TWI777207B - 半導體裝置之製造方法、基板處理方法、基板處理裝置及程式 - Google Patents

半導體裝置之製造方法、基板處理方法、基板處理裝置及程式 Download PDF

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Abstract

本發明之課題在於縮短基板處理裝置之停機時間、提升生產性。

本發明之解決手段在於具有：(a)對處理容器內之基板供給第1處理氣體而於基板上形成膜的步驟；(b)依處理容器內不存在基板之狀態，對處理容器內供給第2處理氣體，於處理容器內形成與上述膜之材質不同之第1厚度的第1預塗膜的步驟；(c)依處理容器內不存在基板之狀態，對處理容器內供給第3處理氣體，於形成於處理容器內之第1預塗膜上，形成與上述膜之材質相同且較上述第1厚度薄之第2厚度的第2預塗膜的步驟。

Description

半導體裝置之製造方法、基板處理方法、基板處 理裝置及程式
本發明係關於半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式。
作為半導體裝置之製造步驟的一步驟，有如進行於基板處理裝置之處理容器內對基板進行處理的步驟(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際專利公開第2011/111498號公報
本發明之目的在於縮短基板處理裝置之停機時間、提升生產性。
根據本發明之一態樣，提供一種技術，係進行：(a)對處理容器內之基板供給第1處理氣體而於上述基板上形成膜的步驟；(b)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給第2處理氣體，於上述處理容器內形成與上述膜之材質不同之第1厚度的第1預塗膜的步驟； (c)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給第3處理氣體，於形成於上述處理容器內之上述第1預塗膜上，形成與上述膜之材質相同且較上述第1厚度薄之第2厚度的第2預塗膜的步驟。
根據本發明，可縮短基板處理裝置之停機時間、提升生產性。
＜本發明之一態樣＞ 以下主要使用圖1~圖5說明本發明之一態樣。
(1) 基板處理裝置之構成 如圖1所示，處理爐202係具有作為加熱機構(溫度調整部)之加熱器207。加熱器207為圓筒形狀，由保持板所支撐而垂直豎立。加熱器207亦具有作為藉由熱使氣體活性化(激發)之活性化機構(激發部)的機能。
於加熱器207內側，與加熱器207呈同心圓狀地配設反應管203。反應管203由例如石英(SiO2 )或碳化矽(SiC)等耐熱性材料所構成，形成為上端閉塞、下端開口的圓筒形狀。於反應管203之下方，與反應管203呈同心圓狀地配設岐管209。岐管209由例如不鏽鋼(SUS)等金屬材料所構成，形成為上端及下端開口的圓筒形狀。於岐管209之上端部，卡合於反應管203之下端部，構成為支撐反應管203。於岐管209與反應管203之間，設有作為密封構件的O型環220a。反應管203係與加熱器207同樣地垂直豎立。主要由反應管203與岐管209構成處理容器(反應容器)。於處理容器之筒中空部形成處理室201。處理室201構成為可收容作為基板之晶圓200。於此處理室201內進行對晶圓200之處理。
於處理室201內，作為第1供給部、第2供給部的噴嘴249a、249b係分別設置成貫通岐管209之側壁。噴嘴249a、249b亦分別稱為第1噴嘴、第2噴嘴。噴嘴249a、249b係分別由石英或SiC等非金屬材料之耐熱性材料所構成。噴嘴249a、249b分別構成為用於供給複數種氣體的共用噴嘴。
於噴嘴249a、249b，分別連接作為第1配管、第2配管的氣體供給管232a、232b。氣體供給管232a、232b係分別構成為用於供給複數種氣體的共用配管。於氣體供給管232a、232b，係由氣流之上游側起依序分別設置屬於流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)241a、241b及屬於開關閥之閥243a、243b。在氣體供給管232a之較閥243a更下游側，分別連接氣體供給管232c、232e、232h。於氣體供給管232c、232e、232h，由氣流之上游側起依序分別設置MFC241c、241e、241h及閥243c、243e、243h。在氣體供給管232b之較閥243b更下游側，分別連接氣體供給管232d、232f、232g、232i。於氣體供給管232d、232f、232g、232i，由氣流之上游側起依序分別設置MFC241d、241f、241g、241i及閥243d、243f、243g、243i。
氣體供給管232a~232i分別由含有鐵(Fe)及鎳(Ni)之金屬材料所構成。氣體供給管232a~232i之素材(材質)亦可含有Fe、Ni及鉻(Cr)，亦可含有Fe、Ni、Cr及鉬(Mo)。亦即，氣體供給管232a~232i之素材，除了SUS之外，可適合使用例如藉由於Ni添加Fe、Mo、Cr等而提高耐熱性、耐蝕性的海司特合金(HASTELLOY，註冊商標)，或於Ni添加Fe、Cr、鈮(Nb)、Mo等而提高耐熱性、耐蝕性的英高鎳(INCONEL，註冊商標)等。又，上述岐管209之素材、或後述之密封蓋219、旋轉軸255、排氣管231之素材，亦可設為與氣體供給管232a~232i相同的素材。
如圖2所示般，噴嘴249a、249b係在反應管203之內壁與晶圓200之間於俯視時呈圓環狀之空間中，分別設置成由反應管203之內壁下部起沿著上部、朝晶圓200之配列方向上方立起。亦即，噴嘴249a、249b係在晶圓200所配列之晶圓配列區域之側方中、水平包圍晶圓配列區域之區域，沿著晶圓配列區域而分別設置。於噴嘴249a、249b之側面，分別設置供給氣體之氣體供給孔250a、250b。氣體供給孔250a、250b係分別於俯視時朝晶圓200之中心呈開口，可朝晶圓200供給氣體。氣體供給孔250a、250b係由反應管203之下部起涵括至上部而複數設置。
由氣體供給管232a，係例如使含有作為構成膜之主元素(既定元素)之Si及鹵元素的鹵矽烷系氣體，經由MFC241a、閥243a、噴嘴249a供給至處理室201內作為原料氣體。所謂原料氣體，係指氣體狀態的原料，例如藉由將常溫常壓下呈液體狀態之原料氣化而得的氣體，或常溫常壓下呈氣體狀態之原料等。鹵矽烷係指含有鹵元素之矽烷。鹵元素包括氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等。作為鹵矽烷系氣體，可使用例如含有Si及Cl之原料氣體、亦即氯矽烷系氣體。氯矽烷系氣體係作用為Si源。作為氯矽烷系氣體，可使用例如六氯二矽烷(Si2 Cl6 ，簡稱：HCDS)氣體。HCDS氣體係含有於上述處理條件下其單獨時成為固體的元素(Si)的氣體，亦即可於上述處理條件下其單獨使膜堆積的氣體。
由氣體供給管232b，將作為反應氣體之含氧(O)氣體，經由MFC241b、閥243b、噴嘴249b供給至處理室201內。含O氣體係作用為O源。作為含O氣體，可使用例如氧(O2 )氣。
由氣體供給管232c，將作為反應氣體之含碳(C)氣體，經由MFC241c、閥243c、氣體供給管232a、噴嘴249a供給至處理室201內。含C氣體係作用為C源。作為含C氣體，可使用例如屬於烴系氣體之丙烯(C3 H6 )氣體。
由氣體供給管232d，將作為反應氣體之含氮(N)及氫(H)氣體，經由MFC241d、閥243d、氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內。含N及H氣體係作用為N源。作為含N及H氣體，可使用例如屬於氮化氫系氣體之氨(NH3 )氣體。
由氣體供給管232e、232f，將清潔氣體分別經由MFC241e、241f、閥243e、243f、氣體供給管232a、232b、噴嘴249a、249b供給至處理室201內。清潔氣體係分別於後述之腔室清潔、第1噴嘴清潔及第2噴嘴清潔時，作用為清潔氣體。作為清潔氣體，可使用例如氟(F2 )氣體。
由氣體供給管232g，將作為添加氣體之氧化氮系氣體，經由MFC241g、閥243g、氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內。氧化氮系氣體係其單獨時並不發揮清潔作用，但藉由於後述腔室清潔時與清潔氣體反應，生成例如氟自由基或亞硝醯鹵化合物等之活性種，而作用為使清潔氣體之清潔作用提升。作為氧化氮系氣體，可使用例如一氧化氮(NO)氣體。
由氣體供給管232h、232i，將作為惰性氣體之例如氮(N2 )氣，分別經由MFC241h、241i、閥243h、243i、氣體供給管232a、232b、噴嘴249a、249b供給至處理室201內。N2 氣體係作用為沖洗氣體、載體氣體、稀釋氣體等。
主要由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a、噴嘴249a構成原料氣體供給系統。主要由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b、噴嘴249b構成含O氣體供給系統。主要由氣體供給管232c、MFC241c、閥243c、氣體供給管232a、噴嘴249a構成含C氣體供給系統。主要由氣體供給管232d、MFC241d、閥243d、氣體供給管232b、噴嘴249b構成含N及H氣體供給系統。主要由氣體供給管232e、232f、MFC241e、241f、閥243e、243f構成清潔氣體供給系統。氣體供給管232a、232b、噴嘴249a、249b亦可視為涵括於清潔氣體供給系統中。主要由氣體供給管232g、MFC241g、閥243g、氣體供給管232b、噴嘴249b構成添加氣體供給系統。主要由氣體供給管232h、232i、MFC241h、241i、閥243h、243i、氣體供給管232a、232b、噴嘴249a、249b構成惰性氣體供給系統。
上述各種供給系統中，任一者或所有之供給系統亦可構成為使閥243a~243i或MFC241a~241i等積集而成的積集型供給系統248。積集型供給系統248係對氣體供給管232a~232i分別連接，對氣體供給管232a~232i內之各種氣體的供給動作、亦即閥243a~243i之開關動作或MFC241a~241i進行之流量調整動作等，係構成為由後述控制器121所控制。積集型供給系統248係構成為一體型、或分割型之積集單元，可對氣體供給管232a~232i等依積集單元單位進行裝卸，構成為可依積集單元單位進行積集型供給系統248之維修、交換、增設等。
於反應管203之側壁下方，連接對處理室201內之環境進行排氣的排氣口231a。排氣口231a亦可由反應管203之側壁下部起沿著上部、亦即沿著晶圓配列區域設置。於排氣口231a連接著排氣管231。排氣管231係由例如SUS等之金屬材料構成。排氣管231係經由檢測處理室201內壓力之作為壓力檢測器(壓力檢測部)的壓力感測器245及作為壓力調整器(壓力調整部)之APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器)閥244，連接作為真空排氣裝置的真空泵246。APC閥244係構成為藉由依使真空泵246作動之狀態開關閥，而可進行處理室201內之真空排氣或真空排氣停止，進而依使真空泵246作動之狀態，根據藉由壓力感測器245所檢測出之壓力資訊進行閥開度調節，而可調整處理室201內之壓力。主要由排氣管231、APC閥244、壓力感測器245構成排氣系統。真空泵246亦可認為涵括於排氣系統中。
於岐管209下方，設有可將岐管209下端開口氣密地閉塞之作為爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219係例如由SUS等金屬材料所構成，形成為圓盤狀。於密封蓋219上面，設有與岐管209下端抵接之作為密封構件的O型環220b。
於密封蓋219下方，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係由例如SUS等金屬材料所構成，貫通密封蓋219而連接至晶舟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係構成為藉由設置於反應管203外部之作為升降機構的晶舟升降器115而於垂直方向升降。晶舟升降器115係構成藉由使密封蓋219升降，而將晶圓200於處理室201內外進行搬入及搬出(搬送)的搬送裝置(搬送機構)。
於岐管209下方，設有在使密封蓋219下降並將晶舟217從處理室201內搬出的狀態下，可將岐管209下端開口氣密地閉塞之作為爐口蓋體的擋門219s。擋門219s係例如由SUS等金屬材料所構成，形成為圓盤狀。於擋門219s上面，設有與岐管209下端抵接之作為密封構件的O型環220c。擋門219s之開關動作(升降動作或旋動動作等)係由擋門開關機構115s所控制。
作為基板支撐具之晶舟217係構成為使複數片、例如25~200片晶圓200以水平姿勢、且以彼此的中心對齊之狀態，於垂直方向上整齊排列而多段地支撐，亦即，隔著間隔而配列。晶舟217係由例如石英或SiC等耐熱性材料所構成。於晶舟217之下部係由例如以石英或SiC等耐熱性材料所構成之隔熱板218多段地支撐著。
於反應管203內，設置有作為溫度檢測器之溫度感測器263。根據藉由溫度感測器263檢測出之溫度資訊而調整對加熱器207之通電狀況，使處理室201內之溫度成為所需之溫度分布。溫度感測器263係沿著反應管203的內壁設置。
如圖3所示般，屬於控制部(控制手段)之控制器121係構成為具備CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d的電腦。RAM 121b、記憶裝置121c、I/O埠121d係構成為經由內部匯流排121e而可與CPU 121a進行資料交換。控制器121係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)等所構成。於記憶裝置121c內可讀取地儲存有控制基板處理裝置之動作的控制程式，或記載有後述成膜處理之手續或條件等的製程配方(recipe)，或記載有後述清潔處理之手續或條件等的清潔配方，或記載有後述預塗處理之手續或條件等的預塗配方等。製程配方係以將後述成膜處理中各手續藉控制器121執行，而可獲得既定之結果之方式組合者，作為程式而執行。清潔配方係以將後述清潔處理中各手續藉控制器121執行，而可獲得既定之結果之方式組合者，作為程式而執行。預塗配方係以將後述預塗處理中各手續藉控制器121執行，而可獲得既定之結果之方式組合者，作為程式而執行。以下，作為製程配方、清潔配方、預塗配方、或控制程式等的總稱，亦僅稱為程式。又，製程配方、清潔配方及預塗配方亦僅稱為配方。本說明書中於使用程式一詞的情況，係指僅含配方單體的情況、僅含控制程式單體的情況、或含有此二者之情況。RAM 121b係構成為使藉由CPU 121a讀出之程式或數據等暫時地保存之記憶區域(工作區域)。
I/O埠121d係連接於上述MFC 241a~241i、閥243a~243i、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、溫度感測器263、加熱器207、旋轉機構267、晶舟升降器115、擋門開關機構115s等。
CPU 121a係構成為自記憶裝置121c讀取控制程式並執行，且配合自輸入輸出裝置122之操作指令之輸入等由記憶裝置121c讀取配方。CPU 121a係構成為依照讀取之配方的內容，控制利用MFC 241a~241i之各種氣體之流量調整動作、閥243a~243i的開關動作、APC閥244之開關動作及基於壓力感測器245而利用APC閥244進行之壓力調整動作、真空泵246的啟動及停止、基於溫度感測器263之加熱器207的溫度調整動作、由旋轉機構267進行之晶舟217旋轉及旋轉速度調節動作、利用晶舟升降機115之晶舟217的升降動作、利用擋門開關機構115s之擋門219s之開關動作等。
控制器121係可藉由將由外部記憶裝置123所儲存之上述程式安裝到電腦中而構成。外部記憶裝置123係包括例如HDD等磁碟、CD等光碟、MO等磁光碟、USB記憶體等半導體記憶體等。記憶裝置121c或外部記憶裝置123係由可被電腦讀取之記錄媒體所構成。以下，作為此等之總稱，簡稱為記錄媒體。本說明書中於使用記錄媒體一詞的情況，係指僅含記憶裝置121c單體的情況、僅含外部記憶裝置123單體的情況、或含有此二者之情況。尚且，對電腦之程式提供，亦可不使用外部記憶裝置123，而使用網路或專用線路等通訊手段進行。
(2) 處理步驟 作為使用上述基板處理裝置、半導體裝置的製造步驟之一步驟，針對包含於作為基板之晶圓200上形成膜之成膜時序的一連串處理序例，主要使用圖4、圖5進行說明。以下的說明中，構成基板處理裝置之各部的動作係藉由控制器121所控制。
圖4所示一連串之處理時序係具有： 對處理容器內之晶圓200供給第1處理氣體，於晶圓200上形成屬於氧碳氮化膜之SiOCN膜作為膜的步驟； 依處理容器內不存在晶圓200之狀態，對處理容器內供給清潔氣體，將堆積於處理容器內之堆積物去除的步驟； 依處理容器內不存在晶圓200之狀態，對處理容器內供給第2處理氣體，於處理容器內形成與形成於晶圓200上之膜之材質不同之第1厚度的屬於氧氮化膜之SiON膜作為第1預塗膜的步驟； 依處理容器內不存在晶圓200之狀態，對處理容器內供給第3處理氣體，於處理容器內所形成之SiON膜上，形成與形成於晶圓200上之膜之材質相同且較第1厚度薄之第2厚度的屬於氧碳氮化膜之SiOCN膜作為第2預塗膜的步驟。
本態樣中，作為第1處理氣體係使用屬於Si源之HCDS氣體、屬於C源之C3 H6 氣體、屬於O源之O2 氣體、屬於N源之NH3 氣體。又，作為第2處理氣體係使用屬於Si源之HCDS氣體、屬於O源之O2 氣體、屬於N源之NH3 氣體。又，作為第3處理氣體，係使用屬於Si源之HCDS氣體、屬於C源之C3 H6 氣體、屬於O源之O2 氣體、屬於N源之NH3 氣體。
本態樣之成膜處理，係如圖5所示氣體供給時序般，藉由將： 對處理容器內之晶圓200供給HCDS氣體的步驟1； 對處理容器內之晶圓200供給C3 H6 氣體的步驟2； 對處理容器內之晶圓200供給O2 氣體的步驟3；與 對處理容器內之晶圓200供給NH3 氣體的步驟4； 依此順序非同時進行的周期進行既定次數(n次，n為1以上之整數)，於晶圓200上形成SiOCN膜。
本說明書中，為了方便有時將圖5所示氣體供給時序、亦即成膜時序表示如以下。以下其他態樣之說明中亦使用相同表記。
(HCDS→C3 H6 →O2 →NH3 ) ×n ⇒ SiOCN
本說明書中於使用「晶圓」一詞的情況，係有意指晶圓本身的情況、或意指晶圓與其表面所形成之既定之層或膜等之積層體的情況。本說明書中於使用「晶圓表面」一詞的情況，係有意指晶圓本身之表面的情況、或指晶圓上所形成之既定之層等之表面的情況。本說明書中於記載了「於晶圓上形成既定之層」的情況，係代表於晶圓本身之表面上直接形成既定之層的情況、或代表對晶圓上所形成之層等之上形成既定之層的情況。本說明書中使用「基板」一詞的情況，亦與使用「晶圓」一詞的情況具有相同意義。
以下詳述圖4所示一連串之處理時序。
＜成膜處理＞ 首先進行於晶圓200上形成膜之成膜處理。以下說明成膜處理之一連串的動作。
(晶圓充填及晶舟裝載) 將複數片之晶圓200裝填(晶圓充填)於晶舟217，藉由擋門開關機構115s使擋門219s移動，使岐管209之下端開口開放(擋門開放)。其後，如圖1所示般，支持著複數片之晶圓200的晶舟217，係藉由晶舟升降機115被上舉並搬入至處理室201內(晶舟裝載)。於此狀態下，密封蓋219係經由O型環220b使岐管209之下端成為密封之狀態。
(壓力調整及溫度調整) 以使處理室201內、亦即晶圓200存在之空間成為所需壓力(成膜壓力)之方式，藉由真空泵246進行真空排氣(減壓排氣)。又，以使處理室201內之晶圓200成為所需溫度(成膜溫度)之方式，藉由加熱器207加熱。又，藉由旋轉機構267開始晶圓200之旋轉。處理室201內之排氣、晶圓200之加熱及旋轉之任一者，係至少在對晶圓200之處理結束前之期間持續進行。
(成膜) 其後，依序實施以下之步驟1~4。
[步驟1] 於此步驟，係對處理容器內之晶圓200供給HCDS氣體(HCDS氣體供給)。具體而言，打開閥243a，使HCDS氣體流通至氣體供給管232a。HCDS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，並由排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供給HCDS氣體。此時，亦可打開閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b對處理室201內供給N2 氣體。
作為本步驟中之處理條件，可例示： HCDS氣體供給流量：0.01~2slm、較佳0.1~1slm N2 氣體供給流量(各氣體供給管)：0~10slm 各氣體供給時間：1~120秒、較佳1~60秒 處理溫度：250~800℃、較佳400~700℃ 處理壓力：1~2666Pa、較佳67~1333Pa
又，本說明書中之「250~800℃」般之數值範圍的表記，係意指其範圍包括下限值及上限值。因此，所謂「250~800℃」係意指「250℃以上且800℃以下」。關於其他數值範圍亦相同。
藉由於上述條件下對晶圓200供給HCDS氣體，於晶圓200之最表面上，形成含有Cl之含Si層作為第1層。含有Cl之含Si層係藉由於晶圓200之最表面使HCDS物理吸附或化學吸附、HCDS之部分經分解的物質(以下記為Six Cly )化學吸附、HCDS因熱分解所得之Si之堆積等而形成。含有Cl之含Si層可為HCDS或Six Cly 之吸附層(物理吸附層或化學吸附層)，亦可為含有Cl之Si堆積層。本說明書中，亦將含有Cl之含Si層簡稱為含Si層。
形成第1層後，關閉閥243a，停止HCDS氣體對處理室201內的供給。然後，對處理室201內進行真空排氣，自處理室201內排除殘留於處理室201內之氣體等(沖洗)。此時，亦可將閥243h、243i開啟，將N2 氣體供給至處理室201內。N2 氣體係作用為沖洗氣體。
作為原料氣體，係除了HCDS氣體之外，可使用單氯矽烷(SiH3 Cl，簡稱：MCS)氣體、二氯矽烷(SiH2 Cl2 、簡稱：DCS)氣體、三氯矽烷(SiHCl3 ，簡稱：TCS)氣體、四氯矽烷(SiCl4 ，簡稱：STC)氣體、八氯三矽烷(Si3 Cl8 ，簡稱：OCTS)氣體等之氯矽烷系氣體。
[步驟2] 步驟1結束後，對處理容器內之晶圓200、亦即晶圓200上所形成之第1層供給C3 H6 氣體(C3 H6 氣體供給)。具體而言，打開閥243c，使C3 H6 氣體流通至氣體供給管232c內。C3 H6 氣體係藉由MFC241c調整流量，經由氣體供給管232a、噴嘴249a供給至處理室201內，並自排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供給C3 H6 氣體。此時，亦可打開閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b對處理室201內供給N2 氣體。
作為本步驟中之處理條件，可例示： C3 H6 氣體供給流量：0.1~10slm C3 H6 氣體供給時間：1~120秒、較佳1~60秒 處理壓力：1~6000Pa、較佳1~5000Pa。其他處理條件係設為與步驟1之處理條件相同。
藉由於上述條件下對晶圓200供給C3 H6 氣體，於第1層上形成含C層，而於晶圓200上形成含有Si及C的第2層。
形成第2層後，關閉閥243c，停止C3 H6 氣體對處理室201內的供給。然後，依與步驟1中之沖洗相同的處理手續，自處理室201內排除殘留於處理室201內之氣體等(沖洗)。
作為反應氣體(含C氣體)，除了C3 H6 氣體之外，可使用乙炔(C2 H2 )氣體或乙烯(C2 H4 )氣體等之烴系氣體。
[步驟3] 步驟2結束後，對處理容器內之晶圓200、亦即晶圓200上所形成之第2層供給O2 氣體(O2 氣體供給)。具體而言，打開閥243b，於氣體供給管232b內流通O2 氣體。O2 氣體係藉由MFC241b調整流量，經由噴嘴249b供給至處理室201內，並自排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供給O2 氣體。此時，亦可打開閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b對處理室201內供給N2 氣體。
作為本步驟中之處理條件，可例示： O2 氣體供給流量：0.1~10slm O2 氣體供給時間：1~120秒、較佳1~60秒 處理壓力：1~4000Pa、較佳1~3000Pa。其他處理條件係設為與步驟1之處理條件相同。
藉由於上述條件下對晶圓200供給O2 氣體，可使晶圓200上所形成之第2層之至少一部分氧化(改質)。藉由使第2層改質，於晶圓200上形成含有Si、O及C之第3層、亦即氧碳化矽層(SiOC層)。形成第3層時，第2層中所含之Cl等雜質，係於藉O2 氣體所進行之第2層之改質反應的過程中，至少構成含Cl之氣體狀物質，由處理室201內被排出。藉此，相較於第1層或第2層，第3層係Cl等雜質較少的層。
形成第3層後，關閉閥243b，停止O2 氣體對處理室201內的供給。然後，依與步驟1之沖洗相同的處理手續，自處理室201內排除殘留於處理室201內之氣體等(沖洗)。
作為反應氣體(含O氣體)，除了O2 氣體之外，可使用例如臭氧(O3 )氣體、水蒸氣(H2 O氣體)、一氧化氮(NO)氣體、一氧化二氮(N2 O)氣體等。
[步驟4] 步驟3結束後，對處理容器內之晶圓200、亦即晶圓200上所形成之第3層供給NH3 氣體(NH3 氣體供給)。具體而言，打開閥243d，於氣體供給管232d內流通NH3 氣體。NH3 氣體係藉由MFC241d調整流量，經由氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內，並自排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供給NH3 氣體。此時，亦可打開閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b對處理室201內供給N2 氣體。
作為本步驟中之處理條件，可例示： NH3 氣體供給流量：0.1~10slm NH3 氣體供給時間：1~120秒、較佳1~60秒 處理壓力：1~4000Pa、較佳1~3000Pa。其他處理條件係設為與步驟1之處理條件相同。
藉由於上述條件下對晶圓200供給NH3 氣體，可使晶圓200上所形成之第3層之至少一部分氮化(改質)。藉由使第3層改質，於晶圓200上形成含有Si、O、C及N之第4層、亦即氧碳氮化矽層(SiOCN層)。形成第4層時，第3層中所含之Cl等雜質，係於藉NH3 氣體所進行之第3層之改質反應的過程中，至少構成含Cl之氣體狀物質，由處理室201內被排出。藉此，相較於第3層，第4層係Cl等雜質較少的層。
形成第4層後，關閉閥243d，停止NH3 氣體對處理室201內的供給。然後，依與步驟1之沖洗相同的處理手續，自處理室201內排除殘留於處理室201內之氣體等(沖洗)。
作為反應氣體(含N及H氣體)，除了NH3 氣體之外，可使用例如二氮烯(N2 H2 )氣體、二氮烷(N2 H4 )氣體、N3 H8 氣體等氮化氫系氣體。
[實施既定次數] 藉由將非同時、亦即未同期地進行上述步驟1~4的周期進行既定次數(n次，n為1以上之整數)，可於晶圓200上形成既定組成、既定膜厚之屬於含有Si、O、C及N之膜的氧碳氮化矽膜(SiOCN膜)。上述周期較佳係重複複數次。
(後沖洗及大氣壓恢復) 成膜結束後，分別由噴嘴249a、249b將作為沖洗氣體之N2 氣體供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。藉此，沖洗處理室201內，將殘留於處理室201內之氣體或反應副產物由處理室201內去除(後沖洗)。其後，將處理室201內之環境置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，處理室201內之壓力恢復為常壓(大氣壓恢復)。
(晶舟卸載及晶圓卸除) 藉由晶舟升降機115使密封蓋219下降，使岐管209之下端開口。然後，將處理完畢之晶圓200依被晶舟217支持之狀態從岐管209之下端搬出至反應管203的外部(晶舟卸載)。晶舟卸載後，使擋門219s移動，使岐管209之下端開口經由O形環220c被擋門219s密封(擋門關閉)。處理完畢之晶圓200被搬出至反應管203之外部後，由晶舟217取出(晶圓卸除)。
＜清潔處理＞ 若進行上述成膜處理，於處理容器內、亦即反應管203之內壁、噴嘴249a、249b之外表面、噴嘴249a、249b之內表面、岐管209之內表面、晶舟217之表面、密封蓋219之上面等的處理容器內之構件的表面，附著累積包括SiOCN膜等之薄膜的堆積物。堆積物之量、亦即累積膜厚若變得過厚，則發生堆積物之剝離等，有顆粒之發生量急遽增加的情形。因此，在累積膜厚(堆積物之量)到達堆積物發生剝離或落下前的既定厚度(既定量)之前，進行將堆積於處理容器內之堆積物去除的清潔處理。以下說明清潔處理之一連串動作。
(空晶舟裝載) 藉由擋門開關機構115s使擋門219s移動，使岐管209之下端開口開放(擋門開放)。其後，空的晶舟217、亦即未裝填晶圓200之晶舟217，係藉由晶舟升降機115被上舉並搬入至處理室201內。於此狀態下，密封蓋219係經由O型環220b使岐管209之下端成為密封之狀態。
(壓力調整及溫度調整) 空晶舟217對處理室201內的搬入結束後，以使處理室201內成為所需壓力(腔室清潔壓力)之方式，藉由真空泵246進行真空排氣。又，以使處理室201內成為所需溫度(腔室清潔溫度)之方式，藉由加熱器207加熱。此時，處理室201內(處理容器內)之構件的表面、亦即反應管203之內壁、噴嘴249a、249b之表面、晶舟217之表面等亦被加熱至腔室清潔溫度。又，藉由旋轉機構267開始晶舟217之旋轉。真空泵246之作動、處理室201內之加熱、晶舟217之旋轉係至少在後述噴嘴清潔結束為止之期間持續進行。又，亦可不使晶舟217旋轉。
(腔室清潔) 處理室201內之壓力、溫度分別穩定後，藉由對處理室201內供給F2 氣體及NO氣體，對處理室201內進行清潔。具體而言，打開閥243e、243g，分別於氣體供給管232e內流通F2 氣體、於氣體供給管232g內流通NO氣體。F2 氣體、NO氣體係分別藉由MFC241e、241g調整流量，經由氣體供給管232a、232b、噴嘴249a、249b供給至處理室201內，並自排氣口231a排氣。此時，亦可打開閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b對處理室201內供給N2 氣體。
作為本步驟中之處理條件，可例示： F2 氣體供給流量：0.5~10slm NO氣體供給流量：0.5~10slm N2 氣體供給流量(各氣體供給管)：0~10slm 各氣體供給時間：1~60分鐘、較佳10~20分鐘 處理溫度(腔室清潔溫度)：100~350℃、較佳200~300℃ 處理壓力(腔室清潔壓力)：1333~53329Pa、較佳9000~16665Pa。
藉由於上述處理條件下將F2 氣體及NO氣體供給至處理室201內，可於F2 氣體添加NO氣體，使此等氣體於處理室201內混合並反應。藉由此反應，於處理室201內，可生成例如氟自由基(F*)或亞硝醯氟(FNO)等活性種(以下有時將此等總稱為FNO等)。其結果，於處理室201內，存在於F2 氣體中添加FNO等而成的混合氣體。於F2 氣體中添加FNO等而成的混合氣體，係接觸至處理室201內之構件的表面，例如反應管203之內壁、噴嘴249a、249b之表面、晶舟217之表面等。此時，藉由熱化學反應(蝕刻反應)，可去除處理室201內之構件表面的附著物。FNO等係促進由F2 氣體進行之蝕刻反應，使附著物之蝕刻速率增大，亦即其作用為輔助蝕刻。
經過既定時間，處理室201內之清潔結束後，關閉閥243e、243g，使F2 氣體、NO氣體對處理室201內的供給分別停止。然後，將處理室201內進行真空排氣，將殘留於處理室201內之氣體等由處理室201內被排除(沖洗)。此時，打開閥243h、243i，對處理室201內供給N2 氣體。N2 氣體係作用為沖洗氣體。
作為清潔氣體，除了F2 氣體之外，可使用氫氟酸(HF)氣體、氟化氮(NF3 )氣體、氟化氯(ClF3 )氣體、或此等之混合氣體。此點於後述噴嘴清潔中亦相同。
作為添加氣體，除了NO氣體之外，可使用氫(H2 )氣、O2 氣體、一氧化二氮(N2 O)氣體、異丙基醇((CH3 )2 CHOH，簡稱：IPA)氣體、甲醇(CH3 OH)氣體、水蒸氣(H2 O氣體)、HF氣體或此等之混合氣體。
尚且，於使用HF氣體作為添加氣體時，較佳係使用F2 氣體、ClF3 氣體、NF3 氣體或此等之混合氣體之任一種氣體作為清潔氣體。於使用HF氣體作為清潔氣體，使用IPA氣體、甲醇氣體、H2 O氣體或此等之混合氣體之任一種氣體作為添加氣體的情況，最好將上述處理溫度設為例如30~300℃、較佳50~200℃之範圍內的既定溫度。
作為惰性氣體，除了N2 氣體之外，可使用Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。此點係於後述各步驟中亦相同。
(壓力調整及溫度調整) 腔室清潔結束後，以使處理室201內成為所需壓力(噴嘴清潔壓力)之方式，藉由真空泵246進行真空排氣。又，以使噴嘴249a、249b內成為所需溫度(噴嘴清潔溫度)之方式，藉由加熱器207加熱。
(第1噴嘴清潔) 處理室201內之壓力、噴嘴249a、249b內之溫度分別穩定後，藉由對噴嘴249a內供給F2 氣體，對噴嘴249a內進行清潔。具體而言，打開閥243e，於氣體供給管232e內流通F2 氣體。F2 氣體係藉由MFC241e調整流量，經由氣體供給管232a供給至噴嘴249a內，並流入至處理室201內、自排氣口231a排氣。此時，亦可打開閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b對處理室201內供給N2 氣體。
作為本步驟中之處理條件，可例示： F2 氣體供給流量：0.5~10slm N2 氣體供給流量(各氣體供給管)：0~10slm 各氣體供給時間：1~60分鐘、較佳10~20分鐘 處理溫度(噴嘴清潔溫度)：400~500℃、較佳400~450℃ 處理壓力(噴嘴清潔壓力)：1333~40000Pa、較佳6666~16665Pa。
藉由於上述處理條件下將F2 氣體供給至噴嘴249a內，利用熱化學反應，可將噴嘴249a內之附著物去除。經過既定時間，完成噴嘴249a內之清潔後，關閉閥243e，停止F2 氣體對噴嘴249a內的供給。然後，藉由與上述腔室清潔中之沖洗相同的處理手續，對處理室201內進行沖洗(沖洗)。
(第2噴嘴清潔) 噴嘴249a內之清潔結束後，藉由對氣體供給管232b內供給F2 氣體，對噴嘴249b內進行清潔。具體而言，打開閥243f，於氣體供給管232f內流通F2 氣體。F2 氣體係藉由MFC241f調整流量，經由氣體供給管232b供給至噴嘴249b內，並流入至處理室201內、自排氣口231a排氣。此時，亦可打開閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b對處理室201內供給N2 氣體。
本步驟中之處理條件係設為與上述第1噴嘴清潔之處理條件相同的處理條件。
藉由於上述處理條件下將F2 氣體供給至噴嘴249b內，利用熱化學反應，可將噴嘴249b內之附著物去除。經過既定時間，完成噴嘴249b內之清潔後，關閉閥243f，停止F2 氣體對噴嘴249b內的供給。然後，藉由與上述腔室清潔中之沖洗相同的處理手續，對處理室201內進行沖洗(沖洗)。其後，將處理室201內之環境置換為惰性氣體(惰性氣體置換)。
藉由以上一連串動作，完成清潔處理。
＜預塗處理＞ 在清潔處理結束後，於進行晶舟卸載前、亦即於處理容器內搬入了空晶舟的狀態下，對處理容器內、亦即反應管203之內壁、噴嘴249a、249b之外表面、噴嘴249a、249b之內表面、岐管209之內表面、晶舟217之表面、密封蓋219之上面等的處理容器內之構件的表面，進行預塗處理。
於此，清潔處理後，若對處理容器內不進行預塗處理即進行成膜處理，則有形成於晶圓200上之膜之膜厚變得較目標膜厚薄的膜厚差降現象的情形。此情形的原因之一，可認為係清潔處理後之處理容器內的狀態、與重複進行成膜處理時之處理容器內的狀態不同，進行成膜處理時處理氣體於處理容器內之構件的表面被消耗、而供給至晶圓200表面之處理氣體的量不足所致。清潔處理後、進行成膜處理前，藉由進行預塗處理，可抑制膜厚差降現象的發生，可使形成於晶圓200上之膜的膜厚穩定化。以下說明預塗處理之一連串動作。
(第1預塗) 於處理容器內不存在晶圓200的狀態下，對處理容器內，將依此順序且非同時地進行與上述成膜中之步驟1、步驟3及步驟4相同之步驟的周期進行既定次數(x次，x為1以上之整數)。各步驟之處理手續、處理條件係除了取代對晶圓200供給各氣體，改為對處理容器內供給各氣體以外，其餘設為與上述成膜中之處理手續、處理條件相同。藉此，於處理容器內、亦即處理容器內之構件的表面，形成含有Si、O及N之膜、亦即氧氮化矽膜(SiON膜)作為第1預塗膜。於第1預塗，於處理容器內形成第1厚度之SiON膜。第1預塗膜(SiON膜)之厚度(第1厚度)最好設為例如150Å以上且350Å以下、較佳200Å以上且300Å以下之範圍內的厚度。
第1預塗膜(SiON膜)為未含C膜，與形成於晶圓200上之膜(SiOCN膜)的材質、亦即分子構造相異。又，第1預塗膜(SiON膜)係並未含有形成於晶圓200上之膜(SiOCN膜)中所含元素(Si、O、C、N)以外的元素。
(第2預塗) 藉由第1預塗，於處理容器內、亦即處理容器內之構件的表面形成第1厚度之SiON膜後，於處理容器內不存在晶圓200的狀態下，對處理容器內，將依此順序且非同時地進行與上述成膜中之步驟1~4相同之步驟的周期進行既定次數(y次，y為1以上之整數)。各步驟之處理手續、處理條件係除了取代對晶圓200供給各氣體，改為對處理容器內供給各氣體以外，其餘設為與上述成膜中之處理手續、處理條件相同。藉此，於處理容器內、亦即處理容器內之構件的表面所形成的第1預塗膜(SiON膜)上，形成屬於含有Si、O、C及N之膜的SiOCN膜作為第2預塗膜。於第2預塗，於處理容器內所形成之SiON膜上，形成較SiON膜之厚度(第1厚度)薄的第2厚度的SiOCN膜。
第2預塗膜(SiOCN膜)係含C膜，與形成於晶圓200上之膜(SiOCN膜)的材質相同。亦即，第2預塗膜(SiOCN膜)並未含有形成於晶圓200上之膜(SiOCN膜)中所含元素(Si、O、C、N)以外的元素。
亦即，第1預塗膜(SiON膜)及第2預塗膜(SiOCN膜)均未含有形成於晶圓200上之膜(SiOCN膜)中所含元素以外的元素。藉此，可將成膜處理中之處理氣體分別使用於各預塗中，不需要為了進行預塗而追加氣體供給系統，基板處理裝置可降低成本。以下，亦將於第1預塗膜上積層第2預塗膜而成的膜稱為預塗膜。
成為預塗膜之最表面的第2預塗膜的材質，必須與形成於晶圓200上之膜的材質相同。此係由於在預塗後，將晶圓200裝入至處理容器內，於晶圓200上形成SiOCN膜時，在形成於處理容器內之預塗膜之最表面為SiON膜的情況，對晶圓200上形成SiOCN膜時，有預塗膜吸收了原本應被形成於晶圓200上之SiOCN膜攝取的C的情形，而使形成於晶圓200上之膜之組成發生偏差。為了使形成於晶圓200上之膜組成穩定化，必須將成為預塗膜最表面之第2預塗膜構成為與形成於晶圓200上之膜相同材質的膜。又，此情況下，更佳係將第2預塗膜構成為與形成於晶圓200上之膜相同組成(尤其是C濃度)的膜。可使形成於晶圓200上之膜的組成(尤其是C濃度)更加穩定化。
尚且，第2預塗膜(SiOCN膜)之厚度(第2厚度)較佳係設為第2預塗膜成為無針孔的厚度。具體而言，第2厚度為超過25Å，例如設為超過25Å且150Å以下、較佳30Å以上且100Å以下、更佳30Å以上且50Å以下之範圍內的厚度。
又，第1預塗中之Si源、O源、及N源的供給順序、及第2預塗中之Si源、C源、O源及N源的供給順序，較佳係與成膜中之Si源、C源、O源及N源的供給順序相等。藉此，可使處理容器內之表面所形成的預塗膜的組成接近晶圓200上所形成之膜的組成，可使晶圓200上所形成之SiOCN膜之C濃度、亦即膜組成更加穩定化。
第1預塗及第2預塗結束後，藉由與上述腔室清潔中之沖洗相同的處理手續，對處理室201內進行沖洗。其後，將處理室201內之環境置換為惰性氣體。
藉由以上一連串之動作，完成預塗處理。藉由上述預塗處理，可抑制成膜時發生膜厚差降現象。又，藉由上述預塗處理，可整理下次成膜處理前之處理容器內的環境、狀態。
(空晶舟卸載) 預塗處理結束後，藉由晶舟升降機115使密封蓋219下降，使岐管209之下端開口。然後，將空晶舟217從岐管209之下端搬出至反應管203的外部(晶舟卸載)。晶舟卸載後，使擋門219s移動，使岐管209之下端開口經由O形環220c被擋門219s密封(擋門關閉)。
(3)本態樣之效果 根據本態樣，可獲得以下所示之一種或複數種效果。
(a)藉由於在晶圓上形成SiOCN膜之基板處理裝置(以下亦稱為裝置)的處理容器內，形成SiON膜作為第1預塗膜，並於其上，形成SiOCN膜作為第2預塗膜，而如此依2階段形成預塗膜，則可縮短預塗時間，可縮短裝置之停機時間。亦即，可提高裝置之作動率、提升生產性。
之所以如此，係由於上述SiOCN膜為多元系膜，故有成膜時間變長的傾向。例如，若為SiN膜等2元系膜之成膜，則每1周期之步驟為供給Si源之步驟、供給N源之步驟的2個步驟；相對地，在SiOCN膜等之4元系膜的成膜時，每1周期之步驟成為供給Si源之步驟、供給C源之步驟、供給O源之步驟、供給N源之步驟的4個步驟；相較於2元系膜，4元系膜於每1周期中多出2個步驟、成膜時間變長。尤其在形成SiOCN膜時之C源的供給時間(本態樣中為C3 H6 氣體之供給時間)有較其他處理氣體之供給時間長的傾向。此C源之供給時間係形成於晶圓上之SiOCN膜之膜厚為例如50~80Å般較薄的情況下，對於實質之產率並無太大影響。然而，即使是此情況下，仍有必須將預塗膜之膜厚設為例如200Å以上且400Å以下、較佳250Å以上且350Å以下之範圍內之厚度的情形，此時，C源供給時間將對預塗時間造成較大影響，此將成為基板處理裝置之停機時間增加的原因。又，若預塗膜之厚度未滿上述範圍內之厚度，則有發生膜厚差降現象或顆粒的情形。為了防止膜厚差降現象及顆粒發生之兩者，有時必須形成至少200~400Å左右、較佳250~350Å左右之厚度的預塗膜。
相對於此，本態樣係為了抑制膜厚差降現象及顆粒發生，於處理容器內形成總合例如200~400Å左右、較佳250~350Å左右之厚度的預塗膜。而且此時，於處理容器內形成SiON膜作為第1預塗膜，並於其上形成SiOCN膜作為第2預塗膜，如此依2階段形成總合200~400Å左右、較佳250~350Å左右之厚度的預塗膜。如此，依2階段形成預塗膜，藉由形成屬於未含C膜之SiON膜作為第1預塗膜，則於形成第1預塗膜的步驟中，可省略有供給時間變長之傾向的C源供給步驟，因此，可提高成膜速率、縮短預塗時間。
於此，亦可考慮形成SiN膜作為第1預塗膜，但SiN膜之膜壓力較SiON膜之膜壓力大，SiON膜之膜壓力係較SiOCN膜之膜壓力大。亦即，SiN膜之膜壓力係較SiON膜、SiOCN膜大，因此，膜容易發生龜裂而剝離，容易發生顆粒。因此，藉由使用膜壓力較SiN膜小、且膜壓力接近SiOCN膜的SiON膜作為第1預塗膜，可抑制預塗膜之龜裂發生、預塗膜之剝離，同時可縮短預塗時間。
又，本態樣中，藉由將可依較高成膜速率形成之第1預塗膜的厚度(第1厚度)，設為較依較低成膜速率形成之第2預塗膜之厚度(第2厚度)厚，換言之，藉由將依較低成膜速率形成之第2預塗膜之厚度(第2厚度)，設為較可依較高成膜速率形成之第1預塗膜的厚度(第1厚度)薄，則可更加縮短預塗時間，可更加縮短裝置之停機時間。
(b)藉由將第2預塗膜之厚度(第2厚度)設為使第2預塗膜成為無針孔之厚度的超過25Å的厚度，可抑制形成於晶圓上之SiOCN膜之C濃度、亦即膜組成發生偏差。結果，可提升成膜處理之品質。
於此，若第2預塗膜(SiOCN膜)之厚度過薄，具體而言，若第2預塗膜之厚度為25Å以下，則有第2預塗膜發生針孔的情形。若依於第2預塗膜發生了針孔的狀態，進行於晶圓上形成SiOCN膜的處理，則有形成於晶圓上之SiOCN膜之組成受到屬於第2預塗膜基底之第1預塗膜(SiON膜)影響的情形。具體而言，在晶圓上形成SiOCN膜時，有原本應被攝取至形成於晶圓上之SiOCN膜中的C、經由(透過)第2預塗膜之針孔而達到第1預塗膜，並被第1預塗膜吸收的情形。此時，形成於晶圓上之SiOCN膜的C濃度將降低。
尚且，若重複進行於晶圓上形成SiOCN膜之處理，由於於第2預塗膜上進一步堆積SiOCN膜，故第2預塗膜之針孔所造成的影響逐漸減低。然而，此情況意味著第1預塗膜所造成之C吸收的程度，在每次重複進行於晶圓上形成SiOCN膜之處理時有所變化，因此，形成於晶圓上之SiOCN膜的C濃度、亦即膜組成將發生偏差。
藉由將第2預塗膜之厚度設為使第2預塗膜成為無針孔的厚度，亦即，藉由將第2預塗膜之厚度設為超過25Å之厚度，可消除此課題。再者，藉由將第2預塗膜之厚度設為30Å以上，可確實地消除此課題。
(c)藉由將第2預塗膜之厚度(第2厚度)設為150Å以下，可確保實用之預塗時間縮短效果，可得到實用之停機時間縮短效果。若將第2預塗膜之厚度過度增厚，具體而言，若使第2預塗膜之厚度超過150Å，則預塗時間縮短效果變低，有停機時間縮短效果降低的情形。藉由將第2預塗膜之厚度設為150Å以下，可消除此課題。藉由將第2預塗膜之厚度設為100Å以下，可確實消除此課題。藉由將第2預塗膜之厚度設為50Å以下，可更確實地消除此課題。又，此等情況係在形成總合為例如200~400Å左右、較佳250~350Å左右之厚度的預塗膜的情況特別有效果。
(d)藉由將第1預塗膜(SiON膜)及第2預塗膜(SiOCN膜)均設為未含有形成於晶圓上之膜(SiOCN膜)所含元素以外的元素，可於各別之預塗使用成膜處理之處理氣體，不需要追加用於進行預塗的氣體供給系統，可使裝置成本降低。
(e)藉由使第1預塗中之Si源、O源、及N源的供給順序、及第2預塗中之Si源、C源、O源及N源的供給順序，與成膜中之Si源、C源、O源及N源的供給順序相等，可使處理容器內所形成的預塗膜的組成接近晶圓200上所形成之膜的組成，可使晶圓上所形成之SiOCN膜之C濃度、亦即膜組成更加穩定化。
(f)藉由於進行清潔處理後，進行預塗處理，並於進行預塗處理後，進行成膜處理，可整理成膜前之處理容器內的環境、狀況。又，可抑制處理容器內之顆粒發生或膜厚差降現象的發生。結果，可提升處理容器內進行之成膜處理的品質。又，藉由於處理容器內依搬入了空晶舟之狀態進行清潔處理及預塗處理，則使晶舟表面亦經清潔處理及預塗處理，當然亦可獲得與上述相同之效果。
(g)本態樣之效果係於使用HCDS氣體以外之原料氣體的情況、使用C3 H6 氣體以外之含C氣體的情況、使用O2 氣體以外之含O氣體的情況、使用NH3 氣體以外之含N及H氣體的情況、使用F2 氣體以外之清潔氣體的情況、使用NO氣體以外之添加氣體的情況、或使用N2 氣體以外之惰性氣體的情況，亦可同樣獲得。
＜本發明之其他態樣＞ 以下具體說明了本發明態樣。然而，本發明並不限定於上述態樣，在不脫離其要旨之範圍內可進行各種變更。
上述態樣中，例示了依序進行成膜→腔室清潔→第1噴嘴清潔→第2噴嘴清潔→第1預塗→第2預塗→成膜的處理時序，但亦可如以下(1)~(6)所示般，將腔室清潔、第1噴嘴清潔、第2噴嘴清潔中任意步驟設為不實施。於此等情況下亦可獲得與使用圖4、圖5所說明之上述態樣相同的效果。
(1) 成膜→腔室清潔→第1預塗→第2預塗→成膜 (2) 成膜→第1噴嘴清潔→第2噴嘴清潔→第1預塗→第2預塗→成膜 (3) 第1預塗→第2預塗→成膜 (4) 腔室清潔→第1噴嘴清潔→第2噴嘴清潔→第1預塗→第2預塗→成膜 (5) 腔室清潔→第1預塗→第2預塗→成膜 (6) 第1噴嘴清潔→第2噴嘴清潔→第1預塗→第2預塗→成膜
又，成膜中，亦可藉由以下所示氣體供給時序於晶圓200上形成膜。於此等情況下，將第1預塗、第2預塗中各氣體源之供給順序設為與成膜中各氣體源之供給順序相同，並應用本發明手法，可獲得使用圖4、圖5所說明之上述態樣相同的效果。又，C3 H6 氣體等之含C氣體並不限定於由氣體供給管232a、噴嘴249a進行供給的情況，亦可由氣體供給管232b、噴嘴249b進行供給。於此情況下，可獲得使用圖4、圖5所說明之上述態樣相同的效果。
(HCDS→C3 H6 →NH3 →O2 ) ×n ⇒ SiOCN (HCDS→NH3 →C3 H6 →O2 ) ×n ⇒ SiOCN (HCDS→NH3 →O2 →C3 H6 ) ×n ⇒ SiOCN (C3 H6 →HCDS→C3 H6 →O2 →NH3 ) ×n ⇒ SiOCN (C3 H6 →HCDS→C3 H6 →NH3 →O2 ) ×n ⇒ SiOCN
各處理所使用之配方，較佳係配合處理內容而個別準備，經由電信通路或外部記憶裝置123事先儲存於記憶裝置121c內。然後，較佳係於開始各處理時，CPU121a由儲存於記憶裝置121c內之複數配方中，配合處理內容適當選擇適合的配方。藉此，可藉由1台基板處理裝置而再現性佳地形成各種膜種類、組成比、膜質、膜厚的膜。又，可減低操作員的負擔、避免操作錯誤，並可迅速地開始各處理。
上述配方並不限定於新穎作成的情況，例如亦可藉由將已安裝於基板處理裝置之既存配方變更而準備。於變更配方的情況，可將變更後之配方經由電信通路或記錄有該配方之記錄媒體，安裝至基板處理裝置。又，亦可操作既存基板處理裝置所具備之輸出入裝置122，對基板處理裝置中已安裝之既存配方進行直接變更。
上述態樣中，係針對一次處理複數片基板之批次式基板處理裝置形成膜的例子進行了說明。本發明並不限定於上述態樣，例如亦可適合應用於使用一次處理1片或數片基板之單片式基板處理裝置而形成膜的情況。又，上述態樣中，針對使用具有熱壁型處理爐之基板處理裝置形成膜的例子進行了說明。本發明並不限定於上述態樣，亦適合應用於使用具有冷壁型處理爐之基板處理裝置形成膜的情況。
於使用此等基板處理裝置之情況，亦可依與上述態樣相同之處理手續、處理條件進行各處理，可獲得與上述態樣相同之效果。
又，上述態樣可適當組合使用。此時之處理手續、處理條件可設為例如與上述態樣之處理手續、處理條件相同。 [實施例1]
以下說明實施例。
(實施例1) 於此，對包括反應管203之內壁的處理容器內，藉由不同的預塗條件，分別形成厚TH0 (=250~350Å)的預塗膜，並比較預塗時間。
比較例中，如圖6(A)所示，於包括反應管203之內壁的處理容器內，形成作為預塗膜之厚TH0 的SiOCN膜。本實施例中，如圖6(B)所示，於包括反應管203之內壁的處理容器內，形成作為預塗膜之厚TH1 (=200~300Å)的SiON膜、與厚TH2 (=30~50Å)之SiOCN膜。處理條件係設為上述態樣中之處理條件範圍內的既定條件。圖7表示比較例及實施例分別之預塗時間。
如圖7所示，比較例中，於包括反應管203之內壁的處理容器內用於形成厚TH0 之SiOCN膜時需要T0 (=600~750分鐘)之時間。另一方面，如圖7所示，本實施例中，於包括反應管203之內壁的處理容器內用於形成厚TH1 之SiON膜時需要T1 (=150~200分鐘)，用於形成厚TH2 之SiOCN膜時需要T2 (=50~100分鐘)，亦即用於形成厚TH0 之預塗膜時需要T3 (=200~300分鐘)之時間。亦即，相較於比較例，本實施例中使預塗時間縮短了T4 (=400~450分鐘)、亦即約60%以上。
亦即，可確認到藉由如上述般依2階段進行預塗，將預塗膜形成為SiON膜、與較其薄之SiOCN膜的2層，則相較於單獨形成SiOCN膜作為預塗膜的情況，可使預塗時間大幅縮短，可大幅減低裝置之停機時間。
(實施例2) 於此，於實施例1中依不同預塗條件分別形成了預塗膜的各處理容器內，藉由預塗膜形成後之初次成膜，比較形成於晶圓上之膜的特性。
比較例中，係在依實施例1中之比較例之方法形成了預塗膜的處理容器內，藉由預塗膜形成後之初次成膜，於晶圓上形成膜。本實施例中，係在依實施例1中之實施例之方法形成了預塗膜的處理容器內，藉由預塗膜形成後之初次成膜，於晶圓上形成膜。預塗膜形成後之初次成膜的處理手續、處理條件，係於比較例與實施例設為相同。圖8(A)~圖8(F)分別表示比較例及實施例中所形成之膜的各種特性。
圖8(A)係表示藉由預塗後之初次成膜，於比較例與本實施例中，針對分別配置於TOP(上部)、CEN(中央部)、BTM(下部)的晶圓上所形成的膜的膜厚進行比較。如圖8(A)所示，本實施例中所形成之膜的膜厚，係與比較例中所形成之膜之膜厚同等，確認到均未發生膜厚差降現象。
圖8(B)係表示藉由預塗後之初次成膜，於比較例與本實施例中，針對分別配置於TOP、CEN、BTM的晶圓上所形成的膜的晶圓面內膜厚均勻性進行比較。如圖8(B)所示，確認到本實施例中所形成之膜的晶圓面內膜厚均勻性，係與比較例中所形成之膜的晶圓面內膜厚均勻性同等。
圖8(C)係表示藉由預塗後之初次成膜，於比較例與本實施例中，針對分別配置於TOP、CEN、BTM的晶圓上所形成的膜上附著之32nm以上之尺寸的顆粒數進行比較。如圖8(C)所示，確認到本實施例中所形成之膜上附著之顆粒數，係較比較例中所形成之膜上附著之顆粒數少，確認到於各區域為良好。
圖8(D)係表示藉由預塗後之初次成膜，於比較例與本實施例中，針對分別配置於TOP、CEN、BTM的晶圓上所形成的膜的折射率進行比較。如圖8(D)所示，確認到本實施例中所形成之膜的折射率，係與比較例中所形成之膜之折射率同等。
圖8(E)係表示藉由預塗後之初次成膜，於比較例與本實施例中，針對晶圓上所形成的膜的組成比進行比較。亦即，圖8(E)係表示比較例及本實施例中分別形成之膜的Si、O、C、N之原子濃度、亦即組成比的圖。如圖8(E)所示，確認到本實施例中所形成之膜的組成比，係與比較例中所形成之膜之組成比同等。
圖8(F)係表示藉由預塗後之初次成膜，於比較例與本實施例中，針對將晶圓上所形成之膜浸漬於1%之HF水溶液時之濕式蝕刻速率進行比較。如圖8(F)所示，確認到本實施例中所形成之膜的濕式蝕刻速率，係與比較例中所形成之膜之濕式蝕刻速率同等。
亦即，可確認到即使在藉由本實施例之手法於晶圓上形成膜的情況，仍可獲得與藉由比較例之手法於晶圓上形成膜時同等之膜質的膜。
115:晶舟升降器 115s:擋門開關機構 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(基板) 201:處理室 202:處理爐 203:反應管 207:加熱器 209:岐管 217:晶舟 218:隔熱板 219:密封蓋 219s:擋門 220a~220c:O型環 231:排氣管 231a:排氣口 232a:氣體供給管(第1配管) 232b:氣體供給管(第2配管) 232c~232i:氣體供給管 241a~241i:質量流量控制器(MFC) 243a~243i:閥 244:APC閥 245:壓力感測器 246:真空泵 248:積集型供給系統 249a:噴嘴(第1噴嘴) 249b:噴嘴(第2噴嘴) 250a,250b:氣體供給孔 255:旋轉軸 263:溫度感測器 267:旋轉機構
圖1係本發明一態樣中適合使用之基板處理裝置之縱型處理爐的概略構成圖，以縱剖面圖顯示處理爐部分的圖。 圖2係本發明一態樣中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線剖面圖顯示處理爐部分的圖。 圖3係本發明一態樣中適合使用之基板處理裝置之控制器的概略構成圖，以方塊圖顯示控制器之控制系統的圖。 圖4係表示本發明一態樣之基板處理時序的圖。 圖5係表示本發明一態樣之成膜時之氣體供給時序的圖。 圖6(A)係表示比較例之預塗後之反應管內壁的剖面概略圖；圖6(B)係表示本實施例之預塗後之反應管內壁的剖面概略圖。 圖7係將比較例之形成了預塗膜時之預塗時間、與本實施例之形成了預塗膜時之預塗時間進行比較而表示的圖。 圖8(A)係針對藉由預塗後之初次之成膜，在分別配置於TOP(上部)、CEN(中央部)、BTM(下部)之基板上所形成的膜的膜厚，於比較例與本實施例進行比較並表示的圖；圖8(B)係針對藉由預塗後之初次之成膜，在分別配置於TOP、CEN、BTM之基板上所形成的膜的晶圓面內膜厚均勻性，於比較例與本實施例進行比較並表示的圖；圖8(C)係針對藉由預塗後之初次之成膜，在分別配置於TOP、CEN、BTM之基板上所形成的膜上所附著之粒子數，於比較例與本實施例進行比較並表示的圖；圖8(D)係針對藉由預塗後之初次之成膜，在分別配置於TOP、CEN、BTM之基板上所形成的膜的折射率，於比較例與本實施例進行比較並表示的圖；圖8(E)係針對藉由預塗後之初次之成膜，於基板上所形成的膜的組成比，於比較例與本實施例進行比較並表示的圖；圖8(F)係針對藉由預塗後之初次之成膜，在基板上所形成的膜的濕式蝕刻速率，於比較例與本實施例進行比較並表示的圖。

Claims (20)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，係具有：(a)對處理容器內之基板供給第1處理氣體而於上述基板上形成膜的步驟；(b)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給第2處理氣體，於上述處理容器內形成與上述膜之材質不同之第1厚度的氧氮化膜之第1預塗膜的步驟；(c)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給第3處理氣體，於形成於上述處理容器內之上述第1預塗膜上，形成與上述膜之材質相同且較上述第1厚度薄之第2厚度的氧碳氮化膜之第2預塗膜的步驟。
  2. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1預塗膜及上述第2預塗膜均不含有上述膜所含元素以外之元素。
  3. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1預塗膜為未含碳膜，上述第2預塗膜為含碳膜。
  4. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述膜係含有矽、氧、碳及氮，上述第1預塗膜係含有矽、氧及氮，上述第2預塗膜係含有矽、氧、碳及氮。
  5. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述膜為氧碳氮化矽膜，上述第1預塗膜為氧氮化矽膜，上述第2預塗膜為氧碳氮化矽膜。
  6. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中， 於(b)中，係藉由進行既定次數之對上述處理容器內將作為上述第2處理氣體之含矽氣體、含氧氣體、及含氮氣體非同時供給的周期，而形成上述第1預塗膜；於(c)中，係藉由進行既定次數之對上述處理容器內將作為上述第3處理氣體之含矽氣體、含碳氣體、含氧氣體、及含氮氣體非同時供給的周期，而形成上述第2預塗膜。
  7. 如請求項6之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中，係藉由進行既定次數之對上述處理容器內之基板將作為上述第1處理氣體之含矽氣體、含碳氣體、含氧氣體、及含氮氣體非同時供給的周期，而形成上述膜；將(b)中之上述含矽氣體、上述含氧氣體、及上述含氮氣體的供給順序，以及(c)中之上述含矽氣體、上述含碳氣體、上述含氧氣體、及上述含氮氣體的供給順序，設為與(a)中之上述含矽氣體、上述含碳氣體、上述含氧氣體、及上述含氮氣體的供給順序相同。
  8. 如請求項7之半導體裝置之製造方法，其中，於(a)中，係依序供給上述含矽氣體、上述含碳氣體、上述含氧氣體、及上述含氮氣體；於(b)中，係依序供給上述含矽氣體、上述含氧氣體、及上述含氮氣體；於(c)中，係依序供給上述含矽氣體、上述含碳氣體、上述含氧氣體、及上述含氮氣體。
  9. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第2厚度係上述第2預塗膜成為無針孔的厚度。
  10. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第2厚度係超過25Å且150Å以下。
  11. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第2厚度係30Å以上且100Å以下。
  12. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第2厚度係30Å以上且50Å以下。
  13. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於進行了(b)及(c)後，進行(a)。
  14. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，在進行(b)及(c)之前，進一步具有：(d)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給清潔氣體，將堆積於上述處理容器內之堆積物去除的步驟。
  15. 如請求項14之半導體裝置之製造方法，其中，依序進行(d)、(b)及(c)，其後進行(a)。
  16. 如請求項14之半導體裝置之製造方法，其中，於進行了(a)後，依序進行(d)、(b)及(c)。
  17. 如請求項14之半導體裝置之製造方法，其中，於進行了(a)後，依序進行(d)、(b)及(c)，其後再進行(a)。
  18. 一種基板處理方法，係具有：(a)對處理容器內之基板供給第1處理氣體而於上述基板上形成膜的步驟；(b)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給 第2處理氣體，於上述處理容器內形成與上述膜之材質不同之第1厚度的氧氮化膜之第1預塗膜的步驟；(c)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給第3處理氣體，於形成於上述處理容器內之上述第1預塗膜上，形成與上述膜之材質相同且較上述第1厚度薄之第2厚度的氧碳氮化膜之第2預塗膜的步驟。
  19. 一種基板處理裝置，係具有：處理基板之處理容器；對上述處理容器內供給第1處理氣體的第1處理氣體供給系統；對上述處理容器內供給第2處理氣體的第2處理氣體供給系統；對上述處理容器內供給第3處理氣體的第3處理氣體供給系統；及控制部，係構成為可控制上述第1處理氣體供給系統、上述第2處理氣體供給系統及上述第3處理氣體供給系統，使其等進行：(a)對上述處理容器內之基板供給上述第1處理氣體而於上述基板上形成膜的處理；(b)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給上述第2處理氣體，於上述處理容器內形成與上述膜之材質不同之第1厚度的氧氮化膜之第1預塗膜的處理；(c)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給上述第3處理氣體，於形成於上述處理容器內之上述第1預塗膜上，形成與上述膜之材質相同且較上述第1厚度薄之第2厚度的氧碳氮化膜之第2預塗膜的處理。
  20. 一種程式，係藉由電腦使基板處理裝置實行下述手續；(a)對上述基板處理裝置之處理容器內之基板供給第1處理氣體而於上 述基板上形成膜的手續；(b)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給第2處理氣體，於上述處理容器內形成與上述膜之材質不同之第1厚度的氧氮化膜之第1預塗膜的手續；(c)依上述處理容器內不存在上述基板之狀態，對上述處理容器內供給第3處理氣體，於形成於上述處理容器內之上述第1預塗膜上，形成與上述膜之材質相同且較上述第1厚度薄之第2厚度的氧碳氮化膜之第2預塗膜的手續。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7175210B2 (ja) * 2019-02-04 2022-11-18 東京エレクトロン株式会社 排気装置、処理システム及び処理方法
JP6999616B2 (ja) * 2019-08-07 2022-01-18 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
CN116724380A (zh) * 2021-02-26 2023-09-08 株式会社国际电气 半导体装置的制造方法、基板处理装置以及程序
JP7282837B2 (ja) * 2021-07-20 2023-05-29 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP7460676B2 (ja) 2022-03-24 2024-04-02 株式会社Kokusai Electric 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、および、プログラム
WO2024195847A1 (ja) * 2023-03-22 2024-09-26 株式会社Kokusai Electric エッチング方法、半導体装置の製造方法、プログラム、および処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201142950A (en) * 2010-03-08 2011-12-01 Hitachi Int Electric Inc Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
JP2017098543A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッド 半導体素子の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990027869A (ko) * 1997-09-30 1999-04-15 윤종용 화학 기상 증착 장치의 챔버 세정법
JP5140957B2 (ja) 2005-12-27 2013-02-13 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP2013007121A (ja) 2005-12-27 2013-01-10 Tokyo Electron Ltd 成膜装置及び成膜方法
KR101400918B1 (ko) * 2007-05-31 2014-05-30 주성엔지니어링(주) 반도체 제조 장비 운용 방법
JP5632687B2 (ja) * 2010-09-10 2014-11-26 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP5807511B2 (ja) * 2011-10-27 2015-11-10 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びその運用方法
JP2015159212A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 東京エレクトロン株式会社 カーボンを含むシリコン膜の形成方法、及び、形成装置
JP6023854B1 (ja) * 2015-06-09 2016-11-09 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
JP6523119B2 (ja) * 2015-09-28 2019-05-29 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
JP6904231B2 (ja) * 2017-12-13 2021-07-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、記憶媒体及び原料ガス供給装置
US20210340670A1 (en) * 2018-10-19 2021-11-04 Lam Research Corporation In situ protective coating of chamber components for semiconductor processing
JP6999616B2 (ja) * 2019-08-07 2022-01-18 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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201142950A (en) * 2010-03-08 2011-12-01 Hitachi Int Electric Inc Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
JP2017098543A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッド 半導体素子の製造方法

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