TW202314030A - 塗布方法、基板處理裝置、程式、基板處理方法及半導體裝置的製造方法 - Google Patents

塗布方法、基板處理裝置、程式、基板處理方法及半導體裝置的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202314030A
TW202314030A TW111122196A TW111122196A TW202314030A TW 202314030 A TW202314030 A TW 202314030A TW 111122196 A TW111122196 A TW 111122196A TW 111122196 A TW111122196 A TW 111122196A TW 202314030 A TW202314030 A TW 202314030A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
processing
gas
aforementioned
processing gas
film
Prior art date
Application number
TW111122196A
Other languages
English (en)
Inventor
小川有人
Original Assignee
日商國際電氣股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商國際電氣股份有限公司 filed Critical 日商國際電氣股份有限公司
Publication of TW202314030A publication Critical patent/TW202314030A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

提供可以抑制微粒的產生的技術。 該技術具有：(a)向處理容器供給第一處理氣體的工程；(b)向處理容器供給與第一處理氣體不同的第二處理氣體的工程；(c)向處理容器供給與第一處理氣體和第二處理氣體之任一處理氣體均不同的第三處理氣體的工程；(d)將依次進行了(a)和(b)之循環執行X次的工程；(e)將進行了(d)和(c)之循環執行Y次的工程；(f)在(e)中，根據依次進行了(d)和(c)之循環已經被執行的次數，對接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X進行變更的工程。

Description

塗布方法、基板處理裝置、程式、基板處理方法及半導體裝置的製造方法
本公開關於塗布方法、基板處理裝置、程式、基板處理方法及半導體裝置的製造方法。
作為半導體裝置的製造工程的一工程已知有在基板處理裝置的處理容器內進行在基板上形成膜的工程(參照例如專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第2011/111498號
[發明所欲解決的課題]
但是，在基板上形成膜的情況下，在處理容器內的內壁等也形成膜，如果累積膜厚變大，則有可能會產生膜剝落、產生微粒的情況。
本公開的目的在於提供能夠抑制微粒的產生的技術。 [解決課題的手段]
根據本公開的一態樣提供的技術，係具有： (a)向處理容器供給第一處理氣體的工程； (b)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體不同的第二處理氣體的工程； (c)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體和前述第二處理氣體之任一處理氣體均不同的第三處理氣體的工程； (d)執行X次依次進行(a)和(b)之循環的工程； (e)執行Y次進行(d)和(c)之循環的工程； (f)在(e)中，根據依次進行(d)和(c)之循環已經被執行的次數，對接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X進行變更的工程。 發明效果
根據本公開可以抑制微粒的產生。
在下文中，參照圖1~圖7進行說明。以下說明中使用的附圖均為示意性的，附圖中所示的各要素的尺寸關係、各要素的比例等與實際不一定一致。另外，即使在多個附圖之間，各要素的尺寸關係、各要素的比例等也不一定一致。
(1)基板處理裝置的構成 基板處理裝置10具備處理爐202，在該處理爐202設置有作為加熱手段(加熱機構、加熱系統)的加熱器207。加熱器207呈圓筒狀，由作為保持板的加熱器基座(未圖示)支撐而垂直設置。
在加熱器207的內側配置有外管203，該外管203構成與加熱器207呈同心圓狀的反應管(反應容器、處理容器)。外管203由石英(SiO 2)或碳化矽(SiC)等耐熱材料構成，形成為上端封閉下端開口的圓筒狀。在外管203下方配置有與外管203呈同心圓狀的歧管(入口凸緣)209。歧管209例如由不銹鋼(SUS)等金屬構成，形成為上下端開口的圓筒狀。在歧管209的上端部與外管203之間設置有作為密封構件的O形環220a。當歧管209被加熱器基座支撐時，外管203處於垂直設置的狀態。
在外管203的內側配置有構成反應容器的內管2004。內管204由石英、SiC等耐熱材料構成，形成為上端封閉下端開口的圓筒狀。處理容器(反應容器)主要由外管203、內管204、歧管209構成。在處理容器的筒中空部(內管204的內側)形成有處理室201。
處理室201構成為藉由作為支撐件的晶舟217可以以水平姿勢在垂直方向上多級排列的狀態下收納作為基板的晶圓200。
噴嘴410、420、430以穿透歧管209的側壁和內管204的方式設置在處理室201內。氣體供給管310、320、330分別連接到噴嘴410、420、430。但是，本實施形態的處理爐202並不限定於上述形態。
在氣體供給管310、320、330從上游側起依次設置有作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)312、322、332。此外，在氣體供給管310、320和330分別設置有作為開閉閥的閥314、324、334。用於供給惰性氣體的氣體供給管510、520、530分別連接到氣體供給管310、320、330的閥314、324、334的下游側。在氣體供給管510、520、530從上游側起依次設置有作為流量控制器(流量控制部)的MFC 512、522、532和作為開閉閥的閥514、524、534。
噴嘴410、420、430分別連接到氣體供給管310、320、330的前端部。噴嘴410、420、430構成為L字形的噴嘴，其水平部設置為貫通歧管209的側壁和內管204。噴嘴410、420、430的垂直部，係設置在形成為沿內管204的徑向向外突出並且沿垂直方向延伸的通道形狀(溝形狀)的備用室201a的內部，且沿內管204的內壁朝向上方(晶圓200的排列方向上的上方)設置在備用室201a內。
噴嘴410、420、430以從處理室201的下部區域延伸至處理室201的上部區域的方式設置，在面向晶圓200的位置處分別設置有多個氣體供給孔410a、420a、430a。藉此，處理氣體分別從噴嘴410、420、430的氣體供給孔410a、420a、430a供給到晶圓200。該氣體供給孔410a、420a、430a從內管204的下部到上部設置有多個，分別具有相同的開口面積，並且還設置有相同的開口間距。然而，氣體供給孔410a、420a、430a不限於上述形式。例如，開口面積可以從內管204的下部向上部逐漸增加。藉此，可以使從氣體供給孔410a、420a、430a供給的氣體的流量更加均勻。
噴嘴410、420、430的多個氣體供給孔410a、420a、430a設置在從後述的晶舟217的下部到上部的高度位置處。因此，從噴嘴410、420、430的氣體供給孔410a、420a、430a供給到處理室201內的處理氣體，可以被供給到從下部到上部收納的晶圓200的整個區域。噴嘴410、420、430可以設置成從處理室201的下部區域延伸到上部區域，但優選設置成延伸到晶舟217的頂部附近。
從氣體供給管310經由MFC312、閥314、噴嘴410向處理室201內供給作為處理氣體的第一處理氣體，該第一處理氣體是含有第一元素即金屬元素的氣體。
從氣體供給管320經由MFC322、閥324、噴嘴420向處理室201內供給作為處理氣體的第二處理氣體，該第二處理氣體係與第一處理氣體不同的氣體，並且是含有第二元素即第15族元素的氣體。
從氣體供給管330經由MFC332、閥334、噴嘴430向處理室201內供給作為處理氣體的第三處理氣體，該第三處理氣體係與第一處理氣體和第二處理氣體均不同的氣體，並且是含有第三元素即第14族元素的氣體。
從氣體供給管510、520、530分別經由MFC 512、522、532、閥514、524、534、噴嘴410、420、430向處理室201內供給作為惰性氣體的例如氮(N 2)氣體。以下，以使用N 2氣體作為惰性氣體之例進行說明，但是作為惰性氣體，除了N 2氣體之外，例如還可以使用諸如氬(Ar)氣體、氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氙(Xe)氣體等稀有氣體。
當第一處理氣體主要從氣體供給管310流出時，第一處理氣體供給系統主要由氣體供給管310、MFC312和閥314構成，但也可以考慮將噴嘴410包括在第一處理氣體供給系統內。此外，當第二處理氣體從氣體供給管320流出時，第二處理氣體供給系統主要由氣體供給管320、MFC322和閥324構成，但也可以考慮將噴嘴420包括在第二處理氣體供給系統內。此外，當第三處理氣體從氣體供給管330流出時，第三處理氣體供給系統主要由氣體供給管330、MFC332和閥334構成，但也可以考慮將噴嘴430包括在第三處理氣體供給系統內。另外，也可以將第一處理氣體供給系統、第二處理氣體供給系統、第三處理氣體供給系統稱為處理氣體供給系統。此外，噴嘴410、420、430可以包括在處理氣體供給系統內。此外，惰性氣體供給系統主要由氣體供給管510、520、530、MFC512、522、532和閥514、524、534構成。
在本實施形態中的氣體供給方法中，氣體是經由配置在備用室201a內的噴嘴410、420、430輸送，該備用室201a位於由內管204的內壁和多片晶圓200的端部定義的圓環狀的縱長的空間內。然後，氣體從設置在噴嘴410、420、430的面向晶圓的位置處的多個氣體供給孔410a、420a、430a噴出到內管204內。更具體地說，由噴嘴410的氣體供給孔410a、噴嘴420的氣體供給孔420a和噴嘴430的氣體供給孔430a使第一處理氣體、第二處理氣體和第三處理氣體等分別向平行於晶圓200表面的方向噴出。
排氣孔(排氣口)204a是在內管204的側壁上的與噴嘴410、420、430對置的位置處形成的貫通孔，例如是在垂直方向形成為細長的狹縫狀的貫通孔。從噴嘴410、420、430的氣體供給孔410a、420a、430a供給到處理室201內並在晶圓200的表面流動的氣體，係經由排氣孔204a流入在內管204與外管203之間形成的間隙(在排氣路206內)。然後，流入排氣路206內的氣體流入排氣管231內，並排出到處理爐202的外部。
排氣孔204a設置在與多片晶圓200面對的位置，從氣體供給孔410a、420a、430a向處理室201內的晶圓200附近供給的氣體，在朝向水平方向流入之後，經由排氣孔204a流入排氣路206內。排氣孔204a不限於構成為狹縫狀的貫通孔的情況，也可以由多個孔構成。
歧管209上設置有排氣管231，用於將處理室201內的氛圍排出。在排氣管231中，從上游側起依次連接有作為檢測處理室201內的壓力的壓力檢測器(壓力檢測部)的壓力感測器245、APC(Auto Pressure Controller)閥243、作為真空排氣裝置的真空泵246。APC閥243藉由在真空泵246動作的情況下打開和關閉閥，可以在處理室201內進行真空排氣和停止真空排氣，進而藉由在真空泵246動作的情況下調整閥的開度，可以調整處理室201內的壓力。排氣系統主要由排氣孔204a、排氣路206、排氣管231、APC閥243和壓力感測器245構成。真空泵246也可以包括在排氣系統中。
在歧管209的下方設置有密封蓋219，該密封蓋219作為能夠氣密地封閉歧管209的下端開口的爐口蓋。密封蓋219構成為從垂直方向的下方接觸歧管209的下端。密封蓋219由例如SUS等金屬構成，形成為圓盤狀。在密封蓋219的上表面設置有O形環220b，O形環220b作為與歧管209的下端接觸的密封部件。在密封蓋219的與處理室201相反的一側設置有用於使收納晶圓200的晶舟217旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸255貫穿密封蓋219而與晶舟217連接。旋轉機構267構成為藉由使晶舟217旋轉來使晶圓200旋轉。密封蓋219被構成為藉由作為升降機構的晶舟升降器115而在垂直方向移動，該升降機構垂直地設置在外管203的外側。晶舟升降器115構成為藉由升高和降低密封蓋219將晶舟217搬入或搬出處理室201。晶舟升降機115構成為將晶舟217和收納在晶舟217內的晶圓200搬入或搬出處理室201的搬送裝置(搬送機構、搬送系統)。
晶舟217構成為使多片晶圓200例如25~200片晶圓200以水平姿勢並且中心彼此對齊的狀態下在垂直方向上隔開間隔排列。晶舟217由耐熱材料例如石英或SiC等構成。在晶舟217的下部，由諸如石英或SiC等耐熱材料構成的虛擬基板218以水平姿勢支撐在多段中。藉由這種構成，使得來自加熱器207的熱難以傳遞到密封蓋219側。然而，本實施形態不限於上述形態。例如，也可以代替在晶舟217的下部設置虛擬基板218，而設置由石英或SiC等耐熱材料構成的筒狀構件的絕熱筒。
如圖2所示，在內管204的內部設置有作為溫度檢測器的溫度感測器263，構成為根據由溫度感測器263檢測出的溫度資訊來調整向加熱器207供給的電量，使處理室201內的溫度成為具有所希望的溫度分佈。溫度感測器263與噴嘴410、420、430同樣地構成為L字形，沿內管204的內壁設置。
如圖3所示，作為控制部(控制手段)的控制器121構成為具備CPU(中央處理單元)121a、RAM(隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c和I/O埠121d的電腦。RAM121b、記憶裝置121c和I/O埠121d構成為經由內部匯流排與CPU121a可以進行資料交換。在控制器121連接有例如作為觸控面板等而構成的輸入/輸出裝置122。
記憶裝置121c例如由快閃記憶體、HDD(硬碟驅動器)等構成。在記憶裝置121c中，以可讀取的方式儲存有用於控制基板處理裝置的動作的控制程式、記載有後述的半導體裝置的製造方法的順序或條件的製程配方等。製程配方組合成為使控制器121執行稍後說明的製造半導體裝置的方法中的每個工程(每個步驟)並且可以獲得預定結果的程式而發揮功能。以下，將該製程配方、控制程式等統稱為程式。在本說明書中使用“程式”一詞時，有可能僅單獨包含製程配方時，僅單獨包含控制程式時，或包含製程配方和控制程式的組合。RAM 121b構成為臨時保存由CPU121a讀取的程式和資料等的記憶區域(工作區域)。
I/O埠121d連接到上述MFC 312、322、332、512、522、532、閥314、324、334、514、524、534、壓力感測器245、APC閥243、真空泵246，與加熱器207、溫度感測器263、旋轉機構267、晶舟升降器115等。
CPU121a構成為從記憶裝置121c讀取並執行控制程式，並且響應於來自輸入/輸出裝置122等的操作命令的輸入，從記憶裝置121c讀取配方等。CPU121a構成為根據讀取的配方的內容控制以下各種動作：MFC312、322、332、512、522、532對各種氣體流量的調整動作、閥314、324、334、514、524、534的打開或關閉動作、APC閥243的打開或關閉動作以及APC閥243基於壓力感測器245的壓力調整動作、加熱器207基於溫度感測器263的溫度調整動作、真空泵246的啟動和停止動作、藉由旋轉機構267進行晶舟217的旋轉和轉速調整動作、晶舟升降器115對晶舟217的升降動作、和將晶圓200收納在晶舟217中的動作等。
控制器121可以構成為將儲存在外部記憶裝置(例如磁帶、軟碟或硬碟等磁碟、CD、DVD等光碟、MO等磁光碟等、USB記憶體或記憶卡等半導體記憶體)123的上述程式安裝在電腦上。記憶裝置121c和外部記憶裝置123構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，也將它們統稱為記錄媒體。在本說明書中，記錄媒體可以僅單獨包括記憶裝置121c，僅單獨包括外部記憶裝置123，或者可以包括兩者。可以不使用外部記憶裝置123而使用網際網路或專用線路等通信手段將該程式提供給電腦。
(2)處理工程 主要使用圖4~圖6和圖7(A)~7(D)說明，使用上述基板處理裝置10，包含在作為基板的晶圓200上形成膜的成膜處理的一系列的處理序列的示例，作為半導體裝置(部件)的製造工程中的一個工程。在以下的說明中，藉由控制器121控制構成基板處理裝置10的各部的動作。
在本公開的半導體裝置的製造工程中，具有： (a)向處理容器供給第一處理氣體的工程； (b)向處理容器供給第二處理氣體的工程； (c)向處理容器供給第三處理氣體的工程； (d)執行X次依次進行(a)和(b)之循環的工程； (e)執行Y次進行(d)和(c)之循環的工程；及 (f)在(e)中，根據依次進行(d)和(c)之循環已經被執行的次數，對接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X進行變更的工程。
在本說明書中，當使用術語“晶圓”時，是指“晶圓本身”或“晶圓和在其表面上形成的預定的層、膜等的疊層體”。在本說明書中，當使用術語“晶圓的表面”時，可以意味著“晶圓本身的表面”或“形成在晶圓上的預定的層、膜等的表面”。本說明書中使用術語“基板”時與使用術語“晶圓”時同義。
＜成膜工程＞ 首先，參照圖4和圖5說明將晶圓200搬入處理爐202內並在晶圓200上形成膜的成膜工程。
[基板搬入] 當將多片晶圓200裝填到晶舟217中(晶圓裝填(wafer charge))時，如圖1所示，支撐多片晶圓200的晶舟217被晶舟升降器115提升並搬入處理室201內(晶舟裝載(boatloaded))。在該狀態下成為密封蓋219經由O形環220b封閉外管203的下端開口的狀態。
處理室201的內部即存在晶圓200的空間，藉由真空泵246實施真空排氣至所希望的壓力(真空度)。此時，處理室201內的壓力由壓力感測器245測量，APC閥243根據測量到的壓力資訊進行反饋控制(壓力調整)。此外，處理容器201的內部被加熱器207加熱以達到所希望的溫度。此時，根據由溫度感測器263檢測出的溫度資訊，對加熱器207的供給電量進行反饋控制(溫度調整)，以使處理容器201內成為所希望的溫度分佈。此外，藉由旋轉機構267開始晶圓200的旋轉。處理室201的排氣以及晶圓200的加熱和旋轉至少均持續到晶圓200的處理完成為止。
[成膜處理] (第一處理氣體供給    步驟S10) 打開閥314，使第一處理氣體流入氣體供給管310內。第一處理氣體的流量由MFC312調整，從噴嘴410的氣體供給孔410a供給到處理室201內，從排氣管231排出。同時，打開閥514，使N 2氣體等惰性氣體流入氣體供給管510內。流經氣體供給管510內的惰性氣體由MFC512調整流量，並與第一處理氣體一起供給到處理室201內，從排氣管231排出。此時，為了防止第一處理氣體進入噴嘴420、430內，打開閥524、534，使惰性氣體流入氣體供給管520、530內。惰性氣體經由氣體供給管320、330以及噴嘴420、430被供給到處理室201內，並經由排氣管231排出。
此時，調整APC閥243以將處理室201內的壓力設定在例如1~3990Pa的範圍內。由MFC312控制的第一處理氣體的供給流量例如被設定在0.1~2.0slm的範圍內的流量。由MFC512、522、532控制的惰性氣體的供給流量例如被設定在在0.1至20slm的範圍內的流量。在下文中，加熱器207的溫度被設為使得晶圓200的溫度成為例如300~650℃的範圍內的溫度。向晶圓200供給第一處理氣體的時間例如設定在0.01~30秒的範圍內的時間。在本公開中，“1~3990Pa”等數值範圍的表述是指包含下限值和上限值的範圍。因此，例如“1~3990Pa”是指“1Pa以上3990Pa以下”。同樣適用於其他數值範圍的表述。
此時，向晶圓200供給第一處理氣體。在此，作為第一處理氣體例如使用包含鈦(Ti(titanium))作為金屬元素的氣體等，可以使用例如四氟化鈦(TiF 4)氣體、四氯化鈦(TiCl 4)氣體、四溴化鈦(TiBr 4)氣體等含有鹵素元素的氣體例如四溴化鈦(TiBr 4)氣體可以使用。第一處理氣體可以使用這些中的一種以上的氣體。
(淨化     步驟S11) 在從開始供給第一處理氣體起經過預定時間後關閉閥314，停止供給第一處理氣體。此時，排氣管231的APC閥243保持打開狀態，藉由真空泵246對處理室201內進行真空排氣，將殘留在處理室201內的未反應或貢獻了膜形成後的第一處理氣體從處理室201內排除。此時，閥514、524、534保持打開以維持惰性氣體向處理室201內的供給。惰性氣體作為淨化氣體發揮作用，能夠提高從處理室201內排除殘留在處理室201內的未反應或貢獻了膜形成後的第一處理氣體的效果。
(第二處理氣體供給     步驟S12) 從淨化開始經過預定時間後，打開閥324，使第二處理氣體流入氣體供給管320內。第二處理氣體的流量由MFC322調整，從噴嘴420的氣體供給孔420a供給到處理室201內，從排氣管231排出。同時，閥524打開以使惰性氣體流入氣體供給管520內。此外，為了防止第二處理氣體進入噴嘴410、430內，閥514、534被打開以使惰性氣體流入氣體供給管510、530內。
此時，調整APC閥243以將處理室201內的壓力設定在例如1~3990Pa的範圍內的壓力。由MFC322控制的第二處理氣體的供給流量例如設定在0.1~30slm的範圍內的流量。由MFC512、522、532控制的惰性氣體的供給流量例如在0.1至20slm的範圍內的流量。向晶圓200供給第二處理氣體的時間例如設定在0.01~30秒的範圍內的時間。
此時，向晶圓200供給第二處理氣體。在此，作為第二處理氣體，例如使用含有作為第15族元素的氮(N)的含N氣體。作為含N氣體，可以使用例如氨(NH 3)氣體、二氮烯(N 2H 2)氣體、肼(N 2H 4)氣體、N 3H 8氣體等氮化氫類氣體。第二處理氣體可以使用這些中的一種以上的氣體。
(淨化     步驟S13) 從開始第二處理氣體的供給起經過預定時間後關閉閥324，停止第二處理氣體的供給。然後，藉由與步驟S11相同的處理順序，將殘留在處理室201內的未反應或貢獻了膜形成後的第二處理氣體從處理室201內排除。
(預定次數實施) 藉由將依次進行了上述步驟S10~步驟S13的循環重複執行一次以上(預定次數(n次))，而在晶圓200上形成具有預定厚度的膜。優選重複執行多次上述循環。這裡，例如在晶圓200上形成氮化鈦(TiN)膜作為包含金屬元素和第15族元素的膜。
(後淨化和返回大氣壓) 惰性氣體從氣體供給管510、520、530供給到處理室201內，並從排氣管231排出。惰性氣體作為淨化氣體發揮作用，藉由惰性氣體對處理室201內進行淨化，從處理室201內除去殘留在處理室201內的氣體和副生成物(後淨化)。之後，將處理室201內的氛圍置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，使處理室201內的壓力恢復到常壓(返回大氣壓)。
[基板搬出] 之後，藉由晶舟升降器115使密封蓋219下降，從而打開外管203的下端。然後，將在晶圓200上形成了預定的膜的處理後的晶圓200在由晶舟217支撐的狀態下從外管203的下端向外管203的外側搬出(晶舟卸載)。之後，從晶舟217取出處理後的晶圓200(晶圓排出(wafer discharge))。
在進行上述的成膜工程時，如圖7(C)所示，包括在晶圓200上形成的TiN膜等薄膜的沉積物會附著並累積在處理容器內，亦即附著並累積在外管203或內管204的內壁、噴嘴410、420、430的外表面、氣體供給孔410a、420a、430a的內表面、歧管209的內表面、晶舟217的表面、密封蓋219的上表面等處理容器內的構件的表面上。然後，如圖7(D)所示，當沉積物的量即累積的膜厚度變得太厚時，沉積物可能剝落等並且產生的微粒的量會迅速增加。因此，在沉積物剝離或脫落前的累積膜厚(沉積物的量)達到預定厚度(預定的量)之前，除去沉積在處理容器內的沉積物的潔淨工程。
＜潔淨工程＞ 在潔淨工程中，將空的晶舟217即未裝填有晶圓200的晶舟217搬入處理容器內。向處理室201內供給潔淨氣體，並從排氣管231排出。藉此，沉積在處理室201內的構件的表面上，例如沉積在處理容器內的沉積物被去除。
在潔淨工程之後，進行預塗布工程，亦即對處理容器的內部進行預塗布處理。如果在不進行預塗布處理的情況下進行成膜處理，則可能產生形成在晶圓200上的膜的膜厚變得比目標膜厚薄的膜厚變薄現象，其中形成在晶圓200上的膜的膜厚變得比目標膜厚薄。因為潔淨處理後的處理容器內的狀態與反復進行成膜處理時的處理容器內的狀態不同，在進行成膜處理時處理氣體在處理容器內的構件表面被消耗，導致供給到晶圓200表面的處理氣體的量不足，這被認為是原因之一。藉由在潔淨工程之後，且在進行成膜處理之前進行預塗布處理，能夠抑制膜厚變薄現象的產生，能夠使形成在晶圓200上的膜的膜厚穩定化。以下參照圖6說明預塗布工程中的一系列動作。
＜預塗布工程＞ 在潔淨工程結束後的進行成膜工程之前，在將空的晶舟217搬入處理容器內的狀態下，在處理容器即外管203、內管204的內壁、噴嘴410、420、430的外表面、氣體供給孔410a、420a、430a的內表面、歧管209的內表面、晶舟217的表面、密封蓋219的上表面等處理容器內的構件的表面上形成預塗布膜。亦即，藉由在處理容器的內壁等塗布預塗布膜的塗布方法來進行預塗布處理。此外，也可以在搬出晶舟217的狀態下執行預塗布處理。
(第一處理氣體供給     步驟S20) 藉由與上述步驟S10相同的處理順序，將第一處理氣體供給到處理容器內的處理室201內。亦即，打開閥314，使第一處理氣體流入氣體供給管310內。第一處理氣體的流量由MFC312調整，從噴嘴410的氣體供給孔410a供給到處理室201內，從排氣管231排出。同時，打開閥514，使N 2氣體等惰性氣體流入氣體供給管510內。流經氣體供給管510內的惰性氣體由MFC512調整流量，並與第一處理氣體一起供給到處理室201內，從排氣管231排出。此時，為了防止第一處理氣體進入噴嘴420、430內，打開閥524、534，使惰性氣體流入氣體供給管520、530內。惰性氣體經由氣體供給管320、330以及噴嘴420、430被供給到處理室201內，並從排氣管231排出。
亦即，此時向晶圓200供給第一處理氣體。在此，作為第一處理氣體，如上所述例如可以使用含有鈦(Ti)作為金屬元素的氣體，作為其一例可以使用含有鹵素元素的氣體。
(淨化     步驟S21) 藉由與上述步驟S11相同的處理順序，將殘留在處理室201內的未反應或貢獻了預塗布膜形成後的第一處理氣體從處理室201內排除。
(第二處理氣體供給     步驟S22) 藉由與上述步驟S12相同的處理順序，將第二處理氣體供給到處理室201內。亦即，從淨化開始經過預定時間後，打開閥324，使第二處理氣體流入氣體供給管320內。第二處理氣體的流量由MFC322調整，從噴嘴420的氣體供給孔420a供給到處理室201內，從排氣管231排出。同時，閥524打開以使惰性氣體流入氣體供給管520內。此外，為了防止第二處理氣體進入噴嘴410、430內，閥514、534被打開以允許惰性氣體流入氣體供給管510、530內。
此時，向晶圓200供給第二處理氣體。在此，作為第二處理氣體，如上所述可以使用例如包含作為第15族元素的氮(N)之含N氣體。
(淨化     步驟S23) 藉由與上述步驟S13相同的處理順序，將殘留在處理室201內的未反應或貢獻了預塗布膜形成後的第二處理氣體從處理室201內排除。
(預定次數實施     步驟S24) 藉由依次進行上述步驟S20~S23作為一個循環，並且執行預定次數(X次，X為1以上的整數)的該循環，而在處理容器的內壁等表面上形成預定厚度的預塗布膜。優選重複進行多次上述循環。
也就是說，在處理容器內沒有晶圓200的狀態下，在處理容器內以預定次數(X次，X為1以上的整數)進行依次進行了與上述成膜工程中的步驟S10~S13同樣的步驟的循環。各步驟中的處理順序、處理條件與上述成膜中的處理順序、處理條件相同，不同之處在於將每種氣體供給到處理容器內而不是供給到晶圓200上。
(第三處理氣體供給     步驟S25) 然後，步驟S24被執行預定次數(X次，其中X是1以上的整數)，並且藉由將依次進行了上述步驟S20~步驟S23的循環重複執行預定次數(X次，其中X是1以上的整數)之後，將第三處理氣體供給到處理室201內。亦即，打開閥334，使第三處理氣體流入氣體供給管330內。第三處理氣體的流量由MFC332調整，從噴嘴430的氣體供給孔430a供給到處理室201內，從排氣管231排出。同時，閥534打開以允許惰性氣體流入氣體供給管530內。此外，為了防止第三處理氣體進入噴嘴410、420內，打開閥514、524以允許惰性氣體流入氣體供給管510、520內。
此時，調整APC閥243以將處理室201內的壓力設定在例如1~3990Pa的範圍內的壓力。由MFC332控制的第三處理氣體的供給流量例如設定在0.1~10slm的範圍內的流量。由MFC512、522、532控制的惰性氣體的供給流量例如設定在0.1至20slm的範圍內的流量。向晶圓200供給第三處理氣體的時間例如設定在0.01~60秒的範圍內的時間。
此時，向晶圓200供給第三處理氣體。在此，作為第三處理氣體例如可以使用含有作為第14族元素的矽(Si)的氣體，也可以使用例如作為矽烷類氣體的甲矽烷(SiH 4)氣體、乙矽烷(Si 2H 6)氣體、丙矽烷(Si 3H 8)氣體等矽烷類氣體。這些氣體中的一種以上可以用作第三處理氣體。
(淨化     步驟S26) 從開始第三處理氣體的供給起經過預定時間後關閉閥334，停止第三處理氣體的供給。然後，藉由與步驟S21、S23相同的處理順序，將殘留在處理室201內的未反應或貢獻了膜形成後的第三處理氣體從處理室201內排除。
(預定次數實施     步驟S27) 接著，藉由將依次進行了上述步驟S24~步驟S26的循環重複執行預定次數(Y次，其中Y是1以上的整數)，亦即將依次進行了上述步驟S20~步驟S23的循環重複執行預定次數(X次，其中X是1以上的整數)之後，將依次進行了步驟S25~步驟S26的循環重複執行預定次數(Y次，其中Y是1以上的整數)，從而形成具有預定厚度的包含第一元素、第二元素和第三元素的膜。
這樣，在將包含第一元素的第一處理氣體和包含第二元素的第二處理氣體交替反復供給到處理室201內之後，供給包含第三元素的第三處理氣體，從而在處理容器的內壁等石英的表面上形成包含第一元素、第二元素和第三元素的膜作為預塗布膜。例如，形成包含作為金屬元素的Ti、作為第15族元素的N和作為第14族元素的Si的矽化氮化鈦(TiSiN)膜。因此，與處理容器的內壁等的密著性提高，膜難以從內壁等剝離。此外，可以減低預塗布膜的初始膜的表面粗糙度。
在本步驟中，藉由根據被執行的次數Y來變更被執行的次數X，從而可以變更X與Y之間的比例。這樣，根據X與Y的比例，在處理容器的內壁等上形成作為第一元素的金屬元素與作為第三元素的第14族元素之間的比例不同的膜。
具體而言，根據在本步驟中執行的次數Y，增加進行步驟S20~S23的循環數即次數X，例如，執行的次數Y每增加預定數，次數X就增加。藉由根據執行的次數Y來增加次數X，可以形成其中包含在第三處理氣體中的第三元素的濃度隨著次數X的增加而減少的膜。亦即，在處理容器的內壁等表面上，可以進行控制以使第三元素的濃度從預塗布膜的基底向預塗布膜的表面呈階段性地變化。
亦即，藉由根據被執行的次數Y來變更被執行的次數X，從而可以形成具有不同構成的膜，根據X與Y的比例，可以在處理容器的內壁等上形成第一處理氣體中包含的金屬元素與第三處理氣體中包含的第14族元素的比例不同的膜。
另外，步驟S25中的第三處理氣體的供給量也可以根據在步驟S27中執行的次數Y而變更。供給量藉由供給流量與供給時間相乘來計算。亦即，根據在步驟S27中執行的次數Y來變更步驟S25中的第三處理氣體的供給時間和供給流量之一者或兩者。即使在這種情況下，也可以進行控制以使第三元素的濃度從預塗布膜的基底朝向預塗布膜的表面呈階段性地變化。
例如，變更第三處理氣體的供給時間，使得直到Y達到預定次數為止的第三處理氣體的供給時間T1與Y達到預定次數之後的第三處理氣體的供給時間T2成為具有T1＞T2的關係。這樣，藉由縮短Y達到預定次數後的第三處理氣體的供給時間，以使其與達到預定次數前的供給時間相比變短，可以減少在Y循環中形成的TiSiN膜的表面上的Si的含有量，使其更接近於形成在晶圓200上的TiN膜。另外，藉由縮短第三處理氣體的供給時間，能夠縮短處理時間，能夠提高半導體部件的製造工程中的生產量。
例如，在一個循環中沒有形成一層的TiN膜，如果根據執行的次數Y而連續變化X時，則在形成一層的TiN層之前，第三處理氣體的供給量產生變化，有可能無法形成具有所需構成的預塗布膜層。藉由根據執行的次數Y來變化次數X，藉由階段性地控制，可以形成具有所需構成的預塗布膜層。亦即，可以調整每一層的構成。
具體而言，如圖7(A)所示，在與石英(SiO 2)接觸的石英的表面側形成具有與石英相似的晶格常數的TiSiN膜，根據X與Y的比例，從預塗布膜的基底側(即石英的表面側)到預塗布膜的表面側，使具有不同Si含量(也稱為Si含有比例或Si濃度)的TiSiN膜形成於外管203的內壁等石英的表面上。亦即，作為第一處理氣體使用含有金屬元素Ti的氣體，作為第二處理氣體使用含有第15族元素N的氣體，作為第三處理氣體使用含有第14族元素Si的氣體時，可以在外管203的內壁等石英的表面上形成在預塗布膜的基底側和表面側具有金屬元素的Ti與第14族元素的Si的比例不同的TiSiN膜。
(預定次數實施     步驟S28) 接著，藉由將依次進行了上述步驟S20~步驟S23的循環執行預定次數(Z次，Z為1以上的整數)，而在作為預塗布膜的包含第一元素、第二元素和第三元素的膜的表面上，形成包含與晶圓200上形成的膜具有相同成分的的第一元素和第二元素的膜。
具體而言，如圖7(B)所示，在作為預塗布膜的具有不同Si含量的TiSiN膜的表面上，形成具有與形成在晶圓200上的膜相同的成分，並且具有與形成在晶圓200上的TiN膜的晶格常數相似的晶格常數的TiN膜。每次次數Y增加預定數時，該Z的次數並不改變。這樣，藉由將上述步驟S20~S23依次進行的循環執行預定次數(Z次，Z為1以上的整數)，在預塗布膜的表面可以覆蓋有TiN膜。藉由用TiN膜覆蓋預塗布膜的表面，能夠防止TiSiN膜的暴露，並且可以提高每個基板處理的膜處理的均勻性。
亦即，在作為處理容器的內壁等的石英的表面上形成了包含TiSiN的膜，並且該TiSiN含有第一元素的作為金屬元素的Ti、第二元素的作為第15族元素的N、以及第三元素的作為第14族元素的Si。
因此，從作為含有第一元素、第二元素和第三元素的膜即包含Ti、N和Si的膜，可以形成其構成被調製為包含第一元素和第二元素的膜即包含Ti和N的膜。 這樣，藉由將預塗布膜的最表面形成為TiN膜，能夠使在晶圓200上形成TiN膜時的每次成膜所消耗的處理氣體的量均等化，能夠使每次成膜的處理品質均勻化。
在此，根據預塗布膜的表面是TiN膜還是TiSiN膜，在對晶圓200的成膜處理中使用的處理氣體的消耗量會產生變化，例如作為處理氣體的第一處理氣體的吸附量有可能在TiN膜和TiSiN膜之間變化。亦即，有可能第一處理氣體被處理容器的內壁等消耗，導致供給到晶圓200的第一處理氣體的量產生變化。結果，在晶圓200上形成的TiN膜的膜品質例如膜厚度、結晶度、膜的連續性和膜的表面粗糙度等可能會變化。
在本公開中，所形成的預塗布膜，是在預塗布膜的基底側(處理容器的表面側)上形成含有Si的TiSiN膜，Si的含量越靠近預塗布膜的表面側越少，在最表面形成不含Si的TiN膜。
亦即，預塗布膜的基底側(處理容器的表面側)是TiSiN膜，該TiSiN膜包含在作為處理容器的材料的石英(SiO 2)中含有的Si。藉此，可以提高與處理容器內壁的密合性，不易產生薄膜從內壁剝離。此外，可以減低預塗布膜的初始膜的表面粗糙度。此外，除了晶圓200上形成的膜(TiN膜)中所含的元素以外不含有其他的元素，成膜處理中使用的處理氣體可用於各個預塗布，無需為了預塗布而增加氣體供給系統，可以減低基板處理裝置的成本。
此外，藉由使預塗布膜的最表面成為與在晶圓200上形成的膜相同的TiN膜，可以使在晶圓200上形成TiN膜時所使用的處理氣體的消耗量在每次成膜(每個批次處理)中均等，可以使每次成膜的晶圓加工品質均勻化。
例如，在預塗布工程的前半設為X=1，進行了預定次數後設為X=3，進一步進行了預定次數後設為X=5，逐漸增加X的次數。藉此，預塗膜的基底側成為高濃度的Si膜，預塗膜的最表面形成為不含Si的TiN膜。
藉由上述一系列動作完成了預塗布工程。藉由上述預塗布工程可以抑制處理室201內的微粒的產生，並且可以提高在晶圓200上形成的膜的性能等處理品質。
(空的晶舟卸載) 在完成預塗布處理之後，密封蓋219被晶舟升降器115降低，並且歧管209的下端打開。然後，將空的晶舟217從歧管209的下端搬出到外管203的外部(晶舟卸載)。
(3)本實施形態的效果 根據本公開可以獲得以下所示一種或多種效果。 (a)可以抑制微粒的產生。亦即，能夠抑制處理室內(處理容器內)的膜剝離引起的微粒的產生。 (b)可以提高半導體裝置的製造工程中的生產量。 (c)可以提高晶圓200上形成的膜的特性等的處理品質，並且可以使處理品質均勻化。
(4)其他實施形態 以上已經具體說明了本公開的實施形態。然而，本公開不限於上述實施形態，並且可以在不背離本公開的要旨的範圍的情況下進行各種變更。
(變形例1) 圖8示出了本公開的一實施形態中的預塗布工程中的氣體供給的一種變形例。在本變形例中還包括向處理容器供給與第一處理氣體、第二處理氣體和第三處理氣體中的任一處理氣體均不同的第四處理氣體的工程。
亦即，在預塗布工程中，將上述步驟S24中的進行了X次步驟S20~S23的循環之後，將進行第四處理氣體供給、淨化、上述步驟S25、上述步驟S26的循環執行了Y次之後，再進行第四處理氣體供給及淨化，進行上述步驟S28。亦即，在步驟S24之後和步驟S27之後進行第四處理氣體的供給。另外，第四處理氣體的供給可以在步驟S24之後進行，也可以在步驟S27之後進行。同樣在該變形例中，X的次數根據Y的次數而變更。藉此，能夠抑制預塗布膜的剝離，並且能夠提高形成在晶圓200上的膜的特性等處理品質。
這裡，作為第四處理氣體可以使用例如氧(O 2)氣體、臭氧(O 3)氣體、電漿激發的O 2(O 2*)氣體、O 2氣體+氫(H 2)氣體和水蒸氣(H 2O氣體)、過氧化氫(H 2O 2)氣體、一氧化二氮(N 2O)氣體、一氧化氮(NO)氣體、二氧化氮(NO 2)氣體、一氧化碳(CO)氣體、二氧化碳(CO 2)氣體等含氧氣體(也稱為氧化氣體)。這些中的一種或多種可以用作為第四處理氣體。這樣，藉由在預塗布膜的形成過程中使預塗布膜氧化，能夠降低預塗布膜的膜應力，可以抑制預塗布膜的膜剝離。另外，藉由在預塗布膜的形成過程中供給含氧氣體，能夠形成TiN、TiSiN等結晶的***層。由此，能夠抑制結晶的異常生長，能夠降低預塗布膜的表面粗糙度。
(變形例2) 圖9示出了本公開的一實施形態中的預塗布工程中的氣體供給的一種變形例。在本變形例中，在進行第一處理氣體的供給時，並行地進行第三處理氣體的一部分的供給。即，第一處理氣體的供給、第一處理氣體的供給和第三處理氣體的供給的同時供給、第三處理氣體的供給、淨化、第二處理氣體的供給、淨化依次進行了預定次數(X次，X為整數)之後，進行第三處理氣體的供給和淨化，依次進行這些預定次數(Y次，Y為整數)之後，進行上述步驟S28。同樣在該變形例，X的次數根據Y的執行次數而變更。藉此，能夠抑制預塗布膜的膜剝離，並且能夠提高形成在晶圓200上的膜的特性等處理品質。另外，可以提高預塗布膜的結晶連續性，降低預塗膜的表面粗糙度。
(變形例3) 圖10表示本公開的一實施形態的成膜工程中的氣體供給的變形例。在本變形例中，在進行第一處理氣體的供給時，並行地供給第三處理氣體的一部分。亦即，第一處理氣體的供給、第一處理氣體的供給和第三處理氣體的供給的同時供給、第三處理氣體的供給、淨化、第二處理氣體的供給、淨化依次進行預定次數(Z次，Z為整數)。藉此，可以提高預塗布膜表面的結晶連續性，降低預塗布膜表面的表面粗糙度。
另外，也可以在進行上述變形例2的預塗布工程後，進行上述變形例3的成膜工程。這樣，藉由從預塗布膜的初期階段起進行上述製程，能夠降低預塗布膜的結晶連續性和表面粗糙度。
在上述實施形態中，作為預塗布工程中的第三處理氣體，係針對使用包含作為第三元素的第14族元素的Si的氣體為例進行了說明，但本發明不限於此。作為第三處理氣體也可以使用O 2氣體等，亦即可以使用包含作為第三元素的第16族元素的氧(O)的含氧氣體。在這種情況下，在作為處理容器內壁等石英的表面上，形成包含作為第一元素的金屬元素的Ti、作為第二元素的第15族元素的N、以及含有作為第三元素的第16族元素的O的氧氮化鈦(TiON)的膜，並且在預塗布膜的表面上形成TiN膜。因此，可以形成從包含Ti、O和N的膜到包含Ti和N的膜的構成被調製的膜。
此外，在上述實施形態中，使用Si作為第14族元素的示例，但也可以適用碳(C)和鍺(Ge)。
另外，在上述實施形態中，作為第一處理氣體中含有的金屬元素說明了Ti，但除了Ti以外，也可以使用鉬(Mo)、釕(Ru)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鎢(W)等之至少一種以上的金屬。
此外，在上述實施形態中，已經說明了使用作為一次處理多個基板的分批式立式裝置的基板處理裝置來形成膜的示例，但是本公開不限於此。可以適當地應用於使用一次處理一片或多片基板的單片基板處理裝置來形成膜。
此外，用於形成各種薄膜的製程配方(記載有處理順序或處理條件等的程式)，優選根據基板處理的內容(形成的薄膜的種類、構成比、膜質、膜厚、處理順序、處理條件等)分別準備(準備多個)。然後，在開始基板處理時，優選根據基板處理的內容從多個製程配方中適當選擇適當的製程配方。具體而言，將根據基板處理的內容分別準備的多個製程配方，經由電氣通信線路或記錄有該製程配方的記錄媒體(外部記憶裝置123)，事先儲存(安裝)在基板處理裝置具備的記憶裝置121c中。然後，當開始基板處理時，優選由基板處理裝置中具備的CPU121a根據基板處理的內容從儲存在記憶裝置121c內的多個製程配方中適當地選擇適當的製程配方。藉由這樣的構成，可以使用一台基板處理裝置多功能且以良好的再現性形成具有各種膜類型、構成比、膜品質和膜厚度的薄膜。此外，可以減輕操作者的操作負擔(如輸入處理順序或處理條件等等的負擔)，從而避免操作錯誤，可以快速開始基板處理。
此外，例如還可以藉由變更現有基板處理裝置的製程配方來實現本公開。當變更製程配方時，可以藉由電氣通信線路或記錄有該製程配方的記錄媒體將本公開的製程配方安裝到現有的基板處理裝置中，或者可以操作現有基板處理裝置的輸入/輸出裝置並將其製程配方本身變更為本公開的製程配方。
儘管以上已經說明了本公開的各種示例性實施形態，但是本公開不限於這些實施形態，並且可以適當地組合使用。
10:基板處理裝置 121:控制器 200:晶圓(基板) 201:處理室 202:處理爐
[圖1]是表示本公開的一實施形態的基板處理裝置的立式處理爐的概略的縱剖視圖。 [圖2]是沿圖1中的線A-A截取的橫剖視圖。 [圖3]是本公開的一實施形態的基板處理裝置的控制器的概略構成圖，是表示該控制器的控制系統的方塊圖。 [圖4]是示出本公開的一實施形態的處理流程的圖。 [圖5]是表示本公開的一實施形態的成膜工程中的氣體供給例的圖。 [圖6]是表示本公開的一實施形態的預塗布工程中的氣體供給例的圖。 [圖7(A)和圖7(B)]是說明藉由圖6的預塗布工程形成的處理容器內的內壁等表面上的膜的狀態的圖。 [圖7(C)和圖7(D)]是說明不進行預塗布工程時形成的處理容器內的內壁等表面上的膜的狀態的圖。 [圖8]是表示本公開的一實施形態的預塗布工程中的氣體供給的變形例的圖。 [圖9]是表示本公開的一實施形態的預塗布工程中的氣體供給的變形例的圖。 [圖10]是表示本公開的一實施形態的成膜工程中的氣體供給的變形例的圖。

Claims (20)

  1. 一種塗布方法，係具有： (a)向處理容器供給第一處理氣體的工程； (b)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體不同的第二處理氣體的工程； (c)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體和前述第二處理氣體之任一處理氣體均不同的第三處理氣體的工程； (d)將依次進行了(a)和(b)之循環執行X次的工程； (e)將進行了(d)和(c)之循環執行Y次的工程；及 (f)在(e)中，根據依次進行了(d)和(c)之循環已經被執行的次數，對接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X進行變更的工程。
  2. 如請求項1之塗布方法，其中 (f)在(e)中，根據依次進行了(d)和(c)之循環已經被執行的次數，來增加接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X。
  3. 如請求項1之塗布方法，其中 (f)在(e)中，依次進行了(d)和(c)之循環已經被執行的次數每增加預定數時，增加前述X。
  4. 如請求項1之塗布方法，其中 (g)還具備：在(e)之後，將依次進行了(a)和(b)之循環執行Z次的工程。
  5. 如請求項4之塗布方法，其中 在(g)中，不論前述Y的値如何，都不變更前述Z的次數。
  6. 如請求項1之塗布方法，其中 (h)還具有：向前述處理容器供給與前述第一處理氣體、前述第二處理氣體以及前述第三處理氣體之任一氣體均不同的第四處理氣體的工程； 在(d)之後和在(e)之後的至少任一情況進行(h)。
  7. 如請求項1之塗布方法，其中 前述第一處理氣體包含第一元素， 前述第二處理氣體包含第二元素， 前述第三處理氣體包含第三元素， 在(f)中，形成包含前述第一元素、前述第二元素以及前述第三元素的膜， 根據前述X與前述Y的比例來形成前述第一元素與前述第三元素比例不同的膜。
  8. 如請求項7之塗布方法，其中 前述處理容器的內壁由石英構成， 前述第一元素是金屬元素， 前述第二元素是第15族元素， 前述第三元素是第14族元素， 在(f)中，係在前述石英的表面形成包含前述金屬元素、前述第15族元素以及前述第14族元素的膜。
  9. 如請求項8之塗布方法，其中 前述金屬元素是鈦， 前述第15族元素是氮， 前述第14族元素是矽， 在(f)中，係在前述石英的表面形成包含前述鈦、前述氮以及前述矽的膜。
  10. 如請求項7之塗布方法，其中 前述處理容器的內壁由石英構成， 前述第一元素是金屬元素， 前述第二元素是第15族元素， 前述第三元素是第16族元素， 在(f)中，係在前述石英的表面形成包含前述金屬元素、前述第15族元素以及前述第16族元素的膜。
  11. 如請求項10之塗布方法，其中 前述金屬元素是鈦， 前述第15族元素是氮， 前述第16族元素是氧， 在(f)中，係在前述石英的表面形成包含前述鈦、前述氮以及前述氧的膜。
  12. 如請求項1之塗布方法，其中 在(d)中，在進行(a)時，並行地進行(c)的一部分。
  13. 如請求項4之塗布方法，其中 在(g)中，在進行(a)時，並行地進行(c)的一部分。
  14. 如請求項1之塗布方法，其中 在(e)中，根據依次進行(d)和(c)之循環已經被執行的次數，來變更(c)中的前述第三處理氣體的供給量。
  15. 如請求項1之塗布方法，其中 在(e)中，根據依次進行(d)和(c)之循環已經被執行的次數，來變更(c)中的前述第三處理氣體的供給時間。
  16. 如請求項1之塗布方法，其中 在(e)中，根據依次進行(d)和(c)之循環已經被執行的次數，來變更(c)中的前述第三處理氣體的供給流量。
  17. 一種基板處理裝置，係具有： 處理容器； 氣體供給系統，其向前述處理容器供給第一處理氣體、與前述第一處理氣體不同的第二處理氣體、以及與前述第一處理氣體和前述第二處理氣體之任一處理氣體均不同的第三處理氣體；及 控制部； 該控制部構成為可以控制前述氣體供給系統以便執行以下的處理： (a)向前述處理容器供給前述第一處理氣體的處理； (b)向前述處理容器供給前述第二處理氣體的處理； (c)向前述處理容器供給前述第三處理氣體的處理； (d)將依次進行了(a)和(b)之循環執行X次的處理； (e)將進行了(d)和(c)之循環執行Y次的處理； (f)在(e)中，根據依次進行了(d)和(c)之循環已經被執行的次數，對接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X進行變更的處理。
  18. 一種程式，係藉由電腦使前述基板處理裝置執行以下的順序： (a)向基板處理裝置的處理容器供給第一處理氣體的順序； (b)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體不同的第二處理氣體的順序； (c)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體和前述第二處理氣體之任一處理氣體均不同的第三處理氣體的順序； (d)將依次進行了(a)和(b)之循環執行X次的順序； (e)將進行了(d)和(c)之循環執行Y次的順序； (f)在(e)中，根據依次進行了(d)和(c)之循環已經被執行的次數，對接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X進行變更的順序。
  19. 一種基板處理方法，係具有： (a)向處理容器供給第一處理氣體的工程； (b)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體不同的第二處理氣體的工程； (c)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體和前述第二處理氣體之任一處理氣體均不同的第三處理氣體的工程； (d)將依次進行了(a)和(b)之循環執行X次的工程； (e)將進行了(d)和(c)之循環執行Y次的工程； (f)在(e)中，根據依次進行了(d)和(c)之循環已經被執行的次數，對接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X進行變更的工程； 在(e)之後，將基板搬入前述處理容器內並處理前述基板的工程。
  20. 一種半導體裝置的製造方法，係具有： (a)向處理容器供給第一處理氣體的工程； (b)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體不同的第二處理氣體的工程； (c)向前述處理容器供給與前述第一處理氣體和前述第二處理氣體之任一處理氣體均不同的第三處理氣體的工程； (d)將依次進行了(a)和(b)之循環執行X次的工程； (e)將進行了(d)和(c)之循環執行Y次的工程； (f)在(e)中，根據依次進行了(d)和(c)之循環已經被執行的次數，對接下來要進行的(d)和(c)之循環中的前述X進行變更的工程； 在(e)之後，將基板搬入前述處理容器內並處理前述基板的工程。
TW111122196A 2021-09-17 2022-06-15 塗布方法、基板處理裝置、程式、基板處理方法及半導體裝置的製造方法 TW202314030A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/034376 WO2023042386A1 (ja) 2021-09-17 2021-09-17 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及びコーティング方法
WOPCT/JP2021/034376 2021-09-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202314030A true TW202314030A (zh) 2023-04-01

Family

ID=85602624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111122196A TW202314030A (zh) 2021-09-17 2022-06-15 塗布方法、基板處理裝置、程式、基板處理方法及半導體裝置的製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240178008A1 (zh)
KR (1) KR20240034774A (zh)
CN (1) CN117716062A (zh)
TW (1) TW202314030A (zh)
WO (1) WO2023042386A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011111498A1 (ja) 2010-03-08 2011-09-15 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP5632687B2 (ja) * 2010-09-10 2014-11-26 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP2012124254A (ja) * 2010-12-07 2012-06-28 Elpida Memory Inc キャパシタ、キャパシタの製造方法および半導体装置
EP3929326A3 (en) * 2011-06-03 2022-03-16 Versum Materials US, LLC Compositions and processes for depositing carbon-doped silicon-containing films
WO2019186637A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP2021169649A (ja) * 2020-04-15 2021-10-28 東京エレクトロン株式会社 金属窒化膜を成膜する方法、及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20240178008A1 (en) 2024-05-30
WO2023042386A1 (ja) 2023-03-23
JPWO2023042386A1 (zh) 2023-03-23
CN117716062A (zh) 2024-03-15
KR20240034774A (ko) 2024-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6538582B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP6023854B1 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6994483B2 (ja) 半導体装置の製造方法、プログラム、及び基板処理装置
JP7064577B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JPWO2020189205A1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびノズル
CN113227450A (zh) 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及程序
US20190127848A1 (en) Processing Method, Method of Manufacturing Semiconductor Device and Non-transitory Computer-readable Recording Medium
JP7101204B2 (ja) 半導体装置の製造方法、プログラム、基板処理装置及び基板処理方法
JP7372336B2 (ja) 基板処理方法、プログラム、基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP7273079B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理方法
JP7016920B2 (ja) 基板処理装置、基板支持具、半導体装置の製造方法および基板処理方法
JP2023101887A (ja) クリーニング方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム
US20200411330A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium
JP7204889B2 (ja) 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
JP7079340B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、及びプログラム
TW202314030A (zh) 塗布方法、基板處理裝置、程式、基板處理方法及半導體裝置的製造方法
JP6639691B2 (ja) 半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理装置
CN111663116A (zh) 基板处理装置、半导体器件的制造方法和存储介质
JP7179962B2 (ja) 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
JP7273168B2 (ja) 基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム及び基板処理装置
JP7110468B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び基板処理方法。
JP2023023351A (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び基板処理方法