半导体器件的制造方法及衬底处理装置的制造方法_5

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的部件的温度上升、或缩短改性时间,从而适当抑制堆积物的改性作用。
[0214]本变形例也可适用于清洁处理。S卩,在清洁处理中,可以在使加热器206为打开的状态下使支承台203在清洁位置(第二位置)和与清洁位置不同的第四位置之间移动。在这种情况下,也能对处理室201内的更广的区域加热,能在处理室201内的更广的范围内进行清洁处理。此外,此时根据支承台203的位置适当地改变支承台203的移动速度等,从而能够避免处理室201内的部件的腐蚀,并且能在处理室201内的更广的区域内进行清洁处理。
[0215](变形例3)
[0216]在堆积物的改性处理中,可以在向处理室201内供给改性气体之前进行下述步骤:向处理室201内供给热导率比改性气体高的加热促进气体,例如H2气。
[0217]在该步骤中,按照与上述成膜处理的步骤1中的阀243a?243d的开闭控制相同的步骤进行阀243a?243d的开闭控制。H2气经由气体供给管232a、气体供给口 210a、簇射头240而被供给至处理室201内,并经由空隙201a、排气口 260、排气室260a从排气管261排出。通过MFC241a控制的H2气的供给流量为例如100?lOOOOsccm的范围内的流量。处理室201内的压力为例如1330?101300Pa、优选13300?53320Pa的范围内的压力。
[0218]在本变形例中,也能获得与使用图7(a)、图7(c)进行说明的上述改性处理相同的效果。此外,通过向处理室201内供给热导率高的比气,能够提高经由处理室201内的气氛进行的热传导的效率。即,能够促进经由簇射头240等处理室201内的气氛进行的加热。结果,与不向处理室201内供给H2气的情形相比,能够迅速提高簇射头240等的温度,将开始供给改性气体的时间提前。即,能够缩短改性处理总共所需的时间。作为加热促进气体,除H2气外,还可优选地使用例如He气、它们的混合气体等。
[0219]需要说明的是,在本变形例中,还可以在向处理室201内供给加热促进气体时关闭APC阀262或者缩小其开口,将加热促进气体实质上封入处理室201内。通过将加热促进气体封入处理室201内,即通过使加热后的加热促进气体充满处理室201内,能够进一步促进经由簇射头240等处理室201内的气氛进行的加热。结果,能够进一步提早开始供给改性气体的时间,进一步缩短改性处理总共所需的时间。
[0220]本变形例也可适用于清洁处理。S卩,可以在向处理室201内供给清洁气体前进行下述步骤:向处理室201内供给热导率比清洁气体高的加热促进气体。这种情况下,也能够迅速提高簇射头240等的温度,缩短清洁处理总共所需的时间。
[0221](变形例4)
[0222]堆积物的改性处理中,作为改性气体,可以使用例如03气体等与0 2气体相比具有更强氧化性的含0气体对堆积物进行改性。此外,作为改性气体,还可以使用H2气体+02气体、H2气体+0 3气体等,使用使这些气体反应而生成的原子氧(atomic oxygen,0)等不含水分(H20)的氧化自由基对堆积物进行改性。此外,还可以在气体供给管232a中设置与RPU244b相同的等离子体生成器,利用该等离子体生成器通过等离子体使改性气体活化,然后使用通过等离子体活化的气体对堆积物进行改性。
[0223]在本变形例中,也能获得与使用图7(a)、图7(c)进行说明的上述改性处理相同的效果。此外,由于这些气体发挥出高氧化性,因而能够进一步提高上述改性作用。此外,在使用03气体、或通过等离子体使改性气体活化后使用的情况下,也能够将改性处理的处理温度(改性温度)降低至例如常温左右。此外,在使用使H2气体+02气体反应而生成的原子氧的情况下,也能够改性处理的处理温度(改性温度)降低至例如350°C左右。在上述情况下,也可以将改性位置设定在下述位置:与使用经热进行活化的02气体作为改性气体的情形相比,距处理室201的顶板部较远的位置,例如靠近清洁位置、晶片处理位置、晶片搬送位置的位置。
[0224](变形例5)
[0225]清洁处理中,不是将清洁气体连续流入处理室201内,而是间歇流入。例如,可以将下述步骤交替地进行规定次数,所述步骤为:向处理室201内供给清洁气体的步骤,和在停止向处理室201内供给清洁气体的状态下对处理室201内进行排气的步骤。此外,还可以在向处理室201内供给清洁气体的步骤中关闭APC阀262或者缩小其开口,将清洁气体实质上封入处理室201内、簇射头240内。
[0226]在本变形例中,也能获得与使用图7(a)、图7(d)进行说明的上述清洁处理相同的效果。此外,通过间歇地供给清洁气体,可以在处理室201内、簇射头240内产生压力变化,可以对处理室201内的堆积物赋予压力变化所伴有的冲击。由此,可以在堆积物中产生裂痕、剥离等的同时,对堆积物进行蚀刻。此外,通过上述那样地封入清洁气体,能够充分确保处理室201内、簇射头240内的清洁气体的滞留时间,即清洁所需的时间。此外,能够在处理室201内、簇射头240内的全部区域中充满加热后的清洁气体。由此,能够在处理室201内、簇射头240内的全部区域中确实地进行清洁处理。
[0227]此外,上述气体的封入也能够适用于堆积物的改性处理。S卩,可以在向处理室201内供给改性气体的步骤中关闭APC阀262或者缩小其开口,将改性气体实质上封入处理室201内、簇射头240内。这种情况下,能够充分确保处理室201内、簇射头240内的改性气体的滞留时间,即堆积物的改性所需的时间。此外,能够在处理室201内、簇射头240内的全部区域中充满加热后的改性气体。由此,能够在处理室201内、簇射头240内的全部区域中确实地进行堆积物的改性处理。
[0228](变形例6?13)
[0229]成膜处理中,可以按照以下所示的成膜顺序,在晶片200上形成硅氧碳氮膜(S1CN膜)、硅氧碳膜(S1C膜)、SiCN膜、硅硼碳氮膜(SiBCN膜)等。图5是表示变形例6的成膜顺序的图。根据这些变形例,由于包含C的堆积物附着在簇射头240内、处理室201内,因而通过对堆积物进行改性处理、清洁处理也能获得上述效果。
[0230](BTCSM — ΝΗ3— 0 2) X η — S1CN 膜(变形例 6)
[0231 ] (BTCSM — 02) X η — S1C 膜(变形例 7)
[0232](BTCSM — BC13— NH 3) X η — SiBCN 膜(变形例 8)
[0233](BTCSM — TMB) X η — SiBCN 膜(变形例 9)
[0234](BTCSM — TMB — NH3) Xn — SiBCN 膜(变形例 10)
[0235](HCDS — C3H6— NH 3) X η — SiCN 膜(变形例 11)
[0236](HCDS — C3H6— NH 3— 0 2) X η — S1CN 膜(变形例 12)
[0237](HCDS — C3H6— BC1 3— NH 3) Xn — SiBCN 膜(变形例 13)
[0238](变形例14?18)
[0239]成膜处理中,可以按照以下所示的成膜顺序在晶片200上形成下述膜:在纳米水平下将第一膜和第二膜交替层合的层合膜,即纳米层合膜。以下,将第一膜和第二膜的层合膜记为“第一膜/第二膜”。根据这些变形例,由于包含C的堆积物附着在簇射头240内、处理室201内,因而通过对堆积物进行改性处理、清洁处理也能获得上述效果。
[0240]〔 (BTCSM — NH3) X n!— (BTCSM — NH 3— 0 2) X n2〕X n3— SiCN 膜 /S1CN 膜(变形例14)
[0241 ] 〔 (BTCSM — NH3— 0 2) X n!— (BTCSM — 0 2) X n2〕X n3— S1CN 膜 /S1C 膜(变形例15)
[0242]〔 (BTCSM — NH3) Xn!— (BTCSM — 0 2) Xn2〕Xn3— SiCN 膜 /S1C 膜(变形例 16)
[0243]〔 (BTCSM — NH3) X n!— (BTCSM — BC13— NH 3) X n2〕X n3— SiCN 膜 /SiBCN 膜(变形例17)
[0244]〔 (BTCSM — BC13— NH 3) Xn!— (BTCSM — TMB) Xn 2〕Xn3— SiBCN 膜 /SiBCN 膜(变形例18)
[0245](变形例19)
[0246]在图4所示的成膜顺序、上述各变形例中,可以将C3H6气体等含C气体与BTCSM气体、HCDS气体等原料气体、NH3气体、0 2气体、TEA气体、BC13气体、TMB气体等反应气体同时进行供给。即,可以将供给C3H6气体的步骤与下述步骤中的至少任一步骤同时进行,所述步骤为:供给原料气体的步骤,及供给C3H6气体以外的反应气体的步骤。
[0247]本变形例中,由于包含C的堆积物附着在簇射头240内、处理室201内,因而通过对堆积物进行改性处理、清洁处理也能获得上述效果。需要说明的是,从能够避免在处理室201内发生过剩的气相反应、减少堆积物的堆积量、抑制颗粒的产生的观点考虑,不将C3H6气体与BTCSM气体、HCDS气体同时供给,而将其与NH3气体、TEA气体、0 2气体、BC1 3气体、TMB气体同时进行供给是优选的。此外,从能提高所形成的膜的组成比的控制性的观点考虑,不将C3H6气体与NH 3气体、0 2气体、BC13气体等同时供给,而是将其与TMB气体、TEA气体等同时进行供给是优选的。
[0248](变形例20)
[0249]在图4所示的成膜顺序、上述各变形例中,可以利用等离子体使NH3气体、02气体等反应气体活化(激发为等离子体状态)并进行供给。这种情况下,可以在经由气体供给管232b、气体供给口 210b向处理室201内供给反应气体时,向RPU244b供给高频电力(RF电力)并使RPU244b工作,从而使反应气体进行等离子体激发。
[0250](变形例21)
[0251]在成膜处理中使用多种反应气体的情况下,它们的供给顺序并不限于上述成膜顺序所表示的顺序,可以任意变更。此外,在成膜处理中使用多种反应气体的情况下,可以以任意组合对晶片200同时供给多种反应气体。此外,还可以在进行成膜处理时改变原料气体和反应气体的供给顺序,在供给反应气体之后供给原料气体。此外,还可以在进行成膜处理时对晶片200同时供给原料气体和反应气体。
[0252](处理条件)
[0253]在上述的成膜顺序的变形例中,在对晶片200供给02气体的步骤中,通过MFC241b控制的02气体的供给流量为例如100?lOOOOsccm的范围内的流量。其他处理条件为例如与图4所示的成膜顺序的步骤2相同的处理条件。作为含0气体,除02气体外,还可使用例如N20气体、N0气体、N02气体、0 3气体、Η 2气体+0 2气体、Η 2气体+0 3气体、Η 20、C0气体、0)2气体等。
[0254]此外,在对晶片200供给BCl^体的步骤中,通过MFC241b控制的BC13气体的供给流量为例如100?lOOOOsccm的范围内的流量。其他处理条件为例如与图4所示的成膜顺序的步骤1相同的处理条件。作为含B气体,除BC13气体外,还可使用单氯硼烷(BC1H2)气体、二氯硼烷(BC12H)气体、三氟硼烷(BF3)气体、三溴硼烷(BBr3)气体、二硼烷(B2H6)气体等。
[0255]此外,在对晶片200供给TMB气体的步骤中,通过MFC241b控制的TMB气体的供给流量为例如1?lOOOsccm的范围内的流量。其他处理条件为例如与图4所示的成膜顺序的步骤1相同的处理条件。作为包含环硼氮烷环骨架的含B气体,除TMB气体外,还可使用例如TEB气体、TPB气体、TIPB气体、TBB气体、TIBB气体等。
[0256]此外,在对晶片200供给C3H6气体的步骤中,通过MFC241b控制的C 3H6气体的供给流量为例如100?lOOOOsccm的范围内的流量。其他处理条件为例如与图4所示的成膜顺序的步骤2相同的处理条件。作为含C气体,除C3H6气体外,还可使用例如乙炔(C2H2)气体、乙烯(C2H4)气体等烃类气体。
[0257]此外,在利用等离子体使NH3气体、0 2气体等反应气体活化(等离子体激发)并对晶片200供给的步骤中,通过MFC241b控制的反应气体的供给流量为例如100?lOOOOsccm的范围内的流量。向RPU244b供给的RF电力为例如50?1000W的范围内的电力。处理室201内的压力为例如1?500Pa、优选1?100Pa的范围内的压力。处理室201内的反应气体的分压为例如0.01?495Pa、优选0.01?99Pa的范围内的压力。通过使用等离子体,从而即使将处理室201内的压力设定为上述较低的压力带,也能够使反应气体活化。其他处理条件为例如与图4所示的成膜顺序的步骤2相同的处理条件。
[0258]其他步骤中的处理步骤、处理条件可以与图4所示的成膜顺序中的各步骤的处理步骤、处理条件相同。
[0259]<本发明的其他实施方式>
[0260]以上,对本发明的实施方式进行了具体说明,但本发明并不限定于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变化。
[0261]上述实施方式中,对经由簇射头240向处理室201内供给原料气体、并不经由簇射头240向处理室201内供给反应气体的例子进行了说明,但本发明并不限定于上述方案。例如,可以经由簇射头240向处理室201内供给反应气体,并不经由簇射头240向处理室201内供给原料气体。此外,例如,还可以经由簇射头240向处理室201内供给各原料气体及反应气体。
[0262]上述实施方式中,对经由簇射头240向处理室201内供给改性气体、清洁气体及热传导性气体的各气体的例子进行了说明,但本发明并不限定于上述方案。例如,可以不经由簇射头240向处理室201内供给改性气体、清洁气体及热传导性气体中的任意气体。但是,为了在簇射头204内确实地对堆积物进行改性处理、清洁处理,经由簇射头240向处理室201内供给上述气体是优选的。
[0263]上述实施方式中,对在不将晶片200载置在支承台203 (衬托器217)上的状态下进行清洁处理的例子进行了说明,但本发明并不限定于上述方案。例如,可以在将晶片代替物、保护罩等载置在衬托器217上的状态下进行清洁处理。这种情况下,能够在清洁处理时适当地保护衬托器217的表面。
[0264]关于堆积膜的改性处理,可以在进行1次成膜处理后实施,也可以在进行多次(例如数次)成膜处理后实施。此外,关于清洁处理,可以在对堆积物进行1次改性处理后实施,也可以在对堆积物进行多次(例如数次)改性处理后实施。此外,还可以在事先不对堆积物进行改性处理的情况下,实施清洁处理。即,上述处理可以在以下例示的任一定时进行。但是,从能够有效地进行清洁处理的观点考虑,对堆积物进行改性处理后再实施清洁处理,即降低堆积物的蚀刻耐受性后再实施清洁处理是优选的。
[0265](成膜处理)—(堆积物的改性处理)—(清洁处理)
[0266](成膜处理)Xn—(堆积物的改性处理)一(清洁处理)
[0267]〔(成膜处理)一(堆积物的改性处理)〕Xn—(清洁处理)
[0268]〔(成膜处理)Χηι—(堆积物的改性处理)〕Xn2—(清洁处理)
[0269](成膜处理)一(清洁处理)
[0270](成膜处理)Xη —(清洁处理)
[0271]无论在任何情形下,优选是在下述定时中首先到来的任一定时对堆积物进行改性处理,所述定时为:达到堆积物产生剥离、落下的临界量(临界厚度)之前的定时,或达到改性处理的作用不能及于堆积物的全体的临界量(临界厚度)之前的定时。此外,无论在任何情形下,在达到堆积物产生剥离、落下的临界量(临界厚度)之前的定时进行清洁处理均是优选的。
[0272]此外,例如,即使在晶片上形成包含下述金属元素的金属系薄膜后,也能够优选地对堆积物实施改性处理、清洁处理,所述金属元素为钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、铌(Nb)、招(A1)、钼(Mo)、钨(W)等。此外,即使在形成金属系纳米层合膜(其由上述金属系薄膜以纳米水平交替层合而成)后,也能够优选地对堆积物实施改性处理、清洁处理。
[0273]形成金属系薄膜时,作为原料气体,例如可使用四氯化钛(TiCl4)气体、四氟化钛(TiF4)气体、四氯化锆(ZrCl4)气体、四氟化锆(ZrF4)气体、四氯铪(HfCl4)气体、四氟化铪(HfF4)气体、五氯化钽(TaCl5)气体、五氟化钽(TaF5)气体、五氯化铌(NbCl5)气体、五氟化铌(NbF5)气体、三氯化铝(A1C13)气体、三氟化铝(A1F3)气体、五氟化钼(MoC15)气体、五氟化钼(MoF5)气体、六氯化钨(WC16)气体、六氟化钨(WF6)气体等包含金属元素及卤族元素的无机金属气体。此外,作为原料气体,例如可使用三甲基铝(A1(CH3)3,缩写:TMA)气体等包含金属元素及碳的有机金属气体。作为反应气体、改性气体、清洁气体、加热促进气体,可以使用与上述实施方式相同的气体。
[0274]例如,通过以下所示的成膜顺序,可以在晶片上形成碳氮化钽膜(TaCN膜)、碳化钽铝膜(TaAlC膜)、碳氮化钛膜(TiCN膜)、碳化钛铝膜(TiAlC膜)等金属碳化物膜。图6是表示在晶片上形成TaAlC膜时的成膜顺序的图。上述成膜顺序的各步骤中的处理步骤、处理条件可以是与例如上述实施方式相同的处理步骤、处理条件。
[0275](TaCl5— C 3H6— NH 3) X η — TaCN 膜
[0276](TaCl5— TMA) X η — TaAlC 膜
[0277](TiCl4— C 3H6— NH 3) X n — TiCN 膜
[0278](TiCl4— TMA) X n — TiAlC 膜
[0279]即使在形成上述金属系薄膜的情况下,由于堆积物附着在簇射头240内、处理室201内,因而通过对堆积物进行改性处理、清洁处理也能获得上述效果。即,本发明优选适用于形成下述薄膜的情形,所述薄膜包含半导体元素、金属元素等规定元素作为第一元素,且包含C、N、0、B等非金属元素作为第二?第四元素。
[0280]优选地,用于形成上述各种薄膜的成膜制程(记载有成膜处理的处理步骤、处
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