JP6022228B2 - 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 - Google Patents
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Description
基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給する工程と、
前記基板に対して、窒化原料を供給する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給する工程と、
前記基板に対して、窒化原料を供給する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する工程を有する基板処理方法が提供される。
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する第1原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して第2金属元素と炭素とを含む第2の原料を供給する第2原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して窒化原料を供給する窒化原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して、前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して、窒化原料を供給する処理と、を交互に所定
回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成するように、前記第1原料供給系、前記第2原料供給系および前記窒化原料供給系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
基板処理装置の処理室内の基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、窒化原料を供給する手順と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉202部分を縦断面図で示しており、図2は本実施の形態で好適に用いられる縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉202部分を図1のA−A線断面図で示している。なお、本発明は、本実施形態にかかる基板処理装置に限らず、枚葉式、Hot Wall型、Cold Wall型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。
うにガスを熱で活性化させる活性化機構としても機能する。
ている。また、第2ガス供給管232bのバルブ243bよりも下流側には、第2不活性ガス供給管232eが接続されている。この第2不活性ガス供給管232eには、上流方向から順に、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ241e、及び開閉弁であるバルブ243eが設けられている。また、第2ガス供給管232bの先端部には、上述の第2ノズル249bが接続されている。第2ノズル249bは、反応管203の内壁とウエハ200との間における円弧状の空間に、反応管203の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ200の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、第2ノズル249bは、ウエハ200が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うように設けられている。第2ノズル249bはL字型のロングノズルとして構成されており、その水平部は反応管203の下部側壁を貫通するように設けられており、その垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。第2ノズル249bの側面にはガスを供給するガス供給孔250bが設けられている。ガス供給孔250bは反応管203の中心を向くように開口しており、ウエハ200に向けてガスを供給することが可能となっている。このガス供給孔250bは、反応管203の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第2ガス供給管232b、マスフローコントローラ241b、バルブ243b、第2ノズル249bにより第2ガス供給系が構成される。また、主に、第2不活性ガス供給管232e、マスフローコントローラ241e、バルブ243eにより第2不活性ガス供給系が構成される。
構成とすることで、各ウエハ200に均一にガスを供給でき、各ウエハ200に形成される薄膜の膜厚を均一にできる効果がある。なお、反応後の残ガスは、排気口、すなわち、後述する排気管231の方向に向かって流れるが、この残ガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。
Access Memory)121b、記憶装置121c、I/Oポート121dを備えたコンピュータとして構成されている。RAM121b、記憶装置121c、I/Oポート121dは、内部バス121eを介して、CPU121aとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ121には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置122が接続されている。
段は、外部記憶装置123を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置123を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置121cや外部記憶装置123は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置121c単体のみを含む場合、外部記憶装置123単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
次に、上述の基板処理装置の処理炉202を用いて半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に金属炭窒化膜を成膜するシーケンス例について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ121により制御される。
まず、本実施形態の第1シーケンスについて説明する。
図4は、本実施形態の第1シーケンスにおける成膜フローを示す図である。図6は、本実施形態の第1シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図である。
処理室201内のウエハ200に対して、チタン(Ti)と塩素(Cl)とを含む第1原料と、ハフニウム(Hf)と炭素(C)とを含む第2原料と、を交互に所定回数供給することで、ウエハ200上にチタンおよび炭素を含むチタン炭化層(TiC層)を形成する工程と、
処理室201内のウエハ200に対して、窒化原料を供給することで、TiC層を窒化してチタン、炭素および窒素を含むチタン炭窒化層(TiCN層)を形成する工程と、
を交互に所定回数行うことで、ウエハ200上に、所定膜厚のチタン炭窒化膜(TiCN膜)を形成する。
iCl4ガスを、第2原料としてHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスを、窒化原料としてNH3ガスを用い、図4の成膜フローおよび図6の成膜シーケンスにより、ウエハ200上に金属炭窒化膜としてチタン炭窒化膜(TiCN膜)を形成する例について説明する。
複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)されると、図1に示されているように、複数枚のウエハ200を支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて処理室201内に搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219はOリング220を介して反応管203の下端をシールした状態となる。
処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ246によって真空排気される。この際、処理室201内の圧力は、圧力センサ245で測定され、この測定された圧力情報に基づき、APCバルブ244がフィードバック制御される(圧力調整)。なお、真空ポンプ246は、少なくともウエハ200に対する処理が完了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室201内が所望の温度となるようにヒータ207によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。なお、ヒータ207による処理室201内の加熱は、少なくともウエハ200に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。続いて、回転機構267によりボート217及びウエハ200の回転を開始する。なお、回転機構267によるボート217及びウエハ200の回転は、少なくとも、ウエハ200に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。その後、後述する3つのステップを順次実行する。
(TiCl4ガス供給)
第1ガス供給管232aのバルブ243aを開き、第1ガス供給管232a内にTiCl4ガスを流す。第1ガス供給管232a内を流れたTiCl4ガスは、マスフローコントローラ241aにより流量調整される。流量調整されたTiCl4ガスは、第1ノズル249aのガス供給孔250aから処理室201内に供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してTiCl4ガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ243dを開き、第1不活性ガス供給管232d内にN2ガス等の不活性ガスを流す。第1不活性ガス供給管232d内を流れたN2ガスは、マスフローコントローラ241dにより流量調整される。流量調整されたN2ガスはTiCl4ガスと一緒に処理室201内に供給され、排気管231から排気される。なお、このとき、第2ノズル249b、第3ノズル249c内へのTiCl4ガスの侵入を防止するために、バルブ243e,243fを開き、第2不活性ガス供給管232e、第3不活性ガス供給管232f内にN2ガスを流す。N2ガスは、第2ガス供給管232b、第3ガス供給管232c、第2ノズル249b、第3ノズル249cを介して処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
原子層以下、すなわち、1原子層または1原子層未満とすることで、後述するステップ3での窒化の作用を相対的に高めることができ、ステップ3の窒化反応に要する時間を短縮することができる。ステップ1のチタン含有層形成に要する時間を短縮することもできる。結果として、1サイクルあたりの処理時間を短縮することができ、トータルでの処理時間を短縮することも可能となる。すなわち、成膜レートを高くすることも可能となる。また、チタン含有層の厚さを1原子層以下とすることで、膜厚均一性の制御性を高めることも可能となる。
チタン含有層が形成された後、第1ガス供給管232aのバルブ243aを閉じ、TiCl4ガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくはチタン含有層形成に寄与した後のTiCl4ガスを処理室201内から排除する。なお、このときバルブ243d,243e,243fは開いたままとして、N2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくはチタン含有層形成に寄与した後のTiCl4ガスを処理室201内から排除する効果を高めることができる。
(Hf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガス供給)
ステップ1が終了し処理室201内の残留ガスを除去した後、第2ガス供給管232bのバルブ243bを開き、第2ガス供給管232b内にHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスを流す。第2ガス供給管232b内を流れたHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスは、マスフローコントローラ241bにより流量調整される。流量調整されたHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスは、第2ノズル249bのガス供給孔250bから処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。このときウエハ200に対してHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ243eを開き、第2不活性ガス供給管232e内にN2ガスを流す。第2不活性ガス供給管232e内を流れたN2ガスは、マスフローコントローラ241eにより流量調整される。流量調整されたN2ガスはHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスと一緒に処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。なお、このとき、第1ノズル249a、第3ノズル249c内へのHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスの侵入を防止するために、バルブ243d,243fを開き、第1不活性ガス供給管232d、第3不活性ガス供給管232f内にN2ガスを流す。N2ガスは、第1ガス供給管232a、第3ガス供給管232c、第1ノズル249a、第3ノズル249cを介して処理室201内に供給され、排気管231から排気される
。
その後、第2ガス供給管232bのバルブ243bを閉じて、Hf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくはTiC層形成に寄与した後のHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する。なお、このときバルブ243e,243d,243fは開いたままとして、N2ガスの処理室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくはTiC層形成に寄与した後のHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する効果を高めることができる。
1内に供給するN2ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、反応管203(処理室201)の容積と同程度の量を供給することで、ステップ3において悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室201内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。また、N2ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
(NH3ガス供給工程)
所定の厚さのTiC層を形成し、処理室201内の残留ガスを除去した後、第3ガス供給管232cのバルブ243cを開き、第3ガス供給管232c内にNH3ガスを流す。第3ガス供給管232c内を流れたNH3ガスは、マスフローコントローラ241cにより流量調整される。流量調整されたNH3ガスは、第3ノズル249cのガス供給孔250cから処理室201内に供給される。処理室201内に供給されたNH3ガスは熱で活性化され、排気管231から排気される。このときウエハ200に対して、熱で活性化されたNH3ガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ243fを開き、第3不活性ガス供給管232f内にN2ガスを流す。第3不活性ガス供給管232f内を流れた
N2ガスは、マスフローコントローラ241fにより流量調整される。N2ガスはNH3ガスと一緒に処理室201内に供給され、排気管231から排気される。なお、このとき、第1ノズル249a、第2ノズル249b内へのNH3ガスの侵入を防止するために、バルブ243d,243eを開き、第1不活性ガス供給管232d、第2不活性ガス供給管232e内にN2ガスを流す。N2ガスは、第1ガス供給管232a、第2ガス供給管232b、第1ノズル249a、第2ノズル249bを介して処理室201内に供給され、排気管231から排気される。
その後、第3ガス供給管232cのバルブ243cを閉じて、NH3ガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくはTiCN層形成に寄与した後のNH3ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する。なお、このときバルブ243f,243d,241eは開いたままとして、N2ガスの処理
室201内への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室201内に残留する未反応もしくはTiCN層形成に寄与した後のNH3ガスや反応副生成物を処理室201内から排除する効果を高めることができる。
所定組成を有する所定膜厚のTiCN膜を形成する成膜処理がなされると、N2等の不活性ガスが処理室201内へ供給され、排気管231から排気されることで、処理室201内が不活性ガスでパージされる(ガスパージ)。その後、処理室201内の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、処理室201内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。
その後、ボートエレベータ115によりシールキャップ219が下降されて、反応管203の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ200がボート217に支持された状態で反応管203の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。その後、処理済ウエハ200はボート217より取出(ウエハディスチャージ)される。
次に、本実施形態の第2シーケンスについて説明する。
図5は、本実施形態の第2シーケンスにおける成膜フローを示す図である。図7は、本実施形態の第2シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図である。
Ti)と塩素(Cl)とを含む第1原料と、ハフニウム(Hf)と炭素(C)とを含む第2原料と、を交互に所定回数供給することで、ウエハ200上にチタンおよび炭素を含むチタン炭化膜(TiC膜)を形成する。すなわち、本実施形態の第2シーケンスでは、第1シーケンスのステップ3を行わず、ステップ1,2を1サイクルとし、このサイクルを所定回数(n回)行うことにより、ウエハ200上に所定組成及び所定膜厚のTiC膜を成膜する。なお、本シーケンスが第1シーケンスと異なるのは、ステップ3を行わないことだけであり、その他は第1シーケンスと同様に行うことができる。また、本シーケンスにおける処理条件も、上述の第1シーケンスと同様な処理条件とすることができる。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。
化膜(TaC膜)、ハフニウム炭化膜(HfC膜)、ジルコニウム炭化膜(ZrC膜)、モリブデン炭化膜(MoC膜)、タングステン炭化膜(WC膜)等の金属炭化膜や、これらにシリコン(Si)を加えたTiSiC膜、TaSiC膜、HfSiC膜、ZrSiC膜、MoSiC膜、WSiC膜等のシリサイド膜の形成時にも好適に適用可能である。
、この場合における処理条件も、上述の実施形態の各シーケンスにおける処理条件と同様の処理条件とすればよい。処理室201内のウエハ200に対して、第1原料と第2原料とを同時に供給するようにしても、上述の実施形態と同様な作用効果が得られる。ただし、上述の実施形態のように第1原料と第2原料とを交互に供給する方が、すなわち、第1原料と第2原料とを、それらの間に処理室201内のパージを挟んで交互に供給する方が、第1原料と第2原料とを、表面反応が支配的な条件下で適正に反応させることができ、膜厚制御の制御性を上げることができることとなる。
上述の実施形態における第1シーケンスによりウエハ上にTiCN膜を形成してXPS分析を行った。なお、本実施例では、第1原料ガスとしてTiCl4ガスを、第2原料ガスとしてHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスを、窒化原料としてNH3ガスを用い、図8の成膜フロー及び図9のガス供給タイミングによりTiCN膜を形成した。すなわち、処理室内にウエハを搬入し(ウエハローディング)、N2雰囲気下でウエハを加熱し(プレヒート)、TiCl4ガスとHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスとを交互に繰り返し供給することによるTiC層の形成(金属炭化層の形成)と、形成したTiC層へのNH3の照射(窒化処理)と、を交互に繰り返し、TiCN膜を形成した後、処理室内の残留物質を排気し(ガス排気)、成膜済のウエハを処理室内から搬出し(ウエハアンロード)、XPS分析を行った。そのときの各ステップにおける処理条件は次のように設定した。また、参考例として、TiN膜についても同様にXPS分析を行った。
処理室内温度:350℃
処理室内圧力:600Pa(5Torr)
TiCl4ガス供給流量:300sccm
TiCl4ガス照射時間:0.2秒
(ステップ2)
処理室内温度:350℃
処理室内圧力:600Pa(5Torr)
Hf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガス供給流量:20sccm
Hf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガス照射時間:0.1秒
(ステップ3)
処理室内温度:350℃
処理室内圧力:600Pa(5Torr)
NH3供給流量:500sccm
NH3照射時間:5〜20秒
上述の実施形態における第2シーケンスによりウエハ上にTiC膜を形成してXPS分析を行った。なお、本実施例では、第1原料ガスとしてTiCl4ガスを、第2原料ガスとしてHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスを用い、図11の成膜フロー及び図12のガス供給タイミングによりTiC膜を形成した。すなわち、処理室内にウエハを搬入し(ウエハローディング)、N2雰囲気下でウエハを加熱し(プレヒート)、TiCl4ガスとHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガスとを交互に繰り返し供給することによりTiC膜を形成し(金属炭化膜の形成)、処理室内の残留物質を排気し(ガス排気)、成膜済のウエハを処理室内から搬出し(ウエハアンロード)、XPS分析を行った。そのときの各ステップにおける処理条件は次のように設定した。
処理室内温度:350℃
処理室内圧力:600Pa(5Torr)
TiCl4ガス供給流量:300sccm
TiCl4ガス照射時間:0.2秒
(ステップ2)
処理室内温度:350℃
処理室内圧力:600Pa(5Torr)
Hf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガス供給流量:20sccm
Hf[C5H4(CH3)]2(CH3)2ガス照射時間:0.1秒
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給する工程と、
前記基板に対して、窒化原料を供給する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
付記1の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1金属元素は遷移金属元素である。
付記1または2の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1金属元素はチタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデンおよびタングステンからなる群より選択された少なくとも一つの元素を含む。
付記1乃至3のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1金属元素はチタンを含む。
付記1乃至4のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記ハロゲン元素は塩素またはフッ素を含む。
付記1乃至5のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記ハロゲン元素は塩素を含む。
付記1乃至6のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1原料はTiCl4を含む。
付記1乃至7のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第2金属元素は遷移金属元素である。
付記1乃至8のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第2金属元素はチタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデンおよびタングステンからなる群より選択された少なくとも一つの元素を含む。
付記1乃至9のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第2金属元素はハフニウムを含む。
付記1乃至10のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第2原料はメチル基を含む。
付記1乃至11のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第2原料はシクロペンタ基を含む。
付記1乃至12のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第2原料はエチル基を含む。
付記1乃至12のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第2原料はHf[C5H4(CH3)]2(CH3)2を含む。
付記1乃至14のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1金属元素および前記第2金属元素の両方が遷移金属元素である。
付記1乃至15のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1金属元素および前記第2金属元素のそれぞれがチタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデンおよびタングステンからなる群より選択された少なくとも一つの元素を含む。
付記1乃至16のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1金属元素はチタンを含み、前記第2金属元素はハフニウムを含む。
付記1乃至17のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する工程では、前記第1原料の供給と、前記第2原料の供給と、を交互に複数回繰り返す。
付記1乃至18のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記金属炭窒化膜を形成する工程では、前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する工程と、前記窒化原料を供給する工程と、を交互に複数回繰り返す。
付記1乃至19のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する工程では、前記基板上に前記第1金属元素を含む金属炭化層を形成し、
前記窒化原料を供給する工程では、前記金属炭化層を窒化して、前記第1金属元素を含む金属炭窒化層を形成する。
付記1乃至20のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する工程では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とをガスとして排出しつつ、前記基板上に前記第1金属元素を含む金属炭化層を形成し、
前記窒化原料を供給する工程では、前記金属炭化層を窒化して、前記第1金属元素を含む金属炭窒化層を形成する。
本発明の他の態様によれば、
基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給することで、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とをガスとして排出しつつ、前記基板上に前記第1金属元素を含む金属炭化層を形成する工程と、
前記基板に対して、窒化原料を供給することで、前記金属炭化層を窒化して、前記第1金属元素を含む金属炭窒化層を形成する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
付記21または22の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する工程では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とをガス状物質に変換させて排出する。
付記21または22の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する工程では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とを、前記ハロゲン元素を含むガス状物質と前記第2金属元素を含むガス状物質、および/または、前記ハロゲン元素および前記第2金属元素を含むガス状物質に変換させて排出する。
付記21または22の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する工程では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とを、前記ハロゲン元素を含むガス状物質と前記第2金属元素を含むガス状物質、および/または、前記ハロゲン元素および前記第2金属元素を含むガス状物質を生成させて、ガスとして排出する。
本発明の更に他の態様によれば、
基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給する工程と、
前記基板に対して、窒化原料を供給する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属
炭窒化膜を形成する工程を有する基板処理方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する第1原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して第2金属元素と炭素とを含む第2の原料を供給する第2原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して窒化原料を供給する窒化原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して、前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して、窒化原料を供給する処理と、を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成するように、前記第1原料供給系、前記第2原料供給系および前記窒化原料供給系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、窒化原料を供給する手順と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、窒化原料を供給する手順と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する工程と、
前記基板に対して、第2金属元素と炭素とを含む第2原料を供給する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭化膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する工程と、
前記基板に対して、第2金属元素と炭素とを含む第2原料を供給する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とをガスとして排出しつつ、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭化膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する工程と、
前記基板に対して、第2金属元素と炭素とを含む第2原料を供給する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭化膜を形成する工程を有する基板処理方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する第1原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して第2金属元素と炭素とを含む第2の原料を供給する第2原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第1原料を供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記第2原料を供給する処理と、を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭化膜を形成するように、前記第1原料供給系および前記第2原料供給系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、第2金属元素と炭素とを含む第2原料を供給する手順と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭化膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
本発明の更に他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、第2金属元素と炭素とを含む第2原料を供給する手順と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、所定膜厚の前記第1金属元素を含む金属炭化膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
200 ウエハ
201 処理室
202 処理炉
203 反応管
207 ヒータ
231 排気管
232a 第1ガス供給管
232b 第2ガス供給管
232c 第3ガス供給管
Claims (8)
- 基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給して、前記第1金属元素を含む金属炭化層を形成する工程と、
前記基板に対して、窒化原料を供給して、前記金属炭化層を窒化する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する工程を有し、
前記金属炭化層を形成する工程では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とをガス状物質に変換させて排出させると共に、前記第1原料に含まれる前記第1金属元素と前記第2原料に含まれる炭素とを結合させることで、前記第1金属元素を含む前記金属炭化層を形成し、
前記金属炭化層を窒化する工程では、前記金属炭化層に含まれる前記第1金属元素と前記窒化原料に含まれる窒素とを結合させることで、前記第1金属元素を含む金属炭窒化層を形成する半導体装置の製造方法。 - 前記金属炭化層を形成する工程では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とを、前記ハロゲン元素を含むガス状物質、前記第2金属元素を含むガス状物質、および、前記ハロゲン元素および前記第2金属元素を含むガス状物質のうち少なくともいずれかに変換させて排出させる請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記金属炭化層を形成する工程では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とを、前記ハロゲン元素を含むガス状物質、前記第2金属元素を含むガス状物質、および、前記ハロゲン元素および前記第2金属元素を含むガス状物質のうち少なくともいずれかを生成させて、ガスとして排出させる請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2原料は、メチル基、シクロペンタ基、およびエチル基からなる群より選択される少なくとも一つを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1金属元素は、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデンおよびタングステンからなる群より選択される少なくとも一つの元素を含み、
前記第2金属元素は、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデン、タングステンおよびアルミニウムからなる群より選択される少なくとも一つの元素を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給して、前記第1金属元素を含む金属炭化層を形成する工程と、
前記基板に対して、窒化原料を供給して、前記金属炭化層を窒化する工程と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する工程を有し、
前記金属炭化層を形成する工程では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とをガス状物質に変換させて排出させると共に、前記第1原料に含まれる前記第1金属元素と前記第2原料に含まれる炭素とを結合させることで、前記第1金属元素を含む前記金属炭化層を形成し、
前記金属炭化層を窒化する工程では、前記金属炭化層に含まれる前記第1金属元素と前記窒化原料に含まれる窒素とを結合させることで、前記第1金属元素を含む金属炭窒化層を形成する基板処理方法。 - 基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料を供給する第1原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して第2金属元素と炭素とを含む第2原料を供給する第2原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して窒化原料を供給する窒化原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して、前記第1原料と前記第2原料とを交互に所定回数供給して、前記第1金属元素を含む金属炭化層を形成する処理と、前記処理室内の前記基板に対して、窒化原料を供給して、前記金属炭化層を窒化する処理と、を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する処理を行わせ、前記金属炭化層を形成する処理では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とをガス状物質に変換させて排出させると共に、前記第1原料に含まれる前記第1金属元素と前記第2原料に含まれる炭素とを結合させることで、前記第1金属元素を含む前記金属炭化層を形成し、前記金属炭化層を窒化する処理では、前記金属炭化層に含まれる前記第1金属元素と前記窒化原料に含まれる窒素とを結合させることで、前記第1金属元素を含む金属炭窒化層を形成するように、前記第1原料供給系、前記第2原料供給系および前記窒化原料供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。 - 基板処理装置の処理室内の基板に対して、第1金属元素とハロゲン元素とを含む第1原料と第2金属元素と炭素とを含む第2原料とを交互に所定回数供給して、前記第1金属元素を含む金属炭化層を形成する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、窒化原料を供給して、前記金属炭化層を窒化する手順と、
を交互に所定回数行うことで、前記基板上に、前記第1金属元素を含む金属炭窒化膜を形成する手順をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラムであって、
前記金属炭化層を形成する手順では、前記第1原料に含まれる前記ハロゲン元素と前記第2原料に含まれる前記第2金属元素とをガス状物質に変換させて排出させると共に、前記第1原料に含まれる前記第1金属元素と前記第2原料に含まれる炭素とを結合させることで、前記第1金属元素を含む前記金属炭化層を形成する手順を、前記コンピュータによって前記基板処理装置に実行させ、
前記金属炭化層を窒化する手順では、前記金属炭化層に含まれる前記第1金属元素と前記窒化原料に含まれる窒素とを結合させることで、前記第1金属元素を含む金属炭窒化層を形成する手順を、前記コンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
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