TWI584377B - A manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a recording medium - Google Patents
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Description
本發明係關於包括有在基板上形成薄膜之步驟的半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
半導體裝置(裝置)的製造步驟中，有在矽晶圓等基板上形成氧化矽膜(SiO2)或氮化矽膜(Si3N4)等矽系絕緣膜(即含有作為既定元素之矽的絕緣膜)的步驟。氧化矽膜係絕緣性、低介電性等優異，廣泛被使用為絕緣膜或層間膜。又，氮化矽膜係絕緣性、耐蝕性、介電性、膜應力控制性等優異，被廣泛使用為絕緣膜、遮罩膜、電荷蓄積膜、應力控制膜。又，亦已知有在提升蝕刻耐性之目的下，於該等絕緣膜中添加碳(C)，而形成碳氧化矽膜(SiOC膜)、氮碳化矽膜(SiCN膜)、氮碳氧化矽膜(SiOCN膜)的技術。
然而，藉由碳添加於絕緣膜中，便可提升絕緣膜的蝕刻耐性，但另一方面，會導致介電常數增加、漏電耐性劣化。即，低介電常數、高蝕刻耐性、高漏電耐性的特性係交換取捨關係。對各特性的要求係
依照絕緣膜用途而有所差異，但在形成滿足要求的絕緣膜時，提高膜中的組成之控制性便成為問題。
本發明目的係形成提高膜中的組成之控制性，且具備有低介電常數、高蝕刻耐性、高漏電耐性等特性的薄膜。
根據本發明之一態樣，提供有一半導體裝置之製造方法，其具有藉由進行既定次數之循環而在基板上形成至少包含有既定元素及碳之膜的步驟，該循環係包含有以下之步驟：對上述基板供給包含有上述既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的步驟；對上述基板供給包含有碳及氮之第2處理氣體的步驟；對上述基板供給包含有碳之第3處理氣體的步驟；以及對上述基板供給不同於上述各處理氣體之第4處理氣體的步驟。
根據本發明之另一態樣，提供有一基板處理裝置，其包括：處理室，其將基板加以收納；第1氣體供給系統，其對上述處理室內供給包含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體；第2氣體供給系統，其對上述處理室內供給包含有碳及氮之第2處理氣體；第3氣體供給系統，其對上述處理室內供給包含有碳之第3處理氣體；第4氣體供給系統，其對上述處理室內供給不同於上述各處理氣
體之第4處理氣體；以及控制部，其藉由進行既定次數之包含有以下之處理的循環：對上述處理室內之基板供給上述第1處理氣體的處理、對上述處理室內之上述基板供給上述第2處理氣體的處理、對上述處理室內之上述基板供給上述第3處理氣體的處理、及對上述處理室內之上述基板供給上述第4處理氣體的處理之循環，而以進行在上述基板上形成至少包含有上述既定元素及碳之膜的處理之方式，對上述第1氣體供給系統、上述第2氣體供給系統、上述第3氣體供給系統及上述第4氣體供給系統進行控制。
根據本發明之再另一態樣，提供有一電腦可讀取的記錄媒體，其記錄有以下之程式，而該程式係使電腦執行藉由進行既定次數之循環而在基板上形成至少包含有既定元素及碳之膜的程序，該循環係包含有以下之程序：對處理室內之上述基板供給包含有上述既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的程序；對上述基板供給包含有碳及氮之第2處理氣體的程序；對上述基板供給包含有碳之第3處理氣體的程序；以及對上述基板供給不同於上述各處理氣體之第4處理氣體的程序。
根據本發明可形成提高膜中的組成之控制性、且具備有低介電常數、高蝕刻耐性、高漏電耐性等特性的薄膜。
115‧‧‧晶舟升降機
121‧‧‧控制器(控制部)
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(基板)
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理爐
203‧‧‧反應管
207‧‧‧加熱器
217‧‧‧晶舟
218‧‧‧絕熱構件
219‧‧‧密封蓋
220‧‧‧O形環
231‧‧‧排氣管
232a‧‧‧第1氣體供給管
232b‧‧‧第2氣體供給管
232c‧‧‧第3氣體供給管
232d‧‧‧第4氣體供給管
232e‧‧‧第5氣體供給管
232f‧‧‧第1惰性氣體供給管
232g‧‧‧第2惰性氣體供給管
232h‧‧‧第3惰性氣體供給管
241a~241h‧‧‧質量流量控制器(MFC)
243a~243h‧‧‧閥
244‧‧‧APC閥
245‧‧‧壓力感測器
246‧‧‧真空泵
249a‧‧‧第1噴嘴
249b‧‧‧第2噴嘴
249c‧‧‧第3噴嘴
250a~250c‧‧‧氣體供給孔
255‧‧‧旋轉軸
263‧‧‧溫度感測器
267‧‧‧旋轉機構
圖1係於本發明實施形態較佳使用之基板處理裝置的直立式處理爐的概略構造圖，將處理爐部分以縱剖面圖顯示之圖。
圖2係於本發明實施形態較佳使用之基板處理裝置的直立式處理爐的概略構造圖，將處理爐部分以圖1的A-A線剖面圖顯示之圖。
圖3係於本發明實施形態較佳使用之基板處理裝置的控制器的概略構造圖，將控制器的控制系統以方塊圖顯示之圖。
圖4係顯示本發明之一實施形態的成膜流程的圖。
圖5係顯示本發明之一實施形態的成膜序列中之氣體供給時序及其變化例的圖。
圖6係顯示實施例1的SiOC膜在晶圓面內的膜厚均勻性、晶圓間的膜厚均勻性等測定結果的圖。
圖7係顯示實施例2的SiOC膜之溝渠底部、溝渠側壁、溝渠外部的膜厚、及段差被覆性之測定結果的圖。
圖8係顯示實施例3的SiOC膜之相對介電常數、氫氟酸耐性的測定結果的圖。
圖9係顯示實施例3的SiOC膜之XPS測定結果的圖。
圖10係顯示實施例3的SiOC膜之熱磷酸耐性的測定結果的圖。
圖11係顯示實施例3的SiOC膜之XRF、折射率的測定結果的圖。
圖12係顯示實施例3的SiOC膜之氫氟酸耐性、折射率、相對介電常數的測定結果的圖。
圖13係顯示本發明之另一實施形態的成膜序列中，氣體供給的時序及其變化例的圖。
圖14係顯示本發明之另一實施形態的成膜序列中，氣體供給的時序及其變化例的圖。
以下針對本發明之第1實施形態根據圖式進行說明。
圖1所示係於本實施形態較佳使用之基板處理裝置的直立式處理爐的概略構造圖，將處理爐202部分以縱剖面圖顯示。圖2所示係於本實施形態較佳使用之直立式處理爐的概略構造圖，將處理爐202部分以圖1的A-A線剖面圖顯示。
如圖1所示，處理爐202係具有當作加熱手段(加熱機構)用的加熱器207。加熱器207係呈圓筒形狀，利用由當作保持板用的加熱器基座(未圖示)支撐而呈垂直安設。另外，加熱器207係如後述，亦作為利用熱使氣體活化(激發)的活化機構(激發部)而發揮機能。
在加熱器207的內側，配設有構成與加熱器207呈同心圓狀的反應容器(處理容器)的反應管203。反應管203係例如包含石英(SiO2)或碳化矽(SiC)等耐熱性材料，形成上端封閉而下端開口的圓筒形狀。在反應管203的筒中空部形成處理室201，其構成為利用後述之晶舟217，依水平姿勢朝垂直方向呈多層對齊狀態，而可收納當作基板的晶圓200。
在處理室201內，依貫通反應管203下部的方式設置第1噴嘴
249a、第2噴嘴249b、及第3噴嘴249c。於第1噴嘴249a、第2噴嘴249b、第3噴嘴249c分別連接第1氣體供給管232a、第2氣體供給管232b、第3氣體供給管232c。又，於第3氣體供給管232c連接有第4氣體供給管232d、第5氣體供給管232e。依此，反應管203便設有3支噴嘴249a~249c、及5支氣體供給管232a~232e，其構成為能對處理室201內供給複數種(此處為5種)氣體。
另外，亦可在反應管203的下方設有支撐著反應管203的金屬製歧管，而將各噴嘴以貫通該金屬製歧管側壁的方式設置。此情況，亦可在該金屬製歧管中更進一步設置後述之排氣管231。另外，即使於此情況下，也可將排氣管231不設置於金屬製歧管，而是設置於反應管203的下部。依此，亦可將處理爐202的爐口部設為金屬製，並在該金屬製爐口部安裝著噴嘴等。
在第1氣體供給管232a中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)241a、及屬於開閉閥的閥243a。又，於第1氣體供給管232a之較閥243a更下游側連接著第1惰性氣體供給管232f。在該第1惰性氣體供給管232f，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的MFC241f、及屬於開閉閥的閥243f。又，於第1氣體供給管232a的前端部連接著上述第1噴嘴249a。第1噴嘴249a係在反應管203內壁與晶圓200之間的圓弧狀空間中，依從反應管203內壁的下部，沿上部朝晶圓200之積載方向上方呈立起之方式設置。即，第1噴嘴249a係在晶圓200所排列的晶圓排列區域側邊之呈水平包圍晶圓排列區域的區域中，呈沿晶圓排列區
域之狀態而設置。第1噴嘴249a係構成為L形長噴嘴，其水平部係以貫通反應管203下部側壁的方式設置，而其垂直部則以從至少晶圓排列區域一端側朝另一端側呈立起之方式設置。在第1噴嘴249a的側面設有供給氣體的氣體供給孔250a。氣體供給孔250a係以朝反應管203的中心之方式開口，俾可朝晶圓200供給氣體。該氣體供給孔250a係從反應管203的下部起橫跨至上部呈複數設置，分別具有相同的開口面積，且依相同的開口間距設置。
主要係由第1氣體供給管232a、MFC241a、及閥243a構成第1氣體供給系統。另外，亦可考慮將第1噴嘴249a包含於第1氣體供給系統中。又，主要係由第1惰性氣體供給管232f、MFC241f、及閥243f構成第1惰性氣體供給系統。第1惰性氣體供給系統亦作為洗淨氣體供給系統而發揮機能。
在第2氣體供給管232b中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的MFC241b、及屬於開閉閥的閥243b。又，於第2氣體供給管232b之較閥243b更下游側連接著第2惰性氣體供給管232g。在該第2惰性氣體供給管232g中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的MFC241g、及屬於開閉閥的閥243g。又，於第2氣體供給管232b的前端部連接著上述第2噴嘴249b。第2噴嘴249b係在反應管203內壁與晶圓200之間的圓弧狀空間中，依從反應管203內壁的下部，沿上部朝晶圓200之積載方向上方呈立起之方式設置。即，第2噴嘴249b係在晶圓200所排列的晶圓排列區域側邊之呈水平包圍晶圓排列區域的區域中，呈沿晶圓排列區域之狀態而設
置。第2噴嘴249b係構成為L形長噴嘴，其水平部係以貫通反應管203下部側壁的方式設置，而其垂直部則以從至少晶圓排列區域一端側朝另一端側呈立起之方式設置。在第2噴嘴249b的側面設有供給氣體的氣體供給孔250b。氣體供給孔250b係以朝反應管203的中心之方式開口，俾可朝晶圓200供給氣體。該氣體供給孔250b係從反應管203的下部起橫跨至上部呈複數設置，分別具有相同的開口面積，且依相同的開口間距設置。
主要係由第2氣體供給管232b、MFC241b、及閥243b構成第2氣體供給系統。另外，亦可考慮將第2噴嘴249b包含於第2氣體供給系統中。又，主要係由第2惰性氣體供給管232g、MFC241g、及閥243g構成第2惰性氣體供給系統。第2惰性氣體供給系統亦作為洗淨氣體供給系統而發揮機能。
在第3氣體供給管232c中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的MFC241c、及屬於開閉閥的閥243c。又，於第3氣體供給管232c之較閥243c更下游側連接著第4氣體供給管232d、第5氣體供給管232e。在該第4氣體供給管232d中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的MFC241d、及屬於開閉閥的閥243d。又，在該第5氣體供給管232e中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的MFC241e、及屬於開閉閥的閥243e。又，在第3氣體供給管232c之較與第4氣體供給管232d及第5氣體供給管232e連接地方更靠下游側，連接著第3惰性氣體供給管232h。在該第3惰性氣體供給管232h中，從上游方向起依序設有：屬於流量
控制器(流量控制部)的MFC241h、及屬於開閉閥的閥243h。又，在第3氣體供給管232c的前端部連接著上述第3噴嘴249c。第3噴嘴249c係在反應管203內壁與晶圓200之間的圓弧狀空間中，依從反應管203內壁的下部，沿上部朝晶圓200之積載方向上方呈立起之方式設置。即，第3噴嘴249c係在晶圓200所排列的晶圓排列區域側邊之呈水平包圍晶圓排列區域的區域中，呈沿晶圓排列區域之狀態而設置。第3噴嘴249c係構成為L形長噴嘴，其水平部係以貫通反應管203下部側壁的方式設置，而其垂直部則以從至少晶圓排列區域一端側朝另一端側呈立起之方式設置。在第3噴嘴249c的側面設有供給氣體的氣體供給孔250c。氣體供給孔250c係以朝反應管203的中心之方式開口，俾可朝晶圓200供給氣體。該氣體供給孔250c係從反應管203的下部起橫跨至上部呈複數設置，分別具有相同的開口面積，且依相同的開口間距設置。
主要係由第3氣體供給管232c、MFC241c、及閥243c構成第3氣體供給系統。另外，亦可考慮將第3噴嘴249c包含於第3氣體供給系統中。又，主要係由第4氣體供給管232d、第5氣體供給管232e、MFC241d、241e、及閥243d、243e構成第4氣體供給系統。另外，亦可考慮在第3氣體供給管232c之較與第4氣體供給管232d的連接部更靠下游側，將第3噴嘴249c包含於第4氣體供給系統中。又，主要係由第3惰性氣體供給管232h、MFC241h、及閥243h構成第3惰性氣體供給系統。第3惰性氣體供給系統亦作為洗淨氣體供給系統而發揮機能。
依此，本實施形態中之氣體供給的方法，係經由在反應管203內壁與被積載之複數片晶圓200的端部所定義的圓弧狀縱長空間內所配置之噴嘴249a~249c搬送氣體，再從分別在噴嘴249a~249c上開口的氣體供給孔250a~250c於晶圓200附近首先朝反應管203內噴出氣體，而將反應管203內的氣體之主要流動設為與晶圓200表面呈平行的方向(即水平方向)。藉由此種構造，可對各晶圓200均勻地供給氣體，具有使各晶圓200上所形成之薄膜的膜厚呈均勻之效果。另外，在晶圓200表面上流動的氣體，即反應後的殘留氣體係朝向排氣口即後述之排氣管231的方向流動，但該殘留氣體的流動方向係依照排氣口的位置而適當特定，並不僅侷限於垂直方向。
從第1氣體供給管232a，將含有既定元素與鹵素元素之作為第1處理氣體之原料氣體(例如至少含有矽(Si)與氯(Cl)的原料氣體)的氯矽烷系原料氣體，經由MFC241a、閥243a、第1噴嘴249a供給給處理室201內。此處，所謂「氯矽烷系原料氣體」係指氣體狀態的氯矽烷系原料，例如將常溫常壓下呈液體狀態的氯矽烷系原料予以氣化而獲得的氣體、或在常溫常壓下呈氣體狀態的氯矽烷系原料等。又，所謂「氯矽烷系原料」係指具有作為鹵基之氯基的矽烷系原料，至少含有矽(Si)與氯(Cl)的原料。即，此處所謂的氯矽烷系原料亦可謂為鹵化物之一種。另外，本說明書中使用「原料」用語時，係指「呈液體狀態的液體原料」的情況、亦指「呈氣體狀態的原料氣體」的情況、亦或指其二者的情況。所以，本說明書中使用「氯矽烷系原料」用語的情況，係指「液體狀態之氯矽烷系原料」的情況、亦指「氣體狀態之氯矽烷系原料氣體」的情況、亦或指其二者的情況。另外，當使用如HCDS
般在常溫常壓下呈液體狀態的液體原料時，將液體原料利用氣化器或起泡器等氣化系統施行氣化，作為第1處理氣體(HCDS氣體)而供給。
從第2氣體供給管232b，將含有碳(C)與氮(N)的第2處理氣體(例如含胺氣體，即胺系氣體)，經由MFC241b、閥243b、第2噴嘴249b供給給處理室201內。此處所謂「胺系氣體」係指氣體狀態的胺，例如將常溫常壓下呈液體狀態的胺施行氣化而獲得的氣體、或在常溫常壓下呈氣體狀態的胺等含胺基之氣體。胺系氣體係包括有：乙胺、甲胺、丙胺、異丙胺、丁胺、異丁胺等胺。此處所謂「胺」係氨(NH3)的氫原子被烷基等之碳化氫基取代之形式的化合物的總稱。即，胺係作為含有碳原子的配位體而含有烷基等之碳化氫基。胺系氣體係含有碳(C)、氮(N)及氫(H)之3元素，因為沒有含矽(Si)，因而可謂係「非含有矽的氣體」，更因為沒有含矽及金屬，因而亦可謂「非含有矽及金屬的氣體」。又，胺系氣體亦為含氮氣體、含碳氣體、含氫氣體。胺系氣體亦可謂僅由碳(C)、氮(N)及氫(H)之3元素所構成的物質。另外，本說明書中使用「胺」用語的情況，便指「液體狀態的胺」之情況、亦指「氣體狀態的胺系氣體」之情況、或指其二者的情況。另外，當使用如TEA般在常溫常壓下呈液體狀態的胺時，將液體狀態的胺利用氣化器或起泡器等氣化系統施行氣化，作為第2處理氣體(TEA氣體)而供給。
從第3氣體供給管232c將當作含有碳(C)之第3處理氣體的碳源(含碳氣體)之碳化氫系氣體，經由MFC241d、閥243d、第3氣體供給管232c、第3噴嘴249c供給給處理室201內。作為碳化氫系氣體係可
使用例如丙烯(C3H6)氣體。
從第4氣體供給管232d將不同於上述第1至第3之各處理氣體的第4處理氣體[例如含氧(O)的氣體(含氧氣體)，即氧化氣體]，經由MFC241d、閥243d、第3氣體供給管232c、第3噴嘴249c供給給處理室201內。作為含氧氣體(氧化氣體)係可使用例如氧(O2)氣體。
從第5氣體供給管232e將不同於上述第1至第3之各處理氣體的第4處理氣體[例如含氮(N)的氣體(含氮氣體)，即氮化氣體]，經由MFC241e、閥243e、第3氣體供給管232c、第3噴嘴249c供給給處理室201內。作為含氮氣體(氮化氣體)係可使用例如氨(NH3)氣體。
從惰性氣體供給管232f~232h將惰性氣體之例如氮(N2)氣體，分別經由MFC241f~241h、閥243f~243h、氣體供給管232a~232c、噴嘴249a~249c供給給處理室201內。
另外，例如從各氣體供給管分別流動如上述氣體時，便利用第1氣體供給系統，構成供給含有既定元素與鹵素元素之原料氣體的原料氣體供給系統(即氯矽烷系原料氣體供給系統)。另外，氯矽烷系原料氣體供給系統亦簡稱為「氯矽烷系原料供給系統」。又，利用第2氣體供給系統構成胺系氣體供給系統。另外，胺系氣體供給系統亦簡稱為「胺供給系統」。又，利用第3氣體供給系統構成當作氧化氣體供給系統之含氧氣體供給系統。又，利用第4氣體供給系統構成當作氮化氣體供給系統之含氮氣體供給系統。
在反應管203中設有將處理室201內的環境予以排氣用的排氣管231。如圖2所示，就橫剖面觀察，排氣管231係設置於反應管203的第1噴嘴249a之氣體供給孔250a、第2噴嘴249b的氣體供給孔250b、及第3噴嘴249c的氣體供給孔250c所設置側之對向側，即設置於以夾置晶圓200的方式與氣體供給孔250a~250c之相反側。又，如圖1所示，就縱剖面觀察，排氣管231係設置於較氣體供給孔250a~250c所設置地方更靠下方處。藉由此種構造，從氣體供給孔250a~250c朝處理室201內的晶圓200附近所供給氣體，朝水平方向(即與晶圓200之表面平行方向)流動後，朝下方流動，再利用排氣管231予以排氣。處理室201內的氣體主要流動朝向水平方向流動的理由係如上述。
於排氣管231係經由當作檢測處理室201內之壓力的壓力檢測器(壓力檢測部)之壓力感測器245、及當作壓力調節器(壓力調節部)的APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器)閥244，連接於當作真空排氣裝置的真空泵246。另外，APC閥244係構成在使真空泵246作動的狀態下進行閥的開閉，便可執行處理室201內的真空排氣與停止真空排氣，又藉由在使真空泵246作動的狀態下調節閥開度，便可調整處理室201內之壓力的閥。主要係利用排氣管231、APC閥244、壓力感測器245構成排氣系統。另外，亦可考慮將真空泵246含於排氣系統中。排氣系統係構成為一邊使真空泵246作動，一邊根據由壓力感測器245所檢測到的壓力資訊，調節APC閥244的閥之開度，藉此可施行將處理室201內的壓力形成既定壓力(真空度)的真空排氣。
在反應管203的下方設有作為能將反應管203下端開口予以氣密式封閉之爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219係構成為從垂直方向下側抵接於反應管203下端。密封蓋219係例如包含不鏽鋼等金屬，形成為圓盤狀。在密封蓋219的上面設有與反應管203下端相抵接之作為密封構件的O形環220。在密封蓋219之與處理室201的相反側設置有使作為後述基板保持具的晶舟217旋轉之旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸255係貫通密封蓋219並連接於晶舟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係構成為藉由在反應管203外部呈垂直設置之作為升降機構的晶舟升降機115，而在垂直方向上進行升降。晶舟升降機115係構成為藉由使密封蓋219升降，便可將晶舟217對處理室201內外進行搬入及搬出。即，晶舟升降機115係作為將晶舟217(即晶圓200)搬送於處理室201內外的搬送裝置(搬送機構)而構成。
當作基板支撐具的晶舟217係包含例如石英或碳化矽等耐熱性材料，構成為將複數片晶圓200依水平姿勢且在相互地將中心整合之狀態對齊而多層地支撐。另外，在晶舟217的下部係設有包含例如石英或碳化矽等耐熱性材料的絕熱構件218，構成為來自加熱器207的熱不易傳導至密封蓋219。另外，絕熱構件218亦可由包含石英或碳化矽等耐熱性材料的複數片絕熱板、及將該等絕熱板依水平姿勢呈多層支撐的絕熱板支撐架所構成。
在反應管203內設置有當作溫度檢測器的溫度感測器263，根據由溫度感測器263所檢測到的溫度資訊，調整對加熱器207的通電程度，
便使處理室201內的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形，且沿反應管203內壁設置。
如圖3所示，屬於控制部(控制手段)的控制器121係構成為具備有：CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)121a、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c、及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。控制器121係連接於由例如觸控板等構成的輸出入裝置122。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等構成。在記憶裝置121c內可讀出地儲存著：控制基板處理裝置之動作的控制程式或記載著後述基板處理順序與條件等的製程配方(process recipe)等。另外，製程配方係使控制器121執行後述基板處理步驟的各項順序，俾能獲得既定結果的組合，作為程式而發揮機能。以下，亦將該製程配方或控制程式等簡單統稱為「程式」。另外，本說明書中當使用程式一詞時，係僅包含有製程配方單體的情況、僅包含控制程式單體的情況、或包含其二者的情況。又，RAM121b係構成為暫時性儲存著利用CPU121a所讀出的程式或資料等之記憶體區域(工作區塊)。
I/O埠121d係連接於：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。
CPU121a係從記憶裝置121c讀出控制程式並執行，且配合來自輸出入裝置122的操作指令之輸入等從記憶裝置121c中讀出製程配方。所以，CPU121a便依照所讀出製程配方之內容，針對下述進行控制：由MFC241a~241h進行的各種氣體之流量調整動作；閥243a~234h的開閉動作；APC閥244的開閉動作及根據壓力感測器245由APC閥244進行的壓力調整動作；根據溫度感測器263進行的加熱器207之溫度調整動作；真空泵246的啟動及停止；由旋轉機構267進行的晶舟217之旋轉與旋轉速度調節動作；以及由晶舟升降機115進行的晶舟217之升降動作等。
另外，控制器121並不僅限於由專用電腦構成的情況，亦可由通用電腦構成。例如準備儲存有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，藉由使用該外部記憶裝置123在通用電腦中安裝程式等，便可構成本實施形態的控制器121。另外，用以對電腦提供程式的手段並不僅侷限於經由外部記憶裝置123進行供給的情況。例如亦可使用網際網路或專用線路等通訊手段，不經由外部記憶裝置123而提供程式。另外，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，亦將該等簡單統稱為「記錄媒體」。另外，本說明書中使用記錄媒體之用語時，係僅包含有記憶裝置121c單體的情況、僅包含有外部記憶裝置123單體的情況、或者包含其二者的情況。
其次，使用上述基板處理裝置的處理爐202，對作為半導體裝置(裝置)之製造步驟的一步驟，即在晶圓200上形成薄膜的例子進行說明。又，以下說明中，構成基板處理裝置的各元件動作係利用控制器121進行控制。
本實施形態係藉由施行既定次數(1次以上)之包括有：對晶圓200供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的步驟；對晶圓200供給含有碳及氮之第2處理氣體的步驟；對晶圓200供給含碳之第3處理氣體的步驟；及對晶圓200供給不同於上述第1至第3處理氣體的第4處理氣體之步驟的循環，而在晶圓200上形成含有至少既定元素及碳的膜。又，本實施形態於該循環中，將供給第3處理氣體的步驟至少在第2處理氣體的供給期間實施。
另外，本實施形態，在所形成膜的組成比成為化學計量組成、或成為不同於化學計量組成之既定組成比之目的下，對含有構成所形成膜之複數元素的複數種氣體的供給條件進行控制。例如在構成所形成膜的複數元素中至少一元素比其他元素對於化學計量組成成為過剩之目的下，控制著供給條件。以下，針對控制構成所形成膜的複數元素比率(即膜組成比)並進行成膜的例子進行說明。
以下，針對本實施形態的成膜序列，使用圖4、圖5進行具體說明。圖4所示係顯示本實施形態的成膜流程之圖。圖5所示係顯示本實施
形態之成膜序列的氣體供給時序之圖。
另外，在此針對藉由既定次數(n次)執行包括有下述步驟的循環，而在晶圓200上形成作為至少包含既定元素及碳之膜，且為既定組成及既定膜厚之屬於矽系絕緣膜的氮碳氧化矽膜(SiOCN膜)或碳氧化矽膜(SiOC膜)之例子進行說明。該等步驟係如下述：對晶圓200供給當作第1處理氣體之屬於氯矽烷系原料氣體的HCDS氣體之步驟；對晶圓200供給當作第2處理氣體之屬於胺系氣體的TEA氣體之步驟；對晶圓200供給當作第3處理氣體之屬於碳化氫系氣體的C3H6氣體之步驟；對晶圓200供給當作第4處理氣體之屬於氧化氣體的O2氣體之步驟。
又，此處針對將供給C3H6氣體的步驟與供給TEA氣體的步驟同時實施之例子(即將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體供給期間實施，在TEA氣體停止供給期間則不實施的例子)進行說明。
另外，本說明書中使用「晶圓」用語的情況，係意指「晶圓本身」的情況或意指「晶圓與在其表面所形成的既定之層或膜等之積層體(集合體)」的情況(即包含於表面形成之既定的層或膜等均稱為「晶圓」的情況)。又，本說明書中，使用「晶圓表面」用語的情況，係意指「晶圓本身的表面(露出面)」之情況或意指「在晶圓上所形成之既定層或膜等的表面，即作為積層體的晶圓最表面」之情況。
所以，本說明書中，記載「對晶圓供給既定氣體」的情況，便意指「對晶圓本身的表面(露出面)直接供給既定氣體」的情況或意指「對在晶圓上所形成之層或膜等(即對作為積層體的晶圓最表面)供給既定氣體」的情況。又，本說明書中，記載為「在晶圓上形成既定層(或膜)」的情況，係意指「在晶圓本身的表面(露出面)上直接形成既定層(或膜)」的情況或意指「在晶圓上所形成之層或膜等上(即作為積層體的晶圓最表面上)形成既定層(或膜)」的情況。
另外，本說明書中使用「基板」用語的情況，亦係與使用「晶圓」用語的情況相同，此情況時只要將上述說明中的「晶圓」置換為「基板」便可。
若複數片晶圓200裝填(晶圓補充)於晶舟217中，便如圖1所示，支撐著複數片晶圓200的晶舟217係利用晶舟升降機115而被上舉，並被搬入(晶舟裝載)於處理室201內。在此狀態下，密封蓋219經由O形環220而將反應管203下端形成密封的狀態。
利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣使其為所需壓力(真空度)。此時，處理室201內的壓力係利用壓力感測器245進行測定，根據該所測定的壓力資訊，對APC閥244進行回饋控制(壓力調整)。另外，真空泵246係至少直到對晶圓200的處理結束為止的期間，維
持著平時作動狀態。又，依處理室201內成為所需溫度的方式利用加熱器207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所檢測到的溫度資訊，對加熱器207的通電程度進行回饋控制(溫度調整)。另外，利用加熱器207進行的處理室201內之加熱，係至少到對晶圓200的處理結束為止的期間均持續進行。接著，開始利用旋轉機構267進行晶舟217與晶圓200的旋轉。另外，利用旋轉機構267進行的晶舟217與晶圓200之旋轉，係至少到對晶圓200的處理結束為止的期間均持續進行。
然後，依序執行下述3項步驟(即步驟1~3)。
開啟第1氣體供給管232a的閥243a，而在第1氣體供給管232a內流通HCDS氣體。在第1氣體供給管232a內流動的HCDS氣體係利用MFC241a進行流量調整。經流量調整過的HCDS氣體係從第1噴嘴249a的氣體供給孔250a供給給處理室201內，再被從排氣管231排氣。此時，對晶圓200供給HCDS氣體。此時，同時開啟閥243f，而在第1惰性氣體供給管232f內流通著作為惰性氣體的N2氣體。在第1惰性氣體供給管232f內流動的N2氣體，係利用MFC241f進行流量調整。經流量調整過的N2氣體係與HCDS氣體一起供給給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
另外，此時，為防止HCDS氣體侵入於第2噴嘴249b、第3噴嘴249c內，便開啟閥243g、243h，而在第2惰性氣體供給管232g、第3惰性氣體供給管232h內流通N2氣體。N2氣體係經由第2氣體供給管232b、第3氣體供給管232c、第2噴嘴249b、第3噴嘴249c，供給給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
此時，適當調整APC閥244，俾將處理室201內的壓力設為例如1~13300Pa、較佳係20~1330Pa範圍內的壓力。利用MFC241a進行控制的HCDS氣體供給流量，係設為例如1~1000sccm範圍內的流量。利用MFC241f、241g、241h進行控制的N2氣體供給流量，分別設為例如100~10000sccm範圍內的流量。HCDS氣體對晶圓200供給的時間[即氣體供給時間(照射時間)]，係設為例如1~120秒、較佳係1~60秒範圍內的時間。此時加熱器207的溫度，係設定為晶圓200的溫度成為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內之溫度的溫度。另外，若晶圓200的溫度未滿250℃，則HCDS便不易化學吸附於晶圓200上，而導致無法獲得實用的成膜速度。而以晶圓200的溫度為250℃以上，便可消除此情況。另外，藉由將晶圓200的溫度設為300℃以上、進一步為350℃以上，便可使HCDS更充分地吸附於晶圓200上，俾可獲得更充分的成膜速度。又，若晶圓200的溫度超過700℃，則因CVD反應變強(轉由氣相反應支配)，導致膜厚均勻性容易惡化，造成其控制趨於困難。藉由將晶圓200的溫度設為700℃以下，便可抑制膜厚均勻性惡化，俾可進行控制。特別係藉由將晶圓200的溫度設為650℃以下、更進一步為600℃以下，便轉由表面反應支配，俾容易確保膜厚均勻性，使控制趨於容易。所以，晶圓200的溫度係
設為250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內的溫度為佳。
藉由在上述條件下對晶圓200供給HCDS氣體，便在晶圓200(表面的底層膜)上，形成含有既定元素(矽)與鹵素元素(氯)之初期層，例如厚度從未滿1原子層起至數原子層程度之含有氯(Cl)的含矽層(含Si層)。含Cl的含Si層係可為HCDS氣體吸附層、亦可為含Cl的矽層(Si層)、亦可為含有其二者。
此處，所謂「含Cl之Si層」係指除由矽(Si)構成之含Cl的連續層之外，尚包含不連續層、該等重疊而成的含Cl之矽薄膜的總稱。另外，亦有將由Si構成的含Cl之連續層，稱為含Cl之矽薄膜的情況。另外，構成含Cl之Si層的Si，係除與Cl的鍵結未被完全切斷者之外，尚亦包含與Cl的鍵結被完全切斷者。
再者，HCDS氣體的吸附層係除HCDS氣體的氣體分子連續的化學吸附層之外，尚包含有不連續的化學吸附層。即，HCDS氣體的吸附層係包含有：由HCDS分子構成的1分子層、或厚度未滿1分子層的化學吸附層。另外，構成HCDS氣體吸附層的HCDS(Si2Cl6)分子，亦包含Si與Cl的鍵結被部分切斷者(SixCly分子)。即，HCDS的吸附層係包含Si2Cl6分子及/或SixCly分子的連續的化學吸附層或不連續性化學吸附層。
另外，所謂「厚度未滿1原子層的層」係指不連續形成的原子層；
而所謂「厚度1原子層的層」係指連續的形成的原子層。又，所謂「厚度未滿1分子層的層」係指不連續形成的分子層；而所謂「厚度1分子層的層」係指連續的形成的分子層。
在HCDS氣體會自分解(熱分解)的條件下(即，會產生HCDS熱分解反應的條件下)，藉由Si沉積於晶圓200上而形成含有Cl的Si層。在HCDS氣體不會自分解(熱分解)的條件下(即，不會產生HCDS熱分解反應的條件下)，藉由HCDS氣體吸附於晶圓200上，便形成HCDS氣體的吸附層。另外，相較於在晶圓200上形成HCDS氣體之吸附層的情況下，於晶圓200上形成含有Cl的Si層比較能提高成膜速率，故屬較佳。
若在晶圓200上所形成之含有Cl的含Si層之厚度超過數原子層，後述步驟2與步驟3的改質作用便不會到達含有Cl的含Si層整體。又，在晶圓200上可形成的含有Cl之含Si層厚度最小值係未滿1原子層。所以，含有Cl的含Si層之厚度較佳係設為未滿1原子層至數原子層程度。另外，藉由含有Cl的含Si層之厚度設為1原子層以下(即1原子層或未滿1原子層)，後述步驟2與步驟3的改質反應作用便可相對的提高，可縮短步驟2與步驟3的改質反應所需要的時間。亦可縮短步驟1中形成含有Cl的含Si層所需要的時間。結果可縮短每1循環的處理時間，亦可縮短總計的處理時間。即，亦可提高成膜速率。又，藉由將含有Cl的含Si層厚度設為1原子層以下，亦可提高膜厚均勻性的控制性。
經形成作為初期層的含有Cl之含Si層後，關閉第1氣體供給管232a的閥243a，而停止HCDS氣體的供給。此時，在排氣管231的APC閥244仍開啟狀態下，利用真空泵246將處理室201內予以真空排氣，俾將在處理室201內殘留的未反應或參與初期層形成後的HCDS氣體，從處理室201內予以排除。另外，此時，在閥243f、243g、243h仍開啟狀態下，維持著當作惰性氣體的N2氣體朝處理室201內的供給。N2氣體係具有作為洗淨氣體的作用，藉此可提高將在處理室201內殘留的未反應或參與初期層形成後的HCDS氣體，從處理室201內予以排除之效果。
另外，亦可不將處理室201內所殘留的氣體完全排除，亦可不將處理室201內完全洗淨。若處理室201內殘留的氣體係微量，則在後續執行的步驟2中並不會造成不良影響。此時對處理室201內供給的N2氣體流量亦無必要設為大流量，例如藉由供給與反應管203(處理室201)容積相同程度的量，便可在步驟2中執行不會造成不良影響程度的洗淨。依此，藉由不將處理室201內完全洗淨，便可縮短洗淨時間、提升產能。又，亦可將N2氣體的消耗抑制為必要最小極限。
作為氯矽烷系原料氣體係除六氯二矽烷(Si2Cl6，簡稱：HCDS)氣體之外，亦可使用：四氯矽烷即四氯化矽(SiCl4，簡稱：STC)氣體、三氯矽烷(SiHCl3，簡稱：TCS)氣體、二氯矽烷(SiH2Cl2，簡稱：DCS)氣體、單氯矽烷(SiH3Cl，簡稱：MCS)氣體等無機原料氣體。作為惰性氣體係除N2氣體之外，亦可使用Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等惰
性氣體。
待步驟1結束並去除處理室201內的殘留氣體後，便開啟第2氣體供給管232b的閥243b，於第2氣體供給管232b內流通TEA氣體。在第2氣體供給管232b內流動的TEA氣體係利用MFC241b進行流量調整。經流量調整過的TEA氣體係從第2噴嘴249b的氣體供給孔250b供給給處理室201內。此時亦同時開啟閥243g，而在第2惰性氣體供給管232g內流通作為惰性氣體的N2氣體。在第2惰性氣體供給管232g內流動的N2氣體係利用MFC241g進行流量調整。經流量調整過的N2氣體係與TEA氣體一起被供給給處理室201內。
此時亦同時開啟第3氣體供給管232c的閥243c，而在第3氣體供給管232c內流通C3H6氣體。在第3氣體供給管232c內流動的C3H6氣體係利用MFC241c進行流量調整。經流量調整過的C3H6氣體係從第3噴嘴249c的氣體供給孔250c供給給處理室201內。此時亦同時開啟閥243h，而在第3惰性氣體供給管232h內流通當作惰性氣體的N2氣體。在第3惰性氣體供給管232h內流動的N2氣體係利用MFC241h進行流量調整。經流量調整過的N2氣體係與C3H6氣體一起被供給給處理室201內。
供給給處理室201內的TEA氣體及C3H6氣體，分別利用熱而被活化(激發)，並與從第2惰性氣體供給管232g及第3惰性氣體供給管
232h所供給的N2氣體，一起被從排氣管231排氣。此時，成為對晶圓200亦同時供給經利用熱而被活化的TEA氣體、及利用熱而被活化的C3H6氣體。
另外，此時為防止TEA氣體及C3H6氣體侵入於第1噴嘴249a內，便開啟閥243f，而在第1惰性氣體供給管232f內流通N2氣體。N2氣體係經由第1氣體供給管232a、第1噴嘴249a供給給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
此時，適當調整APC閥244，俾將處理室201內的壓力設為例如1~13300Pa、較佳係399~3990Pa範圍內的壓力。藉由將處理室201內的壓力設為此種較高壓力帶，便可在無電漿狀態使TEA氣體及C3H6氣體被熱活化。另外，藉由將TEA氣體及C3H6氣體經熱而活化後才供給，便可使產生軟性反應，而可軟性執行後述的改質。利用MFC241b控制的TEA氣體供給流量，係設為例如100~2000sccm範圍內的流量。利用MFC241c控制的C3H6氣體供給流量係設為例如100~10000sccm範圍內的流量。利用MFC241g、241h、241f控制的N2氣體供給流量，分別設定為例如100~10000sccm範圍內的流量。此時，處理室201內的TEA氣體分壓係設為0.01~12667Pa範圍內的壓力。又，此時處理室201內的C3H6氣體分壓係設為0.01~13168Pa範圍內的壓力。利用熱而使其活化的TEA氣體、及利用熱而使其活化的C3H6氣體，對晶圓200之供給時間，即氣體供給時間(照射時間)，係設為例如1~120秒、較佳係1~60秒範圍內的時間。此時的加熱器207溫度係與步驟1同樣，設定為將晶圓200的溫度成為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳
係350~600℃範圍內的溫度之溫度。
藉由在上述條件下對晶圓200供給TEA氣體，便可使在步驟1於晶圓200上所形成的作為初期層的含有Cl之含Si層、與TEA氣體進行反應。即，可使作為初期層的含有Cl之含Si層中所含鹵素元素(Cl)原子(Cl原子)、與TEA氣體中所含配位體(乙基)進行反應。藉此，可從初期層抽出(使分離)初期層中所含之Cl中至少其中一部分Cl，且使TEA氣體中所含複數乙基中至少其中一部分乙基從TEA氣體中分離。接著，可使經分離至少其中一部分乙基的TEA氣體之N、與初期層中所含的Si進行鍵結。即，使構成TEA氣體的N且脫離至少其中一部分乙基而形成具有懸鍵(dangling bond)的N、與形成初期層中所含具有懸鍵的Si、或已具有懸鍵的Si相鍵結，便可形成Si-N鍵結。又，此時，亦可使從TEA氣體中分離的乙基(-CH2CH3)中所含之C、與初期層中所含之Si相鍵結，而形成Si-C鍵結。該等結果，Cl從初期層中脫離，並且在初期層中重新取入N成分。又，此時在初期層中亦會重新取入C成分。
再者，藉由將對晶圓200供給C3H6氣體的步驟，係在與對晶圓200供給TEA氣體的步驟之同時實施，即藉由將供給C3H6氣體的步驟至少在TEA氣體供給期間實施，便在初期層中亦重新取入C3H6氣體中所含的C成分。即，藉由對晶圓200供給C3H6氣體，便在初期層表面上吸附C3H6氣體，此時在初期層中亦重新取入C3H6氣體中所含的C成分。另外，此時例如亦可使C3H6氣體中所含的C、與初期層中所含的Si進行鍵結，而形成Si-C鍵結。
藉由將TEA氣體及C3H6氣體在上述條件下進行供給，便可使作為初期層的含有Cl之含Si層、與TEA氣體及C3H6氣體適當地進行反應，俾可產生上述的一連串反應。然後，藉由該一連串反應，從初期層中脫離Cl，同時在初期層中重新取入N成分與C成分，作為初期層的含有Cl之含Si層便變化(被改質)為含有矽(Si)、氮(N)及碳(C)的第1層[即，氮碳化矽層(SiCN層)]。第1層係成為含有厚度未滿1原子層至數原子層程度之含有Si、N及C的層。另外，第1層係Si成分比例與C成分比例較多的層，即成為富Si、且富C的層。
另外，如上述，在第1層中不僅取入TEA氣體中所含的C成分，亦新取入C3H6氣體中所含的C成分。所以，第1層相較於在未對晶圓200供給C3H6氣體情況下將初期層改質而獲得的層(對晶圓200單獨供給TEA氣體而將初期層改質獲得的層)，成為層中的C成分更多之層，即成為更富C的層。
另外，當形成作為第1層之含有Si、N及C的層時，在含有Cl之含Si層中所含的氯(Cl)、與在TEA氣體或C3H6氣體中所含的氫(H)，於利用TEA氣體及C3H6氣體進行的含有Cl之含Si層的改質反應過程中，構成例如氯(Cl2)氣體或氫(H2)氣體或氯化氫(HCl)氣體等氣體狀物質，並經由排氣管231被從處理室201內排出。即，初期層中的Cl等雜質藉由被從初期層中抽出、或脫離，而成為從初期層分離。藉此，第1層相較於初期層，成為Cl等雜質較少的層。
在形成第1層後，便關閉第2氣體供給管232b的閥243b及第3氣體供給管232c的閥243c，停止TEA氣體及C3H6氣體的供給。此時，在排氣管231的APC閥244仍開啟狀態下，利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣，而將處理室201內所殘留的未反應、或參與第1層形成後的殘留氣體及反應副產物，從處理室201內予以排除。另外，此時，在閥243g、243h、243f仍開啟狀態下，維持作為惰性氣體的N2氣體朝處理室201內的供給。N2氣體具有作為洗淨氣體的作用，藉此可提高將處理室201內所殘留的未反應、或參與第1層形成後的殘留氣體及反應副產物，從處理室201內排除的效果。
另外，此時亦可不將處理室201內殘留的氣體完全排除，亦可不將處理室201內完全洗淨。若在處理室201內殘留的氣體屬微量，在後續施行的步驟3不會造成不良影響。此時，對處理室201內所供給的N2氣體流量亦無必要為大流量，例如藉由供給與反應管203(處理室201)容積相同程度的量，便可執行在步驟3中不會造成不良影響程度的洗淨。依此，藉由未將處理室201內完全洗淨，便可縮短洗淨時間，而可提升產能。又，N2氣體的消耗亦可抑制為必要最小極限。
作為胺系氣體係除三乙胺((C2H5)3N，簡稱：TEA)之外，較佳係尚可使用：二乙胺((C2H5)2NH，簡稱：DEA)、單乙胺(C2H5NH2，簡稱：MEA)等經氣化的乙胺系氣體；三甲胺((CH3)3N，簡稱：TMA)、二甲胺((CH3)2NH，簡稱：DMA)、單甲胺(CH3NH2，簡稱：MMA)等經氣化的甲胺系氣體；三丙胺((C3H7)3N，簡稱：TPA)、二丙胺((C3H7)2NH，簡
稱：DPA)、單丙胺(C3H7NH2，簡稱：MPA)等經氣化的丙胺系氣體；三異丙胺([(CH3)2CH]3N，簡稱：TIPA)、二異丙胺([(CH3)2CH]2NH，簡稱：DIPA)、單異丙胺((CH3)2CHNH2，簡稱：MIPA)等經氣化的異丙胺系氣體；三丁胺((C4H9)3N，簡稱：TBA)、二丁胺((C4H9)2NH，簡稱：DBA)、單丁胺(C4H9NH2，簡稱：MBA)等經氣化的丁胺系氣體；或三異丁胺([(CH3)2CHCH2]3N，簡稱：TIBA)、二異丁胺([(CH3)2CHCH2]2NH，簡稱：DIBA)、單異丁胺((CH3)2CHCH2NH2，簡稱：MIBA)等經氣化的異丁胺系氣體。即作為胺系氣體較佳係可使用例如：(C2H5)xNH3-x、(CH3)xNH3-x、(C3H7)xNH3-x、[(CH3)2CH]xNH3-x、(C4H9)xNH3-x、[(CH3)2CHCH2]xNH3-x(式中，x係1~3的整數)中之至少1種氣體。
另外，作為胺系氣體較佳係使用由碳(C)、氮(N)及氫(H)等3元素構成，且其組成式中(1分子中)的C原子數較多於N原子數的氣體。即，作為胺系氣體較佳係使用包含TEA、DEA、MEA、TMA、DMA、TPA、DPA、MPA、TIPA、DIPA、MIPA、TBA、DBA、MBA、TIBA、DIBA及MIBA之群組中選擇之含有至少1個胺的氣體。
當第1處理氣體係使用如HCDS氣體等，含有既定元素(Si)與鹵素元素(Cl)的氯矽烷系原料氣體時，藉由使用如TEA氣體或DEA氣體等，由C、N及H等3元素構成、且其組成式中(1分子中)的C原子數較多於N原子數的胺系氣體作為第2處理氣體，便可提高步驟2所形成之第1層中的C濃度，即提高後述依既定次數實施步驟所形成的SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
相對於此，當第1處理氣體係使用如HCDS氣體等，含有Si與Cl的氯矽烷系原料氣體時，使用如MMA氣體等胺系氣體、或後述MMH氣體或DMH氣體等有機聯氨系氣體等等，由C、N及H等3元素構成、且其組成式中(1分子中)的C原子數沒有多於N原子數的氣體作為第2處理氣體時，第1層中的C濃度(即，SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度)，並無法獲得於使用由C、N及H等3元素構成、且其組成式中(1分子中)的C原子數較多於N原子數的胺系氣體作為第2處理氣體時之提高程度，較難實現適當的C濃度。
再者，作為胺系氣體較佳係使用其組成式中(1分子中)具有複數含C原子之配位體的氣體，即其組成式中(1分子中)複數具有烷基等碳化氫基的氣體。具體而言，作為胺系氣體較佳係使用其組成式中(1分子中)，含C原子的配位體(烷基等之碳化氫基)具有3個或2個之氣體，較佳係使用例如包含TEA、DEA、TMA、DMA、TPA、DPA、TIPA、DIPA、TBA、DBA、TIBA及DIBA之群組中選擇之至少含有1個胺的氣體。
作為第1處理氣體係使用如HCDS氣體，含有Si與Cl的氯矽烷系原料氣體時，藉由使用如TEA氣體或DEA氣體等，由C、N及H等3元素構成、且其組成式中(1分子中)複數具有含C原子之配位體的胺系氣體，即其組成式中(1分子中)複數具有烷基等碳化氫基的胺系氣體作為第2處理氣體，便可更加提高第1層中的C濃度，即提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
相對於此，作為第1處理氣體係使用如HCDS氣體等，含有Si與Cl的氯矽烷系原料氣體時，使用如MMA氣體等胺系氣體、或後述MMH氣體等有機聯氨系氣體等等，其組成式中(1分子中)沒有複數具有含C原子之配位體的氣體作為第2處理氣體時，第1層中的C濃度(即SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度)，並無法獲得於使用其組成式中(1分子中)複數具有含C原子之配位體的胺系氣體作為第2處理氣體時之提高程度，較難實現適當的C濃度。
另外，藉由使用如DEA氣體等，其組成式中(1分子中)具有2個含C原子之配位體(烷基等之碳化氫基)的胺系氣體作為第2處理氣體，相較於使用如TEA氣體等，其組成式中(1分子中)具有3個含C原子之配位體(烷基等之碳化氫基)的胺系氣體作為第2處理氣體之情況下，可提升循環速率(每單位循環所形成的SiOCN層或SiOC層厚度)，又可提高第1層中N濃度對C濃度的比(N濃度/C濃度比)，即提高SiOCN膜或SiOC膜中N濃度對C濃度的比(N濃度/C濃度比)。
相反的，藉由使用如TEA氣體等，其組成式中(1分子中)具有3個含C原子之配位體(烷基等之碳化氫基)的胺系氣體作為第2處理氣體，相較於使用如DEA氣體等，其組成式中(1分子中)具有2個含C原子之配位體(烷基等之碳化氫基)的胺系氣體作為第2處理氣體情況下，可提高第1層中C濃度對N濃度的比(C濃度/N濃度比)，即提高SiOCN膜或SiOC膜中C濃度對N濃度的比(C濃度/N濃度比)。
即，藉由適當改變第2處理氣體中所含有的含C原子之配位體個
數(烷基等之碳化氫基個數)(即第2處理氣體的氣體種類)，便可微調整循環速率、及所形成之SiOCN膜或SiOC膜中的N濃度與C濃度。
再者，作為第3處理氣體係除丙烯(C3H6)氣體之外，尚可使用乙炔(C2H2)氣體或乙烯(C2H4)氣體等碳化氫系氣體，即未含氮的含碳氣體。
藉由使用如C3H6氣體，其組成式中(1分子中)含有C原子但未含N原子的碳化氫系氣體作為第3處理氣體，當在步驟2中對晶圓200供給第3處理氣體時，可抑制初期層中(即第1層中)被添加源自第3處理氣體的N成分。即可將對第1層中添加N成分時的氮源僅為第2處理氣體。結果可抑制在後述既定次數實施步驟中所形成之SiOCN膜或SiOC膜中的N濃度增加情形，且能提高其C濃度。
如以上所述，藉由分別適當選擇第2處理氣體的氣體種類(組成)及第3處理氣體的氣體種類(組成)，便可提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
另外，為能更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度，最好例如將對晶圓200同時供給TEA氣體及C3H6氣體時的處理室201內之壓力，設定為較大於在步驟1對晶圓200供給HCDS氣體時的處理室201內之壓力，更佳係較大於後述步驟3中，對晶圓200供給O2氣體時的處理室201內之壓力。另外，此情況，步驟3中，對晶圓200供給O2氣體時的處理室201內之壓力，較佳係大於在步驟1中，對晶圓200供給HCDS氣體時的處理室201內之壓力。即，將對晶圓200供給HCDS
氣體時的處理室201內之壓力作為P1[Pa]、對晶圓200供給TEA氣體及C3H6氣體時的處理室201內之壓力作為P2[Pa]、對晶圓200供給O2氣體時的處理室201內之壓力作為P3[Pa]時，壓力P1~P3較佳係分別設定為滿足P2>P1、P3的關係，更佳係分別設定為滿足P2>P3>P1的關係。即，對晶圓200供給TEA氣體及C3H6氣體時的處理室201內之壓力，較佳係在步驟1~3中呈最高。C3H6氣體等之碳化氫系氣體雖具有對初期層較難吸附的傾向，但藉由將步驟1~3中的處理室201內之壓力設定為如上述，便可促進C3H6氣體對初期層的吸附，又可促進初期層與TEA氣體的反應，結果可更加提高步驟2所形成第1層中的C濃度，即更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
相反的，在適當地抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量時，將對晶圓200供給TEA氣體及C3H6氣體時的處理室201內之壓力，設定為在後述步驟3中，對晶圓200供給O2氣體時的處理室201內之壓力以下的壓力，且設定為在步驟1中，對晶圓200供給HCDS氣體時的處理室201內之壓力以下之壓力係較佳。即，將上述壓力P1~P3設定為滿足P3≧P2之關係、進而設定為滿足P3、P1≧P2的關係係較佳。
即，藉由適當控制供給TEA氣體及C3H6氣體時的處理室201內之壓力，即藉由適當控制供給C3H6氣體步驟中的處理室201內之壓力及供給TEA氣體步驟中的處理室201內之壓力，便可微調整所形成之SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
再者，所形成之SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度，不僅依如上述
控制著供給TEA氣體及C3H6氣體時的處理室201內之壓力進行微調整，尚可藉由控制TEA氣體及C3H6氣體的供給時間可供給流量等之供給條件進行微調整。
例如步驟2中，藉由延長供給TEA氣體及C3H6氣體時的氣體供給時間、及增加TEA氣體及C3H6氣體的供給流量，便可更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。又，例如藉由增加C3H6氣體供給流量對TEA氣體供給流量的比例(即藉由將處理室201內的C3H6氣體分壓設為較大於TEA氣體分壓)，便可提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
又例如步驟2中，藉由縮短供給TEA氣體及C3H6氣體時的氣體供給時間、及減小TEA氣體及C3H6氣體的供給流量，便可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量。又，例如藉由減小C3H6氣體供給流量對TEA氣體供給流量的比例(即藉由將處理室201內的C3H6氣體分壓設為較小於TEA氣體分壓)，便可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量。
依此，藉由控制著供給TEA氣體及C3H6氣體步驟中的供給條件(氣體的供給時間、供給流量、分壓、處理室201內的壓力等)，便可微調整SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
作為惰性氣體係除N2氣體之外，尚可使用Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等惰性氣體。
待步驟2結束並去除處理室201內的殘留氣體後，開啟第4氣體供給管232d的閥243d，在第4氣體供給管232d內流通O2氣體。在第4氣體供給管232d內流動的O2氣體，係利用MFC241d進行流量調整。經流量調整的O2氣體在第3氣體供給管232c內流動，並從第3噴嘴249c的氣體供給孔250c供給給處理室201內。供給給處理室201內的O2氣體係利用熱被活化(激發)，再被從排氣管231排氣。此時形成對晶圓200供給利用熱而被活化的O2氣體。此時同時開啟閥243h，而在第3惰性氣體供給管232h內流通N2氣體。N2氣體係與O2氣體一起供給給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
另外，此時為防止O2氣體侵入於第1噴嘴249a、第2噴嘴249b內，便開啟閥243f、243g，朝第1惰性氣體供給管232f、第2惰性氣體供給管232g內流通N2氣體。N2氣體係經由第1氣體供給管232a、第2氣體供給管232b、第1噴嘴249a、第2噴嘴249b供給給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
此時，適當調整APC閥244，而將處理室201內的壓力設為例如1~3000Pa範圍內的壓力。藉由將處理室201內的壓力設為此種較高壓力帶，便可無電漿地使O2氣體被熱活化。另外，藉由O2氣體經熱而活化後才供給，便可使產生軟性反應，而可軟性執行後述的氧化。利用MFC241d進行控制的O2氣體供給流量，係設為例如100~10000sccm
範圍內的流量。利用MFC 241h、241f、241g進行控制的N2氣體供給流量，分別設定為例如100~10000sccm範圍內的流量。此時處理室201內的O2氣體分壓係設為0.01~2970Pa範圍內的壓力。利用熱而活化的O2氣體對晶圓200之供給時間，即氣體供給時間(照射時間)，係設為例如1~120秒、較佳係1~60秒範圍內的時間。此時加熱器207的溫度係與步驟1~2同樣的，設定為將晶圓200的溫度成為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內的溫度之溫度。
此時在處理室201內流通的氣體係藉由提高處理室201內的壓力而被熱活化的O2氣體，在處理室201內並沒有流通HCDS氣體與TEA氣體與C3H6氣體。所以，O2氣體不會引發氣相反應，被活化的O2氣體會與在步驟2中於晶圓200上所形成含有Si、N及C的第1層之至少其中一部分進行反應。藉此，第1層會被氧化，而被改質為含有Si、O、C及N的層[即氮碳氧化矽層(SiOCN層)]、或含有Si、O及C的層[即碳氧化矽層(SiOC層)]作為第2層。
另外，藉由使O2氣體利用熱而活化並流通於處理室201內，便可將第1層予以熱氧化而使其改質(變化)為SiOCN層或SiOC層。此時，在第1層中添加O成分，並使第1層被改質為SiOCN層或SiOC層。另外，此時藉由利用O2氣體進行的熱氧化作用，第1層的Si-O鍵結會增加，另一方面，Si-N鍵結、Si-C鍵結及Si-Si鍵結會減少，而使第1層中的N成分比例、C成分比例及Si成分比例減少。又，此時藉由延長熱氧化時間、或提高熱氧化的氧化力，便可使大部分的N成分脫離而使N成分減少至雜質水準、或使N成分實質地消滅。即，在使O
濃度增加的方向上、且使N濃度、C濃度及Si濃度減少的方向上，而使組成比變化之情況下，能同時使第1層改質為SiOCN層或SiOC層。又，此時藉由控制氣體供給時間、供給流量、分壓、處理室201內的壓力等處理條件，便可微調整SiOCN層或SiOC層中的O成分比例(即O濃度)，俾能更精密地控制SiOCN層或SiOC層的組成比。
另外，得知利用步驟1、2所形成之第1層的C成分，相較於N成分呈富含狀態。例如亦有於某實驗中C濃度成為N濃度的2倍以上之情況。即藉由利用O2氣體進行的熱氧化作用，於第1層的N成分完全脫離之前(即仍殘留N成分的狀態)停止氧化，藉此第1層會殘留C成分與N成分，俾使第1層被改質為SiOCN層。又，藉由利用O2氣體進行的熱氧化作用，即便於第1層的大部分的N成分脫離結束的階段，第1層中仍會有C成分殘留，藉由在此狀態停止氧化，第1層便會被改質為SiOC層。即，藉由控制氣體供給時間(氧化處理時間)或氧化力，便可控制C成分的比例(即C濃度)，能在控制組成比的情況下，形成SiOCN層及SiOC層中之任一層。又，此時藉由控制著氣體供給時間、供給流量、分壓、處埋室201內的壓力等處理條件，便可微調整SiOCN層或SiOC層中的O成分比例(即O濃度)，便可更精密地控制SiOCN層或SiOC層的組成比。
另外，此時較佳係使第1層的氧化反應未飽和。例如當在步驟1、2形成厚度未滿1原子層至數原子層程度的第1層時，最好使該第1層的一部分氧化。此情況，依使厚度未滿1原子層至數原子層程度的第1層不會整體被氧化的方式，在第1層的氧化反應呈不飽和之條件
下進行氧化。
另外，為使第1層的氧化反應呈不飽和時，雖然，只要將步驟3的處理條件設為上述處理條件便可，但進一步將步驟3的處理條件設為下述處理條件，便可輕易地使第1層的氧化反應呈不飽和。
晶圓溫度：500~650℃
處理室內壓力：133~2666Pa
O2氣體分壓：33~2515Pa
O2氣體供給流量：1000~5000sccm
N2氣體供給流量：300~3000sccm
O2氣體供給時間：6~60秒
在形成第2層後，關閉第4氣體供給管232d的閥243d，而停止O2氣體的供給。此時，於仍開啟排氣管231的APC閥244狀態下，利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣，而將處理室201內殘留的未反應、或參與第2層形成後的O2氣體與反應副產物從處理室201內排除。另外，此時在閥243h、243f、243g仍開啟的狀態下，維持N2氣體對處理室201內的供給。N2氣體係具有當作洗淨氣體的作用，藉此可提高將處理室201內殘留的未反應、或參與第2層形成後的O2氣體與反應副產物，從處理室201內排除的效果。
另外，此時亦可不將處理室201內殘留的氣體完全排除，亦可不
將處理室201內完全洗淨。若在處理室201內殘留的氣體屬微量，則在後續施行的步驟1中不會造成不良影響。此時，對處理室201內所供給的N2氣體流量亦無必要為大流量，例如藉由供給與反應管203(處理室201)容積相同程度的量，便可執行在步驟1中不會造成不良影響程度的洗淨。依此，藉由不將處理室201內完全洗淨，便可縮短洗淨時間，俾能提升產能。又，N2氣體的消耗亦可抑制為必要最小極限。
作為含氧氣體係除O2氣體之外，尚可使用：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)氣體+氧(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。作為惰性氣體係除N2氣體之外，尚可使用：Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等惰性氣體。
將上述步驟1~3作為1循環，藉由施行該循環1次以上(既定次數)，便可在晶圓200上形成既定組成及既定膜厚之含Si、O、C及N的膜[即氮碳氧化矽膜(SiOCN膜)]、或含Si、O及C的膜[即碳氧化矽膜(SiOC膜)]。另外，上述循環最好重複施行複數次。即，最好將每1循環所形成的SiOCN層或SiOC層的厚度設為較小於所需膜厚，而複數次重複施行上述循環直到成為所需膜厚為止。
另外，複數次施行循環時，至少在第2循環以後的各步驟中，記載為「對晶圓200供給既定氣體」的部分，係指「對在晶圓200上所形成的層(即對作為積層體的晶圓200之最表面)供給既定氣體」；而記
載為「在晶圓200上形成既定層」的部分，係指「在晶圓200上所形成的層上(即在作為積層體的晶圓200之最表面上)形成既定層」。就此點而言係如上述。另外，此點在後述的各變化例、其他實施形態中亦同。
若施行形成具有既定組成之既定膜厚的SiOCN膜或SiOC膜的成膜處理，便開啟閥243f、243g、243h，分別從第1惰性氣體供給管232f、第2惰性氣體供給管232g、第3惰性氣體供給管232h，將作為惰性氣體的N2氣體供給給處理室201內，再從排氣管231排氣。N2氣體係具有洗淨氣體的作用，藉此處理室201內便利用惰性氣體洗淨，使處理室201內殘留的氣體與反應副產物被從處理室201內除去(洗淨)。然後，處理室201內的環境被置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，處理室201內的壓力回歸於常壓(回歸大氣壓)。
然後，利用晶舟升降機115使密封蓋219下降，使反應管203下端呈開口，且在處理完畢之晶圓200由晶舟217支撐的狀態下，被從反應管203的下端搬出於反應管203外部(晶舟卸載)。然後，處理完畢之晶圓200被從晶舟217中取出(晶圓退出)。
根據本實施形態，可達以下所示之1項或複數項效果。
(a)根據本實施形態，藉由將對晶圓200供給當作第3處理氣體之碳化氫系氣體(C3H6氣體)的步驟，與對晶圓200供給當作第2處理氣體之胺系氣體(TEA氣體)的步驟同時實施，即藉由將供給C3H6氣體的步驟至少在TEA氣體的供給期間中實施，便可在第1層中不僅添加胺系氣體中所含之C成分，亦可新添加C3H6氣體中所含的C成分。藉此，可提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
(b)根據本實施形態，藉由同時實施對晶圓200供給C3H6氣體的步驟、與對晶圓200供給TEA氣體的步驟，相較於將該等步驟個別進行的情況下，可縮短每1循環的所需時間。藉此，可避免形成SiOCN膜或SiOC膜時的產能降低，俾能避免成膜處理的生產性降低。
(c)根據本實施形態，藉由使用組成式中(1分子中)含有C原子但沒有含N原子的碳化氫系氣體(C3H6氣體)作為第3處理氣體，而當在步驟2對晶圓200供給第3處理氣體時，可抑制第1層中被添加N成分之情況。藉此，可抑制SiOCN膜或SiOC膜中的N濃度之增加，而能輕易地提高其C濃度。
(d)根據本實施形態，藉由適當控制供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟中之供給條件(氣體的供給時間、供給流量、處理室201內的壓力、C3H6氣體的分壓等)，便可微調整SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
例如藉由將步驟2中對晶圓200供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟時之處理室201內的壓力，設定為較大於步驟1中對晶圓200供給
HCDS氣體的步驟時之處理室201內的壓力，便可更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。又，藉由將對晶圓200供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟時之處理室201內的壓力，設定為較大於步驟3中對晶圓200供給O2氣體的步驟時之處理室201內的壓力，便可進一步提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
又例如藉由將步驟2中對晶圓200供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟時之處理室201內的壓力，設定為步驟3中對晶圓200供給O2氣體的步驟時之處理室201內的壓力以下之壓力，或設定為步驟1中對晶圓200供給HCDS氣體的步驟時之處理室201內的壓力以下之壓力，便可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量。
再者，例如在步驟2中，藉由延長供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟中之TEA氣體及C3H6氣體之氣體供給時間、或增加TEA氣體及C3H6氣體的供給流量，便可更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。又，例如藉由增加供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟中C3H6氣體供給流量對TEA氣體供給流量的比例(C3H6氣體供給流量/TEA氣體供給流量)，即藉由將處理室201內的C3H6氣體分壓設為較大於TEA氣體分壓，便可抑制SiOCN膜或SiOC膜中的N濃度增加，且有效率地提高C濃度。
再者，例如在步驟2中，藉由縮短供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟中之TEA氣體及C3H6氣體的氣體供給時間、或減小TEA氣體及C3H6氣體的供給流量，便可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度
增加量。又，例如藉由減小C3H6氣體供給流量對TEA氣體供給流量的比例(C3H6氣體供給流量/TEA氣體供給流量)，即將處理室201內的C3H6氣體分壓設為較小於TEA氣體分壓，俾可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量。
(e)根據本實施形態，藉由使用由C、N及H等3元素構成、且未含有Si及金屬的胺系氣體之TEA氣體在為第2處理氣體，便可提升形成SiOCN膜或SiOC膜時的反應控制性(特別係組成控制性)。即使用TEA氣體作為第2處理氣體的本實施形態之成膜序列，相較於使用例如由鉿(Hf)、C、N及H等4元素構成的四(乙基甲基胺基)鉿(Hf[N(C2H5)(CH3)]4、簡稱：TEMAH)氣體等作為第2處理氣體之成膜序列，可使於第2處理氣體與含有Cl的含Si層進行反應而形成第1層時的反應控制性(特別係組成控制性)提升。藉此，可輕易地進行SiOCN膜或SiOC膜的組成控制。
(f)根據本實施形態，藉由使用由C、N及H等3元素構成、且未含有Si及金屬的胺系氣體之TEA氣體作為第2處理氣體，便可降低所形成之SiOCN膜或SiOC膜中的雜質濃度。即，使用TEA氣體作為第2處理氣體的本實施形態之成膜序列，相較於使用例如由Hf、C、N及H等4元素構成的TEMAH氣體等作為第2處理氣體之成膜序列，可降低藉由第2處理氣體與含有Cl的含Si層之反應而形成之第1層中的雜質元素混入機率，而可降低所形成之SiOCN膜或SiOC膜中的雜質濃度。
(g)根據本實施形態，藉由使用由C、N及H等3元素構成、且未含有Si及金屬的胺系氣體之TEA氣體作為第2處理氣體，便分別可提升SiOCN膜或SiOC膜在晶圓200面內及晶圓200面間的膜厚均勻性。即，由C、N及H等3元素構成的TEA氣體，相較於例如由Hf、C、N及H等4元素構成的TEMAH氣體等，因為對含有Cl的含Si層具有較高反應性，因而使用TEA氣體作為第2處理氣體的本實施形態之成膜序列，可在跨遍晶圓200面內及晶圓200面間，確實且均勻地進行第2處理氣體與含有Cl之含Si層的反應。結果分別可提升SiOCN膜或SiOC膜在晶圓200面內及晶圓200面間的膜厚均勻性。
(h)根據本實施形態，藉由執行交錯1次步驟1、2，而形成含Si、N及C的第1層後，再藉由供給作為第4處理氣體之含氧氣體的O2氣體使第1層氧化，並進行改質為作為第2層的SiOCN層或SiOC層之步驟3，便可調整所形成之SiOCN膜或SiOC膜中的O、C及N的組成比。另外，此時，藉由使O2氣體利用熱而活化後而供給，便可利用熱氧化的作用，可增加SiOCN膜或SiOC膜中的Si-O鍵結，另一方面，減少Si-C鍵結、Si-N鍵結及Si-Si鍵結。即，在使O濃度增加的方向上、且使N濃度、C濃度及Si濃度減少的方向上，能使組成比變化。又，此時，藉由延長熱氧化時間、或提高熱氧化的氧化力，便可在更增加O濃度的方向上，且更減少N濃度、C濃度及Si濃度的方向上，使組成比變化。又，此時，藉由控制著氣體供給時間、供給流量、分壓、處理室201內的壓力等處理條件，便可微調整SiOCN膜或SiOC膜中的O成分比例(即O濃度)，而可更精密地控制SiOCN膜或SiOC膜的組成比。藉由該等便可調整所形成之SiOCN膜或SiOC膜的介電
常數、或提升蝕刻耐性、或提升漏電耐性。
使用圖4、圖5說明的上述成膜序列，係針對同時實施供給作為第3處理氣體之碳化氫系氣體(C3H6氣體)的步驟、與供給作為第2處理氣體之胺系氣體(TEA氣體)的步驟之例，即將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體供給期間實施，在TEA氣體停止供給期間不實施的例子進行說明，惟本實施形態的成膜序列並不僅侷限於該態樣，亦可如下述變更。
例如圖5所示變化例1般，在步驟2中，將供給C3H6氣體的步驟係較供給TEA氣體的步驟更先實施，且與供給TEA氣體的步驟同時實施。即，在步驟2中，供給C3H6氣體的步驟亦可分別在TEA氣體開始供給前的期間及TEA氣體供給期間實施，而在TEA氣體供給結束後的期間則不實施。
再者，例如圖5所示變化例2般，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟與供給TEA氣體的步驟同時實施，且在供給TEA氣體的步驟結束後實施。即，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體開始供給前的期間不實施，而分別在TEA氣體供給期間及TEA氣體結束供給後的期間實施。
再者，例如圖5所示變化例3般，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟較供給TEA氣體的步驟先行實施，又與供給TEA氣體的
步驟同時實施，更在供給TEA氣體的步驟結束後實施。即，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟分別在TEA氣體開始供給前的期間、TEA氣體供給期間、TEA氣體供給結束後的期間實施。
再者，例如圖5所示變化例4般，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟僅在較供給TEA氣體的步驟先行實施，並不與供給TEA氣體的步驟同時實施。即，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟僅在TEA氣體開始供給前的期間才實施，但在TEA氣體供給期間及TEA氣體開始供給後的期間則均不實施。
再者，例如圖5所示變化例5般，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟不與供給TEA氣體的步驟同時實施，而僅在供給TEA氣體的步驟結束後實施。即，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體開始供給前的期間及TEA氣體供給期間分別不實施，而僅在TEA氣體供給結束後的期間實施。
再者，例如圖5所示變化例6般，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟較供給TEA氣體的步驟先行實施，但並不與供給TEA氣體的步驟同時實施，而是在供給TEA氣體的步驟結束後實施。即，在步驟2中，亦可將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體供給期間不實施，而是分別在TEA氣體開始供給前及供給結束後實施。
即使於該等變化例中亦可達與使用圖4、圖5所說明之上述成膜序列同樣的效果。即將供給C3H6氣體的步驟即便不僅在TEA氣體供給
期間實施，就連TEA氣體停止供給期間亦實施，又即便在TEA氣體供給期間不實施，而是在TEA氣體停止供給期間實施，仍可提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。又，可更加精密控制膜中的Si成分、N成分、C成分、O成分比例，俾能提升SiOCN膜或SiOC膜的組成比控制性。
另外，該等變化例係藉由適當控制在TEA氣體供給期間及/或停止供給期間，所施行供給C3H6氣體步驟的供給條件(氣體的供給時間、供給流量、處理室201內的壓力、C3H6氣體分壓等)，便可微調整SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
例如步驟2中，藉由將供給C3H6氣體的步驟係在TEA氣體停止供給期間才實施的步驟中之將處理室201內的壓力設定為較大於供給TEA氣體的步驟(TEA氣體供給期間)的處理室201內之壓力，便可更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。即，藉由將供給C3H6氣體的步驟較供給TEA氣體的步驟先行實施之步驟中之處理室201內的壓力設定為較大於供給TEA氣體的步驟中之處理室201內的壓力，便可更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。又，藉由將供給C3H6氣體的步驟在供給TEA氣體的步驟結束後才實施之步驟中之處理室201內的壓力設定為較大於供給TEA氣體的步驟時之處理室201內的壓力，便可更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
再者，例如在步驟2中，藉由將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體停止供給期間實施的步驟中之處理室201內的壓力設定為供給TEA
氣體的步驟(TEA氣體供給期間)時的處理室201內之壓力以下的壓力，便可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量。即，藉由將供給C3H6氣體的步驟較供給TEA氣體的步驟先行實施的步驟中之處理室201內的壓力設定為供給TEA氣體的步驟時之處理室201內的壓力以下之壓力，便可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量。又，藉由將供給C3H6氣體的步驟在供給TEA氣體的步驟結束後才實施的步驟中之處理室201內的壓力設定為供給TEA氣體的步驟時之處理室201內的壓力以下之壓力，便可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量。
再者，例如在步驟2中，藉由將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體停止供給期間才實施的步驟中之C3H6氣體的氣體供給時間延長、或增加C3H6氣體的供給流量，便可更加提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。
再者，例如在步驟2中，藉由將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體停止供給期間才實施的步驟中之C3H6氣體的氣體供給時間縮短、或減小C3H6氣體的供給流量，便可適當抑制SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度增加量。
另外，根據該等變化例，供給TEA氣體的步驟中，不會有處理室201內的壓力過大、或TEA氣體的供給時間過久、或TEA氣體的供給流量過大情形，而能提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。即，藉由一邊將供給TEA氣體的步驟中之供給條件(氣體的供給時間、供給流
量、處理室201內的壓力、TEA氣體分壓等)設定於適當範圍內，一邊適當控制在TEA氣體停止供給期間才實施之供給C3H6氣體之步驟的供給條件(氣體的供給時間、供給流量、處理室201內的壓力、C3H6氣體分壓等)，藉此便可提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度。又，能減少較高價之TEA氣體的消耗量，俾可降低基板處理成本。
其次，針對本發明第2實施形態進行說明。
上述第1實施形態中，針對使用氧化氣體(O2氣體)作為第4處理氣體，在晶圓200上形成既定組成與既定膜厚之氮碳氧化矽膜或碳氧化矽膜的例子進行說明，但本實施形態中，針對使用氮化氣體(NH3氣體)作為第4處理氣體，在晶圓200上形成既定組成與既定膜厚之氮碳化矽膜的例子進行說明。
即，本實施形態針對藉由既定次數(n次)執行包括有下述步驟的循環，而在晶圓200上形成至少含有既定元素及碳的膜之既定組成及既定膜厚的氮碳化矽膜(SiCN膜)例子進行說明。該等步驟係如下述：對晶圓200供給當作第1處理氣體之屬於氯矽烷系原料氣體的HCDS氣體之步驟；對晶圓200供給當作第2處理氣體之屬於胺系氣體的TEA氣體之步驟；對晶圓200供給當作第3處理氣體之屬於碳化氫系氣體的C3H6氣體之步驟；以及
對晶圓200供給當作第4處理氣體之屬於氮化氣體的NH3氣體之步驟。
又，此處針對將供給C3H6氣體的步驟與供給TEA氣體的步驟同時實施之例子(即將供給C3H6氣體的步驟不在TEA氣體供給期間實施，而在TEA氣體停止供給期間不實施的例子)進行說明。
另外，本實施形態不同於第1實施形態之處，僅在於步驟3中，使用經熱而使其活化的NH3氣體作為第4處理氣體這一點，其餘均與第1實施形態相同。以下，針對本實施形態的步驟3進行說明。
待步驟2結束並去除處理室201內的殘留氣體後，開啟第5氣體供給管232e的閥243e，在第5氣體供給管232e內流通NH3氣體。在第5氣體供給管232e內流動的NH3氣體，係利用MFC241e進行流量調整。經流量調整的NH3氣體係在第3氣體供給管232c內流動，並從第3噴嘴249c的氣體供給孔250c供給給處理室201內。供給給處理室201內的NH3氣體係利用熱被活化(激發)，再被從排氣管231排氣。此時形成對晶圓200供給利用熱而被活化的NH3氣體。此時同時開啟閥243h，而在第3惰性氣體供給管232h內流通N2氣體。N2氣體係與NH3氣體一起供給給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
另外，此時為防止NH3氣體侵入於第1噴嘴249a、第2噴嘴249b內，便開啟閥243f、243g，朝第1惰性氣體供給管232f、第2惰性氣
體供給管232g內流通N2氣體。N2氣體係經由第1氣體供給管232a、第2氣體供給管232b、第1噴嘴249a、第2噴嘴249b供給給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
此時，適當調整APC閥244，而將處理室201內的壓力設為例如1~3000Pa範圍內的壓力。藉由將處理室201內的壓力設為此種較高壓力帶，便可無電漿地使NH3氣體被熱活化。另外，藉由NH3氣體經熱活化後才供給，便可使其產生軟性反應，而可軟性地執行後述的氮化。利用MFC241e進行控制的NH3氣體供給流量，係設為例如100~10000sccm範圍內的流量。利用MFC241h、241f、241g進行控制的N2氣體供給流量，分別設定為例如100~10000sccm範圍內的流量。此時處理室201內的NH3氣體分壓係設為0.01~2970Pa範圍內的壓力。利用熱而活化的NH3氣體對晶圓200之供給時間，即氣體供給時間(照射時間)，係設為例如1~120秒、較佳係1~60秒範圍內的時間。此時加熱器207的溫度係與步驟1~2同樣的，設定為將晶圓200的溫度成為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內的溫度之溫度。
此時在處理室201內流通的氣體係藉由提高處理室201內的壓力而被熱活化的NH3氣體，在處理室201內並沒有流通HCDS氣體、TEA氣體及C3H6氣體。所以，NH3氣體不會引發氣相反應，被活化的NH3氣體會與在步驟2中於晶圓200上所形成之含有Si、N及C的第1層之至少其中一部分進行反應。藉此，第1層被氮化，而被改質為作為第2層之含Si、C及N的層[即氮碳化矽層(SiCN層)]。
另外，藉由使NH3氣體利用熱而活化並流通於處理室201內，便可將第1層予以熱氮化而使其改質(變化)為SiCN層。此時，一邊增加第1層中之N成分比例，一邊使第1層被改質為SiCN層。另外，此時藉由利用NH3氣體進行的熱氮化作用，第1層的Si-N鍵結會增加，另一方面，Si-C鍵結及Si-Si鍵結減少，而使第1層中的C成分比例與Si成分比例減少。即，能在使N濃度增加的方向上、且使C濃度及Si濃度減少的方向上，一邊使組成比變化，一邊使第1層改質為SiCN層。又，此時藉由控制著氣體供給時間、供給流量、分壓、處理室201內的壓力等處理條件，便可微調整SiCN層中的N成分比例(即N濃度)，俾能更精密地控制SiCN層的組成比。
另外，此時較佳係使第1層的氮化反應不飽和。例如當由步驟1、2形成厚度未滿1原子層至數原子層程度的第1層時，最好使該第1層其中一部分氮化。此情況，依厚度未滿1原子層至數原子層程度的第1層不會整體被氮化的方式，於第1層的氮化反應為不飽和之條件下進行氮化。
另外，為使第1層的氮化反應為不飽和時，雖然只要將步驟3的處理條件設為上述處理條件便可，但進而將步驟3的處理條件設為下述處理條件，藉此便可輕易地使第1層的氮化反應為不飽和。
晶圓溫度：500~650℃
處理室內壓力：133~2666Pa
NH3氣體分壓：33~2515Pa
NH3氣體供給流量：1000~5000sccm
N2氣體供給流量：300~3000sccm
NH3氣體供給時間：6~60秒
在形成第2層後，關閉第5氣體供給管232e的閥243e，而停止NH3氣體的供給。此時，於開啟排氣管231的APC閥244狀態下，利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣，而將處理室201內殘留的未反應、或參與第2層形成後的NH3氣體與反應副產物從處理室201內排除。另外，此時在閥243h、243f、243g呈開啟的狀態下，維持對處理室201內供給N2氣體。N2氣體係具有當作洗淨氣體的作用，藉此可提高將處理室201內殘留的未反應、或參與第2層形成後的NH3氣體與反應副產物，從處理室201內排除的效果。
另外，此時亦可不將處理室201內殘留的氣體完全排除，亦可不將處理室201內完全洗淨。若在處理室201內殘留的氣體屬微量，在後續施行的步驟1中並不會造成不良影響。此時，對處理室201內所供給的N2氣體流量亦無必要為大流量，例如藉由供給與反應管203(處理室201)容積相同程度的量，便可執行在步驟1中不會造成不良影響程度的洗淨。依此，藉由不將處理室201內完全洗淨，便可縮短洗淨時間，俾能提升產能。又，N2氣體的消耗亦可抑制為必要最小極限。
作為含氮氣體係除NH3氣體之外，尚可使用：二氮烯(N2H2)氣體、
聯氨(N2H4)氣體、N3H8氣體、含有該等化合物的氣體等。作為惰性氣體係除N2氣體之外，尚可使用：Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等惰性氣體。
將上述步驟1~3設為1循環，藉由施行該循環1次以上(既定次數)，便可在晶圓200上形成既定組成及既定膜厚之含Si、C及N的膜[即，氮碳化矽膜(SiCN膜)]。另外，上述循環最好重複施行複數次。即，最好將每1循環所形成SiCN層的厚度設為較小於所需膜厚，且複數次重複施行上述循環直到成為所需膜厚為止。
根據本實施形態，於藉由交錯1次施行步驟1、2，而形成含Si、N及C的第1層後，再藉由進行供給作為第4處理氣體之含氮氣體的NH3氣體使第1層氮化，並改質為作為第2層的SiCN層之步驟3，便可調整所形成SiCN膜中的C與N組成比。另外，此時，藉由使NH3氣體利用熱而活化後才供給，便可利用熱氮化的作用，增加SiCN膜中的Si-N鍵結，另一方面，可減少Si-C鍵結及Si-Si鍵結。即，在使N濃度增加的方向上、且使C濃度及Si濃度減少的方向上，可使組成比變化。又，此時，藉由延長熱氮化時間、或提高熱氮化的氮化力，便可在更增加N濃度的方向上，且更減少C濃度及Si濃度的方向上，使組成比變化。又，此時，藉由控制著氣體供給時間、供給流量、分壓、處理室201內的壓力等處理條件，便可微調整SiCN膜中的N成分比例(即N濃度)，便可更精密地控制SiCN膜的組成比。藉由該等便可調整所形成之SiCN膜的介電常數、或提升蝕刻耐性、或提升漏電耐性。
其他，根據本實施形態可達與上述第1實施形態同樣的效果。即，藉由將供給碳化氫系氣體(C3H6氣體)的步驟至少在供給胺系氣體(TEA氣體)的期間實施，便可提高SiCN膜中的C濃度。又，藉由適當控制供給TEA氣體及C3H6氣體時的處理室201內之壓力，便可微調整SiCN膜中的C濃度。又，藉由使用由C、N及H等3元素構成、且組成式中的C原子數較多於N原子數、且未含有Si及金屬的胺系氣體之TEA氣體作為第2處理氣體，便分別可提高SiCN膜中的C濃度、提升形成SiCN膜時的反應控制性(特別係組成控制性)、降低膜中的雜質濃度、提升晶圓200面內及晶圓200面間的膜厚均勻性。
即使於本實施形態中，係與上述第1實施形態同樣，可將供給C3H6氣體的步驟變更為如圖5的變化例1~6所示。即，將供給C3H6氣體的步驟不僅在TEA氣體供給期間實施，在TEA氣體停止供給期間可實施。又，可將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體供給期間不實施，而是在TEA氣體停止供給期間才實施。
即使在該等情況下，與上述第1實施形態同樣可提高SiCN膜中的C濃度。又，可更精密地控制膜中的Si成分、N成分、C成分比例，俾能提升SiOCN膜或SiOC膜的組成比控制性。又，藉由適當控制在TEA氣體供給期間及/或停止供給期間實施的供給C3H6氣體步驟之供給條件(氣體的供給時間、供給流量、處理室201內的壓力、C3H6氣體分壓等)，便可微調整SiCN膜中的C濃度。
以上，針對本發明實施形態進行具體說明，惟本發明並不僅侷限於上述實施形態，在不脫逸主旨之範疇內可進行各種變更。
例如上述實施形態中，針對將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體供給期間及/或停止供給期間實施的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於該實施形態。
例如如圖13所示，亦可將供給C3H6氣體的步驟與供給HCDS氣體的步驟同時實施。又，如圖13所示變化例1~6，可將供給C3H6氣體的步驟不僅在HCDS氣體的供給期間實施，就連在HCDS氣體停止供給期間亦實施，又亦可在HCDS氣體供給期間不實施，而是在HCDS氣體停止供給期間實施。又，例如圖14所示，亦可將供給C3H6氣體的步驟與供給O2氣體的步驟同時實施。又，如圖14所示變化例1~6，亦可將供給C3H6氣體的步驟不僅在O2氣體供給期間實施，就連在O2氣體停止供給期間亦實施，又亦可在O2氣體供給期間不實施，而是在O2氣體停止供給期間實施。
即使於該等情況亦可提高SiOCN膜或SiOC膜中的C濃度，俾可提升SiOCN膜或SiOC膜的組成比控制性。
再者，例如上述實施形態係針對當形成含有Si、N及C的第1層時，對晶圓200供給氯矽烷系原料氣體，然後再供給胺系氣體及碳化
氫系氣體的例子進行說明，但該等氣體的供給順序亦可顛倒。即，亦可供給胺系氣體及碳化氫系氣體，然後才供給氯矽烷系原料氣體。即，只要氯矽烷系原料氣體與胺系氣體及碳化氫系氣體中任一者先供給，然後再供給另一者便可。依此，藉由改變氣體的供給順序，亦可使所形成之薄膜的膜質與組成比變化。
再者，例如上述實施形態係針對於步驟1中形成含有既定元素(Si)與鹵素元素(Cl)的初期層時，作為第1處理氣體(原料氣體)而使用氯矽烷系原料氣體的例子進行說明，但亦可取代氯矽烷系原料氣體，改為使用具有氯基以外之鹵系配位體的矽烷系原料氣體。例如亦可取代氯矽烷系原料氣體，改為使用氟矽烷系原料氣體。此處，所謂「氟矽烷系原料氣體」係指氣體狀態的氟矽烷系原料，例如藉由將常溫常壓下呈液體狀態的氟矽烷系原料施行氣化而獲得的氣體、或常溫常壓下呈氣體狀態的氟矽烷系原料等。又，所謂「氟矽烷系原料」係指含有作為鹵基之氟基的矽烷系原料，至少含有矽(Si)及氟(F)的原料。即此處所謂「氟矽烷系原料」亦可謂為鹵化物一種。作為氟矽烷系原料氣體係可使用例如：四氟矽烷[即四氟化矽(SiF4)]氣體或六氟二矽烷(Si2F6)氣體等氟化矽氣體。此情況，成為當形成含有既定元素與鹵素元素的初期層時，係對晶圓200供給氟矽烷系原料氣體。此情況，初期層成為含有Si及F的層，即含F的含Si層。
再者，例如上述實施形態係針對當使作為初期層的含有Cl之含Si層，變化(改質)為含Si、N及C的第1層時，使用胺系氣體作為第2處理氣體的例子進行說明，但亦可取代胺系氣體，改為使用例如含有
機聯氨化合物的氣體(即有機聯氨系氣體)作為第2處理氣體。另外，含有機聯氨化合物的氣體亦可簡稱為「有機聯氨化合物氣體」、或「有機聯氨氣體」。此處，所謂「有機聯氨系氣體」係氣體狀態的有機聯氨，例如將常溫常壓下呈液體狀態的有機聯氨施行氣化而獲得的氣體、或常溫常壓下呈氣體狀態的有機聯氨等含聯氨基的氣體。有機聯氨系氣體係由碳(C)、氮(N)及氫(H)等3元素構成之未含有矽(Si)的氣體，甚至係未含有Si及金屬的氣體。作為有機聯氨系氣體較佳可使用例如：由單甲基聯氨((CH3)HN2H2、簡稱：MMH)、二甲基聯氨((CH3)2N2H2、簡稱：DMH)、三甲基聯氨((CH3)2N2(CH3)H、簡稱：TMH)等施行氣化後的甲基聯氨系氣體；由乙基聯氨((C2H5)HN2H2、簡稱：EH)等施行氣化後的乙基聯氨系氣體。此情況，當使作為初期層的含Cl之含Si層，變化(改質)為含Si、N及C的第1層時，便成為對晶圓200供給有機聯氨系氣體及碳化氫系氣體。另外，作為有機聯氨系氣體較佳係使用由C、N及H等3元素構成、且其組成式中(1分子中)的C原子數較多於N原子數的氣體。又，作為有機聯氨系氣體較佳係使用其組成式中(1分子中)具有複數含C原子之配位體的氣體，即其組成式中(1分子中)複數具有烷基等碳化氫基的氣體。具體而言，作為有機聯氨系氣體較佳係使用其組成式中(1分子中)具有3或2個含C原子之配位體(烷基等碳化氫基)的氣體。
再者，例如上述實施形態係針對形成含有Si、N及C的第1層時，對晶圓200供給氯矽烷系原料氣體，然後再供給胺系氣體及碳化氫系氣體的例子進行說明，但亦可將氯矽烷系原料氣體與胺系氣體及碳化氫系氣體同時供給給晶圓200，並使其產生CVD反應。依此，對晶圓
200即便並非依序供給氯矽烷系原料氣體與胺系氣體及碳化氫系氣體而是同時供給，仍可獲得與上述實施形態同樣的作用效果。但，如上述實施形態，將氯矽烷系原料氣體與胺系氣體及碳化氫系氣體在該等之間夾著處理室201內洗淨而形成交錯供給，比較能使氯矽烷系原料氣體與胺系氣體在表面反應支配的條件下適當進行反應，俾可提升膜厚控制的控制性。
再者，例如上述第2實施形態係針對藉由既定次數施行包括有：供給HCDS氣體的步驟、供給TEA氣體的步驟、供給C3H6氣體的步驟、及供給NH3氣體的步驟之循環，而在晶圓200上形成SiCN膜的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於該形態。例如於省略供給NH3氣體的步驟，藉由既定次數施行包括有：供給HCDS氣體的步驟、供給TEA氣體的步驟、及供給C3H6氣體的步驟之循環，而在晶圓200上形成SiCN膜的情況，本發明亦可適用。
再者，上述實施形態中，使用屬於碳化氫系氣體的C3H6氣體作為第3處理氣體，但作為第3處理氣體亦可使用屬於含氮氣體的NH3氣體等。此情況，可輕易提高所形成之薄膜中的N濃度。
藉由將利用上述各實施形態或各變化例的手法所形成之矽系絕緣膜，使用作為側壁間隔層，便可提供漏電流少、加工性優異的裝置形成技術。
再者，藉由將利用上述各實施形態或各變化例的手法所形成之矽
系絕緣膜，使用作為蝕刻阻擋層，便可提供加工性優異的裝置形成技術。
根據上述各實施形態或各變化例，即便在低溫區域，仍可在不使用電漿情況下，形成理想計量比的矽系絕緣膜。又，因能在不使用電漿的情況下形成矽系絕緣膜，因而亦可因應例如DPT的SADP膜等會有電漿損傷顧慮的步驟。
再者，上述實施形態係針對作為氮碳氧化膜、碳氧化膜、氮碳化膜之形成含有屬於半導體元素之Si的矽系絕緣膜(SiOCN膜、SiOC膜、SiCN膜)例子進行說明，惟本發明亦可適用於形成含有例如鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鉬(Mo)等金屬元素的金屬系薄膜情況。
即，本發明亦可適用於形成例如：氮碳氧化鈦膜(TiOCN膜)、氮碳氧化鋯膜(ZrOCN膜)、氮碳氧化鉿膜(HfOCN膜)、氮碳氧化鉭膜(TaOCN膜)、氮碳氧化鋁膜(AlOCN膜)、氮碳氧化鉬膜(MoOCN膜)等金屬氮碳氧化膜的情況。
即，本發明亦可適用於形成例如：碳氧化鈦膜(TiOC膜)、碳氧化鋯膜(ZrOC膜)、碳氧化鉿膜(HfOC膜)、碳氧化鉭膜(TaOC膜)、碳氧化鋁膜(AlOC膜)、碳氧化鉬膜(MoOC膜)等金屬碳氧化膜的情況。
即，本發明亦可適用於形成例如：氮碳化鈦(TiCN膜)、氮碳化鋯膜(ZrCN膜)、氮碳化鉿膜(HfCN膜)、氮碳化鉭膜(TaCN膜)、氮碳化
鋁膜(AlCN膜)、氮碳化鉬膜(MoCN膜)等金屬氮碳化膜的情況。
此情況，可取代上述實施形態的氯矽烷系原料氣體，改為使用含有金屬元素與鹵素元素的原料氣體作為第1處理氣體，利用與上述實施形態同樣的序列進行成膜。即，藉由既定次數(1次以上)施行包括有：對晶圓200供給含有金屬元素與鹵素元素之第1處理氣體的步驟；對晶圓200供給含有碳及氮之第2處理氣體的步驟；對晶圓200供給含碳之第3處理氣體的步驟；以及對晶圓200供給不同於上述第1至第3處理氣體的第4處理氣體之步驟的循環，便可在晶圓200上形成至少含有金屬元素及碳的膜作為金屬系薄膜。
例如形成含Ti之金屬系薄膜(TiOCN膜、TiOC膜、TiCN膜)的情況，可使用四氯化鈦(TiCl4)等含Ti及氯基的原料氣體、或四氟化鈦(TiF4)等含Ti及氟基的原料氣體作為第1處理氣體。第2至第4處理氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係可設為例如與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Zr之金屬系薄膜(ZrOCN膜、ZrOC膜、ZrCN膜)的情況，可使用四氯化鋯(ZrCl4)等含Zr及氯基的原料氣體、或四氟化鋯(ZrF4)等含Zr及氟基的原料氣體作為第1處理氣體。第2至第4處理氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係可設為例如與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Hf之金屬系薄膜(HfOCN膜、HfOC膜、HfCN膜)的情況，可使用四氯化鉿(HfCl4)等含Hf及氯基的原料氣體、或四氟化鉿(HfF4)等含Hf及氟基的原料氣體作為第1處理氣體。第2至第4處理氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係可設為例如與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Ta之金屬系薄膜(TaOCN膜、TaOC膜、TaCN膜)的情況，可使用五氯化鉭(TaCl5)等含Ta及氯基的原料氣體、或五氟化鉭(TaF5)等含Ta及氟基的原料氣體作為第1處理氣體。第2至第4處理氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係可設為例如與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Al之金屬系薄膜(AlOCN膜、AlOC膜、AlCN膜)的情況，可使用三氯化鋁(AlCl3)等含Al及氯基的原料氣體、或三氟化鋁(AlF3)等含Al及氟基的原料氣體作為第1處理氣體。第2至第4處理氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係可設為例如與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Mo之金屬系薄膜(MoOCN膜、MoOC膜、MoCN膜)的情況，可使用五氯化鉬(MoCl5)等含Mo及氯基的原料氣體、或五氟化鉬(MoF5)等含Mo及氟基的原料氣體作為第1處理氣體。第2至第4處理氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係可設為例如與上述實施形態同樣的處理條件。
即，本發明可適用於形成含有半導體元素或金屬元素等既定元素之薄膜的情況。
另外，該等各種薄膜成膜時所使用的製程配方(記載著處理順序及處理條件的程式)，最好配合基板處理的內容(所形成薄膜的膜種、組成比、膜質、膜厚等)，分別個別準備(複數準備)。然後，於開始基板處理時，最好配合基板處理的內容，從複數製程配方中適當選擇合適的製程配方。具體而言，最好將配合基板處理內容個別準備的複數製程配方，經由電氣通訊線路、或記錄有該製程配方的記錄媒體(外部記憶裝置123)，預先儲存(安裝)於基板處理裝置所具備的記憶裝置121c內。然後，於開始基板處理時，基板處理裝置所具備的CPU121a，最好從記憶裝置121c內所儲存的複數製程配方中，配合基板處理內容適當選擇合適的製程配方。藉由依此構成，便可由1台基板處理裝置通用且重現性佳地形成各種膜種、組成比、膜質、膜厚的薄膜。又，可減輕操作員的操作負擔(處理順序與處理條件的輸入負擔等)，俾可一邊迴避操作失誤，一邊迅速地開始進行基板處理。
但，上述製程配方並不僅侷限於新製成的情況，例如亦可藉由變更已安裝於基板處理裝置中的現有製程配方而準備。變更製程配方時，亦可將變更後的製程配方，經由電氣通訊線路、或記錄有該製程配方的記錄媒體，安裝於基板處理裝置。又，亦可操作現有基板處理裝置所具備的輸出入裝置122，、而直接變更已安裝於基板處理裝置中的現有製程配方。
再者，上述實施形態係針對使用一次便處理複數片基板的批次式基板處理裝置，施行薄膜成膜的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於此，亦可適用於使用一次處理1片或數片基板的單片式基板處理裝置，施行薄膜成膜的情況。又，上述實施形態係針對使用具有熱壁式處理爐的基板處理裝置施行薄膜成膜的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於此，亦可適用於使用具有冷壁式處理爐的基板處理裝置施行薄膜成膜的情況。
再者，上述各實施形態、各變化例、及各應用例等係可適當組合使用。
實施例1係使用上述第1實施形態的基板處理裝置，利用上述第1實施形態的成膜序列，在複數片晶圓上形成SiOC膜。原料氣體係使用HCDS氣體，第2處理氣體係使用TEA氣體，第3處理氣體係使用C3H6氣體，第4處理氣體係使用O2氣體。
另外，步驟2中，依圖5的變化例3所示氣體供給時序供給C3H6氣體。即，將供給C3H6氣體的步驟分別在TEA氣體開始供給前的期間(停止供給期間)、TEA氣體供給期間、及TEA氣體結束供給後的期間(停止供給期間)實施。
再者，步驟2中，將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體停止供給
期間實施的步驟時處理室內的壓力P2a[Pa]，設定為較大於對晶圓同時供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟(TEA氣體供給期間)時處理室內之壓力P2b[Pa](P2a>P2b)。又，將供給C3H6氣體的步驟係在TEA氣體停止供給期間實施的步驟之氣體供給時間T2a[sec]，設定為較長於同時供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟(TEA氣體供給期間)之氣體供給時間T2b[sec]。又，將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體停止供給期間實施的步驟之C3H3氣體供給流量F2a[slm]，設定為較大於同時供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟(TEA氣體供給期間)之C3H6氣體供給流量F2b[slm]。另外，對晶圓同時供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟之TEA氣體供給流量，係設定為與同步驟的C3H6氣體供給流量F2b[slm]相同。
再者，步驟2中，將供給C3H6氣體的步驟在TEA氣體停止供給期間實施的步驟之處理室內的壓力P2a[Pa]，設定為分別較大於步驟1的處理室內之壓力P1[Pa]、及步驟3的處理室內之壓力P3[Pa]，又將對晶圓同時供給TEA氣體及C3H6氣體的步驟(TEA氣體供給期間)的處理室內之壓力P2b[Pa]，設定為較大於步驟1的處理室內之壓力P1[Pa](P2a>P1、P3、P2b>P1)。另外，步驟3的處理室內之壓力P3[Pa]係較大於步驟1的處理室內之壓力P1[Pa](P3>P1)。
再者，成膜時的晶圓溫度係設為600~650℃。其他處理條件係設定為上述一實施形態所記載之處理條件範圍內的既定值。
然後，分別測定本實施例SiOC膜在晶圓面內的膜厚均勻性(以下亦稱「WiW」)、及在晶圓面間的膜厚均勻性(以下亦稱「WtW」)、折
射率(Refractive Index、以下亦稱「R.I.」)。圖6所示係本實施例SiOC膜的WiW、WtW、R.I.之測定結果圖。另外，圖6中的「Top」係表示在晶舟上部配置的晶圓測定結果，「Center」係表示在晶舟中央部配置的晶圓測定結果，「Lower」係表示在晶舟下部配置的晶圓測定結果。
如圖6所示，本實施例SiOC膜的平均膜厚係Top晶圓為170.4Å、Center晶圓為167.8Å、Lower晶圓為176.5Å。又，WiW係Top晶圓為±2.7%、Center晶圓為±3.6%、Lower晶圓為±4.3%。又，實施例SiOC膜的WtW係±2.4%。即，本實施例的SiOC膜係晶圓面內的膜厚均勻性、及晶圓面間的膜厚均勻性均良好。又，本實施例SiOC膜的R.I.係平均1.575，確認為適當值。
實施例2係使用上述第1實施形態的基板處理裝置，利用上述第1實施形態的成膜序列，在複數片晶圓上形成SiOC膜。另外，成膜時的處理順序及處理條件係設為與實施例1的處理順序及處理條件相同。另外，晶圓係使用在其表面(成膜的底層)上複數形成有寬深比11左右(深2.8μm/寬0.25μm)之溝渠的矽基板。
然後，分別測定本實施例SiOC膜的溝渠底部、溝渠側壁、及溝渠外部的膜厚、以及階梯覆蓋性。圖7所示係本實施例SiOC膜的溝渠底部、溝渠側壁、及溝渠外部之膜厚、以及階梯覆蓋性的測定結果圖，將形成SiOC膜後的晶圓表面之截面構造，利用電子顯微鏡照片表示的圖。
根據圖7得知，在晶圓表面上所形成的溝渠底部、溝渠側壁、及溝渠外部的任一區域，均係其表面(底層)因本實施例SiOC膜而沒有被切割痕跡，呈連續地覆蓋狀態。又，得知本實施例SiOC膜的膜厚係溝渠底部及溝渠側壁分別為13.4nm，溝渠外部為13.5nm，階梯覆蓋性達99%以上。即，得知本實施例的SiOC膜係階梯覆蓋性極佳。
實施例3係使用上述第1實施形態的基板處理裝置，利用上述第1實施形態的成膜序列，在複數片晶圓上形成SiOC膜。另外，成膜時的處理順序及處理條件係設為與實施例1的處理順序及處理條件相同。
再者，參考例1係使用上述實施形態的基板處理裝置，藉由既定次數施行下述循環的成膜序列，而在複數片晶圓上形成SiOCN膜。該循環係依序施行：對晶圓供給HCDS氣體的步驟、對晶圓供給TEA氣體的步驟、以及對晶圓供給O2氣體的步驟。參考例1並沒有施行對晶圓供給C3H6氣體的步驟。成膜時的晶圓溫度係設為600~650℃。其他處理條件係設定為上述第1實施形態所記載處理條件範圍內的既定值。
再者，參考例2係使用上述第1實施形態的基板處理裝置，藉由既定次數施行下述循環的成膜序列，而在複數片晶圓上形成SiOC膜。該循環係依序施行：對晶圓供給HCDS氣體的步驟、對晶圓供給TEA氣體的步驟、以及對晶圓供給O2氣體的步驟。參考例2中，對晶圓供給O2氣體的步驟係施行較參考例1更長時間。又，參考例2係與參考
例1同樣，並沒有施行對晶圓供給C3H6氣體的步驟。成膜時的晶圓溫度係設為600~650℃。其他處理條件係設定為上述第1實施形態所記載處理條件範圍內的既定值。
再者，比較例係使用上述第1實施形態的基板處理裝置，藉由既定次數施行下述循環的成膜序列，而在複數片晶圓上形成SiN膜。該循環係依序施行：對晶圓供給HCDS氣體的步驟、及對晶圓供給NH3氣體的步驟。比較例並沒有施行：對晶圓供給TEA氣體的步驟、對晶圓供給C3H6氣體的步驟、及對晶圓供給O2氣體的步驟。成膜時的晶圓溫度係設為600~650℃。其他處理條件係設定為上述第1實施形態所記載處理條件範圍內的既定值。
然後，針對該等膜，分別測定介電常數(以下亦稱「k-value」)、折射率(R.I.)、氫氟酸(HF)耐性、熱磷酸耐性、XPS組成、XRF組成等。該等測定結果分別如圖8~圖12所示。
圖8所示係本實施例SiOC膜的介電常數、HF耐性之測定結果圖。圖8的橫軸係表示使用濃度1%之含HF溶液對膜施行蝕刻時的濕式蝕刻速率(以下亦稱「WER」)[Å/min]，即膜對HF的耐性。又，圖8的縱軸係分別表示介電常數[a.u.]。另外，圖中的▲記號係表示本實施例SiOC膜的測定結果，□記號係表示參考例1的SiOCN膜之測定結果，■記號係表示參考例2的SiOC膜之測定結果。根據圖8得知，即便介電常數為相同程度，本實施例SiOC膜的WER較小於參考例1的SiOCN膜與參考例2的SiOC膜。即得知即便介電常數為相同程度，本實施例
SiOC膜的HF耐性較高於參考例1的SiOCN膜與參考例2的SiOC膜。此現象可認為因為本實施例的SiOC膜相較於參考例1的SiOCN膜與參考例2的SiOC膜，膜中的C濃度較高所致。
圖9所示係本實施例的SiOC膜之XPS測定結果圖。圖9的橫軸係依序表示比較例、參考例1、參考例2、本實施例的膜。圖9的縱軸係表示XPS所測定膜中的Si、O、C、N、Cl濃度[at%]。根據圖9得知，本實施例的SiOC膜相較於參考例1的SiOCN膜、參考例2的SiOC膜、及比較例的SiN膜，膜中的C濃度較高。又，得知本實施例的SiOC膜相較於參考例1的SiOCN膜、參考例2的SiOC膜、比較例的SiN膜，膜中的N濃度較低，降低至雜質水準。由該等得知，藉由將供給C3H6氣體的步驟分別在TEA氣體開始供給前的期間(停止供給期間)、TEA氣體供給期間、TEA氣體結束供給後的期間(停止供給期間)實施，便可提高SiOC膜中的C濃度。又，得知藉由適當控制在TEA氣體供給期間及/或停止供給期間施行的供給C3H6氣體之步驟的供給條件(氣體的供給時間、供給流量、處理室內的壓力、C3H6氣體分壓等)，便可一邊抑制SiOC膜中的N濃度增加、且一邊微調整C濃度，而能提高膜中的C濃度。
圖10所示係本實施例SiOC膜的熱磷酸耐性測定結果圖。圖10的橫軸係依序表示比較例、參考例1、參考例2、本實施例的膜。圖10的縱軸係表示使用含熱磷酸溶液對膜施行蝕刻時的濕式蝕刻速率(WER)[Å/min]，即膜對熱磷酸的耐性。根據圖10得知，本實施例SiOC膜的WER較小於參考例1的SiOCN膜、參考例2的SiOC膜、比較例
的SiN膜。即，得知藉由將供給C3H6氣體的步驟分別在TEA氣體開始供給前的期間(停止供給期間)、TEA氣體供給期間、TEA氣體結束供給後的期間(停止供給期間)實施，便可提高SiOC膜中的C濃度，能提升熱磷酸耐性。另外，針對本實施例SiOC膜施行HF耐性測定的結果，亦一併確認到係與熱磷酸耐性同樣均可獲得高耐性。
圖11所示係本實施例SiOC膜的XRF、折射率之測定結果圖。圖11的橫軸係表示折射率(R.I.)[a.u.]。圖11的縱軸係表示利用XRF測定到膜中的C、N濃度[at%]。另外，圖中的■記號係表示本實施例SiOC膜中的C濃度，□記號係表示參考例2的SiOC膜中之C濃度。又，圖中的▲記號係表示本實施例SiOC膜中的N濃度，△記號係表示參考例2的SiOC膜中之N濃度。根據圖11得知，即便折射率為相同程度，本實施例的SiOC膜相較於參考例2的SiOC膜，膜中的C濃度較高、N濃度較低。即得知即便折射率為相同程度，本實施例的SiOC膜相較於參考例2的SiOC膜，HF耐性與熱磷酸耐性均獲提高。
圖12所示係本實施例SiOC膜的HF耐性、折射率、介電常數之測定結果圖。圖12的下方橫軸係表示折射率(R.I.)[a.u.]。圖12的上方橫軸係表示介電常數(k-value)[a.u]。圖12的縱軸係表示使用濃度1%之含有HF溶液對膜施行蝕刻時的濕式蝕刻速率(WER)[Å/min]，即膜對HF的耐性。根據圖12得知，即便折射率或介電常數為相同程度，本實施例SiOC膜相較於參考例2的SiOC膜，WER較小。即得知即便折射率或介電常數為相同程度，本實施例的SiOC膜相較於參考例2的SiOC膜，HF耐性較高。此現象係與圖11所示測定結果相符合的結
果。
另外，上述實施例1~3分別係依圖5的變化例3所示氣體供給時序供給C3H6氣體而形成SiOC膜，但確認到即便依圖5所示的其他氣體供給時序供給C3H6氣體並形成SiOC膜，亦可獲得與上述實施例1~3相同傾向的效果。又，亦確認到即便依圖13、14所示各種氣體供給時序供給C3H6氣體並形成SiOC膜，亦可獲得與上述實施例1~3相同傾向的效果。
以下，附註本發明的較佳態樣。
根據本發明之一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係包括有藉由施行既定次數含有：對基板供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的步驟；對上述基板供給含有碳及氮之第2處理氣體的步驟；對上述基板供給含碳之第3處理氣體的步驟；以及對上述基板供給不同於上述各處理氣體之第4處理氣體的步驟的循環，而在上述基板上形成至少含有上述既定元素及碳之膜的步驟。
附註1的半導體裝置之製造方法，其中較佳為：
上述循環係包括有至少在上述第2處理氣體供給期間施行供給上述第3處理氣體之步驟的步驟。
附註1或2的半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述循環係包括有至少在上述第2處理氣體停止供給期間施行供給上述第3處理氣體之步驟的步驟。
附註1至3中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述循環係包括有將供給上述第3處理氣體的步驟與供給上述第2處理氣體的步驟同時實施之步驟。
附註1至4中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述循環係包括有將供給上述第3處理氣體的步驟較供給上述第2處理氣體的步驟先行實施的步驟。
附註1至5中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述循環係包括有將供給上述第3處理氣體的步驟在供給上述第2處理氣體的步驟結束後才實施之步驟。
附註1至6中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述形成膜的步驟係在上述基板收納於處理室內的狀態下實施；將供給上述第3處理氣體的步驟在上述第2處理氣體停止供給期間實施的步驟中之上述處理室內的壓力，設定為較大於供給上述第2處理氣體的步驟(上述第2處理氣體供給期間)中的上述處理室內之壓力。
附註1至7中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述形成膜的步驟係在上述基板收納於處理室內的狀態下實施；將供給上述第3處理氣體的步驟較供給上述第2處理氣體的步驟先行實施的步驟中之上述處理室內的壓力，設定為較大於供給上述第2處理氣體的步驟中之上述處理室內的壓力。
附註1至8中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述形成膜的步驟係在上述基板收納於處理室內的狀態下實施；將供給上述第3處理氣體的步驟在供給上述第2處理氣體的步驟結束後實施的步驟中之上述處理室內的壓力，設定為較大於供給上述第2處理氣體的步驟中之上述處理室內的壓力。
附註1至9中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：藉由控制供給上述第3處理氣體的步驟的供給條件(第3處理氣體
的供給時間、供給流量、分壓、處理室內壓力)，而控制上述膜中的碳濃度。
附註1至10中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述第2處理氣體係含有由碳、氮及氫等3元素構成、且組成式中(1分子中)的碳原子數較多於氮原子數的氣體。
附註1至11中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述第2處理氣體係含有其組成式中(1分子中)複數具有含碳原子之配位體的氣體。
附註1至12中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述第2處理氣體係含有胺及有機聯氨中之至少任一者。
附註1至13中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述第3處理氣體係含有碳化氫系氣體。
附註1至14中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述第4處理氣體係含有氧化氣體及氮化氣體中之至少任一者。
附註1至15中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：上述既定元素係含有矽或金屬，上述鹵素元素係含有氯或氟。
附註1至16中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：供給上述第4處理氣體的步驟，係藉由供給當作上述第4處理氣體之氧化氣體，而形成作為上述膜之含有上述既定元素、氧、碳及氮的膜(上述含有既定元素的氮碳氧化膜)、或含有上述既定元素、氧及碳的膜(上述含有既定元素的碳氧化膜)。
附註1至16中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳為：供給上述第4處理氣體的步驟，係藉由供給當作上述第4處理氣體之氮化氣體，而形成作為上述膜之含有上述既定元素、碳及氮的膜(含有上述既定元素的氮碳化膜)。
根據本發明之另一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係包括有藉由施行既定次數含有：對基板供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的步驟；對上述基板供給含有碳及氮之第2處理氣體的步驟；以及對上述基板供給含碳之第3處理氣體的步驟
的循環，而在上述基板上形成含有上述既定元素、碳及氮之膜(含有上述既定元素的氮碳化膜)的步驟。
根據本發明之另一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係包括有藉由施行既定次數含有：對基板供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的步驟；對上述基板供給含有碳及氮之第2處理氣體的步驟；對上述基板供給含碳之第3處理氣體的步驟；以及對上述基板供給含氧之第4處理氣體(氧化氣體)的步驟的循環，而在上述基板上形成含有上述既定元素、氧、碳及氮的膜(含有上述既定元素的氮碳氧化膜)、或含有上述既定元素、氧及碳的膜(含有上述既定元素的碳氧化膜)之步驟。
根據本發明之另一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係包括有藉由施行既定次數含有：對基板供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的步驟；對上述基板供給含有碳及氮之第2處理氣體的步驟；對上述基板供給含碳之第3處理氣體的步驟；以及對上述基板供給含氮之第4處理氣體(氮化氣體)的步驟的循環，而在上述基板上形成含有上述既定元素、碳及氮之膜(含有上述既定元素的氮碳化膜)的步驟。
根據本發明之再另一態樣所提供的基板處理方法，係包括有藉由施行既定次數含有：對基板供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的步驟；對上述基板供給含有碳及氮之第2處理氣體的步驟；對上述基板供給含碳之第3處理氣體的步驟；以及對上述基板供給不同於上述各處理氣體之第4處理氣體的步驟的循環，而在上述基板上形成至少含有上述既定元素及碳之膜的步驟。
根據本發明之再另一態樣所提供的基板處理裝置，係包括有：處理室，其乃收納基板；第1氣體供給系統，其乃對上述處理室內供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體；第2氣體供給系統，其乃對上述處理室內供給含有碳及氮之第2處理氣體；第3氣體供給系統，其乃對上述處理室內供給含碳之第3處理氣體；第4氣體供給系統，其乃對上述處理室內供給不同於上述各處理氣體之第4處理氣體；以及控制部，其乃依藉由既定次數施行包含有：對上述處理室內的基板供給上述第1處理氣體的處理、對上述處理室內的上述基板供給上述第2處理氣體的處理、對上述處理室內的上述基板供給上述第3處
理氣體的處理、對上述處理室內的上述基板供給上述第4處理氣體的處理之循環，而施行在上述基板上形成至少含有上述既定元素及碳之膜的處理之方式，對上述第1氣體供給系統、上述第2氣體供給系統、上述第3氣體供給系統及上述第4氣體供給系統進行控制。
根據本發明之再另一態樣所提供的程式，係藉由使電腦執行既定次數施行包括有：對基板處理裝置的處理室內的基板供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的程序；對上述基板供給含有碳及氮之第2處理氣體的程序；對上述基板供給含碳之第3處理氣體的程序；以及對上述基板供給不同於上述各處理氣體之第4處理氣體的程序的循環，而在上述基板上形成至少含有上述既定元素及碳之膜的程序。
根據本發明之再另一態樣所提供的電腦可讀取的記錄媒體，係記錄著下述程式；該程式係藉由使電腦執行既定次數施行包括有：對基板處理裝置的處理室內的基板供給含有既定元素與鹵素元素之第1處理氣體的程序；對上述基板供給含有碳及氮之第2處理氣體的程序；對上述基板供給含碳之第3處理氣體的程序；以及對上述基板供給不同於上述各處理氣體之第4處理氣體的程序的
循環，而在上述基板上形成至少含有上述既定元素及碳之膜的程序。
Claims (19)
- 一種半導體裝置之製造方法，其具有藉由進行1次以上之循環而在基板上形成包含有既定元素、碳及氧之膜或包含有上述既定元素、碳及氮之膜的步驟，該循環係包含有以下之步驟：對處理室內之上述基板供給包含有包括半導體元素或金屬元素之上述既定元素與鹵素元素之第1處理氣體，藉此形成包含上述既定元素及上述鹵素元素之第1層的步驟；對上述處理室內之上述基板同時地供給包含有碳及氮之第2處理氣體、及與上述第2處理氣體相異之氣體且包含有碳之第3處理氣體，藉此對上述第1層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氮之第2層的步驟；以及對上述處理室內之上述基板供給不同於上述各處理氣體之氣體且包含氧或氮之第4處理氣體，藉此對上述第2層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氧之第3層或包含上述既定元素、碳及氮之第3層的步驟。
- 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，在形成上述第2層之步驟中，將上述第3處理氣體之分壓設為較上述第2處理氣體之分壓大。
- 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，將在形成上述第2層之步驟中之上述處理室內之壓力，設為較形成上述第1層之步驟中之上述處理室內之壓力大。
- 如申請專利範圍第3項之半導體裝置之製造方法，其中，將在形成上述第3層之步驟中之上述處理室內之壓力，設為較形成上述第1 層之步驟中之上述處理室內之壓力大。
- 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，將在形成上述第2層之步驟中之上述處理室內之壓力，設為較形成上述第1層之步驟中之上述處理室內之壓力及形成上述第3層之步驟中之上述處理室內之壓力大。
- 一種半導體裝置之製造方法，其具有藉由進行1次以上之循環而在基板上形成包含有既定元素、碳及氧之膜或包含有上述既定元素、碳及氮之膜的步驟，該循環係包含有以下之步驟：對處理室內之上述基板供給包含有包括半導體元素或金屬元素之上述既定元素與鹵素元素之第1處理氣體，藉此形成包含上述既定元素及上述鹵素元素之第1層的步驟；對上述處理室內之上述基板供給包含有碳及氮之第2處理氣體、及與上述第2處理氣體相異之氣體且包含有碳之第3處理氣體，藉此對上述第1層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氮之第2層的步驟；以及對上述處理室內之上述基板供給不同於上述各處理氣體之氣體且包含氧或氮之第4處理氣體，藉此對上述第2層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氧之第3層或包含上述既定元素、碳及氮之第3層的步驟；形成上述第2層之步驟係包含：於上述第2處理氣體之供給期間供給上述第3處理氣體之步驟；以及 於上述第2處理氣體之供給停止期間供給上述第3處理氣體之步驟。
- 如申請專利範圍第6項之半導體裝置之製造方法，其中，將在上述第2處理氣體供給停止期間供給上述第3處理氣體之步驟中之上述處理室內之壓力，設為較在上述第2處理氣體供給期間供給上述第3處理氣體步驟中之上述處理室內之壓力大。
- 如申請專利範圍第6項之半導體裝置之製造方法，其中，在上述第2處理氣體之供給停止期間供給上述第3處理氣體之步驟，係包含較上述第2處理氣體更先供給上述第3處理氣體之步驟。
- 如申請專利範圍第6項之半導體裝置之製造方法，其中，在上述第2處理氣體之供給停止期間供給上述第3處理氣體之步驟，係包含於上述第2處理氣體供給停止後供給上述第3處理氣體之步驟。
- 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2處理氣體係包含有由碳、氮及氫等3元素所構成，且在1分子中碳原子之數量多於氮原子之數量的氣體。
- 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2處理氣體係包含有在1分子中具有複數個含有碳原子之配位體的氣體。
- 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2處理氣體係包含有胺及有機聯氨中之至少任一者。
- 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3處理氣體係包含有碳化氫系氣體。
- 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4處理氣體係包含有氧化氣體及氮化氣體中之至少任一者。
- 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述既定 元素係包含有矽，上述鹵素元素係包含有氯或氟。
- 一種基板處理裝置，其包括有：處理室，其將基板加以收納；第1氣體供給系統，其對上述處理室內供給含有包括半導體元素或金屬元素之既定元素與鹵素元素之第1處理氣體；第2氣體供給系統，其對上述處理室內供給包含有碳及氮之第2處理氣體；第3氣體供給系統，其對上述處理室內供給與上述第2處理氣體相異之氣體且包含有碳之第3處理氣體；第4氣體供給系統，其對上述處理室內供給不同於上述各處理氣體之氣體且包含有氧或氮之第4處理氣體；以及控制部，其係構成為藉由進行1次以上之包含有以下之處理的循環，而以進行在上述基板上形成包含有上述既定元素、碳及氧之膜或包含有上述既定元素、碳及氮之膜的處理之方式，對上述第1氣體供給系統、上述第2氣體供給系統、上述第3氣體供給系統及上述第4氣體供給系統進行控制；該循環包含：藉由對上述處理室內之基板供給上述第1處理氣體，而形成包含上述既定元素及上述鹵素元素之第1層的處理；藉由對上述處理室內之上述基板同時地供給上述第2處理氣體與上述第3處理氣體，對上述第1層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氮之第2層的處理；及藉由對上述處理室內之上述基板供給上述第4處理氣體，對上述第2層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氧之第3層或包含上述既定元素、碳及氮之第3層的處理。
- 一種基板處理裝置，其包括有： 處理室，其將基板加以收納；第1氣體供給系統，其對上述處理室內供給含有包括半導體元素或金屬元素之既定元素與鹵素元素之第1處理氣體；第2氣體供給系統，其對上述處理室內供給包含有碳及氮之第2處理氣體；第3氣體供給系統，其對上述處理室內供給與上述第2處理氣體相異之氣體且包含有碳之第3處理氣體；第4氣體供給系統，其對上述處理室內供給不同於上述各處理氣體之氣體且包含有氧或氮之第4處理氣體；以及控制部，其係構成為藉由進行1次以上之包含有以下之處理的循環，而以進行在上述基板上形成包含有上述既定元素、碳及氧之膜或包含有上述既定元素、碳及氮之膜的處理，並在形成上述第2層之處理中進行於上述第2處理氣體之供給期間供給上述第3處理氣體之處理、及於上述第2處理氣體之供給停止期間供給上述第3處理氣體之處理之方式，對上述第1氣體供給系統、上述第2氣體供給系統、上述第3氣體供給系統及上述第4氣體供給系統進行控制；該循環包含：藉由對上述處理室內之基板供給上述第1處理氣體，而形成包含上述既定元素及上述鹵素元素之第1層的處理；藉由對上述處理室內之上述基板供給上述第2處理氣體與上述第3處理氣體，對上述第1層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氮之第2層的處理；及藉由對上述處理室內之上述基板供給上述第4處理氣體，對上述第2層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氧之第3層或包含上述既定元素、碳及氮之第3層的處理。
- 一種電腦可讀取的記錄媒體，其記錄有以下之程式，而該程式係藉 由電腦使基板處理裝置執行藉由進行1次以上之循環而在基板上形成包含有既定元素、碳及氧之膜或包含有上述既定元素、碳及氮之膜的程序，該循環係包含有以下之程序：對上述基板處理裝置之處理室內之上述基板，供給包含有包括半導體元素或金屬元素之上述既定元素與鹵素元素之第1處理氣體，藉此形成包含上述既定元素及上述鹵素元素之第1層的程序；對上述處理室內之上述基板同時地供給包含有碳及氮之第2處理氣體、及與上述第2處理氣體相異之氣體且包含有碳之第3處理氣體，藉此對上述第1層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氮之第2層的程序；以及對上述處理室內之上述基板供給不同於上述各處理氣體之氣體且包含氧或氮之第4處理氣體，藉此對上述第2層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氧之第3層或包含上述既定元素、碳及氮之第3層的程序。
- 一種電腦可讀取的記錄媒體，其記錄有以下之程式，而該程式係藉由電腦使基板處理裝置執行藉由進行1次以上之循環而在基板上形成包含有既定元素、碳及氧之膜或包含有上述既定元素、碳及氮之膜的程序，該循環係包含有以下之程序：對上述基板處理裝置之處理室內之上述基板，供給包含有包括半導體元素或金屬元素之上述既定元素與鹵素元素之第1處理氣體，藉此形成包含上述既定元素及上述鹵素元素之第1層的程序；對上述處理室內之上述基板供給包含有碳及氮之第2處理氣體、及 與上述第2處理氣體相異之氣體且包含有碳之第3處理氣體，藉此對上述第1層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氮之第2層的程序；以及對上述處理室內之上述基板供給不同於上述各處理氣體之氣體且包含氧或氮之第4處理氣體，藉此對上述第2層進行改質，而形成包含上述既定元素、碳及氧之第3層或包含上述既定元素、碳及氮之第3層的程序；上述程式係藉由電腦使上述基板處理裝置在形成上述第2層之程序中執行：於上述第2處理氣體之供給期間供給上述第3處理氣體之程序；以及於上述第2處理氣體之供給停止期間供給上述第3處理氣體之程序。
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