半导体装置的制备方法及衬底处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体装置的制备方法及衬底处理装置。在形成含有规定元素、碳和氮的膜时，提高膜中的组成的控制性。本发明专利技术的半导体装置的制备方法具有通过进行规定次数的循环从而在衬底上形成含有规定元素、碳和氮的膜的工序，所述循环含有以下工序：向衬底供给含有规定元素和卤元素的第1处理气体的工序，向衬底供给由碳、氮和氢3种元素构成的第2处理气体的工序，和向衬底供给含有碳的第3处理气体的工序。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制备方法及衬底处理装置
本专利技术涉及含有在衬底上形成薄膜的工序的半导体装置的制备方法及衬底处理装置。
技术介绍
在半导体装置(设备)的制备工序中，有以下工序：在硅晶片等衬底上形成硅氮化膜(SiN膜)等硅系绝缘膜，即含有作为规定元素的硅的绝缘膜。SiN膜的绝缘性、耐腐蚀性、介电性、膜应力控制性等优异，被广泛用作绝缘膜、掩模膜、电荷蓄积膜、应力控制膜。另外，还已知为了提高耐蚀刻性而向该绝缘膜添加碳(C)，形成硅碳氮化膜(SiCN膜)的技术。
技术实现思路
但是，难以以高浓度向SiN膜等膜中添加C。本专利技术的目的在于，提供以下技术：在形成含有规定元素、碳和氮的膜时可以提高膜中的组成的控制性。根据本专利技术的一个方案，提供一种半导体装置的制备方法，具有通过进行规定次数的循环从而在衬底上形成含有规定元素、碳和氮的膜的工序，所述循环含有以下工序：向衬底供给含有规定元素和卤元素的第1处理气体的工序，向上述衬底供给由碳、氮和氢3种元素构成的第2处理气体的工序，和向上述衬底供给含有碳的第3处理气体的工序。根据本专利技术的另一个方案，提供一种衬底处理装置，具有：收纳衬底的处理室，向上述处理室内供给含有规定元素和卤元素的第1处理气体的第1气体供给系统，向上述处理室内供给由碳、氮和氢3种元素构成的第2处理气体的第2气体供给系统，向上述处理室内供给含有碳的第3处理气体的第3气体供给系统，和控制部，该控制部被构成为控制上述第1气体供给系统、上述第2气体供给系统和上述第3气体供给系统以进行以下处理，所述处理通过进行规定次数的循环从而在衬底上形成含有上述规定元素、碳和氮的膜，所述循环含有向上述处理室内的上述衬底供给上述第1处理气体的处理、向上述处理室内的上述衬底供给上述第2处理气体的处理和向上述处理室内的上述衬底供给上述第3处理气体的处理。根据本专利技术，可以在形成含有规定元素、碳和氮的膜时提高膜中的组成的控制性。附图说明图1是本专利技术的实施方案中优选使用的衬底处理装置的立式处理炉的示意构成图，是用纵截面图表示处理炉部分的图。图2是本专利技术的实施方案中优选使用的衬底处理装置的立式处理炉的示意构成图，是用图1的A-A线截面图表示处理炉部分的图。图3是本专利技术的实施方案中优选使用的衬底处理装置的控制器的示意构成图，是用框图表示控制器的控制系统的图。图4是表示本专利技术的一个实施方案的成膜流程的图。图5是表示本专利技术的一个实施方案的成膜顺序中的气体供给时刻及其变形例的图。图6是表示实施例所涉及的SiCN膜的膜厚度分布、面内平均膜厚度、晶片面内的膜厚度均匀性、折射率的测定结果的图。图7是表示实施例所涉及的SiCN膜的RMS粗糙度测定结果的图。图8是表示实施例所涉及的SiCN膜的XPS测定结果的图。图9是表示实施例所涉及的SiCN膜的耐氟化氢腐蚀性测定结果的图。图10是表示本专利技术的另一个实施方案的成膜顺序中的气体供给时刻及其变形例的图。符号说明121控制器(控制部)200晶片(衬底)201处理室202处理炉203反应管207加热器231排气管232a气体供给管232b气体供给管232c气体供给管具体实施方式<本专利技术的一个实施方案>以下，使用图1～图3对本专利技术的一个实施方案进行说明。(1)衬底处理装置的构成如图1所示，处理炉202具有作为加热手段(加热设备)的加热器207。加热器207是圆筒形状，通过被支承在作为保持板的加热器底座(未图示)上而被垂直地安装。如下所述，加热器207也作为用热活化(激发)气体的活化设备(激发部)起作用。在加热器207的内侧，与加热器207成同心圆状地设置构成反应容器(处理容器)的反应管203。反应管203例如由石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料形成，形成上端封闭而下端开口的圆筒形状。在反应管203的筒中空部形成处理室201，构成为可以通过下述晶舟217而以水平姿势在垂直方向多级排列的状态收纳作为衬底的晶片200。在处理室201内，以使喷嘴249a～249c贯通反应管203的下部的方式设置喷嘴249a～249c。分别将气体供给管232a～232c连接至喷嘴249a～249c。这样，在反应管203设置3个喷嘴249a～249c和3根气体供给管232a～232c，构成为可以向处理室201内供给多种气体，此处为3种的气体。但是，本实施方案所涉及的处理炉202并不限定于上述方案。例如可以使在反应管203的下方设置支承反应管203的金属制岐管，设置各喷嘴，使其贯通岐管的侧壁。在该情况下，也可以使在岐管上进一步设置下述排气管231。即使在该情况下，也可以使将排气管231设置在并非岐管而是反应管203的下部。像这样，可以使处理炉202的炉口部为金属制，可以在该金属制炉口部安装喷嘴等。在气体供给管232a～232c，从上游方向起依次分别设置作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241a～241c和作为开关阀的阀门243a～243c。在相比气体供给管232a～232c的阀门243a～243c为下游侧，分别连接供给惰性气体的气体供给管232d～232f。在气体供给管232d～232f，从上游方向起依次分别设置作为流量控制器(流量控制部)的MFC241d～241f和作为开关阀的阀门243d～243f。分别将上述喷嘴249a～249c连接至气体供给管232a～232c的前端部。如图2所示，在反应管203的内壁与晶片200之间的圆环状空间，按从反应管203内壁的下部起沿着上部向晶片200的装载方向上方立起的方式分别设置喷嘴249a～249c。即，在以下区域分别设置喷嘴249a～249c，使其沿着晶片排列方向，所述区域是排列有晶片200的晶片排列区域侧方的水平地包围晶片排列区域的区域。将喷嘴249a～249c分别构成为L型长喷嘴，按它们的各水平部贯通反应管203的下部侧壁的方式进行设置，并设置成它们的各垂直部至少从晶片排列区域的一端侧向另一端侧立起。在喷嘴249a～249c的侧面，分别设置供给气体的气体供给孔250a～250c。气体供给孔250a～250c分别朝向反应管203的中心地开口，使得可以向晶片200供给气体。从反应管203的下部至上部设置多个气体供给孔250a～250c，各自具有相同的开口面积，此外以相同的开口间距设置。这样，对于本实施方案来说，经由喷嘴249a～249c输送气体，所述喷嘴249a～249c配置在由反应管203的内壁与装载的多个晶片200的端部(外周)定义的、圆环状的、纵长伸展的空间内、即圆筒状的空间内。然后，从分别在喷嘴249a～249c上开口的气体供给孔250a～250c，在晶片200的附近首先向反应管203内喷出气体。然后，使反应管203内的气体的主要流动为与晶片200表面平行的方向、即水平方向。通过设为这样的构成，可以向各晶片200均匀地供给气体，可以使在各晶片200上形成的薄膜的膜厚度均匀。流过晶片200表面的气体、即反应后的剩余气体向排气口、即下述排气管231的方向流动。但是，该剩余气体的流动方向通过排气口的位置而适当确定，并不限定于垂直方向。从气体供给管232a，介由MFC241a、阀门243a、喷嘴249a向处理室201内供给含有规定元素和卤元素的第1处理气体、例如含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制备方法，具有通过进行规定次数的循环从而在衬底上形成含有规定元素、碳和氮的膜的工序，所述循环含有以下工序：向所述衬底供给含有所述规定元素和卤元素的第1处理气体的工序，向所述衬底供给由碳、氮和氢3种元素构成的第2处理气体的工序，和向所述衬底供给含有碳的第3处理气体的工序。

【技术特征摘要】
2013.10.21 JP 2013-2182961.一种半导体装置的制备方法，具有通过进行规定次数的循环从而在衬底上形成含有规定元素、碳和氮的膜的工序，所述循环含有以下工序：向处理室内的所述衬底供给含有所述规定元素和卤元素的第1处理气体的工序，向所述处理室内的所述衬底供给含有胺系气体或有机肼系气体的第2处理气体的工序，和向所述处理室内的所述衬底供给含有碳的第3处理气体的工序，所述循环含有至少在所述第2处理气体的供给期间进行供给所述第3处理气体的工序，在所述第2处理气体的供给期间进行供给所述第3处理气体的工序中，使所述处理室内的所述第3处理气体的分压比所述处理室内的所述第2处理气体的分压大。2.如权利要求1所述的半导体装置的制备方法，其中，所述循环含有以下工序，所述工序至少在所述第2处理气体的供给停止期间进行供给所述第3处理气体的工序。3.如权利要求1所述的半导体装置的制备方法，其中，所述循环含有以下工序，所述工序与供给所述第2处理气体的工序同时地进行供给所述第3处理气体的工序。4.如权利要求1所述的半导体装置的制备方法，其中，所述循环含有以下工序，所述工序在供给所述第2处理气体的工序之前进行供给所述第3处理气体的工序。5.如权利要求1所述的半导体装置的制备方法，其中，所述循环含有以下工序，所述工序在结束供给所述第2处理气体的工序后进行供给所述第3处理气体的工序。6.如权利要求2所述的半导体装置的制备方法，其中，使下述工序中的所述处理室内的压力比供给所述第2处理气体的工序中的所述处理室内的压力大，所述工序在所述第2处理气体的供给停止期间进行供给所述第3处理气体的工序。7.如权利要求4所述的半导体装置的制备方法，其中，使下述工序中的所述处理室内的压力比供给所述第2处理气体的工序中的所述处理室内的压力大，所述工序中在供给所述第2处理气体的工序之前进行供给所述第3处理气体的工序。8.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本良知，广濑义朗，松冈树，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：日本;JP