TW202314025A - 基板處理方法、半導體裝置的製造方法、基板處理裝置、及程式 - Google Patents

基板處理方法、半導體裝置的製造方法、基板處理裝置、及程式 Download PDF

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Abstract

提供一種可使形成於基板上的膜的特性提升之技術。 具有將包含：(a)對基板供給含矽的第1氣體而形成第1層之工程；(b)對基板供給含矽而分子結構和前述第1氣體相異的第2氣體而形成第2層之工程；(c)對基板供給含規定的元素的第3氣體之工程；(d)對基板供給含氮的第4氣體而將前述第1層及前述第2層改質之工程；之循環予以進行規定次數，藉此在前述基板上形成含矽、前述規定的元素、及氮的膜之工程，作為前述規定的元素，使用可在前述膜中形成缺陷的元素，前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(a)(c)(b)(d)、(c)(a)(b)(d)、或(c)(a)(c)(b)(d)的任一種的順序進行。

Description

基板處理方法、半導體裝置的製造方法、基板處理裝置、及程式
本揭示有關基板處理方法，半導體裝置的製造方法，基板處理裝置，及程式。
作為半導體裝置的製造工程的一工程，會進行在基板上形成膜之處理(例如專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2021/053756號
[發明所欲解決之問題]
本揭示之目的，在於提供一種可使形成於基板上的膜的特性提升之技術。 [解決問題之技術手段]
按照本揭示之一態樣，提供一種技術，具有將包含： (a)對基板供給含矽的第1氣體而形成第1層之工程； (b)對基板供給含矽而分子結構和前述第1氣體相異的第2氣體而形成第2層之工程； (c)對基板供給含規定的元素的第3氣體之工程； (d)對基板供給含氮的第4氣體而將前述第1層及前述第2層改質之工程； 之循環予以進行規定次數，藉此在前述基板上形成含矽、前述規定的元素、及氮的膜之工程， 作為前述規定的元素，使用可在前述膜中形成缺陷的元素， 前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(a)(c)(b)(d)、(c)(a)(b)(d)、或(c)(a)(c)(b)(d)的任一種的順序進行。 [發明之功效]
按照本揭示，可提供一種可使形成於基板上的膜的特性提升之技術。
＜本揭示之一態樣＞
以下主要參照圖1~圖4說明本揭示之一態樣。另，以下的說明中使用的圖面皆為模型化之物，圖面所示之各要素的尺寸的關係、各要素的比率等未必和現實之物一致。此外，在複數個圖面的相互間，各要素的尺寸的關係、各要素的比率等亦未必一致。
(1)基板處理裝置的構成 如圖1所示，處理爐202具有作為溫度調整器(加熱部)之加熱器207。加熱器207為圓筒形狀，藉由受到保持板支撐而垂直地架設。加熱器207，亦作用成為使氣體藉由熱而活化(激發)之活化機構(激發部)。
在加熱器207的內側，和加熱器207同心圓狀地配設有反應管203。反應管203例如藉由石英(SiO 2)或碳化矽(SiC)等的耐熱性材料所構成，形成為上端閉塞而下端開口的圓筒形狀。在反應管203的下方，和反應管203同心圓狀地配設有歧管209。歧管209例如藉由不鏽鋼(SUS)等的金屬材料所構成，形成為上端及下端開口的圓筒形狀。歧管209的上端部和反應管203的下端部卡合，構成為支撐反應管203。在歧管209與反應管203之間，設有作為密封構件的O型環220a。反應管203如同加熱器207般垂直地架設。主要藉由反應管203與歧管209而構成處理容器(反應容器)。在處理容器的筒中空部形成處理室201。處理室201構成為可收容作為基板之晶圓200。在此處理室201內進行對晶圓200之處理。
在處理室201內，作為第1~第3供給部之噴嘴249a~249c各自以貫通歧管209的側壁之方式設置。亦將噴嘴249a~249c各自稱為第1~第3噴嘴。噴嘴249a~249c例如藉由石英或SiC等的耐熱性材料所構成。在噴嘴249a~249c各自連接有氣體供給管232a~232c。噴嘴249a~249c為各自相異的噴嘴，噴嘴249a，249c的各者鄰近噴嘴249b而設置。
在氣體供給管232a~232c，從氣體流的上游側依序各自設有流量控制器(流量控制部)即質量流量控制器(MFC)241a~241c及開閉閥即閥243a~243c。在比氣體供給管232a的閥243a還下游側，各自連接有氣體供給管232d，232e。在比氣體供給管232b，232c的閥243b，243c還下游側，各自連接有氣體供給管232f，232g。在氣體供給管232d~232g，從氣體流的上游側依序各自設有MFC241d~241g及閥243d~243g。氣體供給管232a~232g例如藉由SUS等的金屬材料所構成。
如圖2所示，噴嘴249a~249c，在反應管203的內壁與晶圓200之間的俯視下圓環狀的空間，自反應管203的內壁的下部沿著上部，各自以朝向晶圓200的排列方向上方豎起之方式設置。亦即，噴嘴249a~249c，在供晶圓200排列的晶圓排列區域的側方之水平地圍繞晶圓排列區域的區域，各自以沿著晶圓排列區域之方式設置。於俯視下，噴嘴249b隔著被搬入至處理室201內的晶圓200的中心而配置成和後述的排氣口231a於一直線上相向。噴嘴249a，249c，配置成沿著反應管203的內壁(晶圓200的外周部)而從兩側包夾通過噴嘴249b與排氣口231a的中心之直線L。直線L亦是通過噴嘴249b與晶圓200的中心之直線。亦即，噴嘴249c亦能說是隔著直線L而設於和噴嘴249a相反側。噴嘴249a，249c，以直線L作為對稱軸而線對稱地配置。在噴嘴249a~249c的側面，各自設於供給氣體之氣體供給孔250a~250c。氣體供給孔250a~250c，於俯視下各自以和排氣口231a相向(面對面)之方式開口，可朝向晶圓200供給氣體。氣體供給孔250a~250c從反應管203的下部橫跨上部設置複數個。
從氣體供給管232a，例如含矽(Si)的第1氣體，透過MFC241a、閥243a、噴嘴249a被供給往處理室201內。第1氣體被用作為原料氣體。
從氣體供給管232b，含規定的元素的第3氣體，透過MFC241b、閥243b、噴嘴249b而被供給往處理室201內。另，所謂規定的元素，為可在藉由進行後述的成膜處理而形成於晶圓200上的膜中形成缺陷的元素。作為規定的元素，能夠使用碳(C)或硼(B)當中的至少任一者。
從氣體供給管232c，含氮(N)的第4氣體，透過MFC241c、閥243c、噴嘴249c而被供給往處理室201內。第4氣體被用作為反應氣體。
從氣體供給管232d，含Si的第2氣體，透過MFC241d、閥243d、氣體供給管232a、噴嘴249a而被供給往處理室201內。另，第2氣體，為分子結構和第1氣體相異的氣體，被用作為原料氣體。
從氣體供給管232e~232g，非活性氣體各自透過MFC241e~241g、閥243e~243g、氣體供給管232a ~232c、噴嘴249a~249c而被供給往處理室201內。非活性氣體，作用成為排淨(purge)氣體、載體氣體、稀釋氣體等。
主要藉由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a而構成第1氣體供給系統。主要藉由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b而構成第3氣體供給系統。主要藉由氣體供給管232c、MFC241c、閥243c而構成第4氣體供給系統。主要藉由氣體供給管232d、MFC241d、閥243d而構成第2氣體供給系統。主要藉由氣體供給管232e~232g、MFC241e~241g、閥243e~243g而構成非活性氣體供給系統。
上述的各種供給系統當中，任一者或所有的供給系統，亦可構成作為閥243a~243g或MFC241a~241g等被整合而成之整合型供給系統248。整合型供給系統248，構成為對氣體供給管232a~232g的各者連接，藉由後述的控制器121而被控制往氣體供給管232a~232h內的各種物質(各種氣體)的供給動作，亦即閥243a~243g的開閉動作或MFC241a~241g所致之流量調整動作等。整合型供給系統248，構成作為一體型或分割型的整合單元，能夠對氣體供給管232a~232g等以整合單元單位進行裝卸，而可以整合單元單位進行整合型供給系統248的維護、交換、增設等。
在反應管203的側壁下方，設有將處理室201內的環境排氣之排氣口231a。如圖2所示，排氣口231a，於俯視下隔著晶圓200設置於和噴嘴249a~249c(氣體供給孔250a~250c)相向(面對面)的位置。排氣口231a，亦可自反應管203的側壁的下部沿著上部，亦即沿著晶圓排列區域設置。在排氣口231a連接有排氣管231。在排氣管231，透過作為檢測處理室201內的壓力的壓力檢測器(壓力檢測部)之壓力感測器245及作為壓力調整器(壓力調整部)之APC(Auto Pressure Controller；自動壓力控制)閥244，而連接有作為真空排氣裝置之真空泵浦246。APC閥244，於令真空泵浦246作動的狀態下將閥開閉，藉此能夠進行處理室201內的真空排氣及真空排氣停止。APC閥244又構成為，於令真空泵浦246作動的狀態下，基於藉由壓力感測器245檢測出的壓力資訊而調節閥開度，藉此能夠調整處理室201內的壓力。主要藉由排氣管231、APC閥244、壓力感測器245而構成排氣系統。亦可將真空泵浦246想成包含在排氣系統。
在歧管209的下方，設有可將歧管209的下端開口氣密地閉塞的作為爐口蓋體之封帽219。封帽219例如藉由SUS等的金屬材料所構成，形成為圓盤狀。在封帽219的上面，設有和歧管209的下端抵接的作為密封構件之O型環220b。在封帽219的下方，設置有使後述的晶舟217旋轉之旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸255，貫通封帽219而連接至晶舟217。旋轉機構267，構成為藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉。封帽219，構成為藉由設置於反應管203的外部的作為升降機構之晶舟升降機115而於垂直方向升降。晶舟升降機115，藉由使封帽219升降，而構成為將晶圓200在處理室201內外搬入及搬出(搬送)之搬送裝置(搬送機構)。搬送裝置，作用成為往處理室201內提供晶圓200的提供裝置。
在歧管209的下方，設有在使封帽219降下而將晶舟217從處理室201內搬出的狀態下，可將歧管209的下端開口氣密地閉塞的作為爐口蓋體之閘門219s。閘門219s例如藉由SUS等的金屬材料所構成，形成為圓盤狀。在閘門219s的上面，設有和歧管209的下端抵接的作為密封構件之O型環220c。閘門219s的開閉動作(升降動作或旋動動作等)藉由閘門開閉機構115s而受到控制。
作為基板支撐具之晶舟217，構成為使複數片例如25~200片的晶圓200在水平姿勢且在將彼此中心對齊的狀態下於垂直方向排列整齊而多段地支撐亦即使其相距間隔而排列。晶舟217例如藉由石英或SiC等的耐熱性材料所構成。在晶舟217的下部，多段地支撐有例如藉由石英或SiC等的耐熱性材料所構成的斷熱板218。
在反應管203內，設置有作為溫度檢測器之溫度感測器263。基於藉由溫度感測器263檢測出的溫度資訊來調整給加熱器207的通電情況，藉此讓處理室201內的溫度成為期望的溫度分布。溫度感測器263，沿著反應管203的內壁設置。
如圖3所示，控制部(控制手段)亦即控制器121，構成為具備CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)121a、RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d之電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d，構成為可透過內部匯流排121e而和CPU121a做資料交換。在控制器121連接有例如構成作為觸控面板等之輸出入裝置122。此外，對於控制器121可連接外部記憶裝置123。
記憶裝置121c例如藉由快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive；硬碟機)、SSD(Solid State Drive；固態硬碟機)等所構成。在記憶裝置121c內，可讀出地存儲有控制基板處理裝置的動作之控制程式、或記載著後述的基板處理的手續或條件等之製程配方等。製程配方，為被組合成藉由控制器121使基板處理裝置執行後述的基板處理中的各手續，以便能夠得到規定的結果，其作用成為程式。以下，亦將製程配方或控制程式等統稱而簡稱為程式。此外，亦將製程配方簡稱為配方。本說明書中當使用程式這一用語的情形下，有僅包含配方單一者的情形、僅包含控制程式單一者的情形、或包含它們兩者的情形。RAM121b，構成作為供藉由CPU121a而被讀出的程式或資料等暫時性地保持之記憶體區域(工作區)。
I/O埠121d，連接至上述的MFC241a~241g、閥243a~243g、壓力感測器245、APC閥244、真空泵浦246、溫度感測器263、加熱器207、旋轉機構267、晶舟升降機115、閘門開閉機構115s等。
CPU121a，構成為可從記憶裝置121c讀出控制程式而執行，並且根據來自輸出入裝置122的操作指令的輸入等而從記憶裝置121c讀出配方。CPU121a，構成為可依循讀出的配方的內容，而控制MFC241a~241g所致之各種物質(各種氣體)的流量調整動作、閥243a~243g的開閉動作、APC閥244的開閉動作及基於壓力感測器245的APC閥244所致之壓力調整動作、真空泵浦246的起動及停止、基於溫度感測器263的加熱器207的溫度調整動作、旋轉機構267所致之晶舟217的旋轉及旋轉速度調節動作、晶舟升降機115所致之晶舟217的升降動作、閘門開閉機構115s所致之閘門219s的開閉動作等。
控制器121，能夠藉由將存儲於外部記憶裝置123的上述的程式安裝至電腦而構成。外部記憶裝置123例如包含HDD等的磁碟、CD等的光碟、MO等的光磁碟、USB記憶體或SSD等的半導體記憶體等。記憶裝置121c或外部記憶裝置123，構成作為電腦可讀取的記錄媒體。以下亦將它們統稱而簡稱為記錄媒體。本說明書中當使用記錄媒體這一用語的情形下，有僅包含記憶裝置121c單一者的情形、僅包含外部記憶裝置123單一者的情形、或包含它們兩者的情形。另，對於電腦的程式的提供，亦可不使用外部記憶裝置123而是使用網際網路或專用線路等的通訊手段來進行。
(2)基板處理工程 使用上述的基板處理裝置，作為半導體裝置的製造工程的一工程，主要利用圖4來說明對作為基板的晶圓200進行處理之順序例，亦即在晶圓200上形成膜之成膜順序例。以下說明中，構成基板處理裝置的各部的動作是受到控制器121控制。
本態樣中的成膜順序，係進行將包含： 對晶圓200供給含Si的第1氣體而形成第1層之步驟a； 對晶圓200供給含Si而分子結構和第1氣體相異的第2氣體而第2層之步驟b； 對晶圓200供給例如含C作為規定的元素的第3氣體之步驟c； 對晶圓200供給含N的第4氣體而將第1層及第2層改質之步驟d； 之循環予以進行規定次數(n次，n為1以上的整數)，藉此在晶圓200上形成碳氮化矽膜(SiCN膜，或者摻入C的SiN膜)作為含Si、C、及N的膜之工程。
另，上述的循環中，將步驟a~d的各工程，以步驟a，c，b，d、步驟c，a，b，d、或步驟c，a，c，b，d的任一種的順序非同時地進行。另，圖4中，示意將步驟a~d的各工程以a，c，b，d的順序非同時地進行的例子。此外，圖4中，將步驟a，b，c，d的實施期間各自以a，b，c，d表示。
以下說明中，說明形成由SiCN膜所構成的電荷捕捉(charge trap)膜來作為膜的例子。
本說明書中，為求簡便有時亦將上述的處理順序如以下般示意。以下的變形例或其他態樣等的說明中亦使用同樣的表記。
(第1氣體→第3氣體→第2氣體→第4氣體)×n⇒SiCN
本說明書中使用的「晶圓」這一用語，有意指晶圓本身的情形、或意指晶圓與形成於其表面的規定的層或膜之層積體的情形。本說明書中使用的「晶圓的表面」這一用語，有意指晶圓本身的表面的情形、或意指形成於晶圓上的規定的層等的表面的情形。本說明書中當記載「在晶圓上形成規定的層」的情形下，有意指在晶圓本身的表面直接形成規定的層的情形、或意指在形成於晶圓上的層等之上形成規定的層的情形。本說明書中當使用「基板」這一用語的情形下，亦和使用「晶圓」這一用語的情形下為同義。
(晶圓進料及晶舟載入) 一旦複數片的晶圓200被裝填(晶圓進料)至晶舟217，則藉由閘門開閉機構115s使得閘門219s移動，歧管209的下端開口被開放(閘門開啟)。其後，如圖1所示，支撐著複數片的晶圓200的晶舟217藉由晶舟升降機115被抬起而被搬入(晶舟載入)往處理室201內。在此狀態下，封帽219成為透過O型環220b將歧管209的下端密封的狀態。依此方式，晶圓200會被提供至處理室201內。
(壓力調整及溫度調整) 晶舟載入結束後，處理室201內亦即晶圓200存在的空間藉由真空泵浦246被真空排氣(減壓排氣)以便成為期望的壓力(真空度)。此時，處理室201內的壓力藉由壓力感測器245而被測定，基於此測定出的壓力資訊而APC閥244受到反饋控制。此外，處理室201內的晶圓200藉由加熱器207而受到加熱以便成為期望的處理溫度。此時，基於溫度感測器263檢測出的溫度資訊而對於加熱器207的通電情況受到反饋控制，以便處理室201內成為期望的溫度分布。此外，開始旋轉機構267所致之晶圓200的旋轉。處理室201內的排氣、晶圓200的加熱及旋轉，皆至少在對晶圓200的處理結束為止前的期間持續進行。
(成膜處理) 其後，將以下的步驟a~d以a，c，b，d的順序執行。
[步驟a] 步驟a中，對處理室201內的晶圓200供給第1氣體。
具體而言，打開閥243a，往氣體供給管232a內流通第1氣體。第1氣體，藉由MFC241a而受到流量調整，透過噴嘴249a被供給往處理室201內，藉由排氣口231a而被排氣。此時，從晶圓200的側方對晶圓200供給第1氣體(第1氣體供給)。此時，打開閥243e~243g，透過噴嘴249a~249c的各者往處理室201內供給非活性氣體。另，有關以下所示的數種方法，亦可設計成不實施非活性氣體的供給。
本步驟中作為供給第1氣體時的處理條件，示例 處理溫度：450~750℃，較佳為650~700℃ 處理壓力：20~133Pa，較佳為40~70Pa 第1氣體供給流量：0.01~2slm，較佳為0.1~1slm 第1氣體供給時間：6~60秒，較佳為10~30秒 非活性氣體供給流量(每一氣體供給管)：0~20slm。 藉由將壓力訂為133Pa以下，雖然還有溫度等其他因素，但可防止氣體的分解。
另，本說明書中的「450~750℃」這樣的數值範圍的表記，意指下限值及上限值被包含於該範圍。故，例如所謂「450~750℃」意指「450℃以上750℃以下」。針對其他的數值範圍亦同。此外，本說明書中所謂處理溫度意指晶圓200的溫度或處理室201內的溫度，所謂處理壓力意指處理室201內的壓力。此外，當供給流量包含0slm的情形下，所謂0slm意指不供給該氣體之情況。它們於以下的說明中亦同。
在上述的處理條件下對晶圓200供給例如氯矽烷系氣體作為第1氣體，藉此在作為基底的晶圓200的最表面上形成第1層(含Si層)。第1層，是藉由對於晶圓200的最表面之氯矽烷系氣體的分子的物理吸附或化學吸附、氯矽烷系氣體的一部分分解而成的物質的分子的物理吸附或化學吸附等而形成。第1層，亦可為氯矽烷系氣體的分子或氯矽烷系氣體的一部分分解而成的物質的分子的吸附層(物理吸附層或化學吸附層)。
若處理溫度未滿450℃，則Si不易吸附於晶圓200上，有時會難以形成第1層。藉由將處理溫度訂為450℃以上，可在晶圓200上形成第1層。藉由將處理溫度訂為650℃以上，可在晶圓200上更充分地形成第1層。
若處理溫度超過750℃，則作為第1氣體的例如氯矽烷系氣體會熱分解，Si會在晶圓200上多重地堆積，藉此有時會難以形成未滿1原子層的厚度的略均一的厚度的第1層。藉由將處理溫度訂為750℃以下，能夠形成未滿1原子層的厚度的略均一的厚度的第1層，能夠使第1層的階梯覆蓋(step coverage)特性或晶圓面內膜厚均一性提升。藉由將處理溫度訂為700℃以下，更能夠使第1層的階梯覆蓋特性或晶圓面內膜厚均一性提升。這裡，所謂未滿1原子層的厚度的層，意指不連續地形成的原子層，所謂1原子層的厚度的層，意指連續性地形成的原子層。此外，所謂未滿1原子層的厚度的層略均一，意指原子在晶圓200的表面上以略均一的密度吸附。
本步驟中，當在處理室201內單獨存在例如氯矽烷系氣體作為第1氣體的情形下，將處理溫度訂為第1氣體熱分解(氣相分解)的溫度以下的溫度、或比第1氣體熱分解的溫度還低的溫度(450~750℃)。藉此，對於晶圓200的最表面上之氯矽烷系氣體的分子或氯矽烷系氣體的一部分分解而成的物質的分子的物理吸附或化學吸附會支配性地(優先地)發生，氯矽烷系氣體的熱分解所造成之Si的堆積僅會略微地發生，或是幾乎不發生。亦即，在上述的處理條件下，第1層會壓倒性地含有較多氯矽烷系氣體的分子或氯矽烷系氣體的一部分分解而成的物質的分子的吸附層(物理吸附層或化學吸附層)，僅稍微含有或是幾乎不含有含Cl之Si的堆積層。
形成了第1層後，關閉閥243a，停止往處理室201內的第1氣體的供給。然後，將處理室201內真空排氣，將殘留於處理室201內的氣體狀物質等從處理室201內排除。此時，將閥243e~243g保持開啟，維持往處理室201的非活性氣體的供給。透過噴嘴249a~249c的各者供給的非活性氣體作用成為排淨氣體，藉此處理室201內被排淨(排淨)。
作為本步驟中進行排淨時的處理條件，示例 非活性氣體供給流量(每一氣體供給管)：0.5~20slm 非活性氣體供給時間：1~60秒、較佳為2~20秒。 其他的處理條件，訂為和本步驟中供給第1氣體時的處理條件相同。
作為第1氣體，能夠使用含矽(Si)(構成形成於晶圓200上的膜的主元素)的矽烷系氣體。作為矽烷系氣體例如能夠使用含有Si及鹵素的氣體，亦即鹵矽烷系氣體。鹵素包含氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等。作為鹵矽烷系氣體例如能夠使用含Si及Cl的上述的氯矽烷氣體。
作為第1氣體，能夠使用四氯矽烷(SiCl 4，略稱：STC)氣體、二氯矽烷(SiH 2Cl 2，略稱：DCS)氣體、三氯矽烷(SiHCl 3，略稱：TCS)氣體等的氯矽烷系氣體。作為第1氣體，能夠使用它們當中的1個以上。
該些氣體當中，作為第1氣體，較佳是使用不含Si-Si鍵結的矽烷系氣體。
作為非活性氣體，能夠運用氮(N 2)氣體，或氬(Ar)氣體、氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氙(Xe)氣體等的稀有氣體。作為非活性氣體，能夠使用它們當中的1個以上。這點在後述的各步驟中亦同。
[步驟c] 步驟c中，對處理室201內的晶圓200，亦即形成於晶圓200上的第1層供給第3氣體。
具體而言，打開閥243b，往氣體供給管232b內流通第3氣體。第3氣體，藉由MFC241b而受到流量調整，透過噴嘴249b被供給往處理室201內，藉由排氣口231a而被排氣。此時，從晶圓200的側方對晶圓200供給第3氣體(第3氣體供給)。此時，維持打開閥243e~243g，透過噴嘴249a~249c的各者往處理室201內供給非活性氣體。
本步驟中作為供給第3氣體時的處理條件，示例 處理壓力：10~50Pa，較佳為15~30Pa 第3氣體供給流量：0.05~6slm，較佳為0.5~2slm 第3氣體供給時間：2~60秒，較佳為4~30秒。 其他的處理條件，訂為和步驟a中供給第1氣體時的處理條件相同。
在上述的處理條件下，對形成於晶圓200上的第1層供給例如含C作為規定的元素的第3氣體，藉此能夠使C吸附於形成於晶圓200上的第1層上。使C吸附於第1層上，藉此，在藉由進行循環而形成的第1層被氮化而成的層中，乃至於在最終形成於晶圓200上的SiCN膜中，能夠形成(導入)捕獲(捕捉)電荷的缺陷(晶體缺陷)。
使C吸附於第1層上而形成了含C層後，關閉閥243b，停止往處理室201內的第3氣體的供給。然後，藉由和上述的排淨同樣的處理手續、處理條件，將殘留於處理室201內的氣體狀物質等從處理室201內排除(排淨)。另，本步驟中進行排淨時的處理溫度，較佳是訂為和供給第3氣體時的處理溫度同樣的溫度。
作為第3氣體，例如能夠使用含C氣體。作為含C氣體，例如能夠使用丙烯(C 3H 6)氣體、乙烯(C 2H 4)氣體、乙炔(C 2H 2)氣體等的上述的碳氫化合物系氣體。作為第3氣體，能夠使用它們當中的1個以上。
作為第3氣體，除碳氫化合物系氣體外，例如能夠使用三乙胺((C 2H 5) 3N，略稱：TEA)氣體、二乙胺((C 2H 5) 2NH，略稱：DEA)氣體等的胺系氣體。作為第3氣體，能夠使用它們當中的1個以上。
作為第3氣體，除該些外，例如能夠使用三甲基矽烷(SiH(CH 3) 3，略稱：TMS)氣體、二甲基矽烷(SiH 2(CH 3) 2，略稱：DMS)氣體、三乙基矽烷(SiH(C 2H 5) 3，略稱：TES)氣體、二乙基矽烷(SiH 2(C 2H 5) 2，略稱：DES)氣體等的烷基矽烷系氣體。作為第3氣體，能夠使用它們當中的1個以上。
[步驟b] 步驟b中，對處理室201內的晶圓200，亦即形成於晶圓200上的吸附了C的第1層(或亦可說是含C的第1層、或在表面形成有含C層的第1層)供給第2氣體。
具體而言，打開閥243d，往氣體供給管232a內流通第2氣體。第2氣體，藉由MFC241d而受到流量調整，透過噴嘴249a被供給往處理室201內，藉由排氣口231a而被排氣。此時，從晶圓200的側方對晶圓200供給第2氣體(第2氣體供給)。此時，維持打開閥243e~243g，透過噴嘴249a~249c的各者往處理室201內供給非活性氣體。
本步驟中作為供給第2氣體時的處理條件，示例 處理壓力：20~133Pa，較佳為40~70Pa 第2氣體供給流量：0.01~1.5slm，較佳為0.1~0.8slm 第2氣體供給時間：6~30秒，較佳為10~20秒。 其他的處理條件，訂為和步驟a中供給第1氣體時的處理條件相同。
在上述的處理條件下對晶圓200例如供給分子結構和第1氣體相異的氯矽烷系氣體作為第2氣體，藉此主要在吸附了C的第1層上形成含Si層作為第2層。第2層，主要藉由對於吸附了C的第1層上之氯矽烷系氣體的熱分解所造成的Si的堆積等而形成。
更具體而言，本步驟中，當在處理室201內單獨存在例如氯矽烷系氣體作為第2氣體的情形下，將處理溫度訂為第2氣體熱分解(氣相分解)的溫度以上的溫度、或比第2氣體熱分解的溫度還高的溫度(450~750℃)。藉此，第2氣體的分子結構的大部分會被熱分解，而在吸附了C的第1層上形成Si多重堆積而成的含Si層作為第2層。
若處理溫度未滿450℃，則第2氣體不易熱分解，有時會難以形成第2層。藉由將處理溫度訂為450℃以上，第2氣體會被熱分解，能夠在吸附了C的第1層上形成例如Si多重堆積而成的層作為第2層。藉此，能夠提高SiCN膜的成膜速率。藉由將處理溫度訂為650℃以上，第2氣體會更充分地被熱分解，能夠更充分地形成例如Si多重堆積而成的層。藉此，能夠更充分地提高SiCN膜的成膜速率。
若處理溫度超過750℃，則第2氣體的熱分解會過度進行，有時會難以形成第2層。藉由將處理溫度訂為750℃以下，會抑制第2氣體的過度的熱分解，而可形成第2層。藉由將處理溫度訂為700℃以下，會更充分地抑制第2氣體的過度的熱分解，而可更充分地形成第2層。
如上述般，層中的缺陷，是藉由C吸附於第1層上而形成。因此，如後述般，最終形成了SiCN膜時，會在此吸附了C的第1層部分形成多數的缺陷。
若在晶圓200上藉由步驟a~c而形成的層的厚度超過數個原子層，則後述的步驟d中的改質的作用有時會無法遍及含Si層的全體。是故，第2層的厚度，較佳是和藉由步驟1及2而形成的層的厚度合計而成為數個原子層程度。
此外，本態樣中，將步驟a~c中的處理溫度訂為實質同一溫度。藉此，在步驟a~c之間，便不需要進行晶圓200的溫度變更亦即處理室201內的溫度變更，故在步驟間不需要等待使晶圓200的溫度穩定之待命時間，能夠使成膜處理的生產性提升。
此外，當將步驟a~c中的處理溫度訂為實質同一溫度的情形下，較佳是例如步驟a中，使用具有比第2氣體所具有的熱分解溫度還高的熱分解溫度的氣體作為第1氣體，以便使步驟a中第1氣體的熱分解實質不發生(亦即被抑制)，而步驟b中第2氣體的熱分解會發生(亦即被促進)。
在晶圓200上形成了第2層後，關閉閥243d，停止往處理室201內的第2氣體的供給。然後，藉由和上述的排淨同樣的處理手續、處理條件，將殘留於處理室201內的氣體狀物質等從處理室201內排除(排淨)。另，本步驟中進行排淨時的處理溫度，較佳是訂為和供給第2氣體時的處理溫度同樣的溫度。
作為第2氣體，例如能夠使用含Si(構成形成於晶圓200上的膜的主元素)而分子結構和第1氣體相異的矽烷系氣體。
作為第2氣體，能夠使用六氯二矽烷(Si 2Cl 6，略稱：HCDS)氣體、八氯三矽烷(Si 3Cl 8，略稱：OCTS)氣體等的無機系的氯矽烷原料氣體。該些氣體在1分子中至少含2個Si，可說是具有Si-Si鍵結的原料氣體。除該些氣體外，能夠使用四氯矽烷(SiCl 4，略稱：STC)氣體等的氯矽烷系氣體、單矽烷(SiH 4，略稱：MS)氣體等的氫化矽系氣體、三(二甲胺)矽烷(Si[N(CH 3) 2] 3H，略稱：3DMAS)氣體、雙(二乙胺)矽烷(SiH 2[N(C 2H 5) 2] 2，略稱：BDEAS)氣體等的胺基矽烷系氣體。作為第2氣體，能夠使用它們當中的1個以上。作為第2氣體，藉由使用非鹵素氣體，可避免鹵素混入到在晶圓200上最終形成的SiCN膜。
該些氣體當中，作為第2氣體，能夠使用含上述的氣體以及該些氣體以外的含Si-Si鍵結的矽烷系氣體。
[步驟d] 步驟d中，對處理室201內的晶圓200供給第4氣體。
具體而言，打開閥243c，往氣體供給管232c內流通第4氣體。第3氣體，藉由MFC241b而受到流量調整，透過噴嘴249b被供給往處理室201內，藉由排氣口231a而被排氣。此時，從晶圓200的側方對晶圓200供給第4氣體(第4氣體供給)。此時，維持打開閥243e~243g，透過噴嘴249a~249c的各者往處理室201內供給非活性氣體。
本步驟中作為供給第4氣體時的處理條件，示例 處理壓力：133~1330Pa，較佳為650~950Pa 第4氣體供給流量：1.0~9slm，較佳為3.0~7slm 第4氣體供給時間：10~60秒，較佳為20~50秒。 其他的處理條件，訂為和步驟a中供給第1氣體時的處理條件相同。
在上述的處理條件下對晶圓200供給含氮(N)的第4氣體，藉此能夠將第1層的至少一部分、及第2層的至少一部分改質(氮化)。其結果，在晶圓200上會形成含C的第1層被氮化而成的層、及不含C或以比第1層還低的濃度含C的第2層被氮化而成的層被層積而成之層，亦即形成含Si、C及N的碳氮化矽層(SiCN層)。
形成了SiCN層後，關閉閥243c，停止往處理室201內的第3氣體的供給。然後，藉由和上述的排淨同樣的處理手續、處理條件，將殘留於處理室201內的氣體狀物質等從處理室201內排除(排淨)。另，本步驟中進行排淨時的處理溫度，較佳是訂為和供給第4氣體時的處理溫度同樣的溫度。
作為第4氣體，例如能夠使用氮化氣體(氮化劑)亦即含氮(N)及氫(H)氣體。含N及H氣體，既是含N氣體，也是含H氣體。
作為第4氣體，例如能夠使用氨(NH 3)氣體、二亞胺(N 2H 2)氣體、聯氨(N 2H 4)氣體、N 3H 8氣體等的氮化氫系氣體。作為第4氣體，能夠使用它們當中的1個以上。
作為第4氣體，除該些外，亦能夠使用例如含氮(N)、碳(C)及氫(H)氣體。作為含N、C及H氣體，例如能夠使用胺系氣體或有機聯胺系氣體。含N、C及H氣體既是含N氣體，也是含C氣體，也是含H氣體，也是含N及C氣體。
作為第4氣體，例如能夠使用單乙胺(C 2H 5NH 2，略稱：MEA)氣體、二乙胺((C 2H 5) 2NH，略稱：DEA)氣體、三乙胺((C 2H 5) 3N，略稱：TEA)氣體等的乙胺系氣體，或單甲胺(CH 3NH 2，略稱：MMA)氣體、二甲胺((CH 3) 2NH，略稱：DMA)氣體、三甲胺((CH 3) 3N，略稱：TMA)氣體等的甲胺系氣體，或單甲聯胺((CH 3)HN 2H 2，略稱：MMH)氣體、二甲聯胺((CH 3) 2N 2H 2，略稱：DMH)氣體、三甲聯胺((CH 3) 2N 2(CH 3)H，略稱：TMH)氣體等的有機聯胺系氣體等。作為第4氣體，能夠使用它們當中的1個以上。
[實施規定次數] 將上述的步驟a~d非同時地亦即不使其同步地進行之循環予以進行規定次數(n次，n為1以上的整數)，藉此如圖7所示，能夠在晶圓200上將每1循環形成的上述的SiCN層予以層積恰好規定的數量，而形成SiCN膜。更具體而言，能夠在晶圓200上形成含Si、N及C等作為其組成，藉由添加了C而在膜中形成了缺陷的SiCN膜。SiCN膜中，在第1層被氮化而成的層中形成的缺陷的密度，比在第2層被氮化而成的層中形成的缺陷的密度還高。上述的循環較佳為反覆複數次。亦即，較佳為將每1循環形成的SiCN層的厚度設為比期望的膜厚還小，而將上述的循環反覆複數次直到藉由層積SiCN層而形成的SiCN膜的膜厚成為期望的膜厚。
在上述的處理條件下對晶圓200供給第1~第4氣體，藉此能夠將SiCN膜中的C的濃度做成5原子%以下。SiCN膜中的C的濃度，較佳是1原子%以上5原子%以下，更佳是1.5原子%以上4原子%以下，再更加是2原子%以上3原子%以下。
若SiCN膜中的C的濃度超過5原子%，則雖能夠增加SiCN膜中形成的缺陷的量，但膜密度會降低等，SiCN膜的漏電耐性可能會降低。藉由將SiCN膜中的C的濃度做成5原子%以下，能夠避免SiCN膜的漏電耐性的降低。藉由將SiCN膜中的C的濃度做成4原子%以下，能夠更充分地避免SiCN膜的漏電耐性的降低。藉由將SiCN膜中的C的濃度做成3原子%以下，能夠進一步充分地避免SiCN膜的漏電耐性的降低。
若SiCN膜中的C的濃度未滿1原子%，則在SiCN膜中無法形成充分的量的缺陷，SiCN膜所具有的電荷捕捉特性可能會降低。藉由將SiCN膜中的C的濃度做成1原子%以上，能夠在SiCN膜中形成充分的量的缺陷，而能夠提高SiCN膜所具有的電荷捕捉特性。藉由將SiCN膜中的C的濃度做成1.5原子%以上，能夠更提高SiCN膜所具有的電荷捕捉特性。藉由將SiCN膜中的C的濃度做成2原子%以上，能夠進一步提高SiCN膜所具有的電荷捕捉特性。
(後排淨及大氣壓恢復) 上述的成膜處理結束後，從噴嘴249a~249c的各者往處理室201內供給作為排淨氣體的非活性氣體，自排氣口231a排氣。藉此，處理室201內被排淨，殘留於處理室201內的氣體或反應副生成物等會從處理室201內被除去(後排淨(after purge))。其後，處理室201內的環境被取代成非活性氣體(非活性氣體取代)，處理室201內的壓力被恢復成常壓(大氣壓恢復)。
(晶舟卸載及晶圓出料) 其後，封帽219藉由晶舟升降機115而被下降，歧管209的下端被開口。然後，處理完畢的晶圓200在受到晶舟217支撐的狀態下從歧管209的下端被搬出至反應管203的外部(晶舟卸載)。晶舟卸載之後，閘門219s被移動，歧管209的下端開口透過O型環220c而藉由閘門219s被密封(閘門關閉)。處理完畢的晶圓200，被搬出至反應管203的外部後，自晶舟217被取出(晶圓出料)。
(3)按照本態樣之效果 按照本態樣，可得到以下所示1或複數個效果。
(a)將步驟a~d的各工程以步驟a，c，b，d的順序非同時地進行，具體而言是在剛進行完步驟a後進行步驟c，藉此能夠將第1層被氮化而成的層中的C的濃度做成比第2層被氮化而成的層中的C的濃度還高。
此外，當第1層的表面當中的C濃度和第2層的表面當中的C濃度為同一濃度的情形下，例如藉由光致發光法(Photo Luminescence；PL法)所做的測定，可確認到在第1層被氮化而成的層中形成的缺陷的數量會比在第2層被氮化而成的層中形成的缺陷的數量還多。料想這是由於第1層被氮化而成的層，比起第2層被氮化而成的層較有趨近化學計量組成之組成的傾向，因此第1層會比第2層還容易受到吸附了C所造成的影響。
按照以上，在剛進行完步驟a後進行步驟c，使對於第1層上的C的吸附優先於對於第2層上的C的吸附，藉此可抑制SiCN膜全體中的含C量，同時在SiCN膜中有效率地形成缺陷。其結果，可將SiCN膜做成漏電特性優良，且電荷捕捉特性優良的膜。
(b)將第1層被改質而成的層中形成的缺陷的密度做成比第2層被改質而成的層中形成的缺陷的密度還高，藉此可抑制SiCN膜全體中的含C量，同時在SiCN膜中有效率地形成缺陷。其結果，可將SiCN膜做成漏電特性優良，且電荷捕捉特性優良的膜。
(c)作為第1氣體，使用具有比第2氣體所具有的熱分解溫度還高的熱分解溫度的氣體，藉此可使形成於晶圓200上的SiCN膜的階梯覆蓋特性或晶圓面內膜厚均一性提升，同時提高SiCN膜的成膜速率。
(d)作為第1氣體使用不含Si-Si鍵結的氣體，作為第2氣體使用含Si-Si鍵結的氣體，藉此可使形成於晶圓200上的SiCN膜的階梯覆蓋特性或晶圓面內膜厚均一性進一步提升，同時進一步提高SiCN膜的成膜速率。
(e)步驟a中，將處理溫度訂為第1氣體熱分解的溫度以下的溫度，步驟b中，將處理溫度訂為第2氣體熱分解的溫度以上的溫度，藉此可使形成於晶圓200上的SiCN膜的階梯覆蓋特性或晶圓面內膜厚均一性充分地提升，同時充分地提高SiCN膜的成膜速率。此外，較佳是，步驟a中，將處理溫度訂為比第1氣體熱分解的溫度還低的溫度，步驟b中，將處理溫度訂為比第2氣體熱分解的溫度還高的溫度，藉此可更確實地得到該些效果。
(4)變形例 本態樣中的成膜順序，能夠如以下所示變形例般變更。該些變形例能夠任意地組合。除非特別說明，否則各變形例的各步驟中的處理手續、處理條件訂為和上述的成膜順序的各步驟中的處理手續、處理條件同樣。
(變形例1) 如圖5及以下所示成膜順序般，亦可設計成將步驟a~d的各工程以步驟c，a，b，d的順序非同時地進行。具體而言，亦可設計成在即將進行步驟a前進行步驟c。圖5中，將步驟a，b，c，d的實施期間各自以a，b，c，d表示。
(第3氣體→第1氣體→第2氣體→第4氣體)×n⇒SiCN
變形例1中亦可獲得和上述的態樣同樣的效果。
(變形例2) 如以下所示成膜順序般，亦可設計成將步驟a~d的各工程以步驟c，a，c，b，d的順序非同時地進行。具體而言，亦可設計成在即將進行步驟a前與剛進行完步驟a後進行步驟c。
(第3氣體→第1氣體→第3氣體→第2氣體→第4氣體)×n⇒SiCN
變形例2中，能夠使對於第1層的C的吸附量增加，故能夠進一步充分地得到在SiCN膜中有效率地形成缺陷的效果。
(變形例3) 上述的態樣中，說明了不使步驟a的實施期間和步驟c的實施期間重複的例子，惟本揭示不限定於此。例如，亦可於步驟a中持續第1氣體的供給的狀態下開始步驟c而供給第2氣體，而使步驟a的實施期間的至少一部分和步驟c的實施期間的至少一部分重複。藉由這麼做，除上述的效果外，能夠使循環時間縮短而使成膜處理的生產性提升。
本變形例中，較佳是不使步驟c的實施期間和步驟b的實施期間重複。亦即，較佳是實施了步驟c之後，實施排淨，其後再實施步驟b。藉由這麼做，能夠抑制基於第3氣體之微粒的產生。
本變形例中，較佳是不使步驟c的實施期間和步驟d的實施期間重複。藉由這麼做，除上述的效果外，可抑制第3氣體與第4氣體之反應所造成的微粒的產生，而避免SiCN膜的膜質的降低。
(變形例4) 如圖6及以下所示成膜順序般，亦可設計成使步驟a的實施期間的至少一部分和步驟c的實施期間重複，同時依序進行步驟a，b，d的工程。圖6中，將步驟a，b，d的實施期間各自以a，b，d表示。
(第1氣體+第3氣體→第2氣體→第4氣體)×n⇒SiCN
變形例4中，除上述的效果外，能夠使循環時間縮短而使成膜處理的生產性提升。
(變形例5) 如以下所示成膜順序般，亦可設計成使步驟a的實施期間的至少一部分和步驟c的實施期間重複，同時將步驟a~d的各工程依步驟a，c，b，d的順序進行。
(第1氣體+第3氣體→第3氣體→第2氣體→第4氣體)×n⇒SiCN
變形例5中，能夠使對於第1層的C的吸附量增加，故能夠進一步充分地得到在SiCN膜中有效率地形成缺陷的效果。
(變形例6) 如以下所示成膜順序般，亦可設計成使步驟a的實施期間的至少一部分和步驟c的實施期間重複，同時將步驟a~d的各工程依步驟c，a，b，d的順序進行。
(第3氣體→第1氣體+第3氣體→第2氣體→第4氣體)×n⇒SiCN
變形例6中，能夠使對於第1層的C的吸附量增加，故能夠進一步充分地得到在SiCN膜中有效率地形成缺陷的效果。
(變形例7) 如以下所示成膜順序般，亦可設計成使步驟a的實施期間的至少一部分和步驟c的實施期間重複，同時將步驟a~d的各工程依步驟c，a，c，b，d的順序進行。
(第3氣體→第1氣體+第3氣體→第3氣體→第2氣體→第4氣體)×n⇒SiCN
變形例7中，能夠使對於第1層的C的吸附量增加，故能夠進一步充分地得到在SiCN膜中有效率地形成缺陷的效果。
＜本揭示的其他態樣＞ 以上已具體地說明了本揭示的態樣。然而，本揭示不限定於上述的態樣，在不脫離其要旨的範圍內可做種種變更。
例如，上述的態樣中，說明了使用含C作為規定的元素的第3氣體的例子。然而，本揭示不限定於此，亦可使用例如含硼(B)作為規定的元素的第3氣體。
在此情形下，作為第3氣體，例如能夠使用單硼烷(BH 3)氣體、二硼烷(B 2H 6)氣體、四硼烷(B 4H 10)氣體等的氫化硼系氣體。作為第3氣體，能夠使用它們當中的1個以上。
作為第3氣體，除氫化硼系氣體外，例如能夠使用三氯化硼(BCl 3)氣體、四氯化二硼(B 2Cl 4)等的氯化硼系氣體。作為第3氣體，能夠使用它們當中的1個以上。另，就能夠將處理溫度設為低溫度這點而言，作為第3氣體，使用氯化硼系氣體較氫化硼系氣體為佳。
作為第3氣體，當使用含B的氣體的情形下，能夠在晶圓200上形成含Si、N及B等的硼氮化矽膜(SiBN膜)。藉由在膜中添加B，能夠在膜中形成捕獲(捕捉)電荷的缺陷(晶體缺陷)。即使在該情形下，亦可得到和上述的態樣同樣的效果。
上述的態樣或本態樣中，說明了使用含C的第3氣體、或含B的第3氣體的其中一方的氣體的例子。然而，本揭示不限定於此。例如，亦可供給含C的第3氣體及含B的第3氣體雙方的氣體。另，該些2個相異的第3氣體當中，亦能夠將其一方(例如含B的第3氣體)特別稱為含第2規定元素的第5氣體。
具體而言，亦可同時供給含C的第3氣體(含規定元素的第3氣體)及含B的第3氣體(含第2規定元素的第5氣體)。
此外，亦可連續供給含C的第3氣體及含B的第3氣體。此時，亦可於其中一方的第3氣體的供給結束後立刻開始另一方的第3氣體的供給。此外，亦可以在持續其中一方的第3氣體的供給的狀態下開始另一方的第3氣體的供給這樣的方式，使一方的第3氣體的供給期間的一部分和另一方的第3氣體的供給期間的一部分重複。
此外，亦可間歇性地供給含C的第3氣體及含B的第3氣體。例如，亦可使其中一方的第3氣體的供給結束而經過了規定時間後，開始另一方的第3氣體的供給。
即使在該些情形下，亦可得到和上述的態樣同樣的效果。另，當供給含C的第3氣體及含B的第3氣體雙方的氣體的情形下，同時供給該些氣體的情形能夠在膜中形成最多的缺陷。
各處理中使用的配方，較佳為根據處理內容個別地備妥，透過電氣通訊線路或外部記憶裝置123預先存儲於記憶裝置121c內。然後，開始各處理時，較佳為CPU121a從存儲於記憶裝置121c內的複數個配方當中根據處理內容適宜選擇適當的配方。藉此，便能夠藉由1台的基板處理裝置而重現性良好地形成各式各樣的膜種類、組成比、膜質、膜厚的膜。此外，能夠減低操作者的負擔，避免操作失誤，同時能夠迅速地開始各處理。
上述的配方不限於新作成的情形，例如亦可藉由變更基板處理裝置中已安裝的既有的配方來備妥。當變更配方的情形下，亦可設計成將變更後的配方透過電氣通訊線路或記錄著該配方的記錄媒體而安裝至基板處理裝置。此外，亦可設計成操作既有的基板處理裝置所具備的輸出入裝置122，而直接變更基板處理裝置中已安裝的既有的配方。
上述的態樣中，說明了使用一次處理複數片基板之批量式的基板處理裝置來形成膜的例子。本揭示不限定於上述的態樣，例如當使用一次處理1片或數片的基板之枚葉式的基板處理裝置來形成膜的情形下亦能夠良好地適用。此外，上述的態樣中，說明了使用具有熱壁(hot wall)型的處理爐之基板處理裝置來形成膜的例子。本揭示不限定於上述的態樣，當使用具有冷壁(cold wall)型的處理爐之基板處理裝置來形成膜的情形下亦能夠良好地適用。
即使使用該些基板處理裝置的情形下，仍能夠以和上述態樣同樣的處理手續、處理條件進行各處理，而得到和上述態樣同樣的效果。
上述的態樣能夠適宜組合使用。此時的處理手續、處理條件，例如能夠訂為和上述態樣的處理手續、處理條件同樣。上述的態樣中，說明了非同時地進行各步驟的例子，惟只要不對膜特性造成影響，亦可具有同時進行各步驟的期間。 [實施例]
使用上述的基板處理裝置，進行以下的成膜順序，藉此在晶圓上形成SiCN膜，製作出樣本1~4。
樣本1：(第1氣體→第3氣體→第2氣體→第4氣體)×n 樣本2：(第3氣體→第1氣體→第2氣體→第4氣體)×n 樣本3：(第1氣體→第2氣體→第4氣體)×n 樣本4：(第1氣體→第2氣體→第3氣體→第4氣體)×n
作為第1氣體使用STC氣體，作為第2氣體使用HCDS氣體，作為第3氣體使用C 3H 6氣體，作為第4氣體使用NH 3氣體。處理條件，訂為上述的態樣所示各步驟中的處理條件範圍內的規定條件。
製作出樣本1~4後，針對樣本1~4的各者，測定了SiCN膜中的C濃度、SiCN膜中形成的缺陷的密度、SiCN膜的漏電耐性的良莠。
SiCN膜中的C濃度的測定，是使用X射線光電子光譜法(XPS；X-ray photoelectron spectroscopy)進行。如圖8所示，樣本1~4的SiCN膜中的C濃度(C的原子濃度)分別為1.81原子%、2.74原子%、0原子%、1.09原子%。不實施步驟c的樣本3的膜，確認了不含或實質上不含C。樣本1，2，4的C濃度，皆為5原子%以下的良好的結果，其中確認了樣本2為2原子%以上3原子%以下的範圍內的值，最為良好。此外，確認了樣本1為1.5原子%以上4原子%以下的範圍內的值，為第2良好。
SiCN膜中形成的缺陷的密度的測定，是藉由PL法(Photo Luminescence；光致發光法)計測SiCN膜的全峰面積(total peak area)，藉此進行。全峰面積的值愈大，示意膜中形成的缺陷的密度愈高。如圖8所示，樣本1~4的全峰面積的值分別為26261.9、27719.2、9733.4、21586.2。是故，可知樣本2的缺陷密度最高，樣本1的缺陷密度為第2高。又，得到了樣本1及樣本2的缺陷密度比樣本4的缺陷密度還高這樣的結果。料想這是由於樣本1及樣本2的C濃度比樣本4的C濃度還高所引起。這是因為由實驗得知，STC氣體比HCDS氣體還容易吸收C。因此，料想若在STC氣體剛供給前或剛供給後供給C，則C會被有效率地吸收，C濃度變高，其結果缺陷會變多。
SiCN膜的漏電耐性的良莠，是當對SiCN膜施加6MV/cm的電場時，測定在SiCN膜流通的漏電流(A/cm 2)，藉此進行。其結果，確認了樣本1的漏電流最小，漏電耐性最為優良。
由以上可知，樣本1其SiCN膜中的C濃度、SiCN膜中形成的缺陷的密度、SiCN膜的漏電耐性任一者皆優良，樣本2則在其SiCN膜中的C濃度、SiCN膜中形成的缺陷密度特別良好。
200:晶圓(基板)
[圖1]圖1為本揭示的一態樣中優選使用之基板處理裝置的縱型處理爐的概略構成圖，為將處理爐202部分以縱截面圖示意之圖。 [圖2]圖2為本揭示的一態樣中優選使用之基板處理裝置的縱型處理爐的概略構成圖，為將處理爐202部分以圖1的A-A線截面圖示意之圖。 [圖3]圖3為本揭示的一態樣中優選使用之基板處理裝置的控制器121的概略構成圖，為將控制器121的控制系統以方塊圖示意之圖。 [圖4]圖4為示意本揭示的一態樣中的處理順序之圖。 [圖5]圖5為示意本揭示的變形例1中的處理順序之圖。 [圖6]圖6為示意本揭示的變形例3中的處理順序之圖。 [圖7]圖7為示意藉由本揭示的一態樣中優選使用的基板處理裝置而形成的膜之圖。 [圖8]圖8為示意實施例中的測定結果之圖。

Claims (20)

  1. 一種基板處理方法，具有將包含： (a)對基板供給含矽的第1氣體而形成第1層之工程； (b)對基板供給含矽而分子結構和前述第1氣體相異的第2氣體而形成第2層之工程； (c)對基板供給含規定的元素的第3氣體之工程； (d)對基板供給含氮的第4氣體而將前述第1層及前述第2層改質之工程； 之循環予以進行規定次數，藉此在前述基板上形成含矽、前述規定的元素、及氮的膜之工程， 作為前述規定的元素，使用可在前述膜中形成缺陷的元素， 前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(a)(c)(b)(d)、(c)(a)(b)(d)、或(c)(a)(c)(b)(d)的任一種的順序進行。
  2. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，使(a)的實施期間的至少一部分和(c)的實施期間的至少一部分重複。
  3. 如請求項2記載之基板處理方法，其中，不使(c)的實施期間和(b)的實施期間重複。
  4. 如請求項2記載之基板處理方法，其中，不使(c)的實施期間和(d)的實施期間重複。
  5. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(a)(c)(b)(d)的順序進行。
  6. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(c)(a)(b)(d)的順序進行。
  7. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(c)(a)(c)(b)(d)的順序進行。
  8. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，作為前述第1氣體，使用不含Si-Si鍵結的氣體， 作為前述第2氣體，使用含Si-Si鍵結的氣體。
  9. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，作為前述規定的元素，使用碳或硼當中的至少任一者。
  10. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，作為前述第3氣體，使用由碳氫化合物系氣體、胺系氣體、氯化硼系氣體及氫化硼系氣體所組成的群中選擇的至少任一種氣體。
  11. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，將前述膜中的前述規定的元素的濃度訂為5原子%以下。
  12. 如請求項11記載之基板處理方法，其中，將前述膜中的前述規定的元素的濃度訂為1原子%以上。
  13. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，前述膜，為非揮發性記憶體單元的電荷捕捉膜。
  14. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，前述循環，更包含(e)對前述基板供給含第2規定的元素的第5氣體的工程， 使(c)的實施期間的至少一部分和(e)的實施期間的至少一部分重複。
  15. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，前述循環，更包含(e)對前述基板供給含第2規定的元素的第5氣體的工程， 使(c)的實施期間和(e)的實施期間連續。
  16. 如請求項1記載之基板處理方法，其中，當前述第1氣體單獨存在於前述基板存在的空間的情形下，將(a)中的前述基板的溫度訂為前述第1氣體熱分解的溫度以下的溫度、或比前述第1氣體熱分解的溫度還低的溫度， 當前述第2氣體單獨存在於前述基板存在的空間的情形下，將(b)中的前述基板的溫度訂為前述第2氣體熱分解的溫度以上的溫度、或比前述第2氣體熱分解的溫度還高的溫度。
  17. 如請求項16記載之基板處理方法，其中，(a)及(b)中的前述基板的溫度為450℃以上750℃以下。
  18. 一種半導體裝置的製造方法，具有將包含： (a)對基板供給含矽的第1氣體而形成第1層之工程； (b)對基板供給含矽而分子結構和前述第1氣體相異的第2氣體而形成第2層之工程； (c)對基板供給含規定的元素的第3氣體之工程； (d)對基板供給含氮的第4氣體而將前述第1層及前述第2層改質之工程； 之循環予以進行規定次數，藉此在前述基板上形成含矽、前述規定的元素、及氮的膜之工程， 作為前述規定的元素，使用可在前述膜中形成缺陷的元素， 前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(a)(c)(b)(d)、(c)(a)(b)(d)、或(c)(a)(c)(b)(d)的任一種的順序進行。
  19. 一種基板處理裝置，具有： 處理室，供進行在基板上形成膜之處理； 第1氣體供給系統，對前述處理室內的基板供給含矽的第1氣體； 第2氣體供給系統，對前述處理室內的基板供給含矽而分子結構和前述第1氣體相異的第2氣體； 第3氣體供給系統，對前述處理室內的基板供給含可在前述膜中形成缺陷的規定的元素的第3氣體； 第4氣體供給系統，對前述處理室內的基板供給含氮的第4氣體； 控制部，構成為可在前述處理室內進行將包含：(a)對前述基板供給前述第1氣體而形成第1層之處理；(b)對前述基板供給前述第2氣體而形成第2層之處理；(c)對前述基板供給前述第3氣體之處理；(d)對前述基板供給前述第4氣體而將前述第1層及前述第2層改質之處理；之循環予以進行規定次數，藉此在前述基板上形成含矽、前述規定的元素、及氮的膜作為前述膜之處理，而控制前述第1氣體供給系統、前述第2氣體供給系統、前述第3氣體供給系統及前述第4氣體供給系統，使得前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(a)(c)(b)(d)、(c)(a)(b)(d)、或(c)(a)(c)(b)(d)的任一種的順序進行。
  20. 一種程式，係藉由電腦，於進行在基板上形成膜的處理的基板處理裝置所具備的處理容器內，令前述基板處理裝置執行將包含： (a)對基板供給含矽的第1氣體而形成第1層之手續； (b)對基板供給含矽而分子結構和前述第1氣體相異的第2氣體而形成第2層之手續； (c)對基板供給含可在前述膜中形成缺陷的規定的元素的第3氣體之手續； (d)對基板供給含氮的第4氣體而將前述第1層及前述第2層改質之手續； 之循環予以進行規定次數，藉此在前述基板上形成含矽、前述規定的元素、及氮的膜之手續； 前述循環中，將(a)~(d)的各工程，以(a)(c)(b)(d)、(c)(a)(b)(d)、或(c)(a)(c)(b)(d)的任一種的順序進行之手續。
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