TW201349348A - 半導體裝置之製造方法，基板處理裝置及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

在不致降低薄膜中所含氧、氮、碳等的濃度情況下，減少反應氣體總供應量。設有藉由既定次數施行包括有：對處理室內的基板供應原料氣體之步驟；及對處理室內的基板供應反應氣體之步驟；的循環，而在基板上形成薄膜的步驟；其中，供應原料氣體的步驟及供應反應氣體的步驟中至少任一步驟，係施行第1供應步驟與第2供應步驟。該第1供應步驟係直到處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應原料氣體與反應氣體中在該步驟所使用氣體。該第2供應步驟係在處理室內的壓力成為既定壓力之後，於將處理室內的壓力維持於既定壓力，且實施處理室內之排氣的狀態下，依較小於第1流量的第2流量供應原料氣體與反應氣體中在該步驟所使用氣體。

Description

半導體裝置之製造方法，基板處理裝置及記錄媒體
本發明係關於包括有在基板上形成薄膜之步驟的半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
半導體裝置(device)之製造步驟的一步驟，係施行在基板上形成氧化矽膜(SiO膜)、氮化矽膜(SiN膜)等薄膜的步驟。SiO膜係絕緣性、低介電性等優異，廣泛被使用為絕緣膜、層間膜。又，SiN膜係絕緣性、耐蝕性、介電性、膜應力控制性等優異，被廣泛使用為絕緣膜、遮罩膜、電荷囤積膜、應力控制膜。又，亦已知有在該等薄膜中添加碳(C)、硼(B)，而形成氮碳化矽膜(SiCN膜)、氮碳氧化矽膜(SiOCN膜)、碳氧化矽膜(SiOC膜)、氮碳硼化矽膜(SiBCN膜)等薄膜的技術。藉由在薄膜中添加碳，便可提升薄膜的蝕刻耐性。
SiOC膜係藉由對處理室內的基板，供應：含矽(Si)之原料氣體(Si原料)、含氧(O)之反應氣體(含氧氣體)、及含碳之反應氣體(含碳氣體)便可形成。又，SiCN膜係藉由對處理室內的基板，供應：Si原料、含氮(N)之反應氣體(含氮氣體)、及含碳氣體便可形成。
為增加在SiOC膜、SiCN膜等薄膜中所含有氧、氮、碳等的濃度，增加對處理室內所供應反應氣體(含氧氣體、含氮氣體、含碳氣體)的流量係屬有效。然而，若增加反應氣體的流量，便會增加反應氣體的總供應量(消耗量、使用量)，導致成膜成本提高。特別係當反應氣體係使用高價位氣體的情況，成膜成本增加趨於明顯。
本發明目的在於提供：能在不致使薄膜中所含氧、氮、碳等的濃度降低之情況下，降低反應氣體總供應量的半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
根據本發明一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係具有藉由施行既定次數之包括有下述步驟的循環，而在基板上形成薄膜的步驟：對處理室內的基板供應原料氣體之步驟；及對上述處理室內的上述基板供應反應氣體之步驟；其中，上述供應原料氣體的步驟及上述供應反應氣體的步驟中至少任一步驟，係施行：第1供應步驟，其乃直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體；以及第2供應步驟，其乃在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體。
根據本發明另一態樣所提供的基板處理裝置，係包括 有：處理室，其乃收容基板；原料氣體供應系統，其乃對上述處理室內供應原料氣體；反應氣體供應系統，其乃對上述處理室內供應反應氣體；排氣系統，其乃對上述處理室內施行排氣；壓力調整部，其乃調整上述處理室內的壓力；以及控制部，其乃執行施行既定次數之包括有下述步驟之循環，而在基板上形成薄膜的處理：對上述處理室內的基板供應上述原料氣體的處理、及對上述處理室內的上述基板供應上述反應氣體的處理藉由上述供應原料氣體的處理及上述供應反應氣體的處理中至少任一處理，係執行第1供應處理與第2供應處理，而控制上述原料氣體供應系統、上述反應氣體供應系統、上述排氣系統及上述壓力調整部；該第1供應處理係直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該處理所使用氣體；該第2供應處理，係在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該處理所使用氣體。
根據本發明再另一態樣所提供的記錄媒體，係可電腦讀取記錄著執行下述順序之程式的記錄媒體；其係使電腦執行藉由既定次數施行包括有：對基板處理裝置的處理室內之基板供應原料氣體的順序；及對上述處理室內的上述基板供應反應氣體的順序； 而在上述基板上形成薄膜的順序；上述供應原料氣體的順序及上述供應反應氣體的順序中至少任一順序，係執行：第1供應順序，其乃直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體；以及第2供應順序，其乃在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體。
根據本發明可提供：能在不致使薄膜中所含氧、氮、碳等的濃度降低之情況下，降低反應氣體總供應量的半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
115‧‧‧晶舟升降機
121‧‧‧控制器(控制部)
121a‧‧‧CPU
121b‧‧‧RAM
121c‧‧‧記憶裝置
121d‧‧‧I/O埠
121e‧‧‧內部匯流排
122‧‧‧輸出入裝置
123‧‧‧外部記憶裝置
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理爐
203‧‧‧反應管
207‧‧‧加熱器
217‧‧‧晶舟
218‧‧‧絕熱構件
219‧‧‧密封蓋
220‧‧‧O形環
231‧‧‧排氣管
232a‧‧‧第1氣體供應管
232b‧‧‧第2氣體供應管
232c‧‧‧第3氣體供應管
232d‧‧‧第4氣體供應管
232e‧‧‧第1惰性氣體供應管
232f‧‧‧第2惰性氣體供應管
232g‧‧‧第3惰性氣體供應管
241a‧‧‧質量流量控制器(MFC)
241b‧‧‧質量流量控制器(MFC)
241c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
241d‧‧‧質量流量控制器
241e‧‧‧質量流量控制器
241f‧‧‧質量流量控制器
241g‧‧‧質量流量控制器
243a~243g‧‧‧閥
244‧‧‧APC閥
245‧‧‧壓力感測器
246‧‧‧真空泵
249a‧‧‧第1噴嘴
249b‧‧‧第2噴嘴
249c‧‧‧第3噴嘴
250a~250c‧‧‧氣體供應孔
255‧‧‧旋轉軸
263‧‧‧溫度感測器
267‧‧‧旋轉機構
圖1係本發明實施形態較佳使用基板處理裝置的直立式處理爐概略構造圖，處理爐部分的縱剖圖。
圖2係本發明實施形態較佳使用基板處理裝置的直立式處理爐概略構造圖，處理爐部分沿圖1的A-A線切剖圖。
圖3係本發明實施形態較佳使用基板處理裝置的控制器概略構造圖，控制器的控制系統方塊圖。
圖4係本發明第1實施形態的成膜流程圖。
圖5係本發明第1實施形態的成膜序列之氣體供應時序圖。
圖6係本發明第2實施形態的成膜流程圖。
圖7係本發明第2實施形態的成膜序列之氣體供應時序圖。
圖8係本發明實施形態的成膜序列中，反應氣體(TEA)供應步驟的反應氣體(TEA)流量、惰性氣體(N2)流量、處理室內的壓力、排氣閥(APC閥)開度的關係圖。
圖9係本發明另一實施形態的成膜序列之氣體供應時序圖。
<本發明第1實施形態>
以下針對本發明第1實施形態根據圖式進行說明。
(1)基板處理裝置之構成
圖1所示係本實施形態較佳使用基板處理裝置的直立式處理爐概略構造圖，處理爐202部分的縱剖圖。圖2所示係本實施形態較佳使用直立式處理爐的概略構造圖，處理爐202部分沿圖1的A-A線切剖圖。
如圖1所示，處理爐202係具有當作加熱手段(加熱機構)用的加熱器207。加熱器207係呈圓筒形狀，利用由當作保持板用的加熱器機座(未圖示)支撐而呈垂直安設。另外，加熱器207係如後述，亦具有利用熱使氣體活化(激發)的活化機構(激發部)之機能。
在加熱器207的內側，配設有與加熱器207呈同心圓狀且構成反應容器(處理容器)的反應管203。反應管203係例如由石英(SiO2)或碳化矽(SiC)等耐熱性材料構成，形成上端封閉而下端開口的圓筒形狀。在反應管203的筒中空部形成處理室201，利用後述晶舟217， 依水平姿勢朝垂直方向呈多層對齊狀態，可收容當作基板的晶圓200。
在處理室201內，依貫通反應管203下部的方式設置第1噴嘴249a、第2噴嘴249b、及第3噴嘴249c。第1噴嘴249a、第2噴嘴249b、第3噴嘴249c分別連接於第1氣體供應管232a、第2氣體供應管232b、第3氣體供應管232c。又，第3氣體供應管232c連接於第4氣體供應管232d。依此，反應管203便設有3支噴嘴249a、249b、249c、及4支氣體供應管232a、232b、232c、232d，構成能對處理室201內供應複數種(此處為4種)氣體。
另外，亦可在反應管203的下方設有支撐著反應管203的金屬製歧管，各噴嘴則設計成貫通該金屬製歧管側壁的狀態。此情況，亦可在該金屬製歧管中更進一步設置後述排氣管231。另外，此情況下，排氣管231亦可非為金屬製歧管，而是設置於反應管203的下部。依此，亦可將處理爐202的爐口部設為金屬製，並在該金屬製爐口部安裝著噴嘴等。
在第1氣體供應管232a中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)241a、及屬於開閉閥的閥243a。又，第1氣體供應管232a在較閥243a更下游側連接著第1惰性氣體供應管232e。在該第1惰性氣體供應管232e中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器241e、及屬於開閉閥的閥243e。又，第1氣體供應管232a的前端部連接著上述第1噴嘴249a。第1噴嘴249a係在反應管203內壁與晶圓200之間的圓弧狀空間中，依從反應管203內壁的下部，沿上部朝晶圓200積載方向上方呈立起狀態設置。即，第1噴嘴249a係在晶圓200所排列的晶圓排列區域側邊呈水平包圍晶圓排列區域的區域中，設置 呈沿晶圓排列區域狀態。第1噴嘴249a係構成L形長噴嘴，其水平部設計成貫通反應管203下部側壁的狀態，而其垂直部則設計成從至少晶圓排列區域一端側朝另一端側呈立起狀態。在第1噴嘴249a的側面設有供應氣體的氣體供應孔250a。氣體供應孔250a係朝反應管203的中心呈開口，俾可朝晶圓200供應氣體。該氣體供應孔250a係從反應管203的下部起橫跨至上部呈複數設置，分別具有相同的開口面積，且依相同的開口間距設置。
主要係由第1氣體供應管232a、質量流量控制器241a、及閥243a構成第1氣體供應系統。另外，亦可考慮第1噴嘴249a包含於第1氣體供應系統中。又，主要係由第1惰性氣體供應管232e、質量流量控制器241e、及閥243e構成第1惰性氣體供應系統。第1惰性氣體供應系統亦具有當作迫淨氣體供應系統用的機能。
在第2氣體供應管232b中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)241b、及屬於開閉閥的閥243b。又，第2氣體供應管232b在較閥243b更下游側連接著第2惰性氣體供應管232f。在該第2惰性氣體供應管232f中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器241f、及屬於開閉閥的閥243f。又，第2氣體供應管232b的前端部連接著上述第2噴嘴249b。第2噴嘴249b係在反應管203內壁與晶圓200之間的圓弧狀空間中，依從反應管203內壁的下部，沿上部朝晶圓200積載方向上方呈立起狀態設置。即，第2噴嘴249b係在晶圓200所排列的晶圓排列區域側邊呈水平包圍晶圓排列區域的區域中，設置呈沿晶圓排列區域狀態。第2噴嘴249b係構成L形長噴嘴，其水平部設計成貫通反應管203下部側壁的狀態，而其垂直部則設計成從至少 晶圓排列區域一端側朝另一端側呈立起狀態。在第2噴嘴249b的側面設有供應氣體的氣體供應孔250b。氣體供應孔250b係朝反應管203的中心呈開口，俾可朝晶圓200供應氣體。該氣體供應孔250b係從反應管203的下部起橫跨至上部呈複數設置，分別具有相同的開口面積，且依相同的開口間距設置。
主要係由第2氣體供應管232b、質量流量控制器241b、及閥243b構成第2氣體供應系統。另外，亦可考慮第2噴嘴249b包含於第2氣體供應系統中。又，主要係由第2惰性氣體供應管232f、質量流量控制器241f、及閥243f構成第2惰性氣體供應系統。第2惰性氣體供應系統亦具有當作迫淨氣體供應系統用的機能。
在第3氣體供應管232c中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)241c、及屬於開閉閥的閥243c。又，第3氣體供應管232c在較閥243c更下游側連接著第4氣體供應管232d。在該第4氣體供應管232d中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器241d、及屬於開閉閥的閥243d。又，在第3氣體供應管232c較與第4氣體供應管232d連接地方更靠下游側，連接著第3惰性氣體供應管232g。在該第3惰性氣體供應管232g中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器241g、及屬於開閉閥的閥243g。又，在第3氣體供應管232c的前端部連接著上述第3噴嘴249c。第3噴嘴249c係在反應管203內壁與晶圓200之間的圓弧狀空間中，依從反應管203內壁的下部，沿上部朝晶圓200積載方向上方呈立起狀態設置。即，第3噴嘴249c係在晶圓200所排列的晶圓排列區域側邊呈水平包圍晶圓排列區域的區域中，設置呈沿晶圓排列區域狀態。第3噴嘴249c 係構成L形長噴嘴，其水平部設計成貫通反應管203下部側壁的狀態，而其垂直部則設計成從至少晶圓排列區域一端側朝另一端側呈立起狀態。在第3噴嘴249c的側面設有供應氣體的氣體供應孔250c。氣體供應孔250c係朝反應管203的中心呈開口，俾可朝晶圓200供應氣體。該氣體供應孔250c係從反應管203的下部起橫跨至上部呈複數設置，分別具有相同的開口面積，且依相同的開口間距設置。
主要係由第3氣體供應管232c、質量流量控制器241c、及閥243c構成第3氣體供應系統。另外，亦可考慮第3噴嘴249c包含於第3氣體供應系統中。又，主要係由第4氣體供應管232d、質量流量控制器241d、及閥243d構成第4氣體供應系統。第2惰性氣體供應系統亦具有當作迫淨氣體供應系統用的機能。另外，亦可考慮在第3氣體供應管232c較與第4氣體供應管232d的連接部更靠下游側，將第3噴嘴249c包含於第4氣體供應系統中。又，主要係由第3惰性氣體供應管232g、質量流量控制器241g、及閥243g構成第3惰性氣體供應系統。第3惰性氣體供應系統亦具有當作迫淨氣體供應系統用的機能。
依此，本實施形態氣體供應的方法，係經由在反應管203內壁、與所積載複數片晶圓200端部定義的圓弧狀縱長空間內，所配置噴嘴249a、249b、249c搬送氣體，再從分別在噴嘴249a、249b、249c上呈開口的氣體供應孔250a、250b、250c，於晶圓200附近始朝反應管203內噴出氣體，而反應管203內的氣體主要流動係與晶圓200表面呈平行的方向(即水平方向)。藉由此種構造，可對各晶圓200均勻地供應氣體，具有使各晶圓200上所形成薄膜的膜厚呈均勻之效果。另外，在晶圓200表面上流動的氣體(即反應後的殘留氣體)，朝向排氣口 (即後述排氣管231)方向流動，但該殘留氣體的流動方向係依照排氣口的位置而適當特定，並不僅侷限於垂直方向。
從第1氣體供應管232a，將含有既定元素與鹵元素之原料氣體(例如至少含有矽(Si)與氯(Cl)的原料氣體)的氯矽烷系原料氣體，經由質量流量控制器241a、閥243a、第1噴嘴249a供應給處理室201內。此處，所謂「氯矽烷系原料氣體」係指氣體狀態的氯矽烷系原料，例如將常溫常壓下呈液體狀態的氯矽烷系原料予以氣化而獲得的氣體、或在常溫常壓下呈氣體狀態的氯矽烷系原料等。又，所謂「氯矽烷系原料」係指所具有鹵基為氯基的矽烷系原料，至少含有矽(Si)與氯(Cl)的原料。即，此處所謂的氯矽烷系原料亦可謂為鹵化物一種。另外，本說明書中使用「原料」用語時，係指「呈液體狀態液體原料」的情況、「呈氣體狀態原料氣體」的情況、或包含二者的情況。所以，本說明書中使用「氯矽烷系原料」用語的情況，係指「液體狀態氯矽烷系原料」的情況、「氣體狀態氯矽烷系原料氣體」的情況、或包含二者的情況。氯矽烷系原料氣體係可使用例如六氯二矽烷(Si2Cl6，簡稱：HCDS)氣體。另外，當使用如HCDS在常溫常壓下呈液體狀態的液體原料時，將液體原料利用氣化器、起泡器等氣化系統施行氣化，經形成原料氣體(HCDS氣體)之後才供應。
從第2氣體供應管232b，將含有碳(C)與氮(N)的反應氣體(第1反應氣體)(例如含胺氣體，即胺系氣體)，經由質量流量控制器241b、閥243b、第2噴嘴249b供應給處理室201內。此處所謂「胺系氣體」係指氣體狀態的胺，例如將常溫常壓下呈液體狀態的胺施行氣化而獲得的氣體、或在常溫常壓下呈氣體狀態的胺等含胺基之氣體。胺系氣體係包括有：乙胺、甲胺、丙胺、異丙胺、丁胺、異丁胺等胺。 此處所謂「胺」係氨(NH3)的氫原子被烷基等烴基取代形式的化合物總稱。即，胺係就含有碳原子的配位體即含有烷基等烴基。胺系氣體係含有碳(C)、氮(N)及氫(H)等3元素，為沒有含矽(Si)，因而可謂係「非含有矽的氣體」，又因為沒有含矽及金屬，因而亦可謂「非含有矽及金屬的氣體」。又，胺系氣體係含氮氣體、含碳氣體、含氫氣體。胺系氣體亦可謂僅由構成胺基的碳(C)、氮(N)及氫(H)等3元素構成的氣體。另外，本說明書中使用「胺」用語的情況，便指「液體狀態胺」的情況、「氣體狀態胺系氣體」的情況、或包含二者的情況。胺系氣體係可使用例如三乙胺((C2H5)3N，簡稱：TEA)氣體。另外，當使用如TEA在常溫常壓下呈液體狀態的胺時，將液體狀態胺利用氣化器、起泡器等氣化系統施行氣化，經形成第1反應氣體(TEA氣體)之後才供應。
從第3氣體供應管232c將不同於第1反應氣體的反應氣體(第2反應氣體)[例如含氧(O)的氣體(含氧氣體)，即氧化氣體(氧化性氣體)]，經由質量流量控制器241c、閥243c、及第3噴嘴249c供應給處理室201內。含氧氣體係可使用例如氧(O2)氣體。
從第4氣體供應管232d將不同於第1反應氣體的反應氣體(第2反應氣體)[例如含氮(N)的氣體(含氮氣體)，即氮化氣體(氮化性氣體)]，經由質量流量控制器241d、閥243d、第3氣體供應管232c、及第3噴嘴249c供應給處理室201內。含氮氣體係可使用例如氨(NH3)氣體。
從惰性氣體供應管232e、232f、232g將惰性氣體例如氮(N2)氣體，分別經由質量流量控制器241e、241f、241g、閥243e、243f、243g、氣體供應管232a、232b、232c、及噴嘴249a、249b、249c，供應給處理室201內。
另外，例如從各氣體供應管分別流動如上述氣體時，便利用第1氣體供應系統，構成供應含有既定元素與鹵基之原料氣體的原料氣體供應系統(即氯矽烷系原料氣體供應系統)。另外，氯矽烷系原料氣體供應系統亦簡稱為「氯矽烷系原料供應系統」。又，利用第2氣體供應系統構成反應氣體供應系統(第1反應氣體供應系統)(即胺系氣體供應系統)。另外，胺系氣體供應系統亦簡稱為「胺供應系統」。又，利用第3氣體供應系統構成反應氣體供應系統(第2反應氣體供應系統)，即當作氧化氣體供應系統用的含氧氣體供應系統。又，利用第4氣體供應系統構成反應氣體供應系統(第2反應氣體供應系統)，即當作氮化氣體供應系統用的含氮氣體供應系統。
在反應管203中設有將處理室201內的環境予以排氣用的排氣管231。如圖2所示，就橫剖面觀，排氣管231係設置於反應管203的第1噴嘴249a之氣體供應孔250a、第2噴嘴249b的氣體供應孔250b、及第3噴嘴249c的氣體供應孔250c所設置側的對向側，即設置於夾置晶圓200的氣體供應孔250a、250b、250c之對向側。又，如圖1所示，就縱剖面觀，排氣管231係設置於較氣體供應孔250a、250b、250c所設置地方更靠下方處。藉由此種構造，從氣體供應孔250a、250b、250c朝處理室201內的晶圓200附近所供應氣體，經朝水平方向(即晶圓200表面的平行方向)流動後，更朝下方流動，再利用排氣管231予以排氣。處理室201內的氣體主要流動朝向水平方向流動的理由係如上述。
排氣管231係經由當作檢測處理室201內之壓力的壓力檢測器(壓力檢測部)用之壓力感測器245、及當作屬於排氣閥之壓力調節器(壓力調節部)用的APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器) 閥244，連接於當作真空排氣裝置用的真空泵246。另外，APC閥244係構成在使真空泵246動作的狀態下進行閥的開閉，便可執行處理室201內的真空排氣與停止真空排氣，又藉由在使真空泵246動作的狀態下調節閥開度，便可調整處理室201內之壓力的閥。主要係利用排氣管231、APC閥244、壓力感測器245構成排氣系統(即排氣管路)。另外，亦可考慮真空泵246含於排氣系統(排氣管路)中。當作排氣系統用的排氣管路係在使真空泵246動作下，根據由壓力感測器245所檢測到的壓力資訊，調節APC閥244的閥開度，便構成可施行將處理室201內的壓力形成既定壓力(真空度)的真空排氣。
在反應管203的下方設有能將反應管203下端開口予以氣密式封閉，當作爐口蓋體用的密封蓋219。密封蓋219係構成從垂直方向下側抵接於反應管203下端。密封蓋219係如由不鏽鋼等金屬構成，形成圓盤狀。在密封蓋219的上面設有與反應管203下端相抵接，當作密封構件用的O形環220。在密封蓋219靠處理室201的背後側設置有使當作後述基板保持工具用的晶舟217旋轉之旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸255係貫通密封蓋219並連接於晶舟217。旋轉機構267係構成藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉。密封蓋219係構成在反應管203外部呈垂直設置當作升降機構用的晶舟升降機115，而在垂直方向上進行升降。晶舟升降機115係構成藉由使密封蓋219升降，便可將晶舟217對處理室201內外進行搬入或搬出。即，晶舟升降機115係構成將晶舟217(即晶圓200)搬送於處理室201內外的搬送裝置(搬送機構)。
當作基板支撐具用的晶舟217係由例如石英、碳化矽等耐熱性材料構成，構成將複數片晶圓200依水平姿勢且相互中心整合 狀態對齊支撐呈多層。另外，在晶舟217的下部係有由例如石英、碳化矽等耐熱性材料構成的絕熱構件218，構成來自加熱器207的熱不易傳導至密封蓋219側狀態。另外，絕熱構件218亦可由：由石英、碳化矽等耐熱性材料構成的複數片絕熱板、及將該等絕熱板依水平姿勢呈多層支撐的絕熱板支撐架構成。
在反應管203內設置有當作溫度檢測器用的溫度感測器263，根據由溫度感測器263所檢測到的溫度資訊，調整對加熱器207的通電程度，便使處理室201內的溫度成為所需溫度分佈。溫度感測器263係與噴嘴249a、249b、249c同樣地構成L形，且沿反應管203內壁設置。
如圖3所示，屬於控制部(控制手段)的控制器121係構成具備有：CPU(Central Processing Unit，中央處理器)121a、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c、及I/O埠121d的電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d係經由內部匯流排121e，構成可與CPU121a進行數據交換。控制器121係連接於由例如觸控板等構成的輸出入裝置122。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等構成。在記憶裝置121c內可讀出地儲存著：控制基板處理裝置動作的控制程式、記載著後述基板處理順序與條件等的製程配方(process recipe)等。另外，製程配方係使控制器121執行後述基板處理步驟的各項順序，俾能獲得既定結果的組合，具有當作程式的機能。以下，亦將該製程配方、控制程式等簡單統稱為「程式」。另外，本說明書中當使用程式一詞時，係包含有僅製程配方的情況、僅控制程式的情況、或包含二者的情況。又，RAM121b係構成暫時性儲存著 利用CPU121a所讀出程式、數據等的記憶體區域(工作區塊)。
I/O埠121d係連接於：上述質量流量控制器241a、241b、241c、241d、241e、241f、241g、閥243a、243b、243c、243d、243e、243f、243g、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、加熱器207、溫度感測器263、旋轉機構267、晶舟升降機115等。
CPU121a係從記憶裝置121c讀出控制程式並執行，且配合來自輸出入裝置122的操作指令輸入等從記憶裝置121c中讀出製程配方。所以，CPU121a便依照所讀出製程配方內容，針對下述進行控制：由質量流量控制器241a、241b、241c、241d、241e、241f、241g進行的各種氣體之流量調整動作；閥243a、243b、243c、243d、243e、243f、243g的開閉動作；APC閥244的開閉動作；根據壓力感測器245由APC閥244進行的壓力調整動作；根據溫度感測器263進行的加熱器207之溫度調整動作；真空泵246的啟動及停止；由旋轉機構267進行的晶舟217之旋轉與旋轉速度調節動作；以及由晶舟升降機115進行的晶舟217之升降動作等。
另外，控制器121並不僅限於由專用電腦構成的情況，亦可由通用電腦構成。例如準備儲存有上述程式的外部記憶裝置(例如：磁帶、軟碟、硬碟等磁碟；CD、DVD等光碟；MO等光磁碟；USB記憶體、記憶卡等半導體記憶體)123，藉由使用該外部記憶裝置123在通用電腦中安裝程式等，便可構成本實施形態的控制器121。另外，對電腦提供程式的手段並不僅侷限於經由外部記憶裝置123進行供應的情況。例如亦可使用網際網路、專用線路等通訊手段，在未經由外部記憶裝置123的情況下提供程式。另外，記憶裝置121c、外部記憶裝置123係構成電腦可讀取的記錄媒體。以下，將該等簡單統稱為「記 錄媒體」。另外，本說明書中使用記錄媒體用語時，係包含僅有記憶裝置121c的情況、僅有外部記憶裝置123的情況時、或者包含二者的情況。
(2)基板處理步驟
其次，使用上述基板處理裝置的處理爐202，就半導體裝置(device)之製造步驟的一步驟，針對在晶圓200上形成薄膜的例子進行說明。又，以下說明中，構成基板處理裝置的各元件動作係利用控制器121進行控制。
本實施形態係藉由施行既定次數(1次以上)之包括有下述步驟的循環，而在晶圓200上形成薄膜：對處理室201內的晶圓200供應原料氣體之步驟；以及對處理室201內的晶圓200供應反應氣體之步驟。
另外，供應原料氣體的步驟、及供應反應氣體的步驟中至少任一步驟係執行：直到處理室201內的壓力成為既定壓力為止前，於停止處理室201內之排氣的狀態下，依第1流量供應原料氣體及反應氣體中在該步驟所使用氣體的第1供應步驟；以及在處理室201內的壓力成為既定壓力之後，於將處理室201內的壓力維持於上述既定壓力，且實施處理室201內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應原料氣體及反應氣體中在該步驟中所使用氣體的第2供應步驟。
另外，本實施形態，在所形成薄膜的組成比成為化學計量組成、或成為不同於化學計量組成之既定組成比目的下，針對含有 構成所形成薄膜之複數元素的複數種氣體供應條件進行控制。例如在構成所形成薄膜的複數元素中至少一元素，相對化學計量組成之下，較其他元素形成過剩之目的下，控制著供應條件。以下，針對構成所形成薄膜的複數元素比率(即薄膜組成比)進行控制並成膜的例子進行說明。
以下，針對本實施形態的成膜序列，使用圖4、圖5進行具體說明。圖4所示係本實施形態的成膜流程圖。圖5所示係本實施形態成膜序列的氣體供應時序圖。
另外，在此針對藉由既定次數(n次)執行包括有下述步驟的循環，而在晶圓200上形成既定組成及既定膜厚之屬於矽系絕緣膜的氮碳氧化矽膜(SiOCN膜)或碳氧化矽膜(SiOC膜)例子進行說明。該等步驟係如下述：藉由對處理室201內的晶圓200，供應當作原料氣體用之屬於氯矽烷系原料氣體的HCDS氣體，而在晶圓200上形成含有氯之含矽層的步驟；藉由對處理室201內的晶圓200，供應當作第1反應氣體用之屬於胺系氣體的TEA氣體，而將含有氯之含矽層予以改質，俾形成含有矽、氮及碳的第1層之步驟；以及藉由對處理室201內的晶圓200，供應不同於原料氣體及第1反應氣體，且當作第2反應氣體用之屬於含氧氣體的O2氣體，而對第1層予以改質，便形成第2層之氮碳氧化矽層(SiOCN層)或碳氧化矽層(SiOC層)的步驟。
再者，在此就供應HCDS氣體的步驟、供應TEA氣體的步驟、及供應O2氣體的步驟等3項步驟中，針對在供應TEA氣體 的步驟中，執行：直到處理室201內的壓力成為既定壓力為止前，於停止處理室201內之排氣的狀態下，依第1流量供應TEA氣體的第1供應步驟(以下亦稱「第1TEA氣體供應步驟」)、以及在處理室201內的壓力成為既定壓力之後，於將處理室201內的壓力維持於上述既定壓力，且實施處理室201內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量供應TEA氣體的第2供應步驟(以下亦稱「第2TEA氣體供應步驟」)的例子進行說明。
另外，本說明書中使用「晶圓」用語的情況，係包含「晶圓本身」的情況、「晶圓與在其表面所形成的既定層或膜等之積層體(集合體)」的情況(即包含表面所形成既定的層或膜等在內均稱為「晶圓」的情況)。又，本說明書中，使用「晶圓表面」用語的情況，係包含「晶圓本身的表面(露出面)」之情況、「在晶圓上所形成既定層或膜等的表面，即形成積層體的晶圓最表面」之情況。
所以，本說明書中，記載為「對晶圓供應既定氣體」的情況，便包含有：「對晶圓本身的表面(露出面)直接供應既定氣體」的情況、「對在晶圓上所形成層或膜等(即對形成積層體的晶圓最表面)供應既定氣體」的情況。又，本說明書中，記載為「在晶圓上形成既定層(或膜)」的情況，係包含有：「直接在晶圓本身的表面(露出面)上形成既定層(或膜)」的情況、「在晶圓上所形成層或膜等上(即形成積層體的晶圓最表面上)，形成既定層(或膜)」的情況。
另外，本說明書中使用「基板」用語的情況，亦係與使用「晶圓」用語的情況相同，此情況時只要將上述說明中的「晶圓」改變為「基板」便可。
(晶圓補充及晶舟裝載)
若複數片晶圓200裝填(晶圓補充)於晶舟217中，便如圖1所示，支撐著複數片晶圓200的晶舟217係利用晶舟升降機115而被上舉，並被搬入(晶舟裝載)於處理室201內。在此狀態下，密封蓋219經由O形環220而呈將反應管203下端予以密封的狀態。
(壓力調整及溫度調整)
利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣直到成為所需壓力(真空度)為止。此時，處理室201內的壓力係利用壓力感測器245進行測定，根據該所測定的壓力資訊，對APC閥244進行回饋控制(壓力調整)。另外，真空泵246係至少直到對晶圓200的處理結束為止前的期間，均維持著經常動作狀態。又，依處理室201內成為所需溫度的方式利用加熱器207加熱。此時，依處理室201內成為所需溫度分佈的方式，根據溫度感測器263所檢測到的溫度資訊，對加熱器207的通電程度進行回饋控制(溫度調整)。另外，利用加熱器207進行的處理室201內之加熱，係至少直到對晶圓200的處理結束為止的期間均持續進行。接著，開始利用旋轉機構267進行晶舟217與晶圓200的旋轉。另外，利用旋轉機構267進行的晶舟217與晶圓200之旋轉，係至少直到對晶圓200的處理結束為止的期間均持續進行。
〔氮碳氧化矽膜或碳氧化矽膜形成步驟〕
然後，依序執行下述3項步驟(即步驟1~3)。
[步驟1] (HCDS氣體供應)
開啟第1氣體供應管232a的閥243a，而在第1氣體供應管232a內流通HCDS氣體。在第1氣體供應管232a內流動的HCDS氣體係利用質量流量控制器241a進行流量調整。經流量調整過的HCDS氣體係從第1噴嘴249a的氣體供應孔250a供應給處理室201內，再從排氣管231進行排氣。此時，構成對晶圓200供應HCDS氣體的狀態。此時，同時開啟閥243e，而在第1惰性氣體供應管232e內流通著惰性氣體的N2氣體。在第1惰性氣體供應管232e內流動的N2氣體，係利用質量流量控制器241e進行流量調整。經流量調整過的N2氣體係與HCDS氣體一起供應給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
另外，此時，為防止HCDS氣體侵入於第2噴嘴249b、第3噴嘴249c內，便開啟閥243f、243g，而在第2惰性氣體供應管232f、第3惰性氣體供應管232g內流通N2氣體。N2氣體係經由第2氣體供應管232b、第3氣體供應管232c、第2噴嘴249b、第3噴嘴249c，供應給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
此時，適當調整APC閥244，俾將處理室201內的壓力設為例如1~13300Pa、較佳係20~1330Pa範圍內的壓力。利用質量流量控制器241a進行控制的HCDS氣體供應流量，係設為例如1~1000sccm範圍內的流量。利用質量流量控制器241e、241f、241g進行控制的N2氣體供應流量，分別設為例如100~10000sccm範圍內的流量。HCDS氣體對晶圓200供應的時間[即氣體供應時間(照射時間)]，係設為例如1~120秒、較佳係1~60秒範圍內的時間。此時加熱器207的溫度，係設定為晶圓200的溫度成為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內之溫度的溫度。另外，若晶圓200的溫度 未滿250℃，HCDS便不易化學吸附於晶圓200上，導致無法獲得實用的成膜速度。若晶圓200的溫度達250℃以上，便可消除此情況。另外，藉由將晶圓200的溫度設為300℃以上、較佳係350℃以上，便可使HCDS更充分地吸附於晶圓200上，俾可獲得更充分的成膜速度。又，若晶圓200的溫度超過700℃，則因CVD反應變強(轉由氣相反應支配)，導致膜厚均勻性容易惡化，造成控制趨於困難。藉由將晶圓200的溫度設為700℃以下，便可抑制膜厚均勻性惡化，俾可進行控制。特別係藉由將晶圓200的溫度設為650℃以下、較佳係600℃以下，便轉由表面反應支配，俾容易確保膜厚均勻性，使控制趨於容易。所以，晶圓200的溫度係設為250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內的溫度。
藉由在上述條件下對晶圓200供應HCDS氣體，便在晶圓200(表面的底層膜)上，形成含有既定元素(矽)與鹵元素(氯)之初期層，例如厚度從未滿1原子層起至數原子層程度且含有氯(Cl)的含矽層。含Cl的含矽層係可為HCDS氣體吸附層、亦可為含Cl的矽層(Si層)、亦可為含有二者。
此處，所謂「含Cl之矽層」係指除由矽(Si)構成，且含Cl的連續層之外，尚包含不連續層、該等重疊的含Cl之矽薄膜的總稱。另外，亦有將由Si構成的含Cl之連續層，稱為含Cl之矽薄膜的情況。另外，構成含Cl之矽層的Si，係除與Cl的鍵結未被完全切斷者之外，尚亦包含與Cl的鍵結被完全切斷者。
再者，HCDS氣體的吸附層係除HCDS氣體的氣體分子連續性化學吸附層之外，尚包含有不連續的化學吸附層。即，HCDS氣體的吸附層係包含有：由HCDS分子構成的1分子層、或厚度未滿 1分子層的化學吸附層。另外，構成HCDS氣體吸附層的HCDS(Si2Cl6)分子，亦包含Si與Cl的鍵結被部分切斷者(SixCly分子)。即，HCDS氣體的吸附層係包含Si2Cl6分子及/或SixCly分子的連續性化學吸附層、與不連續性化學吸附層。
另外，所謂「厚度未滿1原子層的層」係指不連續形成的原子層；而所謂「厚度1原子層的層」係指連續性形成的原子層。又，所謂「厚度未滿1分子層的層」係指不連續形成的分子層；而所謂「厚度1分子層的層」係指連續性形成的分子層。
在HCDS氣體會自分解(熱分解)的條件下(即，會產生HCDS熱分解反應的條件下)，藉由Si沉積於晶圓200上而形成含有Cl的矽層。在HCDS氣體不會自分解(熱分解)的條件下(即，不會產生HCDS熱分解反應的條件下)，藉由HCDS氣體吸附於晶圓200上，便形成HCDS氣體的吸附層。另外，相較於在晶圓200上形成HCDS氣體之吸附層的情況下，於晶圓200上形成含有Cl的矽層比較能提高成膜速率，故屬較佳。
若在晶圓200上所形成含有Cl的含矽層之厚度超過數原子層，後述步驟2與步驟3的改質作用便不會到達含有Cl的含矽層全體。又，在晶圓200上可形成的含有Cl之含矽層厚度最小值係未滿1原子層。所以，含有Cl的含矽層之厚度較佳係設為未滿1原子層至數原子層程度。另外，藉由含有Cl的含矽層之厚度設為1原子層以下(即1原子層或未滿1原子層)，後述步驟2與步驟3的改質反應作用便可相對性提高，可縮短步驟2與步驟3的改質反應所需要時間。亦可縮短步驟1中形成含有Cl的含矽層所需要時間。結果可縮短每1循環的處理時間，亦可縮短總計的處理時間。即，亦可提高成膜速率。又， 藉由將含有Cl的含矽層厚度設為1原子層以下，亦可提高膜厚均勻性的控制性。
(殘留氣體除去)
經形成初期層的含有Cl之含矽層後，關閉第1氣體供應管232a的閥243a，而停止HCDS氣體的供應。此時，在排氣管231的APC閥244呈開啟狀態下，較佳係將APC閥244的開度設為全開(full open)，而利用真空泵246將處理室201內予以真空排氣，俾將在處理室201內殘留的未反應或經參與初期層形成後的HCDS氣體，從處理室201內予以排除。另外，此時，在閥243e、243f、243g呈開啟狀態下，維持著當作惰性氣體用的N2氣體朝處理室201內的供應。N2氣體係具有作為迫淨氣體的作用，藉此可提高將在處理室201內殘留的未反應或經參與初期層形成後的HCDS氣體，從處理室201內予以排除之效果。
另外，亦可未將處理室201內所殘留的氣體完全排除，亦可未將處理室201內完全迫淨。若處理室201內殘留的氣體係微量，則在後續執行的步驟2中並不會造成不良影響。此時對處理室201內供應的N2氣體流量亦無必要設為大流量，例如藉由供應與反應管203(處理室201)容積相同程度的量，便可在步驟2中執行不會造成不良影響程度的迫淨。依此，藉由處理室201內未完全迫淨，便可縮短迫淨時間、提升產能。又，亦可將N2氣體的消耗抑制為必要的最小極限。
氯矽烷系原料氣體係除六氯二矽烷(Si2Cl6，簡稱：HCDS)氣體之外，亦可使用：四氯矽烷即四氯化矽(SiCl4，簡稱：STC)氣體、三氯矽烷(SiHCl3，簡稱：TCS)氣體、二氯矽烷(SiH2Cl2，簡稱：DCS) 氣體、單氯矽烷(SiH3Cl，簡稱：MCS)氣體等無機原料氣體。惰性氣體係除N2氣體之外，亦可使用Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
[步驟2] (TEA氣體供應)
待步驟1結束並去除處理室201內的殘留氣體後，便開啟第2氣體供應管232b的閥243b，於第2氣體供應管232b內流通TEA氣體。在第2氣體供應管232b內流動的TEA氣體係利用質量流量控制器241b進行流量調整。經流量調整過的TEA氣體係從第2噴嘴249b的氣體供應孔250b供應給處理室201內。對處理室201內供應的TEA氣體會利用熱而被活化(激發)，再被從排氣管231排氣。此時，便形成對晶圓200供應利用熱而被活化的TEA氣體。此時亦同時開啟閥243f，而在第2惰性氣體供應管232f內流通惰性氣體的N2氣體。在第2惰性氣體供應管232f內流動的N2氣體係利用質量流量控制器241f進行流量調整。經流量調整過的N2氣體係與TEA氣體一起被供應給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
另外，此時，為防止TEA氣體侵入於第1噴嘴249a、第3噴嘴249c內，便開啟閥243e、243g，而在第1惰性氣體供應管232e、第3惰性氣體供應管232g內流通N2氣體。N2氣體係經由第1氣體供應管232a、第3氣體供應管232c、第1噴嘴249a、第3噴嘴249c，供應給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
藉由在上述條件下對晶圓200供應TEA氣體，便可使在步驟1於晶圓200上所形成初期層的含有Cl之含矽層、與TEA氣 體進行反應。即，可使初期層的含有Cl之含矽層中所含鹵元素原子(Cl原子)、與TEA氣體中所含配位體(乙基)進行反應。藉此，可從初期層拉出(分離)初期層中所含Cl中至少其中一部分Cl，且使TEA氣體中所含複數乙基中至少其中一部分乙基從TEA氣體中分離。所以，可使經分離至少其中一部分乙基的TEA氣體之N、與初期層中所含的Si進行鍵結。即，使構成TEA氣體的N且脫離至少其中一部分乙基而形成具有懸鍵(dangling bond)的N、與初期層中所含具有懸鍵的Si、或具有懸鍵的Si相鍵結，便可形成Si-N鍵結。又，此時，亦可使從TEA氣體中分離的乙基(-CH2CH3)中所含C、與初期層中所含Si相鍵結，而形成Si-C鍵結。該等結果，或從初期層中脫離Cl，且在初期層中重新取入N成分。又，此時在初期層中亦會重新取入C成分。
藉由TEA氣體在上述條件下進行供應，便可使初期層的含有Cl之含矽層、與TEA氣體適當地進行反應，俾可產生上述的一連串反應。
藉由該一連串反應，從初期層中脫離Cl，且在初期層中重新取入N成分與C成分，初期層的含有Cl之含矽層便變化(被改質)為含有矽(Si)、氮(N)及碳(C)的第1層[即，氮碳化矽層(SiCN層)]。第1層係成為含有厚度未滿1原子層至數原子層程度、且含有Si、N及C的層。另外，第1層係Si成分比例與C成分比例較多的層，即成為富Si、且富C的層。
另外，當形成第1層之含有Si、N及C的層時，在含有Cl之含矽層中所含的氯(Cl)、與在TEA氣體中所含的氫(H)，會於利用TEA氣體進行的含有Cl之含矽層的改質反應過程中，構成例如氯(Cl2)氣體、氫(H2)氣體、氯化氫(HCl)氣體等氣體狀物質，並經由排氣管231 被從處理室201內排出。即，初期層中的Cl等雜質藉由被從初期層中拉出、或脫離，便可從初期層分離。藉此，第1層相較於初期層之下，成為Cl等雜質較少的層。
另外，步驟2中，利用質量流量控制器241b進行的TEA氣體之流量調整動作、利用質量流量控制器241f進行的N2氣體之流量調整動作、利用APC閥244進行的處理室201內之壓力調整動作，係如圖8所示進行控制。圖8所示係步驟2(即反應氣體(TEA)供應步驟)中的反應氣體(TEA)流量、惰性氣體(N2)流量、處理室內的壓力、排氣閥(APC閥)開度間之關係圖。
在步驟2中供應TEA氣體時，首先依第1流量供應TEA氣體(第1TEA氣體供應步驟)。然後，在處理室201內的壓力成為既定壓力之後，於處理室201內的壓力維持既定壓力之情況下，依較小於上述第1流量的第2流量供應TEA氣體(第2TEA氣體供應步驟)。即，在步驟2中供應TEA氣體時，在TEA氣體供應初期係依較大流量供應TEA氣體，經某一定時間後，將處理室201內的壓力上升至既定壓力且待呈安定後，便於處理室201內的壓力維持既定壓力之情況下，減少TEA氣體的流量。依此情況，相較於在步驟2中依第1流量持續朝處理室201內供應TEA氣體的情況下，可減少對處理室201內的TEA氣體總供應量，即減少TEA氣體的消耗量。
再者，較佳係當依第1流量供應TEA氣體時，將在對處理室201內予以排氣的排氣管路中所設置APC閥244的開度係設為第1開度，而當依第2流量供應TEA氣體時，便將APC閥244的開度設為較第1開度更大(寬)的第2開度。即，較佳係依第1流量供應TEA氣體時，將在對處理室201內予以排氣的排氣管路中之排氣氣導 (conductance)設為第1排氣氣導，而當依第2流量供應TEA氣體時，便將排氣氣導設為較大於第1排氣氣導的第2排氣氣導。換言之，依第1流量供應TEA氣體時，較佳係將APC閥244的開度設為較小(狹窄)於第2開度的第1開度，並將排氣氣導設為較小於第2排氣氣導的第1排氣氣導。此情況下，依第1流量供應TEA氣體時，較佳係對處理室201內所供應的氣體總流量(即，TEA氣體流量與N2氣體流量的合計流量)，較大於利用排氣管路進行排氣的氣體排氣流量。在此情況下，可使處理室201內的壓力迅速上升，俾可使處理室201內的壓力及早到達既定壓力。即，可縮短處理室201內的壓力到達既定壓力為止的時間。又，因為可使處理室201內的壓力迅速上升至較高壓力，因而藉此可增加在處理室201內滯留的碳(C)量，而增加在第1層中所添加的C量，俾可使第1層中所含的C濃度增加。另外，所謂「第2開度」係指可使處理室201內的壓力維持既定壓力的開度，如圖8所例示，可利用控制器121自動地調整大小之開度。又，所謂「第2排氣氣導」係指能將處理室201內的壓力維持既定壓力的氣導，藉由控制器121調整APC閥244，便可自動地調整大小之氣導。
再者，較佳係依第1流量供應TEA氣體時，將在對處理室201內予以排氣排氣管路中所設置APC閥244的開度(第1開度)設為全閉(full close)，並停止APC閥244的開度控制(回饋控制)，而依第2流量供應TEA氣體時，便開放APC閥244，且實施APC閥244的開度控制。即，較佳係依第1流量供應TEA氣體時，封閉對處理室201內予以排氣的排氣管路，依第2流量供應TEA氣體時，便開放排氣管路。此情況下，依第1流量供應TEA氣體時、對處理室201內所供應的氣體總流量(即，TEA氣體流量與N2氣體流量的合計流量)，係 較大於利用排氣管路進行排氣的氣體排氣流量，且其差值成為最大。所以，能使處理室201內的壓力更迅速地上升，俾可使處理室201內的壓力更提早到達既定壓力。即，可更加縮短處理室201內的壓力到達既定壓力的時間。又，因為可使處理室201內的壓力更迅速地上升至較高壓力，因而可更增加在處理室201內滯留的碳(C)量，而更增加添加於第1層中的C量，俾可更增加第1層中所含C的濃度。
另外，依第1流量供應TEA氣體時，亦可未將在對處理室201內予以排氣之排氣管路中所設置APC閥244的開度(第1開度)設為全閉，例如亦可些微開放APC閥244，並實施APC閥244的開度控制。即，亦可當依第1流量供應TEA氣體時，些微開啟APC閥244[第1開度設為極小(狹窄)]，而為使第1排氣氣導成為零，形成從處理室201內朝向真空泵246的些微氣體流。即便此情況下，仍可使對處理室201內所供應的氣體總流量，較大於利用排氣管路進行排氣的排氣流量。此情況，藉由利用控制器121分別控制著利用質量流量控制器241b與質量流量控制器241f進行的流量調整動作、利用APC閥244進行的壓力調整動作，便可使此狀態(即對處理室201內所供應的氣體總流量)形成較大於利用排氣管路進行排氣的排氣流量狀態。即便此情況，仍可使處理室201內的壓力迅速度上升至既定壓力，且可使第1層中所含C的濃度增加。但，將APC閥244的開度(第1開度)設為全閉時，比較能能迅速地使處理室201內的壓力上升，且能使第1層中所含C的濃度更增加。
另外，處理室201內的壓力係依照對處理室201內所供應氣體的流量、與利用對處理室201內予以排氣的排氣管路所排氣之氣體排氣速度(排氣氣導)間之均衡而產生變化。因為在使此均衡呈安定 時頗耗時間，因而會有較難一邊利用排氣管路施行排氣，一邊使處理室201內的壓力依短時間上升至既定壓力的情況，且較難獲得高生產性。特別係當減少對處理室201內所供應氣體的流量時，使處理室201內的壓力上升所需時間會拉長，導致生產性明顯降低。相對於此，根據本實施形態，依第1流量供應TEA氣體時，因為將在排氣管路中所設置APC閥244的開度(第1開度)設為全閉、或些微開啟APC閥244(縮小第1開度)、或者將APC閥244的開度(第1開度)設為較小於第2開度，因而可使處理室201內的壓力於短時間內上升至既定壓力，便可提升成膜處理的生產性，俾可增加第1層中所含C的濃度。
再者，較佳係依第1流量供應TEA氣體時，係依第3流量供應N2氣體，而當依第2流量供應TEA氣體時，則依較小於第3流量的第4流量供應N2氣體。即，當減少對處理室201內所供應TEA氣體的流量時，最好亦合併減少對處理室201內所供應N2氣體的流量。此情況下，經減少對處理室201內所供應TEA氣體的流量後，便可抑制處理室201內的TEA氣體分壓降低，即可抑制處理室201內的TEA氣體濃度降低。所以，可抑制對晶圓200的TEA氣體實質供應量減少，即抑制對晶圓200所供應TEA分子的數量減少。即，依第1流量供應TEA氣體，而使處理室201內的壓力成為既定壓力時的TEA氣體分壓、濃度、對晶圓200所供應TEA分子的數量，即便在減少對處理室201內所供應TEA氣體的流量後仍可保持一定。結果，可抑制對第1層中所添加C量減少，即可抑制第1層中所含C的濃度降低。
再者，在步驟2(供應TEA氣體的步驟)中，即第1TEA氣體供應步驟及第2TEA氣體供應步驟中，最好將對處理室201內所供應TEA氣體的流量與N2氣體流量之流量比維持一定。即，當將對 處理室201內所供應TEA氣體的流量及N2氣體的流量，分別減少為第2流量與第4流量時，最好將第1流量對第3流量的比、與第2流量對第4流量的比設為相等，即將第2流量及第4流量分別設定為滿足第1流量：第3流量=第2流量：第4流量關係的流量。換言之，在步驟2中，以TEA氣體流量與N2氣體流量的合計流量(和)為全體時，TEA氣體流量所佔的比率(比例)[即TEA氣體比率(比例)]最好維持一定。即，最好將TEA氣體流量/(TEA氣體流量+N2氣體流量)維持一定。即，當將對處理室201內所供應TEA氣體流量及N2氣體流量分別減少為第2流量與第4流量時，最好將第2流量及第4流量分別設為滿足第1流量/(第1流量+第3流量)=第2流量/(第2流量+第4流量)關係的流量。
處理室201內的TEA氣體分壓VT(Pa)，係當將對處理室201內所供應的TEA氣體流量設為QT(sccm)、對處理室201內所供應的N2氣體流量設為QN(sccm)、處理室201內的全壓設為V(Pa)時，便可表為VT=[QT/(QT+QN)]×V。所以，當對處理室201內所供應的TEA氣體流量及N2氣體流量，分別減少為第2流量與第4流量時，若第2流量與第4流量分別依上述TEA氣體比率(=QT/(QT+QN))維持一定的方式設定，便可將處理室201內的TEA氣體分壓VT維持一定。即，至少在處理室201內的壓力成為既定壓力V後，若在處理室201內的壓力維持既定壓力V之情況下，將TEA氣體比率(=QT/(QT+QN))維持一定，便可使處理室201內的TEA氣體分壓VT維持一定。結果，對晶圓200的TEA氣體實質供應狀態，則在TEA氣體流量減少的前後便均能維持同樣。即，在減少TEA氣體流量的前後，均可將對晶圓200所供應TEA分子的數量維持同樣。所以結果可在減少TEA氣體流量 後，抑制第1層中所添加的C量減少，即抑制第1層中所含C濃度降低。
另外，在步驟2(供應TEA氣體的步驟)中，於減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量時，藉由刻意地變化對處理室201內所供應TEA氣體流量與N2氣體流量的流量比，即刻意地使處理室201內的TEA氣體分壓變化，亦可使對第1層中所添加的C量變化。例如減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量時，藉由依滿足(第4流量)>(第3流量)×(第2流量)/(第1流量)的方式調整N2氣體流量，即降低TEA氣體比率，亦可使處理室201內的TEA氣體分壓降低，俾使對第1層中所添加的C量減少。又，例如減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量時，藉由依滿足(第4流量)<(第3流量)×(第2流量)/(第1流量)的方式調整N2氣體流量，即增加TEA氣體比率，便可使處理室201內的TEA氣體分壓上升，俾使對第1層中所添加的C量增加。
另外，依第1流量供應TEA氣體時，處理室201內的壓力係設為例如1~13300Pa、較佳係399~3990Pa範圍內的壓力。藉由處理室201內的壓力設為此種較高壓力帶，便可因無電漿性熱使TEA氣體活化。另外，利用熱使TEA氣體活化之後才供應，便可使產生軟性反應，上述改質便可軟性進行。利用質量流量控制器241b控制的TEA氣體供應流量，係設為例如200~4000sccm範圍內的流量。利用質量流量控制器241f、241e、241g控制的N2氣體供應流量，分別設為例如200~10000sccm範圍內的流量。此時，處理室201內的TEA氣體分壓係設為0.02~12667Pa範圍內的壓力。利用熱而使活化的TEA氣體對晶圓200之供應時間，即氣體供應時間(照射時間)，係設為例如6~24 秒範圍內的時間。此時的加熱器207溫度係與步驟1同樣，將晶圓200的溫度設定為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內的溫度。
再者，依第2流量供應TEA氣體時，處理室201內的壓力係與依第1流量供應TEA氣體時同樣的，設定為例如1~13300Pa、較佳係399~3990Pa範圍內的壓力。利用質量流量控制器241b控制的TEA氣體供應流量，係設為例如100~2000sccm範圍內的流量。利用質量流量控制器241f、241e、241g控制的N2氣體供應流量，分別設為例如100~5000sccm範圍內的流量。此時，處理室201內的TEA氣體分壓係與依第1流量供應TEA氣體時同樣地，設定為0.02~12667Pa範圍內的壓力。利用熱使活化的TEA氣體對晶圓200之供應時間，即氣體供應時間(照射時間)，係設為例如12~120秒範圍內的時間。此時的加熱器207溫度係與依第1流量供應TEA氣體時同樣地，晶圓200的溫度設定為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內的溫度。
(殘留氣體除去)
在形成第1層後，便關閉第2氣體供應管232b的閥243b，停止TEA氣體的供應。此時，在排氣管231的APC閥244呈開啟狀態下(較佳係APC閥244的開度為全開)，利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣，而將處理室201內所殘留的未反應、或經參與第1層形成後的TEA氣體及反應副產物，從處理室201內予以排除。另外，此時，在閥243f、243e、243g呈開啟狀態下，維持惰性氣體的N2氣體朝處理室201內的供應。N2氣體具有作為迫淨氣體的作用，藉此可提高將處 理室201內所殘留的未反應、或經參與第1層形成後的TEA氣體及反應副產物，從處理室201內排除的效果。
另外，此時亦可未將處理室201內殘留的氣體完全排除，亦可未將處理室201內完全迫淨。若在處理室201內殘留的氣體屬微量，在後續施行的步驟3不會造成不良影響。此時，對處理室201內所供應的N2氣體流量亦無必要大流量，例如藉由供應與反應管203(處理室201)容積相同程度的量，便可執行在步驟3中不會造成不良影響程度的迫淨。依此，藉由未將處理室201內完全迫淨，便可縮短迫淨時間，俾提升產能。又，N2氣體的消耗亦可抑制為必要最小極限。
胺系氣體係除三乙胺((C2H5)3N，簡稱：TEA)之外，較佳係尚可使用：二乙胺((C2H5)2NH，簡稱：DEA)、單乙胺(C2H5NH2，簡稱：MEA)等經氣化的乙胺系氣體；三甲胺((CH3)3N，簡稱：TMA)、二甲胺((CH3)2NH，簡稱：DMA)、單甲胺(CH3NH2，簡稱：MMA)等經氣化的甲胺系氣體；三丙胺((C3H7)3N，簡稱：TPA)、二丙胺((C3H7)2NH，簡稱：DPA)、單丙胺(C3H7NH2，簡稱：MPA)等經氣化的丙胺系氣體；三異丙胺([(CH3)2CH]3N，簡稱：TIPA)、二異丙胺([(CH3)2CH]2NH，簡稱：DIPA)、單異丙胺((CH3)2CHNH2，簡稱：MIPA)等經氣化的異丙胺系氣體；三丁胺((C4H9)3N，簡稱：TBA)、二丁胺((C4H9)2NH，簡稱：DBA)、單丁胺(C4H9NH2，簡稱：MBA)等經氣化的丁胺系氣體；或三異丁胺([(CH3)2CHCH2]3N，簡稱：TIBA)、二異丁胺([(CH3)2CHCH2]2NH，簡稱：DIBA)、單異丁胺((CH3)2CHCH2NH2，簡稱：MIBA)等經氣化的異丁胺系氣體。即胺系氣體較佳係可使用例如：(C2H5)xNH3-x、(CH3)xNH3-x、(C3H7)xNH3-x、[(CH3)2CH]xNH3-x、 (C4H9)xNH3-x、[(CH3)2CHCH2]xNH3-x(式中，x係1~3的整數)中之至少1種氣體。
另外，胺系氣體較佳係使用由碳、氮及氫等3元素構成，且組成式中(1分子中)的碳原子數較多於氮原子數的氣體。即，胺系氣體較佳係使用從TEA、DEA、MEA、TMA、DMA、TPA、DPA、MPA、TIPA、DIPA、MIPA、TBA、DBA、MBA、TIBA、DIBA及MIBA所構成群組中選擇含有至少1個胺的氣體。
當原料氣體係使用如HCDS氣體等，含有既定元素(矽)與鹵元素(氯)的氯矽烷系原料氣體時，藉由第1反應氣體係使用TEA氣體、DEA氣體等，由碳、氮及氫等3元素構成、且組成式中(1分子中)的碳原子數較多於氮原子數的胺系氣體，便可提高步驟2所形成第1層中的碳濃度，即提高後述依既定次數實施步驟所形成SiOCN膜或SiOC膜中的碳濃度。
相對於此，當原料氣體係使用HCDS氣體等，含有既定元素(矽)與鹵元素(氯)的氯矽烷系原料氣體時，第1反應氣體係使用MMA氣體等胺系氣體、或後述MMH氣體、DMH氣體等有機聯胺系氣體等等，由碳、氮及氫等3元素構成、且組成式中(1分子中)的碳原子數沒有多於氮原子數的氣體時，第1層中的碳濃度(即，SiOCN膜或SiOC膜中的碳濃度)，並無法獲得如第1反應氣體係使用由碳、氮及氫等3元素構成、且組成式中(1分子中)的碳原子數較多於氮原子數的胺系氣體時之提高程度，較難實現適當的碳濃度。
再者，胺系氣體較佳係使用組成式中(1分子中)具有複數含碳(C)原子之配位體的氣體，即組成式中(1分子中)具有複數烷基等烴基的氣體。具體而言，胺系氣體較佳係使用組成式中(1分子中)，含 碳(C)原子的配位體(烷基等烴基)具有3個或2個之氣體，較佳係使用例如含有從TEA、DEA、TMA、DMA、TPA、DPA、TIPA、DIPA、TBA、DBA、TIBA及DIBA所構成群組中選擇至少1種胺的氣體。
原料氣體係使用如HCDS氣體，含有既定元素(矽)與鹵元素(氯)的氯矽烷系原料氣體時，藉由第1反應氣體係使用如TEA氣體、DEA氣體等，由碳、氮及氫等3元素構成、且組成式中(1分子中)具有複數含碳原子之配位體的胺系氣體，即組成式中(1分子中)具有複數烷基等烴基的胺系氣體，便可更加提高第1層中的碳濃度，即SiOCN膜或SiOC膜中的碳濃度。
相對於此，當原料氣體係使用HCDS氣體等，含有既定元素(矽)與鹵元素(氯)的氯矽烷系原料氣體時，第1反應氣體係使用MMA氣體等胺系氣體、或後述MMH氣體等有機聯胺系氣體等等，組成式中(1分子中)沒有具有複數含碳原子之配位體的氣體時，第1層中的碳濃度(即，SiOCN膜或SiOC膜中的碳濃度)，並無法獲得如第1反應氣體係使用組成式中(1分子中)具有複數含碳原子之配位體的胺系氣體時之提高程度，較難實現適當的碳濃度。
另外，藉由第1反應氣體係使用如DEA氣體等，組成式中(1分子中)具有2個含碳原子之配位體(烷基等烴基)的胺系氣體，相較於使用如TEA氣體等，組成式中(1分子中)具有3個含碳原子之配位體(烷基等烴基)的胺系氣體之情況下，亦能提升循環速率(每單位循環所形成的SiOCN層或SiOC層厚度)，又可提高第1層中氮濃度對碳濃度的比(氮濃度/碳濃度比)，即SiOCN膜或SiOC膜中氮濃度對碳濃度的比(氮濃度/碳濃度比)。
相反的，藉由第1反應氣體係使用如TEA氣體等，組 成式中(1分子中)具有3個含碳原子之配位體(烷基等烴基)的胺系氣體，相較於使用如DEA氣體等，組成式中(1分子中)具有2個含碳原子之配位體(烷基等烴基)的胺系氣體情況下，可提高第1層中碳濃度對氮濃度的比(碳濃度/氮濃度比)，即SiOCN膜或SiOC膜中碳濃度對氮濃度的比(碳濃度/氮濃度比)。
即，藉由適當改變第1反應氣體中所含有的含碳原子之配位體個數(烷基等烴基個數)，即第1反應氣體的氣體種類，便可微調整循環速率、及所形成SiOCN膜或SiOC膜中的氮濃度與碳濃度。
另外，藉由適當選擇第1反應氣體的胺系氣體之氣體種類(組成)，便可提高SiOCN膜或SiOC膜中的碳濃度，係如上述，但為能更加提高此碳濃度，例如最好將胺系氣體(TEA氣體)供應給晶圓200時的處理室201內之壓力，設定為較大於在步驟1中，將氯矽烷系原料氣體(HCDS氣體)供應給晶圓200時的處理室201內之壓力，甚至更佳係較大於後述步驟3中，將含氧氣體(O2氣體)供應給晶圓200時的處理室201內之壓力。另外，此情況，步驟3中，O2氣體供應給晶圓200時的處理室201內之壓力，較佳係大於在步驟1中，將HCDS氣體供應給晶圓200時的處理室201內之壓力。即，將HCDS氣體供應給晶圓200時的處理室201內之壓力設為P1[Pa]、TEA氣體供應給晶圓200時的處理室201內之壓力設為P2[Pa]、O2氣體供應給晶圓200時的處理室201內之壓力設為P3[Pa]時，壓力P1~P3較佳係分別設定為滿足P2>P1、P3的關係，更佳係分別設定為滿足P2>P3>P1的關係。即，TEA氣體供應給晶圓200時的處理室201內之壓力，較佳係在步驟1~3中呈最高。
相反的，在適當地抑制SiOCN膜或SiOC膜中的碳濃度 增加量時，將胺系氣體(TEA氣體)供應給晶圓200時的處理室201內之壓力，較佳係設定為在後述步驟3中，含氧氣體(O2氣體)供應給晶圓200時的處理室201內之壓力以下的壓力，或者設定為在步驟1中，氯矽烷系原料氣體(HCDS氣體)供應給晶圓200時的處理室201內之壓力以下之壓力。即，較佳係將上述壓力P1~P3設定為滿足P3≧P2關係、更佳係設定為滿足P3、P1≧P2的關係。
即，藉由適當控制供應胺系氣體時的處理室201內之壓力，便可微調整所形成SiOCN膜或SiOC膜中的碳濃度。
惰性氣體係除N2氣體之外，尚可使用Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
[步驟3] (O2氣體供應)
待步驟2結束並去除處理室201內的殘留氣體後，開啟第3氣體供應管232c的閥243c，在第3氣體供應管232c內流通O2氣體。在第3氣體供應管232c內流動的O2氣體，係利用質量流量控制器241c進行流量調整。經流量調整的O2氣體係從第3噴嘴249c的氣體供應孔250c供應給處理室201內。供應給處理室201內的O2氣體係利用熱被活化(激發)，再被從排氣管231排氣。此時形成對晶圓200供應利用熱而被活化的O2氣體。此時同時開啟閥243g，而在第3惰性氣體供應管232g內流通N2氣體。N2氣體係與O2氣體一起供應給處理室201內，再被從排氣管231排氣。另外，此時為防止O2氣體侵入於第1噴嘴249a、第2噴嘴249b內，便開啟閥243e、243f，朝第1惰性氣體供應管232e、第2惰性氣體供應管232f內流通N2氣體。N2氣體係經由第 1氣體供應管232a、第2氣體供應管232b、第1噴嘴249a、第2噴嘴249b供應給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
此時，適當調整APC閥244，而將處理室201內的壓力設為例如1~3000Pa範圍內的壓力。藉由將處理室201內的壓力設為此種較高壓力帶，便可依因電漿性熱使O2氣體被活化。另外，利用熱將O2氣體活化之後才供應，便可使產生軟性反應，軟性執行後述的氧化。利用質量流量控制器241c進行控制的O2氣體供應流量，係設為例如100~10000sccm範圍內的流量。利用質量流量控制器241g、241e、241f進行控制的N2氣體供應流量，分別設定為例如100~10000sccm範圍內的流量。此時處理室201內的O2氣體分壓係設為0.01~2970Pa範圍內的壓力。利用熱而活化的O2氣體對晶圓200之供應時間，即氣體供應時間(照射時間)，係設為例如1~120秒、較佳係1~60秒範圍內的時間。此時加熱器207的溫度係與步驟1~2同樣的，晶圓200的溫度設定為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內的溫度。
此時在處理室201內流通的氣體係藉由提高處理室201內的壓力而因熱活化的O2氣體，在處理室201內並沒有流通HCDS氣體與TEA氣體。所以，O2氣體不會引發氣相反應，被活化的O2氣體會與在步驟2中於晶圓200上所形成含有Si、N及C的第1層至少其中一部分進行反應。藉此，第1層會被氧化，形成第2層，再被改質為含有矽、氧、碳及氮的層[即氮碳氧化矽層(SiOCN層)]、或含有矽、氧及碳的層[即碳氧化矽層(SiOC層)]。
另外，藉由使O2氣體利用熱而活化並流通於處理室201內，便可將第1層予以熱氧化而使改質(變化)為SiOCN層或SiOC層。此時，在第1層中加成O成分之情況下，使第1層被改質為SiOCN層 或SiOC層。另外，此時藉由利用O2氣體進行的熱氧化作用，第1層的Si-O鍵結會增加，另一方面，Si-N鍵結、Si-C鍵結及Si-Si鍵結會減少，而使第1層中的N成分比例、C成分比例及Si成分比例減少。又，此時藉由延長熱氧化時間、或提高熱氧化的氧化力，便可使N成分大部分脫離而使N成分減少至雜質水準、或使N成分實質地消滅。即，在此氧濃度增加的方向上、且使氮濃度、碳濃度及矽濃度減少的方向上，可於使組成比變化情況下，使第1層改質為SiOCN層或SiOC層。又，此時藉由控制處理室201內的壓力、氣體供應時間等處理條件，便可微調整SiOCN層或SiOC層中的O成分比例(即氧濃度)，俾能更精密地控制SiOCN層或SiOC層的組成比。
另外，得知利用步驟1、2所形成第1層的C成分，相較於N成分之下呈富有狀態。例如某實驗中亦會有碳濃度成為氮濃度的2倍以上。即利用O2氣體進行的熱氧化作用，於第1層的N成分完全脫離之前(即殘留N成分的狀態)便停止氧化，藉此第1層會殘留C成分與N成分，俾使第1層被改質為SiOCN層。又，利用O2氣體進行的熱氧化作用，即便第1層的N成分大部分脫離結束的階段，第1層中仍會有C成分殘留，藉由依此狀態停止氧化，第1層便會被改質為SiOC層。即，藉由控制氣體供應時間(氧化處理時間)、氧化力，便可控制C成分的比例(即碳濃度)，便可在控制組成比的情況下，形成SiOCN層及SiOC層中之任一層。又，此時藉由控制處理室201內的壓力、氣體供應時間等處理條件，便可微調整SiOCN層或SiOC層中的O成分比例(即氧濃度)，便可更精密地控制SiOCN層或SiOC層的組成比。
另外，此時較佳係使第1層的氧化反應未飽和。例如當 由步驟1、2形成厚度未滿1原子層至數原子層程度的第1層時，最好使該第1層其中一部分氧化。此情況，依厚度未滿1原子層至數原子層程度的第1層不會全體被氧化的方式，於第1層的氧化反應呈不飽和之條件下進行氧化。
另外，為使第1層的氧化反應呈不飽和時，只要將步驟3的處理條件設為上述處理條件便可，尤其係將步驟3的處理條件設為下述處理條件，便可輕易地使第1層的氧化反應呈不飽和。
晶圓溫度：500~650℃
處理室內壓力：133~2666Pa
O2氣體分壓：33~2515Pa
O2氣體供應流量：1000~5000sccm
N2氣體供應流量：300~3000sccm
O2氣體供應時間：6~60秒
(殘留氣體除去)
在形成第2層後，關閉第3氣體供應管232c的閥243c，而停止O2氣體的供應。此時，於開啟排氣管231的APC閥244狀態下(較佳係將APC閥244的開度設為全開)，利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣，而將處理室201內殘留的未反應、或經參與第2層形成後的O2氣體與反應副產物從處理室201內排除。另外，此時在閥243g、243e、243f呈開啟的狀態下，維持N2氣體對處理室201內的供應。N2氣體係具有當作迫淨氣體的作用，藉此可提高將處理室201內殘留的未反應、或經參與第2層形成後的O2氣體與反應副產物，從處理室201 內排除的效果。
另外，此時亦可未將處理室201內殘留的氣體完全排除，亦可未將處理室201內完全迫淨。若在處理室201內殘留的氣體屬微量，在後續施行的步驟1不會造成不良影響。此時，對處理室201內所供應的N2氣體流量亦無必要大流量，例如藉由供應與反應管203(處理室201)容積相同程度的量，便可執行在步驟1中不會造成不良影響程度的迫淨。依此，藉由未將處理室201內完全迫淨，便可縮短迫淨時間，俾提升產能。又，N2氣體的消耗亦可抑制為必要最小極限。
含氧氣體(氧化氣體)係除O2氣體之外，尚可使用：一氧化二氮(N2O)氣體、一氧化氮(NO)氣體、二氧化氮(NO2)氣體、臭氧(O3)氣體、氫(H2)氣體+氧(O2)氣體、H2氣體+O3氣體、水蒸氣(H2O)氣體、一氧化碳(CO)氣體、二氧化碳(CO2)氣體等。惰性氣體係除N2氣體之外，尚可使用：Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
(既定次數實施)
將上述步驟1~3設為1循環，藉由施行該循環1次以上(既定次數)，便可在晶圓200上形成既定組成及既定膜厚之含矽、氧、碳及氮的膜[即，氮碳氧化矽膜(SiOCN膜)]、或含矽、氧及碳的膜[即，碳氧化矽膜(SiOC膜)]。另外，上述循環最好重複施行複數次。即，最好將每1循環所形成SiOCN層或SiOC層的厚度設為較小於所需膜厚，且複數次重複施行上述循環直到成為所需膜厚為止。
另外，複數次施行循環時，至少在第2循環以後的各步驟中，記載為「對晶圓200供應既定氣體」的部分，係指「對在晶圓 200上所形成的層(即形成積層體的晶圓200最表面)供應既定氣體」；而記載為「在晶圓200上形成既定層」的部分，係指「在晶圓200上所形成的層上(即形成積層體的晶圓200最表面)上形成既定層」。就此點而言係如上述。另外，此點在後述的其他實施形態中亦同。
(迫淨及回歸大氣壓)
若施行形成具有既定組成之既定膜厚SiOCN膜或SiOC膜的成膜處理，便開啟閥243e、243f、243g，分別從第1惰性氣體供應管232e、第2惰性氣體供應管232f、第3惰性氣體供應管232g，將惰性氣體的N2氣體供應給處理室201內，再從排氣管231排氣。N2氣體係具有迫淨氣體的作用，藉此處理室201內便利用惰性氣體迫淨，使處理室201內殘留的氣體與反應副產物被從處理室201內除去(迫淨)。然後，處理室201內的環境被惰性氣體取代(惰性氣體取代)，處理室201內的壓力回歸於常壓(回歸大氣壓)。
(晶舟卸載及晶圓退出)
然後，利用晶舟升降機115使密封蓋219下降，使反應管203下端呈開口，且在處理畢晶圓200由晶舟217支撐的狀態下，被從反應管203的下端搬出於反應管203外部(晶舟卸載)。然後，處理畢晶圓200被從晶舟217中取出(晶圓退出)。
(3)本實施形態的效果
根據本實施形態，可達以下所示一項或複數項效果。
(a)根據本實施形態，當利用步驟2供應TEA氣體時， 首先利用第1流量供應TEA氣體(第1TEA氣體供應步驟)。然後，在處理室201內的壓力成為既定壓力之後，於處理室201內的壓力維持既定壓力之情況下，依較小於上述第1流量的第2流量供應TEA氣體(第2TEA氣體供應步驟)。藉此，相較於在步驟2中持續依第1流量朝處理室201內供應TEA氣體的情況下，可減少朝處理室201內的TEA氣體總供應量(即，TEA氣體消耗量)。結果，可降低SiOCN膜或SiOC膜的成膜成本。
(b)根據本實施形態，於步驟2中依第1流量供應TEA氣體時，將在對處理室201內予以排氣排氣管路中所設置APC閥244的開度設為第1開度，而當依第2流量供應TEA氣體時，將APC閥244的開度設為較大於第1開度的第2開度。即，依第1流量供應TEA氣體時，將處理室201內予以排氣的排氣管路之排氣氣導設為第1排氣氣導，而當依第2流量供應TEA氣體時，將排氣氣導設為較大於第1排氣氣導的第2排氣氣導。換言之，依第1流量供應TEA氣體時，最好將APC閥244的開度設為較小(狹窄)於第2開度的第1開度，並將排氣氣導設為較小於第2排氣氣導的第1排氣氣導。此情況，依第1流量供應TEA氣體時，最好對處理室201內所供應的氣體總流量(即，TEA氣體流量與N2氣體流量的合計流量)，係較大於利用排氣管路進行排氣的氣體排氣流量。此情況下，可使處理室201內的壓力迅速上升，俾使處理室201內的壓力及早到達既定壓力。即，可縮短處理室201內的壓力到達既定壓力的時間。又，因為可使處理室201內的壓力迅速上升至較高壓力，因而藉此可增加在處理室201內滯留的碳(C)量，俾使第1層中所添加的C量增加，便可增加第1層中所含C的濃度。
(c)根據本實施形態，當於步驟2中依第1流量供應TEA氣體時，將在對處理室201內予以排氣排氣管路中所設置APC閥244的開度(第1開度)設為全閉，並停止APC閥244的開度控制，而當依第2流量供應TEA氣體時，便開放APC閥244，且實施APC閥244的開度控制。即，依第1流量供應TEA氣體時，便封閉對處理室201內予以排氣的排氣管路，而當依第2流量供應TEA氣體時，便開放排氣管路。藉此，可使處理室201內的壓力更迅速上升。結果，可提高SiOCN膜或SiOC膜的成膜速率，俾可提升成膜處理的生產性。又，藉由使處理室201內的壓力更迅速地上升至較高壓力，便可增加在處理室201內滯留的碳量，俾可更增加SiOCN膜或SiOC膜中所含C的濃度。
(d)根據本實施形態，當於步驟2中依第1流量供應TEA氣體時，便依第3流量供應N2氣體，而當依第2流量供應TEA氣體時，便依較小於第3流量的第4流量供應N2氣體。即，當減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量時，亦合併能減少對處理室201內供應的N2氣體流量。藉此，經減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量後，便可抑制處理室201內的TEA氣體分壓降低(即，可抑制處理室201內的TEA氣體濃度降低)。又，可抑制對晶圓200的TEA氣體實質供應量減少，即可抑制對晶圓200所供應TEA分子的數量減少。結果，可抑制SiOCN膜或SiOC膜中所添加的C量減少，即可抑制SiOCN膜或SiOC膜中所含C的濃度降低。
(e)根據本實施形態，於步驟2中，將對處理室201內所供應的TEA氣體流量、與N2氣體流量的流量比維持一定。即，將對處理室201內所供應的TEA氣體流量與N2氣體流量，分別減為第2 流量與第4流量時，將第2流量與第4流量分別設定為滿足第1流量：第3流量=第2流量：第4流量之關係的流量。藉此，至少在處理室201內的壓力成為既定壓力之後，處理室201內的TEA氣體分壓會維持一定。結果，TEA氣體對晶圓200的實質供應狀態，可在TEA氣體流量減少的前後均維持同樣。即，對晶圓200供應TEA分子的數量，可在TEA氣體流量減少的前後均維持同樣。結果，可抑制SiOCN膜或SiOC膜中所添加C量減少，即可抑制SiOCN膜或SiOC膜中所含C濃度降低。
(f)根據本實施形態，藉由於步驟2中，於減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量時，藉由刻意地變化對處理室201內所供應TEA氣體流量與N2氣體流量的流量比，即刻意地使處理室201內的TEA氣體分壓變化，亦可使SiOCN膜或SiOC膜中所添加的C量變化。例如減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量時，藉由依滿足(第4流量)>(第3流量)×(第2流量)/(第1流量)的方式調整N2氣體流量，即降低TEA氣體比率，亦可使處理室201內的TEA氣體分壓降低，俾使SiOCN膜或SiOC膜中所添加的C量減少。又，例如減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量時，藉由依滿足(第4流量)<(第3流量)×(第2流量)/(第1流量)的方式調整N2氣體流量，即增加TEA氣體比率，便可使處理室201內的TEA氣體分壓上升，亦可使對第1層中所添加的C量增加。
(g)根據本實施形態，藉由交錯施行步驟1、2而形成含Si、N及C的第1層後，再藉由施行供應第2反應氣體之屬於含氧氣體的O2氣體而使第1層氧化，俾使改質為第2層的SiOCN層或SiOC層之步驟3，便可調整所形成SiOCN膜或SiOC膜中的氧、碳及氮的 組成比。另外，此時，藉由O2氣體經利用熱而活化後才供應，便利用熱氧化的作用而增加SiOCN膜或SiOC膜中的Si-O鍵結，另一方面，可減少Si-C鍵結、Si-N鍵結及Si-Si鍵結。即，在使氧濃度增加的方向上、且使氮濃度、碳濃度及矽濃度減少的方向上，可使組成比變化。又，此時，藉由延長熱氧化時間、或提高熱氧化時的氧化力，便可在使氧濃度更增加的方向上、且使氮濃度、碳濃度及矽濃度更減少的方向上，能使組成比變化。又，此時藉由控制處理室201內的壓力、氣體供應時間等處理條件，便可微調整SiOCN膜或SiOC膜中的O成分比例(即氧濃度)，俾可更精密地控制SiOCN膜或SiOC膜的組成比。藉由該等，便可調整所形成SiOCN膜或SiOC膜的介電常數、提升蝕刻耐性、提升絕緣性。
<本發明第2實施形態>
其次，針對本發明第2實施形態進行說明。
上述第1實施形態中，針對第2反應氣體係使用含氧氣體(O2氣體)，在晶圓200上形成既定組成與既定膜厚之氮碳氧化矽膜或碳氧化矽膜的例子進行說明，但本實施形態中，針對第2反應氣體係使用含氮氣體(NH3氣體)，在晶圓200上形成既定組成與既定膜厚之氮碳化矽膜的例子進行說明。
即，本實施形態針對藉由既定次數(n次)執行包括有下述步驟的循環，而在晶圓200上形成既定組成及既定膜厚之氮碳化矽膜(SiCN膜)的例子進行說明。該等步驟係如下述：藉由對處理室201內的晶圓200，供應氯矽烷系原料氣體(HCDS氣體)，而在晶圓200上形成含有氯之含矽層的步驟； 藉由對處理室201內的晶圓200，供應當作第1反應氣體用的胺系氣體(TEA氣體)，而將含有氯之含矽層予以改質，俾形成含有矽、氮及碳的第1層之步驟；以及藉由對處理室201內的晶圓200，供應當作第2反應氣體用之含氮氣體(NH3氣體)，而對第1層予以改質，便形成第2層之氮碳化矽層(SiCN層)的步驟。
圖6所示係本實施形態的成膜流程圖。圖7所示係本實施形態成膜序列的氣體供應時序圖。另外，本實施形態不同於1實施形態之處，僅在於步驟3中，第2反應氣體係使用利用熱而活化的NH3氣體，其餘均與第1實施形態相同。以下，針對本實施形態的步驟3進行說明。
[步驟3] (NH3氣體供應)
待步驟2結束並去除處理室201內的殘留氣體後，開啟第4氣體供應管232d的閥243d，在第4氣體供應管232d內流通NH3氣體。在第4氣體供應管232d內流動的NH3氣體，係利用質量流量控制器241d進行流量調整。經流量調整的NH3氣體係從第3噴嘴249c的氣體供應孔250c供應給處理室201內。供應給處理室201內的NH3氣體係利用熱而活化(激發)，再被從排氣管231排氣。此時形成對晶圓200供應利用熱而被活化的NH3氣體。此時同時開啟閥243g，而在第3惰性氣體供應管232g內流通N2氣體。N2氣體係與NH3氣體一起供應給處理室201內，再被從排氣管231排氣。另外，此時為防止NH3氣體侵入於第1噴嘴249a、第2噴嘴249b內，便開啟閥243e、243f，朝第1惰性 氣體供應管232e、第2惰性氣體供應管232f內流通N2氣體。N2氣體係經由第1氣體供應管232a、第2氣體供應管232b、第1噴嘴249a、第2噴嘴249b供應給處理室201內，再被從排氣管231排氣。
此時，適當調整APC閥244，而將處理室201內的壓力設為例如1~3000Pa範圍內的壓力。藉由將處理室201內的壓力設為此種較高壓力帶，便可因無電漿性熱使NH3氣體被活化。另外，利用熱使NH3氣體經活化之後才供應，便可使產生軟性反應，軟性執行後述的氮化。利用質量流量控制器241c進行控制的NH3氣體供應流量，係設為例如100~10000sccm範圍內的流量。利用質量流量控制器241g、241e、241f進行控制的N2氣體供應流量，分別設定為例如100~10000sccm範圍內的流量。此時處理室201內的NH3氣體分壓係設為0.01~2970Pa範圍內的壓力。利用熱而活化的NH3氣體對晶圓200之供應時間，即氣體供應時間(照射時間)，係設為例如1~120秒、較佳係1~60秒範圍內的時間。此時加熱器207的溫度係與步驟1~2同樣的，晶圓200的溫度設定為例如250~700℃、較佳係300~650℃、更佳係350~600℃範圍內的溫度。
此時在處理室201內流通的氣體係藉由提高處理室201內的壓力而因熱活化的NH3氣體，在處理室201內並沒有流通HCDS氣體與TEA氣體。所以，NH3氣體不會引發氣相反應，被活化的NH3氣體會與在步驟2中於晶圓200上所形成含有Si、N及C的第1層至少其中一部分進行反應。藉此，第1層會被氮化，形成第2層，再被改質為含有矽、碳及氮的層[即氮碳化矽層(SiCN層)。
另外，藉由使NH3氣體利用熱而活化並流通於處理室201內，便可將第1層予以熱氮化而使改質(變化)為SiCN層。此時， 在增加第1層中之N成分比例的情況下，使第1層被改質為SiCN層。另外，此時藉由利用NH3氣體進行的熱氮化作用，第1層的Si-N鍵結會增加，另一方面，Si-C鍵結及Si-Si鍵結會減少，而使第1層中的C成分比例與Si成分比例減少。即，在此氮濃度增加的方向上、且使碳濃度及矽濃度減少的方向上，可於使組成比變化情況下，使第1層改質為SiCN層。又，此時藉由控制處理室201內的壓力、氣體供應時間等處理條件，便可微調整SiCN層中的N成分比例(即氮濃度)，俾能更精密地控制SiCN層的組成比。
另外，此時較佳係使第1層的氧化反應未飽和。例如當由步驟1、2形成厚度未滿1原子層至數原子層程度的第1層時，最好使該第1層其中一部分氮化。此情況，依厚度未滿1原子層至數原子層程度的第1層不會全體被氮化的方式，於第1層的氮化反應呈不飽和之條件下進行氮化。
另外，為使第1層的氮化反應呈不飽和時，只要將步驟3的處理條件設為上述處理條件便可，尤其係將步驟3的處理條件設為下述處理條件，便可輕易地使第1層的氮化反應呈不飽和。
晶圓溫度：500~650℃
處理室內壓力：133~2666Pa
NH3氣體分壓：33~2515Pa
NH3氣體供應流量：1000~5000sccm
N2氣體供應流量：300~3000sccm
NH3氣體供應時間：6~60秒
(殘留氣體除去)
在形成第2層後，關閉第4氣體供應管232d的閥243d，而停止NH3氣體的供應。此時，於開啟排氣管231的APC閥244狀態下(較佳係將APC閥244的開度設為全開)，利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣，而將處理室201內殘留的未反應、或經參與第2層形成後的NH3氣體與反應副產物從處理室201內排除。另外，此時在閥243g、243e、243f呈開啟的狀態下，維持N2氣體對處理室201內的供應。N2氣體係具有當作迫淨氣體的作用，藉此可提高將處理室201內殘留的未反應、或經參與第2層形成後的NH3氣體與反應副產物，從處理室201內排除的效果。
另外，此時亦可未將處理室201內殘留的氣體完全排除，亦可未將處理室201內完全迫淨。若在處理室201內殘留的氣體屬微量，在後續施行的步驟1不會造成不良影響。此時，對處理室201內所供應的N2氣體流量亦無必要大流量，例如藉由供應與反應管203(處理室201)容積相同程度的量，便可執行在步驟1中不會造成不良影響程度的迫淨。依此，藉由未將處理室201內完全迫淨，便可縮短迫淨時間，俾提升產能。又，N2氣體的消耗亦可抑制為必要最小極限。
含氮氣體(氮化氣體)係除NH3氣體之外，尚可使用：二亞胺(N2H2)氣體、聯胺(N2H4)氣體、N3H8氣體、含有該等化合物的氣體等。惰性氣體係除N2氣體之外，尚可使用：Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
(既定次數實施)
將上述步驟1~3設為1循環，藉由施行該循環1次以上(既定次數)，便可在晶圓200上形成既定組成及既定膜厚之含矽、碳及氮的膜[即，氮碳化矽膜(SiCN膜)]。另外，上述循環最好重複施行複數次。即，最好將每1循環所形成SiCN層的厚度設為較小於所需膜厚，且複數次重複施行上述循環直到成為所需膜厚為止。
根據本實施形態，可達與上述第1實施形態同樣的效果。
即，當利用步驟2供應TEA氣體時，利用第1流量供應TEA氣體，在處理室201內的壓力成為既定壓力之後，於處理室201內的壓力維持既定壓力之情況下，依較小於上述第1流量的第2流量供應TEA氣體，藉此可減少TEA氣體的消耗量，而降低SiCN膜的成膜成本。
再者，於步驟2中依第1流量供應TEA氣體時，將在對處理室201內予以排氣排氣管路中所設置APC閥244的開度設為第1開度，而當依第2流量供應TEA氣體時，則將APC閥244的開度設為較大於第1開度的第2開度，藉此便可使處理室201內的壓力迅速上升，俾使處理室201內的壓力及早到達既定壓力。又，可增加在處理室201內滯留的碳(C)量，俾可增加第1層中所含C的濃度。
再者，當於步驟2中依第1流量供應TEA氣體時，將在對處理室201內予以排氣排氣管路中所設置APC閥244的開度(第1開度)設為全閉，並停止APC閥244的開度控制(封閉排氣管路)，而當依第2流量供應TEA氣體時，便開放APC閥244，且實施APC閥244的開度控制(開放排氣管路)，藉此可使處理室201內的壓力更迅速上升，俾可提高SiCN膜成膜處理的生產性。又，可增加SiCN膜中所含C的濃度。
再者，當於步驟2中依第1流量供應TEA氣體時，便依第3流量供應N2氣體，而當依第2流量供應TEA氣體時，便依較小於第3流量的第4流量供應N2氣體，藉此可防止處理室201內的TEA氣體分壓降低，俾可抑制SiCN膜中所含C的濃度降低。
再者，於步驟2中，將對處理室201內所供應的TEA氣體流量、與N2氣體流量的流量比維持一定，藉此將處理室201內的TEA氣體分壓會維持一定，便可抑制SiCN膜中所含C濃度降低。
再者，藉由於步驟2中，於減少對處理室201內所供應的TEA氣體流量時，藉由刻意地變化對處理室201內所供應TEA氣體流量與N2氣體流量的流量比，亦可使SiCN膜中所添加的C量變化。
再者，根據本實施形態，藉由交錯施行步驟1、2而形成含Si、N及C的第1層後，再藉由施行供應第2反應氣體之屬於含氮氣體的NH3氣體而使第1層氮化，俾使改質為第2層的SiCN層之步驟3，便可調整所形成SiCN膜中的碳與氮之組成比。另外，此時，藉由NH3氣體經利用熱而活化後才供應，便利用熱氮化的作用而增加SiCN膜中的Si-N鍵結，另一方面，可減少Si-C鍵結及Si-Si鍵結。即，在使氮濃度增加的方向上、且使碳濃度與矽濃度減少的方向上，可使組成比變化。又，此時，藉由控制處理室201內的壓力、氣體供應時間等處理條件，便可微調整SiCN膜中的N成分比例(即氮濃度)，俾可更精密地控制SiCN膜的組成比。藉由該等，便可調整所形成SiCN膜的介電常數、提升蝕刻耐性、提升絕緣性。
<本發明其他實施形態>
以上，針對本發明實施形態進行具體說明，惟本發明並不僅侷限 於上述實施形態，在不脫逸主旨之範疇內可進行各種變更。
例如上述實施形態，針對使TEA氣體流量依2階段變化而在晶圓200上形成薄膜的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於該實施形態。即，亦可使TEA氣體的流量分別依3階段、4階段、即多階段變化，而在晶圓200上形成薄膜。此情況，在處理室201內的壓力成為既定壓力之後，依處理室201內的壓力維持既定壓力之方式，控制著APC閥244的開度，且依處理室201內的TEA氣體分壓維持一定的方式，控制著N2氣體的流量，藉此便可達與上述實施形態同樣的效果。
再者，例如上述實施形態，針對使TEA氣體流量依2階段變化而在晶圓200上形成薄膜的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於該實施形態。即，亦可使HCDS氣體等原料氣體的流量依2階段變化而在晶圓200上形成薄膜，亦可使O2氣體等含氧氣體的流量依2階段變化而在晶圓200上形成薄膜，亦可使NH3氣體等含氮氣體的流量依2階段變化而在晶圓200上形成薄膜。即，不僅供應第1反應氣體(胺系氣體)的步驟，就連供應原料氣體的步驟、供應第2反應氣體(含氧氣體、含氮氣體)的步驟，亦可實施：在直到處理室201內的壓力成為既定壓力為止前，於停止處理室201內之排氣的狀態下，依第1流量供應原料氣體與第2反應氣體中在該步驟中所使用氣體的第1供應步驟；以及在處理室201內的壓力成為既定壓力之後，於將處理室201內的壓力維持於上述既定壓力，且實施處理室201內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量供應原料氣體與第2反應氣體中在該步驟中所使用氣體的第2供應步驟。圖9所示係使原料氣體(HCDS氣體)、第1反應氣體(TEA氣體)及含氧氣體(O2氣體)的流量， 分別依2階段變化，而在晶圓200上形成SiOCN膜或SiOC膜的例子。但，如TEA氣體之類屬於碳源的含碳氣體，相較於含氧氣體、含氮氣體之下，屬於較高價位，且薄膜中的C濃度較難高濃度化，因而當使屬於碳源的含碳氣體流量依2階段變化，而在晶圓200上形成薄膜時，最能明顯呈現本案發明的效果。
再者，例如上述實施形態，針對含有Si、N及C的第1層時，對處理室201內的晶圓200供應氯矽烷系原料氣體，然後再供應胺系氣體的例子進行說明，但該等氣體的供應順序亦可相反。即，亦可先供應胺系氣體，然後再供應氯矽烷系原料氣體。即，只要先供應氯矽烷系原料氣體及胺系氣體中之任一氣體，然後再供應另一氣體便可。依此，藉由改變氣體的供應順序，便可使所形成薄膜的膜質與組成比變化。
再者，例如上述實施形態，針對形成第1層的步驟係交錯1次施行步驟1、2，而形成含Si、N及C的第1層例進行說明，但亦可藉由複數次交錯施行步驟1、2而形成含Si、N及C的第1層。即，形成第1層的步驟係藉由既定次數(1次以上)交錯施行步驟1、2，便可形成含Si、N及C的第1層。即，第1實施形態係藉由既定次數施行包含有下述步驟的循環，便可在晶圓200上形成SiOCN膜或SiOC膜。該等步驟係既定次數(1次或複數次)交錯施行步驟1、2而形成含Si、N及C之第1層的步驟；藉由供應第2反應氣體的含氧氣體，而使第1層氧化，便形成第2層的SiOCN層或SiOC層之步驟。又，第2實施形態係藉由既定次數施行包含有下述步驟的循環，便可在晶圓200上形成SiCN膜。該等步驟係既定次數(1次或複數次)交錯施行步驟1、2而形成含Si、N及C之第1層的步驟；藉由供應第2反應氣體的含氮 氣體，而使第1層氮化，便形成第2層的SiCN層之步驟。
再者，例如上述實施形態係針對當於步驟1中形成含有既定元素(矽)與鹵元素(氯)之初期層時，原料氣體係使用氯矽烷系原料氣體的例子進行說明，但亦可取代氯矽烷系原料氣體，改為使用具有氯基以外之鹵系配位體的矽烷系原料氣體。例如可取代氯矽烷系原料氣體，改為使用氟矽烷系原料氣體。此處，所謂「氟矽烷系原料氣體」係指利用氣體狀態氟矽烷系原料、例如常溫常壓下呈液體狀態的氟矽烷系原料經氣化而獲得的氣體，或常溫常壓下呈氣體狀態的氟矽烷系原料等。又，氟矽烷系原料係具有鹵基為氟基的矽烷系原料，至少含有矽(Si)與氟(F)的原料。即，此處所謂「氟矽烷系原料」亦可謂係鹵化物之一種。氟矽烷系原料氣體係可使用例如：四氟矽烷[即四氟化矽(SiF4)]氣體、六氟二矽烷(Si2F6)氣體等氟化矽氣體。此情況，當形成含有既定元素與鹵元素的初期層時，便對處理室201內的晶圓200供應氟矽烷系原料氣體。此情況，初期層係含有Si與F的層，即含有F的含矽層。
再者，例如上述實施形態係針對使初期層之含有Cl的含矽層，變化(改質)為含Si、N及C的第1層時，第1反應氣體係使用胺系氣體的例子進行說明，但亦可取代胺系氣體，改為第1反應氣體係使用例如含有機聯胺化合物的氣體，即有機聯胺系氣體。另外，含有機聯胺化合物的氣體亦可簡稱為「有機聯胺化合物氣體」、或「有機聯胺氣體」。此處所謂「有機聯胺系氣體」係指氣體狀態有機聯胺，例如常溫常壓下呈液體狀態的有機聯胺經氣化而獲得的氣體、常溫常壓下呈氣體狀態的有機聯胺等含聯胺基之氣體。有機聯胺系氣體係由碳(C)、氮(N)及氫(H)等3元素構成的未含矽氣體，且未含矽與金屬的 氣體。有機聯胺系氣體較佳係可使用由例如：單甲基聯胺((CH3)HN2H2，簡稱：MMH)、二甲基聯胺((CH3)2N2H2，簡稱：DMH)、三甲基聯胺((CH3)2N2(CH3)H，簡稱：TMH)等經氣化的甲基聯胺系氣體、或由乙基聯胺((C2H5)HN2H2，簡稱：EH)等經氣化的乙基聯胺系氣體。此情況，於使含有Cl的含矽層變化(改質)為含Si、N及C的第1層時，便對處理室201內的晶圓200供應有機聯胺系氣體。
再者，上述實施形態係針對使用原料氣體、胺系氣體、含氧氣體，於晶圓200上形成SiOCN膜或SiOC膜的例子，以及使用原料氣體、胺系氣體、含氮氣體，在晶圓200上形成SiCN膜的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於該實施形態。
例如本發明亦可適用於使用原料氣體、胺系氣體、含碳氣體、含氧氣體，在晶圓200上形成SiOCN膜或SiOC膜的情況，以及使用原料氣體、胺系氣體、含碳氣體、含氮氣體，在晶圓200上形成SiCN膜的情況。即，本發明亦可適用於藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟、含氧氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiOCN膜或SiOC膜的情況；以及藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiCN膜的情況。
再者，例如本發明亦可適用於使用原料氣體、胺系氣體，在晶圓200上形成SiCN膜的情況；以及使用原料氣體、胺系氣體、含碳氣體，而在晶圓200上形成SiCN膜的情況。即，本發明亦可適用於藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiCN膜的情況；以及藉由既定次數施行包 括有原料氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiCN膜的情況。
再者，例如本發明亦可適用於使用原料氣體、胺系氣體、含硼氣體，而在晶圓200上形成氮碳硼化矽膜(SiBCN膜)的情況；及使用原料氣體、胺系氣體、含硼氣體、含碳氣體、含氮氣體，而在晶圓200上形成SiBCN膜的情況；以及使用原料氣體、胺系氣體、含硼氣體、含氮氣體，而在晶圓200上形成氮碳硼化矽膜(SiBN膜)的情況。即，本發明亦可適用於藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟、含硼氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiBCN膜的情況；及藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟、含硼氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiBCN膜的情況；以及藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟、含硼氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiBN膜的情況。
再者，例如本發明亦可適用於使用含硼氣體、胺系氣體，而在晶圓200上形成硼氮碳化膜(BCN膜)的情況；及使用含硼氣體、胺系氣體、含碳氣體、含氮氣體，而在晶圓200上形成BCN膜的情況；以及使用含硼氣體、胺系氣體、含氮氣體，而在晶圓200上形成硼氮化膜(BN膜)的情況。即，本發明亦可適用於藉由既定次數施行包括有含硼氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成BCN膜的情況；及藉由既定次數施行包括有含硼氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成BCN膜的情況；以及藉由既定次數施行包括 有含硼氣體供應步驟、胺系氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成BN膜的情況。
該等情況下，含碳氣體係可使用例如：乙炔(C2H2)氣體、丙烯(C3H6)氣體、乙烯(C2H4)氣體等烴系氣體。又，含硼氣體係可使用例如：三氯化硼(BCl3)氣體、二硼烷(B2H6)氣體等無機系氣體；硼氮炔(Borazine)系氣體等有機系氣體(以下亦稱「有機硼氮炔化合物氣體」)。原料氣體、胺系氣體、含氧氣體、含氮氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係例如可設為與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，該等情況，於胺系氣體供應步驟中，亦可使胺系氣體的流量依如上述採2階段變化，亦可使其他以外的氣體(原料氣體、含硼氣體、含碳氣體、含氧氣體、含氮氣體)流量，依如上述採2階段變化。但，胺系氣體及C3H6氣體之類屬於碳源的含碳氣體，相較於含氧氣體、含氮氣體之下，屬於較高價位，且薄膜中的C濃度較難高濃度化，因而當使胺系氣體的流量、含碳氣體的流量依2階段變化而形成薄膜時，便可明顯凸顯本發明效果。又，因為有機硼氮炔化合物氣體亦屬較高價位，因而當作含硼氣體用的有機硼氮炔化合物氣體流量依2階段變化，而在晶圓200上形成薄膜時，亦可明顯凸顯本發明效果。
依此本發明頗適用於使用原料氣體與胺系氣體的全盤基板處理程序。
再者，本發明亦可適用於例如：使用原料氣體與胺基矽烷系原料氣體，在晶圓200上形成SiCN膜的情況；使用原料氣體與有機硼氮炔化合物氣體，在晶圓200上形成具有硼氮炔環骨架之SiBCN 膜或SiBN膜的情況。即，本發明亦可適用於藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、胺基矽烷系原料氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiCN膜的情況；及藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、有機硼氮炔化合物氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成具有硼氮炔環骨架的SiBCN膜或SiBN膜之情況。
該等情況，胺基矽烷系原料氣體係可使用例如：三(二甲胺基)矽烷(Si[N(CH3)2]3H，簡稱：3DMAS)氣體等。又，有機硼氮炔化合物氣體係可使用例如n,n',n"-三甲基硼氮炔(簡稱：TMB)氣體等。原料氣體係可使用與上述實施形態同樣的原料氣體。另外，此時的處理條件係例如可設為與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，該等情況，於胺基矽烷系原料氣體供應步驟中，亦可使胺基矽烷系原料氣體的流量依如上述採2階段變化，亦可於有機硼氮炔化合物氣體供應步驟中，使有機硼氮炔化合物氣體的流量依如上述採2階段變化，亦可於原料氣體供應步驟中，使原料氣體的流量依如上述採2階段變化。但，因為胺基矽烷系原料氣體與有機硼氮炔化合物氣體係屬較高價位，因而當使該等氣體的流量依2階段變化，而在晶圓200上形成薄膜時，便可明顯凸顯本發明效果。
依此，本發明頗適用於使用原料氣體與胺基矽烷系原料氣體的基板處理程序、及使用原料氣體與有機硼氮炔化合物氣體的基板處理程序。
再者，上述實施形態係針對反應氣體使用含有碳與氮之氣體(含碳及氮氣體)的胺系氣體例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於該實施形態。例如本發明亦可適用於反應氣體係取代胺系氣體，改為使用含碳氣體與含氮氣體等2種氣體的情況。
例如本發明亦可適用於：藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟、含氧氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiOCN膜的情況；及藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiCN膜的情況。此情況，含碳氣體係可使用丙烯(C3H6)氣體、乙炔(C2H2)氣體、乙烯(C2H4)氣體等烴系氣體，而含氮氣體係可使用與上述第2實施形態同樣的氣體。
再者，例如本發明亦可適用於藉由既定次數施行包括有原料氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟、含硼氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成SiBCN膜的情況。此情況，含碳氣體、含硼氣體、含氮氣體係分別可使用上述氣體。
再者，例如本發明亦可適用於藉由既定次數施行包括有含硼氣體供應步驟、含碳氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成BCN膜的情況；及藉由既定次數施行包括有含硼氣體供應步驟、含氮氣體供應步驟的循環，而在晶圓200上形成BN膜的情況。此情況，含硼氣體、含碳氣體、含氮氣體係分別可使用上述氣體。
該等情況，含碳氣體供應步驟亦可使含碳氣體的流量依如上述採2階段變化；亦可使其他以外的氣體(原料氣體、含氧氣體、含氮氣體、含硼氣體)流量依如上述採2階段變化。但，如C3H6氣體之類屬於碳源的含碳氣體，相較於含氧氣體與含氮氣體之下，係屬於較高價位，且薄膜中的C濃度較難高濃度化，因而當使屬於碳源的含碳氣體流量依2階段變化而形成薄膜時，最能明顯凸顯本發明的效果。
依此，本發明頗適用於使用原料氣體與含碳氣體等反應 氣體形成薄膜的情況。
藉由將利用上述各實施形態與各變形例手法所形成的矽系絕緣膜、硼系絕緣膜，使用為側壁間隔層，便可提供漏電流少、加工性優異的裝置形成技術。
再者，藉由將上述各實施形態、各變形例手法所形成的矽系絕緣膜、硼系絕緣膜，使用為蝕刻終止層(etch stopper)，便可提供加工性優異的裝置形成技術。
根據上述各實施形態、各變形例，即便於低溫區域下未使用電漿，仍可形成理想計量比的矽系絕緣膜、硼系絕緣膜。又，因為能在未使用電漿情況下形成矽系絕緣膜、硼系絕緣膜，因而亦可適用於例如DPT、SADP膜等會有電漿損傷顧慮的步驟。
再者，上述實施形態針對氮碳氧化膜、碳氧化膜、氮碳化膜係形成含有屬於半導體元素之矽的矽系絕緣膜(SiOCN膜、SiOC膜、SiCN膜)例子進行說明，但本發明亦可適用於形成含有例如鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鉬(Mo)等金屬元素之金屬系薄膜的情況。
即，本發明亦頗適用於形成例如氮碳氧化鈦膜(TiOCN膜)、氮碳氧化鋯膜(ZrOCN膜)、氮碳氧化鉿膜(HfOCN膜)、氮碳氧化鉭膜(TaOCN膜)、氮碳氧化鋁膜(AlOCN膜)、氮碳氧化鉬膜(MoOCN膜)等金屬氮碳氧化膜的情況。
再者，例如本發明亦頗適用於形成：碳氧化鈦膜(TiOC膜)、碳氧化鋯膜(ZrOC膜)、碳氧化鉿膜(HfOC膜)、碳氧化鉭膜(TaOC膜)、碳氧化鋁膜(AlOC膜)、碳氧化鉬膜(MoOC膜)等金屬碳氧化膜的情況。
再者，例如本發明亦頗適用於形成：氮碳化鈦膜(TiCN膜)、氮碳化鋯膜(ZrCN膜)、氮碳化鉿膜(HfCN膜)、氮碳化鉭膜(TaCN膜)、氮碳化鋁膜(AlCN膜)、氮碳化鉬膜(MoCN膜)等金屬氮碳化膜的情況。
該等情況下，取代上述實施形態的氯矽烷系原料氣體，改為使用含金屬元素與鹵元素的原料氣體，依照與上述實施形態同樣的序列便可施行成膜。即，藉由既定次數施行包括有：對處理室201內的晶圓200供應含有金屬元素與鹵元素的原料氣體之步驟、及對處理室201內的晶圓200供應反應氣體之步驟的循環，便可在晶圓200上形成金屬系薄膜。
具體而言，藉由既定次數施行包括有：藉由既定次數交錯施行對處理室201內的晶圓200供應含有金屬元素與鹵元素的原料氣體之步驟、及對處理室201內的晶圓200供應第1反應氣體的步驟，而在晶圓200上形成含有金屬元素、氮及碳的第1層之步驟；以及對處理室201內的晶圓200供應不同於原料氣體及第1反應氣體的第2反應氣體，而將第1層予以改質並形成第2層的步驟；便可在晶圓200上形成既定組成及既定膜厚的金屬系薄膜(金屬氮碳氧化膜、金屬碳氧化膜、金屬氮碳化膜)。
此情況，例如供應第1反應氣體的步驟中，使第1反應氣體的流量依如上述採2階段變化。另外，於供應原料氣體的步驟、供應第2反應氣體的步驟中，亦可使原料氣體的流量、第2反應氣體的流量如上述採2階段變化的理由，係如上述。
例如當形成含Ti之金屬系薄膜(TiOCN膜、TiOC膜、 TiCN膜)時，原料氣體係可使用四氯化鈦(TiCl4)等含Ti及氯基的氣體、或四氟化鈦(TiF4)等含Ti及氟基的氣體。第1與第2反應氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係可設為例如與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Zr之金屬系薄膜(ZrOCN膜、ZrOC膜、ZrCN膜)的情況，原料氣體係可使用四氯化鋯(ZrCl4)等含Zr及氯基的氣體、或四氟化鋯(ZrF4)等含Zr及氟基的氣體。第1與第2反應氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係例如可設為與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Hf之金屬系薄膜(HfOCN膜、HfOC膜、HfCN膜)的情況，原料氣體係可使用四氯化鉿(HfCl4)等含Hf及氯基的氣體、或四氟化鉿(HfF4)等含Hf及氟基的氣體。第1與第2反應氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係例如可設為與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Ta之金屬系薄膜(TaOCN膜、TaOC膜、TaCN膜)的情況，原料氣體係可使用五氯化鉭(TaCl5)等含Ta及氯基的氣體、或五氟化鉭(TaF5)等含Ta及氟基的氣體。第1與第2反應氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係例如可設為與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Al之金屬系薄膜(AlOCN膜、AlOC膜、AlCN膜)的情況，原料氣體係可使用三氯化鋁(AlCl3)等含Al及氯基的氣體、或三氟化鋁(AlF3)等含Al及氟基的氣體。第1與第2反應氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係例如可設為與上述實施形態同樣的處理條件。
再者，例如形成含Mo之金屬系薄膜(MoOCN膜、MoOC膜、MoCN膜)的情況，原料氣體係可使用五氯化鉬(MoCl5)等含Mo及氯基的氣體、或五氟化鉬(MoF5)等含Mo及氟基的氣體。第1與第2反應氣體係可使用與上述實施形態同樣的氣體。另外，此時的處理條件係例如可設為與上述實施形態同樣的處理條件。
即，本發明頗適用於形成含有半導體元素、金屬元素等既定元素之薄膜的情況。
另外，該等各種薄膜成膜時所使用的製程配方(記載著處理順序、處理條件的程式)，最好配合基板處理的內容(所形成薄膜的膜種、組成比、膜質、膜厚等)，分別個別準備(複數準備)。然後，於開始基板處理時，最好配合基板處理的內容，從複數製程配方中適當選擇恰當的製程配方。具體而言，最好將配合基板處理內容個別準備的複數製程配方，經由電氣通訊線路、或記錄有該製程配方的記錄媒體(外部記憶裝置123)，預先儲存(安裝)於基板處理裝置所具備的記憶裝置121c內。然後，於開始基板處理時，基板處理裝置所具備的CPU121a，最好從記憶裝置121c內所儲存的複數製程配方中，配合基板處理內容適當選擇恰當的製程配方。藉由依此構成，便可由1台基板處理裝置通用且重現性佳地形成各種膜種、組成比、膜質、膜厚的薄膜。又，可減輕操作員的操作負擔(處理順序與處理條件的輸入負擔等)，俾可在迴避操作失誤的情況下，迅速地開始進行基板處理。
但，上述製程配方並不僅侷限於新製成的情況，例如亦可藉由變更已安裝於基板處理裝置中的現有製程配方而準備。變更製程配方時，亦可將變更後的製程配方，經由電氣通訊線路、或記錄有該製程配方的記錄媒體，安裝於基板處理裝置。又，亦可操作現有基 板處理裝置所具備的輸出入裝置122，、而直接變更已安裝於基板處理裝置中的現有製程配方。
再者，上述實施形態係針對使用一次便處理複數片基板的批次式基板處理裝置，施行薄膜成膜的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於此，亦可適用於使用一次僅處理1片或數片基板的單片式基板處理裝置，施行薄膜成膜的情況。又，上述實施形態係針對使用具有熱壁式處理爐的基板處理裝置施行薄膜成膜的例子進行說明，惟本發明並不僅侷限於此，亦頗適用於使用具有冷壁式處理爐的基板處理裝置施行薄膜成膜的情況。
再者，上述各實施形態係可適當組合使用。
[實施例]
實施例係利用上述第1實施形態的成膜序列在晶圓上形成SiOCN膜。另外，步驟2的第1TEA氣體供應步驟中，TEA氣體的流量(第1流量)係設為200~1000sccm範圍內的流量，氣體供應時間係設為10~20秒範圍內的時間。又，第2TEA氣體供應步驟中的TEA氣體流量(第2流量)係設為100~500sccm範圍內的流量，氣體供應時間係設為20~100秒範圍內的時間。除此之外的成膜條件(各步驟中的處理條件)係設定為上述第1實施形態所記載處理條件範圍內的條件。
比較例係在上述第1實施形態的成膜序列中，於未變更對處理室內所供應TEA氣體的流量之情況下，於晶圓上形成SiOCN膜。另外，步驟2(TEA氣體供應步驟)中的TEA氣體流量係設為200~1000sccm範圍內的流量，氣體供應時間係設為30~120秒範圍內的時間。除此之外的成膜條件(各步驟中的處理條件)係設定為上述第1實施形態所記載處理條件範圍內的條件。
結果，實施例的成膜序列、比較例的成膜序列均確認到能形成碳濃度10~20%程度的SiOCN膜。另外，相較於比較例的成膜序列之下，本實施例成膜序列比較能減少TEA氣體總供應量(消耗量)，又確認到可提高成膜速率。另外，確認到本實施例成膜序列的TEA氣體總供應量，可減少為比較例成膜序列的TEA氣體總供應量之60~70%。
<本發明較佳態樣>
以下，附註本發明的較佳態樣。
(附註1)
根據本發明一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係設有藉由既定次數施行包括有：對處理室內的基板供應原料氣體之步驟；及對上述處理室內的上述基板供應反應氣體之步驟的循環，而在上述基板上形成薄膜的步驟；其中，上述供應原料氣體的步驟及上述供應反應氣體的步驟中至少任一步驟，係施行：第1供應步驟，其乃直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體；以及第2供應步驟，其乃在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應上述 原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體。
(附註2)
附註1的半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟中，將對對上述處理室內予以排氣之在排氣管路中所設置排氣閥的開度設為全閉(full close)，而在上述第2供應步驟中，則開放上述排氣閥。
(附註3)
附註1或2的半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟中，停止對上述處理室內予以排氣之在排氣管路中所設置排氣閥的開度控制，而在上述第2供應步驟中，則實施上述排氣閥的開度控制。
(附註4)
附註3的半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟中，將上述排氣閥的開度設為全閉(full close)。
(附註5)
附註1的半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟中，封閉對上述處理室內予以排氣的排氣管路，而在上述第2供應步驟中則開放上述排氣管路。
(附註6)
附註1至5中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，係一起供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用的氣體、及惰性氣體。
(附註7)
附註6的半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體的流量、與上述惰性氣體的流量之流量比，係維持一定。
(附註8)
附註6之半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟中，依第3流量供應上述惰性氣體；上述第2供應步驟中，上述惰性氣體係依較小於上述第3流量的第4流量供應。
(附註9)
附註8的半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，上述第1流量對上述第3流量的比、與上述第2流量對上述第4流量的比係相等。
(附註10)
附註8的半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，上述第1流量對上述 第1流量與上述第3流量的合計流量(和)比、與上述第2流量對上述第2流量與上述第4流量的合計流量(和)比係相等。
(附註11)
附註1至10中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，至少在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力後，便將上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體的分壓維持一定。
(附註12)
附註1至11中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述供應原料氣體的步驟係執行：直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體的第1供應步驟；及在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量供應上述原料氣體的第2供應步驟。
(附註13)
附註1至12中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述供應反應氣體的步驟，係執行：直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室 內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述反應氣體的第1供應步驟；及在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量供應上述反應氣體的第2供應步驟。
(附註14)
附註1至13中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述反應氣體係含有含碳氣體。
(附註15)
附註1至14中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述反應氣體係含有碳與氮的氣體。
(附註16)
附註1至15中任一項之半導體裝置之製造方法，其中較佳：上述反應氣體係含有烴系氣體及胺系氣體中之至少任一種。
(附註17)
本發明另一態樣所提供的基板處理方法，係設有藉由既定次數施行包括有：對處理室內的基板供應原料氣體之步驟；及對上述處理室內的上述基板供應反應氣體之步驟； 而在上述基板上形成薄膜的步驟；其中，上述供應原料氣體的步驟及上述供應反應氣體的步驟中至少任一步驟，係施行：第1供應步驟，其乃直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體；以及第2供應步驟，其乃在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體。
(附註18)
根據本發明再另一態樣所提供的的基板處理裝置，係包括有：處理室，其乃收容基板；原料氣體供應系統，其乃對上述處理室內供應原料氣體；反應氣體供應系統，其乃對上述處理室內供應反應氣體；排氣系統，其乃對上述處理室內施行排氣；壓力調整部，其乃調整上述處理室內的壓力；以及控制部，其乃施行既定次數之包括有下述步驟的循環，而在基板上形成薄膜的處理：對上述處理室內的基板供應上述原料氣體的處理、及對上述處理室內的上述基板供應上述反應氣體的處理；；藉由上述供應原料氣體的處理及上述供應反應氣體的處理中至少任一處理，係執行第1供應處理與第2供應處理，而控制上述原料氣體供應系統、上述反應氣體供應系統、上述排氣系統及上述壓力調整部；該 第1供應處理係直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該處理所使用氣體；該第2供應處理，係在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該處理所使用氣體。
(附註19)
根據本發明再另一態樣所提供的程式，係使電腦執行藉由施行既定次數之包括有下述步驟的循環，而在基板上形成薄膜的順序：對基板處理裝置的處理室內之基板供應原料氣體的順序；及對上述處理室內的上述基板供應反應氣體的順序；其中，上述供應原料氣體的順序及上述供應反應氣體的順序中至少任一順序，係執行：第1供應順序，其乃直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體；及第2供應順序，其乃在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該順序所使用氣體。
(附註20)
根據本發明再另一態樣所提供的記錄媒體，係可電腦讀取記錄著執行下述順序之程式的記錄媒體；其係使電腦執行藉由既定次數施行包括有：對基板處理裝置的處理室內之基板供應原料氣體的順序；及對上述處理室內的上述基板供應反應氣體的順序；而在上述基板上形成薄膜的順序；上述供應原料氣體的順序及上述供應反應氣體的順序中至少任一順序，係執行：第1供應順序，其乃直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體；以及第2供應順序，其乃在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依較小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體。
115‧‧‧晶舟升降機
121‧‧‧控制器(控制部)
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理爐
203‧‧‧反應管
207‧‧‧加熱器
217‧‧‧晶舟
218‧‧‧絕熱構件
219‧‧‧密封蓋
220‧‧‧O形環
231‧‧‧排氣管
232a‧‧‧第1氣體供應管
232b‧‧‧第2氣體供應管
232c‧‧‧第3氣體供應管
232d‧‧‧第4氣體供應管
232e‧‧‧第1惰性氣體供應管
232f‧‧‧第2惰性氣體供應管
232g‧‧‧第3惰性氣體供應管
241a~241c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
241d~241g‧‧‧質量流量控制器
243a~243g‧‧‧閥
244‧‧‧APC閥
245‧‧‧壓力感測器
246‧‧‧真空泵
249a‧‧‧第1噴嘴
249b‧‧‧第2噴嘴
249c‧‧‧第3噴嘴
250a~250c‧‧‧氣體供應孔
255‧‧‧旋轉軸
263‧‧‧溫度感測器
267‧‧‧旋轉機構

Claims (15)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，係具有藉由施行既定次數之包括有下述步驟的循環，而在基板上形成薄膜的步驟：對處理室內的基板供應原料氣體之步驟，及對上述處理室內的上述基板供應反應氣體之步驟；其中，於上述供應原料氣體的步驟及上述供應反應氣體的步驟中至少任一步驟，係施行：第1供應步驟，其乃直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體；以及第2供應步驟，其乃在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟中，將對上述處理室內進行排氣之排氣管路中所設置的排氣閥的開度設為全閉(full close)，而在上述第2供應步驟中，則開放上述排氣閥。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟中，停止對上述處理室內進行排氣之排氣管路中所設置的排氣閥的開度控制，而在上述第2供應步驟中，則實施上述排氣閥的開度控制。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟中，將上述排氣閥的開度設為全閉(full close)。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟中，封閉對上述處理室內進行排氣的排氣管路，而在上述第2供應步驟中則開放上述排氣管路。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，係一起供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用的氣體、及惰性氣體。
  7. 如申請專利範圍第6項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體的流量、與上述惰性氣體的流量之流量比，係維持一定。
  8. 如申請專利範圍第6項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟中，依第3流量供應上述惰性氣體；上述第2供應步驟中，上述惰性氣體係依小於上述第3流量的第4流量供應。
  9. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，上述第1流量對上述第3流量的比、與上述第2流量對上述第4流量的比係相等。
  10. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，上述第1流量對上述第1流量與上述第3流量的合計流量的比、與上述第2流量對上述第2流量與上述第4流量的合計流量的比係相等。
  11. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1供應步驟及上述第2供應步驟中，至少在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力後，便將上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所 使用氣體的分壓維持一定。
  12. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述供應原料氣體的步驟係執行：直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體的第1供應步驟；及在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依小於上述第1流量的第2流量供應上述原料氣體的第2供應步驟。
  13. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述供應反應氣體的步驟，係執行：直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述反應氣體的第1供應步驟；及在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依小於上述第1流量的第2流量供應上述反應氣體的第2供應步驟。
  14. 一種基板處理裝置，係包括有：處理室，其乃收容基板；原料氣體供應系統，其乃對上述處理室內供應原料氣體；反應氣體供應系統，其乃對上述處理室內供應反應氣體；排氣系統，其乃對上述處理室內施行排氣； 壓力調整部，其乃調整上述處理室內的壓力；以及控制部，其乃執行既定次數之包括有下述處理之循環，而在基板上形成薄膜的處理：對上述處理室內的基板供應上述原料氣體的處理、及對上述處理室內的上述基板供應上述反應氣體的處理；於上述供應原料氣體的處理及上述供應反應氣體的處理中至少任一處理，係執行第1供應處理與第2供應處理，而控制上述原料氣體供應系統、上述反應氣體供應系統、上述排氣系統及上述壓力調整部；該第1供應處理係直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該處理所使用氣體；該第2供應處理，係在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該處理所使用氣體。
  15. 一種記錄媒體，係可電腦讀取記錄著執行下述順序之程式的記錄媒體；其係使電腦執行藉由既定次數施行包括有下述順序的循環，而在基板上形成薄膜的順序：對基板處理裝置的處理室內之基板供應原料氣體的順序，及對上述處理室內的上述基板供應反應氣體的順序；上述供應原料氣體的順序及上述供應反應氣體的順序中至少任一順序，係執行：第1供應順序，其乃直到上述處理室內的壓力成為既定壓力之前，於停止上述處理室內之排氣的狀態下，依第1流量供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體；以及 第2供應順序，其乃在上述處理室內的壓力成為上述既定壓力之後，於將上述處理室內的壓力維持於上述既定壓力，且實施上述處理室內之排氣的狀態下，依小於上述第1流量的第2流量，供應上述原料氣體與上述反應氣體中在該步驟所使用氣體。
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