TWI585884B - 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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TWI585884B
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Ryuji Yamamoto
Tsukasa Kamakura
Yoshiro Hirose
Satoshi Shimamoto
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Hitachi Int Electric Inc
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    • H01L21/67748—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 for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a single workpiece
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    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
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Description

半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體
本發明係關於一種半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
作為半導體裝置之製造步驟之一步驟，存在進行對處理室內之基板供給處理氣體而於基板上形成膜之成膜處理之情況。
若進行上述成膜處理，則不僅於基板上且於處理室內之構件上亦附著有堆積物。該堆積物係於處理室內產生微粒(異物)，成為導致成膜處理之品質下降之一要因。本發明之目的在於提供一種可抑制於實施過成膜處理之處理室內之微粒之產生之技術。
根據本發明之一態樣，提供一種具有以下步驟之技術，該等步驟為如下：向處理室內搬入基板之步驟；於上述處理室內，由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之步驟；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之步驟；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之步驟；及將上述支撐 台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之步驟。
根據本發明，可抑制於實施過成膜處理之處理室內之微粒之產生。
11‧‧‧搬送室
12‧‧‧搬送容器
13‧‧‧搬送機器臂
13a‧‧‧搬送支臂
21‧‧‧承載室
40‧‧‧基板處理裝置
44‧‧‧閘閥
45‧‧‧閘閥
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
201a‧‧‧間隙
202‧‧‧處理容器
203‧‧‧支撐台
203a‧‧‧波紋管
204‧‧‧整流板
206‧‧‧加熱器
206a‧‧‧輔助加熱器
206b‧‧‧溫度感測器
207b‧‧‧升降機構
208a‧‧‧貫通孔
208b‧‧‧頂起銷
210a‧‧‧氣體供給口
210b‧‧‧氣體供給口
217‧‧‧基座
232a‧‧‧氣體供給管
232b‧‧‧氣體供給管
232c‧‧‧氣體供給管
232d‧‧‧氣體供給管
240‧‧‧簇射頭
240a‧‧‧分散板
240b‧‧‧簇射板
240c‧‧‧第1緩衝空間(分散室)
240d‧‧‧第2緩衝空間
241a‧‧‧MFC
241b‧‧‧MFC
241c‧‧‧MFC
241d‧‧‧MFC
243a‧‧‧閥
243b‧‧‧閥
243c‧‧‧閥
243d‧‧‧閥
244b‧‧‧遙距電漿單元(RPU)
250‧‧‧晶圓搬送口
260‧‧‧排氣口
260a‧‧‧排氣腔室
261‧‧‧排氣管
262‧‧‧APC閥
263‧‧‧原料回收截留器
264‧‧‧真空泵
265‧‧‧壓力感測器
280‧‧‧控制器(控制部)
280a‧‧‧CPU
280b‧‧‧RAM
280c‧‧‧記憶裝置
280d‧‧‧I/O埠
280e‧‧‧內部匯流排
281‧‧‧輸入輸出裝置
282‧‧‧外部記憶裝置
301‧‧‧處理室
302‧‧‧處理爐
303‧‧‧處理容器
306‧‧‧加熱器
306a‧‧‧輔助加熱器
307b‧‧‧升降機構
313‧‧‧搬送機器臂
317‧‧‧支撐台
331‧‧‧排氣埠
332a‧‧‧氣體供給埠
332b‧‧‧氣體供給埠
401‧‧‧處理室
402‧‧‧處理爐
403‧‧‧處理容器
403w‧‧‧石英窗
406‧‧‧加熱器
圖1係本發明之一實施形態中可較佳使用之基板處理裝置之於晶圓處理時之剖面構成圖。
圖2係本發明之一實施形態中可較佳使用之基板處理裝置之於晶圓搬送時之剖面構成圖。
圖3係本發明之一實施形態中可較佳使用之基板處理裝置之控制器之概略構成圖，係將控制器之控制系統以方塊圖表示之圖。
圖4係表示本發明之一實施形態之成膜順序中之氣體供給時機之圖。
圖5係表示本發明之一實施形態之成膜順序之於變形例6中之氣體供給時機之圖。
圖6係表示本發明之另一實施形態之成膜順序中之氣體供給時機之圖。
圖7(a)係表示使支撐台移動至晶圓搬送位置之狀態之圖，(b)係表示使支撐台移動至晶圓處理位置之狀態之圖，(c)係表示使支撐台移動至堆積物改質位置之狀態之圖，(d)係表示使支撐台移動至清洗位置之狀態之圖。
圖8(a)係表示使支撐台移動至超量位置之狀態之圖，(b)係例示簇射頭之溫度變化之圖。
圖9(a)係表示BTCSM之化學構造式之圖，(b)係表示BTCSE之化學構造式之圖，(c)係表示TCDMDS之化學構造式之圖，(d)係表示DCTMDS之化學構造式之圖，(e)係表示MCPMDS之化學構造式之圖。
圖10(a)係表示硼氮炔之化學構造式之圖，(b)係表示硼氮炔化合物之化學構造式之圖，(c)係表示n,n',n"-三甲基硼氮炔之化學構造式之圖，(d)係表示n,n',n"-三-n-丙基硼氮炔之化學構造式之圖。
圖11係本發明之另一實施形態中可較佳使用之基板處理裝置之處理爐之概略構成圖，係將處理爐部分以縱剖面圖表示之圖。
圖12係本發明之另一實施形態中可較佳使用之基板處理裝置之處理爐之概略構成圖，係將處理爐部分以縱剖面圖表示之圖。
<本發明之一實施形態>
以下，主要使用圖1~圖3對本發明之一實施形態進行說明。
(1)基板處理裝置之構成
如圖1、圖2所示，基板處理裝置40具備處理容器202。處理容器202例如以橫剖面呈圓形之扁平之密閉容器之形式構成。處理容器202例如由鋁(Al)或不鏽鋼(SUS)等金屬材料構成。處理容器202內形成有對作為基板之矽晶圓等晶圓200進行處理之處理室201。於處理容器202、或後述之簇射頭240、氣體供給管232a、排 氣腔室260a、排氣管261等之周邊設置有可將該等構件加熱至例如數十~150℃左右之輔助加熱器206a。
處理室201內設置有支撐晶圓200之支撐台203。於 晶圓200所直接接觸之支撐台203之上表面設置有作為例如由石英(SiO2)、碳、陶瓷、碳化矽(SiC)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)等所構成之支撐板的基座217。
於基座217之外周部以包圍晶圓200之支撐區域之方 式設置有以圓環狀(環狀)圓板之形式所構成之整流板(導流板)204。整流板204之上表面之高度係以與保持於基座217上之晶圓200之表面(被處理面)之高度大致等同之方式設定。於整流板204之周緣部與處理室201(處理容器202)之內壁側面之間設置有既定寬度之間隙201a。間隙201a係作為用以使對晶圓200所供給之氣體流向後述排氣口260之排出口而發揮功能。
支撐台203中內藏有作為對晶圓200進行加熱之加熱 手段(加熱機構)之加熱器206、與作為溫度檢測器之溫度感測器206b。根據由溫度感測器206b所檢測出之溫度資訊而調整向加熱器206之通電情況，藉此可將基座217上所支撐之晶圓200之溫度設為所需溫度。支撐台203之下端部貫通處理容器202之底部。
於處理室201之外部設置有作為使支撐台203升降之 支撐台移動部的升降機構207b。使升降機構207b作動而使支撐台203升降，藉此可實現使基座217上所支撐之晶圓200升降。支撐台203於晶圓200之搬送時下降至圖2中所示之位置(晶圓搬送位置)，於晶圓200之處理時上升至圖1中所示之位置(晶圓處理位置)。支撐台203下端部之周圍由波紋管203a包覆，而處理室201 內保持為氣密。
於處理室201之底面(地面)係以沿鉛垂方向豎立之方 式設置有例如3根頂起銷208b。於支撐台203(亦包括基座217在內)，在對應於頂起銷208b之位置分別設置有供頂起銷208b貫通之貫通孔208a。於使支撐台203下降至晶圓搬送位置時，如圖2所示，頂起銷208b之上端部自基座217之上表面突出，頂起銷208b自下方支撐晶圓200。於使支撐台203上升至晶圓處理位置時，如圖1所示，頂起銷208b之上端部自基座217之上表面埋沒，而基座217自下方支撐晶圓200。頂起銷208b由於與晶圓200直接接觸，故而較理想為由例如石英或氧化鋁等材質構成。
於處理室201(處理容器202)之內壁側面設置有向處 理室201之內外搬送晶圓200之晶圓搬送口250。於晶圓搬送口250設置有閘閥44，藉由將閘閥44打開而可使處理室201內與搬送室11內連通。搬送室11係形成於搬送容器(密閉容器)12內，於搬送室11內設置有搬送晶圓200之搬送機器臂13。搬送機器臂13上具備有於搬送晶圓200時支撐晶圓200之搬送臂13a。藉由於使支撐台203下降至晶圓搬送位置之狀態下打開閘閥44，而可由搬送機器臂13於處理室201內與搬送室11內之間搬送晶圓200。即，搬送機器臂13係以向處理室201內外搬送晶圓200之搬送單元(搬送機構)之形式構成。至朝處理室201內搬送之晶圓200如上所述暫時載置於頂起銷208b上。於搬送室11之與設置有晶圓搬送口250之側相反一側係介隔著閘閥45而設置有承載(load lock)室21，可由搬送機器臂13於承載室21內與搬送室11內之間搬送晶圓200。承載室21係作為暫時收容未處理或處理完畢之晶圓200之預備室而發 揮功能。
於處理室201(處理容器202)之內壁側面、且為晶圓搬 送口250之相反側係設置有對處理室201內之環境氣體進行排氣之排氣口260。於排氣口260經由排氣腔室260a連接有排氣管261。 於排氣腔室260a設置有作為對處理室201內之壓力進行檢測之壓力檢測器(壓力檢測部)之壓力感測器265。於排氣管261經由作為將處理室201內之壓力控制為既定壓力之壓力調整器(壓力調整部)之自動壓力控制(APC，Auto Pressure Controller)閥262及原料回收截留器263而連接有作為真空排氣裝置之真空泵264。APC閥262係以如下方式構成：藉由於使真空泵264作動之狀態下打開/關閉閥，可進行處理室201內之真空排氣及真空排氣停止，進而藉由於使真空泵264作動之狀態下調節閥之開度，可調整處理室201內之壓力。亦可將APC閥262稱為排氣閥。主要由排氣腔室260a、壓力感測器265、排氣管261、及APC閥262構成排氣系統(排氣管線)。亦可考慮將原料回收截留器263、真空泵264包含於排氣系統內。
於設置於處理室201之頂壁部(上部)處之後述之簇射 頭240之上表面(頂面壁)設置有向處理室201內供給既定氣體之氣體供給口210a、與向處理室201內供給既定氣體之氣體供給口210b。氣體供給口210b係與氣體供給口210a獨立而設置。再者，圖1、圖2中例示了於氣體供給口210a之內側與氣體供給口210a呈同心圓狀地配置氣體供給口210b之構成，但本發明並不限定於此種態樣，亦可將氣體供給口210b設置於氣體供給口210a之外側。關於氣體供給口210a、210b所連接之各氣體供給系統之構成 將於下文說明。
於氣體供給口210a與處理室201之間設置有作為氣 體分散機構之簇射頭240。簇射頭240具備使自氣體供給口210a所供給之氣體分散之分散板240a、與使通過了分散板240a之氣體更均勻分散而向支撐台203上之晶圓200之表面供給之簇射板240b。於分散板240a及簇射板240b分別設置有複數個通氣孔。分散板240a係以與簇射頭240之上表面及簇射板240b對向之方式配置。簇射板240b係以與支撐台203上之晶圓200對向之方式配置。 於簇射頭240之上表面與分散板240a之間、及分散板240a與簇射板240b之間分別設置有空間。該等空間分別作為使自氣體供給口210a所供給之氣體分散之第1緩衝空間(分散室)240c、及使通過了分散板240a之氣體擴散之第2緩衝空間240d發揮功能。
氣體供給口210b係以沿鉛垂方向(厚度方向)貫通簇 射頭240，且氣體供給口210b之下端開口自簇射板240b之下表面朝向支撐台203突出之方式設置。氣體供給口210b係以自簇射板240b之下方側、即於不經由簇射頭240之情況下向處理室201內供給氣體之方式構成。
此處，對晶圓處理時處理室201內氣體之流動進行說 明。
自氣體供給口210a朝簇射頭240之上部供給之氣體 經過第1緩衝空間240c而自分散板240a之多個孔朝第2緩衝空間240d流動，通過簇射板240b之多個孔而向處理室201內供給。又，自氣體供給口210b所供給之氣體自簇射板240b之下方側、即於不經由簇射頭240之情況下向處理室201內供給。
朝處理室201內供給之氣體被均勻地供給至晶圓200 上，朝向晶圓200之徑向外側呈放射狀流動。進而，接觸過晶圓200後之剩餘氣體於位於晶圓200外周部之整流板204上朝向晶圓200之徑向外側呈放射狀流動。其後，剩餘氣體通過形成於整流板204之周緣部與處理室201之內壁側面之間之間隙201a而自排氣口260排出。
其次，對氣體供給口210a、210b所連接之氣體供給 系統之構成進行說明。
於氣體供給口210a、210b分別連接有氣體供給管 232a、232b。於氣體供給管232a、232b，自上游方向起依序分別設置有作為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)241a、241b及作為開關閥之閥243a、243b。於氣體供給管232b中之閥243b之下游側設置有作為電漿生成器之遙距電漿單元(RPU)244b。於氣體供給管232a、232b之較閥243a、243b更下游側分別連接有供給惰性氣體之氣體供給管232c、232d。於氣體供給管232c、232d，自上游側起依序分別設置有作為流量控制器(流量控制部)之MFC241c、241d及作為開關閥之閥243c、243d。
氣體供給係以如下方式構成：作為具有第1元素與碳 (C)之化學鍵結之原料氣體，例如包含作為第1元素之Si、亞烷基及鹵基且具有Si與C之化學鍵結(Si-C鍵結)之亞烷基鹵矽烷原料氣體或者包含Si、烷基及鹵基且具有Si-C鍵結之烷基鹵矽烷原料氣體自氣體供給管232a經由MFC241a、閥243a、氣體供給口210a、簇射頭240而向處理室201內供給。
此處，所謂亞烷基係自通式CnH2n+2所表示之鏈狀飽 和烴(烷烴)去除2個氫(H)所得之官能基，即，通式CnH2n所表示之原子之集合體。亞烷基包含亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基等。 又，所謂烷基係自通式CnH2n+2所表示之鏈狀飽和烴去除1個氫(H)所得之官能基，即，通式CnH2n+1所表示之原子之集合體。烷基包含甲基、乙基、丙基、丁基等。又，鹵基包含氯基、氟基、溴基、碘基等。即，鹵基包含氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等鹵族元素。
作為亞烷基鹵矽烷原料氣體，例如可使用包含Si、作 為亞烷基之亞甲基(-CH2-)及作為鹵基之氯基(Cl)之原料氣體，即，包含亞甲基之氯矽烷原料氣體，或者包含Si、作為亞烷基之伸乙基(-C2H4-)及作為鹵基之氯基(Cl)之原料氣體，即，包含伸乙基之氯矽烷原料氣體。作為包含亞甲基之氯矽烷原料氣體，例如可使用亞甲基雙(三氯矽烷)氣體，即，雙(三氯矽基)甲烷((SiCl3)2CH2，簡稱：BTCSM)氣體等。作為包含伸乙基之氯矽烷原料氣體，例如可使用伸乙基雙(三氯矽烷)氣體，即，1,2-雙(三氯矽基)乙烷((SiCl3)2C2H4，簡稱：BTCSE)氣體等。
如圖9(a)所示，BTCSM於其化學構造式中(1分子中) 包含1個作為亞烷基之亞甲基。亞甲基所具有之2個鍵結鍵係分別與Si鍵結而構成Si-C-Si鍵結。
如圖9(b)所示，BTCSE於1分子中包含1個作為亞 烷基之伸乙基。伸乙基所具有之2個鍵結鍵係分別與Si鍵結而構成Si-C-C-Si鍵結。
作為烷基鹵矽烷原料氣體，例如可使用包含Si、作為 烷基之甲基(-CH3)及作為鹵基之氯基(Cl)之原料氣體，即，包含甲基之氯矽烷原料氣體。作為包含甲基之氯矽烷原料氣體，例如可使 用1,1,2,2-四氯-1,2-二甲基二矽烷((CH3)2Si2Cl4，簡稱：TCDMDS)氣體、1,2-二氯-1,1,2,2-四甲基二矽烷((CH3)4Si2Cl2，簡稱：DCTMDS)氣體、1-單氯-1,1,2,2,2-五甲基二矽烷((CH3)5Si2Cl，簡稱：MCPMDS)氣體等。TCDMDS氣體、DCTMDS氣體、MCPMDS氣體等烷基鹵矽烷原料氣體係不同於BTCSE氣體、BTCSM氣體等亞烷基鹵矽烷原料氣體，其為具有Si-Si鍵結結之氣體，即，包含第1元素及鹵族元素且亦為具有第1元素彼此之化學鍵結之原料氣體。
如圖9(c)所示，TCDMDS於1分子中包含2個作為烷 基之甲基。2個甲基所具有之各鍵結鍵分別與Si鍵結而構成Si-C鍵結。TCDMDS為二矽烷之衍生物，具有Si-Si鍵結結。即，TCDMDS具有Si彼此鍵結且Si與C鍵結之Si-Si-C鍵結。
如圖9(d)所示，DCTMDS於1分子中包含4個作為 烷基之甲基。4個甲基所具有之各鍵結鍵分別與Si鍵結而構成Si-C鍵結。DCTMDS為二矽烷之衍生物，具有Si-Si鍵結。即，DCTMDS具有Si彼此鍵結且Si與C鍵結之Si-Si-C鍵結。
如圖9(e)所示，MCPMDS於1分子中包含5個作為 烷基之甲基。5個甲基所具有之各鍵結鍵分別與Si鍵結而構成Si-C鍵結。MCPMDS為二矽烷之衍生物，具有Si-Si鍵結。即，MCPMDS具有Si彼此鍵結且Si與C鍵結之Si-Si-C鍵結。MCPMDS不同於BTCSM、BTCSE、TCDMDS、DCTMDS等，具有1分子中(化學構造式中)之由甲基及氯基包圍Si之配置為非對稱之非對稱(asymmetry)構造。如此，本實施形態中，不僅可使用如圖9(a)~(d)之具有對稱(symmetry)化學構造式之原料，亦可使用具有非對稱化學構造式之原料。
BTCSM氣體或BTCSE氣體等亞烷基鹵矽烷原料氣 體、或TCDMDS氣體、DCTMDS氣體、MCPMDS氣體等烷基鹵矽烷原料氣體亦可稱為於1分子中包含至少2個Si、進而包含C及Cl、具有Si-C鍵結之原料氣體。該等氣體於後述基板處理步驟(成膜處理)中既作為Si源而發揮作用，亦作為C源而發揮作用。亦可將BTCSM氣體或BTCSE氣體等稱為亞烷基氯矽烷原料氣體。亦可將TCDMDS氣體或DCTMDS氣體或MCPMDS氣體等稱為烷基氯矽烷原料氣體。
本說明書中，所謂原料氣體係氣體狀態之原料，例如 藉由將於常溫常壓下呈液體狀態之原料氣化所獲得之氣體、或於常溫常壓下呈氣體狀態之原料等。本說明書中使用「原料」一詞之情形存在意指「液體狀態之液體原料」之情況、「氣體狀態之原料氣體」之情況、或該兩者之情況。於使用如BTCSM等般於常溫常壓下呈液體狀態之液體原料之情形時，藉由氣化器或起泡器等氣化系統將液體原料氣化而作為原料氣體(BTCSM氣體等)供給。
又，氣體供給亦以如下方式構成：作為會與堆積於簇 射頭240內或處理室201內等之堆積物反應之反應性氣體、例如藉由與堆積物反應而使堆積物改質之改質氣體係自氣體供給管232a經由MFC241a、閥243a、氣體供給口210a、簇射頭240而向處理室201內供給。作為改質氣體，例如可使用氧氣(O2)。
又，氣體供給亦以如下方式構成：作為會與堆積於簇 射頭240內或處理室201內等之堆積物反應之反應性氣體、例如將堆積物蝕刻去除之清洗氣體係自氣體供給管232a經由MFC241a、閥243a、氣體供給口210a、簇射頭240而向處理室201內供給。 作為清洗氣體，例如可使用氟氣(F2)。
又，氣體供給亦以如下方式構成：作為於進行後述堆 積物之改質處理或清洗處理時促進向簇射頭240內或處理室201內之各構件之經由環境氣體之熱傳導之氣體、例如導熱率高於上述反應性氣體之氣體(以下亦稱為加熱促進氣體)係自氣體供給管232a經由MFC241a、閥243a、氣體供給口210a、簇射頭240而向處理室201內供給。作為加熱促進氣體，例如可使用氫氣(H2)。
又，氣體供給係以如下方式構成：作為包含與上述第 1元素不同之元素(第2~第4元素)之反應氣體、例如含氮(N)氣體自氣體供給管232b經由MFC241b、閥243b、RPU244b、氣體供給口210b而向處理室201內供給。作為含N氣體，例如可使用氮化氫系氣體。氮化氫系氣體亦可稱為僅由N與H兩種元素構成之物質，於後述成膜處理中作為氮化氣體、即N源發揮作用。作為氮化氫系氣體，例如可使用氨氣(NH3)。
又，氣體供給亦以如下方式構成：作為包含與上述第 1元素不同之元素(第2~第4元素)之反應氣體、例如含氧(O)氣體自氣體供給管232b經由MFC241b、閥243b、RPU244b、氣體供給口210b而向處理室201內供給。含O氣體於後述成膜處理中作為氧化氣體、即O源發揮作用。作為含O氣體，例如可使用氧氣(O2)。
又，氣體供給亦以如下方式構成：作為包含與上述第 1元素不同之元素(第2~第4元素)之反應氣體、例如包含氮(N)及碳(C)之氣體自氣體供給管232b經由MFC241b、閥243b、RPU244b、氣體供給口210b而向處理室201內供給。作為含N及C之氣體，例如可使用胺系氣體。
所謂胺系氣體係氣體狀態之胺，例如藉由將於常溫常 壓下呈液體狀態之胺氣化所獲得之氣體、或於常溫常壓下呈氣體狀態之胺等包含胺基之氣體。胺系氣體包含乙基胺、甲基胺、丙基胺、異丙基胺、丁基胺、異丁基胺等胺。所謂胺係氨(NH3)之氫(H)被烷基等烴基取代之形態之化合物之統稱。胺包含烷基等烴基作為含C配位體、即有機配位體。胺系氣體包含C、N及H三種元素，由於不含Si故而亦可稱為Si非含有之氣體，由於不含Si及金屬故而亦可稱為Si及金屬非含有之氣體。胺系氣體亦可稱為僅由C、N及H三種元素構成之物質。胺系氣體於後述成膜處理中即作為N源而發揮作用、亦作為C源而發揮作用。本說明書中使用「胺」一詞之情形存在意指「液體狀態之胺」之情況、「氣體狀態之胺系氣體」之情況、或該兩者之情況。
作為胺系氣體，例如可使用其化學構造式中(1分子中) 之含C配位體(乙基)之數量為複數、且1分子中C之數量多於N之數量之三乙基胺((C2H5)3N，簡稱：TEA)氣體。於使用如TEA般於常溫常壓下呈液體狀態之胺之情形時，藉由氣化器或起泡器等氣化系統將液體狀態之胺氣化而作為胺系氣體(TEA氣體)供給。
又，氣體供給亦以如下方式構成：作為包含與上述第 1元素不同之元素(第2~第4元素)之反應氣體、例如不含硼氮炔環骨架之含硼(B)氣體自氣體供給管232b經由MFC241b、閥243b、RPU244b、氣體供給口210b而向處理室201內供給。作為不含硼氮炔環骨架之含B氣體，例如可使用硼烷系氣體。
所謂硼烷系氣體係氣體狀態之硼烷化合物，例如藉由 將於常溫常壓下呈液體狀態之硼烷化合物氣化所獲得之氣體、或於 常溫常壓下呈氣體狀態之硼烷化合物等。硼烷化合物包括包含B與鹵族元素之鹵硼烷化合物、例如包含B及Cl之氯硼烷化合物。又，硼烷化合物包括如單硼烷(BH3)或二硼烷(B2H6)之硼烷(硼化氫)、或者硼烷之H被其他元素等取代之形態之硼烷化合物(硼烷衍生物)。 硼烷系氣體於後述成膜處理中作為B源發揮作用。作為硼烷系氣體，例如可使用三氯硼烷(BCl3)氣體。BCl3氣體為不含硼氮炔環骨架之含B氣體、即非硼氮炔系之含B氣體。
又，氣體供給亦以如下方式構成：作為包含與上述第 1元素不同之元素(第2~第4元素)之反應氣體、例如包含硼氮炔環骨架之氣體係自氣體供給管232b經由MFC241b、閥243b、RPU244b、氣體供給口210b而向處理室201內供給。作為包含硼氮炔環骨架之氣體，例如可使用包含硼氮炔環骨架及有機配位體之氣體、即有機硼氮炔系氣體。
作為有機硼氮炔系氣體，例如可使用將作為有機硼氮 炔化合物之烷基硼氮炔化合物氣化所得之氣體。亦可將有機硼氮炔系氣體稱為硼氮炔化合物氣體或硼氮炔系氣體。
此處，所謂硼氮炔係由B、N及H三種元素構成之雜 環化合物，可以組成式B3H6N3表示，可以圖10(a)所示之化學構造式表示。硼氮炔化合物係包含由3個B與3個N所構成之構成硼氮炔環之硼氮炔環骨架(亦稱為硼氮炔骨架)的化合物。有機硼氮炔化合物為含C硼氮炔化合物，亦可稱為包含含C配位體、即有機配位體之硼氮炔化合物。烷基硼氮炔化合物為包含烷基之硼氮炔化合物，亦可稱為包含烷基作為有機配位體之硼氮炔化合物。烷基硼氮炔化合物係硼氮炔所含之6個H中之至少任一個H被取代為包含1 個以上之C之烴所得者，可以圖10(b)所示之化學構造式表示。此處，圖10(b)所示之化學構造式中之R1~R6為H、或包含1~4個C之烷基。R1~R6既可為同一種類之烷基，亦可為不同種類之烷基。 其中，R1~R6不包括其全體均為H之情況。烷基硼氮炔化合物亦可稱為具有構成硼氮炔環之硼氮炔環骨架、且包含B、N、H及C之物質。又，烷基硼氮炔化合物亦可稱為具有硼氮炔環骨架且包含烷基配位體之物質。再者，R1~R6可為H、或者亦可為包含1~4個C之烯基、炔基。R1~R6可為同一種類之烯基、炔基，亦可為不同種類之烯基、炔基。其中，R1~R6不包括其全體均為H之情況。
硼氮炔系氣體於後述成膜處理中既作為B源發揮作 用，亦作為N源發揮作用，也作為C源發揮作用。
作為硼氮炔系氣體，例如可使用n,n',n"-三甲基硼氮 炔(簡稱：TMB)氣體、n,n',n"-三乙基硼氮炔(簡稱：TEB)氣體、n,n',n"-三-n-丙基硼氮炔(簡稱：TPB)氣體、n,n',n"-三異丙基硼氮炔(簡稱：TIPB)氣體、n,n',n"-三-n-丁基硼氮炔(簡稱：TBB)氣體、n,n',n"-三異丁基硼氮炔(簡稱：TIBB)氣體等。TMB係圖10(b)所示之化學構造式中之R1、R3、R5為H且R2、R4、R6為甲基，即，可以圖10(c)所示之化學構造式表示之硼氮炔化合物。TEB係圖10(b)所示之化學構造式中之R1、R3、R5為H且R2、R4、R6為乙基之硼氮炔化合物。TPB係圖10(b)所示之化學構造式中之R1、R3、R5為H且R2、R4、R6為丙基，即，可以圖10(d)所示之化學構造式表示之硼氮炔化合物。TIPB係圖10(b)所示之化學構造式中之R1、R3、R5為H且R2、R4、R6為異丙基之硼氮炔化合物。TIBB係圖10(b)所示之化學構造式中之R1、R3、R5為H且R2、R4、R6為異丁基之硼氮炔 化合物。
於使用如TMB等般於常溫常壓下呈液體狀態之硼氮 炔化合物之情形時，藉由氣化器或起泡器等之氣化系統將液體狀態之硼氮炔化合物氣化而作為硼氮炔系氣體(TMB氣體等)供給。
氣體供給亦以如下方式構成：作為包含與上述第1元 素不同之元素(第2~第4元素)之反應氣體、例如含碳(C)氣體係自氣體供給管232b經由MFC241b、閥243b、RPU244b、氣體供給口210b而向處理室201內供給。作為含C氣體，例如可使用烴系氣體。烴系氣體亦可稱為僅由C及H兩種元素構成之物質，於後述成膜處理中作為C源發揮作用。作為烴系氣體，例如可使用丙烯(C3H6)氣體。
氣體供給係以如下方式構成：作為惰性氣體、例如氮 氣(N2)自氣體供給管232c、232d分別經由MFC241c、241d、閥243c、243d、氣體供給管232a、232b、氣體供給口210a、210b、簇射頭240而向處理室201內供給。自氣體供給管232c、232d所供給之惰性氣體作為沖洗氣體、稀釋氣體或載氣發揮作用。
於自氣體供給管232a供給原料氣體之情形時，主要 由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a構成原料氣體供給系統。 亦可考慮將氣體供給口210a、簇射頭240包含於原料氣體供給系統內。亦可將原料氣體供給系統稱為原料供給系統。於自氣體供給管232a供給鹵矽烷原料氣體之情形時，亦可將原料氣體供給系統稱為鹵矽烷原料氣體供給系統或鹵矽烷原料供給系統。
於自氣體供給管232a供給改質氣體之情形時，主要 由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a構成改質氣體供給系統。 亦可考慮將氣體供給口210a、簇射頭240包含於改質氣體供給系統內。
於自氣體供給管232a供給清洗氣體之情形時，主要由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a構成清洗氣體供給系統。亦可考慮將氣體供給口210a、簇射頭240包含於清洗氣體供給系統內。亦可將清洗氣體供給系統稱為含氟(F)氣體供給系統、蝕刻氣體供給系統或蝕刻劑供給系統。
於自氣體供給管232a供給加熱促進氣體之情形時，主要由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a構成加熱促進氣體供給系統。亦可考慮將氣體供給口210a、簇射頭240包含於加熱促進氣體供給系統內。亦可將加熱促進氣體供給系統稱為導熱性氣體供給系統。
於自氣體供給管232b供給含O氣體之情形時，主要由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b構成含O氣體供給系統。亦可考慮將RPU244b、氣體供給口210b包含於含O氣體供給系統內。亦可將含O氣體供給系統稱為氧化氣體供給系統或氧化劑供給系統。
於自氣體供給管232b供給含N氣體之情形時，主要由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b構成含N氣體供給系統。亦可考慮將RPU244b、氣體供給口210b包含於含N氣體供給系統內。亦可將含N氣體供給系統稱為氮化氣體供給系統或氮化劑供給系統。於自氣體供給管232b供給氮化氫系氣體之情形時，亦可將含N氣體供給系統稱為氮化氫系氣體供給系統或氮化氫供給系統。
於自氣體供給管232b供給含N及C之氣體之情形 時，主要由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b構成含N及C之氣體供給系統。亦可考慮將RPU244b、氣體供給口210b包含於含N及C之氣體供給系統內。於自氣體供給管232b供給胺系氣體之情形時，亦可將含N及C之氣體供給系統稱為胺系氣體供給系統或胺供給系統。含N及C之氣體由於既為含N氣體且亦為含C氣體，故而亦可考慮將含N及C之氣體供給系統包含於含N氣體供給系統或後述之含C氣體供給系統內。
於自氣體供給管232b供給含B氣體之情形時，主要由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b構成含B氣體供給系統。亦可考慮將RPU244b、氣體供給口210b包含於含B氣體供給系統。於自氣體供給管232b供給硼烷系氣體之情形時，亦可將含B氣體供給系統稱為硼烷系氣體供給系統或硼烷化合物供給系統。於自氣體供給管232b供給硼氮炔系氣體之情形時，亦可將含B氣體供給系統稱為硼氮炔系氣體供給系統或硼氮炔化合物供給系統。
於自氣體供給管232b供給含C氣體之情形時，主要由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b構成含C氣體供給系統。亦可考慮將RPU244b、氣體供給口210b包含於含C氣體供給系統內。於自氣體供給管232b供給烴系氣體之情形時，亦可將含C氣體供給系統稱為烴系氣體供給系統或烴供給系統。
自上述氣體供給系統所供給之各種氣體中，亦可將後述成膜處理中所使用之氣體中之任一或所有氣體稱為成膜氣體或處理氣體。又，上述氣體供給系統中，亦可將後述成膜處理中所使用之氣體供給系統中之任一或所有氣體供給系統稱為成膜氣體供給系統或處理氣體供給系統。又，上述氣體供給系統中，亦可將供 給反應氣體之氣體供給系統中之任一或所有氣體供給系統稱為反應氣體供給系統或反應劑供給系統。
又，上述氣體供給系統中，亦可將後述堆積物之改質 處理及清洗處理中所使用之氣體供給系統中之任一或所有氣體供給系統稱為反應性氣體供給系統。
又，主要由氣體供給管232c、232d、MFC241c、241d、 閥243c、243d構成惰性氣體供給系統。亦可將惰性氣體供給系統稱為沖洗氣體供給系統、稀釋氣體供給系統或載氣供給系統。
如圖3所示，作為控制部(控制手段)之控制器280係 以具備中央處理單元(CPU，Central Processing Unit)280a、隨機存取記憶體(RAM，Random Access Memory)280b、記憶裝置280c、I/O埠280d之電腦之形式構成。RAM280b、記憶裝置280c、I/O埠280d係以經由內部匯流排280e而可與CPU280a進行資料交換之方式構成。於控制器280連接有例如以觸控面板等之形式構成之輸入輸出裝置281。
記憶裝置280c例如由快閃記憶體、硬碟驅動器 (HDD，Hard Disk Drive)等構成。於記憶裝置280c內以可讀出之方式存儲有控制基板處理裝置之動作之控制程式、或記載了後述成膜處理、堆積物之改質處理、清洗處理之步驟或條件等之各種配方(成膜配方、改質配方、清洗配方)等。該等配方係以可使控制器280執行後述成膜處理、堆積物之改質處理、清洗處理中之各程序而獲得既定結果之方式加以組合者，作為程式而發揮功能。以下亦將該等配方或控制程式等簡單統稱為程式。本說明書中使用「程式」一詞之情形存在僅包含「配方」一者之情況、僅包含「控制程式」一 者之情況、或包含該兩者之情況。RAM280b係以暫時保存由CPU280a所讀出之程式或資料等之記憶體區域(工作區)之形式構成。
I/O埠280d與上述MFC241a~241d、閥243a~243d、 RPU244b、溫度感測器206b、加熱器206、輔助加熱器206a、壓力感測器265、APC閥262、真空泵264、閘閥44、45、升降機構207b、搬送機器臂13等連接。
CPU280a係以自記憶裝置280c讀出控制程式加以執 行，並且根據來自輸入輸出裝置281之操作指令之輸入等而自記憶裝置280c讀出各種配方的方式構成。CPU280a係以依據所讀出之配方之內容而對MFC241a~241d之各種氣體之流量調整動作、閥243a~243d之開關動作、RPU244b之電漿生成動作、APC閥262之開關動作及基於壓力感測器265之APC閥262之壓力調整動作、真空泵264之啟動及停止、基於溫度感測器206b之加熱器206之溫度調整動作、輔助加熱器206a之溫度調整動作、閘閥44、45之開關動作、升降機構207b之升降動作、搬送機器臂13之移載動作等進行控制的方式構成。
控制器280並不限於以專用電腦之形式構成之情 形，亦可以通用電腦之形式構成。例如準備儲存有上述程式之外部記憶裝置(例如磁帶、軟碟或硬碟等磁碟、CD或數位多功能光碟(DVD，Digital Versatile Disc)等光碟、MO等磁光碟、通用序列匯流排(USB，Universal Serial Bus)記憶體或記憶卡等半導體記憶體)282，使用該外部記憶裝置282對通用電腦安裝程式等，藉此可構成本實施形態之控制器280。其中，用以向電腦供給程式之手段 並不限於經由外部記憶裝置282供給之情形。例如亦可使用網際網路或專用線路等通訊手段而實現不經由外部記憶裝置282之程式供給。記憶裝置280c或外部記憶裝置282係以可被電腦讀取之記錄媒體之形式構成。以下亦將該等簡單統稱為記錄媒體。本說明書中使用「記錄媒體」一詞之情形存在僅包含「記憶裝置280c」一者之情況、僅包含「外部記憶裝置282」一者之情況、或包含該兩者之情況。
(2)成膜處理
對作為半導體裝置(器件)之製造步驟之一步驟，即，使用上述基板處理裝置於基板上形成膜之順序例，使用圖4進行說明。以下之說明中，構成基板處理裝置40之各部之動作係由控制器280進行控制。
圖4所示之成膜順序中，藉由實施非同時、即不同期 地進行對作為基板之晶圓200供給BTCSM氣體作為原料氣體之步驟、與對晶圓200供給NH3氣體作為反應氣體之步驟的循環既定次數(1次以上)，而於晶圓200上形成含C之氮化矽膜(SiN膜)作為包含Si、C及N之膜。亦將含C之SiN膜稱為添加(摻雜)有C之SiN膜、C-doped SiN膜、C含有SiN膜，或簡稱為SiCN膜。
本說明書中，有時亦以如下方式表示上述成膜順序。
(BTCSM→NH3)×n→SiCN膜
本說明書中使用「晶圓」一詞之情形存在意指「晶圓其本身」之情況、或意指「晶圓與形成於其表面之既定層或膜等之 積層體(集合體)」之情況，即，存在將形成於表面之既定層或膜等包括在內稱為晶圓之情況。又，本說明書中使用「晶圓之表面」一詞之情形存在意指「晶圓其本身之表面(露出面)」之情況、或意指「形成於晶圓上之既定層或膜等之表面、即作為積層體之晶圓之最表面」之情況。
因此，本說明書中記載「對晶圓供給既定氣體」之情 形存在意指「直接對晶圓其本身之表面(露出面)供給既定氣體」之情況、或意指「對形成於晶圓上之層或膜等、即作為積層體之晶圓之最表面供給既定氣體」之情況。又，本說明書中記載「於晶圓上形成既定層(或膜)」之情形存在意指「直接於晶圓其本身之表面(露出面)上形成既定層(或膜)」之情況、或意指「於形成於晶圓上之層或膜等上、即作為積層體之晶圓之最表面上形成既定層(或膜)」之情況。
又，本說明書中使用「基板」一詞之情形亦同於使用 「晶圓」一詞之情形，於該情形時，只要考慮將上述說明中之「晶圓」替換為「基板」即可。
(晶圓搬入及晶圓載置)
使升降機構207b作動而使支撐台203下降至圖2所示之晶圓搬送位置。繼而，打開閘閥44而使處理室201與搬送室11間連通。 繼而，由搬送機器臂13自搬送室11內向處理室201內搬送晶圓200。朝處理室201內搬送之晶圓200被暫時載置於自支撐台203之上表面突出之頂起銷208b上。若搬送機器臂13之搬送臂13a自處理室201內朝搬送室11內返回，則閘閥44關閉。
使升降機構207b作動而使支撐台203上升至圖1所 示之晶圓處理位置。其結果，頂起銷208b自支撐台203之上表面埋沒，晶圓200被載置於支撐台203上表面之基座217上。
(壓力調整及溫度調整)
以使處理室201內、即晶圓200所處之空間成為既定處理壓力(成膜壓力)之方式藉由真空泵264進行真空排氣(減壓排氣)。此時，處理室201內之壓力係由壓力感測器265進行測定，基於該所測得之壓力資訊對APC閥262實行反饋控制。真空泵264至少於至對晶圓200之處理結束為止的期間維持常時作動之狀態。
又，以晶圓200之表面溫度成為既定處理溫度(成膜 溫度)之方式藉由加熱器206進行加熱。此時，基於溫度感測器206b所檢測出之溫度資訊對向加熱器206之通電情況實行反饋控制，以使晶圓200之表面成為所需溫度分佈。藉由加熱器206對晶圓200之加熱至少於至對晶圓200之處理結束為止的期間持續進行。
又，以氣體供給管232a、簇射頭240、處理容器202、 排氣腔室260a、排氣管261等之溫度成為既定溫度(堆積抑制溫度)之方式藉由輔助加熱器206a進行加熱。藉由以輔助加熱器206a進行加熱，可抑制於後述成膜處理中於該等構件之表面吸附有原料氣體等之情形。利用輔助加熱器206a進行之加熱至少於至對晶圓200之處理結束為止的期間持續進行。再者，若考慮到安全性等，則輔助加熱器206a之溫度較佳為設為例如數十至150℃左右。
(SiCN膜形成)
其後，依序執行以下之2個步驟，即步驟1、2。
[步驟1] (BTCSM氣體供給)
該步驟中，對處理室201內之晶圓200供給BTCSM氣體。
此處，打開閥243a，使BTCSMS氣體流向氣體供給管232a內。BTCSM氣體係由MFC241a進行流量調整，經由氣體供給口210a、簇射頭240朝處理室201內供給，經由間隙201a、排氣口260、排氣腔室260a自排氣管261排出。此時完成對晶圓200之BTCSM氣體供給。此時，同時打開閥243c，使N2氣體流向氣體供給管232c內。N2氣體係由MFC241c進行流量調整，與BTCSM氣體一起被朝處理室201內供給，自排氣管261排出。
又，為了防止BTCSM氣體向氣體供給口210b內侵入，打開閥243d而使N2氣體流向氣體供給管232d內。N2氣體係經由氣體供給管232b、氣體供給口210b朝處理室201內供給，自排氣管261排出。
利用MFC241a控制之BTCSM氣體之供給流量設為例如1~2000sccm、較佳為10~1000sccm之範圍內之流量。利用MFC241c、241d控制之N2氣體之供給流量分別設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。處理室201內之壓力設為例如1~4000Pa、較佳為1~2666Pa、更佳為67~1333Pa之範圍內之壓力。對晶圓200供給BTCSM氣體之時間、即氣體供給時間(照射時間)設為例如1~120秒、較佳為1~60秒之範圍內之時間。加熱器206之溫度係設定為如使晶圓200之溫度成為例如400℃以上且800℃ 以下、更佳為500℃以上且700℃以下、進而較佳為600℃以上且700℃以下之範圍內之溫度的溫度。
若晶圓200之溫度未滿400℃，則存在BTCSM不易 化學吸附於晶圓200上而無法獲得有實用性之成膜速率之情況。藉由將晶圓200之溫度設為400℃以上，可使BTCSM化學吸附於晶圓200上，可提高成膜速率。藉由將晶圓200之溫度設為500℃以上，可使BTCSM充分吸附於晶圓200上，可獲得充分之成膜速率。 藉由將晶圓200之溫度設為600℃以上、進而650℃以上，可使BTCSM更充分地吸附於晶圓200上，可獲得更充分之成膜速率。
若晶圓200之溫度超過800℃，則CVD反應變得過 強(氣相反應過度發生)，故導致膜厚均勻性易變差，難以對其加以控制。藉由將晶圓200之溫度設為800℃以下，可使氣相反應適度發生，藉此可抑制膜厚均勻性之劣化，而可實現對其之控制。尤其藉由將晶圓200之溫度設為700℃以下，表面反應與氣相反應相比成為優勢，易於確保膜厚均勻性，易對其加以控制。
因此，晶圓200之溫度宜設為400℃以上且800℃以 下、更佳為500℃以上且700℃以下、進而較佳為600℃以上且700℃以下之範圍內之溫度。BTCSM氣體由於分解性較低(反應性較低)、熱分解溫度較高，故而即便於例如650~800℃之相對較高之溫度帶下成膜之情形時，亦可使氣相反應適度發生，可抑制發生過度之氣相反應，而可抑制由此引起之微粒之產生。
藉由於上述條件下對晶圓200供給BTCSM氣體，而 於晶圓200(表面之基底膜)上形成例如未滿1原子層至數原子層之厚度之包含C及Cl之含Si層作為第1層。包含C及Cl之含Si層 成為包含Si-C鍵結之層。包含C及Cl之含Si層既可為包含C及Cl之Si層，亦可為BTCSM之吸附層，亦可包括該兩者。
所謂包含C及Cl之Si層，係除由Si構成且包含C 及Cl之連續層以外亦包括不連續層或該等重疊而成之包含C及Cl之Si薄膜在內之統稱。有時亦將由Si構成且包含C及Cl之連續層稱為包含C及Cl之Si薄膜。構成包含C及Cl之Si層的Si除與C或Cl之鍵結未完全斷開者以外，亦包括與C或Cl之鍵結完全斷開者。
BTCSM之吸附層除由BTCSM分子所構成之連續吸 附層以外亦包括不連續吸附層。即，BTCSM之吸附層包括由BTCSM分子所構成之1分子層或未滿1分子層之厚度之吸附層。 構成BTCSM吸附層之BTCSM分子亦包括Si與C之鍵結一部分斷開者、或Si與Cl之鍵結一部分斷開者。即，BTCSM之吸附層既可為BTCSM之物理吸附層，亦可為BTCSM之化學吸附層，亦可包含該兩者。
此處，所謂未滿1原子層之厚度之層，意指非連續形成之原子層，所謂1原子層之厚度之層，意指連續形成之原子層。所謂未滿1分子層之厚度之層，意指非連續形成之分子層，所謂1分子層之厚度之層，意指連續形成之分子層。包含C及Cl之含Si層可包括包含C及Cl之Si層與BTCSM之吸附層兩者。然而，如上所述，關於包含C及Cl之含Si層，係使用「1原子層」、「數原子層」等之表現。
於BTCSM氣體自分解(熱分解)之條件下、即BTCSM氣體發生熱分解反應之條件下，Si堆積於晶圓200上，藉此形成包 含C及Cl之Si層。於BTCSM氣體未自分解(熱分解)之條件下、即BTCSM氣體未發生熱分解反應之條件下，於晶圓200上吸附有BTCSM，藉此形成BTCSM之吸附層。無論於何種條件下，BTCSM氣體中之Si-C鍵結之至少一部分未經切斷而得以保持(維持)，以此狀態被取入至包含C及Cl之含Si層(包含C及Cl之Si層或BTCSM之吸附層)中。例如於BTCSM氣體發生熱分解反應之條件下，即使BTCSM氣體中之Si-C-Si鍵結之一個Si-C鍵結被切斷，但另一個Si-C鍵結未被切斷而得以保持，以此狀態被取入至包含C及Cl之Si層中。與於晶圓200上形成BTCSM之吸附層相比，於晶圓200上形成包含C及Cl之Si層就可提高成膜速率之方面而言較佳。
若形成於晶圓200上之第1層之厚度超過數原子層， 則利用後述步驟2之改質之作用無法遍及整個第1層。又，晶圓200上可形成之第1層之厚度之最小值未滿1原子層。因此，第1層之厚度較佳為設為未滿1原子層至數原子層。藉由將第1層之厚度設為1原子層以下、即1原子層或未滿1原子層，可相對提高利用後述步驟2之改質反應之作用，可縮短步驟2中之改質反應所需之時間。亦可縮短步驟1中之第1層之形成所需之時間。結果可縮短平均每一個循環之處理時間，亦可縮短總體之處理時間。即，亦可提高成膜速率。又，藉由將第1層之厚度設為1原子層以下，亦可提高膜厚均勻性之控制性。
(殘留氣體去除)
第1層形成後，關閉閥243a，停止供給BTCSM氣體。此時，APC閥262係保持打開狀態，藉由真空泵264對處理室201內進行 真空排氣，將處理室201內所殘留之未反應或參與第1層之形成後之BTCSM氣體自處理室201內排除。此時，閥243c、243d係保持打開狀態，維持向處理室201內之N2氣體供給。N2氣體作為沖洗氣體發揮作用，藉此可提高將處理室201內所殘留之氣體自處理室201內排除之效果。
此時，既可不完全將處理室201內所殘留之氣體排 除，亦可不對處理室201內進行完全沖洗。只要處理室201內所殘留之氣體為微量，則不會於其後進行之步驟2中產生不良影響。向處理室201內供給之N2氣體之流量亦無需為大流量，例如藉由供給與處理容器202(處理室201)之容積為同程度之量之N2氣體，可進行不會在步驟2中產生不良影響之程度之沖洗。如此，藉由未對處理室201內進行完全沖洗，可縮短沖洗時間，提高產能。亦可將N2氣體之消耗抑制至必要之最小限度。
作為原料氣體，除BTCSM氣體以外，亦可使用例如BTCSE氣體、TCDMDS氣體、DCTMDS氣體、MCPMDS氣體等。作為惰性氣體，除N2氣體以外，亦可使用例如Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
[步驟2] (NH3氣體供給)
步驟1結束後，對處理室201內之晶圓200供給藉由熱而活化之NH3氣體。
該步驟中，以與步驟1中之閥232a、232c、232d之開關控制相同之程序進行閥243b~243d之開關控制。NH3氣體係 經由氣體供給管232b、氣體供給口210b朝處理室201內供給，經由間隙201a、排氣口260、排氣腔室260a自排氣管261排出。此時完成對晶圓200之NH3氣體供給。
利用MFC241b控制之NH3氣體之供給流量設為例如 100~10000sccm之範圍內之流量。處理室201內之壓力設為例如1~4000Pa、較佳為1~3000Pa之範圍內之壓力。處理室201內之NH3氣體之分壓設為例如0.01~3960Pa之範圍內之壓力。藉由將處理室201內之壓力設為如此之相對較高之壓力帶，可使NH3氣體於無電漿之情況下熱活化。使NH3氣體藉由熱而活化之狀態下被供給，可產生相對柔和之反應，可相對柔和地進行後述氮化。對晶圓200供給藉由熱而活化之NH3氣體之時間、即氣體供給時間(照射時間)設為例如1~120秒、較佳為1~60秒之範圍內之時間。其他處理條件例如設為與步驟1相同之處理條件。
藉由於上述條件下對晶圓200供給NH3氣體，第1 層之至少一部分得以氮化(改質)。藉由第1層得以氮化，於晶圓200上形成包含Si、C及N之層、即含C之氮化矽層(SiN層)作為第2層。亦將含C之SiN層稱為添加(摻雜)有C之SiN層、C-doped SiN層、C含有SiN層，或簡稱為SiCN層。
形成第2層時，第1層中所含之Si-C鍵結之至少一 部分未被切斷而得以保持，以此狀態被取入至(殘存於)第2層中。 第1層包含多個牢固之Si-C鍵結，成為構成層之原子間之鍵結牢固且穩定之層。因此，容易抑制因供給NH3氣體所引起之C自第1層中之脫離。結果第2層包含多個牢固之Si-C鍵結，成為構成層之原子間之鍵結牢固且穩定之層。又，層中所含之牢固之Si-C鍵 結之比例較大，層中之原子間之鍵結較牢固，因而第2層成為C之脫離概率較小之層。
又，形成第2層時，第1層所含之Cl等雜質於利用 NH3氣體之改質反應之過程中，構成至少包含Cl之氣態物質，自處理室201內排出。即，第1層中之Cl等雜質藉由自第1層中被奪取或脫離而自第1層分離。藉此，第2層成為與第1層相比Cl等雜質較少之層。
(殘留氣體去除)
第2層形成後，關閉閥243b，停止供給NH3氣體。繼而，藉由與步驟1相同之處理程序，將處理室201內所殘留之未反應或參與第2層之形成後之NH3氣體或反應副產物自處理室201內排除。 此時，亦可不將處理室201內所殘留之氣體等完全排除之方面與步驟1相同。
作為含N氣體(氮化氣體)，除NH3氣體以外，亦可使 用例如二亞胺(N2H2)氣體、聯胺(N2H4)氣體、N3H8氣體等氮化氫系氣體或包含該等化合物之氣體等。又，作為含N氣體，亦可使用例如TEA氣體、二乙基胺((C2H5)2NH，簡稱：DEA)氣體等胺系氣體。
作為惰性氣體，除N2氣體以外，亦可使用例如Ar氣 體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
(實施既定次數)
藉由實施非同時進行上述步驟1、2之循環1次以上(既定次數)，可於晶圓200上形成既定組成及既定膜厚之SiCN膜。上述循 環較佳為反覆實施複數次。即，較佳為使每一循環所形成之SiCN層之厚度小於所需膜厚，反覆實施複數次上述循環直至成為所需膜厚。
(沖洗及大氣壓恢復)
SiCN膜之形成結束後，打開閥243c、243d，分別自氣體供給管232c、232d向處理室201內供給N2氣體，自排氣管261排出。 N2氣體作為沖洗氣體發揮作用。藉此，處理室201內經沖洗，處理室201內所殘留之氣體或反應副產物自處理室201內去除。其後，將處理室201內之環境氣體置換成惰性氣體。
(晶圓搬出)
其後，藉由與上述晶圓搬入及晶圓載置步驟所示之程序相反之程序，將形成SiCN膜後之晶圓200自處理室201內朝搬送室11內搬出。其後，將處理後之晶圓200保持於與搬送室11鄰接之冷卻室或承載室21內等直至晶圓200之溫度成為室溫。搬送室11內或冷卻室內或承載室21內之環境氣體較佳為設為例如未滿大氣壓之壓力環境氣體且為N2氣體等惰性氣體環境氣體，以抑制所形成之SiCN膜之氧化。
(3)堆積物之改質處理
若進行上述成膜處理，則包含SiCN膜等薄膜之堆積物會累積於處理室201內之構件之表面等。即，包含該薄膜之堆積物附著於處理室201內之構件之表面等而累積。再者，堆積物相對較多地累 積於被配置在晶圓處理位置之支撐台203與簇射頭240之間之區域。具體而言，堆積物相對較多地累積於支撐台203之表面(基座217之表面)、整流板204之表面、處理容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等。該堆積物為含有C、N、Cl、H等之物質，因此具有脆且易剝離之特性。 又，若堆積物中之C濃度變高，則對堆積物施加之應力增加，變得易發生堆積物之剝離或落下。因此，堆積物成為處理室201內產生微粒之一要因。
因此，於本實施形態中，於處理室201內之構件之表 面等所累積之堆積物之量(厚度)達到堆積物發生剝離或落下之臨界量(臨界厚度)之前之時機(第1時機)、或達到後述改質處理之作用無法遍及整個堆積物之臨界量(臨界厚度)之前之時機(第2時機)中之任一個先到來之時機進行堆積物之改質處理。
堆積物之改質處理中，將支撐台203配置於較晶圓處 理位置(第1位置)更接近處理室201內之頂壁部之改質位置(第2位置之一)，於加熱器206設為開啟之狀態下，向處理室201內供給改質氣體作為反應性氣體。再者，亦可將晶圓處理位置(第1位置)稱為第1階(第1高度)。又，亦可將改質位置(第2位置之一)稱為第2階(第2高度)。以下，主要使用圖7(a)、圖7(c)，對使用O2氣體作為改質氣體進行之堆積物之改質處理之一例加以說明。以下之說明中，構成基板處理裝置40之各部之動作係由控制器280進行控制。
(壓力調整及溫度調整)
將形成SiCN膜後之晶圓200自處理容器202內搬出後，於支撐台203上未支撐晶圓200之狀態下關閉閘閥44。其後，以處理室201內成為既定處理壓力(改質壓力)之方式藉由真空泵264進行真空排氣(減壓排氣)。又，以支撐台203之表面溫度成為既定處理溫度(改質溫度)之方式藉由加熱器206進行加熱。處理室201內之壓力調整、及藉由加熱器206對支撐台203之加熱至少於至對堆積物之改質處理結束為止的期間持續進行。此時，較佳為不僅將加熱器206設為開啟狀態，且亦將輔助加熱器206a設為開啟(作動)狀態。
(支撐台之移動)
使升降機構207b作動而使支撐台203自圖7(a)所示之搬送位置朝圖7(c)所示之改質位置移動。改質位置如上所述設為較圖7(b)所示之晶圓處理位置更接近處理室201內之頂壁部之位置、即更接近簇射頭240之位置。配置在改質處理位置之支撐台203與簇射頭240之距離C短於配置在搬送位置之支撐台203與簇射頭240之距離A，進而短於配置在晶圓處理位置之支撐台203與簇射頭240之距離B(A>B>C)。
藉由將經加熱器206加熱之支撐台203配置於改質位 置，設置於處理室201之頂壁部附近之構件利用來自加熱器206之輻射、來自支撐台203之二次輻射、經由處理室201內環境氣體之熱傳導等而被加熱。藉由使將支撐台203配置於改質位置之狀態維持(保持)既定時間，設置於處理室201之頂壁部附近之構件之溫度變得高於將支撐台203配置於搬送位置或晶圓處理位置之情形時之溫度。結果堆積物相對易於累積之區域之溫度、即支撐台203之表 面(基座217之表面)、整流板204之表面、處理容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等之溫度上升至可使後述改質處理進行之既定溫度(改質溫度)。
(堆積物之改質)
其後，向經加熱之處理室201內供給藉由熱而活化之O2氣體。
該步驟中，以與上述成膜處理之步驟1中之閥243a~243d之開關控制相同之程序進行閥243a~243d之開關控制。O2氣體係經由氣體供給管232a、氣體供給口210a、簇射頭240朝處理室201內供給，經由間隙201a、排氣口260、排氣腔室260a自排氣管261排出。此時，完成對在簇射頭240之內部、簇射頭240之表面、處理容器202之內壁、整流板204之表面、支撐台203之表面等所累積之堆積物供給藉由熱而活化之O2氣體。
利用MFC241a控制之O2氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。處理室201內之壓力設為例如1~4000Pa、較佳為1~3000Pa之範圍內之壓力。處理室201內之O2氣體之分壓設為例如0.01~3960Pa之範圍內之壓力。藉由將處理室201內之壓力設為如此之相對較高之壓力帶，可使O2氣體於無電漿之情況下熱活化。向處理室201內供給藉由熱而活化之O2氣體之時間、即氣體供給時間(照射時間)設為例如60~1200秒、較佳為120~600秒之範圍內之時間。加熱器206之溫度係設定為如使藉由將支撐台203配置於附近而被加熱之處理室201之頂壁部(簇射頭240)之溫度成為例如400℃以上且800℃以下、更佳為500℃以上且700℃以下、進而較佳為600℃以上且700℃以下之範圍內 之溫度的溫度。
若處理室201之頂壁部之溫度未滿400℃，則不易獲 得後述堆積物之改質作用。藉由將處理室201之頂壁部之溫度設為400℃以上，可充分提高堆積物之改質作用。藉由將處理室201之頂壁部之溫度設為500℃以上、進而600℃以上，可進一步充分提高堆積物之改質作用。
若處理室201之頂壁部之溫度超過800℃，則存在構 成處理室201之頂壁部之構件、即簇射頭240之構成構件等因熱而受到損傷之情況。又，亦存在支撐台203或基座217等因熱而受到損傷之情況。又，亦存在對加熱器206供給之電力量成為過剩、改質處理之成本增大之情況。藉由將處理室201之頂壁部之溫度設為800℃以下，可解決該等課題。藉由將處理室201之頂壁部之溫度設為700℃以下，可更確實地解決該等課題。
藉由於上述條件下向處理室201內供給O2氣體，在 支撐台203之表面(基座217之表面)、整流板204之表面、處理容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等所附著之堆積物被改質。此時，C、N、Cl、H等自堆積物中去除，作為CO2、CO、N2O、NO2、NO、N2、Cl2、HCl、H2等排出。又，因與C、N、Cl、H之鍵結被切斷而殘留之堆積物中之Si之鍵結鍵與O2氣體所含之O鍵結，形成Si-O鍵結。如此，堆積物包含多個Si-O鍵結，變為C、N、Cl、H之含量較少之物質。 堆積物中所含之較弱之鍵結被牢固之Si-O鍵結取代，藉此堆積物發生大幅收縮(shrink)。堆積物變為構成堆積物之原子間之鍵結較強、密度較高、牢固之物質，即，不易剝離之物質。又，堆積物中 之C濃度降低，藉此對堆積物施加之應力得以緩和，堆積物不易發生剝離或落下。
作為改質氣體，除O2氣體以外，亦可使用例如N2O 氣體、NO氣體、NO2氣體、O3氣體、H2氣體+O2氣體、H2氣體+O3氣體、H2O、CO氣體、CO2氣體等含O氣體。又，作為改質氣體，除含O氣體以外，亦可使用例如NH3氣體等含N氣體。作為惰性氣體，除N2氣體以外，亦可使用例如Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
(沖洗及大氣壓恢復)
堆積物之改質處理結束後，關閉閥243a，停止供給O2氣體。又，使升降機構207b作動而使支撐台203自改質位置朝搬送位置移動。繼而，藉由與上述成膜處理中之沖洗及惰性氣體置換步驟相同之處理程序、處理條件，對處理室201內進行沖洗，將處理室201內之環境氣體置換成惰性氣體。其後，對新的晶圓200實施上述成膜處理、或實施後述清洗處理。
(4)清洗處理
若進行上述成膜處理、改質處理既定次數，則經改質之堆積物累積於支撐台203之表面(基座217之表面)、整流板204之表面、處理容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等。該經改質之堆積物儘管如上所述具有較改質前之堆積物不易剝離且牢固之特性，但若其量(厚度)超過臨界量(臨界厚度)則會發生剝離或落下，成為處理室201內產生微粒 之一要因。因此，於該經改質之堆積膜之量(厚度)達到上述臨界量(臨界厚度)之前之時機(第3時機)進行清洗處理。
清洗處理中，將支撐台203配置於較晶圓處理位置(第 1位置)更接近處理室201內之頂壁部之清洗位置(第2位置之一)，於加熱器206設為開啟之狀態下，向處理室201內供給清洗氣體作為反應性氣體。再者，亦可將晶圓處理位置(第1位置)稱為第1階(第1高度)。又，亦可將清洗位置(第2位置之一)稱為第3階(第3高度)。 以下，主要使用圖7(a)、圖7(d)，對使用F2氣體作為清洗氣體進行之清洗處理之一例加以說明。以下之說明中，構成基板處理裝置40之各部之動作係由控制器280進行控制。
(壓力調整及溫度調整)
與進行堆積物之改質處理之情形同樣地，於支撐台203上未支撐晶圓200之狀態下關閉閘閥44。其後，藉由與上述堆積物之改質處理相同之處理程序，分別進行處理室201內之壓力調整、利用加熱器206對支撐台203之溫度調整。
(支撐台之移動)
使升降機構207b作動而使支撐台203自圖7(a)所示之搬送位置朝圖7(d)所示之清洗位置移動。清洗位置係與改質位置同樣地設為較圖7(b)所示之晶圓處理位置更接近處理室201內之頂壁部之位置、即更接近簇射頭240之位置。配置在清洗位置之支撐台203與簇射頭240之距離C'短於配置在搬送位置之支撐台203與簇射頭240之距離A，進而短於配置在晶圓處理位置之支撐台203與簇射 頭240之距離B(A>B>C')。
再者，如後所述，於清洗溫度低於上述改質溫度之情 形時，亦可使清洗位置不同於改質位置，設為較改質位置距離處理室201之頂壁部更遠之位置。於該情形時，配置在清洗位置之支撐台203與簇射頭240之距離C'短於上述距離A，進而短於上述距離B，且長於上述距離C(A>B>C'>C)。藉由將清洗位置設定於如此之位置，可於不變更加熱器206之輸出之情況下適度地抑制處理室201之頂壁部之溫度上升。又，為了抑制處理室201之頂壁部之溫度上升，亦可將清洗位置設為與改質位置相同，減小加熱器206之輸出(A>B>C=C')。
(堆積物之蝕刻)
其後，向經加熱之處理室201內供給藉由熱而活化之F2氣體。
該步驟中，以與上述成膜處理之步驟1中之閥243a~243d之開關控制相同之程序進行閥243a~243d之開關控制。F2氣體係經由氣體供給管232a、氣體供給口210a、簇射頭240朝處理室201內供給，經由間隙201a、排氣口260、排氣腔室260a自排氣管261排出。此時，完成對在簇射頭240之內部、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、處理容器202之上部內壁、整流板204之表面、支撐台203之表面(基座217之表面)等所附著之堆積物供給藉由熱而活化之F2氣體。
利用MFC241a控制之F2氣體之供給流量設為例如500~5000sccm之範圍內之流量。處理室201內之壓力設為例如1330~101300Pa、較佳為13300~53320Pa之範圍內之壓力。藉由 將處理室201內之壓力設為如此之相對較高之壓力帶，可使F2氣體於無電漿之情況下熱活化。向處理室201內供給藉由熱而活化之F2氣體之時間、即氣體供給時間(照射時間)設為例如60~1800秒、較佳為120~1200秒之範圍內之時間。加熱器206之溫度係設定為如使藉由將支撐台203配置於附近而被加熱之處理室201之頂壁部(簇射頭240)之溫度成為例如200℃以上且400℃以下、更佳為200℃以上且350℃以下之範圍內之溫度的溫度。
若處理室201之頂壁部之溫度未滿200℃，則不易獲 得後述清洗作用。藉由將處理室201之頂壁部之溫度設為200℃以上，可充分提高清洗作用。
若處理室201之頂壁部之溫度超過400℃，則存在構 成處理室201之頂壁部之構件、即簇射頭240之構成構件等發生腐蝕等而受到損傷之情況。又，亦存在對加熱器206供給之電力量成為過剩，清洗處理之成本增大之情況。藉由將處理室201之頂壁部之溫度設為400℃以下，可解決該等課題。藉由將處理室201之頂壁部之溫度設為350℃以下，可更確實地解決該等課題。
藉由於上述條件下向處理室201內供給F2氣體，在 支撐台203之表面(基座217之表面)、整流板204之表面、處理容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等所附著之改質後之堆積物藉由與F2氣體之熱化學反應而被去除。如上所述，改質後之堆積物由於已將C自堆積物中去除，故而與改質前之包含大量C之堆積物相比，具有耐蝕刻性較低、易被蝕刻之特性。因此，藉由於上述條件下對改質後之堆積物供給F2氣體而高效地將改質後之堆積物去除。
作為清洗氣體，除F2氣體以外，亦可使用氟化氯(ClF3) 氣體、氟化氮(NF3)氣體、氟化氫(HF)氣體、F2氣體+HF氣體、ClF3氣體+HF氣體、NF3氣體+HF氣體、F2氣體+H2氣體、ClF3氣體+H2氣體、NF3氣體+H2氣體等含F氣體。作為惰性氣體，除N2氣體以外，亦可使用例如Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
(沖洗及大氣壓恢復)
清洗處理結束後，關閉閥243a，停止供給F2氣體。又，使升降機構207b作動而使支撐台203自清洗位置朝搬送位置移動。繼而，藉由與上述成膜處理中之沖洗及惰性氣體置換步驟相同之處理程序、處理條件，對處理室201內進行沖洗，將處理室201內之環境氣體置換成惰性氣體。其後，對新的晶圓200實施上述成膜處理。
(5)本實施形態之效果
根據本實施形態，可獲得以下所示之效果中之1個或複數個效果。
(a)進行堆積物之改質處理時，藉由將經加熱器206 加熱之支撐台203配置於改質位置，能夠將堆積物相對易於附著之區域之溫度，即支撐台203之表面(基座217之表面)、整流板204之表面、處理容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等之溫度提高至可使改質處理進行之溫度(改質溫度)。藉此，可使不僅處於相對接近加熱器206之位置之支撐台203(基座217)之表面或整流板204之表面，並且於處理 容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等所累積之堆積物變為構成堆積物之原子間之鍵結較強、密度較高、牢固之物質、即不易剝離之物質。又，藉由降低堆積物中之C濃度，可使對堆積物施加之應力得以緩和，可使堆積物不易發生剝離或落下。結果可抑制因堆積物剝離所引起之微粒之產生，可提高成膜處理之品質。又，亦可減小清洗處理之頻度(延長清洗處理之週期)，提高基板處理裝置之運轉率。
(b)進行清洗處理時，藉由將經加熱器206加熱之支撐 台203配置於清洗位置，能夠將堆積物相對易於附著之區域之溫度，即支撐台203之表面(基座217之表面)、整流板204之表面、處理容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等之溫度提高至可使清洗處理進行之溫度(清洗溫度)。藉此，可將不僅處於相對接近加熱器206之位置之支撐台203(基座217)之表面或整流板204之表面，並且於處理容器202之上部內壁、簇射頭240之表面(簇射板240b之下表面)、簇射頭240之內部等所累積之經改質之堆積物高效地去除。結果可抑制因經改質之堆積物剝離所引起之微粒之產生，可提高成膜處理之品質。
(c)輔助加熱器206a如上所述係基於抑制原料氣體等 向氣體供給管232a、簇射頭240、處理容器202、排氣腔室260a、排氣管261等構件之吸附之目的所設置者，本身僅帶有將該等構件加熱至例如數十~150℃左右之性能。以輔助加熱器206a之性能無法將簇射頭240等之溫度提高至上述改質溫度或清洗溫度，僅使用輔助加熱器206a難以進行改質處理或清洗處理。又，若使輔助加 熱器206a具有如此之功能(高輸出化)，則會導致基板處理裝置40之製造成本增大，進而亦有損安全性。根據本實施形態，可於不對包括輔助加熱器206a之基板處理裝置40之構成加以改變之情況，將簇射頭240等之溫度提高至上述改質溫度、清洗溫度。因此，可避免基板處理裝置40之製造成本、改造成本、維護成本之增加。 又，亦可維持安全性。
(d)藉由進行堆積物之改質處理，可減小堆積物中之C 濃度，可降低堆積物之耐蝕刻性。結果可提高清洗處理之效率或效果。
(e)堆積物之改質處理或清洗處理中，藉由使支撐台 203移動至接近處理室201之頂壁部之位置，可減小處理室201之實質上之容積。藉此，易於提高供給有改質氣體或清洗氣體之處理室201內之壓力。又，亦易於提高處理室201內之改質氣體或清洗氣體之濃度。結果可提高堆積物之改質處理或清洗處理之效率或效果。亦可減少改質氣體或清洗氣體之使用量，降低改質處理或清洗處理之處理成本。
(f)上述效果於使用BTCSM氣體以外之氣體作為原料 氣體之情形、或使用NH3氣體以外之氣體作為反應氣體之情形時亦可同樣地獲得。例如上述效果於使用不含C之氣體作為原料氣體或反應氣體而於晶圓200上形成氮化矽膜(SiN膜)或氧化矽膜(SiO膜)等不含C之膜之情形時亦可獲得。即，上述效果於簇射頭240內或處理室201內附著不含C之堆積物之情形時亦可同樣地獲得。然而，堆積物之改質處理或清洗處理之作用於簇射頭240內或處理室201內附著含C之堆積物之情形時尤為顯著。即，認為堆積物之改 質處理或清洗處理之技術意義於晶圓200上形成含C膜時變得特別大。
(g)上述效果於使用O2氣體以外之氣體作為改質氣體 之情形、或使用F2氣體以外之氣體作為清洗氣體之情形時亦可同樣地獲得。
(6)變形例
本實施形態中所示之各處理並不限定於上述態樣，可如以下所示之變形例般進行變更。
(變形例1)
堆積物之改質處理中，亦可於加熱器206設為開啟之狀態下，將支撐台203暫時配置於較改質位置(第2位置)更接近處理室201內之頂壁部之超量位置(第3位置)後，使之移動至改質位置。
圖8(a)係表示使支撐台203移動至超量位置之狀態之 示意圖。如圖8(a)所示，配置在超量位置之支撐台203與簇射頭240之距離D短於配置在改質位置之支撐台203與簇射頭240之距離C(C>D)。
圖8(b)係例示簇射頭240之溫度變化之圖。圖8(b) 之縱軸上將簇射頭240之溫度，即處理室201之頂壁部之溫度以任意單位(a.u.)表示。圖8(b)之橫軸上將經過時間以任意單位(a.u.)表示。圖8(b)之實線表示使支撐台203自搬送位置移動至超量位置並經保持後，使其移動至改質位置之情形。圖8(b)之一點鏈線表示不使支撐台203自搬送位置移動至超量位置而是使其移動至改質位置 加以保持之情形。
本變形例中亦可獲得與使用圖7(a)、圖7(c)所說明之 上述改質處理相同之效果。又，如圖8(b)所示，藉由使支撐台203暫時移動至超量位置(實線)，與不使支撐台203移動至超量位置之情形(一點鏈線)相比，可迅速提高處理室201之頂壁部等之溫度。 即，可提早一定時間(圖中△t)開始供給改質氣體，可縮短改質處理總計所需之時間。
本變形例亦可應用於清洗處理。即，清洗處理中，亦 可於加熱器206設為開啟之狀態下，將支撐台203暫時配置於較清洗位置更接近處理室201內之頂壁部之超量位置(第3位置)後，使之移動至清洗位置。於該情形時，亦可迅速提高處理室201之頂壁部等之溫度，可縮短清洗處理總計所需之時間。
(變形例2)
關於堆積物之改質處理，於該處理之進行過程中，於加熱器206設為開啟之狀態下，亦可使支撐台203於改質位置(第2位置)與不同於改質位置之第4位置之間移動。此處，所謂第4位置係包括上述晶圓搬送位置、或較晶圓搬送位置更低之位置等之任意位置。
本變形例中亦可獲得與使用圖7(a)、圖7(c)所說明之 上述改質處理相同之效果。又，藉由於加熱器206設為開啟之狀態下使支撐台203如上述般移動，可對不僅處理室201之頂壁部且例如包括處理室201之底部在內之處理室201內之更廣範圍進行加熱。結果可於處理室201內之更廣範圍中進行堆積物之改質處理。
再者，支撐台203之移動既可間歇(分階段)進行，亦 可連續進行。即，於使支撐台203移動時，既可使支撐台203反覆地交替進行一時移動與一時停止(保持)，亦可使支撐台203不停止地持續移動。
於使支撐台203移動時，亦可使支撐台203之移動速 度根據支撐台203之位置而適當變化。例如亦可於堆積物之量相對較多之處理室201之頂壁部附近，減慢支撐台203之移動速度(延長支撐台203之滯留時間)，藉此促進位於支撐台203附近之構件之溫度上升或延長改質時間，以提高堆積物之改質作用。又，例如亦可於堆積物之量相對較少之處理室201之底部附近，加快支撐台203之移動速度(縮短支撐台203之滯留時間)，藉此抑制位於支撐台203附近之構件之溫度上升或縮短改質時間，以適度地抑制堆積物之改質作用。
又，於使支撐台203間歇地移動時，亦可使支撐台 203一時移動之距離或一時停止之時間等根據支撐台203之位置而適當變化。例如亦可於堆積物之量相對較多之處理室201之頂壁部附近，縮短支撐台203一時移動之距離或延長一時停止之時間，藉此促進位於支撐台203附近之構件之溫度上升或延長改質時間，以提高堆積物之改質作用。又，例如亦可於堆積物之量相對較少之處理室201之底部附近，延長支撐台203一時移動之距離或縮短一時停止之時間，藉此抑制位於支撐台203附近之構件之溫度上升或縮短改質時間，以適度地抑制堆積物之改質作用。
本變形例亦可應用於清洗處理。即，清洗處理中，亦 可於加熱器206設為開啟之狀態下，使支撐台203於清洗位置(第2位置)與不同於清洗位置之第4位置之間移動。於該情形時，亦可 對處理室201內之更廣區域進行加熱，亦可於處理室201內之更廣範圍中進行清洗處理。又，此時，藉由使支撐台203之移動速度等根據支撐台203之位置而適當變化，亦可於避免處理室201內之構件發生腐蝕之同時在處理室201內之更廣區域進行清洗處理。
(變形例3)
堆積物之改質處理中，於向處理室201內供給改質氣體之前，亦可進行向處理室201內供給例如H2氣體作為導熱率高於改質氣體之加熱促進氣體之步驟。
該步驟中，以與上述成膜處理之步驟1中之閥243a ~243d之開關控制相同之程序進行閥243a~243d之開關控制。H2氣體係經由氣體供給管232a、氣體供給口210a、簇射頭240朝處理室201內供給，經由間隙201a、排氣口260、排氣腔室260a自排氣管261排出。利用MFC241a控制之H2氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。處理室201內之壓力設為例如1330~101300Pa、較佳為13300~53320Pa之範圍內之壓力。
本變形例中亦可獲得與使用圖7(a)、圖7(c)所說明之 上述改質處理相同之效果。又，藉由向處理室201內供給導熱率較高之H2氣體，可提高處理室201內經由環境氣體之導熱效率。即，可促進經由處理室201內環境氣體對簇射頭240等之加熱。結果與未向處理室201內供給H2氣體之情形相比，可迅速提高簇射頭240等之溫度，可提早開始供給改質氣體。即，可縮短改質處理總計所需之時間。作為加熱促進氣體，除H2氣體以外，亦可適宜地使用例如He氣體或該等之混合氣體等。
再者，本變形例中，於向處理室201內供給加熱促進 氣體時，亦可關閉APC閥262或將其開度設定為較小以實質上將加熱促進氣體封閉於處理室201內。藉由將加熱促進氣體封閉於處理室201內，即，藉由使處理室201內充滿經加熱之加熱促進氣體，可進一步促進經由處理室201內環境氣體對簇射頭240等之加熱。 結果可進一步提早開始供給改質氣體，進一步縮短改質處理總計所需之時間。
本變形例亦可應用於清洗處理。即，於向處理室201 內供給清洗氣體之前，亦可進行向處理室201內供給導熱率高於清洗氣體之加熱促進氣體之步驟。於該情形時，亦可迅速提高簇射頭240等之溫度，可縮短清洗處理總計所需之時間。
(變形例4)
堆積物之改質處理中，亦可使用例如O3氣體等具有強於O2氣體之氧化力之含O氣體作為改質氣體對堆積物進行改質。又，亦可使用H2氣體+O2氣體、H2氣體+O3氣體等作為改質氣體，以使用藉由使該等氣體反應所生成之原子狀氧(atomic oxygen，O)等不含水分(H2O)之氧化物質對堆積物進行改質。又，亦可對氣體供給管232a設置與RPU244b相同之電漿生成器，以藉由該電漿生成器利用電漿使改質氣體活化，使用該經電漿活化之氣體對堆積物進行改質。
本變形例中亦可獲得與使用圖7(a)、圖7(c)所說明之 上述改質處理相同之效果。又，藉由該等氣體所發揮之較高氧化力，可進一步提高上述改質作用。又，於使用O3氣體之情形、或 將改質氣體利用電漿使其活化而使用之情形時，亦可使改質處理之處理溫度(改質溫度)降低至例如常溫程度。又，於使用使H2氣體+O2氣體反應所生成之原子狀氧之情形時，亦可將改質處理之處理溫度(改質溫度)降低至例如350℃左右。於該等情形時，亦可將改質位置設為與使用藉由熱而活化之O2氣體作為改質氣體之情形相比，距離處理室201之頂壁部更遠之位置，例如距離清洗位置、晶圓處理位置、晶圓搬送位置更近之位置。
(變形例5)
清洗處理中，亦可使清洗氣體並非連續地而是間歇地流入處理室201內。例如亦可將向處理室201內供給清洗氣體之步驟、與於停止向處理室201內供給清洗氣體之狀態下對處理室201內進行排氣之步驟交替地進行既定次數。又，於向處理室201內供給清洗氣體之步驟中，亦可關閉APC閥262或將其開度設定為較小，以將清洗氣體實質上封閉於處理室201內或簇射頭240內。
本變形例中亦可獲得與使用圖7(a)、圖7(d)所說明之 上述清洗處理相同之效果。又，藉由間歇地供給清洗氣體，可使處理室201內或簇射頭240內產生壓力變動，可隨著壓力變動對處理室201內之堆積物施加衝擊。藉此，可一面使堆積物產生龜裂或剝離等一面蝕刻堆積物。又，藉由如上所述將清洗氣體加以封閉，可充分確保清洗氣體於處理室201內或簇射頭240內之滯留時間、即清洗所需時間。又，可使處理室201內或簇射頭240內之整個區域充滿經加熱之清洗氣體。藉此，可對處理室201內、簇射頭240內之整個區域確實地進行清洗處理。
又，上述氣體之封閉亦可應用於堆積物之改質處理。 即，於向處理室201內供給改質氣體之步驟中，亦可關閉APC閥262或將其開度設定為較小，以將改質氣體實質上封閉於處理室201內或簇射頭240內。於該情形時，可充分確保改質氣體於處理室201內或簇射頭240內之滯留時間，即堆積物改質所需之時間。又，可使處理室201內或簇射頭240內之整個區域充滿經加熱之改質氣體。藉此，可對處理室201內、簇射頭240內之整個區域確實地進行堆積物之改質處理。
(變形例6~13)
成膜處理中，亦可依據以下所示之成膜順序於晶圓200上形成氧碳氮化矽膜(SiOCN膜)、氧碳化矽膜(SiOC膜)、SiCN膜、硼碳氮化矽膜(SiBCN膜)等。圖5係表示變形例6之成膜順序之圖。該等變形例中亦係含C之堆積物附著於簇射頭240內或處理室201內，因此可獲得藉由進行堆積物之改質處理或清洗處理所實現之上述效果。
(BTCSM→NH3→O2)×n→SiOCN膜(變形例6)
(BTCSM→O2)×n→SiOC膜(變形例7)
(BTCSM→BCl3→NH3)×n→SiBCN膜(變形例8)
(BTCSM→TMB)×n→SiBCN膜(變形例9)
(BTCSM→TMB→NH3)×n→SiBCN膜(變形例10)
(HCDS→C3H6→NH3)×n→SiCN膜(變形例11)
(HCDS→C3H6→NH3→O2)×n→SiOCN膜(變形例12)
(HCDS→C3H6→BCl3→NH3)×n→SiBCN膜(變形例13)
(變形例14~18)
成膜處理中，亦可依據以下所示之成膜順序於晶圓200上形成使第1膜與第2膜以奈米級交替積層而成之積層膜、即奈米層疊膜。以下將第1膜與第2膜之積層膜表述為「第1膜/第2膜」。該等變形例中亦係含C之堆積物附著於簇射頭240內或處理室201內，因此可獲得藉由進行堆積物之改質處理或清洗處理所實現之上述效果。
[(BTCSM→NH3)×n1→(BTCSM→NH3→O2)×n2]×n3→
SiCN膜/SiOCN膜(變形例14)
[(BTCSM→NH3→O2)×n1→(BTCSM→O2)×n2]×n3→
SiOCN膜/SiOC膜(變形例15)
[(BTCSM→NH3)×n1→(BTCSM→O2)×n2]×n3→
SiCN膜/SiOC膜(變形例16)
[(BTCSM→NH3)×n1→(BTCSM→BCl3→NH3)×n2]×n3→
SiCN膜/SiBCN膜(變形例17)
[(BTCSM→BCl3→NH3)×n1→(BTCSM→TMB)×n2]×n3→
SiBCN膜/SiBCN膜(變形例18)
(變形例19)
圖4所示之成膜順序或上述各變形例中，亦可將C3H6氣體等含C氣體與BTCSM氣體、HCDS氣體等原料氣體、或NH3氣體、O2氣體、TEA氣體、BCl3氣體、TMB氣體等反應氣體同時供給。 即，亦可使供給C3H6氣體之步驟與供給原料氣體之步驟及供給C3H6氣體以外之反應氣體之步驟中之至少任一步驟同時進行。
本變形例中亦係含C之堆積物附著於簇射頭240內或 處理室201內，因此可獲得藉由進行堆積物之改質處理或清洗處理所實現之上述效果。再者，就可避免處理室201內過剩之氣相反應，可減少堆積物之堆積量、抑制微粒產生之方面而言，較佳為將C3H6氣體並非與BTCSM氣體或HCDS氣體同時供給而是與NH3氣體或TEA氣體或O2氣體或BCl3氣體或TMB氣體同時供給。又，就可提高所形成之膜之組成比之控制性之方面而言，較佳為將C3H6氣體並非與NH3氣體或O2氣體或BCl3氣體等同時供給而是與TMB氣體或TEA氣體等同時供給。
(變形例20)
圖4所示之成膜順序或上述各變形例中，亦可藉由電漿使NH3氣體或O2氣體等反應氣體活化(激發成電漿狀態)後供給。於該情形時，只要於經由氣體供給管232b、氣體供給口210b向處理室201內供給反應氣體時，對RPU244b供給高頻電力(RF電力)，使RPU244b作動而對反應氣體進行電漿激發即可。
(變形例21)
於成膜處理中使用複數種反應氣體之情形時，該等之供給順序並不限於上述成膜順序所示之順序，可任意變更。又，於成膜處理中使用複數種反應氣體之情形時，亦可以任意組合對晶圓200同時供給複數種反應氣體。又，於進行成膜處理時，亦可調換原料氣體與反應氣體之供給順序，於供給反應氣體後供給原料氣體。又，於進行成膜處理時，亦可對晶圓200同時供給原料氣體與反應氣體。
(處理條件)
上述成膜順序之變形例中，於對晶圓200供給O2氣體之步驟中，利用MFC241b控制之O2氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。其他處理條件設為例如與圖4所示之成膜順序之步驟2相同之處理條件。作為含O氣體，除O2氣體以外，亦可使用例如N2O氣體、NO氣體、NO2氣體、O3氣體、H2氣體+O2氣體、H2氣體+O3氣體、H2O、CO氣體、CO2氣體等。
又，於對晶圓200供給BCl3氣體之步驟中，利用 MFC241b控制之BCl3氣體之供給流量設為例如100~10000sccm 之範圍內之流量。其他處理條件設為例如與圖4所示之成膜順序之步驟1相同之處理條件。作為含B氣體，除BCl3氣體以外，亦可使用單氯硼烷(BClH2)氣體、二氯硼烷(BCl2H)氣體、三氟硼烷(BF3)氣體、三溴硼烷(BBr3)氣體、二硼烷(B2H6)氣體等。
又，於對晶圓200供給TMB氣體之步驟中，利用 MFC241b控制之TMB氣體之供給流量設為例如1~1000sccm之範圍內之流量。其他處理條件設為例如與圖4所示之成膜順序之步驟1相同之處理條件。作為包含硼氮炔環骨架之含B氣體，除TMB氣體以外，亦可使用例如TEB氣體、TPB氣體、TIPB氣體、TBB氣體、TIBB氣體等。
又，於對晶圓200供給C3H6氣體之步驟中，利用 MFC241b控制之C3H6氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。其他處理條件設為例如與圖4所示之成膜順序之步驟2相同之處理條件。作為含C氣體，除C3H6氣體以外，亦可使用例如乙炔(C2H2)氣體、乙烯(C2H4)氣體等烴系氣體。
又，於利用電漿使NH3氣體或O2氣體等反應氣體活 化(電漿激發)後對晶圓200供給之步驟中，利用MFC241b控制之反應氣體之供給流量設為例如100~10000sccm之範圍內之流量。對RPU244b供給之RF電力設為例如50~1000W之範圍內之電力。 處理室201內之壓力設為例如1~500Pa、較佳為1~100Pa之範圍內之壓力。處理室201內之反應氣體之分壓設為例如0.01~495Pa、較佳為0.01~99Pa之範圍內之壓力。藉由使用電漿，即便將處理室201內之壓力設為如此之相對較低之壓力帶，亦可使反應氣體活化。其他處理條件設為例如與圖4所示之成膜順序之步驟2相 同之處理條件。
其他步驟中之處理程序、處理條件可設為與圖4所示 之成膜順序中之各步驟之處理程序、處理條件相同。
<本發明之另一實施形態>
以上具體地說明本發明之實施形態，但本發明並不限定於上述實施形態，可於不脫離其主旨之範圍內施加各種變更。
上述實施形態中，對經由簇射頭240向處理室201內 供給原料氣體、不經由簇射頭240向處理室201內供給反應氣體之例進行了說明，但本發明並不限定於如此之態樣。例如亦可經由簇射頭240向處理室201內供給反應氣體，不經由簇射頭240向處理室201內供給原料氣體。又，例如亦可分別經由簇射頭240向處理室201內供給原料氣體及反應氣體。
上述實施形態中，對分別經由簇射頭240向處理室 201內供給改質氣體、清洗氣體及導熱性氣體之例進行了說明，但本發明並不限定於如此之態樣。例如亦可不經由簇射頭240向處理室201內供給改質氣體、清洗氣體及導熱性氣體中之任意氣體。然而，為了使在簇射頭204內確實進行堆積物之改質處理或清洗處理，較佳為經由簇射頭240向處理室201內供給該等氣體。
上述實施形態中，對於支撐台203(基座217)上未載置 晶圓200之狀態下進行清洗處理之例進行了說明，但本發明並不限定於如此之態樣。例如亦可於基座217上載置有虛設晶圓或保護罩等之狀態下進行清洗處理。於該情形時，可於清洗處理時對基座217表面適當加以保護。
堆積膜之改質處理既可於每進行1次成膜處理後實 施，亦可於每進行複數次、例如數次成膜處理後實施。又，清洗處理既可於每進行1次堆積物之改質處理後實施，亦可於每進行複數次、例如數次堆積物之改質處理後實施。又，清洗處理亦可於未事先進行堆積物之改質處理之情況下實施。即，該等處理只要於以下所例示之任一時機進行即可。然而，就可高效地進行清洗處理之方面而言，較佳為進行堆積物之改質處理後實施清洗處理，即，使堆積物之耐蝕刻性降低後實施清洗處理。
(成膜處理)→(堆積物之改質處理)→(清洗處理)
(成膜處理)×n→(堆積物之改質處理)→(清洗處理)
[(成膜處理)→(堆積物之改質處理)]×n→(清洗處理)
[(成膜處理)×n1→(堆積物之改質處理)]×n2→(清洗處理)
(成膜處理)→(清洗處理)
(成膜處理)×n→(清洗處理)
於任一情形時，堆積物之改質處理均較佳為於堆積物達到其發生剝離或落下之臨界量(臨界厚度)之前之時機、或達到改質處理之作用無法遍及整個堆積物之臨界量(臨界厚度)之前之時機中之任一個先到來之時機進行。又，於任一情形時，清洗處理均較 佳為於堆積物達到其發生剝離或落下之臨界量(臨界厚度)之前之時機進行。
又例如，堆積物之改質處理或清洗處理亦可適宜地於 在晶圓上形成包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)等金屬元素之金屬系薄膜後實施。又，堆積物之改質處理或清洗處理亦可適宜地於形成使該等金屬系薄膜以奈米級交替積層而成之金屬系奈米層疊膜後實施。
於形成金屬系薄膜之情形時，作為原料氣體例如可使 用四氯化鈦(TiCl4)氣體、四氟化鈦(TiF4)氣體、四氯化鋯(ZrCl4)氣體、四氟化鋯(ZrF4)氣體、四氯化鉿(HfCl4)氣體、四氟化鉿(HfF4)氣體、五氯化鉭(TaCl5)氣體、五氟化鉭(TaF5)氣體、五氯化鈮(NbCl5)氣體、五氟化鈮(NbF5)氣體、三氯化鋁(AlCl3)氣體、三氟化鋁(AlF3)氣體、五氯化鉬(MoCl5)氣體、五氟化鉬(MoF5)氣體、六氯化鎢(WCl6)氣體、六氟化鎢(WF6)氣體等包含金屬元素及鹵族元素之無機金屬氣體。又，作為原料氣體，例如亦可使用三甲基鋁(Al(CH3)3，簡稱：TMA)氣體等包含金屬元素及碳之有機金屬氣體。作為反應氣體、改質氣體、清洗氣體、加熱促進氣體，可使用與上述實施形態相同之氣體。
例如可依據以下所示之成膜順序，於晶圓上形成碳氮 化鉭膜(TaCN膜)、碳化鉭鋁膜(TaAlC膜)、碳氮化鈦膜(TiCN膜)、碳化鈦鋁膜(TiAlC膜)等金屬碳化物膜。圖6係表示於晶圓上形成TaAlC膜時之成膜順序之圖。該等成膜順序之各步驟中之處理程序、處理條件例如可設為與上述實施形態相同之處理程序、處理條件。
(TaCl5→C3H6→NH3)×n→TaCN膜
(TaCl5→TMA)×n→TaAlC膜
(TiCl4→C3H6→NH3)×n→TiCN膜
(TiCl4→TMA)×n→TiAlC膜
形成該等金屬系薄膜之情形時亦係堆積物附著於簇射頭240內或處理室201內，因此可獲得藉由進行堆積物之改質處理或清洗處理所實現之上述效果。即，本發明可適宜地應用於形成包含半導體元素或金屬元素等既定元素作為第1元素、包含C、N、O、B等非金屬元素作為第2~第4元素之薄膜的情形。
關於該等各種薄膜之形成所採用之成膜配方(記載了成膜處理之處理程序或處理條件等之程式)、或該等包含各種薄膜之堆積物之改質所採用之改質配方(記載了改質處理之處理程序或處理條件等之程式)、或該等包含各種薄膜之堆積物之去除所採用之清洗配方(記載了清洗處理之處理程序或處理條件等之程式)，較佳為根據各種處理之內容(形成/改質/去除之薄膜之膜種類、組成比、膜質、膜厚等)，分別各個地進行準備(準備複數個)。並且於開始各種處理時，較佳為根據處理內容，自複數個配方中適當選擇合適配方。具體而言，較佳為預先將根據處理內容而各個地進行準備之複數個配方經由電氣通訊線路或記錄有該配方之記錄媒體(外部記憶裝置282)儲存(安裝)至基板處理裝置所具備之記憶裝置280c 內。並且，較佳為於開始處理時，由基板處理裝置所具備之CPU280a根據處理內容自記憶裝置280c內所儲存之複數個配方中適當選擇合適配方。藉由如此構成，能夠以1台基板處理裝置通用性地且再現性良好地形成、改質、去除各種膜種類、組成比、膜質、膜厚之薄膜。又，可減輕操作員之操作負擔(處理程序或處理條件等之輸入負擔等)，避免操作失誤，並可迅速開始各種處理。
上述製程配方、改質配方、清洗配方並不限於新製作 之情形，例如亦可藉由對基板處理裝置內已安裝之現有配方加以變更而準備。於變更配方之情形時，亦可將變更後之配方經由電氣通訊線路或記錄有該配方之記錄媒體安裝至基板處理裝置內。又，亦可操作現有基板處理裝置所具備之輸入輸出裝置281而直接對基板處理裝置內已安裝之現有配方進行變更。
上述實施形態中，對使用一次處理複數片基板之批次 式基板處理裝置進行成膜處理、堆積物之改質處理、清洗處理之例進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，亦可適宜地應用於例如使用一次處理1片或數片基板之單片式基板處理裝置進行各種處理之情形。又，上述實施形態中，對使用具有暖壁壁(warm wall)型處理爐之基板處理裝置進行各種處理之例進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，亦可適宜地應用於使用具有冷壁(cold wall)型處理爐或熱壁(hot wall)型處理爐之基板處理裝置進行各種處理之情形。該等情形時，亦可將處理程序、處理條件設為例如與上述實施形態相同之處理程序、處理條件。
又，本發明亦可適宜地應用於例如使用圖11所示之 側流型(叉流型)處理爐302之情形。處理爐302具備：形成處理室 301之處理容器303、將1片或數片晶圓200以水平姿勢加以支撐之支撐台317、配備於支撐台317之加熱器306、使支撐台317升降之升降機構307b、及將晶圓200向處理容器303內搬送之搬送機器臂313。於處理容器303之上部側壁(側壁之頂壁部附近)連接有供給上述原料氣體、改質氣體、清洗氣體、加熱促進氣體之氣體供給埠332a、與供給上述反應氣體之氣體供給埠332b。於氣體供給埠332a連接有與上述實施形態之原料氣體供給系統、改質氣體供給系統、清洗氣體供給系統、加熱促進氣體供給系統相同之氣體供給系統。於氣體供給埠332b連接有與上述實施形態之反應氣體供給系統相同之氣體供給系統。對處理容器303設置有對處理室301內進行排氣之排氣埠331。於排氣埠331連接有與上述實施形態之排氣系統相同之排氣系統。於處理容器303、氣體供給埠332a、排氣埠331之周邊設置有將該等構件加熱至數十~150℃左右之輔助加熱器306a。
又，本發明亦可適宜地應用於例如使用圖12所示之 側流型處理爐402之情形。處理爐402具備：形成處理室401之處理容器403、朝向處理容器403內之晶圓200進行光照射之燈加熱器406、及使燈加熱器406之光透過之石英窗403w。其他構成與圖11所示之處理爐302相同。
於使用該等基板處理裝置之情形時，亦可於與上述實 施形態或各變形例相同之順序、處理條件下進行成膜處理、堆積物之改質處理、清洗處理，而可獲得與藉由上述實施形態所獲得之效果相同之效果。
又，上述實施形態或變形例等可適當加以組合而使 用。又，此時之處理條件可設為例如與上述實施形態相同之處理條件。
<本發明之較佳態樣>
以下對於本發明之較佳態樣進行附加記述。
(附記1)
根據本發明之一態樣，提供一種半導體裝置之製造方法、及基板處理方法，其具有如下步驟：向處理室內搬入基板之步驟；於上述處理室內，由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之步驟；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之步驟；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之步驟；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之步驟。
(附記2)
如附記1記載之方法，其較佳為上述供給反應性氣體之步驟包括如下步驟：向上述處理室內供給改質氣體作為上述反應性氣體，將於上述基板上形成膜時附著於上述處理室內之堆積物改質之步驟。
(附記3)
如附記1或2記載之方法，其較佳為上述供給反應性氣體之步驟包括如下步驟：向上述處理室內供給清洗氣體作為上述反應性氣體，將於上述基板上形成膜時附著於上述處理室內之堆積物去除之步驟。
(附記4)
如附記3記載之方法，其較佳為使上述將堆積物改質之步驟中之上述支撐台與上述頂壁部之距離不同於上述將堆積物去除之步驟中之上述支撐台與上述頂壁部之距離。更佳為使上述將堆積物改質之步驟中之上述支撐台與上述頂壁部之距離短於上述將堆積物去除之步驟中之上述支撐台與上述頂壁部之距離。即，將上述將堆積物改質之步驟中之上述支撐台配置於較上述將堆積物去除之步驟中之上述支撐台之位置更接近上述處理室內之頂壁部之位置。
(附記5)
如附記1至4中任一項記載之方法，其較佳為於上述供給反應性氣體之步驟中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，將上述支撐台保持於上述第2位置。
(附記6)
如附記1至4中任一項記載之方法，其較佳為於上述供給反應性氣體之步驟中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，將上述支撐台暫時配置(保持)於較上述第2位置更接近上述處理室內之上述頂壁部之第3位置後，配置(保持)於上述第2位置。
(附記7)
如附記1至4中任一項記載之方法，其較佳為於上述供給反應性氣體之步驟中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，使上述支撐台於上述第2位置與不同於上述第2位置之第4位置之間移動。上述第4位置包括向上述處理室內搬入上述基板時配置上述支撐台之位置。上述第4位置包括將上述基板自上述處理室內搬出時配置上述支撐台之位置。上述第4位置包括將上述基板向上述處理室內外搬送時配置上述支撐台之位置。
(附記8)
如附記1至7中任一項記載之方法，其較佳為於上述供給反應性氣體之步驟中，於向上述處理室內供給上述反應性氣體前，向上述處理室內供給導熱率高於上述反應性氣體之氣體。更佳為於向上述處理室內供給上述反應性氣體前，向上述處理室內供給導熱率高於上述反應性氣體之氣體並加以封閉。
(附記9)
如附記1至8中任一項記載之方法，其較佳為於上述供給反應性氣體之步驟中，於向上述處理室內供給上述反應性氣體前，向上述處理室內供給氫氣及氦氣中之至少任一者。更佳為於向上述處理室內供給上述反應性氣體前，向上述處理室內供給氫氣及氦氣中之至少任一者並加以封閉。
(附記10)
如附記1至9中任一項記載之方法，其較佳為上述處理氣體係自設置於上述頂壁部之氣體供給部向上述處理室內供給。較佳為上述反應性氣體係自上述氣體供給部向上述處理室內供給。
(附記11)
如附記1至9中任一項記載之方法，其較佳為上述處理氣體係自設置於上述頂壁部之簇射頭向上述處理室內供給。較佳為上述反應性氣體係自上述簇射頭向上述處理室內供給。
(附記12)
如附記1至9中任一項記載之方法，其較佳為上述處理氣體係自設置於上述處理室之側部之氣體供給部向上述處理室內供給。較佳為上述反應性氣體係自上述氣體供給部向上述處理室內供給。
(附記13)
如附記1至12中任一項記載之方法，其較佳為上述處理氣體包含具有第1元素與碳之化學鍵結之原料氣體。上述原料氣體更佳為包含第1元素、碳及鹵族元素，且具有第1元素與碳之化學鍵結。
(附記14)
如附記1至12中任一項記載之方法，其較佳為上述處理氣體包含具有第1元素與碳之化學鍵結之原料氣體、含第2元素之反應氣體、及(含第3元素之反應氣體)。
(附記15)
如附記1至12中任一項記載之方法，其較佳為上述處理氣體包含含第1元素之原料氣體、與含碳之反應氣體。
(附記16)
如附記1至12中任一項記載之方法，其較佳為上述處理氣體包含含第1元素之原料氣體、含碳之反應氣體、含第2元素之反應氣體、及(含第3元素之反應氣體)。
(附記17)
根據本發明之另一態樣，提供一種半導體裝置之製造方法、及基板處理方法，其具有如下步驟：向處理室內搬入基板之步驟；於上述處理室內，由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之步驟；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1階(第1高度)，於上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之步驟；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之步驟；將上述支撐台配置於較上述第1階更接近上述處理室內之頂壁部之第2階(第2高度)，於上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給改質氣體而將於上述基板上形成膜時附著於上述處理室內之堆積物改質之步驟；及將上述支撐台配置於較上述第1階更接近上述處理室內之上述頂壁部之第3階(第3高度)，於上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給清洗氣體而將於上述基板上形成膜時附著於上述處理室內之堆積物去除之步驟。
(附記18)
如附記17記載之方法，其較佳為上述第3階不同於上述第2階。更佳為上述第3階較上述第2階更接近上述處理室內之上述頂壁部。
(附記19)
根據本發明之進而另一態樣，提供一種基板處理裝置，其具有：收容基板之處理室，於上述處理室內支撐基板之支撐台，配備於上述支撐台之加熱器，使上述支撐台移動之支撐台移動部，向上述處理室內供給氣體之氣體供給系統，向上述處理室內外搬送基板之搬送單元，及以控制上述搬送單元、上述支撐台移動部、上述加熱器及上述氣體供給系統以使該等進行以下處理之方式構成之控制部，該等處理如下：向上述處理室內搬入基板之處理；於上述處理室內由上述支撐台支撐上述基板之處理；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，並於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之處理；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之處理；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之處理。
(附記20)
根據本發明之進而另一態樣，提供一種程式、及記錄有該程式 之可被電腦讀取之記錄媒體，上述程式係使電腦執行如下程序：向處理室內搬入基板之程序；於上述處理室內，由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之程序；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之程序；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之程序；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之程序。
11‧‧‧搬送室
12‧‧‧搬送容器
13‧‧‧搬送機器臂
13a‧‧‧搬送臂
21‧‧‧承載室
40‧‧‧基板處理裝置
44‧‧‧閘閥
45‧‧‧閘閥
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
201a‧‧‧間隙
202‧‧‧處理容器
203‧‧‧支撐台
203a‧‧‧波紋管
204‧‧‧整流板
206‧‧‧加熱器
206a‧‧‧輔助加熱器
206b‧‧‧溫度感測器
207b‧‧‧升降機構
208a‧‧‧貫通孔
208b‧‧‧頂起銷
210a‧‧‧氣體供給口
210b‧‧‧氣體供給口
217‧‧‧基座
232a‧‧‧氣體供給管
232b‧‧‧氣體供給管
232c‧‧‧氣體供給管
232d‧‧‧氣體供給管
240‧‧‧簇射頭
240a‧‧‧分散板
240b‧‧‧簇射板
240c‧‧‧第1緩衝空間(分散室)
240d‧‧‧第2緩衝空間
241a‧‧‧MFC
241b‧‧‧MFC
241c‧‧‧MFC
241d‧‧‧MFC
243a‧‧‧閥
243b‧‧‧閥
243c‧‧‧閥
243d‧‧‧閥
244b‧‧‧遙距電漿單元(RPU)
250‧‧‧晶圓搬送口
260‧‧‧排氣口
260a‧‧‧排氣腔室
261‧‧‧排氣管
262‧‧‧APC閥
263‧‧‧原料回收截留器
264‧‧‧真空泵
265‧‧‧壓力感測器
280‧‧‧控制器(控制部)

Claims (24)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，其具有如下步驟：向處理室內搬入基板之步驟；於上述處理室內，由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之步驟；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之步驟；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之步驟；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給包含改質氣體與清洗氣體之反應性氣體之步驟；上述供給反應性氣體之步驟包括：不向上述處理室內供給上述清洗氣體，而是供給上述改質氣體，藉此，將於上述基板上形成膜時附著於上述處理室內之堆積物予以改質之步驟；及不向上述處理室內供給上述改質氣體，而是供給上述清洗氣體，藉此，將上述改質堆積物之步驟中經改質之附著於上述處理室內之上述堆積物予以去除之步驟。
  2. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述改質氣體係包含由O2氣體、N2O氣體、NO氣體、NO2氣體、O3氣體、H2氣體+O2氣體、H2氣體+O3氣體、H2O、CO氣體及CO2所構成之群組中選擇之至少一者。
  3. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述清洗氣體係包含由F2氣體、ClF3氣體、NF3氣體、HF氣體、F2氣體+HF氣體、 ClF3氣體+HF氣體、NF3氣體+HF氣體、F2氣體+H2氣體、ClF3氣體+H2氣體及NF3氣體+H2氣體所構成之群組中選擇之至少一者。
  4. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，使上述改質堆積物之步驟中之上述支撐台與上述頂壁部之距離，不同於上述去除堆積物之步驟中之上述支撐台與上述頂壁部之距離。
  5. 如請求項4之半導體裝置之製造方法，其中，使上述改質堆積物之步驟中之上述支撐台與上述頂壁部之距離，短於上述去除堆積物之步驟中之上述支撐台與上述頂壁部之距離。
  6. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於上述供給反應性氣體之步驟中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，將上述支撐台保持於上述第2位置。
  7. 一種半導體裝置之製造方法，其具有如下步驟：向處理室內搬入基板之步驟；於上述處理室內，由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之步驟；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之步驟；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之步驟；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之步驟；於上述供給反應性氣體之步驟中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下， 將上述支撐台暫時配置於較上述第2位置更接近上述處理室內之上述頂壁部之第3位置後，配置於上述第2位置。
  8. 一種半導體裝置之製造方法，其具有如下步驟：向處理室內搬入基板之步驟；於上述處理室內，由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之步驟；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之步驟；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之步驟；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之步驟；於上述供給反應性氣體之步驟中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，使上述支撐台於上述第2位置與不同於上述第2位置之第4位置之間移動。
  9. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於上述供給反應性氣體之步驟中，於向上述處理室內供給上述反應性氣體前，向上述處理室內供給導熱率高於上述反應性氣體之氣體。
  10. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於上述供給反應性氣體之步驟中，於向上述處理室內供給上述反應性氣體前，向上述處理室內供給選自由氫氣及氦氣所組成之群組中之至少1者。
  11. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述處理氣體係自設置於上述頂壁部之氣體供給部向上述處理室內供給。
  12. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述處理氣體係自設置於上述頂壁部之簇射頭向上述處理室內供給。
  13. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述處理氣體係自設置於上述處理室之側部之氣體供給部向上述處理室內供給。
  14. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述處理氣體包含具有第1元素與碳之化學鍵結之原料氣體。
  15. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述處理氣體包含含有第1元素、碳及鹵族元素，並具有第1元素與碳之化學鍵結的原料氣體。
  16. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述處理氣體包含具有第1元素與碳之化學鍵結之原料氣體、以及含第2元素之反應氣體。
  17. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述處理氣體包含含有第1元素之原料氣體、與含碳之反應氣體。
  18. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述處理氣體包含含有第1元素之原料氣體、含碳之反應氣體、及含有第2元素之反應氣體。
  19. 一種基板處理裝置，其具有：收容基板之處理室，於上述處理室內支撐基板之支撐台，配備於上述支撐台之加熱器，使上述支撐台移動之支撐台移動部，向上述處理室內供給氣體之氣體供給系統，向上述處理室內外搬送基板之搬送單元，及 以控制上述搬送單元、上述支撐台移動部、上述加熱器及上述氣體供給系統以使該等進行以下處理之方式所構成之控制部，該等處理如下：向上述處理室內搬入基板之處理；於上述處理室內由上述支撐台支撐上述基板之處理；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之處理；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之處理；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給包含改質氣體與清洗氣體之反應性氣體之處理；在上述供給反應性氣體之處理中係進行如下處理：不向上述處理室內供給上述清洗氣體，而是供給上述改質氣體，藉此，將於上述基板上形成膜時附著於上述處理室內之堆積物予以改質之處理；及不向上述處理室內供給上述改質氣體，而是供給上述清洗氣體，藉此，將上述改質堆積物之步驟中經改質之附著於上述處理室內之上述堆積物予以去除之處理。
  20. 一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有藉由電腦使基板處理裝置執行以下程序之程式：向上述基板處理裝置之處理室內搬入基板之程序；於上述處理室內由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之程序；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之程序；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之程序；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁 部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給包含改質氣體與清洗氣體之反應性氣體之程序；上述供給反應性氣體之程序包括：不向上述處理室內供給上述清洗氣體，而是供給上述改質氣體，藉此，將於上述基板上形成膜時附著於上述處理室內之堆積物予以改質之程序；及不向上述處理室內供給上述改質氣體，而是供給上述清洗氣體，藉此，將上述改質堆積物之步驟中經改質之附著於上述處理室內之上述堆積物予以去除之程序。
  21. 一種基板處理裝置，其具有：收容基板之處理室，於上述處理室內支撐基板之支撐台，配備於上述支撐台之加熱器，使上述支撐台移動之支撐台移動部，向上述處理室內供給氣體之氣體供給系統，向上述處理室內外搬送基板之搬送單元，及以控制上述搬送單元、上述支撐台移動部、上述加熱器及上述氣體供給系統以使該等進行以下處理之方式所構成之控制部，該等處理如下：向上述處理室內搬入基板之處理；於上述處理室內由上述支撐台支撐上述基板之處理；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之處理；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之處理；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設 為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之處理；在上述供給反應性氣體之處理中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，將上述支撐台暫時配置於較上述第2位置更接近上述處理室內之上述頂壁部之第3位置後，配置於上述第2位置。
  22. 一種基板處理裝置，其具有：收容基板之處理室，於上述處理室內支撐基板之支撐台，配備於上述支撐台之加熱器，使上述支撐台移動之支撐台移動部，向上述處理室內供給氣體之氣體供給系統，向上述處理室內外搬送基板之搬送單元，及以控制上述搬送單元、上述支撐台移動部、上述加熱器及上述氣體供給系統以使該等進行以下處理之方式所構成之控制部，該等處理如下：向上述處理室內搬入基板之處理；於上述處理室內由上述支撐台支撐上述基板之處理；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之處理；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之處理；及將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之處理；於上述供給反應性氣體之處理中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，使上述支撐台於上述第2位置與不同於上述第2位置之第4位置之間移動。
  23. 一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有藉由電腦使基板處理 裝置執行以下程序之程式：向上述基板處理裝置之處理室內搬入基板之程序；於上述處理室內由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之程序；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之程序；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之程序；將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之程序；及於上述供給反應性氣體之程序中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，將上述支撐台暫時配置於較上述第2位置更接近上述處理室內之上述頂壁部之第3位置後，配置於上述第2位置之程序。
  24. 一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有藉由電腦使基板處理裝置執行以下程序之程式：向上述基板處理裝置之處理室內搬入基板之程序；於上述處理室內由具備加熱器之支撐台支撐上述基板之程序；將支撐有上述基板之上述支撐台配置於第1位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給處理氣體而於上述基板上形成膜之程序；將膜形成後之上述基板自上述處理室內搬出之程序；將上述支撐台配置於較上述第1位置更接近上述處理室內之頂壁部之第2位置，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，向上述處理室內供給反應性氣體之程序；及 於上述供給反應性氣體之程序中，於將上述加熱器設為開啟之狀態下，使上述支撐台於上述第2位置與不同於上述第2位置之第4位置之間移動之程序。
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