TWI820262B - 半導體裝置之製造方法、表面處理方法、基板處理裝置及程式 - Google Patents
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Abstract
本發明課題係提升在處理容器內所施行基板處理的品質。
本發明之解決手段係包括有：(a)藉由既定次數執行包括有：對處理容器內的基板，利用金屬製第1配管與第1噴嘴，供應原料氣體的步驟；對處理容器內的基板，利用金屬製第2配管與第2噴嘴，供應含氧氣體的步驟；以及對處理容器內的基板，利用第2配管與第2噴嘴，供應含氮與氫之氣體的步驟；之循環，而在上述基板上形成膜的步驟；以及(b)藉由對第2配管內供應含氟氣體，使含氟氣體、與第2配管的內表面產生化學性反應，而在第2配管的內表面形成連續性含氟層的步驟。
Description
本發明係關於半導體裝置之製造方法、表面處理方法、基板處理裝置及程式。
半導體裝置之製造步驟的一步驟，係在處理容器內對基板施行處理的步驟(例如參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利特開2016-157871號公報
本發明目的在於提供：提升在處理容器內所施行基板處理的品質。
根據本發明一態樣將提供下述技術：包括有執行：(a)藉由既定次數執行包括有：對處理容器內的基板，利用金屬製第1配管與第1噴嘴，供應原料氣體的步驟；對上述處理容器內的上述基板，利用金屬製第2配管與第2噴嘴，供應含氧氣體的步驟；以及對上述處理容器內的上述基板，利用上述第2配管與上述第2噴嘴，供應含氮與氫之氣體的步驟；之循環，而在上述基板上形成膜的步驟；
(b)藉由對上述第2配管內供應含氟氣體，使上述含氟氣體、與上述第2配管的內表面產生化學性反應，而在上述第2配管的內表面形成連續性含氟層的步驟。
根據本發明，可提升在處理容器內所施行基板處理的品質。
＜本發明一態樣＞
以下，針對本發明一態樣，主要使用圖1~圖5進行說明。
(1)基板處理裝置之構成
如圖1所示，處理爐202係具有作為加熱機構(溫度調整部)用的加熱器207。加熱器207係呈圓筒形狀，藉由保持板支撐而呈垂直安裝。加熱器207亦具有利用熱使氣體活化(激發)的活化機構(激發部)機能。
在加熱器207的內側配設有與加熱器207呈同心圓狀的反應管203。反應管203係由例如石英(SiO2
)或碳化矽(SiC)等耐熱性材料構成，形成上端封閉而下端開口的圓筒形狀。在反應管203的下方配設有與反應管203呈同心圓狀的歧管209。歧管209係由例如不鏽鋼(SUS)等金屬材料構成，形成上端與下端均呈開口的圓筒形狀。歧管209的上端部係卡合於反應管203的下端部，構成支撐著反應管203狀態。在歧管209與反應管203之間，設有作為密封構件用的O形環220a。反應管203係與加熱器207同樣地呈垂直安裝。主要由反應管203與歧管209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係構成可收容作為基板用的晶圓200。在該處理室201內對晶圓200施行處理。
在處理室201內，分別依貫穿歧管209側壁的方式，設置非金屬製作為第1供應部、第2供應部用的噴嘴249a、249b。噴嘴249a、249b亦稱為第1噴嘴、第2噴嘴。噴嘴249a、249b分別係由石英或SiC等非金屬材料構成。噴嘴249a、249b分別構成供應複數種氣體時所使用的共用噴嘴。
噴嘴249a、249b分別連接著金屬製作為第1配管、第2配管用的氣體供應管232a、232b。氣體供應管232a、232b分別構成供應複數種氣體時所使用的共用噴嘴。在氣體供應管232a、232b中，從氣流上游起依序分別設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)241a、241b、及屬於開關閥的閥243a、243b。在較氣體供應管232a的閥243a更靠下游處，分別連接著氣體供應管232c、232e、232h。在氣體供應管232c、232e、232h中，從氣流上游起依序分別設有MFC241c、241e、241h、閥243c、243e、243h。在較氣體供應管232b的閥243b更靠下游處，分別連接著氣體供應管232d、232f、232g、232i。在氣體供應管232d、232f、232g、232i中，從氣流上游起依序分別設有MFC241d、241f、241g、241i、閥243d、243f、243g、243i。
氣體供應管232a~232i係由含鐵(Fe)與鎳(Ni)的金屬材料構成。氣體供應管232a~232i的素材亦可含有Fe、Ni及鉻(Cr)，亦可含有Fe、Ni、Cr及鉬(Mo)。氣體供應管232a~232i的素材係除SUS之外，最好使用例如：藉由在Ni中添加Fe、Mo、Cr等，而提高耐熱性、耐蝕性的海司特合金(hastelloy)(註冊商標)；以及藉由在Ni中添加Fe、Cr、鈮(Nb)、Mo等而提高耐熱性、耐蝕性的英高鎳(Inconel)(註冊商標)等。另外，上述歧管209的素材、後述密封蓋219、旋轉軸255、排氣管231的素材，亦可設為與氣體供應管232a~232i同樣的素材。
如圖2所示，噴嘴249a、249b係在反應管203內壁與晶圓200間俯視呈圓環狀空間中，從反應管203內壁的下部沿上部，呈朝晶圓200排列方向上方立起狀態分別設置。即，噴嘴249a、249b係在晶圓200所排列的晶圓排列區域側邊，呈水平包圍晶圓排列區域的區域中，沿晶圓排列區域狀態分別設置。在噴嘴249a、249b的側面分別設有供應氣體的氣體供應孔250a、250b。氣體供應孔250a、250b俯視分別朝晶圓200中心呈開口，可朝晶圓200供應氣體。氣體供應孔250a、250b係從反應管203下部起至上部設置複數個。
從氣體供應管232a將原料氣體[例如含有構成膜主元素(既定元素)之Si與鹵元素的鹵矽烷系氣體]，經由MFC241a、閥243a、及噴嘴249a供應給處理室201內。所謂原料氣體，係氣體狀態原料，例如：藉由將常溫常壓下呈液體狀態的原料施行氣化而獲得的氣體、以及常溫常壓下便屬氣體狀態的原料等。所謂鹵矽烷，係具有鹵基的矽烷。鹵基係包含有：氯基、氟基、溴基、碘基等。即，鹵基係含有：氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等鹵元素。鹵矽烷系氣體係可使用例如含有Si與Cl的原料氣體，即氯矽烷系氣體。氯矽烷系氣體係具有Si源的作用。氯矽烷系氣體係可使用例如六氯二矽烷(Si2
Cl6
、簡稱：HCDS)氣體。HCDS氣體係含有在上述處理條件下其單獨呈固態之元素(Si)的氣體，即在上述處理條件下其可單獨沉積膜的氣體。
從氣體供應管232b，將反應氣體之含氧(O)氣體，經由MFC241b、閥243b、及噴嘴249b供應給處理室201內。含O氣體係可使用例如氧(O2
)氣體。
從氣體供應管232c，將反應氣體之含碳(C)氣體，經由MFC241c、閥243c、氣體供應管232a、及噴嘴249a供應給處理室201內。含C氣體係可使用例如屬於烴系氣體的丙烯(C3
H6
)氣體。
從氣體供應管232d，將反應氣體之含氮(N)與氫(H)之氣體，經由MFC241d、閥243d、氣體供應管232b、及噴嘴249b供應給處理室201內。含N與H之氣體係可使用例如屬於氮化氫系氣體的氨(NH3
)氣體。
從氣體供應管232e、232f，分別將含氟(F)氣體經由MFC241e、241f、閥243e、243f、氣體供應管232a、232b、及噴嘴249a、249b，供應給處理室201內。含F氣體係在後述處理室清洗與噴嘴清洗時，分別具有清洗氣體的作用。又，含F氣體在後述形成含F層時具有表面處理氣體的作用。含F氣體係可使用例如氟(F2
)氣體。
從氣體供應管232g將添加氣體之氧化氮系氣體，經由MFC241g、閥243g、氣體供應管232b、及噴嘴249b供應給處理室201內。氧化氮系氣體其單體並無法達清洗作用，但在後述處理室清洗時藉由與含F氣體產生反應，生成例如氟自由基、亞硝醯鹵化合物等活性種，具有提升含F氣體清洗作用的功效。氧化氮系氣體係可使用例如一氧化氮(NO)氣體。
從氣體供應管232h、232i將惰性氣體之例如氮(N2
)氣體，分別經由MFC241h、241i、閥243h、243i、氣體供應管232a、232b、及噴嘴249a、249b，供應給處理室201內。N2
氣體係具有迫淨氣體、載氣、稀釋氣體等作用。
主要由氣體供應管232a、MFC241a、閥243a、及噴嘴249a構成原料氣體供應系統。主要由氣體供應管232b、MFC241b、閥243b、及噴嘴249b構成含O氣體供應系統。主要由氣體供應管232c、MFC241c、閥243c、氣體供應管232a、及噴嘴249a構成含C氣體供應系統。主要由氣體供應管232d、MFC241d、閥243d、氣體供應管232b、及噴嘴249b構成含N與H之氣體供應系統。主要由氣體供應管232e、232f、MFC241e、241f、及閥243e、243f構成含F氣體供應系統。氣體供應管232a、232b、噴嘴249a、249b亦可含於含F氣體供應系統中。主要由氣體供應管232g、MFC241g、閥243g、氣體供應管232b、及噴嘴249b構成添加氣體供應系統。主要由氣體供應管232h、232i、MFC241h、241i、閥243h、243i、氣體供應管232a、232b、及噴嘴249a、249b構成惰性氣體供應系統。
上述各種供應系統中任一(或全部)供應系統，亦可構成由閥243a~243i、MFC241a~241i等集聚而成的集聚型供應系統248。集聚型供應系統248分別連接於氣體供應管232a~232i，構成利用後述控制器121控制朝氣體供應管232a~232i內的各種氣體供應動作，即閥243a~243i的開閉動作、以及由MFC241a~241i進行的流量調整動作等。集聚型供應系統248係構成一體型或分割型集聚單元，可依集聚單元單位對氣體供應管232a~232i等進行裝卸，且且構成可依集聚單元單位進行集聚型供應系統248的保養、更換、增設等。
在反應管203的側壁下方設有將處理室201內環境施行排氣的排氣口231a。排氣口231a亦可從反應管203的側壁下部沿上部(即沿晶圓排列區域)設置。排氣口231a連接著排氣管231。排氣管231係經由檢測處理室201內壓力之壓力檢測器(壓力檢測部)的壓力感測器245、及作為壓力調整器(壓力調整部)用的APC(Auto Pressure Controller，壓力自動控制)閥244，連接於作為真空排氣裝置用的真空泵246。APC閥244係藉由利用使真空泵246產生動作狀態下進行閥的開閉，便可進行處理室201內的真空排氣與停止真空排氣，更在使真空泵246產生動作狀態下，根據壓力感測器245所檢測到的壓力資訊，進行閥開度的調節，便構成可調整處理室201內的壓力。主要係由排氣管231、APC閥244、壓力感測器245，構成排氣系統。亦可考慮將真空泵246涵蓋於排氣系統中。
在歧管209的下方設有可將歧管209下端開口氣密封閉，作為爐口蓋體用的密封蓋219。密封蓋219係由SUS等金屬材料構成，形成圓盤狀。在密封蓋219的上面設有抵接於歧管209下端，作為密封構件用的O形環220b。在密封蓋219的下方設有使後述晶舟217旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸255係貫穿密封蓋219並連接於晶舟217。旋轉機構267係構成藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200進行旋轉。密封蓋219係利用在反應管203外部呈垂直設置，作為升降機構用的晶舟升降機115在垂直方向上進行升降。晶舟升降機115係藉由使密封蓋219升降，而構成將晶圓200朝處理室201內外進行搬入與搬出(搬送)的搬送裝置(搬送機構)。歧管209的下方設有閘門219s。而，閘門219s係在使密封蓋219下降並將晶舟217從處理室201內搬出的狀態下，可氣密封閉歧管209下端開口的爐口蓋體。閘門219s係由例如SUS等金屬材料構成，形成圓盤狀。在閘門219s的上面設有抵接於歧管209下端，作為密封構件用的O形環220c。閘門219s的開閉動作(升降動作、轉動動作等)係利用閘門開閉機構115s進行控制。
作為基板支撐具用的晶舟217係構成將複數片(例如25~200片)晶圓200，水平姿勢且中心相互對齊狀態朝垂直方向整齊多層支撐，即隔開間隔排列。晶舟217係由例如石英、SiC等耐熱性材料構成。在晶舟217的下部呈多層支撐著由例如石英、SiC等耐熱性材料所構成的絕熱板218。
在反應管203內設置作為溫度檢測器用的溫度感測器263。根據由溫度感測器263檢測到的溫度資訊，調整對加熱器207的通電程度，便可使處理室201內的溫度成為所需的溫度分佈。溫度感測器263係沿反應管203的內壁設置。
如圖3所示，屬於控制部(控制手段)的控制器121係構成具備有：CPU(Central Processing Unit，中央處理器)121a、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c、及I/O埠121d的電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d係經由內部匯流排121e，構成可與CPU121a進行數據交換。控制器121連接於由例如觸控板等構成的輸出入裝置122。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等構成。在記憶裝置121c內可讀出地儲存著記載有：控制基板處理裝置動作的控制程式、記載後述成膜順序與條件等的製程配方、記載後述處理室清洗、噴嘴清洗、含F層形成順序與條件等的清洗關聯配方等。製程配方係使控制器121執行後述成膜的各順序，並依可獲得既定結果的方式組合，具有作為程式的機能。清洗關聯配方係使控制器121執行後述清洗、噴嘴清洗、含F層形成的各順序，並依可獲得既定結果的方式組合，具有作為程式的機能。以下，將製程配方、清洗關聯配方、控制程式等亦統合簡稱為程式。又，亦有將製程配方、清洗關聯配方簡稱為配方。本說明書中當使用程式一詞時，係包括有僅包括配方單體的情況、僅包括控制程式單體的情況、或包括該等二者的情況。又，RAM121b係構成暫時性儲存由CPU121a所讀出程式、數據等的記憶體區域(工作區塊)。
I/O埠121d係連接於上述的MFC241a~241i、閥243a~243i、壓力感測器245、APC閥244、真空泵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係構成從記憶裝置121c讀出控制程式並執行，且配合從輸出入裝置122的操作指令輸入等而從記憶裝置121c讀出配方。CPU121a係依照所讀出配方的內容，針對由MFC241a~241i進行的各種氣體之流量調整動作、閥243a~243i的開閉動作、根據APC閥244的開閉動作及壓力感測器245由APC閥244進行的壓力調整動作、真空泵246的啟動及停止、根據溫度偵測器263進行的加熱器207之溫度調整動作、由旋轉機構267進行的晶舟217之旋轉及旋轉速度調節動作、由晶舟升降機115進行的晶舟217之升降動作、由閘門開閉機構115s進行的閘門219s之開閉動作等進行控制。
控制器121係藉由將外部記憶裝置123所儲存的上述程式，安裝於電腦中便可構成。外部記憶裝置123係包含有例如：HDD等磁碟、CD等光碟、MO等光磁碟、USB記憶體等半導體記憶體等等。記憶裝置121c、外部記憶裝置123係構成可由電腦讀取的記錄媒體。以下，亦將該等統合簡稱為記錄媒體。本說明書中使用記錄媒體用語時，係包含僅有記憶裝置121c單體的情況、僅有外部記憶裝置123單體的情況時、或者包含該等二者的情況。另外，對電腦的程式提供亦可不要使用外部記憶裝置123，而使用例如網際網路、專用線路等通訊手段執行。
(2)處理步驟
使用上述基板處理裝置，就半導體裝置之製造步驟的一步驟，針對分別清洗處理容器內與第1噴嘴內，以及在金屬製第2配管內表面形成含F層後，在處理容器內，於基板上形成膜的處理序列例，使用圖4、圖5進行說明。以下說明中，構成基板處理裝置的各構件動作係利用控制器121進行控制。
圖4所示成膜序列，係執行：
藉由既定次數執行包括有：對處理容器內作為基板用的晶圓200，從金屬製作為第1配管用的氣體供應管232a、與作為第1噴嘴用的噴嘴249a，供應原料氣體的步驟；對處理容器內的晶圓200，從金屬製作為第2配管用的氣體供應管232b、與作為第2噴嘴用的噴嘴249b，供應含O氣體的步驟；以及對處理容器內的晶圓200，從氣體供應管232b與噴嘴249b，供應含N與H之氣體的步驟；的循環，而在晶圓200上形成膜的步驟(成膜)；以及
藉由對氣體供應管232b內供應含F氣體之F2
氣體，使F2
氣體、與氣體供應管232b的內表面產生化學性反應，而在氣體供應管232b的內表面形成連續性含F層的步驟(含F層形成)。
另外，上述成膜時，如圖5所示氣體供應序列，藉由既定次數(n次，n係1以上的整數)非同時進行：
對處理容器內的晶圓200，從氣體供應管232a與噴嘴249a供應原料氣體之HCDS氣體的步驟1；
對處理容器內的晶圓200，從氣體供應管232a與噴嘴249a，供應含C氣體之C3
H6
氣體的步驟2；
對處理容器內的晶圓200，從氣體供應管232b與噴嘴249b，供應含O氣體之O2
氣體的步驟3；
對處理容器內的晶圓200，從氣體供應管232b與噴嘴249b，供應含N與H之氣體的NH3
氣體之步驟4；
的循環，而在晶圓200上形成含有Si、O、C、及N的膜，即氮碳氧化矽膜(SiOCN膜)。
本說明書中為求方便，亦將圖5所示氣體供應序列表示如下。針對以下其他態樣的說明亦使用同樣的表述。
(HCDS→C3
H6
→O2
→NH3
)×n ⇒ SiOCN
本說明書中採用「晶圓」用詞時，係有指「晶圓本身」的情況、「晶圓、與在其表面上所形成既定層(或膜)等的積層體」的情況。本說明書中，採用「晶圓表面」用詞時，係有指「晶圓本身的表面之情況、在晶圓上所形成既定層等的表面之情況。本說明書中，記載「在晶圓上形成既定層」的情況，係指直接在晶圓本身的表面上形成既定層的情況，以及在晶圓上所形成層等之上形成既定層的情況。本說明書中，使用「基板」用詞時，亦是與使用「晶圓」用詞的情況同義。
(空晶舟裝載)
利用閘門開閉機構115s使閘門219s移動，而開放歧管209下端開口(閘門開啟)。然後，將空的晶舟217(即，未裝填晶圓200的晶舟217)利用晶舟升降機115上舉，並被搬入於處理室201內。在此狀態下，密封蓋219處於經由O形環220b將歧管209下端予以密閉的狀態。
(壓力調整及溫度調整)
在完成晶舟217搬入處理室201內之後，依處理室201內成為所需壓力(處理室清洗壓力)的方式，利用真空泵246施行真空排氣。又，依處理室201內成為所需溫度(處理室清洗溫度)的方式，由加熱器207施行加熱。此時，處理室201內的構件(即，反應管203內壁、噴嘴249a、249b表面、晶舟217表面等)，亦被加熱至處理室清洗溫度。又，開始利用旋轉機構267進行晶舟217的旋轉。真空泵246的運轉、處理室201內的加熱、及晶舟217的旋轉，係至少持續進行至後述噴嘴清洗或含F層形成結束為止。亦可未使晶舟217旋轉。
(處理室清洗)
待處理室201內的壓力、溫度分別穩定後，藉由對處理室201內供應F2
氣體與NO氣體，而清洗處理室201內。具體而言，開啟閥243e、243g，分別使F2
氣體流入於氣體供應管232e內，使NO氣體流入氣體供應管232g內。F2
氣體、NO氣體分別利用MFC241e、241g進行流量調整，再經由氣體供應管232a、232b、噴嘴249a、249b，供應給處理室201內，再從排氣口231a排氣。此時，亦可同時打開閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b朝處理室201內供應N2
氣體。
本步驟的處理條件係可例示如：
F2
氣體供應流量：0.5~10slm
NO氣體供應流量：0.5~10slm
N2
氣體供應流量(氣體供應管各別)：0~10slm
各氣體供應時間：1~60分鐘、較佳10~20分鐘
處理溫度(處理室清洗溫度)：100~350℃、較佳200~300℃
處理壓力(處理室清洗壓力)：1333~53329Pa、較佳9000~16665Pa
另外，本說明書中，如「100~350℃」之類的數值範圍表述，係指下限值與上限值均包含在該範圍內。所以，例如「100~350℃」便指「100℃以上且350℃以下」。相關其他的數值範圍亦同。
在上述處理條件下，藉由將F2
氣體與NO氣體供應給處理室201內，便可對F2
氣體供應NO氣體，可使該等氣體在處理室201內混合並產生反應。藉由該反應，便在在處理室201內生成例如：氟自由基(F*
)、亞硝醯氟(FNO)等活性種(以下亦將該等統稱為FNO等)。結果，在處理室201內，由在F2
氣體中添加FNO等所形成的混合氣體。由在F2
氣體中添加FNO等所形成的混合氣體，會接觸到處理室201內的構件(例如：反應管203內壁、噴嘴249a、249b表面、晶舟217表面等)。此時，藉由熱化學反應(蝕刻反應)，便可除去處理室201內的構件表面附著物。FNO等會促進由F2
氣體進行的蝕刻反應，增加附著物的蝕刻速率，即，具有輔助蝕刻的作用。
經過既定時間，完成處理室201內的清洗後，關閉閥243e、243g，分別停止對處理室201內的F2
氣體與NO氣體供應。然後，將處理室201內施行真空排氣，將處理室201內殘留的氣體等從處理室201內排除(迫淨)。此時，開啟閥243h、243i，朝處理室201內供應N2
氣體。N2
氣體具有迫淨氣體的作用。
清洗氣體(含F氣體)係除F2
氣體之外，尚亦可使用例如：氟化氫(HF)氣體、三氟化氮(NF3
)氣體、三氟化氯(ClF3
)氣體、或該等的混合氣體。相關此點在後述噴嘴清洗時亦同。
添加氣體係除NO氣體之外，尚亦可使用例如：氫(H2
)氣體、O2
氣體、氧化亞氮(N2
O)氣體、異丙醇((CH3
)2
CHOH、簡稱：IPA)氣體、甲醇(CH3
OH)氣體、水蒸氣(H2
O氣體)、HF氣體、或該等的混合氣體。
另外，當添加氣體係使用HF氣體的情況，清洗氣體較佳係使用例如：F2
氣體、ClF3
氣體、NF3
氣體、或該等的混合氣體中之任一種氣體。又，當清洗氣體係使用HF氣體，添加氣體係使用IPA氣體、甲醇氣體、H2
O氣體、或該等的混合氣體中之任一種氣體時，上述處理溫度最好設為例如30~300℃、較佳50~200℃範圍內的既定溫度。
惰性氣體係除N2
氣體之外，尚亦可使用例如：Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。相關此點，在後述各步驟中亦同。
(壓力調整及溫度調整)
待處理室清洗結束後，依處理室201內成為所需壓力(噴嘴清洗壓力)方式，利用真空泵246施行真空排氣。又，依噴嘴249a內成為所需溫度(噴嘴清洗溫度)的方式，利用加熱器207加熱。
(噴嘴清洗)
待處理室201內的壓力、噴嘴249a內的溫度分別穩定後，藉由朝噴嘴249a內供應F2
氣體，而對噴嘴249a內施行清洗。具體而言，開啟閥243e，朝氣體供應管232e內流入F2
氣體。F2
氣體係經利用MFC241e進行流量調整，再經由氣體供應管232a供應給噴嘴249a內，並流入於處理室201內，再從排氣口231a排氣。此時亦可同時開啟閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b朝處理室201內供應N2
氣體。
本步驟的處理條件係可例示如：
F2
氣體供應流量：0.5~10slm
N2
氣體供應流量(氣體供應管各別)：0~10slm
各氣體供應時間：1~60分鐘、較佳10~20分鐘
處理溫度(噴嘴清洗溫度)：400~500℃、較佳400~450℃
處理壓力(噴嘴清洗壓力)：1333~40000Pa、較佳6666~16665Pa
在上述處理條件下，藉由將F2
氣體供應給噴嘴249a內，而進行熱化學反應，便可除去噴嘴249a內的附著物。經既定時間完成噴嘴249a內的清洗後，關閉閥243e，停止朝噴嘴249a內供應F2
氣體。然後，將處理室201內施行真空排氣，而將處理室201內殘留的氣體等從處理室201內排除(迫淨)。此時，開啟閥243h、243i，朝處理室201內供應N2
氣體。N2
氣體具有迫淨氣體的作用。
(含F層形成)
待噴嘴清洗結束後，藉由朝氣體供應管232b內供應F2
氣體，而對氣體供應管232b的內壁施行表面處理。即，使F2
氣體、與氣體供應管232b的內表面產生化學性反應，而在氣體供應管232b的內表面形成連續的含F層。
具體係開啟閥243f，朝氣體供應管232f內流入F2
氣體。F2
氣體係利用MFC241f進行流量調整，再供應給氣體供應管232b內，經由噴嘴249b流入於處理室201內，再被從排氣口231a排氣。此時，亦可同時開啟閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b，將N2
氣體供應給處理室201內。
本步驟的處理條件係可例示如：
F2
氣體供應流量：0.5~10slm
N2
氣體供應流量(氣體供應管各別)：0~10slm
F2
氣體供應時間：75~300分鐘、較佳150~300分鐘、更佳係150~225分鐘
氣體供應管232b的溫度：室溫(25℃)以上且150℃以下
其他的處理條件係可設為與噴嘴清洗時的處理條件相同。
在上述處理條件下，藉由將F2
氣體供應給氣體供應管232b內，使F2
氣體、與氣體供應管232b的內表面產生化學性反應，便可在氣體供應管232b的內表面形成連續的含F層。含F層係含有由屬於氣體供應管232b素材的金屬進行氟化而形成之金屬氟化層。然後，利用含F層被覆著氣體供應管232b的內表面，便可使在氣體供應管232b內不會裸露出氣體供應管232b的素材。在後述成膜時，在氣體供應管232b內，因O2
氣體等含O氣體、與NH3
氣體等含N與H之氣體進行反應，會有產生水分(H2
O)的情況。而，該生成的水分會有與NH3
氣體產生反應，而在氣體供應管232b內生成氨水(NH4
OH)的情況。氨水會使氣體供應管232b的素材腐蝕，成為氣體供應管232b遭損傷的要因。本態樣在施行成膜前，藉由預先在氣體供應管232b的內表面上形成連續的含F層，便可抑制氣體供應管232b內表面腐蝕(及因此造成的損傷)。
另外，若F2
氣體的供應時間未滿75分鐘，上述利用含F層抑制氣體供應管232b內表面遭腐蝕的效果會有不足之情況。藉由將F2
氣體的供應時間設為75分鐘以上，便可提高利用含F層抑制氣體供應管232b內表面遭腐蝕的效果。藉由將F2
氣體的供應時間設為150分鐘以上，便可特別提高利用含F層抑制氣體供應管232b內表面遭腐蝕的效果。又，若F2
氣體的供應時間過長(例如設為超過300分鐘的時間)，則氣體供應管232b內表面會進行F2
氣體造成的腐蝕，會有導致含F層發生龜裂、剝離情形。藉由將F2
氣體的供應時間設在300分鐘以下，便可抑制氣體供應管232b內表面因F2
氣體進行腐蝕，導致含F層發生龜裂、剝離情形。藉由將F2
氣體的供應時間設在225分鐘以下，便可確實獲得此項效果。所以，F2
氣體的供應時間較佳係75分鐘以上且300分鐘以下、更佳係150分鐘以上且300分鐘以下、特佳係150分鐘以上且225分鐘以下。
再者，本步驟所形成含F層的厚度最好設為在氣體供應管232b內，氨水與氣體供應管232b內表面不會產生化學性反應程度的厚度。具體而言，含F層的厚度較佳係設為例如1nm以上且50nm以下範圍內的厚度、更佳係2nm以上且35nm以下範圍內的厚度。
再者，本步驟時，F2
氣體的供應時間最好設為較長於處理室清洗時的F2
氣體供應時間，且較長於噴嘴清洗時的F2
氣體供應時間。即，本步驟時，F2
氣體的供應時間最好設為分別較長於處理室清洗時的F2
氣體供應時間、及噴嘴清洗時的F2
氣體供應時間。藉由該等，便可使含F層確實的形成連續層，在後述成膜時便可確實抑制氣體供應管232b的內表面腐蝕。又，本步驟時，F2
氣體的供應時間最好設為較長於處理室清洗時的F2
氣體供應時間、與噴嘴清洗時的F2
氣體供應時間之合計時間。本步驟的F2
氣體供應時間越長，則含F層越能確實形成連續層，在後述成膜時，可更確實抑制氣體供應管232b內表面腐蝕。但，若F2
氣體供應時間過長，則如上述，氣體供應管232b內表面會進行F2
氣體造成的腐蝕，會有導致含F層發生龜裂、剝離情形。
再者，本步驟中的氣體供應管232b溫度，較佳係設為較低於後述成膜時的氣體供應管232b溫度(為抑制副產物附著的溫度)，更佳係設為上述溫度範圍內的溫度，即，室溫(25℃)以上且150℃以下的溫度。藉此便可迴避氣體供應管232b內表面進行由F2
氣體造成的腐蝕。
另外，本步驟中，朝氣體供應管232b內供應的F2
氣體因為亦會在噴嘴249b內流通，因而與噴嘴清洗同樣，噴嘴249b內的附著物亦會利用熱化學反應被除去。
待含F層形成結束後，藉由與上述處理室清洗時的迫淨同樣處理順序，將處理室201內迫淨(迫淨)。然後，處理室201內的環境被置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，且處理室201內的壓力回歸於常壓(大氣壓回歸)。
(空晶舟卸載)
利用晶舟升降機115使密封蓋219下降，而使歧管209下端呈開口。然後，將空的晶舟217從歧管209下端搬出於反應管203的外部(晶舟卸載)。待晶舟卸載後，使閘門219s移動，歧管209的下端開口便經由O形環220c利用閘門219s密封(閘門關閉)。
另外，施行晶舟卸載之前，最好依照與後述成膜時的處理順序、處理條件之同樣處理順序、處理條件，在處理容器內對晶圓200施行處理，即施行與成膜處理同樣的處理(預塗佈)。藉由施行預塗佈，便可在處理容器內的構件表面上，形成含有Si、O、C及N的預塗佈膜(SiCON膜)。預塗佈最好係例如在將經清洗後的空晶舟217收容於處理容器內之狀態實施。
(晶圓補充及晶舟裝載)
待晶舟卸載結束後，若複數片晶圓200被裝填於晶舟217中(晶圓補充)，便利用閘門開閉機構115s使閘門219s移動，而使歧管209的下端開口被開放(閘門開啟)。然後，然後，如圖1所示，支撐著複數片晶圓200的晶舟217，利用晶舟升降機115上舉並搬入於處理室201內(晶舟裝載)。在此狀態下，密封蓋219呈現經由O形環220b而密封歧管209下端的狀態。
(壓力調整及溫度調整)
依處理室201內，即，晶圓200所存在空間成為所需壓力(成膜壓力)的方式，利用真空泵246施行真空排氣(減壓排氣)。又，依處理室201內的晶圓200成為所需溫度(成膜溫度)的方式，利用加熱器207施行加熱。又，開始利用旋轉機構267進行晶圓200的旋轉。處理室201內的排氣、晶圓200的加熱與旋轉，均係至少在對晶圓200的處理結束前的期間內持續進行。
(成膜)
然後，依序執行下述步驟1~4。
[步驟1]
該步驟中，對處理容器內的晶圓200供應HCDS氣體(HCDS氣體供應)。具體而言，開啟閥243a，朝氣體供應管232a內流入HCDS氣體。HCDS氣體係利用MFC241a進行流量調整，經由噴嘴249a供應給處理室201內，再從排氣口231a被排氣。此時，對晶圓200供應HCDS氣體。此時，亦可開啟閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b朝處理室201內供應N2
氣體。
本步驟的處理條件係可例示如：
HCDS氣體供應流量：0.01~2slm、較佳0.1~1slm
N2
氣體供應流量(氣體供應管各別)：0~10slm
各氣體供應時間：1~120秒、較佳1~60秒
處理溫度：250~800℃、較佳400~700℃
處理壓力：1~2666Pa、較佳67~1333Pa
在上述條件下，藉由對晶圓200供應HCDS氣體，便在晶圓200的最表面上，形成第1層之含有Cl的含Si層。含有Cl的含Si層係利用對晶圓200最表面的HCDS之物理吸附、由HCDS其中一部分的分解物質(以下稱「Six
Cly
」)之化學吸附、利用HCDS熱分解進行的Si沉積等而形成。含有Cl的含Si層亦可為HCDS、Six
Cly
的吸附層(物理吸附層、化學吸附層)，亦可為含有Cl的Si沉積層。本說明書中，含有Cl的含Si層亦稱為含Si層。
經形成第1層後，關閉閥243a，停止對處理室201內的HCDS氣體供應。然後，將處理室201內施行真空排氣，而將處理室201內殘留的氣體等從處理室201內排除(迫淨)。此時，開啟閥243h、243i，朝處理室201內供應N2
氣體。N2
氣體係具有迫淨氣體的作用。
原料氣體係除HCDS氣體之外，尚亦可使用例如：單氯矽烷(SiH3
Cl、簡稱：MCS)氣體、二氯矽烷(SiH2
Cl2
、簡稱：DCS)氣體、三氯矽烷(SiHCl3
、簡稱：TCS)氣體、四氯矽烷(SiCl4
、簡稱：STC)氣體、八氯三矽烷(Si3
Cl8
、簡稱：OCTS)氣體等氯矽烷系氣體。
[步驟2]
待步驟1結束後，對處理容器內的晶圓200(即，晶圓200上所形成的第1層)供應C3
H6
氣體(C3
H6
氣體供應)。具體而言，開啟閥243c，朝氣體供應管232c內流入C3
H6
氣體。C3
H6
氣體係利用MFC241c進行流量調整，經由氣體供應管232a、噴嘴249a供應給處理室201內，再被從排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供應C3
H6
氣體。此時，亦可開啟閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b朝處理室201內供應N2
氣體。
本步驟的處理條件係可例示如：、
C3
H6
氣體供應流量：0.1~10slm
C3
H6
氣體供應時間：1~120秒、較佳1~60秒
處理壓力：1~4000Pa、較佳1~3000Pa
其他的處理條件係設為與步驟1的處理條件為同樣處理條件。
在上述條件下，藉由對晶圓200供應C3
H6
氣體，而在第1層上形成含C層，便在晶圓200上形成含有Si與C的第2層。
待第2層形成後，開啟閥243c，停止朝處理室201內的C3
H6
氣體供應。然後，依照與步驟1的迫淨之同樣處理順序，將處理室201內殘留的氣體等從處理室201內排除(迫淨)。
反應氣體(含C氣體)係除C3
H6
氣體之外，尚亦可使用例如：乙炔(C2
H2
)氣體、乙烯(C2
H4
)氣體等烴系氣體。
[步驟3]
待步驟2結束後，對處理容器內的晶圓200(即，晶圓200上所形成的第2層)供應O2
氣體(O2
氣體供應)。具體而言，開啟閥243b，朝氣體供應管232b內流入O2
氣體。O2
氣體係利用MFC241b進行流量調整，經由噴嘴249b供應給處理室201內，再被從排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供應O2
氣體。此時，亦可開啟閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b朝處理室201內供應給N2
氣體。
本步驟的處理條件係可例示如：
O2
氣體供應流量：0.1~10slm
O2
氣體供應時間：1~120秒、較佳1~60秒
處理壓力：1~4000Pa、較佳1~3000Pa
其他的處理條件係與步驟1的處理條件為同樣處理條件。
藉由在上述條件下對晶圓200供應O2
氣體，在晶圓200上所形成第2層至少其中一部分便會被氧化(改質)。藉由第2層被改質，便在晶圓200上形成含Si、O、及C之第3層，即矽酸碳化層(SiOC層)。形成第3層時，第2層中所含的Cl等雜質，在利用O2
氣體進行的第2層改質反應過程中，會構成至少含有Cl的氣體狀物質，並被從處理室201內排出。藉此，第3層便成為Cl等雜質較少於第1層與第2層的層。
待第3層形成後，關閉閥243b，停止朝處理室201內的O2
氣體供應。然後，依照與步驟1之迫淨同樣的處理順序，將處理室201內殘留的氣體等從處理室201內排除(迫淨)。
反應氣體(含O氣體)係除O2
氣體之外，尚亦可使用例如：臭氧(O3
)氣體、水蒸氣(H2
O氣體)、一氧化氮(NO)氣體、氧化亞氮(N2
O)氣體等。
[步驟4]
待步驟3結束後，對處理容器內的晶圓200，即，晶圓200上所形成的第3層)供應NH3
氣體(NH3
氣體供應)。具體而言，開啟閥243d，朝氣體供應管232d內流入NH3
氣體。NH3
氣體係利用MFC241d進行流量調整，經由氣體供應管232b、噴嘴249b供應給處理室201內，再被從排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供應NH3
氣體。此時，亦可開啟閥243h、243i，經由噴嘴249a、249b，朝處理室201內供應N2
氣體。
本步驟的處理條件係可例示如：
NH3
氣體供應流量：0.1~10slm
NH3
氣體供應時間：1~120秒、較佳1~60秒
處理壓力：1~4000Pa、較佳1~3000Pa
其他的處理條件係設為與步驟1的處理條件為同樣處理條件。
藉由在上述條件下對晶圓200供應NH3
氣體，在晶圓200上所形成第3層至少其中一部分便會被氮化(改質)。藉由第3層被改質，便在晶圓200上形成含Si、O、C、及N的第4層，即，氮碳氧化矽層(SiOCN層)。形成第4層時，第3層中所含的Cl等雜質，在利用NH3
氣體進行的第3層改質反應過程中，會構成至少含有Cl的氣體狀物質，並被從處理室201內排出。藉此，第4層便成為Cl等雜質較少於第3層的層。
待第4層形成後，關閉閥243d，停止朝處理室201內的NH3
氣體供應。然後，依照與步驟1之迫淨同樣的處理順序，將處理室201內殘留的氣體等從處理室201內排除(迫淨)。
反應氣體(含N與H之氣體)係除NH3
氣體之外，尚可使用例如：二氮烯(N2
H2
)氣體、聯氨(N2
H4
)氣體、N3
H8
氣體等氮化氫系氣體。
[既定次數實施]
藉由既定次數(n次，n係1以上的整數)進行非同時，即非同步執行步驟1~4的循環，便可在晶圓200上形成既定組成與既定膜厚的SiOCN膜。上述循環較佳係重複複數次。即最好執行1次上述循環時所形成第4層的厚度較小於所需膜厚，並複數次重複上述循環，直到藉由積層第4層所形成SiOCN膜的膜厚成為所需膜厚為止。
(後迫淨及大氣壓回歸)
待成膜步驟結束後，分別從噴嘴249a、249b將迫淨氣體之N2
氣體供應給處理室201內，再從排氣口231a進行排氣。藉此，處理室201內被迫淨，在處理室201內殘留的氣體與反應副產物，便被從處理室201內除去(後迫淨)。然後，將處理室201內的環境置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，再使處理室201內的壓力回歸於常壓(大氣壓回歸)。
(晶舟卸載及晶圓退出)
利用晶舟升降機115使密封蓋219下降，而使歧管209下端呈開口。然後，處理畢的晶圓200在由晶舟217支撐狀態下，被從歧管209下端搬出於反應管203的外部(晶舟卸載)。待晶舟卸載後，使閘門219s移動，歧管209的下端開口便經由O形環220c利用閘門219s密封(閘門關閉)。處理畢的晶圓200被搬出於反應管203外部之後，便利用晶舟217取出(晶圓退出)。
(3)本態樣所造成的效果
根據本態樣可獲得以下所示一或複數項效果。
(a)藉由在執行成膜前，便施行含F層形成，便可提升晶圓200上所形成SiOCN膜的膜質，即，成膜處理的品質。
故，如上述，若實施上述成膜，在步驟4開始時，氣體供應管232b內殘留的O2
氣體、與因實施步驟4而朝氣體供應管232b內供應的NH3
氣體會產生反應，而有在氣體供應管232b內生成水分(H2
O)的情況。而，藉由該水分與NH3
氣體進行反應，便會有在氣體供應管232b內生成氨水(NH4
OH)等。在氣體供應管232b內產生的氨水會腐蝕氣體供應管232b的內表面，成為在氣體供應管232b內產生含有Fe、Ni異物(金屬微粒、以下亦簡稱「微粒」)的要因。該反應的樣子係如圖6(a)所示。在氣體供應管232b內產生的微粒，擴散於處理室201內，並吸附於晶圓200的表面上等，會有造成晶圓200上所形成SiOCN膜的膜質降低之情況。
相對於此，本態樣在執行成膜之前，便實施含F層形成，俾使在氣體供應管232b的內表面上形成含F層。在氣體供應管232b的內表面所形成之含F層，係可達所謂保護層或鈍化層的作用。藉由該含F層的作用，即便在氣體供應管232b內有產生氨水，仍可抑制氣體供應管232b的內表面遭腐蝕。該反應的樣子係如圖6(b)所示。藉此，可抑制氣體供應管232b內產生微粒，結果可提升在晶圓200上所形成SiOCN膜的膜質。
(b)本態樣，藉由含F層係形成連續的層，且在氣體供應管232b內不會露出氣體供應管232b的素材，便可確實抑制氣體供應管232b的內表面腐蝕。結果可確實提升成膜處理得品質。
(c)藉由將含F層的厚度設為在氣體供應管232b內所生成氨水、與氣體供應管232b的內表面，不會進行化學性反應程度的厚度，便可更確實抑制氣體供應管232b的內表面腐蝕。結果可更確實提升成膜處理得品質。
另外，若含F層的厚度未滿1nm，則氣體供應管232b的內表面會有與氨水進行化學性反應而遭腐蝕的情況。藉由將含F層的厚度設為1nm以上，便可避免氣體供應管232b內表面，因與氨水進行化學性反應而遭腐蝕情形。藉由將含F層的厚度設為2nm以上，便可確實獲得此項效果。又，若含F層的厚度超過50nm，則氣體供應管232b的內表面會進行因F2
氣體造成的腐蝕，導致含F層發生龜裂、剝離情形。藉由將含F層的厚度設在50nm以下，便可抑制氣體供應管232b的內表面因F2
氣體造成的腐蝕，導致含F層出現龜裂、剝離情形。藉由將含F層的厚度設在35nm以下，便可確實獲得此項效果。
(d)藉由在執行成膜之前，便施行處理室清洗與含F層形成，便可更加提高處理容器內的潔淨度，俾可更加提升在處理室201內所施行成膜處理的品質。又，如本態樣，藉由在執行成膜之前，便依序施行處理室清洗與含F層形成，便可縮短在處理容器內的總計升降溫時間，俾可迴避基板處理的生產性降低。
(e)藉由在執行成膜之前，便施行噴嘴清洗與含F層形成，便可更加提高處理容器內與噴嘴內的潔淨度，俾可更加提升在處理室201內所施行成膜處理的品質。又，如本態樣，藉由在執行成膜之前，便依序施行噴嘴清洗與含F層形成，便可縮短在處理容器內的總計升降溫時間，俾可迴避基板處理的生產性降低。
(f)藉由在執行成膜之前，便施行噴嘴清洗與含F層形成，便可更加提高處理容器內的潔淨度，結果可更加提升在處理室201內所施行成膜處理的品質。又，如本態樣，藉由在執行成膜之前，便依序施行處理室清洗、噴嘴清洗及含F層，便可縮短在處理容器內的總計升降溫時間，俾可迴避基板處理的生產性降低。
(g)藉由在含F層形成後，且執行成膜之前，便施行預塗佈，便可抑制處理室201內產生微粒。結果可更加提升在處理室201內所施行成膜處理的品質。
(h)上述因氨水導致氣體供應管232b的內表面遭腐蝕而產生微粒情形，在當使用新的(未使用)氣體供應管232b施行成膜之情況(例如：基板處理裝置啟動後並施行成膜的情況、在更換氣體供應管232b後再施行成膜的情況)，將特別明顯。另一方面，當由原本已使用中的氣體供應管232b施行成膜時，不易發生此種因腐蝕而產生微粒情形。理由可認為藉由原本已使用的氣體供應管232b，氣體供應管232b的內表面在與氨水間的反應已達盡頭，該反應已達飽和的緣故所致。又，此種因腐蝕造成的微粒，會有在歧管209的內表面、密封蓋219與旋轉軸255的表面幾乎不會發生，只會有明顯發生於氣體供應管232b內表面的傾向。理由可認為在處理容器內、與氣體供應管232b內，就O2
氣體與NH3
氣體的混合程度與濃度會差異的緣故所致。就從該等事項，本態樣可謂針對使用新的氣體供應管232b施行成膜時，特別有意義。
(i)根據本態樣，藉由在氣體供應管232b的內表面形成含F層，不僅可抑制氣體供應管232b的內表面因遭腐蝕而受損傷，當初期狀態的氣體供應管232b之內表面便有損傷時，亦可修復該損傷。
(j)藉由在上述氣體供應管232b的內表面形成含F層所造成效果，係從在氣體供應管232b的內表面形成含F層之後起，可維持至下一次更換氣體供應管232b為止。
(k)本態樣的效果，係當使用HCDS氣體以外的原料氣體之情況、使用C3
H6
氣體以外的含C氣體之情況、使用O2
氣體以外的含O氣體之情況、使用NH3
氣體以外的含N與H之氣體情況時、使用F2
氣體以外的含氟氣體之情況、使用NO氣體以外的添加氣體之情況、以及使用N2
氣體以外的惰性氣體之情況，亦可同樣可獲得。
＜本發明的其他態樣＞
以上，針對本發明的態樣進行具體說明。惟，本發明的態樣並不僅侷限於上述態樣，在不致脫逸主旨的範圍內均可進行各種變更。
上述態樣係例示依序施行處理室清洗→噴嘴清洗→含F層形成→預塗佈→成膜的基板處理序列，惟亦可如下示，未實施處理室清洗、噴嘴清洗、預塗佈中之任意步驟。該等情況仍可獲得與使用圖4、圖5所說明上述態樣同樣的效果。
含F層形成→成膜
處理室清洗→含F層形成→成膜
噴嘴清洗→含F層形成→成膜
處理室清洗→噴嘴清洗→含F層形成→成膜
含F層形成→預塗佈→成膜
處理室清洗→含F層形成→預塗佈→成膜
噴嘴清洗→含F層形成→預塗佈→成膜
再者，成膜時，亦可依照以下所示氣體供應序列，在晶圓200上形成膜。該等情況仍是若利用氣體供應管232b，供應O2
氣體等含O氣體與NH3
氣體等含N與H之氣體，會有在氣體供應管232b內生成氨水的可能性。該等情況亦是藉由適用本發明的手法，仍可獲得與使用圖4、圖5所說明上述態樣同樣的效果。另外，C3
H6
氣體等含C氣體並不僅侷限於由氣體供應管232a、噴嘴249a供應的情況，亦可由氣體供應管232b、噴嘴249b供應。此情況仍可獲得與使用圖4、圖5所說明上述態樣同樣的效果。
(HCDS→C3
H6
→NH3
→O2
)×n ⇒ SiOCN
(HCDS→O2
→NH3
)×n ⇒ SiON
(HCDS→NH3
→O2
)×n ⇒ SiON
各處理所使用的配方係配合處理內容而個別準備，最好經由電氣通訊線路、外部記憶裝置123，預先儲存於記憶裝置121c內。又，最好在開始各處理之際，CPU121a便從記憶裝置121c內所儲存的複數配方中，配合處理內容適當選擇合適配方。藉此利用1台基板處理裝置便可重現性佳地形成各種膜種、組成比、膜質、膜厚的膜。又，可在減輕操作負擔、避免操作失誤情況下，迅速地開始進行各處理。
上述配方並不僅侷限於新製成的情況，例如亦可藉由變更基板處理裝置中已安裝的現有配方而完成準備。變更配方時，經變更後的配方亦可經由電氣通訊線路、記錄該配方的記錄媒體，而安裝於基板處理裝置。又，亦可操縱現有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現有配方。
上述實施形態係針對使用一次施行複數片基板處理的批次式基板處理裝置，形成膜之例子進行說明。本發明並不僅侷限於上述態樣，例如亦頗適用於採用一次施行1片或數片基板處理的單片式基板處理裝置，形成膜的情況。又，上述態樣係針對使用具熱壁式處理爐的基板處理裝置，形成膜的例子進行說明。本發明並不僅侷限於上述態樣，亦頗適用於採用具冷壁式處理爐的基板處理裝置，形成膜之情況。
使用該等基板處理裝置的情況，可依照與上述態樣同樣的處理順序、處理條件施行各處理，能獲得與上述態樣同樣的效果。
再者，上述態樣等係可適當組合使用。又，此時的處理順序、處理條件係例如可設為與上述態樣同樣的處理順序、處理條件。
[實施例]
樣品1~4係藉由使用圖1所示基板處理裝置施行上述成膜，而在晶圓上形成SiOCN膜。製作任一樣品時，在成膜時均使用圖5所示氣體供應序列。又，在製作任一樣品時，供應O2
氣體、NH3
氣體的金屬製氣體供應管係使用新的(未使用)。製作樣品1時，在施行成膜之前，並未實施含F層形成。在製作樣品2~4時，於施行成膜之前，便藉由施行圖4所示處理序列，而實施含F層形成。在製作樣品2~4時，含F氣體係使用F2
氣體，含F層形成時的F2
氣體供應時間依序設為75分鐘、150分鐘、225分鐘。其他的處理條件係設為上述態樣所記載處理條件範圍內的既定條件。
再者，觀察經實施成膜後的晶圓表面，在晶圓表面上所吸附微粒的數量。結果如圖7所示。圖7中，縱軸係表示微粒數量(個)，橫軸係依序表示樣品1~4。由圖7得知，在施行成膜前，藉由施行含F層形成，便可大幅降低晶圓表面上所吸附微粒的數量。又，亦得知含F層形成時，F2
氣體的供應時間越長，則越能提高上述效果，藉由將F2
氣體的供應時間設為150~225分鐘，便可特別提高上述效果。另外，經分析微粒的成分，確認到微粒主要係含Fe、Ni的金屬微粒。
115:晶舟升降機
115s:閘門開閉機構
121:控制器
121a:CPU
121b:RAM
121c:記憶裝置
121d:I/0埠
121e:內部匯流排
122:輸出入裝置
123:外部記憶裝置
200:晶圓(基板)
201:處理室
203:反應管
207:加熱器
209:歧管
217:晶舟
218:絕熱板
219:密封蓋
219s:閘門
220a~220c:O形環
231:排氣管
232a:氣體供應管(第1配管)
232a~232i:氣體供應管
232b:氣體供應管(第2配管)
241a~241i:質量流量控制器(MFC)
243a~243i:閥
244:APC閥
245:壓力感測器
246:真空泵
248:集聚型供應系統
249a:噴嘴(第1噴嘴)
249b:噴嘴(第2噴嘴)
250a,250b:氣體供應孔
255:旋轉軸
263:溫度感測器
267:旋轉機構
圖1係本發明一態樣適用之基板處理裝置的直立式處理爐之概略構成圖，處理爐部分的縱剖圖；
圖2係本發明一態樣適用之基板處理裝置的直立式處理爐之概略構成圖，處理爐部分的圖1中A-A線切剖圖；
圖3係本發明一態樣適用之基板處理裝置的控制器概略構成圖，控制器的控制系統方塊圖；
圖4係本發明一態樣的基板處理序列圖；
圖5係本發明一態樣在成膜時的氣體供應序列圖；
圖6，(a)係在內表面未形成含氟層的金屬製第2配管內，所產生反應的截面示意圖，(b)係在內表面有形成含氟層的金屬製第2配管內，所產生反應的截面示意圖；以及
圖7係在經成膜處理後的基板表面所觀察到的微粒數量圖。
Claims (22)
- 一種半導體裝置之製造方法，係包括有：(a)藉由既定次數執行包括有：對處理容器內的基板，利用金屬製第1配管與第1噴嘴，供應原料氣體的步驟；對上述處理容器內的上述基板，利用金屬製第2配管與第2噴嘴，供應含氧氣體的步驟；以及對上述處理容器內的上述基板，利用上述第2配管與上述第2噴嘴，供應含氮與氫之氣體的步驟；之循環，而在上述基板上形成膜的步驟；以及(b)藉由對上述第2配管內供應含氟氣體，使上述含氟氣體、與上述第2配管的內表面產生化學性反應，而在上述第2配管的內表面形成連續性含氟層的步驟；(b)中，在上述第2配管的內表面所形成上述含氟層之厚度，係(a)中之上述第2配管內因上述含氧氣體和上述含氮與氫之氣體之化學反應為由而生成之氨水、與上述第2配管之內表面，不會產生化學反應之程度。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(b)中，在上述第2配管的內表面，依上述第2配管的素材不會露出於上述第2配管內的方式，形成上述含氟層。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(b)中，在上述第2配管的內表面所形成上述含氟層的厚度，係(a)中在上述第2配管內，由上述含氧氣體與上述含氮與氫之氣體進行反應生成的H2O、與上述含氮與氫之氣體產生反應生成的NH4OH、與上述第2配管的內表面，不會產生化學性反應程度的厚度。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述含氟層的 厚度係設為1nm以上且50nm以下範圍內的厚度。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述含氟層係金屬氟化層。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(b)中的上述第2配管溫度，係較低於(a)中的上述第2配管溫度。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(b)中的上述第2配管溫度係設為室溫以上且150℃以下的溫度。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第2配管的素材係含有Fe與Ni。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，更進一步包括有：(c)藉由對上述處理容器內供應含氟氣體，而清洗上述處理容器內的步驟；(b)中上述含氟氣體的供應時間係較長於(c)中上述含氟氣體的供應時間。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，更進一步包括有：(d)藉由對上述第1噴嘴內供應含氟氣體，而清洗上述第1噴嘴內的步驟；(b)中上述含氟氣體的供應時間係較長於(d)中上述含氟氣體的供應時間。
- 如請求項9之半導體裝置之製造方法，其中，更進一步包括有：(d)藉由對上述第1噴嘴內供應含氟氣體，而清洗上述第1噴嘴內的步驟；(b)中上述含氟氣體的供應時間係分別較長於(c)中上述含氟氣體的供應時間、及(d)中上述含氟氣體的供應時間。
- 如請求項9之半導體裝置之製造方法，其中，更進一步包括有：(d)藉由對上述第1噴嘴內供應含氟氣體，而清洗上述第1噴嘴內的步驟；(b)中上述含氟氣體的供應時間係較長於(c)中上述含氟氣體供應時間、與(d)中上述含氟氣體供應時間的合計時間。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(b)中上述含氟氣體的供應時間，係設為75分鐘以上且300分鐘以下。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，在執行(a)之前，執行(b)。
- 如請求項9之半導體裝置之製造方法，其中，在執行(a)之前，執行(c)與(b)。
- 如請求項10之半導體裝置之製造方法，其中，在執行(a)之前，執行(d)與(b)。
- 如請求項11之半導體裝置之製造方法，其中，在執行(a)之前，執行(c)、(d)及(b)。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，更進一步包括有：(e)藉由既定次數執行包括有：經由上述第1配管與上述第1噴嘴，對上述處理容器內供應上述原料氣體的步驟；經由上述第2配管與上述第2噴嘴，對上述處理容器內供應上述含氧氣體的步驟；以及經由上述第2配管與上述第2噴嘴，對上述處理容器供應含氮與氫之氣體的步驟；之循環，而在上述處理容器內形成預塗佈膜的步驟；在執行(b)後、且執行(a)之前，執行(e)。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中上述循環係更進一步包括有：對上述處理容器內的上述基板，經由上述第1配管與上述第1噴嘴、或上述第2配管與上述第2噴嘴，供應含碳氣體的步驟。
- 一種表面處理方法，係包括有：(a)藉由既定次數執行包括有：對處理容器內的基板，利用金屬製第1配管與第1噴嘴，供應原料氣體的步驟；對上述處理容器內的上述基板，利用金屬製第2配管與第2噴嘴，供應含氧氣體的步驟；以及對上述處理容器內的上述基板，利用上述第2配管與上述第2噴嘴，供應含氮與氫之氣體的步驟；之循環，而在上述基板上形成膜的步驟；(b)藉由對上述第2配管內供應含氟氣體，使上述含氟氣體、與上述第2配管的內表面產生化學性反應，而在上述第2配管的內表面形成連續性含氟層的步驟；在執行(a)之前，執行(b)；(b)中，在上述第2配管的內表面所形成上述含氟層之厚度，係(a)中之上述第2配管內因上述含氧氣體和上述含氮與氫之氣體之化學反應為由而生成之氨水、與上述第2配管之內表面，不會產生化學反應之程度。
- 一種基板處理裝置，係具備有：處理容器，其係對基板施行處理；原料氣體供應系統，其係對上述處理容器內的基板，經由金屬製第1配管與第1噴嘴，供應原料氣體；含氧氣體供應系統，其係對上述處理容器內的基板，經由金屬製第2配管與第2噴嘴，供應含氧氣體； 含氮與氫之氣體供應系統，其係對上述處理容器內的基板，經由上述第2配管與上述第2噴嘴，供應含氮與氫之氣體；含氟氣體供應系統，其係對上述第2配管內供應含氟氣體；以及控制部，其係可對上述原料氣體供應系統、上述含氧氣體供應系統、上述含氮與氫之氣體供應系統、及上述含氟氣體供應系統進行控制，使執行下述處理：(a)藉由既定次數執行包括有：對上述處理容器內的基板，利用上述第1配管與上述第1噴嘴，供應上述原料氣體的處理；對上述處理容器內的上述基板，利用上述第2配管與第2噴嘴，供應上述含氧氣體的處理；以及對上述處理容器內的上述基板，利用上述第2配管與上述第2噴嘴，供應含氮與氫之氣體的處理；之循環，而在上述基板上形成膜的處理；以及(b)藉由對上述第2配管內供應上述含氟氣體，使上述含氟氣體、與上述第2配管的內表面產生化學性反應，而在上述第2配管的內表面形成連續性含氟層的處理；(b)中，在上述第2配管的內表面所形成上述含氟層之厚度，係(a)中之上述第2配管內因上述含氧氣體和上述含氮與氫之氣體之化學反應為由而生成之氨水、與上述第2配管之內表面，不會產生化學反應之程度。
- 一種利用電腦使基板處理裝置執行下述順序之程式：(a)藉由既定次數執行包括有：對上述基板處理裝置的處理容器內之基板，利用金屬製第1配管與第1噴嘴，供應原料氣體的順序；對上述處理容器內的上述基板，利用金屬製第2配管與第2噴嘴，供應含氧氣體的順序；以及對上述處理容器內的上述基板，利用上述第2配管與上述第2噴 嘴，供應含氮與氫之氣體的順序；之循環，而在上述基板上形成膜的順序；(b)藉由對上述第2配管內供應含氟氣體，使上述含氟氣體、與上述第2配管的內表面產生化學性反應，而在上述第2配管的內表面形成連續性含氟層的順序；以及(b)中，係在上述第2配管的內表面，依(a)中之上述第2配管內因上述含氧氣體和上述含氮與氫之氣體之化學反應為由而生成之氨水、與上述第2配管之內表面，不會產生化學反應之程度之厚度，形成上述含氟層之順序。
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