部)開口之圓筒形狀。將外管203a設置為與內管203b呈同心圓狀。外管203a之上端部(頂部)係以覆蓋內管203b之上端部(頂部)203c之方式構成。
外管203a之上端部係被設置成與內管203b之上端部203c平行或與晶舟217之上端面(頂板)217a平行或者與晶圓200之表面平行，且至少其內表面具有平坦之構造。即，外管203a之上端部之內表面係以平面構成。外管203a之上端部之外表面亦具有平坦之構造，係以平面構成。外管203a之上端部係以使其厚度變得較外管203a之側壁部之厚度厚之方式構成，且係以即便於將外管203a之內部設為既定之真空度之情形時亦可保持外管203a之強度之方式構成。外管203a之上端部係以使其厚度變得較內管203b之上端部203c或內管203b之側壁部厚之方式構成。
主要而言，處理室201係由上述構造之外管203a與內管203b構成。處理室201構成為以可藉由後述晶舟217以呈水平姿勢沿垂直方向多段整齊排列之狀態收納晶圓200。
藉由上述外管203a及內管203b之構造，而可減小實質上之處理室201之體積(容積)，從而可限制因後述處理氣體分解 而生成活性物質(以下亦稱為活性種)之區域(縮小至最小限度)，抑制多種活性種之生成。
即，藉由分別平坦地構成外管203a之上端部(頂部)之內表面與內管203b之上端部(頂部)203c之外表面的平面-平面構造，可減小由該等頂部所夾隔之空間之體積(容積)。藉此可減小實質上之處理室201之體積(容積)，而可限制(減小)處理氣體分解而生成活性種之區域，抑制多種活性種之生成。又，藉由平坦地構成內管203b之上端部203c之內表面並且由該內管203b之上端部203c覆蓋經平坦構成之晶舟217之上端面217a之至少一部分的平面-平面構造，可減小由內管203b之上端部203c之內表面與晶舟217之上端面217a所夾隔之空間之體積(容積)。藉此可進一步減小實質上之處理室201之體積(容積)，而可進一步限制(減小)處理氣體分解而生成活性種之區域，進一步抑制多種活性種之生成。
又，藉由分別減小由外管203a之上端部(頂部)之內表面與內管203b之上端部(頂部)203c之外表面所夾隔之空間之體積、及由內管203b之上端部203c之內表面與晶舟217之上端面217a所夾隔之空間之體積，可消耗該等空間內所生成之活性種而使其容易地消滅。其結果可適當地減低該等空間內之活性種之濃度。
即，藉由增大由外管203a之頂部之內表面與內管203b之頂部之外表面所夾隔之空間之表面積相對於該空間之體積的比例(表面積/體積)，可增大「因接觸該空間之表面(外管203a或內管203b等構件之表面)而被消耗之活性種之量」相對於「該空間內所生成之活性種之量」的比例(消耗量/生成量)。同樣地，藉由增大由內管203b之上端部203c之內表面與晶舟217之上端面217a 所夾隔之空間之表面積相對於該空間之體積的比例(表面積/體積)，可增大「因接觸該空間之表面(內管203b或晶舟217等構件之表面)而被消耗之活性種之量」相對於「該空間內所生成之活性種之量」的比例(消耗量/生成量)。即，藉由將該等空間設為表面積相對於體積之比例較大之空間，可容易地消耗該等空間內所生成之活性種。其結果可適當地減低該等空間內之活性種之濃度。
又，藉由使內管203b之上端部203c覆蓋晶舟217之上端面(頂板)217a之至少一部分、且進而將連通部270設置於內管203b之上端部203c的構造，可將於較晶舟217之上端面217a更上方之空間、或於外管203a與內管203b之間之空間所生成之作為反應種之活性種到達晶圓200的距離延長，而可抑制該活性種接觸晶圓200。
即，如上所述般構成之結果為，在由內管203b之上端部203c之內表面與晶舟217之上端面217a所夾隔之空間內生成之活性種若不迂迴晶舟217之上端面217a之端部(邊緣)則無法到達晶圓200。又，如上所述般構成之結果為，設置於內管203b之上端部203c之連通部270以被晶舟217之上端面217a蓋住之方式與晶舟217之上端面217a相對向。因此，由外管203a與內管203b所夾隔之空間內所生成之活性種若於該空間內移動而通過連通部270後不迂迴晶舟217之上端面217a之端部則無法到達晶圓200。如此，藉由分別使於較晶舟217之上端面217a更上方之空間、或於外管203a與內管203b之間之空間所生成的活性種迂迴，可將該等活性種到達晶圓200之距離(路徑)延長，而可於到達晶圓200之前將其消耗而消滅。即，可抑制在該等部位所生成之活性種接觸晶圓 200。尤其是於將連通部270設置於內管203b之上端部203c之中央部之情形時，可最大限度地延長已通過連通部270之活性種到達晶圓200之距離，而變得容易抑制該活性種接觸晶圓200。
藉由該等構造，可使處理室201內、尤其是晶圓排列區域中之活性種之濃度分佈變得均勻。又，亦可抑制因於較晶舟217之上端面217a更上方之空間、或於外管203a與內管203b之間之空間所生成之活性種對膜厚、膜質之影響。結果可使晶圓200上所形成之薄膜於晶圓面內及面間之膜厚及膜質之均勻性提高。
又，於上述構造中，較佳為進而減小內管203b之側壁之內壁(以下亦簡稱為內管203b之內壁)與晶圓200之端部之間的距離。例如內管203b之內壁與晶圓200之端部之間的距離較佳為與鄰接之晶圓200間之距離(晶圓排列間距)同樣或小於該距離。但是，如圖2所示，後述晶舟217具有設有支持晶圓200之卡止溝217b之晶舟柱(晶舟支柱)217c，晶舟柱217c位於較晶圓200之更外側。因此，若欲減小內管203b之內壁與晶圓200之端部之間的距離，則會使內管203b之內壁與晶舟柱217c接觸，無法進一步縮小內管203b之內壁與晶圓200之端部之間的距離。即，晶舟柱217c對減小內管203b之內壁與晶圓200之端部之間的距離造成阻礙。因此，為了進一步減小內管203b之內壁與晶圓200之端部之間的距離，例如較佳為如圖2所示般於內管203b之內壁之對應於晶舟柱217c之部分設置作為避開晶舟柱217c之空間(凹部)的晶舟柱溝203d。為方便起見，圖2僅選取表示內管203b、晶舟217及由晶舟217支持之晶圓200。
藉由該構造、即於內管203b之內壁以避開構成晶舟 217之構件之方式設有凹部之構造，可將內管203b之內壁與晶圓200之端部之間的距離減小至極限。
如此，藉由將內管203b之內壁與晶圓200之端部之間的距離減小至極限，可減小實質上之處理室201之體積，而可縮小生成活性種之區域，抑制多種活性種之生成。藉由該構造，進而可抑制活性種對膜厚、膜質之影響，進而可於晶圓面內及面間實現均勻之膜厚及膜質。
亦可將此種構造之具有上端部203c與側壁部之內管203b之形狀稱為相對於純粹之圓筒形狀為大致圓筒形狀。
於外管203a之下方配設有與外管203a呈同心圓狀之歧管209。歧管209例如由不鏽鋼(SUS)等構成，形成為上端及下端開口之圓筒形狀。歧管209係以接合於內管203b與外管203a而支持該等之方式設置。於歧管209與外管203a之間設有作為密封構件之O形環220a。藉由以加熱器基座支持歧管209，而成為製程管203被垂直安置之狀態。多半而言，反應容器(處理容器)係由製程管203與歧管209構成。
於歧管209連接有作為氣體導入部之噴嘴249a~249d用以貫通歧管209之側壁或連通處理室201內。於噴嘴249a~249d分別連接有氣體供給管232a~232d。如此構成為於反應管203設有4根噴嘴249a~249d與4根氣體供給管232a~232d而可朝向處理室201內供給複數種、此處為4種處理氣體。
於氣體供給管232a~232d自上游方向開始依序分別設有作為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC，mass flow controller)241a~241d、及作為開關閥之閥243a~243d。又， 於氣體供給管232a~232d之較閥243a~243d更下游側分別連接有供給惰性氣體之氣體供給管232e~232h。對氣體供給管232e~232h自上游方向開始依序分別設有作為流量控制器(流量控制部)之MFC241e~241h、及作為開關閥之閥243e~243h。又，於氣體供給管232a~232d之前端部分別連接有上述噴嘴249a~249d。
自氣體供給管232a將包含既定元素之有機系原料、例如包含作為既定元素之矽(Si)與碳(C)之有機矽烷系氣體經由MFC241a、閥243a、噴嘴249a供給至處理室201內。此處，所謂有機矽烷系氣體，係氣體狀態之有機矽烷系原料，例如藉由將於常溫常壓下為液體狀態之有機矽烷系原料汽化所獲得之氣體、或於常溫常壓下為氣體狀態之有機矽烷系原料等。再者，於本說明書中使用「原料」一詞之情形存在如下情況：意指「液體狀態之液體原料」，意指「氣體狀態之原料氣體」，或意指該兩者。因此，於本說明書中使用「有機矽烷系原料」一詞之情形存在如下情況：意指「液體狀態之有機矽烷系原料」，意指「氣體狀態之有機矽烷系原料氣體(有機矽烷系氣體)」，或意指該兩者。
作為有機矽烷系原料，較佳為使用僅由Si與C及氫(H)三種元素所構成之有機化合物。即，作為有機矽烷系原料，較佳為使用其化學構造式中(組成式中、1分子中)分別包含Si與C之鍵(Si-C鍵)、Si與H之鍵(Si-H鍵)及C與H之鍵(C-H鍵)之有機化合物。又，作為有機矽烷系原料，較佳為使用其化學構造式中包含C之鏈狀構造之鏈式化合物(非環式化合物)，即構成如下分子構造之有機化合物：其分子內之C鍵結成鏈狀、即為直線狀且不含任何環。作為鏈式化合物，不僅可使用不具有分支之直鏈化合物，亦可 使用具有分支之鏈式化合物。具體而言，作為有機矽烷系原料，較佳為使用於其化學構造式中包含由C鍵結成鏈狀而成之鏈狀骨架、鍵結於構成該鏈狀骨架之C之Si、及分別鍵結於該等構成鏈狀骨架之C及鍵結於該C之Si之H的有機化合物。又，作為有機矽烷系原料，亦可使用僅具有1個C之有機化合物、即不具有C之鏈狀構造之有機化合物。有機矽烷系原料係作為形成SiC膜時之Si源(矽源)及C源(碳源)發揮作用。
作為有機矽烷系原料，例如可使用1,4-二矽雜丁烷(Si2C2H10，簡稱：DSB)。於使用常溫常壓下為液體狀態之液體原料作為有機矽烷系原料之情形時，藉由汽化器或起泡器等汽化系統使液體原料汽化而以有機矽烷系氣體之形式供給。
自氣體供給管232b將包含選自由鹵素化合物及硼化合物所組成之群中之至少一種之假觸媒經由MFC241b、閥243b、噴嘴249b供給至處理室201內。此處所謂「觸媒」，係於化學反應之前後其本身未發生變化但使反應速度發生變化之物質。相對於此，本實施形態之反應系中之鹵素化合物或硼化合物如後所述般使反應速度等發生變化但其本身於化學反應之前後發生變化。即，本實施形態之反應系中之鹵素化合物或硼化合物發揮觸媒性之作用，但嚴格而言並非「觸媒」。於本說明書中，將如此如觸媒般發揮作用但其本身於化學反應之前後發生變化之物質稱為「假觸媒」。
作為假觸媒，可使用包含選自由無機鹵素化合物及無機硼化合物所組成之群中之至少一種之物質。又，作為假觸媒，可使用包含選自由不含既定元素(不含Si)之無機鹵素化合物及不含Si之無機硼化合物所組成之群中之至少一種之物質。具體而言，作為 假觸媒，較佳為使用包含不含Si及C之鹵素化合物、不含Si及C之硼化合物及不含Si及C之鹵化硼中之至少任一種的物質。
作為假觸媒，例如可使用三氯化硼(BCl3)。BCl3於本實施形態之反應系中作為假觸媒發揮作用。BCl3於常溫常壓下為氣體狀態，因此無需藉由汽化器或起泡器等汽化系統進行汽化而可以BCl3氣體之形式供給。
自氣體供給管232c將作為氧化氣體、即含氧氣體之例如氧氣(O2)經由MFC241c、閥243c、噴嘴249c供給至處理室201內。
自氣體供給管232d將作為氮化氣體、即含氮氣體之例如氨氣(NH3)經由MFC241d、閥243d、噴嘴249d供給至處理室201內。
自氣體供給管232e~232h將作為惰性氣體之例如氮氣(N2)經由MFC241e~241h、閥243e~243h、氣體供給管232a~232d、噴嘴249a~249d分別供給至處理室201內。
於使自各氣體供給管分別流入如上所述之氣體之情形時，主要由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a構成作為有機系原料供給系之有機矽烷系氣體供給系。亦可認為噴嘴249a包含於有機系原料供給系。又，由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b構成作為假觸媒供給系之鹵素化合物供給系或硼化合物供給系。亦可認為噴嘴249b包含於假觸媒供給系。又，由氣體供給管232c、MFC241c、閥243c構成作為氧化氣體供給系之含氧氣體供給系。亦可認為噴嘴249c包含於含氧氣體供給系。又，由氣體供給管232d、MFC241d、閥243d構成作為氮化氣體供給系之含氮氣體供 給系。亦可認為噴嘴249d包含於含氮氣體供給系。又，由氣體供給管232e~232h、MFC241e~241h、閥243e~243h構成惰性氣體供給系。惰性氣體供給系亦作為沖洗氣體供給系發揮作用。
亦可將有機系原料、假觸媒、氧化氣體及氮化氣體稱為處理氣體，於該情形時，亦可將有機系原料供給系、假觸媒供給系、氧化氣體供給系及氮化氣體供給系中之至少任一者簡稱為處理氣體供給系。例如亦可將有機系原料供給系稱為處理氣體供給系，亦可將假觸媒供給系稱為處理氣體供給系，亦可將有機系原料供給系及假觸媒供給系稱為處理氣體供給系，亦可將該等全部供給系稱為處理氣體供給系。
對歧管209設有將處理室201內之氣體排出之排氣管231。排氣管231係配置於由內管203b與外管203a之間之間隙所形成之筒狀空間250之下端部，連通筒狀空間250。於排氣管231經由作為檢測處理室201內之壓力之壓力檢測器(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)之自動壓力控制器(APC，Auto Pressure Controller)閥244連接有作為真空排氣裝置之真空泵246。APC閥244係以下述方式構成之閥，即，藉由於使真空泵246作動之狀態下開啟及關閉閥，可對處理室201內進行真空排氣及停止真空排氣，進而藉由於使真空泵246作動之狀態下，基於由壓力感測器245所檢測出之壓力資訊而調節閥開度，可調整處理室201內之壓力。主要由排氣管231、APC閥244、壓力感測器245構成排氣系。亦可認為真空泵246包含於排氣系。
於歧管209之下方設有作為可氣密地封閉歧管209之下端開口之爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219係以自垂直方向下 側抵接歧管209之下端之方式構成。密封蓋219例如由SUS等金屬構成，形成為圓盤狀。於密封蓋219之上表面設有與歧管209之下端抵接之作為密封構件的O形環220。於密封蓋219之與處理室201之相反側設置有使後述晶舟217旋轉之旋轉機構267。旋轉機構267之旋轉軸255貫通密封蓋219並連接後述晶舟217。旋轉機構267係以藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉之方式構成。密封蓋219係以藉由垂直設置於製程管203之外部之作為升降機構的晶舟升降機115而沿垂直方向升降之方式構成。晶舟升降機115係以藉由使密封蓋219升降而可將晶舟217向處理室201內搬入及向處理室201外搬出之方式構成。將晶舟升降機115構成為向處理室201內外搬送晶舟217即晶圓200之搬送裝置(搬送機構)。
作為支持具之晶舟217例如由石英或SiC等耐熱性材料構成，且係以使複數片晶圓200以呈水平姿勢且使中心彼此一致之狀態整齊排列而多段支持該等晶圓的方式構成。如圖1、2所示，晶舟217至少具有構成晶舟217之上端面之頂板217a與數根、此處為4根晶舟柱217c。
頂板217a係構成為平坦之板狀構件，且以整體覆蓋晶圓200之上部、即晶圓排列區域之最上位(最上部)所配置之晶圓200之上部(平坦面)的方式構成。藉此，可將於較晶舟217之上端面217a更上方之空間所生成之活性種到達晶圓200之距離延長。又，頂板217a係以於將晶舟217搬入處理室201內時與設置於內管203b之上端部203c之連通部270相對向的方式，即蓋住連通部270之方式構成。藉此，可將於外管203a與內管203b之間之空間內所生成之活性種通過連通部270後到達晶圓200之距離延長，而 可抑制該活性種接觸晶圓200。該等之結果為，可提高形成於晶圓200上之薄膜於晶圓面內及面間之膜厚及膜質均勻性。
對各晶舟柱217c設有複數個支持複數片、例如25~200片晶圓200之卡止溝(插槽)217b。各晶舟柱217c係以於與晶舟柱溝203d非接觸之狀態下收納於內管203b之內壁所設置之晶舟柱溝203d之內部的方式設置。於對全部卡止溝217b裝填晶圓200時，以使晶圓排列區域之最上位所配置之晶圓200與頂板217a之間之間隔與鄰接之晶圓200間之距離(晶圓排列間距)相等之方式構成。藉此，於將晶舟217搬入處理室201內時，可減小實質上之處理室201之體積(容積)，而可限制(縮減至最小限度)處理氣體分解而生成活性種之區域，抑制多種活性種之生成。並且可抑制活性種對膜厚、膜質之影響，可於晶圓面內及面間實現均勻之膜厚及膜質。
於晶舟217之下部存在如下構成：以水平姿勢多段地支持有例如由石英或SiC等耐熱性材料構成之隔熱板218而使來自加熱器207之熱難以傳遞至密封蓋219側。亦可不於晶舟217之下部設置隔熱板218而設置構成為由石英或SiC等耐熱性材料構成之筒狀構件的隔熱筒。亦可將處理室201內(處理容器內)中之隔熱板218之收納區域稱為隔熱板排列區域。
於製程管203內設置有作為溫度檢測器之溫度感測器263。以下述方式構成：基於由溫度感測器263所檢測出之溫度資訊而調整對加熱器207之通電情況，藉此使處理室201內之溫度成為所需之溫度分佈。溫度感測器263係構成為L字型，其水平部係以貫通歧管209之方式設置，其垂直部係以至少自晶圓排列區域之一端側向另一端側豎立之方式設置。
如圖3所示，作為控制部(控制手段)之控制器121構成為具備CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d之電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d係以經由內部匯流排121e而可與CPU121a進行資料交換之方式構成。於控制器121連接有例如構成為觸控面板等之輸入輸出裝置122。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等構成。於記憶裝置121c內以可讀出之方式儲存有記載有控制基板處理裝置之動作之控制程式、或者後述基板處理之程序或條件等的製程配方等。製程配方係以可使控制器121執行後述基板處理步驟中之各程序而獲得既定之結果的方式進行組合所得者，作為程式發揮功能。以下亦將該製程配方或控制程式等總稱而僅稱為程式。於本說明書中使用程式一詞之情形存在如下情況：僅包含製程配方單獨體，僅包含控制程式單獨體，或包含該兩者。又，RAM121b係構成為暫時保持由CPU121a讀出之程式或資料等之記憶體區域(工作區)。
I/O埠121d與上述MFC241a~241h、閥243a~243h、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、加熱器207、溫度感測器263、旋轉機構267、晶舟升降機115等連接。
CPU121a係以如下方式構成：自記憶裝置121c讀出控制程式並執行，並且根據來自輸入輸出裝置122之操作命令之輸入等而自記憶裝置121c讀出製程配方。並且，CPU121a係以如下方式構成：根據所讀出之製程配方之內容而控制藉由MFC241a~241h之各種氣體之流量調整動作、閥243a~243h之開啟及關閉動 作、APC閥244之開啟及關閉動作以及基於壓力感測器245並藉由APC閥244之壓力調整動作、基於溫度感測器263之加熱器207之溫度調整動作、真空泵246之啟動及停止、藉由旋轉機構267之晶舟217之旋轉及旋轉速度調節動作、藉由晶舟升降機115之晶舟217之升降動作等。
控制器121不限於構成為專用電腦之情形，亦可構成為通用電腦。例如準備儲存有上述程式之外部記憶裝置(例如磁帶、軟碟或硬碟等磁碟，CD或DVD等光碟，MO等磁光碟，USB記憶體或記憶卡等半導體記憶體)123，使用該外部記憶裝置123對通用之電腦安裝程式等，藉此可構成本實施形態之控制器121。其中，用以對電腦供給程式之手段並不限於經由外部記憶裝置123而供給之情形。例如亦可使用網際網路或專用線路等通信手段而不經由外部記憶裝置123供給程式。記憶裝置121c或外部記憶裝置123構成為電腦可讀取之記錄媒體。以下亦可將該等總稱而僅稱為記錄媒體。於本說明書中使用記錄媒體一詞之情形存在如下情況：僅包含記憶裝置121c單獨體，僅包含外部記憶裝置123單獨體，或包含該兩者。
(2)基板處理步驟
其次，使用圖4對使用上述基板處理裝置之處理爐202，作為半導體裝置(器件)之製造步驟之一步驟的於作為基板之晶圓200上形成薄膜之方法之例進行說明。再者，於以下之說明中，構成基板處理裝置之各部之動作係由控制器121控制。
此處，作為一例，對藉由進行既定次數之下述循環而 於晶圓200上形成碳化矽膜(SiC膜)作為包含Si及C之膜、即SiC系之膜(碳化物系之膜)的例進行說明；上述循環包括如下步驟：向收納有晶圓200之處理室201內供給包含既定元素之有機系原料(DSB氣體)與包含選自由鹵素化合物及硼化合物所組成之群中之至少一種之假觸媒(BCl3氣體)而將DSB氣體與BCl3氣體封入處理室201內；維持將DSB氣體與BCl3氣體封入處理室201內之狀態；及對處理室201內進行排氣。又，此處，對於無電漿之環境氣體下形成SiC膜之例進行說明。
DSB氣體係作為形成SiC膜時之Si源(矽源)及C源(碳源)發揮作用。BCl3氣體為不含Si之鹵化硼，因此並不作為矽源或碳源發揮作用。即，BCl3氣體並不作為「原料」發揮作用，於本實施形態之反應系中，完全地如使成膜反應之速度等發生變化之「觸媒」般發揮作用。但是，本實施形態之BCl3氣體如後所述般其本身於化學反應之前後發生變化，因此嚴格而言與「觸媒」不同。
於本實施形態中，使用半導體矽晶圓作為晶圓200，SiC系膜之形成係作為半導體裝置之製造步驟之一步驟而進行。SiC等SiC系之膜作為蝕刻耐性及氧化耐性較高之絕緣膜而適合用於電晶體之閘極電極周圍或佈線構造。於本說明書中，SiC系膜之用詞意指至少包含Si與C之膜，其中亦除含SiC膜以外，例如亦包含碳氮化矽膜(SiCN膜)、氧碳化矽膜(SiOC膜)、氧碳氮化矽膜(SiOCN膜)等。
又，於本說明書中使用「晶圓」一詞之情形存在如下情況：意指「晶圓本身」，或意指「晶圓與於其表面所形成之既定之層或膜等的積層體(集合體)」，即，包含表面所形成之既定之層或 膜等在內而稱為晶圓。又，於本說明書中使用「晶圓之表面」一詞之情形存在如下情況：意指「晶圓本身之表面(露出面)」，或意指「晶圓上所形成之既定之層或膜等之表面，即，作為積層體之晶圓之最表面」。
因此，於本說明書中記載為「對晶圓供給既定之氣體」之情形存在如下情況：意指「對晶圓本身之表面(露出面)直接供給既定之氣體」，或意指「對晶圓上所形成之層或膜等、即作為積層體之晶圓之最表面供給既定之氣體」。又，於本說明書中記載為「於晶圓上形成既定之層(或膜)」之情形存在如下情況：意指「於晶圓本身之表面(露出面)上直接形成既定之層(或膜)」，或意指「於晶圓上所形成之層或膜等上、即作為積層體之晶圓之最表面上形成既定之層(或膜)」。
於本說明書中使用「基板」一詞之情形亦與使用「晶圓」一詞之情形同樣。於該情形時，只要將上述說明中之「晶圓」置換成「基板」進行思考即可。
(晶圓裝填及晶舟裝載)
將複數片晶圓200裝填於晶舟217(晶圓裝填)。此時，以晶圓排列區域之整個區域中不產生閒置槽之方式裝填晶圓200。藉此，可減小基板處理中之實質上之處理室201之體積(容積)，而可限制(縮減至最小限度)處理氣體分解而生成活性種之區域，抑制多種活性種之生成。並且，可抑制活性種對膜厚、膜質之影響，可於晶圓面內及面間實現均勻之膜厚及膜質。尤其是藉由以於晶圓排列區域中之至少靠近連通部270之部分(於本實施形態中為晶圓排列區域 之上部)不產生閒置槽之方式裝填晶圓200，可減小靠近連通部270之區域之體積(容積)，而可抑制於連通部270之附近產生活性種。其結果可適當抑制活性種對連通部270之附近所配置之晶圓200之膜厚、膜質之影響。
其後，如圖1所示，支持複數片晶圓200之晶舟217由晶舟升降機115提昇而被搬入處理室201內(晶舟裝載)，使複數片晶圓200收納於處理室201內。於該狀態下，成為密封蓋219經由O形環220將處理容器之下端、即歧管209之下端密封的狀態。
(壓力調整及溫度調整)
藉由真空泵246進行真空排氣以使處理室201內之壓力、即晶圓200所存在之空間之壓力成為所需之壓力(真空度)。此時，處理室201內之壓力係由壓力感測器245進行測定，基於該所測得之壓力資訊，對APC閥244進行反饋控制(壓力調整)。再者，真空泵246係至少在對晶圓200之處理結束之前之期間維持始終作動之狀態。又，藉由加熱器207進行加熱以使處理室201內之晶圓200成為所需之溫度。此時，基於溫度感測器263所檢測出之溫度資訊，對加熱器207內之通電情況進行反饋控制(溫度調整)以使處理室201內成為所需之溫度分佈。再者，藉由加熱器207對處理室201內之加熱係至少在對晶圓200之處理結束之前之期間持續進行。
其後，打開閥243e~243h，自氣體供給管232e~243h將例如每分鐘數升之N2氣體經由MFC241e~241h、氣體供給管232a~232d、噴嘴249a~249d供給至處理室201內。以任意之壓力對處理室201內實施數分鐘之氮氣沖洗，其後停止供給N2氣體， 結束氮氣沖洗。
其後，於APC閥244完全打開之狀態下，藉由真空泵246對處理室201內進行真空排氣，使處理室201內之基礎壓力成為例如1Pa以下。於處理室201內之壓力成為1Pa以下之時刻，完全關閉APC閥244。此時，亦可不完全關閉APC閥244而將其稍微打開。
(SiC膜形成步驟)
於APC閥244完全關閉之狀態下，打開閥243a，向氣體供給管232a內流入DSB氣體。DSB氣體係藉由MFC241a進行流量調整，經由噴嘴249a供給至處理室201內。同時打開閥243b，向氣體供給管232b內流入BCl3氣體。BCl3氣體係藉由MFC241b進行流量調整，經由噴嘴249b供給至處理室201內。經過既定時間後，同時關閉閥243a、243b而停止向處理室201內供給DSB氣體及BCl3氣體。藉由該等操作，將DSB氣體與BCl3氣體封入處理室201內(步驟A)。
停止向處理室201內供給DSB氣體及BCl3氣體後，使完全關閉APC閥244之狀態繼續既定時間(反應繼續時間)，維持將DSB氣體與BCl3氣體封入處理室201內之狀態(步驟B)。
於步驟A、或步驟A及步驟B中，為了促進DSB氣體及BCl3氣體於處理室201內之擴散，亦可打開閥243e、243f，經由氣體供給管232e、232f、232a、232b及噴嘴249a、249b向處理室201內流入N2氣體。又，為了防止DSB氣體及BCl3氣體向噴嘴249c、249d內之侵入，亦可打開閥243g、243h，經由氣體供給 管232g、232h、232c、232d及噴嘴249c、249d向處理室201內流入N2氣體。
於步驟A、或步驟A及步驟B中，亦可藉由不完全關閉APC閥244而將其稍微打開，從而將DSB氣體及BCl3氣體微量排出而形成微弱之氣流。於該情形時，於步驟A、或步驟A及步驟B中，亦可一方面將DSB氣體及BCl3氣體供給至處理室201內一方面自處理室201內排出，此時，維持使DSB氣體及BCl3氣體自處理室201內之排氣速率小於DSB氣體及BCl3氣體向處理室201內之供給速率的狀態，藉此可將DSB氣體及BCl3氣體微量排出。即，於步驟A、或步驟A及步驟B中，亦可維持使以總量計之自處理室201內之排氣速率(於既定壓力下每單位時間之以總量計之氣體排出量，即排氣流量(體積流量))小於以總量計之向處理室201內之供給速率(於既定壓力下每單位時間內之以總量計之氣體供給量，即供給流量(體積流量))的狀態，藉此可將DSB氣體及BCl3氣體微量排出。於該情形時，於步驟A中，一方面將DSB氣體及BCl3氣體供給至處理室201內一方面自處理室201內排出，形成使DSB氣體及BCl3氣體自處理室201內之排氣速率小於DSB氣體及BCl3氣體向處理室201內之供給速率的狀態，且於步驟B中維持該狀態。
如此，即便將供給至處理室201內之氣體微量排出，或一方面供給各氣體一方面將其微量排出，亦可形成實質上與完全關閉APC閥244之情形同樣之封入狀態。因此，於本說明書中，可認為如此將向處理室201內供給之氣體微量排出之狀態亦納入封入狀態。即，於本說明書中使用「封入」一詞之情形包含將APC閥244完全關閉而停止處理室201內排氣之情況，此外亦包含如下 情況：未完全關閉APC閥而將其稍微打開，維持使供給至處理室201內之氣體自處理室201內之排氣速率小於供給至處理室201內之氣體朝向處理室201內之供給速率的狀態，將向處理室201內供給之氣體微量排出。
於步驟A中，將利用MFC241a控制之DSB氣體之供給流量設為例如100sccm~2000sccm之範圍內之流量。若DSB氣體之供給流量未滿100sccm，則存在形成於晶圓200上之SiC膜之成膜速率極度下降或SiC膜之成膜困難之情況。又，若DSB氣體之供給流量超過2000sccm，則存在SiC膜之成膜速率極度增加，SiC膜之膜厚均勻性等下降之情況。又，於步驟A中，將利用MFC241b控制之BCl3氣體之供給流量設為例如0.1sccm~500sccm之範圍內之流量。若BCl3氣體之供給流量未滿0.1sccm，則存在難以獲得藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用，SiC膜之成膜速率極度下降或SiC膜之成膜困難之情況。又，若BCl3氣體之供給流量超過500sccm，則存在藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用飽和、不對該觸媒性作用起到助益之BCl3氣體之量變多而導致成膜成本增加等的情況。又，於步驟A、或步驟A及步驟B中，將利用MFC241e~241h控制之N2氣體供給流量分別設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。
又，於步驟A中，將DSB氣體及BCl3氣體之供給時間分別設為例如1秒~60秒之範圍內之時間。就閥控制上而言，難以將DSB氣體及BCl3之供給時間分別設為未滿1秒。若DSB氣體及BCl3之供給時間分別超過60秒，則存在步驟A~步驟C所需之合計時間變得過長而導致成膜處理之生產性下降之情況。即，較理 想的是分別於短時間內供給適當量之DSB氣體、適當量之BCl3氣體(儘可能縮短步驟A之實施時間)，儘可能延長反應繼續時間(步驟B之實施時間)。
又，於步驟B中，將維持DSB氣體及BCl3氣體封入處理室201內之狀態的時間(反應繼續時間)設為例如0.5~30分鐘、較佳為0.5~20分鐘、更佳為0.5~10分鐘之範圍內之時間。再者，根據處理條件，亦可將反應繼續時間設為數分鐘、例如2~5分鐘。若反應繼續時間未滿0.5分鐘、即未滿30秒，則存在未充分進行後述DSB氣體與BCl3氣體之反應，SiC膜之成膜速率極度下降或SiC膜之成膜困難之情況。若反應繼續時間超過30分鐘，則處理室201內所封入之DSB氣體或BCl3氣體被消耗而其量變少，雖發生成膜所需之反應但反應效率下降。即，即便繼續該狀態，亦為繼續於成膜速率下降之狀態下進行成膜。即，若過度延長反應繼續時間，則存在導致成膜處理之生產性下降之情況。藉由將反應繼續時間設為30分鐘以下、較佳為20分鐘以下、更佳為10分鐘以下，可於反應效率較高之狀態、即成膜速率較高之狀態下繼續進行反應。
又，於步驟A中，以使步驟B中之處理室201內之壓力(總壓)、或步驟B中之處理室201內之DSB氣體之分壓與BCl3氣體之分壓之合計分壓成為例如100~5000Pa之範圍內之壓力的方式將各氣體之供給流量、供給時間分別設定於上述範圍內。若處理室201內之壓力、或處理室201內之DSB氣體之分壓與BCl3氣體之分壓之合計分壓未滿100Pa，則存在SiC膜之成膜速率極度下降或難以成膜SiC膜之情況。若處理室201內之壓力、或處理室201 內之DSB氣體之分壓與BCl3氣體之分壓之合計分壓超過5000Pa，則存在氣相反應處於支配地位，難以確保SiC膜之膜厚均勻性之情況。又，存在後述步驟C中之處理室201內之排氣所需之時間變長而使成膜處理之生產性下降之情況。
又，於步驟A中，以使步驟B中之處理室201內之BCl3氣體之量之比例([BCl3氣體之量/DSB氣體及BCl3氣體之合計量]×100)成為例如0.1~25%之範圍內之比例的方式將DSB氣體及BCl3氣體之供給流量、供給時間分別設定於上述範圍內。若上述比例未滿0.1%，則存在難以獲得藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用，SiC膜之成膜速率極度下降或SiC膜之成膜困難之情況。又，若上述比例超過25%，則存在藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用飽和，不對該觸媒性作用起到助益之BCl3氣體之量變多而導致成膜成本增加等的情況。
又，於步驟A、B中，以使晶圓200之溫度成為如於向處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時DSB不會發生熱分解之溫度或變得難以分解之溫度的方式設定加熱器207之溫度。具體而言，以使晶圓200之溫度成為例如200℃以上且400℃以下、較佳為250℃以上且400℃以下、更佳為300℃以上且400℃以下之範圍內之溫度的方式設定加熱器207之溫度。若晶圓200之溫度未滿200℃，則存在變得難以獲得藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用，SiC膜之成膜速率極度下降或難以成膜SiC膜之情況。藉由使晶圓200之溫度成為200℃以上、進而250℃以上，可獲得藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用，提高SiC膜之成膜速率。藉由使晶圓200之溫度成為300℃以上，可充分獲得藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用，充 分提高SiC膜之成膜速率。若晶圓200之溫度超過400℃，則DSB發生熱分解，即便無藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用，即，即便於未使用BCl3而單獨使用DSB之情形時，亦可獲得充分之成膜速率。藉由使晶圓200之溫度成為400℃以下，而DSB不會發生熱分解或變得難以分解，於單獨使用DSB之情形時變得難以獲得充分之成膜速率，於該情形時，藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用將有效地發揮效用。但是，藉由BCl3氣體之後述觸媒性作用係於DSB發生熱分解之超過400℃之溫度區域亦有所體現，於該情形時，可進一步提高成膜速率或提高SiC膜中之C濃度。對此於下文進行說明。
藉由於上述條件下進行步驟A、B，使DSB氣體與BCl3氣體於處理室201內進行反應。於該反應中，BCl3氣體發揮切斷DSB氣體中之Si與H之鍵(Si-H鍵)的作用。藉由H被奪取而具有Si之懸鍵(dangling bond)之DSB氣體、即藉由H被奪取而成為活性狀態之物質(活性種)迅速吸附、堆積於晶圓200上。其結果於晶圓200上形成包含Si及C之層(SiC層)。
如上所述，於本實施形態中，將步驟A、B中之處理室201內之溫度條件設為如於向處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時DSB不會發生熱分解或變得難以分解之低溫之溫度條件。可認為即便於此種低溫區域亦可形成SiC層之原因在於藉由BCl3氣體之上述作用。BCl3氣體係如於單獨使用DSB氣體之情形時難以形成SiC層之低溫區域中使SiC層之形成反應進行而提高其形成速率的觸媒般發揮作用。但是，本實施形態中之BCl3氣體其本身於反應前後發生變化。即，BCl3氣體發揮如藉由與DSB氣體 反應而生成鹵素之氫化合物或硼之氫化合物的作用。即，BCl3氣體發揮如使BCl3所含之Cl與DSB所含之H鍵結而生成HCl等鹵素之氫化合物的作用。又，BCl3氣體發揮如使BCl3所含之B與DSB所含之H鍵結而生成BH3或B2H6等硼之氫化合物的作用。因此，本實施形態之反應系中之BCl3氣體儘管發揮觸媒性作用，但嚴格而言與觸媒不同。
本實施形態中形成之SiC層中之Si彼此之鍵(Si-Si鍵)之量較未對處理室201內供給BCl3氣體所形成之SiC層、即對處理室201內單獨供給DSB氣體而藉由使該DSB氣體發生熱分解所形成之SiC層中之Si-Si鍵之量少。又，此時所形成之SiC層中之Si-C鍵之量較未對處理室201內供給BCl3氣體所形成之SiC層中之Si-C鍵之量多。即，此時所形成之SiC層成為與未供給BCl3氣體所形成之SiC層相比Si-Si鍵之量較少而Si-C鍵之量較大的層，即Si成分之比例(Si濃度)較小而C成分之比例(C濃度)較大的層。
可認為其中一要因在於：DSB氣體藉由BCl3氣體之作用而變化為活性物質，藉此該物質快速吸附、堆積於晶圓200上。即，若BCl3氣體切斷DSB氣體中之Si-H鍵，則藉此所獲得之物質具有活性特性(易吸附、堆積之特性)，於該物質所含之Si-C鍵或C之鏈狀構造被切斷之前該物質會快速吸附、堆積於晶圓200上。結果於DSB氣體中之Si-C鍵或C之鏈狀構造被保持(保護)之狀態下形成SiC層，而形成Si-Si鍵之量較少而Si-C鍵之量較多之層。又，可認為進一步提高上述作用效果之一要因亦在於：使上述反應於如對處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時DSB不會發生熱分解 之低溫之條件下進行。
經過上述繼續反應之時間而形成既定厚度之SiC層後，完全打開APC閥244，將處理室201內快速排氣(步驟C)。此時，處理室201內所殘留之未反應或參與反應後之處理氣體或反應副產物自處理室201內經由內管203b之上端部203c中之連通部270、及內管203b與外管203a之間之筒狀空間250，自排氣管231被排出。此時，打開閥243e~243h，向處理室201內供給N2氣體。N2氣體係作為沖洗氣體發揮作用，藉此可進一步提高將未反應或參與反應後之處理氣體或反應副產物自處理室201內排除的效果。
繼而，實施既定次數、較佳為複數次(n次)之包括上述步驟A~步驟C之循環、即依序進行步驟A、步驟B、步驟C之循環，藉此可於晶圓200上成膜既定膜厚之SiC膜。
於進行複數次循環之情形時，於至少第2次循環以後之各步驟中，記作「於晶圓200上形成既定之層」之部分意指「於晶圓200上所形成之層上、即作為積層體之晶圓200之最表面上形成既定之層」。該情況如上所述。該情況於後述變形例或其他實施形態中亦同樣。
(沖洗及大氣壓恢復)
形成既定膜厚之SiC膜後，打開閥243e~243h，向處理室201內供給N2氣體，自處理室201內排氣。N2氣體係作為沖洗氣體發揮作用，藉此，處理室201內經惰性氣體沖洗，而將處理室201內所殘留之氣體自處理室201內去除(沖洗)。其後，將處理室201內之環境氣體置換為惰性氣體，使處理室201內之壓力恢復至常壓(大 氣壓恢復)。
(晶舟卸載及晶圓卸載)
其後，藉由晶舟升降機115使密封蓋219下降，使歧管209之下端開口，並且將經處理過之複數片晶圓200於經晶舟217保持之狀態下自歧管209之下端搬出(晶舟卸載)至處理室201之外部。其後，將經處理過之複數片晶圓200自晶舟217取出(晶圓卸載)。
(3)效果
根據本實施形態，發揮以下所示之1個或複數個效果。
於(a)步驟A、B中，向處理室201內供給DSB氣體並且供給BCl3氣體，將該等氣體封入處理室201內，藉此即便於單獨使用DSB氣體之情形時難以進行成膜之低溫區域(例如400℃以下之溫度區域)中亦可進行SiC膜於晶圓200上之成膜處理。即，藉由使BCl3氣體發揮觸媒性作用，可大幅降低使用DSB氣體之SiC膜之成膜溫度。又，可於不使用電漿之情況下實現此種低溫區域中之成膜，因此可避免對晶圓200造成電漿損傷，進而亦可減低基板處理裝置之製造成本、即基板處理成本。
(b)於步驟A、B中，向處理室201內供給DSB氣體並且供給BCl3氣體，將該等氣體封入處理室201內，藉此可使SiC膜於晶圓200上之成膜速率高於單獨使用DSB氣體之情形之成膜速率。即，於步驟A、B中，藉由BCl3氣體切斷DSB氣體中之Si-H鍵，由此所獲得之活性物質會快速吸附、堆積於晶圓200上。再者，該成膜速率提高效果不僅於如對處理室201內單獨供給DSB氣體 之情形時DSB不會發生熱分解之低溫區域(例如200℃~400℃)中有所體現，而且於如對處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時DSB會發生熱分解之溫度區域(例如420℃~500℃)中亦有所體現。結果即便於單獨使用DSB氣體之情形時難以進行成膜之低溫區域中，亦可進行SiC膜之成膜處理，不僅如此，於任意之溫度區域中均可大幅提高其成膜速率。
(c)於步驟A、B中，向處理室201內供給DSB氣體並且供給BCl3氣體，將該等氣體封入處理室201內，藉此可減少SiC膜中之Si-Si鍵之量並增加Si-C鍵之量。BCl3氣體儘管為不含C之無機鹵化硼，即儘管並不作為碳源發揮作用，但如上所述般，於步驟A、B中發揮保持DSB氣體中之Si-C鍵或C之鏈狀構造般之作用，因此與單獨使用DSB氣體之情形相比，可形成Si成分之比例較小而C成分之比例較大之SiC膜。例如根據本實施形態之成膜順序，可控制SiC膜中之C原子濃度以使SiC膜中之C原子濃度成為單獨使用DSB氣體之情形時難以實現之濃度(例如40%以上之濃度)。藉此可降低SiC膜之相對介電常數(k值)，又，可提高蝕刻耐性。再者，該C原子濃度提高效果不僅於如對處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時DSB不會發生熱分解之低溫區域(例如200℃~400℃)中有所體現，而且於如對處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時使DSB發生熱分解之溫度區域(例如420℃~500℃)中亦有所體現。
其中，將步驟A、B中之溫度條件設為如於向處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時DSB不會發生熱分解之低溫之溫度條件，藉此可進一步減少SiC膜中之Si-Si鍵之量，進一步增 加Si-C鍵之量。即，與單獨使用DSB氣體之情形相比，可進一步提高C成分之比例。
(d)如此，根據本實施形態之成膜順序，即便於使用單一種類之原料作為封入處理室201內之有機系原料的情形時，亦可使形成於晶圓200上之SiC膜之成膜溫度下降或使成膜速率增加或使膜特性發生變化(提高膜中C濃度)。又，對步驟A中之DSB氣體及BCl3氣體之供給流量、步驟B中之反應繼續時間、步驟A及B中之晶圓200之溫度等進行控制，藉此可隨意地對SiC膜之成膜溫度、成膜速率、膜特性等進行微調整。
(e)藉由分別平坦地構成外管203a之頂部之內表面與內管203b之頂部之外表面的平面-平面構造，而減小由該等頂部所夾隔之空間之體積。藉此，可減小實質上之處理室201之體積，而可限制DSB氣體與BCl3氣體反應而生成活性種之區域。其結果可抑制多種活性種之生成。又，藉由使由該等頂部所夾隔之空間成為相較於體積而表面積較大之空間，而使該空間內所生成之活性種容易於該空間內消耗，從而可適當減低該空間內之活性種之濃度。該等結果是可使處理室201內、尤其是晶圓排列區域中之活性種之濃度分佈變得均勻。
(f)減小由內管203b之上端部203c與晶舟217之上端面217a所夾隔之空間之體積(容積)。藉此，可進一步抑制多種活性種之生成。又，藉由使由內管203b之上端部203c與晶舟217之上端面217a所夾隔之空間成為相較於體積而表面積較大之空間，可適當減低該空間中之活性種之濃度。該等結果是可使處理室201內、尤其是晶圓排列區域中之活性種之濃度分佈變得更均勻。
(g)分別將於較晶舟217之上端面217a更上方之空間、或於外管203a與內管203b之間之空間所生成之活性種到達晶圓200之距離延長。其結果可抑制於該等部位所生成之活性種接觸晶圓200。尤其是藉由將連通部270設置於內管203b之上端部203c之中央部，可最大限度地將已通過連通部270之活性種到達晶圓200之距離延長，而易於抑制該活性種接觸晶圓200。
(h)製成使內管203b之側壁部避開構成晶舟217之構件的構造，並將內管203b之側壁部之內壁與晶圓200之端部之間的距離減小至極限，進一步減小實質上之處理室201之體積。藉此，可進一步限制DSB氣體與BCl3氣體反應而生成活性種之區域。其結果可進一步抑制多種活性種之生成。
(i)藉由使用以如上所述之構造之外管203a及內管203b所構成之處理室201，可抑制活性種對膜厚、膜質之影響，而可實現於晶圓面內及面間均勻之膜厚及膜質。由如上所述之外管203a及內管203b之構造帶來之上述效果係，尤其於如本實施形態般具有使將處理氣體封入處理室201內之狀態維持既定時間之步驟的成膜製程中，已確認有非常顯著地顯現。
作為使DSB氣體與BCl3氣體反應之區域減小之方法，亦可不使用內管203b而僅使用外管203a作為製程管203，將該外管203a之容積變更為所需最低限度之容積。即，可將相距側壁部、上端部之外管203a與晶舟217間之距離均縮減至所需最低限度。於該情形時之所謂所需最低限度，係指無損半導體裝置之製造、基板處理、基板處理裝置之運用的範圍。又，亦可採用如下方法：對外管203a或內管203b之內表面設置例如突起或凸緣等凸 部、或者溝或孔等凹部而將該等之內表面設為具有凹凸部之構造，從而減小DSB氣體與BCl3氣體反應之區域。
(4)變形例
於圖4所示之成膜順序中，對如下例進行說明：於步驟A中，向處理室201內同時開始供給DSB氣體及BCl3氣體，其後，同時停止供給該等，即，使DSB氣體之供給期間與BCl3氣體之供給期間一致。然而，本實施形態之成膜順序並不限定於該態樣，亦可以下述方式進行變更。
(變形例1)
例如亦可如圖5(a)(b)所示，於步驟A中，同時開始供給DSB氣體及BCl3氣體，其後，停止DSB氣體及BCl3氣體中任一氣體之供給可先於停止另一氣體之供給。即，亦可將DSB氣體及BCl3氣體中任一氣體之供給停止後，亦繼續供給另一氣體。圖5(a)表示停止供給DSB氣體後亦繼續供給BCl3氣體之例。圖5(b)表示停止供給BCl3氣體後亦繼續供給DSB氣體之例。即，於步驟A中，亦可同時開始供給DSB氣體及BCl3氣體，且使該等之供給時間不同。此時之處理條件例如可設為與使用圖4所說明之上述成膜順序同樣之處理條件。
於本變形例中，可對於步驟A之初期階段因DSB氣體與BCl3氣體反應所消耗之處理氣體(DSB氣體或BCl3氣體)進行補充，而可維持利用BCl3氣體之觸媒性作用之上述反應之效率，即，可抑制反應效率下降。
(變形例2)
又，例如亦可如圖6(a)(c)所示，於步驟A中，開始供給DSB氣體及BCl3氣體中任一氣體，停止供給該氣體後，開始供給另一氣體。圖6(a)表示停止供給BCl3氣體後開始供給DSB氣體之例。圖6(c)表示停止供給DSB氣體後開始供給BCl3氣體之例。即，亦可不使該等之供給期間重複而交替地進行DSB氣體及BCl3氣體之供給。又，亦可如圖6(b)(d)所示，首先開始供給DSB氣體及BCl3氣體中之任一氣體後，於繼續供給該氣體之狀態下開始供給另一氣體，其後，同時停止供給該等氣體。圖6(b)表示首先開始供給BCl3氣體後，於維持供給BCl3氣體之狀態下開始供給DSB氣體之例。圖6(d)表示首先開始供給DSB氣體後，於維持供給DSB氣體之狀態下開始供給BCl3氣體之例。此時之處理條件可設為與例如使用圖4所說明之上述成膜順序同樣之處理條件。
於圖6(a)(c)所示之成膜順序中，於步驟A中，向處理室201內先行供給一處理氣體，藉此首先形成使該處理氣體於處理室201內充分擴散之狀態(使整個處理室201內成為該處理氣體環境之狀態)，於該狀態下供給另一氣體而可藉由DSB氣體與BCl3氣體反應而進行上述成膜反應。其結果可提高SiC膜之晶圓面間膜厚均勻性、晶圓面內膜厚均勻性等。於圖6(b)(d)所示之成膜順序中，可獲得與圖6(a)(c)所示之成膜順序同樣之作用效果，此外，可對因DSB氣體與BCl3氣體反應所消耗之處理氣體(先行供給之處理氣體)進行補充，而可維持利用BCl3氣體之觸媒性作用之上述反應之效率，即，可抑制反應效率下降。
(變形例3)
又，例如亦可如圖7(a)(b)所示，於步驟A中，於供給DSB氣體及BCl3氣體中任一氣體之期間，複數次間歇地供給另一氣體。圖7(a)表示於供給BCl3氣體之期間，間歇地供給DSB氣體之例。圖7(b)表示於供給DSB氣體之期間，間歇地供給BCl3氣體之例。此時之處理條件可設為與例如使用圖4所說明之上述成膜順序同樣之處理條件。
於本變形例中，一氣體之供給期間(步驟A)中之處理室201內之壓力係每當複數次間歇地供給另一氣體時分多階段(該情形時為4階段)地逐漸變高。於處理室201內之壓力較低時，存在成膜速率下降，但晶圓面內膜厚均勻性或階梯覆蓋性(step coverage)變得良好之傾向。於處理室201內之壓力較高時，存在晶圓面內膜厚均勻性或階梯覆蓋性下降，但成膜速率增加之傾向。其中，於本變形例中，於使處理室201內之壓力變高時，以處理室201內之壓力較低時所形成之SiC層、即晶圓面內之厚度均勻性或階梯覆蓋性良好之層為底層而形成SiC層，此時，受到該底層之影響，而形成晶圓面內之厚度均勻性或階梯覆蓋性良好之SiC層。即，於本變形例中，於步驟A之初期階段，可形成晶圓面內之厚度均勻性或階梯覆蓋性良好之初期層，其後，可一方面確保晶圓面內之厚度均勻性或階梯覆蓋性一方面緩慢提昇SiC層之形成速率。藉此，可同時實現SiC膜之成膜速率之提高與晶圓面內膜厚均勻性或階梯覆蓋性之提高。
(變形例4)
於圖4所示之成膜順序中，對實施既定次數(n次)之交替進行步驟A、B一次後進行步驟C之循環、即依序進行步驟A~C之循環的例進行說明。然而，本實施形態之成膜順序並不限定於該態樣，亦可以下述方式進行變更。
例如亦可如圖8所示，實施交替進行複數次(例如4次)步驟A、B之步驟(步驟D)後，進行步驟C，進行既定次數(n次)之上述循環。此時之處理條件可設為與例如使用圖4所說明之上述成膜順序同樣之處理條件。
於圖8所示之成膜順序中，處理室201內之壓力每當交替地進行複數次步驟A、B時分多階段(該情形時為4階段)地逐漸變高。於該情形時，鑒於與圖7所示之變形例3同樣之原因，於步驟D之初期階段，可形成晶圓面內之厚度均勻性或階梯覆蓋性良好之初期層，其後，可一方面確保晶圓面內之厚度均勻性或階梯覆蓋性一方面緩慢提昇SiC層之形成速率。藉此，可同時實現SiC膜之成膜速率之提高與晶圓面內膜厚均勻性或階梯覆蓋性之提高。
(變形例5)
又，於圖4所示之成膜順序中，對於晶圓200上形成SiC膜作為SiC系之膜的例進行說明。然而，本實施形態之成膜順序並不限定於該態樣，亦可於晶圓200上形成SiCN膜、SiOC膜及SiOCN膜中之至少1種膜作為SiC系之膜。
例如圖9(a)所示，於步驟B等中，設置例如供給NH3氣體作為氮化氣體、即含氮氣體之步驟，藉此可形成SiCN膜作為 SiC系之膜。含氮氣體係自氣體供給管232d經由MFC241d、閥243d、噴嘴249d供給至處理室201內。NH3氣體之供給流量可設為例如100~1000sccm之範圍內之流量。其他處理條件可設為與例如使用圖4所說明之上述成膜順序同樣之處理條件。
又，例如圖9(b)所示，於步驟B等中，設置例如供給O2氣體作為氧化氣體、即含氧氣體之步驟，藉此可形成SiOC膜作為SiC系之膜。含氧氣體係自氣體供給管232c經由MFC241c、閥243c、噴嘴249c供給至處理室201內。O2氣體之供給流量可設為例如100~1000sccm之範圍內之流量。其他處理條件可設為與例如使用圖4所說明之上述成膜順序同樣之處理條件。
又，例如圖9(c)所示，於步驟B等中，設置例如供給NH3氣體作為含氮氣體之步驟、及例如供給O2氣體作為含氧氣體之步驟，藉此可形成SiOCN膜作為SiC系之膜。再者，於圖9(c)中，同時進行供給NH3氣體之步驟與供給O2氣體之步驟，但亦可使進行供給NH3氣體之步驟先於進行供給O2氣體之步驟，亦可使進行供給O2氣體之步驟先於進行供給NH3氣體之步驟。O2氣體之供給流量、NH3氣體之供給流量分別可設為例如100~1000sccm之範圍內之流量。其他處理條件可設為與例如使用圖4所說明之上述成膜順序同樣之處理條件。
再者，於圖9(a)~(c)中，對於步驟B等之停止供給DSB氣體及BCl3氣體之期間設置供給含氮氣體之步驟及/或供給含氧氣體之步驟的例進行說明。本變形例並不限定於該等態樣，例如亦可於步驟A等之繼續供給DSB氣體及BCl3氣體之期間設置供給含氮氣體之步驟及/或供給含氧氣體之步驟。
(變形例6)
作為有機矽烷系原料，除使用DSB氣體以外，亦可使用例如選自由SiC2H8、Si2CH8、SiC3H10、Si3CH10、SiC4H12、Si2C3H12、Si3C2H12、Si4CH12、SiC2H6、SiC3H8、Si2C2H8、SiC4H10、Si2C3H10及Si3C2H10所組成之群中之至少一種原料。即，作為有機矽烷系原料，例如於碳元素為單鍵之情形時，可較佳地使用SixCyH2(x+y+1)(式中，x、y分別為1以上之整數)所表示之原料，又，例如於碳元素為雙鍵之情形時，可較佳地使用SixC(y+1)H2(x+y+1)(式中，x、y分別為1以上之整數)所表示之原料。再者，該等物質係由Si、C及H三種元素構成，亦可謂其化學構造式中(組成式中，1分子中)包含各Si與C之鍵(Si-C鍵)、Si與H之鍵(Si-H鍵)及C與H之鍵(C-H鍵)之有機化合物。又，該等物質較佳為其化學構造式中包含C之鏈狀構造之鏈式化合物，即，其分子內之C鍵結成鏈狀之有機化合物。有機矽烷系原料係作為形成SiC膜時之Si源(矽源)及C源(碳源)發揮作用。該等物質於上述步驟A、B中與假觸媒反應時，作為可對假觸媒供給非共用電子對(孤電子對)之電子對供體、即路易斯鹼發揮作用。
作為假觸媒，除使用BCl3氣體以外，亦可使用例如包含選自由BClH2、BCl2H、BOCl3、BF3、BBr3、Bl3、B2H6及NF3等鹵素化合物及硼化合物所組成之群中之至少一種的物質。再者，該等物質亦可謂包含選自由無機鹵素化合物及無機硼化合物所組成之群中之至少一種的物質。又，該等物質亦可謂包含選自由不含Si之無機鹵素化合物及不含Si之無機硼化合物所組成之群中之至 少一種的物質。即，該等物質亦可謂包含不含Si及C之鹵素化合物、不含Si及C之硼化合物及不含Si及C之鹵化硼中之至少任一者的物質。該等物質於上述步驟A、B中與有機矽烷系原料反應時，作為可自有機矽烷系原料接受非共用電子對之電子對受體、即路易斯酸發揮作用。
作為氮化氣體、即含氮氣體，除使用NH3氣體以外，亦可使用例如二氮烯(N2H2)氣體、肼(N2H4)氣體、N3H8氣體等。含氮氣體係作為形成SiCN膜或SiOCN膜時之N源(氮源)發揮作用。再者，氮氣(N2)為惰性氣體，無法被吸收至SiC膜中，因此將其自N源(氮源)中去除。
又，作為含氮氣體，亦可使用胺系氣體。再者，所謂胺系氣體，係包含胺基之氣體，且係至少包含C、N及H之氣體。胺系氣體包含乙基胺、甲基胺、丙基胺、異丙基胺、丁基胺、異丁基胺等胺。此處，所謂胺，係以烷基等烴基取代氨(NH3)之氫原子之形態之化合物之總稱。即，胺包含烷基等烴基。胺系氣體不含矽(Si)，因此亦可謂不含矽之氣體，進而不含矽及金屬，因此亦可謂不含矽及金屬之氣體。作為胺系氣體，例如可較佳地使用：三乙基胺((C2H5)3N，簡稱：TEA)、二乙基胺((C2H5)2NH，簡稱：DEA)、單乙基胺(C2H5NH2，簡稱：MEA)等乙基胺系氣體，三甲基胺((CH3)3N，簡稱：TMA)、二甲基胺((CH3)2NH，簡稱：DMA)、單甲基胺(CH3NH2，簡稱：MMA)等甲基胺系氣體，三丙基胺((C3H7)3N，簡稱：TPA)、二丙基胺((C3H7)2NH，簡稱：DPA)、單丙基胺(C3H7NH2，簡稱：MPA)等丙基胺系氣體，三異丙基胺([(CH3)2CH]3N，簡稱：TIPA)、二異丙基胺([(CH3)2CH]2NH，簡稱： DIPA)、單異丙基胺((CH3)2CHNH2，簡稱：MIPA)等異丙基胺系氣體，三丁基胺((C4H9)3N，簡稱：TBA)、二丁基胺((C4H9)2NH，簡稱：DBA)、單丁基胺(C4H9NH2，簡稱：MBA)等丁基胺系氣體，或三異丁基胺([(CH3)2CHCH2]3N，簡稱：TIBA)、二異丁基胺([(CH3)2CHCH2]2NH，簡稱：DIBA)、單異丁基胺((CH3)2CHCH2NH2，簡稱：MIBA)等異丁基胺系氣體。即，作為胺系氣體，例如可較佳地使用(C2H5)xNH3-x、(CH3)xNH3-x、(C3H7)xNH3-x、[(CH3)2CH]xNH3-x、(C4H9)xNH3-x、[(CH3)2CHCH2]xNH3-x(式中，x為1~3之整數)中之至少1種氣體。胺系氣體係作為形成SiCN膜或SiOCN膜時之N源(氮源)及C源(碳源)發揮作用。藉由使用胺系氣體作為含氮氣體，容易向使SiCN膜之C成分之比例增加之方向控制，可形成C成分較多、即富碳之SiCN膜。
作為氧化氣體、即含氧氣體，除使用O2氣體以外，例如亦可使用：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、氫氣(H2)+O2氣體、H2氣體+O3氣體、水蒸氣(H2O)氣體、一氧化碳(CO)氣體、二氧化碳(CO2)氣體等。含氧氣體係作為形成SiOC膜或SiOCN膜時之O源(氧源)發揮作用。
<本發明之另一實施形態>
以上說明了本發明之一實施形態，但本發明並不限定於該形態。
例如，於上述實施形態中對如下例進行了說明：於形成SiC膜之步驟中，將晶圓200之溫度設定為如於向處理室201內 單獨供給DSB氣體之情形時DSB氣體不會發生熱分解之溫度或難以分解之溫度。然而，本發明並不限定於上述實施形態。
即，於形成SiC膜之步驟(步驟A~C)中，亦可將晶圓200之溫度設定為如於向處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時使DSB氣體發生熱分解之溫度或易於分解之溫度、例如超過400℃且為500℃以下之範圍內之溫度。即便於該情形時，亦可與上述實施形態同樣地藉由BCl3氣體之觸媒性作用而提高SiC膜之成膜速率。又，BCl3氣體發揮切斷DSB氣體中之Si-H鍵之作用，並且發揮保持DSB氣體中之Si-C鍵或C之鏈狀構造之作用，因此可形成與單獨使用DSB氣體之情形相比Si成分之比例較小而C成分之比例較大的SiC膜。
即，於本發明中，可將晶圓200之溫度設定為如於向處理室201內單獨供給DSB氣體之情形時DSB氣體不會發生熱分解之溫度或難以分解之溫度，亦可設定為如使DSB氣體發生熱分解之溫度或易於分解之溫度。即，可將晶圓200之溫度設定為例如200℃以上且500℃以下、較佳為250℃以上且400℃以下、更佳為300℃以上且400℃以下之範圍內之溫度。於前者之情形時，與單獨使用DSB氣體之情形相比，可進一步提高C成分之比例。又，於後者之情形時，與單獨使用DSB氣體之情形相比，可進一步提高成膜速率。
又，例如於上述實施形態中對如下例進行了說明：將連通部270設置於內管203b之較將晶圓排列區域水平地包圍之區域所含之部分更上方，具體而言為內管203b之上端部203c。本發明並不限定於上述實施形態。即，如上所述，亦可將連通部270設 置於內管203b之側壁部之較晶圓排列區域更上方且上端部203c之附近。又，例如圖13所示，亦可將連通部270設置於內管203b之側壁部之較將晶圓排列區域水平地包圍之區域所含之部分更下方且將隔熱板排列區域水平地包圍之區域所含之部分等。
若將連通部270設置於內管203b之將晶圓排列區域水平地包圍之區域所含之部分，則於外管203a與內管203b之間所生成之活性種到達晶圓200之距離變短，該活性種變得容易接觸晶圓200。其結果導致形成於晶圓200上之薄膜於晶圓面內及面間之膜厚及膜質均勻性變得容易下降。即，接近連通部270之形成於晶圓200上之薄膜之面內平均膜厚易厚於遠離連通部270之形成於晶圓200上之薄膜之面內平均膜厚。又，接近連通部270之形成於晶圓200上之薄膜之面內膜厚均勻性與遠離連通部270之形成於晶圓200上之薄膜之面內膜厚均勻性相比容易下降。
相對於此，如圖1或圖13所示，若將連通部270設置於內管203b之較將晶圓排列區域水平地包圍之區域所含之部分更上方或更下方，則可將於外管203a與內管203b之間所生成之活性種到達晶圓200之距離延長，而可抑制該活性種接觸晶圓200。其結果可提高形成於晶圓200上之薄膜於晶圓面內及面間之膜厚及膜質均勻性。
又，於上述實施形態中，對形成包含作為半導體元素之Si之SiC系膜(SiC膜、SiCN膜、SiOCN膜、SiOC膜)、即碳化矽系膜的例進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，例如亦可應用於形成包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鉬(Mo)等金屬元素之金屬系膜、即金屬碳化物系膜的情形。
例如本發明亦可較佳地應用於形成碳化鈦膜(TiC膜)、碳化鋯膜(ZrC膜)、碳化鉿膜(HfC膜)、碳化鉭膜(TaC膜)、碳化鋁膜(AlC膜)、碳化鉬膜(MoC膜)等金屬碳化物膜的情形。
又，例如本發明亦可較佳地應用於形成碳氮化鈦膜(TiCN膜)、碳氮化鋯膜(ZrCN膜)、碳氮化鉿膜(HfCN膜)、碳氮化鉭膜(TaCN膜)、碳氮化鋁膜(AlCN膜)、碳氮化鉬膜(MoCN膜)等金屬碳氮化物膜的情形。
又，例如本發明亦可較佳地應用於形成氧碳化鈦膜(TiOC膜)、氧碳化鋯膜(ZrOC膜)、氧碳化鉿膜(HfOC膜)、氧碳化鉭膜(TaOC膜)、氧碳化鋁膜(AlOC膜)、氧碳化鉬膜(MoOC膜)等金屬氧碳化物膜的情形。
又，例如本發明亦可較佳地應用於形成氧碳氮化鈦膜(TiOCN膜)、氧碳氮化鋯膜(ZrOCN膜)、氧碳氮化鉿膜(HfOCN膜)、氧碳氮化鉭膜(TaOCN膜)、氧碳氮化鋁膜(AlOCN膜)、氧碳氮化鉬膜(MoOCN膜)等金屬氧碳氮化物膜的情形。
於該情形時，可使用有機金屬系原料(有機金屬系氣體)代替上述實施形態中之有機矽烷系原料(有機矽烷系氣體)，根據與上述實施形態同樣之順序進行成膜。
例如於形成包含Ti之金屬系薄膜(TiC膜、TiCN膜、TiOCN膜、TiOC膜)之情形時，作為包含金屬元素之有機系原料，可使用由Ti、C及H三種元素所構成且其化學構造式中包含各Ti與C之鍵(Ti-C鍵)、Ti與H之鍵(Ti-H鍵)及C與H之鍵(C-H鍵)的有機化合物。作為假觸媒、含氮氣體、含氧氣體，可使用與上述實施形態同樣之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態 同樣之處理條件。
又，例如於形成包含Zr之金屬系薄膜(ZrC膜、ZrCN膜、ZrOCN膜、ZrOC膜)之情形時，作為包含金屬元素之有機系原料，可使用由Zr、C及H三種元素所構成且其化學構造式中包含各Zr與C之鍵(Zr-C鍵)、Zr與H之鍵(Zr-H鍵)及C與H之鍵(C-H鍵)的有機化合物。作為假觸媒、含氮氣體、含氧氣體，可使用與上述實施形態同樣之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態同樣之處理條件。
又，例如於形成包含Hf之金屬系薄膜(HfC膜、HfCN膜、HfOCN膜、HfOC膜)之情形時，作為包含金屬元素之有機系原料，可使用由Hf、C及H三種元素所構成且其化學構造式中包含各Hf與C之鍵(Hf-C鍵)、Hf與H之鍵(Hf-H鍵)及C與H之鍵(C-H鍵)的有機化合物。作為假觸媒、含氮氣體、含氧氣體，可使用與上述實施形態同樣之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態同樣之處理條件。
又，例如於形成包含Ta之金屬系薄膜(TaC膜、TaCN膜、TaOCN膜、TaOC膜)之情形時，作為包含金屬元素之有機系原料，可使用由Ta、C及H三種元素所構成且其化學構造式中包含各Ta與C之鍵(Ta-C鍵)、Ta與H之鍵(Ta-H鍵)及C與H之鍵(C-H鍵)的有機化合物。作為假觸媒、含氮氣體、含氧氣體，可使用與上述實施形態同樣之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態同樣之處理條件。
又，例如於形成包含Al之金屬系薄膜(AlC膜、AlCN膜、AlOCN膜、AlOC膜)之情形時，作為包含金屬元素之有機系原 料，可使用由Al、C及H三種元素所構成且其化學構造式中包含各Al與C之鍵(Al-C鍵)、Al與H之鍵(Al-H鍵)及C與H之鍵(C-H鍵)的有機化合物。作為假觸媒、含氮氣體、含氧氣體，可使用與上述實施形態同樣之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態同樣之處理條件。
又，例如於形成包含Mo之金屬系薄膜(MoC膜、MoCN膜、MoOCN膜、MoOC膜)之情形時，作為包含金屬元素之有機系原料，可使用由Mo、C及H三種元素所構成且其化學構造式中包含各Mo與C之鍵(Mo-C鍵)、Mo與H之鍵(Mo-H鍵)及C與H之鍵(C-H鍵)的有機化合物。作為假觸媒、含氮氣體、含氧氣體，可使用與上述實施形態同樣之氣體。此時之處理條件可設為例如與上述實施形態同樣之處理條件。
即，本發明可較佳地應用於形成包含半導體元素或金屬元素等既定元素之薄膜之情形。
又，於上述實施形態中，對使用一次處理複數片基板之批次式基板處理裝置成膜薄膜的例進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，例如亦可較佳地應用於使用一次處理一片或數片基板之單片式基板處理裝置成膜薄膜之情形。於該情形時，亦可將處理條件設為例如與上述實施形態同樣之處理條件。
又，可將上述實施形態之各成膜例或各應用例等適當組合而採用。又，此時之處理條件可設為例如與上述實施形態同樣之處理條件。
上述用於形成薄膜之製程配方(處理程序或處理條件所記載之程式)較佳為根據基板處理之內容(所形成之膜之膜種類、 組成比、膜質、膜厚等)而各自分別準備(準備複數個)。並且，較佳為於開始基板處理時，根據基板處理之內容，自複數個製程配方中適當選擇適宜之製程配方。具體而言，較佳為將根據基板處理之內容而分別準備之複數個製程配方經由電氣通信線路或記錄有該製程配方之記錄媒體(外部記憶裝置123)而預先儲存(安裝)於基板處理裝置所具備之記憶裝置121c內。並且，較佳為於開始基板處理時，使基板處理裝置所具備之CPU121a根據基板處理之內容而自記憶裝置121c內所儲存之複數個製程配方中適當選擇適宜之製程配方。藉由以上述方式構成，可以1台基板處理裝置通用且再現性良好地形成各種膜種、組成比、膜質、膜厚之薄膜。又，可減輕操作人員之操作負擔(處理程序或處理條件之輸入負擔等)，避免操作失誤，並且可迅速開始基板處理。
上述製程配方並不限於進行重新製作之情形，例如亦可藉由對已安裝於基板處理裝置之現有之製程配方進行變更而準備。於變更製程配方之情形時，可將變更後之製程配方經由電氣通信線路或記錄有該製程配方之記錄媒體而安裝於基板處理裝置。又，亦可操作現有之基板處理裝置所具備之輸入輸出裝置122而直接對基板處理裝置已安裝之現有之製程配方進行變更。
[實施例] (實施例1)
於本實施例中，根據上述圖4所示之成膜順序，於複數片晶圓上形成SiC膜。處理氣體之種類、處理程序、處理條件設為與上述實施形態中之其等同樣。使形成SiC膜時之晶圓之溫度(成膜溫度) 於350℃~450℃之範圍內變化。又，作為比較例，於不使用BCl3氣體而單獨使用DSB氣體之狀態下進行上述圖4所示之成膜順序，根據該成膜順序於複數片晶圓上形成SiC膜。處理氣體之種類、處理程序、處理條件設為與實施例中之其等同樣。使晶圓之溫度於420℃~450℃之範圍內變化。然後分別測定實施例及比較例之SiC膜之成膜速率。
圖10係分別表示實施例及比較例之SiC膜之成膜速率之圖表(阿瑞尼士圖表)。圖10之上側橫軸表示晶圓溫度[℃]，下側橫軸表示晶圓溫度之倒數[1000/K]，縱軸表示成膜速率之自然對數值[a.u.]。圖中之實線表示實施例之SiC膜之測定結果，虛線表示比較例之SiC膜之測定結果。
根據圖10，得知於同樣之成膜溫度(450℃、420℃)下進行比較之情形時，實施例之SiC膜之成膜速率大於比較例之SiC膜之成膜速率。又，得知隨著成膜溫度下降，實施例之SiC膜之成膜速率與比較例之SiC膜之成膜速率的差擴大。又，得知實施例之SiC膜之活化能為0.133[kJ/mol]，比較例之SiC膜之活化能為0.390[kJ/mol]，實施例之SiC膜之活化能低於比較例之SiC膜之活化能。藉此，實施例可於低於比較例之溫度區域進行成膜。又，得知於比較例中，成膜溫度為450℃之情形時可形成SiC膜，但於未滿420℃之區域，成膜速率與實施例相比而大幅下降，於400℃以下之區域難以於實用之成膜速率下形成SiC膜。相對於此，得知於實施例中，於成膜溫度為450℃~350℃之整個區域，可於實用之成膜速率下形成SiC膜。
(實施例2)
於本實施例中，根據上述圖4所示之成膜順序，於複數片晶圓上形成SiC膜。處理氣體之種類、處理程序、處理條件設為與上述實施形態中之其等同樣。將形成SiC膜時之晶圓溫度(成膜溫度)設為420℃~450℃之範圍內之既定溫度。又，作為比較例，於不使用BCl3氣體而單獨使用DSB氣體之狀態下進行上述圖4所示之成膜順序，根據該成膜順序於複數片晶圓上形成SiC膜。處理氣體之種類、處理程序、處理條件設為與實施例中之其等同樣。然後測定實施例及比較例之SiC膜中之Si之鍵結狀態。
圖11係分別表示實施例及比較例之SiC膜中所含之Si-Si鍵及Si-C鍵之比例的圖表。圖11之橫軸表示比較例及實施例，縱軸表示SiC膜中之Si之鍵結狀態。再者，於圖11中，僅選取表示Si-Si鍵及Si-C鍵，為方便起見，省略該等以外之鍵。
根據圖11，得知實施例之SiC膜與比較例之SiC膜相比，膜中之Si-Si鍵之量較少而Si-C鍵之量較多。可認為其原因在於：於本實施例中，於形成SiC膜時，BCl3氣體發揮切斷DSB氣體中之Si-H鍵之作用，並且發揮保持DSB氣體中之Si-C鍵或C之鏈狀構造之作用。相對於此，可認為於比較例中，於形成SiC膜時，僅使DSB氣體發生熱分解而未顯現藉由BCl3氣體之如上所述之作用，因此膜中之Si-C鍵之量減少，Si-Si鍵之量增加。即，可認為於比較例中，不僅將DSB氣體中之Si-H鍵切斷，而且亦將Si-C鍵或C之鏈狀構造切斷。並且，該與C分離之Si未再次與C鍵結而與其他Si鍵結之比例變多等，因而產生如上所述之結果。
(實施例3)
於本實施例中，根據上述圖4所示之成膜順序，於複數片晶圓上形成SiC膜。處理氣體之種類、處理程序、處理條件設為與上述實施形態中之其等同樣。於本實施例中，將形成SiC膜時之晶圓之溫度(成膜溫度)設為420℃~450℃之範圍內之溫度(中溫度)而製作樣品1，設為300℃~400℃之範圍內之溫度(低溫度)而製作樣品2。又，作為比較例，於不使用BCl3氣體而單獨使用DSB氣體之狀態下進行上述圖4所示之成膜順序，根據該成膜順序於複數片晶圓上形成SiC膜。將成膜溫度設為與製作樣品1時之成膜溫度同樣。處理氣體之種類、處理程序、其他處理條件設為與實施例中之其等同樣。然後測定實施例及比較例之SiC膜之組成。
圖12係分別表示實施例及比較例之SiC膜之組成的圖表。圖12之橫軸表示比較例及實施例，縱軸表示SiC膜之組成，具體而言，表示SiC膜中之Si及C之原子濃度。再者，於圖12中，僅選取表示Si及C之原子濃度，為方便起見，省略該等以外之元素(雜質等)之原子濃度。
根據圖12，得知實施例(樣品1、2)之SiC膜與比較例之SiC膜相比，膜中之Si濃度較低(較小)而C濃度較高(較大)。可認為其原因在於：於本實施例中，與實施例2同樣地於形成SiC膜時，BCl3氣體發揮切斷DSB氣體中之Si-H鍵之作用，並且發揮保持DSB氣體中之Si-C鍵或C之鏈狀構造之作用。又，於比較實施例彼此之情形時得知樣品2(低溫度)之SiC膜與樣品1(中溫度)之SiC膜相比，膜中之C濃度較高(較大)。可認為其原因在於：樣品2之晶圓溫度低於樣品1之晶圓溫度，因此容易抑制Si-C鍵或C之 鏈狀構造被切斷。即，可認為其原因在於：與樣品1相比，樣品2更易藉由低溫化而保持Si-C鍵或C之鏈狀構造。
以下附記本發明之較佳態樣。
(附記1)
根據本發明之一態樣，提供一種半導體裝置之製造方法，其具有藉由進行既定次數之下述循環而於上述基板上形成包含上述既定元素與碳之膜的步驟，上述循環包括如下步驟：向收納有基板之處理室內供給包含既定元素之有機系原料與包含選自由鹵素化合物及硼化合物所組成之群中之至少一種之假觸媒而將上述有機系原料與上述假觸媒封入上述處理室內；維持將上述有機系原料與上述假觸媒封入上述處理室內之狀態；及對上述處理室內進行排氣。
(附記2)
如附記1中記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料包含上述既定元素與碳之鍵及上述既定元素與氫之鍵，且上述假觸媒發揮切斷上述有機系原料中之上述既定元素與氫之鍵(自上述有機系原料奪取氫)之作用。
(附記3)
如附記1或2中記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料包含上述既定元素與碳之鍵及上述既定元素與氫之鍵，且上述假觸媒發揮切斷上述有機系原料中之上述既定元素與氫之鍵之作用，並且發揮保持上述有機系原料中之上述既定元素與 碳之鍵之作用。
(附記4)
如附記1至3中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料包含上述既定元素與碳之鍵及上述既定元素與氫之鍵，且上述假觸媒發揮切斷上述有機系原料中之上述既定元素與氫之鍵之作用，並且發揮保持上述有機系原料中之上述既定元素與碳之鍵之作用，藉此使上述膜中之上述既定元素彼此之鍵之量較未供給上述假觸媒之情形時所形成之膜中之上述既定元素彼此之鍵之量少(使上述膜中之上述既定元素與碳之鍵之量較未供給上述假觸媒之情形時所形成之膜中之上述既定元素與碳之鍵之量多)。
(附記5)
如附記1至4中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料上述包含既定元素與碳之鍵及上述既定元素與氫之鍵，且上述假觸媒發揮藉由與上述有機系原料反應而生成鹵素之氫化合物或硼之氫化合物之作用。
(附記6)
如附記1至5中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料包含上述既定元素與碳之鍵及上述既定元素與氫之鍵，且上述假觸媒發揮使上述假觸媒所含之鹵素或硼與上述有機系原料所含之氫鍵結而生成鹵素之氫化合物或硼之氫化合 物之作用。
(附記7)
如附記1至6中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料包含上述既定元素與碳之鍵、上述既定元素與氫之鍵及碳與氫之鍵。
(附記8)
如附記1至7中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料於其化學構造式中包含鏈狀構造(鏈狀骨架)。
(附記9)
如附記1至8中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料包含選自由SixCyH2(x+y+1)及SixC(y+1)H2(x+y+1)(式中，x、y分別為1以上之整數)所組成之群中之至少一種。
(附記10)
如附記1至9中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述有機系原料包含選自由Si2C2H10、SiC2H8、Si2CH8、SiC3H10、Si3CH10、SiC4H12、Si2C3H12、Si3C2H12、Si4CH12、SiC2H6、SiC3H8、Si2C2H8、SiC4H10、Si2C3H10及Si3C2H10所組成之群中之至少一種。
(附記11)
如附記1至10中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述假觸媒包含選自由無機鹵素化合物(不含碳之鹵素化合物)及無機硼化合物(不含碳之硼化合物)所組成之群中之至少一種。
(附記12)
如附記1至11中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述假觸媒包含選自由不含上述既定元素之無機鹵素化合物(不含上述既定元素及碳之鹵素化合物)及不含上述既定元素之無機硼化合物(不含上述既定元素及碳之硼化合物)所組成之群中之至少一種。
(附記13)
如附記1至12中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述假觸媒包含鹵化硼。
(附記14)
如附記1至13中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為上述假觸媒包含選自由BClH2、BCl2H、BOCl3、BCl3、BF3、BBr3、Bl3、B2H6及NF3所組成之群中之至少一種。
(附記15)
如附記1至14中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中， 較佳為於形成包含上述既定元素與碳之膜之步驟中，將上述基板之溫度設定為如於向上述處理室內單獨供給上述有機系原料之情形時上述有機系原料不會發生熱分解之溫度。
(附記16)
如附記1至14中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為於形成包含上述既定元素與碳之膜之步驟中，將上述基板之溫度設定為如於向上述處理室內單獨供給上述有機系原料之情形時使上述有機系原料發生熱分解之溫度。
(附記17)
如附記1至16中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為於形成包含上述既定元素與碳之膜之步驟中，將上述基板之溫度設定為200℃以上且500℃以下、較佳為250℃以上且400℃以下、更佳為300℃以上且400℃以下之溫度。
(附記18)
如附記1至17中任一項記載之半導體裝置之製造方法，其中，較佳為形成包含上述既定元素與碳之膜之步驟係於無電漿之環境氣體下進行。
(附記19)
根據本發明之另一態樣，提供一種基板處理方法，其具有藉由進行既定次數之下述循環而於上述基板上形成包含上述既定元素 與碳之膜的步驟，上述循環包括如下步驟：向收納有基板之處理室內供給包含既定元素之有機系原料與包含選自由鹵素化合物及硼化合物所組成之群中之至少一種之假觸媒而將上述有機系原料與上述假觸媒封入上述處理室內；維持將上述有機系原料與上述假觸媒封入上述處理室內之狀態；及對上述處理室內進行排氣。
(附記20)
根據本發明之進而另一態樣，提供一種基板處理裝置，其具有：處理室，其收納基板；有機系原料供給系，其向上述處理室內供給包含既定元素之有機系原料；假觸媒供給系，其向上述處理室內供給包含選自由鹵素化合物及硼化合物所組成之群中之至少一種之假觸媒；排氣系，其對上述處理室內進行排氣；及控制部，其控制上述有機系原料供給系、上述假觸媒供給系及上述排氣系而得以實施藉由進行既定次數之下述循環而於上述基板上形成包含上述既定元素與碳之膜的處理，上述循環包括如下處理：向收納有基板之上述處理室內供給上述有機系原料與上述假觸媒而將上述有機系原料與上述假觸媒封入上述處理室內、維持將上述有機系原料與上述假觸媒封入上述處理室內之狀態、及對上述處理室內進行排氣。
(附記21)
根據本發明之進而另一態樣，提供一種程式及記錄有該程式之電腦可讀取之記錄媒體，該程式係使電腦執行藉由進行既定次數之下述循環而於上述基板上形成包含上述既定元素與碳之膜的程 序，上述循環包括如下程序：向收納有基板之處理室內供給包含既定元素之有機系原料與包含選自由鹵素化合物及硼化合物所組成之群中之至少一種之假觸媒而將上述有機系原料與上述假觸媒封入上述處理室；維持將上述有機系原料與上述假觸媒封入上述處理室內之狀態；及對上述處理室內進行排氣。
115‧‧‧晶舟升降機
121‧‧‧控制器(控制部)
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理爐
203‧‧‧製程管(處理容器)
203a‧‧‧外管(外部反應管)
203b‧‧‧內管(內部反應管)
203c‧‧‧內管之上端部(頂部)
207‧‧‧加熱器
209‧‧‧歧管
217‧‧‧晶舟(支持具)
217a‧‧‧晶舟之上端面(頂板)
218‧‧‧隔熱板
219‧‧‧密封蓋
220、220a‧‧‧O形環(密封構件)
231‧‧‧排氣管
232a~232h‧‧‧氣體供給管
241a~241h‧‧‧流量控制器(流量控制部)
243a~243h‧‧‧開關閥
244‧‧‧APC閥
245‧‧‧壓力感測器
246‧‧‧真空泵
249a~249d‧‧‧噴嘴
250‧‧‧筒狀空間
255‧‧‧旋轉軸
263‧‧‧溫度感測器
267‧‧‧旋轉機構
270‧‧‧連通部(開口部)

Claims (11)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，其具有進行既定次數之循環，藉此在基板上形成包含有既定元素與碳之膜的步驟，該循環係包括：向收納有上述基板之處理室內供給有機系原料與假觸媒(pseudo catalyst)，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的步驟，該有機系原料係包含有上述既定元素，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的步驟；以及對上述處理室內進行排氣的步驟；上述有機系原料係包含有上述既定元素與碳之鍵、及上述既定元素與氫之鍵，上述假觸媒係以將上述有機系原料中之上述既定元素與氫之鍵切斷的方式進行作用。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述假觸媒係以將上述有機系原料中之上述既定元素與氫之鍵切斷的方式進行作用，並且以將上述有機系原料中之上述既定元素與碳之鍵予以保持的方式進行作用。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述假觸媒係以藉由與上述有機系原料反應而生成鹵素之氫化合物或硼之氫化合物的方式進行作用。
  4. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述假觸媒係以使上述假觸媒所含之鹵素或硼與上述有機系原料所含之氫結合而生成鹵素之氫化合物或硼之氫化合物的方式進行作用。
  5. 一種半導體裝置之製造方法，其具有進行既定次數之循環而藉此 在基板上形成包含有既定元素與碳之膜的步驟，該循環係包括：向收納有上述基板之處理室內供給有機系原料與假觸媒，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的步驟，該有機系原料係包含有上述既定元素，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的步驟；以及對上述處理室內進行排氣的步驟；上述有機系原料係於其化學構造式中包含鏈狀構造。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述假觸媒係包含從無機鹵素化合物及無機硼化合物所構成之群中選擇之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述假觸媒係包含從不含上述既定元素之無機鹵素化合物及不含上述既定元素之無機硼化合物所構成之群中選擇之至少一者。
  8. 一種半導體裝置之製造方法，其具有進行既定次數之循環而藉此在基板上形成包含有既定元素與碳之膜的步驟，該循環係包括：向收納有上述基板之處理室內供給有機系原料與假觸媒，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的步驟，該有機系原料係包含有上述既定元素，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的步驟；以及對上述處理室內進行排氣的步驟； 在上述形成包含有既定元素與碳之膜之步驟中，將上述基板之溫度設定為在以單獨之方式對上述處理室內供給上述有機系原料之情形下，上述有機系原料不會熱分解之溫度。
  9. 一種半導體裝置之製造方法，其具有進行既定次數之循環而藉此在基板上形成包含有既定元素與碳之膜的步驟，該循環係包括：向收納有上述基板之處理室內供給有機系原料與假觸媒，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的步驟，該有機系原料係包含有上述既定元素，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的步驟；以及對上述處理室內進行排氣的步驟；在上述形成包含有既定元素與碳之膜之步驟中，將上述基板之溫度設定為在以單獨之方式對上述處理室內供給上述有機系原料之情形下，上述有機系原料會熱分解之溫度。
  10. 一種基板處理裝置，其具有：處理室，其收納有基板；有機系原料供給系，其向上述處理室內供給有機系原料，該有機系原料係包含既定元素與碳之鍵、以及上述既定元素與氫之鍵；假觸媒供給系，其向上述處理室內供給假觸媒，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；排氣系，其對上述處理室內進行排氣；以及控制部，其以進行既定次數之循環而藉此進行在上述基板上形成包含有上述既定元素與碳之膜的處理，並使上述假觸媒以切斷上述有機 系原料中之上述既定元素與氫的鍵的方式進行作用之方式，對上述有機系原料供給系、上述假觸媒供給系及上述排氣系進行控制，該循環係包含：向收納有基板之上述處理室內供給上述有機系原料與上述假觸媒，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的處理；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的處理；以及對上述處理室內進行排氣的處理。
  11. 一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有使電腦執行進行既定次數之循環而藉此在基板上形成包含有既定元素與碳之膜之程序的程式，並在形成上述膜之程序中，使假觸媒以切斷有機系原料中之既定元素與氫之鍵的方式進行作用，該循環係包括：向收納有上述基板之處理室內供給上述有機系原料與上述假觸媒，而將上述有機系原料與上述假觸媒封入至上述處理室內的程序，該有機系原料係包含有上述既定元素與碳之鍵、以及上述既定元素與氫之鍵，該假觸媒係包含從鹵素化合物及硼化合物所構成之群中選擇之至少一者；維持於上述處理室內封入有上述有機系原料與上述假觸媒之狀態的程序；以及對上述處理室內進行排氣的程序。
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