JP2008231469A - METHOD FOR FORMING SiC, METHOD FOR FORMING FILM, METHOD FOR FORMING SiC ON CHAMBER, METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR-MANUFACTURING APPARATUS, APPARATUS FOR FORMING SiC, AND FILM STRUCTURE FORMED WITH THOSE - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming SiC on a substrate and an inner wall surface of a chamber. <P>SOLUTION: SiC is formed on the substrate 22a by the steps of: supplying silicon onto the substrate 22a in the chamber 10; simultaneously supplying a halogen-containing gas into the chamber 10; dissociating the halogen-containing gas; and supplying carbon onto the substrate 22a from a member containing carbon 20b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＳｉＣ形成方法、膜形成方法、チャンバへのＳｉＣ形成方法、半導体製造装置の製造方法、ＳｉＣ形成装置及びこれらで形成された膜構造に関する。   The present invention relates to a SiC forming method, a film forming method, a SiC forming method in a chamber, a manufacturing method of a semiconductor manufacturing apparatus, a SiC forming apparatus, and a film structure formed by these.

従来、原料として四塩化珪素（ＳｉＣｌ₄）とメタン（ＣＨ₄）とを組み合わせて、化学気相成長（ＣＶＤ）を行うことによって対象物の表面にＳｉＣ膜をコーティングする方法が知られている。 Conventionally, a method of coating a SiC film on the surface of an object by performing chemical vapor deposition (CVD) by combining silicon tetrachloride (SiCl ₄ ) and methane (CH ₄ ) as raw materials is known.

特許文献１には、ＳｉＣｌ₄とＣＨ₄との組み合わせの他に、水素ガスをキャリアガスとして、ＣＨ₃ＳｉＣｌ₃、（ＣＨ₃）₃、ＳｉＣｌ、ＣＨ₃ＳｉＨＣｌ₂等の有機珪素化合物を気相で還元熱分解させることによりＳｉＣ膜を形成する方法が開示されている。 In Patent Document 1, in addition to the combination of SiCl ₄ and CH ₄ , an organic silicon compound such as CH ₃ SiCl ₃ , (CH ₃ ) ₃ , SiCl, or CH ₃ SiHCl _{2 is} used as a gas phase using hydrogen gas as a carrier gas. Discloses a method of forming a SiC film by reductive thermal decomposition.

特開２００４−１７６１４０号公報JP 2004-176140 A

ところで、珪素化合物ガスと炭化物ガスを用いた気相成長法では、成膜装置へ供給ガスを供給するための設備が必要であり、成膜装置の構成が複雑化かつ大型化してしまう問題がある。特に、ＳｉＣ膜以外の成膜を行うことを可能とするためには、珪素化合物ガス及び炭化物ガス以外のガス供給設備も設ける必要があり、さらに成膜装置の構成が複雑化かつ大型化してしまう。   By the way, the vapor phase growth method using a silicon compound gas and a carbide gas requires equipment for supplying a supply gas to the film forming apparatus, and there is a problem that the structure of the film forming apparatus becomes complicated and large. . In particular, in order to enable film formation other than the SiC film, it is necessary to provide gas supply equipment other than silicon compound gas and carbide gas, and the structure of the film formation apparatus becomes complicated and large. .

本発明は、ＳｉＣ形成方法、膜形成方法、チャンバへのＳｉＣ形成方法、半導体製造装置の製造方法、ＳｉＣ形成装置及びこれらで形成された膜構造を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a SiC forming method, a film forming method, a SiC forming method in a chamber, a manufacturing method of a semiconductor manufacturing apparatus, a SiC forming apparatus, and a film structure formed by these.

本発明は、ハロゲン含有ガスを解離して得たラジカルを炭素含有部材に作用させることによりハロゲンと炭素とからなる前駆体を生成し、表面に珪素を有する対象物に対して前記前駆体を供給すると共に前記ラジカルを作用させることにより前記対象物の表面上にＳｉＣを形成することを特徴とするＳｉＣ形成方法である。   The present invention generates a precursor composed of halogen and carbon by causing radicals obtained by dissociating a halogen-containing gas to act on a carbon-containing member, and supplies the precursor to an object having silicon on the surface. In addition, a SiC forming method is characterized in that SiC is formed on the surface of the object by causing the radical to act.

また、本発明は、ハロゲン含有ガスを解離して得たラジカルを炭素含有部材に作用させることによりハロゲンと炭素とからなる前駆体を生成し、表面に珪素膜を有する対象物に対して前記前駆体を供給すると共に前記ラジカルを作用させることにより、前記珪素膜の一部のみをＳｉＣ化させ、酸化珪素膜とＳｉＣ膜との間にアモルファスＳｉ層を有する膜を形成する膜形成方法である。例えば、前記前駆体を供給すると共に前記ラジカルを作用させる時間等を調整することによって、珪素を含む膜の一部のみにＳｉＣ化を生じさせる方法等が挙げられる。   Further, the present invention generates a precursor composed of halogen and carbon by causing radicals obtained by dissociating a halogen-containing gas to act on a carbon-containing member, and the precursor is formed on an object having a silicon film on the surface. In this film forming method, only a part of the silicon film is converted to SiC by supplying a body and acting on the radical, thereby forming a film having an amorphous Si layer between the silicon oxide film and the SiC film. For example, there is a method in which SiC is formed only in a part of a film containing silicon by adjusting the time for supplying the precursor and allowing the radical to act.

また、本発明は、チャンバ内の対象物へ珪素を供給すると共に、前記チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して炭素含有部材から前記対象物へ炭素を供給することによって前記対象物にＳｉＣを形成することを特徴とするＳｉＣ形成方法である。   In addition, the present invention supplies silicon to an object in a chamber, supplies a halogen-containing gas into the chamber, dissociates the halogen-containing gas, and supplies carbon from the carbon-containing member to the object. To form SiC on the object.

また、本発明は、チャンバの壁面へ珪素を供給すると共に、前記チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して炭素含有部材から炭素を前記チャンバの壁面へ供給することによって前記チャンバの壁面にＳｉＣを形成することを特徴とするチャンバへのＳｉＣ形成方法である。   Further, the present invention supplies silicon to the wall surface of the chamber, supplies a halogen-containing gas into the chamber, dissociates the halogen-containing gas, and supplies carbon from the carbon-containing member to the wall surface of the chamber. A method of forming SiC in a chamber, wherein SiC is formed on a wall surface of the chamber.

例えば、チャンバを備えた半導体製造装置を製造する工程において、前記チャンバ内へ珪素含有部材を配置するステップと、前記チャンバの壁面の温度を前記珪素含有部材の温度よりも低く維持しつつ、前記チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して前記珪素含有部材から珪素を前記チャンバの壁面へ供給するステップと、前記チャンバ内の前記珪素含有部材と炭素含有部材とを交換するステップと、前記チャンバの壁面の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低く維持しつつ、前記チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して前記炭素含有部材から炭素を前記チャンバの壁面へ供給するステップと、を備え、前記チャンバの壁面にＳｉＣを形成することを特徴とする半導体製造装置へのＳｉＣ形成方法である。   For example, in the process of manufacturing a semiconductor manufacturing apparatus provided with a chamber, a step of disposing a silicon-containing member in the chamber, and maintaining the temperature of the wall surface of the chamber lower than the temperature of the silicon-containing member, Supplying a halogen-containing gas into the chamber, dissociating the halogen-containing gas to supply silicon from the silicon-containing member to the wall surface of the chamber, and exchanging the silicon-containing member and the carbon-containing member in the chamber Step, supplying a halogen-containing gas into the chamber while maintaining the temperature of the wall surface of the chamber lower than the temperature of the carbon-containing member, dissociating the halogen-containing gas, and removing carbon from the carbon-containing member Supplying to the wall surface of the chamber, and forming SiC on the wall surface of the chamber A SiC forming method of the apparatus.

ここで、前記対象物へ炭素を供給するステップにおいて、前記対象物の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低く維持することが好適である。例えば、チャンバの内壁にＳｉＣを形成する場合、チャンバの壁の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低く維持することが好適である。このような条件下では、解離されたハロゲン含有ガスによる還元反応が起こると推察され、良質なＳｉＣを形成することが可能になる。   Here, in the step of supplying carbon to the object, it is preferable to maintain the temperature of the object lower than the temperature of the carbon-containing member. For example, when forming SiC on the inner wall of the chamber, it is preferable to maintain the temperature of the chamber wall lower than the temperature of the carbon-containing member. Under such conditions, it is speculated that a reduction reaction occurs due to the dissociated halogen-containing gas, and it becomes possible to form high-quality SiC.

また、前記対象物へ珪素を供給する処理においても、チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して珪素含有部材から前記対象物へ珪素を供給してもよい。このとき、前記対象物へ珪素を供給するステップの後に前記対象物へ炭素を供給するステップを行うことが好適である。また、ＳｉＣ膜を形成する際に、必要とされるＳｉＣの膜厚に応じて、前記対象物へ珪素を供給するステップと、前記対象物へ炭素を供給するステップと、を繰り返してもよい。   Also, in the process of supplying silicon to the object, a halogen-containing gas may be supplied into the chamber, the halogen-containing gas may be dissociated, and silicon may be supplied from the silicon-containing member to the object. At this time, it is preferable to perform a step of supplying carbon to the object after a step of supplying silicon to the object. Further, when forming the SiC film, the step of supplying silicon to the object and the step of supplying carbon to the object may be repeated according to the required film thickness of SiC.

なお、ハロゲン含有ガスを解離する方法としては、プラズマアンテナを用いてチャンバ外部からチャンバ内部へと電力を導入することによってハロゲン含有ガスプラズマを発生させる方法がある。また、ハロゲン含有ガスを熱励起によって解離してもよい。   As a method of dissociating the halogen-containing gas, there is a method of generating a halogen-containing gas plasma by introducing electric power from the outside of the chamber into the chamber using a plasma antenna. Further, the halogen-containing gas may be dissociated by thermal excitation.

また、前記対象物へ珪素を供給するステップと、前記対象物へ炭素を供給するステップと、の間に前記対象物に形成された珪素の酸化膜を除去するステップを備えることも好適である。すなわち、珪素の表面の不要物を除去した後に炭素を供給することによって、より良質なＳｉＣを形成することができると考えられる。   It is also preferable to include a step of removing a silicon oxide film formed on the object between the step of supplying silicon to the object and the step of supplying carbon to the object. That is, it is considered that better quality SiC can be formed by supplying carbon after removing unnecessary materials on the surface of silicon.

また、前記対象物へ珪素を供給するステップと、前記対象物へ炭素を供給するステップと、を別々に行わず、前記対象物へ珪素を供給しつつ、同時に前記対象物へ炭素を供給してもよい。   Further, the step of supplying silicon to the object and the step of supplying carbon to the object are not performed separately, while supplying silicon to the object and simultaneously supplying carbon to the object. Also good.

ここで、前記珪素を含んでなる膜の一部のみをＳｉＣ化することによって、酸化珪素膜とＳｉＣ膜との間にアモルファスＳｉ層を有する膜を形成するものとしてもよい。   Here, a film having an amorphous Si layer may be formed between the silicon oxide film and the SiC film by converting only part of the film containing silicon into SiC.

また、本発明は、チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給するガス供給手段と、前記チャンバ内に炭素含有部材を設置する部材固定部と、を備え、前記チャンバ内へ珪素を供給すると共に、前記チャンバ内へ前記ハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して前記部材固定部に設置された前記炭素含有部材から炭素を供給することによって対象物にＳｉＣを形成することを特徴とするＳｉＣ形成装置である。これにより、上記本発明における各方法を実現することができる。   The present invention further includes a gas supply means for supplying a halogen-containing gas into the chamber, and a member fixing portion for installing a carbon-containing member in the chamber, supplying silicon into the chamber, and the chamber SiC is formed on an object by supplying the halogen-containing gas into the inside, dissociating the halogen-containing gas, and supplying carbon from the carbon-containing member installed in the member fixing portion. Forming device. Thereby, each method in the said invention is realizable.

ここで、前記対象物の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低い温度に制御する温度制御手段を備えることが好適である。例えば、チャンバの壁面にＳｉＣを形成する際には、前記温度制御手段は、前記チャンバの壁面の少なくとも一部の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低い温度に制御する手段とする。また、チャンバ内部に配置された基板にＳｉＣを形成する際には、基板の温度を調整する手段としてもよい。   Here, it is preferable to include temperature control means for controlling the temperature of the object to be lower than the temperature of the carbon-containing member. For example, when forming SiC on the wall surface of the chamber, the temperature control means controls the temperature of at least a part of the wall surface of the chamber to a temperature lower than the temperature of the carbon-containing member. Further, when SiC is formed on the substrate disposed inside the chamber, the temperature of the substrate may be adjusted.

ここで、前記温度制御手段は、炭素含有部材の温度よりも前記対象物の温度を低く制御できることが好適であり、特に、前記対象物の温度を５００℃以下、好ましくは４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下に制御できることが好適である。その温度に制御することによって、前記対象物のみに選択的にＳｉＣを形成することができる。   Here, the temperature control means is preferably capable of controlling the temperature of the object lower than the temperature of the carbon-containing member, and in particular, the temperature of the object is 500 ° C. or less, preferably 400 ° C. or less, more preferably Is suitably 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower. By controlling the temperature, SiC can be selectively formed only on the object.

また、ハロゲン含有ガスを励起する手段として、前記チャンバの外部から前記チャンバの内部へ電力を導入するプラズマアンテナを備えることが好適である。また、前記ガス供給手段は、前記チャンバの内壁へ向けてハロゲン含有ガスを吹き付けるガス供給ノズルを含むことも好適である。例えば、前記プラズマアンテナは、前記チャンバの外壁に沿って配置され、前記炭素含有部材は、前記チャンバの内壁に沿って配置され、一部に開口穴が設けられていることによって、前記チャンバの内壁に効率よくＳｉＣを形成することができる。   In addition, as a means for exciting the halogen-containing gas, it is preferable to include a plasma antenna that introduces electric power from the outside of the chamber to the inside of the chamber. The gas supply means preferably includes a gas supply nozzle that blows a halogen-containing gas toward the inner wall of the chamber. For example, the plasma antenna is disposed along the outer wall of the chamber, the carbon-containing member is disposed along the inner wall of the chamber, and an opening hole is provided in a part thereof, whereby the inner wall of the chamber is provided. SiC can be formed efficiently.

また、前記チャンバとゲートバルブを介して接続され、前記炭素含有部材を前記部材固定部に設置するための部材交換手段を備えてもよい。   Moreover, you may provide the member exchange means connected via the said chamber and a gate valve, and installing the said carbon containing member in the said member fixing | fixed part.

本発明によれば、より簡易かつより小型なＳｉＣ形成装置を提供することができる。また、半導体製造装置等のチャンバ内壁に容易にＳｉＣを形成することができる。   According to the present invention, a simpler and smaller SiC forming apparatus can be provided. Further, SiC can be easily formed on the inner wall of a chamber of a semiconductor manufacturing apparatus or the like.

＜第１の実施の形態＞
［装置構成］
第１の実施の形態におけるＳｉＣ形成装置１００は、図１の装置全体の断面図に示すように、チャンバ１０、天板１２、プラズマアンテナ１４、整合器１６、電源１８、部材固定部２０、基板サセプタ２２、冷媒循環手段２４、加熱手段２６、真空ポンプ２８、真空ゲージ３０、ガス供給ノズル３２、ガス流量制御器３４、ロードロックチャンバ３６、真空ポンプ３８、真空ゲージ４０、部材搬送手段４２及びゲートバルブ４４を含んで構成される。 <First Embodiment>
[Device configuration]
The SiC forming apparatus 100 according to the first embodiment includes a chamber 10, a top plate 12, a plasma antenna 14, a matching unit 16, a power source 18, a member fixing unit 20, and a substrate, as shown in the sectional view of the entire apparatus in FIG. Susceptor 22, refrigerant circulating means 24, heating means 26, vacuum pump 28, vacuum gauge 30, gas supply nozzle 32, gas flow rate controller 34, load lock chamber 36, vacuum pump 38, vacuum gauge 40, member conveying means 42 and gate A valve 44 is included.

チャンバ１０は、絶縁材料からなる部材で構成される。本実施の形態では、チャンバ１０は円筒状としているが、これに限定されるものではない。例えば、チャンバ１０は、球状等の他の外形を有してもよい。チャンバ１０の上面には開口部が設けられ、下部には排気口が設けられている。チャンバ１０の上面の開口部は、取り外し可能な天板１２により塞がれる。天板１２は、ガラスやアルミナ等の絶縁材料により円盤状に形成される。また、チャンバ１０の排気口には真空ポンプ２８が接続される。真空ポンプ２８は、チャンバ１０内の気体を排気口から排気する。真空ゲージ３０により圧力を測定しつつ、真空ポンプ２８を作動させることによってチャンバ１０内を所定の圧力となるように維持させることができる。   The chamber 10 is composed of a member made of an insulating material. In the present embodiment, the chamber 10 is cylindrical, but is not limited to this. For example, the chamber 10 may have other external shapes such as a spherical shape. An opening is provided in the upper surface of the chamber 10 and an exhaust port is provided in the lower part. The opening on the upper surface of the chamber 10 is closed by a removable top plate 12. The top plate 12 is formed in a disk shape from an insulating material such as glass or alumina. A vacuum pump 28 is connected to the exhaust port of the chamber 10. The vacuum pump 28 exhausts the gas in the chamber 10 from the exhaust port. The chamber 10 can be maintained at a predetermined pressure by operating the vacuum pump 28 while measuring the pressure with the vacuum gauge 30.

ロードロックチャンバ３６も、金属材料（例えば、アルミ、ステンレス、チタン等）により形成される。ロードロックチャンバ３６には排気口が設けられている。ロードロックチャンバ３６の排気口には真空ポンプ３８が接続される。真空ポンプ３８は、ロードロックチャンバ３６内の気体を排気口から排気する。真空ゲージ４０により圧力を測定しつつ、真空ポンプ３８を作動させることによってロードロックチャンバ３６内を所定の圧力となるように維持させることができる。   The load lock chamber 36 is also formed of a metal material (for example, aluminum, stainless steel, titanium, etc.). The load lock chamber 36 is provided with an exhaust port. A vacuum pump 38 is connected to the exhaust port of the load lock chamber 36. The vacuum pump 38 exhausts the gas in the load lock chamber 36 from the exhaust port. The pressure inside the load lock chamber 36 can be maintained at a predetermined pressure by operating the vacuum pump 38 while measuring the pressure with the vacuum gauge 40.

ゲートバルブ４４を閉じた状態において、ロードロックチャンバ３６を大気開放することによって、チャンバ１０を真空状態に保ったままロードロックチャンバ３６に成膜用の部材を導入することができる。ロードロックチャンバ３６には部材導入フランジ（図示しない）が設けられ、ロードロックチャンバ３６を大気開放することによって部材導入フランジから珪素含有部材（例えば、珪素単体からなる部材等）や炭素を含む炭素含有部材（例えば、炭素単体からなる部材、珪素及び炭素を含む部材等）を部材搬送手段４２に装着する。部材搬送手段４２は、搬送用ロボットアーム等を含んで構成される。珪素含有部材及び炭素含有部材を導入した後、ロードロックチャンバ３６は真空排気される。ロードロックチャンバ３６に導入された珪素含有部材及び炭素含有部材は、ゲートバルブ４４を開いた状態で、部材搬送手段４２を用いてチャンバ１０内へ搬送され、部材固定部２０に設置される。珪素含有部材及び炭素含有部材は、例えば、チャンバ１０へ交互に搬送・設置される。   With the gate valve 44 closed, the load lock chamber 36 is opened to the atmosphere, so that a film forming member can be introduced into the load lock chamber 36 while the chamber 10 is kept in a vacuum state. The load lock chamber 36 is provided with a member introduction flange (not shown). By opening the load lock chamber 36 to the atmosphere, a silicon-containing member (for example, a member made of silicon alone) or carbon containing carbon is contained from the member introduction flange. A member (for example, a member made of simple carbon, a member containing silicon and carbon, or the like) is attached to the member conveying means 42. The member transport means 42 includes a transport robot arm and the like. After introducing the silicon-containing member and the carbon-containing member, the load lock chamber 36 is evacuated. The silicon-containing member and the carbon-containing member introduced into the load lock chamber 36 are transferred into the chamber 10 using the member transfer means 42 with the gate valve 44 opened, and are installed in the member fixing portion 20. For example, the silicon-containing member and the carbon-containing member are alternately conveyed and installed in the chamber 10.

本実施の形態では、部材固定部２０は、チャンバ１０内において天板１２の近傍に設けられる。部材固定部２０は、このようにプラズマアンテナ１４の近傍に配置することが好ましい。部材固定部２０は、珪素含有部材及び炭素含有部材をチャンバ１０内にて支持する。珪素含有部材及び炭素含有部材は、例えば、チャンバ１０の内壁の周方向に亘って複数に分割された形状を有することが好ましい。珪素含有部材及び炭素含有部材は、部材固定部２０によって、チャンバ１０の内壁からチャンバ１０の中心に向かって突出するように設置される。   In the present embodiment, the member fixing portion 20 is provided in the vicinity of the top plate 12 in the chamber 10. The member fixing portion 20 is preferably arranged in the vicinity of the plasma antenna 14 as described above. The member fixing portion 20 supports the silicon-containing member and the carbon-containing member in the chamber 10. It is preferable that the silicon-containing member and the carbon-containing member have, for example, a shape divided into a plurality over the circumferential direction of the inner wall of the chamber 10. The silicon-containing member and the carbon-containing member are installed by the member fixing portion 20 so as to protrude from the inner wall of the chamber 10 toward the center of the chamber 10.

基板サセプタ２２は、チャンバ１０の上部に配置される珪素含有部材及び炭素含有部材に基板設置面が対向するように、チャンバ１０内の下方に設けられる。基板サセプタ２２は、一般的に、円盤形状をしている。基板サセプタ２２上の基板設置面には、ＳｉＣ膜をコーティングする対象となる対象物（例えば、シリコン基板等の半導体基板、ガラス等の絶縁基板）が設置される。また、例えば、別途設けられるロードロックチャンバ（図示しない）から、ゲートバルブを介して、基板サセプタ２２上に基板２２ａを設置できるような構成としてもよい。   The substrate susceptor 22 is provided in the lower part of the chamber 10 so that the substrate installation surface faces the silicon-containing member and the carbon-containing member disposed in the upper portion of the chamber 10. The substrate susceptor 22 is generally disk-shaped. An object to be coated with the SiC film (for example, a semiconductor substrate such as a silicon substrate or an insulating substrate such as glass) is placed on the substrate placement surface on the substrate susceptor 22. In addition, for example, the substrate 22a may be installed on the substrate susceptor 22 from a separately provided load lock chamber (not shown) via a gate valve.

基板サセプタ２２には、冷媒循環手段２４が設けられる。冷媒循環手段２４は、制御部（図示しない）による制御によって外部から供給された冷媒を基板サセプタ２２内に循環させることによって、基板サセプタ２２の温度を調整する温度調整手段の一部として用いられる。また、基板サセプタ２２には、加熱手段２６が設けられる。加熱手段２６は、抵抗加熱ヒーター等とすることができる。加熱手段２６は、制御部による制御によって基板サセプタ２２の温度を調整する温度調整手段の一部として用いられる。   The substrate susceptor 22 is provided with a refrigerant circulation means 24. The refrigerant circulating means 24 is used as a part of the temperature adjusting means for adjusting the temperature of the substrate susceptor 22 by circulating the refrigerant supplied from the outside under the control of the control unit (not shown) into the substrate susceptor 22. The substrate susceptor 22 is provided with heating means 26. The heating means 26 can be a resistance heater or the like. The heating unit 26 is used as part of a temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the substrate susceptor 22 under the control of the control unit.

円筒状のチャンバ１０の側壁には、後述する基板サセプタ２２の上面より上方にガス供給ノズル３２が設けられる。ガス供給ノズル３２は、例えば、チャンバ１０の周囲に亘って８箇所に設けられる。ガス供給ノズル３２には、ガス流量制御器３４を介して、ガス供給装置（図示しない）が接続される。ガス供給ノズル３２は、塩素を含有するガス（ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスにより塩素濃度が５０％以下、好ましくは１０％程度に希釈された塩素ガス（Ｃｌ₂））をチャンバ１０内に供給するために設けられる。ガス流量制御器３４は、金属膜の成膜時にチャンバ１０内に供給される供給ガスが所定の流量となるように制御する。 A gas supply nozzle 32 is provided on the side wall of the cylindrical chamber 10 above the upper surface of a substrate susceptor 22 described later. For example, the gas supply nozzles 32 are provided at eight positions around the chamber 10. A gas supply device (not shown) is connected to the gas supply nozzle 32 via a gas flow rate controller 34. The gas supply nozzle 32 is a gas containing chlorine (chlorine gas (Cl ₂ ) diluted with a rare gas such as helium (He) or argon (Ar)) to a chlorine concentration of 50% or less, preferably about 10%. Provided for feeding into the chamber 10. The gas flow rate controller 34 controls the supply gas supplied into the chamber 10 when the metal film is formed so as to have a predetermined flow rate.

なお、供給ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）等の希ガスで希釈された塩素ガス（Ｃｌ₂）に限定されるものではなく、ハロゲン含有ガスであればよい。例えば、塩素ガス（Ｃｌ₂）を単独で使用してもよい。後述する珪素供給処理と炭素供給処理において、チャンバ１０内に供給するハロゲン含有ガスの種類・組成を適宜調整してもよい。 The supply gas is not limited to chlorine gas (Cl ₂ ) diluted with a rare gas such as helium (He), and may be a halogen-containing gas. For example, chlorine gas (Cl ₂ ) may be used alone. In the silicon supply process and the carbon supply process described later, the type and composition of the halogen-containing gas supplied into the chamber 10 may be adjusted as appropriate.

天板１２の外部上面にはプラズマアンテナ１４が配置される。プラズマアンテナ１４は、チャンバ１０の上面方向からみて平面的なコイル（渦巻き）状に成形される。プラズマアンテナ１４の一端は、整合器１６を介して、電源１８に接続される。また、プラズマアンテナ１４の他端は接地される。プラズマアンテナ１４、整合器１６及び電源１８はプラズマ発生手段を構成する。   A plasma antenna 14 is disposed on the outer top surface of the top plate 12. The plasma antenna 14 is formed into a planar coil (spiral) shape as viewed from the upper surface direction of the chamber 10. One end of the plasma antenna 14 is connected to a power source 18 via a matching unit 16. The other end of the plasma antenna 14 is grounded. The plasma antenna 14, the matching unit 16 and the power source 18 constitute plasma generating means.

なお、本実施の形態では、プラズマアンテナ１４は平面コイル状としたが、これに限定されるものではない。プラズマアンテナ１４は、チャンバ１０の外形に沿った形状であればよい。プラズマアンテナ１４を、チャンバ１０の外形に沿って配置することによって、チャンバ１０の外部から内部へと電力を効率良く導入することが可能となり、ハロゲン含有ガスを効率良く解離させることができる。   In the present embodiment, the plasma antenna 14 has a planar coil shape, but is not limited to this. The plasma antenna 14 may have a shape that follows the outer shape of the chamber 10. By disposing the plasma antenna 14 along the outer shape of the chamber 10, electric power can be efficiently introduced from the outside to the inside of the chamber 10, and the halogen-containing gas can be efficiently dissociated.

［ＳｉＣ形成処理］
ＳｉＣを基板サセプタ２２上に設置された基板２２ａの表面に形成する処理について説明する。ＳｉＣ形成処理は、図２に示すフローチャートに沿って行われる。 [SiC formation processing]
A process of forming SiC on the surface of the substrate 22a installed on the substrate susceptor 22 will be described. The SiC forming process is performed according to the flowchart shown in FIG.

ステップＳ１０では、ＳｉＣを形成する前に、基板サセプタ２２上に基板２２ａを設置する。ＳｉＣの形成対象となる基板２２ａは、例えば、シリコン基板等の半導体基板、ガラス基板等の絶縁基板、アルミニウム等の金属を含む基板とすることができる。次に、真空ポンプ２８を用いて、チャンバ１０内を必要な真空度となるまで排気する。   In step S10, the substrate 22a is placed on the substrate susceptor 22 before forming SiC. The substrate 22a to be formed with SiC can be, for example, a semiconductor substrate such as a silicon substrate, an insulating substrate such as a glass substrate, or a substrate containing a metal such as aluminum. Next, the chamber 10 is evacuated using the vacuum pump 28 until the required degree of vacuum is reached.

ステップＳ１２では、ロードロックチャンバ３６を用いて、チャンバ１０内に珪素含有部材２０ａを導入し、部材固定部２０に珪素含有部材２０ａを取り付ける。   In step S <b> 12, the silicon-containing member 20 a is introduced into the chamber 10 using the load lock chamber 36, and the silicon-containing member 20 a is attached to the member fixing portion 20.

ステップＳ１４では、基板２２ａの表面上にＳｉが形成される。ガス供給ノズル３２から塩素含有ガスをチャンバ１０内に導入する。このとき、真空ポンプ２８に流量制御バルブ等を設け、真空ゲージ３０で検出される圧力値に基づいて流量制御バルブの開度をフィードバック制御することによって、チャンバ１０内の供給ガスの圧力を所定の値とすることができる。   In step S14, Si is formed on the surface of the substrate 22a. A chlorine-containing gas is introduced into the chamber 10 from the gas supply nozzle 32. At this time, a flow rate control valve or the like is provided in the vacuum pump 28, and the opening of the flow rate control valve is feedback controlled based on the pressure value detected by the vacuum gauge 30, thereby adjusting the pressure of the supply gas in the chamber 10 to a predetermined value Can be a value.

基板サセプタ２２に設けられている冷媒循環手段２４及び加熱手段２６を制御部（図示しない）により制御することによって、Ｓｉ形成時における基板２２ａの温度は、珪素含有部材２０ａよりも低い温度に制御される。例えば、珪素含有部材２０ａよりも低い温度として、基板２２ａの温度を５００℃以下、好ましくは４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下に制御することが好適である。   By controlling the refrigerant circulating means 24 and the heating means 26 provided in the substrate susceptor 22 by a control unit (not shown), the temperature of the substrate 22a at the time of forming Si is controlled to be lower than that of the silicon-containing member 20a. The For example, it is suitable to control the temperature of the substrate 22a to 500 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or lower, and further preferably 300 ° C. or lower as the temperature lower than that of the silicon-containing member 20a.

供給ガスを供給した状態下において、電源１８からプラズマアンテナ１４に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給する。併せて、整合器１６によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整することによって、プラズマアンテナ１４を介してチャンバ１０内に電磁波を照射する。これによって、供給ガスに含まれる塩素ガス（Ｃｌ₂）が解離されてプラズマ（塩素ガスプラズマ）が発生する。電源１８から供給される電磁波の周波数，パワー、供給ガスの流量，圧力等を調整することによって、成膜時には天板１２に設けられたプラズマアンテナ１４下にプラズマを発生させることができる。 A high frequency power having a predetermined frequency and a predetermined power is supplied from the power source 18 to the plasma antenna 14 in a state where the supply gas is supplied. At the same time, the matching unit 16 adjusts impedance matching with respect to the chamber 10 to irradiate the chamber 10 with electromagnetic waves via the plasma antenna 14. Thereby, chlorine gas (Cl ₂ ) contained in the supply gas is dissociated to generate plasma (chlorine gas plasma). By adjusting the frequency, power, flow rate, pressure, and the like of the electromagnetic wave supplied from the power supply 18, plasma can be generated under the plasma antenna 14 provided on the top plate 12 during film formation.

例えば、供給ガスとして塩素ガス（Ｃｌ₂）を供給した場合、塩素ガスが解離されて塩素ガスプラズマが発生する。塩素ガスプラズマは、チャンバ１０内のプラズマアンテナ１４付近の空間、すなわち珪素含有部材２０ａ近傍の空間に発生する。 For example, when chlorine gas (Cl ₂ ) is supplied as the supply gas, the chlorine gas is dissociated and chlorine gas plasma is generated. Chlorine gas plasma is generated in the space near the plasma antenna 14 in the chamber 10, that is, in the space near the silicon-containing member 20a.

塩素ガスプラズマにより、珪素含有部材２０ａがエッチングされ、前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y：ｘ，ｙは１以上の整数）が発生する。このとき、珪素含有部材２０ａは、塩素ガスプラズマにより基板２２ａの温度よりも高い所定の温度に維持されている。チャンバ１０内で生成された前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y）は、珪素含有部材２０ａよりも低い温度に制御された基板２２ａの表面へ搬送される。基板２２ａに搬送された前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y）は還元反応によりＳｉラジカルのみとなった状態で基板２２ａの表面に当たり、基板２２ａの表面にＳｉ膜がコーティングされる。反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口から排気される。 The silicon-containing member 20a is etched by the chlorine gas plasma, and a precursor (Si _x Cl _y : x, y is an integer of 1 or more) is generated. At this time, the silicon-containing member 20a is maintained at a predetermined temperature higher than the temperature of the substrate 22a by chlorine gas plasma. The precursor (Si _x Cl _y ) generated in the chamber 10 is transferred to the surface of the substrate 22a controlled to a temperature lower than that of the silicon-containing member 20a. The precursor (Si _x Cl _y ) transported to the substrate 22a hits the surface of the substrate 22a in a state where only Si radicals are formed by the reduction reaction, and the surface of the substrate 22a is coated with the Si film. Gases and etching products not involved in the reaction are exhausted from the exhaust port.

このときの反応は、次式で表すことができると推察される。
Ｓｉ＋２Ｃ１₂ → ＳｉＣｌ₄ → Ｓｉ↓＋２Ｃｌ₂↑ It is assumed that the reaction at this time can be expressed by the following equation.
Si + 2C1 ₂ → SiCl ₄ → Si ↓ + 2Cl ₂ ↑

ステップＳ１６では、ロードロックチャンバ３６を用いて、チャンバ１０からロードロックチャンバ３６へ珪素含有部材２０ａを搬出し、代わりに、ロードロックチャンバ３６からチャンバ１０内へ炭素含有部材２０ｂを導入し、部材固定部２０に炭素含有部材２０ｂを取り付ける。   In step S16, the silicon-containing member 20a is carried out from the chamber 10 to the load-lock chamber 36 using the load-lock chamber 36. Instead, the carbon-containing member 20b is introduced from the load-lock chamber 36 into the chamber 10 to fix the member. The carbon-containing member 20b is attached to the part 20.

ステップＳ１８では、ＳｉＣが形成される。ガス供給ノズル３２から塩素含有ガスをチャンバ１０内に導入する。このとき、Ｓｉ形成時と同様に、チャンバ１０内の供給ガスの圧力を所定の値とすることができる。また、基板サセプタ２２に設けられている冷媒循環手段２４及び加熱手段２６を制御部（図示しない）により制御することによって、基板２２ａの温度は、炭素含有部材２０ｂよりも低い温度に制御される。例えば、炭素含有部材２０ｂよりも低い温度として、基板２２ａの温度を５００℃以下、好ましくは４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下に制御することが好適である。   In step S18, SiC is formed. A chlorine-containing gas is introduced into the chamber 10 from the gas supply nozzle 32. At this time, as in the Si formation, the pressure of the supply gas in the chamber 10 can be set to a predetermined value. Further, the temperature of the substrate 22a is controlled to be lower than that of the carbon-containing member 20b by controlling the refrigerant circulating means 24 and the heating means 26 provided in the substrate susceptor 22 by a control unit (not shown). For example, it is suitable to control the temperature of the substrate 22a to 500 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or lower, and more preferably 300 ° C. or lower, as the temperature lower than that of the carbon-containing member 20b.

ガスを供給した状態下において、電源１８からプラズマアンテナ１４に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給する。併せて、整合器１６によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整することによって、プラズマアンテナ１４を介してチャンバ１０内に電磁波を照射する。これによって、プラズマ（塩素ガスプラズマ）を発生させる。塩素ガスプラズマは、チャンバ１０内のプラズマアンテナ１４付近の空間、すなわち炭素含有部材２０ｂ近傍の空間に発生する。   In a state where the gas is supplied, a high frequency power having a predetermined frequency and a predetermined power is supplied from the power source 18 to the plasma antenna 14. At the same time, the matching unit 16 adjusts impedance matching with respect to the chamber 10 to irradiate the chamber 10 with electromagnetic waves via the plasma antenna 14. As a result, plasma (chlorine gas plasma) is generated. Chlorine gas plasma is generated in the space near the plasma antenna 14 in the chamber 10, that is, in the space near the carbon-containing member 20b.

塩素ガスプラズマにより、炭素含有部材２０ｂがエッチングされ、前駆体（Ｃ_mＣｌ_n：ｍ，ｎは１以上の整数）が発生する。このとき、炭素含有部材２０ｂは、塩素ガスプラズマにより基板２２ａの温度よりも高い所定の温度に維持されている。チャンバ１０内で生成された前駆体（Ｃ_mＣｌ_n）は、炭素含有部材２０ｂよりも低い温度に制御された基板２２ａの表面へ搬送される。 The carbon-containing member 20b is etched by the chlorine gas plasma, and a precursor (C _m Cl _n : m, n is an integer of 1 or more) is generated. At this time, the carbon-containing member 20b is maintained at a predetermined temperature higher than the temperature of the substrate 22a by chlorine gas plasma. The precursor (C _m Cl _n ) generated in the chamber 10 is transferred to the surface of the substrate 22a controlled to a temperature lower than that of the carbon-containing member 20b.

このときのＣの供給は、次式で表すことができると推察される。
Ｃ＋２Ｃ１₂ → ＣＣｌ₄ → Ｃ↓＋２Ｃｌ₂↑ It is assumed that the supply of C at this time can be expressed by the following equation.
C + 2C1 ₂ → CCl ₄ → C ↓ + 2Cl ₂ ↑

上記反応式はＣの供給を表したものであるが、本実施例では、基板２２ａの表面には予めＳｉ膜が形成されており、この上から前駆体（Ｃ_mＣｌ_n）が輸送されることで、Ｓｉ膜にＣ成分が浸潤すると考えられ、その結果、基板２２ａ上にＳｉＣ膜が形成される。具体的には、基板２２ａの表面に対して塩素ラジカルと前駆体（Ｃ_mＣｌ_n）とが輸送されると、基板２２ａの表面近傍においてＳｉ成分がＣ成分に置換されながら、Ｃ成分がＳｉ膜内に拡散しつつ塩素成分が離脱する還元反応が生じていると考えられ、その結果、基板２２ａ上にＳｉＣ膜が形成される。反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口から排気される。 Although the above reaction formula represents supply of C, in this embodiment, a Si film is formed in advance on the surface of the substrate 22a, and a precursor (C _m Cl _n ) is transported from above. Thus, it is considered that the C component is infiltrated into the Si film, and as a result, the SiC film is formed on the substrate 22a. Specifically, when chlorine radicals and precursors (C _m Cl _n ) are transported to the surface of the substrate 22a, the Si component is replaced with the C component in the vicinity of the surface of the substrate 22a. It is considered that a reduction reaction occurs in which the chlorine component is released while diffusing into the film, and as a result, an SiC film is formed on the substrate 22a. Gases and etching products not involved in the reaction are exhausted from the exhaust port.

本実施の形態では、Ｓｉ膜の全体をＳｉＣ膜としなくてもよい。例えば、基板表面がＳｉ等の酸化膜で構成される場合において、基板２２ａ（実際には酸化膜）上にＳｉ膜の膜厚を比較的厚く形成し、この上から前駆体（Ｃ_mＣｌ_n）とハロゲンのラジカルとを供給し、成膜時間等の成膜条件を制御することにより、Ｓｉ膜に対するＣ成分の置換・拡散の度合いを制御し、Ｓｉ膜の下層を残したままで、表層部分をＳｉＣ膜とすることも可能である。これにより、図１０に示すように、ＳｉＣ膜８０と酸化膜８２との間に中間層８４、具体的にはアモルファスＳｉ層が介在することとなる。これにより、中間層８４がＳｉＣ膜８０と酸化膜８２との間の応力緩和層となって、熱膨張等によるＳｉＣ膜の破壊や剥離を有効に防止することができる。 In the present embodiment, the entire Si film may not be a SiC film. For example, when the substrate surface is composed of an oxide film such as Si, the Si film is formed relatively thick on the substrate 22a (actually an oxide film), and the precursor (C _m Cl _n is formed thereon. ) And halogen radicals, and the film formation conditions such as film formation time are controlled to control the degree of substitution / diffusion of the C component to the Si film, leaving the lower layer of the Si film and the surface layer portion. It is also possible to use a SiC film. As a result, as shown in FIG. 10, the intermediate layer 84, specifically, the amorphous Si layer is interposed between the SiC film 80 and the oxide film 82. Thereby, the intermediate layer 84 becomes a stress relaxation layer between the SiC film 80 and the oxide film 82, and the destruction and peeling of the SiC film due to thermal expansion or the like can be effectively prevented.

なお、ステップＳ１８において基板２２ａにＣを供給する前に、予め形成されたＳｉの表面に形成された不純物（例えば、酸化珪素膜等）を除去したうえでＣを供給することが好適である。例えば、電源１８から供給するパワーを高く設定してエッチング反応が高まる条件で生成された塩素ガスプラズマを基板２２ａの表面に当て、その後パワーを低下させてＣを供給することによって、Ｓｉの表面から不純物を除去して良質なＳｉＣ膜を形成することができる。   Before supplying C to the substrate 22a in step S18, it is preferable to supply C after removing impurities (for example, a silicon oxide film) formed on the surface of Si formed in advance. For example, by applying a chlorine gas plasma generated under a condition where the power supplied from the power supply 18 is set high to increase the etching reaction to the surface of the substrate 22a, and then reducing the power and supplying C, A good quality SiC film can be formed by removing impurities.

また、必要とされるＳｉＣ膜の膜厚に応じて、ステップＳ１２〜Ｓ１８の工程を繰り返してもよい。例えば、前駆体（Ｃ_mＣｌ_n）に含まれるＣ成分が浸潤可能な厚さでＳｉ膜を形成し、上述したようにＣ成分の浸潤によりＳｉＣ膜を形成し、このステップを複数回繰り返すことによって所望の膜厚のＳｉＣ膜を形成することができる。また、このようにしてＳｉＣ膜を積層することにより、仮に１層目のＳｉＣ薄膜にピンホール等の孔が形成されたとしても、この上から２層目のＳｉＣ薄膜を積層するので、膜厚方向に連通するピンホールが形成されるのを有効に防止することもできる。 Further, steps S12 to S18 may be repeated depending on the required film thickness of the SiC film. For example, the Si film is formed with a thickness that allows the C component contained in the precursor (C _m Cl _n ) to infiltrate, and the SiC film is formed by the infiltration of the C component as described above, and this step is repeated multiple times. Thus, a SiC film having a desired thickness can be formed. Further, by laminating the SiC film in this way, even if a hole such as a pinhole is formed in the first SiC thin film, the second SiC thin film is laminated from the top, so the film thickness It is also possible to effectively prevent the formation of pinholes communicating in the direction.

また、本実施の形態では、ステップＳ１２でチャンバ１０内に珪素含有部材２０ａを設置し、ステップＳ１４で塩素ガスプラズマを用いてＳｉを形成したが、これに限定されるものではない。Ｓｉの形成処理には他の方法を用いてもよい。例えば、ステップＳ１２及びステップＳ１４での処理を、シラン等のガスを用いた化学気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング等の物理的成膜方法によるＳｉ膜のコーティングに置き換えてもよい。   Moreover, in this Embodiment, although the silicon containing member 20a was installed in the chamber 10 at step S12, and Si was formed using chlorine gas plasma at step S14, it is not limited to this. Other methods may be used for the Si formation process. For example, the processing in step S12 and step S14 may be replaced with coating of a Si film by a chemical vapor deposition method (CVD method) using a gas such as silane or a physical film forming method such as sputtering.

＜変形例１＞
上記ＳｉＣ形成処理では、珪素含有部材２０ａと炭素含有部材２０ｂを交互に設置し、Ｓｉを供給する処理とＣを供給する処理とを別々に行っている。しかし、これに限定されるものではなく、珪素及び炭素の両方を含む珪素・炭素含有部材２０ｃを用いてもＳｉＣを形成することができる。変形例１におけるＳｉＣ形成処理を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。 <Modification 1>
In the SiC forming process, the silicon-containing member 20a and the carbon-containing member 20b are alternately installed, and the process of supplying Si and the process of supplying C are performed separately. However, the present invention is not limited to this, and SiC can be formed even using the silicon / carbon-containing member 20c containing both silicon and carbon. The SiC formation process in the modification 1 is demonstrated along the flowchart shown in FIG.

ステップＳ２０では、上記ステップＳ１０と同様に、基板２２ａの設置、及び、チャンバ１０内の真空排気が行われる。   In step S20, as in step S10, the substrate 22a is installed and the chamber 10 is evacuated.

ステップＳ２２では、ロードロックチャンバ３６を用いて、チャンバ１０内に珪素・炭素含有部材２０ｃを導入し、部材固定部２０に珪素・炭素含有部材２０ｃを取り付ける。   In step S <b> 22, using the load lock chamber 36, the silicon / carbon-containing member 20 c is introduced into the chamber 10, and the silicon / carbon-containing member 20 c is attached to the member fixing portion 20.

ステップＳ２４では、ＳｉＣの形成が行われる。ガス供給ノズル３２から塩素含有ガスをチャンバ１０内に導入する。この場合も、チャンバ１０内の供給ガスの圧力を所定の値に調整する。また、基板２２ａの温度は、珪素・炭素含有部材２０ｃよりも低い温度に制御される。   In step S24, SiC is formed. A chlorine-containing gas is introduced into the chamber 10 from the gas supply nozzle 32. Also in this case, the pressure of the supply gas in the chamber 10 is adjusted to a predetermined value. The temperature of the substrate 22a is controlled to be lower than that of the silicon / carbon-containing member 20c.

供給ガスを供給した状態下において、電源１８からプラズマアンテナ１４に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給する。併せて、整合器１６によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整することによって、プラズマアンテナ１４を介してチャンバ１０内に電磁波を照射する。これによって、供給ガスに含まれる塩素ガス（Ｃｌ₂）が励起されてプラズマ（塩素ガスプラズマ）が発生する。電源１８から供給される電磁波の周波数、パワー、供給ガスの流量、圧力等を調整することによって、成膜時には天板１２に設けられたプラズマアンテナ１４下にプラズマを発生させることができる。塩素ガスプラズマは、チャンバ１０内のプラズマアンテナ１４付近の空間、すなわち珪素・炭素含有部材２０ｃ近傍の空間に発生する。 A high frequency power having a predetermined frequency and a predetermined power is supplied from the power source 18 to the plasma antenna 14 in a state where the supply gas is supplied. At the same time, the matching unit 16 adjusts impedance matching with respect to the chamber 10 to irradiate the chamber 10 with electromagnetic waves via the plasma antenna 14. As a result, the chlorine gas (Cl ₂ ) contained in the supply gas is excited to generate plasma (chlorine gas plasma). By adjusting the frequency, power, flow rate, pressure, and the like of the electromagnetic wave supplied from the power supply 18, plasma can be generated under the plasma antenna 14 provided on the top plate 12 during film formation. Chlorine gas plasma is generated in the space near the plasma antenna 14 in the chamber 10, that is, in the space near the silicon / carbon-containing member 20c.

塩素ガスプラズマにより、珪素・炭素含有部材２０ｃがエッチングされ、前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y：ｘ，ｙは１以上の整数、及び、Ｃ_mＣｌ_n：ｍ，ｎは１以上の整数）が発生する。このとき、珪素・炭素含有部材２０ｃは、塩素ガスプラズマにより基板２２ａの温度よりも高い所定の温度に維持されている。チャンバ１０内で生成された前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y，Ｃ_mＣｌ_n）は、珪素・炭素含有部材２０ｃよりも低い温度に制御された基板２２ａの表面へ搬送される。基板２２ａに搬送された前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y，Ｃ_mＣｌ_n）は還元反応によりＳｉラジカル及びＣラジカルとなった状態で基板２２ａの表面に当たり、基板２２ａの表面にＳｉＣが形成される。反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口から排気される。 The silicon / carbon-containing member 20c is etched by the chlorine gas plasma to generate a precursor (Si _x Cl _y : x, y is an integer of 1 or more and C _m Cl _n : m, n is an integer of 1 or more). To do. At this time, the silicon / carbon-containing member 20c is maintained at a predetermined temperature higher than the temperature of the substrate 22a by chlorine gas plasma. The precursor (Si _x Cl _y , C _m Cl _n ) generated in the chamber 10 is transferred to the surface of the substrate 22a controlled to a temperature lower than that of the silicon / carbon-containing member 20c. The precursor (Si _x Cl _y , C _m Cl _n ) transported to the substrate 22a hits the surface of the substrate 22a in the state of Si radicals and C radicals by the reduction reaction, and SiC is formed on the surface of the substrate 22a. Gases and etching products not involved in the reaction are exhausted from the exhaust port.

［半導体製造装置へのＳｉＣ形成処理］
上記のＳｉＣの形成処理は、ＳｉＣ形成装置１００のチャンバ１０の内壁へのＳｉＣ形成処理にも適用することができる。 [SiC formation processing to semiconductor manufacturing equipment]
The SiC formation process described above can also be applied to the SiC formation process on the inner wall of the chamber 10 of the SiC forming apparatus 100.

ＳｉＣ形成装置１００のチャンバ１０の内壁にＳｉＣを形成する場合、図１に示すように、チャンバ１０の温度を調整するための温度制御手段４６を設ける。温度制御手段４６は、外壁に沿わせて配置された冷媒循環手段や加熱手段を含むものとすることができる。このパイプに冷媒を循環させることによって、ＳｉＣの形成時において、チャンバ１０の内壁の温度を珪素含有部材２０ａ，炭素含有部材２０ｂ及び珪素・炭素含有部材２０ｃの温度よりも低く維持することができる。   When forming SiC on the inner wall of the chamber 10 of the SiC forming apparatus 100, a temperature control means 46 for adjusting the temperature of the chamber 10 is provided as shown in FIG. The temperature control means 46 can include a refrigerant circulation means and a heating means arranged along the outer wall. By circulating the refrigerant through the pipe, the temperature of the inner wall of the chamber 10 can be maintained lower than the temperatures of the silicon-containing member 20a, the carbon-containing member 20b, and the silicon / carbon-containing member 20c during the formation of SiC.

温度制御手段４６を用いてチャンバ１０の内壁の温度を珪素含有部材２０ａ及び炭素含有部材２０ｂの温度よりも低く維持した状態において、上記ステップＳ１２〜Ｓ１８を実行することによって、チャンバ１０の内壁へＳｉラジカル及びＣラジカルを交互に供給し、チャンバ１０の内壁にＳｉＣを形成することができる。   In a state where the temperature of the inner wall of the chamber 10 is maintained lower than the temperatures of the silicon-containing member 20a and the carbon-containing member 20b using the temperature control means 46, the above steps S12 to S18 are performed, so that Si is applied to the inner wall of the chamber 10. By supplying radicals and C radicals alternately, SiC can be formed on the inner wall of the chamber 10.

また、温度制御手段４６を用いてチャンバ１０の内壁の温度を珪素・炭素含有部材２０ｃの温度よりも低く維持した状態において、上記ステップＳ２４を実行することによって、チャンバ１０の内壁へＳｉラジカル及びＣラジカルを供給し、チャンバ１０の内壁にＳｉＣを形成することもできる。   Further, in the state where the temperature of the inner wall of the chamber 10 is maintained lower than the temperature of the silicon / carbon-containing member 20c using the temperature control means 46, Si radicals and C are introduced into the inner wall of the chamber 10 by executing step S24. It is also possible to supply SiC radicals and form SiC on the inner wall of the chamber 10.

以上のように、ＳｉＣ形成装置１００では、チャンバ１０の温度を調整することによってチャンバ１０の内壁にＳｉＣを容易に形成することができる。また、チャンバ１０の内壁に亀裂等が発生した場合には、ＳｉＣをコーティングすることによって亀裂等の傷を塞ぐことができる。また、このように形成されたＳｉＣは結晶性が高く、チャンバ内壁のエッチング耐性、特に塩素ラジカル等によるエッチング耐性等を高めるために有効である。   As described above, in SiC forming apparatus 100, SiC can be easily formed on the inner wall of chamber 10 by adjusting the temperature of chamber 10. Further, when a crack or the like is generated on the inner wall of the chamber 10, the crack or the like can be closed by coating SiC. Further, SiC formed in this way has high crystallinity, and is effective for enhancing the etching resistance of the inner wall of the chamber, particularly the etching resistance due to chlorine radicals and the like.

また、一般的に、半導体製造装置のチャンバ内壁にＳｉＣ膜をコーティングするためには、チャンバを対象物として処理可能な容量を有するチャンバを備えたＳｉＣ形成装置を用意するか、又は、対象物となるチャンバ内部に珪素化合物ガス及び炭化物ガスを供給して気相成長を行うことができる設備を用意する必要があったが、ＳｉＣ形成装置１００においてチャンバ１０の温度を調整するだけで、チャンバ１０の内壁にＳｉＣを容易に形成することができる。   In general, in order to coat a SiC film on the inner wall of a chamber of a semiconductor manufacturing apparatus, an SiC forming apparatus having a chamber having a capacity that can be processed using the chamber as an object is prepared, or It is necessary to prepare equipment capable of performing vapor phase growth by supplying a silicon compound gas and a carbide gas into the interior of the chamber. However, by adjusting the temperature of the chamber 10 in the SiC forming apparatus 100, the chamber 10 SiC can be easily formed on the inner wall.

すなわち、本発明は、半導体製造装置の製造プロセスにも適用可能である。ここで、半導体製造装置の一例として、例えば、基板に金属膜を形成する薄膜作製装置等が挙げられる。このような薄膜作製装置の一例としては、例えば、ウェハ等の基板が収容される真空容器であるチャンバ内に金属ハロゲン化物を形成し得る材料からなる被エッチング部材が設置され、このチャンバ内にハロゲン含有ガスが導入され、プラズマ等によりチャンバ内にハロゲンラジカルを生成し、そのハロゲンラジカルにより被エッチング部材をエッチングすることにより、ハロゲンと金属とからなる前駆体を形成すると共に、基板の温度を被エッチング部材の温度よりも低く制御することにより、前駆体を基板に輸送すると共に基板に前駆体に含まれる金属を析出させることで、基板に金属膜を作製する薄膜作製装置等が挙げられる。そして、このような薄膜作製装置においては、被エッチング部材を交換する交換手段を備えている場合、この交換手段を用いることにより、上述したように、珪素含有部材と炭素含有部材とを交換しながらチャンバ内において所望のＳｉＣを形成することが可能となり、特にチャンバの温度を被エッチング部材の温度よりも低く制御可能に構成することで、ＳｉＣ膜をチャンバの内壁に選択的に形成することが可能となる。すなわち、ＳｉＣコーティングされたチャンバを用意して薄膜作製装置を組み立てなくても、薄膜作製装置の製造プロセスにおいて、例えば、被エッチング部材の交換手段を組み付けた後、この交換手段を利用して、チャンバの内壁にハロゲン又はハロゲンラジカル等に対するエッチング耐性を有するＳｉＣ膜を形成することが可能となる。   That is, the present invention can be applied to a manufacturing process of a semiconductor manufacturing apparatus. Here, as an example of the semiconductor manufacturing apparatus, for example, a thin film manufacturing apparatus that forms a metal film on a substrate can be cited. As an example of such a thin film manufacturing apparatus, for example, a member to be etched made of a material capable of forming a metal halide is installed in a chamber which is a vacuum container in which a substrate such as a wafer is accommodated. The contained gas is introduced, and halogen radicals are generated in the chamber by plasma or the like, and the member to be etched is etched by the halogen radicals, thereby forming a precursor composed of halogen and metal, and the temperature of the substrate is etched. By controlling the temperature lower than the temperature of the member, a thin film production apparatus for producing a metal film on the substrate by transporting the precursor to the substrate and precipitating the metal contained in the precursor on the substrate can be mentioned. And in such a thin film production apparatus, when the exchange means for exchanging the member to be etched is provided, the exchange means is used to exchange the silicon-containing member and the carbon-containing member as described above. Desired SiC can be formed in the chamber, and in particular, the SiC film can be selectively formed on the inner wall of the chamber by configuring the chamber temperature to be lower than the temperature of the member to be etched. It becomes. That is, without preparing a SiC-coated chamber and assembling the thin film manufacturing apparatus, in the manufacturing process of the thin film manufacturing apparatus, for example, after assembling an exchange means for the member to be etched, It is possible to form an SiC film having etching resistance against halogen or halogen radicals on the inner wall of the film.

なお、上述した薄膜作製装置において、基板２２ａにＳｉＣを形成する際には、温度調整手段４６を用いてチャンバ１０の温度をできるだけ高く維持することによって、チャンバ１０の内壁へのＳｉＣの形成を抑制してもよい。   In the thin film manufacturing apparatus described above, when forming SiC on the substrate 22a, the temperature of the chamber 10 is kept as high as possible by using the temperature adjusting means 46, thereby suppressing the formation of SiC on the inner wall of the chamber 10. May be.

なお、上記実施の形態、変形例１及び半導体製造装置へのＳｉＣ形成処理では、供給ガスとして塩素ガスを単独で用いた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。塩素以外のフッ素等のハロゲンを含有するガスとしてもよい。また、Ｈｅ，Ａｒ等の希ガスで希釈されたハロゲンガスを用いた場合にも同様の反応が起こる。これらは第２の実施の形態以降でも同様である。   In the above embodiment, modification 1 and the SiC forming process for the semiconductor manufacturing apparatus, the case where chlorine gas is used alone as the supply gas has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. A gas containing halogen such as fluorine other than chlorine may be used. A similar reaction occurs when a halogen gas diluted with a rare gas such as He or Ar is used. The same applies to the second and subsequent embodiments.

特に、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを用いた場合、プラズマとして塩化水素ガスプラズマが生成される。珪素含有部材２０ａではエッチングにより生成される前駆体はＳｉ_xＣｌ_y（：ｘ，ｙは１以上の整数）、炭素含有部材２０ｂではエッチングにより生成される前駆体はＣ_mＣｌ_n（：ｍ，ｎは１以上の整数）となる。このように、塩素ガスと塩化水素ガスとの混合ガスを用いてもよい。 In particular, when hydrogen chloride (HCl) gas is used, hydrogen chloride gas plasma is generated as plasma. In the silicon-containing member 20a, the precursor generated by etching is Si _x Cl _y (: x, y is an integer of 1 or more), and in the carbon-containing member 20b, the precursor generated by etching is C _m Cl _n (: m, n is an integer of 1 or more. As described above, a mixed gas of chlorine gas and hydrogen chloride gas may be used.

＜第２の実施の形態＞
また、チャンバの製造工程において、チャンバにガス供給ノズル、プラズマアンテナを取り付け、ハロゲン含有ガスプラズマの作用を利用してチャンバの内壁にＳｉＣを形成することもできる。 <Second Embodiment>
In the chamber manufacturing process, a gas supply nozzle and a plasma antenna can be attached to the chamber, and SiC can be formed on the inner wall of the chamber using the action of the halogen-containing gas plasma.

チャンバ内壁へのＳｉＣ形成処理を行う場合、図４の透過斜視図及び図５の分解組立図に示すように、チャンバ５０の製造工程においてチャンバ５０にガス供給ノズル５２、プラズマアンテナ５４、整合器５６、電源５８、部材６０及び真空ポンプ６２を取り付ける。   When the SiC forming process is performed on the inner wall of the chamber, as shown in the transparent perspective view of FIG. 4 and the exploded assembly view of FIG. 5, in the manufacturing process of the chamber 50, the gas supply nozzle 52, plasma antenna 54, and matching unit 56 The power supply 58, the member 60, and the vacuum pump 62 are attached.

本実施の形態では、ガス供給ノズル５２は、円盤状の天板６６の中心から突き出すように配置される。天板６６をチャンバ５０の上面に取り付けることによって、円筒形状のチャンバ５０の中心軸に沿って突き出すようにガス供給ノズル５２が配置される。ガス供給ノズル５２には周壁にはガス吹き出し孔が多数設けられる。このように、ガス供給ノズル５２は、チャンバ５０の内周壁に向けてガスの流れができるように塩素含有ガスを吹き付けることができる形状にすることが好ましい。   In the present embodiment, the gas supply nozzle 52 is disposed so as to protrude from the center of the disk-shaped top plate 66. By attaching the top plate 66 to the upper surface of the chamber 50, the gas supply nozzle 52 is disposed so as to protrude along the central axis of the cylindrical chamber 50. The gas supply nozzle 52 is provided with a large number of gas blowing holes on the peripheral wall. Thus, it is preferable that the gas supply nozzle 52 has a shape in which the chlorine-containing gas can be sprayed so that the gas can flow toward the inner peripheral wall of the chamber 50.

また、チャンバ５０の外壁の形状に沿ってプラズマアンテナ５４を配置する。本実施の形態では、例として円筒状のチャンバ５０を用いているので、チャンバ５０の外周壁にコイル状に巻かれたプラズマアンテナ５４が取り付けられる。プラズマアンテナ５４の一端は、整合器５６を介して、電源５８に接続される。また、プラズマアンテナ５４の他端は接地される。プラズマアンテナ５４、整合器５６及び電源５８はプラズマ発生手段を構成する。   Further, the plasma antenna 54 is disposed along the shape of the outer wall of the chamber 50. Since the cylindrical chamber 50 is used as an example in the present embodiment, the plasma antenna 54 wound in a coil shape is attached to the outer peripheral wall of the chamber 50. One end of the plasma antenna 54 is connected to a power source 58 via a matching unit 56. The other end of the plasma antenna 54 is grounded. The plasma antenna 54, the matching unit 56, and the power source 58 constitute plasma generating means.

また、チャンバ５０内には原料部材６０が配置される。原料部材６０は、固定部６０ａと部材本体６０ｂから構成される。原料部材６０は、チャンバ５０の内壁の形状に沿った形状を有し、一部に開口穴が設けられることが好ましい。   A raw material member 60 is disposed in the chamber 50. The raw material member 60 includes a fixed portion 60a and a member main body 60b. It is preferable that the raw material member 60 has a shape along the shape of the inner wall of the chamber 50 and is provided with an opening hole in a part thereof.

本実施の形態では、チャンバ５０は円筒状であるので、原料部材６０は、一部に開口穴が設けられた円筒形状とする。具体的には、チャンバ５０の内周壁の径よりわずかに小さい径を有する円環状の固定部６０ａを上下に配置し、上下の固定部６０ａの間に短冊状の部材本体６０ｂを円環に沿って複数配置する構成としている。固定部６０ａは絶縁体により構成することができる。また、部材本体６０ｂは、珪素及び炭素の両方を含む珪素・炭素含有部材とすることができる。また、珪素含有部材と炭素含有部材とを交互に入れ替えてコーティング処理を行ってもよい。   In the present embodiment, since the chamber 50 is cylindrical, the raw material member 60 has a cylindrical shape in which an opening hole is provided in part. Specifically, an annular fixing portion 60a having a diameter slightly smaller than the diameter of the inner peripheral wall of the chamber 50 is disposed above and below, and a strip-shaped member body 60b is disposed along the ring between the upper and lower fixing portions 60a. Multiple configurations. The fixed part 60a can be formed of an insulator. The member main body 60b can be a silicon / carbon-containing member containing both silicon and carbon. Further, the coating process may be performed by alternately replacing the silicon-containing member and the carbon-containing member.

これにより、ガス供給ノズル５２から塩素含有ガスが部材本体６０ｂに向けて吹き付けられ、塩素ガスプラズマと部材本体６０ｂとを効率よく反応させることができると共に、部材本体６０ｂの間からチャンバ５０の内周壁等へ向けてＳｉラジカルやＣラジカルを効率よく供給することができる。   As a result, chlorine-containing gas is sprayed from the gas supply nozzle 52 toward the member main body 60b, and the chlorine gas plasma and the member main body 60b can be reacted efficiently, and the inner peripheral wall of the chamber 50 from between the member main bodies 60b. Si radicals or C radicals can be efficiently supplied toward the surface.

なお、原料部材６０の具体的な形状はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、チャンバ５０の内周壁の径よりわずかに小さい径を有する円環状の固定部６０ａを上下に配置し、上下の固定部６０ａの間に多数孔が開けられた円筒状の部材本体６０ｃを配置する構成としてもよい。   In addition, the specific shape of the raw material member 60 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, an annular fixing portion 60a having a diameter slightly smaller than the diameter of the inner peripheral wall of the chamber 50 is arranged above and below, and a cylinder having a large number of holes between the upper and lower fixing portions 60a. It is good also as a structure which arranges the shape-like member main body 60c.

コーティング処理時には、まずチャンバ５０内の真空排気を行なう。続いて、ガス供給ノズル５２から塩素含有ガスをチャンバ５０内に導入する。この場合も、チャンバ５０内の供給ガスの圧力を所定の値に調整することが好ましい。   During the coating process, the chamber 50 is first evacuated. Subsequently, a chlorine-containing gas is introduced into the chamber 50 from the gas supply nozzle 52. Also in this case, it is preferable to adjust the pressure of the supply gas in the chamber 50 to a predetermined value.

供給ガスを供給した状態下において、電源５８からプラズマアンテナ５４に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給する。併せて、整合器５６によりチャンバ５０内に対するインピーダンスの整合を調整することによって、プラズマアンテナ５４を介してチャンバ５０内に電磁波を照射する。これによって、供給ガスに含まれる塩素ガス（Ｃｌ₂）が励起されてプラズマ（塩素ガスプラズマ）が発生する。電源５８から供給される電磁波の周波数、パワー、供給ガスの流量、圧力等を調整することによって、プラズマアンテナ５４が巻き付けられているチャンバ５０の内周壁の近傍にプラズマを発生させることができる。 A high frequency power having a predetermined frequency and a predetermined power is supplied from the power source 58 to the plasma antenna 54 with the supply gas supplied. At the same time, the matching unit 56 adjusts the impedance matching with respect to the inside of the chamber 50 to irradiate the chamber 50 with electromagnetic waves via the plasma antenna 54. As a result, the chlorine gas (Cl ₂ ) contained in the supply gas is excited to generate plasma (chlorine gas plasma). Plasma can be generated in the vicinity of the inner peripheral wall of the chamber 50 around which the plasma antenna 54 is wound by adjusting the frequency, power, flow rate, pressure, and the like of the electromagnetic wave supplied from the power source 58.

塩素ガスプラズマは、チャンバ５０の内周壁近傍に設けられている部材本体６０ｂ（６０ｃ）と反応し、前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y：ｘ，ｙは１以上の整数、及び、Ｃ_mＣｌ_n：ｍ，ｎは１以上の整数）が発生する。このとき、部材本体６０ｂ（６０ｃ）は、塩素ガスプラズマによりチャンバ５０の内周壁の温度よりも高い所定の温度に維持されている。生成された前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y，Ｃ_mＣｌ_n）は、部材本体６０ｂの間又は部材本体６０ｃの孔を通ってチャンバ５０の内壁へ搬送される。これにより、チャンバ５０の内壁面にＳｉＣ膜がコーティングされる。反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口から排気される。 The chlorine gas plasma reacts with the member main body 60b (60c) provided in the vicinity of the inner peripheral wall of the chamber 50, and the precursor (Si _x Cl _y : x, y is an integer of 1 or more and C _m Cl _n : m and n are integers of 1 or more). At this time, the member main body 60b (60c) is maintained at a predetermined temperature higher than the temperature of the inner peripheral wall of the chamber 50 by chlorine gas plasma. The generated precursor (Si _x Cl _y , C _m Cl _n ) is conveyed to the inner wall of the chamber 50 between the member main bodies 60b or through the holes of the member main body 60c. Thereby, the SiC film is coated on the inner wall surface of the chamber 50. Gases and etching products not involved in the reaction are exhausted from the exhaust port.

このとき、上記半導体製造装置へのＳｉＣ形成処理と同様に、チャンバ５０の壁面に冷媒循環手段や加熱手段等の温度調整手段（図示しない）を設けて、チャンバ５０の内壁の温度を成膜に適した温度となるように制御してもよい。このとき、原料部材６０よりも低い温度としてチャンバ５０の壁面温度を５００℃以下、好ましくは４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下に制御することによって、その温度範囲に制御された壁面領域のみに選択的にＳｉＣを形成することができる。   At this time, similarly to the SiC forming process for the semiconductor manufacturing apparatus, a temperature adjusting means (not shown) such as a refrigerant circulating means or a heating means is provided on the wall surface of the chamber 50, and the temperature of the inner wall of the chamber 50 is set to the film formation. You may control so that it may become suitable temperature. At this time, by controlling the wall surface temperature of the chamber 50 to 500 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower as the temperature lower than that of the raw material member 60, SiC can be selectively formed only on the controlled wall surface region.

＜変形例２＞
チャンバ５０の内壁面へのＳｉＣの形成装置の変形例を示す。図７の透過斜視図及び図８の分解組立図に示すように、チャンバ５０の製造工程においてチャンバ５０にガス供給ノズル５２、プラズマアンテナ６８、整合器５６、電源５８、部材７０及び真空ポンプ６２を取り付ける。このような装置によっても上記実施の形態と同様にチャンバ５０の内壁にＳｉＣを形成することができる。 <Modification 2>
The modification of the formation apparatus of SiC to the inner wall face of the chamber 50 is shown. As shown in the transparent perspective view of FIG. 7 and the exploded view of FIG. 8, in the manufacturing process of the chamber 50, the gas supply nozzle 52, the plasma antenna 68, the matching unit 56, the power source 58, the member 70, and the vacuum pump 62 are provided. Install. Even with such an apparatus, SiC can be formed on the inner wall of the chamber 50 as in the above-described embodiment.

本実施の形態では、天板６６の上面にコイル状のプラズマアンテナ６８が取り付けられる。プラズマアンテナ６８の一端は、整合器５６を介して、電源５８に接続される。また、プラズマアンテナ６８の他端は接地される。プラズマアンテナ６８、整合器５６及び電源５８はプラズマ発生手段を構成する。   In the present embodiment, a coiled plasma antenna 68 is attached to the upper surface of the top plate 66. One end of the plasma antenna 68 is connected to the power source 58 via the matching unit 56. The other end of the plasma antenna 68 is grounded. The plasma antenna 68, the matching unit 56, and the power source 58 constitute plasma generating means.

また、チャンバ５０内には原料部材７０が配置される。本実施の形態では、原料部材７０は、チャンバ５０の内周壁の内周と略等しい外径を有する円環状の固定部７０ａと、固定部７０ａの中心に向けて突出するように固定部７０ａに固定された部材本体７０ｂと、から構成されている。固定部７０ａは絶縁体により構成することができる。   A raw material member 70 is disposed in the chamber 50. In the present embodiment, the raw material member 70 has an annular fixed portion 70a having an outer diameter substantially equal to the inner periphery of the inner peripheral wall of the chamber 50, and the fixed portion 70a so as to protrude toward the center of the fixed portion 70a. And a fixed member main body 70b. The fixing portion 70a can be made of an insulator.

また、上記実施の形態と同様に、部材本体７０ｂは、珪素及び炭素の両方を含む珪素・炭素含有部材とすることができる。また、珪素含有部材と炭素含有部材とを交互に入れ替えてコーティング処理を行ってもよい。部材本体７０ｂは、固定部７０ａの周囲に亘って幾つかに分割される。   Similarly to the above embodiment, the member body 70b can be a silicon / carbon-containing member containing both silicon and carbon. Further, the coating process may be performed by alternately replacing the silicon-containing member and the carbon-containing member. The member main body 70b is divided into several parts around the fixed portion 70a.

塩素ガスプラズマは、部材本体７０ｂと反応し、前駆体（Ｓｉ_xＣｌ_y：ｘ，ｙは１以上の整数、及び、Ｃ_mＣｌ_n：ｍ，ｎは１以上の整数）が発生する。このとき、珪素・炭素含有原料部材７０ｃは、塩素ガスプラズマによりチャンバ５０の内周壁の温度よりも高い所定の温度に維持されている。ガス供給ノズル５２からチャンバ５０の内壁に向けて塩素含有ガスが吹き付けられ、部材本体７０ｂから発生した前駆体が効率よくチャンバ５０の内壁へ供給される。これにより、チャンバ５０の内壁面にＳｉＣ膜がコーティングされる。反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口から排気される。 The chlorine gas plasma reacts with the member main body 70b to generate a precursor (Si _x Cl _y : x, y is an integer of 1 or more and C _m Cl _n : m, n is an integer of 1 or more). At this time, the silicon / carbon-containing raw material member 70c is maintained at a predetermined temperature higher than the temperature of the inner peripheral wall of the chamber 50 by chlorine gas plasma. Chlorine-containing gas is sprayed from the gas supply nozzle 52 toward the inner wall of the chamber 50, and the precursor generated from the member main body 70 b is efficiently supplied to the inner wall of the chamber 50. Thereby, the SiC film is coated on the inner wall surface of the chamber 50. Gases and etching products not involved in the reaction are exhausted from the exhaust port.

このときも、上記実施の形態と同様に、チャンバ５０の壁面に冷媒循環手段や加熱手段等の温度調整手段（図示しない）を設けて、チャンバ５０の内壁の温度を成膜に適した温度となるように制御してもよい。具体的には、原料部材６０よりも低い温度としてチャンバ５０の壁面温度を５００℃以下、好ましくは４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３００℃以下に制御することによって、その温度範囲に制御された壁面領域のみに選択的にＳｉＣを形成することができる。   At this time, similarly to the above embodiment, temperature adjusting means (not shown) such as a refrigerant circulating means and a heating means is provided on the wall surface of the chamber 50, and the temperature of the inner wall of the chamber 50 is set to a temperature suitable for film formation. You may control so that it may become. Specifically, by controlling the wall surface temperature of the chamber 50 to 500 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower, as the temperature lower than that of the raw material member 60, SiC can be selectively formed only in the wall surface region controlled in the range.

なお、上記実施の形態及び変形例２において、図９に示すように、ガス供給ノズル７２をチャンバ５０の内周壁から突出させ、内周壁へ向けて折り返すような構造としてもよい。このような構造とした場合、ガス供給ノズル７２はチャンバ５０の内周に沿って複数設けることが好ましい。このような構造としても、チャンバ５０の内周壁に向けてガスの流れができ、チャンバ５０の内壁にＳｉＣ膜を効率的にコーティングすることができる。   In the above-described embodiment and Modification 2, as shown in FIG. 9, the gas supply nozzle 72 may be protruded from the inner peripheral wall of the chamber 50 and folded back toward the inner peripheral wall. In the case of such a structure, it is preferable to provide a plurality of gas supply nozzles 72 along the inner periphery of the chamber 50. Even with such a structure, a gas can flow toward the inner peripheral wall of the chamber 50, and the SiC film can be efficiently coated on the inner wall of the chamber 50.

本実施の形態及び変形例２によれば、チャンバの製造工程において部材等を設置するだけでチャンバにＳｉＣを形成することができる。また、塩素ガスプラズマを発生させることができる装置である場合、使用中のチャンバであったとしても、装置を解体することなく部材を設置するだけでＳｉＣを形成することができる。   According to the present embodiment and Modification 2, SiC can be formed in the chamber simply by installing a member or the like in the chamber manufacturing process. Further, in the case of an apparatus capable of generating chlorine gas plasma, even if the chamber is in use, SiC can be formed simply by installing members without disassembling the apparatus.

特に、上記実施の形態及び変形例で形成されるＳｉＣは結晶性が高く、耐塩素性等のエッチング耐性を高くすることができるので、エッチング反応を含む処理を行うチャンバの内壁の強化に有効である。また、通常のＣＶＤ法に比べて前駆体が拡散し易いと考えられており、ＳｉＣの埋め込み特性が良好である。例えば、ＳｉＣ膜に穴等のダメージが生じている場合、これを補修（修復）するためには、一般的に、ダメージを受けているＳｉＣ膜を一旦除去した後、新たにＳｉＣ膜をコーティングすること等が必要となるが、上記実施の形態及び変形例で示したＳｉＣ形成方法によれば、前駆体が比較的拡散し易いと考えられるため、面へのコーティングだけでなく、複雑な形状をした部材へのコーティングや穴のような箇所の埋め込み補修においても極めて有効である。   In particular, SiC formed in the above embodiments and modifications has high crystallinity and can improve etching resistance such as chlorine resistance, which is effective for strengthening the inner wall of a chamber that performs processing including etching reaction. is there. Further, it is considered that the precursor is more easily diffused than in the normal CVD method, and the SiC embedding characteristic is good. For example, when a damage such as a hole has occurred in the SiC film, in order to repair (repair) this, generally, after removing the damaged SiC film, a new SiC film is coated. However, according to the SiC forming method shown in the above-described embodiment and modification, it is considered that the precursor is relatively easy to diffuse, so that not only the coating on the surface but also a complicated shape is formed. It is also extremely effective in coating and repairing parts such as holes.

なお、本実施の形態及び変形例２におけるＳｉＣの形成処理は、金属膜、半導体膜、絶縁体膜等の各種膜について成膜処理、エッチング処理、加工処理等の種々の処理に用いられるチャンバに適用することができる。   Note that the SiC formation process in the present embodiment and Modification 2 is performed in a chamber used for various processes such as a film forming process, an etching process, and a processing process for various films such as a metal film, a semiconductor film, and an insulator film. Can be applied.

本発明の実施の形態におけるＳｉＣ形成装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the SiC formation apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるＳｉＣ膜のコーティング処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the coating process of the SiC film | membrane in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるＳｉＣ膜のコーティング処理の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of the coating process of the SiC film | membrane in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるチャンバへのＳｉＣ膜のコーティング装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the coating apparatus of the SiC film to the chamber in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるチャンバへのＳｉＣ膜のコーティング装置の分解・組立図である。It is an exploded view of the apparatus for coating the SiC film on the chamber in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態におけるチャンバへのＳｉＣ膜のコーティング装置の部材の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of the member of the coating apparatus of the SiC film to the chamber in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるチャンバへのＳｉＣ膜のコーティング装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the coating apparatus of the SiC film to the chamber in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるチャンバへのＳｉＣ膜のコーティング装置の変形例の分解・組立図である。It is an exploded and assembly drawing of the modification of the coating apparatus of the SiC film to the chamber in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるチャンバへのＳｉＣ膜のコーティング装置のガス供給ノズルの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the gas supply nozzle of the coating apparatus of the SiC film to the chamber in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において形成される膜の構造の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the structure of the film | membrane formed in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ チャンバ、１２ 天板、１４ プラズマアンテナ、１６ 整合器、１８ 電源、２０ 部材固定部、２０ａ 珪素含有部材、２０ｂ 炭素含有部材、２０ｃ 珪素・炭素含有部材、２２ 基板サセプタ、２２ａ 基板、２４ 冷媒循環手段、２６ 加熱手段、２８ 真空ポンプ、３０ 真空ゲージ、３２ ガス供給ノズル、３４ ガス流量制御器、３６ ロードロックチャンバ、３８ 真空ポンプ、４０ 真空ゲージ、４２ 部材搬送手段、４４ ゲートバルブ、４６ 温度制御手段、５０ チャンバ、５２ ガス供給ノズル、５４ プラズマアンテナ、５６ 整合器、５８ 電源、６０ 原料部材、６０ａ 固定部、６０ｂ 部材本体、６０ｃ 部材本体、６２ 真空ポンプ、６６ 天板、６８ プラズマアンテナ、７０ 原料部材、７０ａ 固定部、７０ｂ 部材本体、７２ ガス供給ノズル、８０ ＳｉＣ膜、８２ 酸化膜（酸化珪素膜）、８４ 中間層（アモルファスＳｉ層）、１００ ＳｉＣ形成装置。   10 chamber, 12 top plate, 14 plasma antenna, 16 matching unit, 18 power supply, 20 member fixing part, 20a silicon-containing member, 20b carbon-containing member, 20c silicon / carbon-containing member, 22 substrate susceptor, 22a substrate, 24 refrigerant circulation Means, 26 heating means, 28 vacuum pump, 30 vacuum gauge, 32 gas supply nozzle, 34 gas flow controller, 36 load lock chamber, 38 vacuum pump, 40 vacuum gauge, 42 member conveying means, 44 gate valve, 46 temperature control Means, 50 chamber, 52 Gas supply nozzle, 54 Plasma antenna, 56 Matching unit, 58 Power source, 60 Raw material member, 60a Fixing part, 60b Member body, 60c Member body, 62 Vacuum pump, 66 Top plate, 68 Plasma antenna, 70 Raw material member, 70a fixing part, 70b Member main body, 72 gas supply nozzle, 80 SiC film, 82 oxide film (silicon oxide film), 84 intermediate layer (amorphous Si layer), 100 SiC forming apparatus.

Claims (20)

ハロゲン含有ガスを解離して得たラジカルを炭素含有部材に作用させることによりハロゲンと炭素とからなる前駆体を生成し、表面に珪素を有する対象物に対して前記前駆体を供給すると共に前記ラジカルを作用させることにより前記対象物の表面上にＳｉＣを形成することを特徴とするＳｉＣ形成方法。   A radical obtained by dissociating a halogen-containing gas is allowed to act on a carbon-containing member to generate a precursor composed of halogen and carbon, and the precursor is supplied to an object having silicon on the surface and the radical SiC is formed on the surface of the target object by acting on the SiC. ハロゲン含有ガスを解離して得たラジカルを炭素含有部材に作用させることによりハロゲンと炭素とからなる前駆体を生成し、表面に珪素膜を有する対象物に対して前記前駆体を供給すると共に前記ラジカルを作用させることにより、前記珪素膜の一部のみをＳｉＣ化させ、酸化珪素膜とＳｉＣ膜との間にアモルファスＳｉ層を有する膜を形成する膜形成方法。   A radical obtained by dissociating a halogen-containing gas is allowed to act on a carbon-containing member to generate a precursor composed of halogen and carbon, and the precursor is supplied to an object having a silicon film on the surface. A film forming method of forming a film having an amorphous Si layer between a silicon oxide film and a SiC film by converting only a part of the silicon film into SiC by applying radicals. チャンバ内の対象物へ珪素を供給すると共に、
前記チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して炭素含有部材から前記対象物へ炭素を供給することによって前記対象物にＳｉＣを形成することを特徴とするＳｉＣ形成方法。 While supplying silicon to the object in the chamber,
A method of forming SiC, comprising: supplying a halogen-containing gas into the chamber; dissociating the halogen-containing gas; and supplying carbon from a carbon-containing member to the object. 請求項３に記載のＳｉＣ形成方法であって、
前記対象物へ炭素を供給するステップにおいて、前記対象物の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低く維持することを特徴とするＳｉＣ形成方法。 The SiC forming method according to claim 3,
In the step of supplying carbon to the object, the SiC forming method is characterized in that the temperature of the object is maintained lower than the temperature of the carbon-containing member. 請求項３又は４に記載のＳｉＣ形成方法であって、
前記対象物へ珪素を供給するステップの後に前記対象物へ炭素を供給するステップを行うことを特徴とするＳｉＣ形成方法。 The SiC forming method according to claim 3 or 4,
A method for forming SiC, comprising the step of supplying carbon to the object after the step of supplying silicon to the object. 請求項３〜５のいずれか１つに記載のＳｉＣ形成方法であって、
前記対象物へ珪素を供給するステップと、前記対象物へ炭素を供給するステップと、を繰り返すことを特徴とするＳｉＣ形成方法。 The SiC formation method according to any one of claims 3 to 5,
A method of forming SiC, comprising repeating the step of supplying silicon to the object and the step of supplying carbon to the object. 請求項３〜６のいずれか１つに記載のＳｉＣ形成方法であって、
前記対象物へ珪素を供給するステップと、前記対象物へ炭素を供給するステップと、の間に前記対象物に形成された珪素の酸化膜を除去するステップを備えることを特徴とするＳｉＣ形成方法。 It is the SiC formation method according to any one of claims 3 to 6,
A method of forming SiC comprising: removing silicon oxide film formed on the object between supplying silicon to the object and supplying carbon to the object . 請求項３又は４に記載のＳｉＣ形成方法であって、
前記対象物へ珪素を供給しつつ、同時に前記対象物へ炭素を供給することを特徴とするＳｉＣ形成方法。 The SiC forming method according to claim 3 or 4,
A method for forming SiC, comprising supplying silicon to the object while simultaneously supplying silicon to the object. 請求項３〜７のいずれか１つに記載のＳｉＣ形成方法であって、
前記珪素を供給する処理において、前記チャンバ内へ前記ハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して珪素含有部材から前記対象物へ珪素を供給することを特徴とするＳｉＣ形成方法。 The SiC formation method according to any one of claims 3 to 7,
In the process of supplying silicon, the halogen-containing gas is supplied into the chamber, the halogen-containing gas is dissociated, and silicon is supplied from the silicon-containing member to the object. 請求項９に記載のＳｉＣ形成方法であって、
前記対象物へ前記珪素を供給する処理を行った後、前記チャンバ内の前記珪素含有部材を前記炭素含有部材に交換し、前記対象物へ前記炭素を供給する処理を行うことによって前記対象物にＳｉＣを形成することを特徴とするＳｉＣ形成方法。 The SiC forming method according to claim 9,
After performing the process of supplying the silicon to the object, the silicon-containing member in the chamber is replaced with the carbon-containing member, and the process of supplying the carbon to the object is performed on the object. A method of forming SiC, comprising forming SiC. 請求項３〜１０のいずれか１つに記載のＳｉＣ形成方法であって、
前記珪素を含んでなる膜の一部のみをＳｉＣ化することによって、酸化珪素膜とＳｉＣ膜との間にアモルファスＳｉ層を有する膜を形成するＳｉＣ形成方法。 It is a SiC formation method as described in any one of Claims 3-10,
A SiC forming method for forming a film having an amorphous Si layer between a silicon oxide film and a SiC film by converting only a part of the film containing silicon into SiC. チャンバの壁面へ珪素を供給すると共に、
前記チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して炭素含有部材から炭素を前記チャンバの壁面へ供給することによって前記チャンバの壁面にＳｉＣを形成することを特徴とするチャンバへのＳｉＣ形成方法。 While supplying silicon to the chamber wall,
Supplying a halogen-containing gas into the chamber, dissociating the halogen-containing gas, and supplying carbon from a carbon-containing member to the wall surface of the chamber, thereby forming SiC on the wall surface of the chamber. SiC forming method. チャンバを備えた半導体製造装置を製造する工程において、
前記チャンバ内へ珪素含有部材を配置するステップと、
前記チャンバの壁面の温度を前記珪素含有部材の温度よりも低く維持しつつ、前記チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して前記珪素含有部材から珪素を前記チャンバの壁面へ供給するステップと、
前記珪素含有部材と炭素含有部材とを交換するステップと、
前記チャンバの壁面の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低く維持しつつ、前記チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して前記炭素含有部材から炭素を前記チャンバの壁面へ供給して前記チャンバの壁面にＳｉＣを形成するステップと、を備えたことを特徴とする半導体製造装置の製造方法。 In the process of manufacturing a semiconductor manufacturing apparatus having a chamber,
Placing a silicon-containing member in the chamber;
While maintaining the temperature of the wall surface of the chamber lower than the temperature of the silicon-containing member, a halogen-containing gas is supplied into the chamber, and the halogen-containing gas is dissociated to release silicon from the silicon-containing member. Supplying to
Exchanging the silicon-containing member and the carbon-containing member;
While maintaining the temperature of the wall surface of the chamber lower than the temperature of the carbon-containing member, a halogen-containing gas is supplied into the chamber, the halogen-containing gas is dissociated, and carbon is supplied from the carbon-containing member to the wall surface of the chamber. And a step of forming SiC on the wall surface of the chamber to supply to the semiconductor manufacturing apparatus. チャンバ内へハロゲン含有ガスを供給するガス供給手段と、
前記チャンバ内に炭素含有部材を設置する部材固定部と、を備え、
前記チャンバ内へ珪素を供給すると共に、前記チャンバ内へ前記ハロゲン含有ガスを供給し、当該ハロゲン含有ガスを解離して前記部材固定部に設置された前記炭素含有部材から炭素を供給することによって対象物にＳｉＣを形成することを特徴とするＳｉＣ形成装置。 Gas supply means for supplying a halogen-containing gas into the chamber;
A member fixing portion for installing a carbon-containing member in the chamber,
Supplying silicon into the chamber, supplying the halogen-containing gas into the chamber, dissociating the halogen-containing gas, and supplying carbon from the carbon-containing member installed in the member fixing portion An SiC forming apparatus for forming SiC on an object. 請求項１４に記載のＳｉＣ形成装置であって、
前記対象物の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低い温度に制御する温度制御手段を備えることを特徴するＳｉＣ形成装置。 The SiC forming apparatus according to claim 14,
An SiC forming apparatus comprising temperature control means for controlling the temperature of the object to be lower than the temperature of the carbon-containing member. 請求項１５に記載のＳｉＣ形成装置であって、
前記温度制御手段は、前記チャンバの壁面の少なくとも一部の温度を前記炭素含有部材の温度よりも低い温度に制御する手段であることを特徴とするＳｉＣ形成装置。 The SiC forming apparatus according to claim 15,
The SiC forming apparatus, wherein the temperature control means is means for controlling the temperature of at least a part of the wall surface of the chamber to a temperature lower than the temperature of the carbon-containing member. 請求項１４に記載のＳｉＣ形成装置であって、
前記ガス供給手段は、前記チャンバの内壁へ向けて前記ハロゲン含有ガスを吹き付けるガス供給ノズルを含むことを特徴とするＳｉＣ形成装置。 The SiC forming apparatus according to claim 14,
The SiC forming apparatus, wherein the gas supply means includes a gas supply nozzle that blows the halogen-containing gas toward an inner wall of the chamber. 請求項１７に記載のＳｉＣ形成装置であって、
前記チャンバの外部から前記チャンバの内部へ電力を導入するプラズマアンテナを備え、
前記プラズマアンテナは、前記チャンバの外壁に沿って配置され、
前記炭素含有部材は、前記チャンバの内壁に沿って配置され、一部に開口穴が設けられていることを特徴とするＳｉＣ形成装置。 The SiC forming apparatus according to claim 17,
A plasma antenna for introducing electric power from the outside of the chamber into the chamber;
The plasma antenna is disposed along an outer wall of the chamber;
The SiC forming apparatus, wherein the carbon-containing member is disposed along an inner wall of the chamber, and an opening hole is provided in a part thereof. 請求項１４〜１８のいずれか１つに記載のＳｉＣ形成装置であって、
前記チャンバとゲートバルブを介して接続され、前記炭素含有部材を前記部材固定部に設置するための部材交換手段を備えることを特徴とするＳｉＣ形成装置。 The SiC forming apparatus according to any one of claims 14 to 18,
A SiC forming apparatus comprising member exchange means connected to the chamber via a gate valve for installing the carbon-containing member in the member fixing portion. 珪素酸化膜とＳｉＣ膜との間にアモルファスＳｉ層を有する膜構造。   A film structure having an amorphous Si layer between a silicon oxide film and a SiC film.

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