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JP2020074367A - Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus, and program - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus, and program Download PDF

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JP2020074367A
JP2020074367A JP2019168287A JP2019168287A JP2020074367A JP 2020074367 A JP2020074367 A JP 2020074367A JP 2019168287 A JP2019168287 A JP 2019168287A JP 2019168287 A JP2019168287 A JP 2019168287A JP 2020074367 A JP2020074367 A JP 2020074367A
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有人 小川
篤郎 清野
Atsuo Kiyono
篤郎 清野
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Abstract

【課題】基板上に形成されるバリア膜の特性を向上する半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムを提供する。【解決手段】処理炉202において、半導体装置の製造方法は、基板200に対して、金属元素を含む第1原料ガスと、金属元素とは異なる他の元素を含む第2原料ガスと、をそれぞれの供給期間の少なくとも一部が重なるようにガス供給管232a、232bから供給する第1工程と、基板に対して、窒素および炭素のうち少なくとも一方を含む反応ガスをガス供給管232cから供給する第2工程と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、基板上に、金属元素および他の元素を含み、窒素および炭素のうち少なくとも一方をさらに含む膜を形成する。【選択図】図1A method for manufacturing a semiconductor device, a substrate processing apparatus, and a program for improving the characteristics of a barrier film formed on a substrate are provided. Kind Code: A1 In a processing furnace, a semiconductor device manufacturing method includes applying a first raw material gas containing a metal element and a second raw material gas containing an element different from the metal element to a substrate. a first step of supplying from gas supply pipes 232a and 232b so that at least part of the supply period of 2 steps are performed non-simultaneously a predetermined number of times to form a film containing a metal element and another element and further containing at least one of nitrogen and carbon on the substrate. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a substrate processing apparatus, and a program.

半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に、導電性の金属膜として例えばタングステン(W)を含む膜(W膜)を形成する成膜処理が行われる場合がある。W膜は、例えば、基板に対する六フッ化タングステン(WF)ガスの供給と、基板に対するジシラン(Si)ガスの供給と、を交互に所定回数行うことにより形成することができる(例えば、特許文献1参照)。 As one of the steps of manufacturing a semiconductor device, a film forming process for forming a film (W film) containing, for example, tungsten (W) as a conductive metal film may be performed on a substrate. The W film can be formed, for example, by alternately supplying tungsten hexafluoride (WF 6 ) gas to the substrate and supplying disilane (Si 2 H 6 ) gas to the substrate a predetermined number of times (for example, , Patent Document 1).

特開2012−62502号公報JP2012-62502A

WFガスのようなフッ素(F)を含むガスを用いて金属膜を形成する場合、形成された金属膜中にFが残留する可能性がある。金属膜中に残留したFは、その後に熱拡散工程等を行った際に、基板上に予め形成された下地としてのシリコン酸化膜(SiO膜)等に向かって拡散し、半導体装置の性能を劣化させる場合がある。このため、金属膜を形成する前に、Fの拡散を抑制する拡散抑制膜(バリア膜)として、チタン窒化膜(TiN膜)等を下地の上に形成する処理が行われる場合がある。 When a metal film is formed using a gas containing fluorine (F) such as WF 6 gas, F may remain in the formed metal film. The F remaining in the metal film diffuses toward a silicon oxide film (SiO film) or the like as a base previously formed on the substrate when a thermal diffusion process or the like is performed thereafter, thereby improving the performance of the semiconductor device. It may deteriorate. Therefore, before forming the metal film, there is a case where a titanium nitride film (TiN film) or the like is formed on the base as a diffusion suppressing film (barrier film) for suppressing the diffusion of F.

本発明の目的は、基板上に形成されるバリア膜の特性を向上させる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique for improving the characteristics of a barrier film formed on a substrate.

本発明の一態様によれば、
基板に対して、金属元素を含む第1原料ガスと、前記金属元素とは異なる他の元素を含む第2原料ガスと、をそれぞれの供給期間の少なくとも一部が重なるように供給する第1工程と、
前記基板に対して、窒素および炭素のうち少なくとも一方を含む反応ガスを供給する第2工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記金属元素および前記他の元素を含み、窒素および炭素のうち少なくとも一方をさらに含む膜を形成する工程を有する技術が提供される。
According to one aspect of the invention,
A first step of supplying a first source gas containing a metal element and a second source gas containing another element different from the metal element to the substrate so that at least a part of their respective supply periods overlap with each other. When,
A second step of supplying a reactive gas containing at least one of nitrogen and carbon to the substrate;
There is provided a technique including a step of forming a film containing the metal element and the other element and further containing at least one of nitrogen and carbon on the substrate by performing a cycle of performing the above-mentioned non-simultaneously a predetermined number of times. ..

本発明によれば、基板上に形成されるバリア膜の特性を向上させることが可能となる。   According to the present invention, the characteristics of the barrier film formed on the substrate can be improved.

本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a substrate processing apparatus preferably used in an embodiment of the present invention, showing a processing furnace portion in a vertical sectional view. 本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図1のA−A線断面図で示す図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of the substrate processing apparatus preferably used in one embodiment of the present invention, showing a processing furnace portion in a sectional view taken along the line AA of FIG. 1. 本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。It is a schematic block diagram of the controller of the substrate processing apparatus suitably used by one Embodiment of this invention, and is a figure which shows the control system of a controller with a block diagram. 本発明の一実施形態におけるガス供給のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of gas supply in one Embodiment of this invention. (a)〜(c)は、それぞれ、本発明の一実施形態のガス供給のタイミングの変形例を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the modification of the timing of gas supply of one Embodiment of this invention, respectively. (a)〜(c)は、それぞれ、本発明の一実施形態のガス供給のタイミングの変形例を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the modification of the timing of gas supply of one Embodiment of this invention, respectively. (a)〜(c)は、それぞれ、本発明の一実施形態のガス供給のタイミングの変形例を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the modification of the timing of gas supply of one Embodiment of this invention, respectively. (a)および(b)は、それぞれ、本発明の一実施形態におけるガス供給のタイミングの変形例を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the modification of the timing of gas supply in one Embodiment of this invention, respectively. 本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。It is a schematic structure figure of a processing furnace of a substrate processing device used suitably by other embodiments of the present invention, and is a figure showing a processing furnace part by a longitudinal section. 本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。It is a schematic structure figure of a processing furnace of a substrate processing device used suitably by other embodiments of the present invention, and is a figure showing a processing furnace part by a longitudinal section. (a)および(b)は、それぞれ、比較例のガス供給のタイミングを示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the timing of gas supply of a comparative example, respectively. (a)および(b)は、実施例で形成した膜の組成等を比較例とともに示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the composition etc. of the film | membrane formed in the Example with a comparative example. 実施例で形成した膜の抵抗率を比較例とともに示す図である。It is a figure which shows the resistivity of the film | membrane formed in the Example with a comparative example.

<本発明の一実施形態>
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.

(1)基板処理装置の構成
図1に示すように、処理炉202は加熱機構(温度調整部)としてのヒータ207を有する。ヒータ207は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ207は、ガスを熱で活性化(励起)させる活性化機構(励起部)としても機能する。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus As shown in FIG. 1, the processing furnace 202 has a heater 207 as a heating mechanism (temperature adjusting unit). The heater 207 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a holding plate. The heater 207 also functions as an activation mechanism (excitation unit) that activates (excites) gas by heat.

ヒータ207の内側には、ヒータ207と同心円状に反応管203が配設されている。反応管203は、例えば石英(SiO)または炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管203の下方には、反応管203と同心円状に、マニホールド209が配設されている。マニホールド209は、例えばステンレス(SUS)等の金属からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド209の上端部は、反応管203の下端部に係合しており、反応管203を支持するように構成されている。マニホールド209と反応管203との間には、シール部材としてのOリング220aが設けられている。反応管203はヒータ207と同様に垂直に据え付けられている。主に、反応管203とマニホールド209とにより処理容器(反応容器)が構成される。処理容器の筒中空部には処理室201が形成されている。処理室201は、複数枚の基板としてのウエハ200を収容可能に構成されている。 Inside the heater 207, a reaction tube 203 is arranged concentrically with the heater 207. The reaction tube 203 is made of a heat resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with an upper end closed and a lower end opened. Below the reaction tube 203, a manifold 209 is arranged concentrically with the reaction tube 203. The manifold 209 is made of a metal such as stainless steel (SUS) and has a cylindrical shape with an open upper end and a lower end. The upper end of the manifold 209 is engaged with the lower end of the reaction tube 203, and is configured to support the reaction tube 203. An O-ring 220a as a seal member is provided between the manifold 209 and the reaction tube 203. The reaction tube 203 is vertically installed like the heater 207. A processing container (reaction container) is mainly configured by the reaction tube 203 and the manifold 209. A processing chamber 201 is formed in the hollow cylindrical portion of the processing container. The processing chamber 201 is configured to be able to accommodate a plurality of wafers 200 as substrates.

処理室201内には、ノズル249a〜249cが、マニホールド209の側壁を貫通するように設けられている。ノズル249a〜249cには、ガス供給管232a〜232cが、それぞれ接続されている。   Nozzles 249a to 249c are provided in the processing chamber 201 so as to penetrate the side wall of the manifold 209. Gas supply pipes 232a to 232c are connected to the nozzles 249a to 249c, respectively.

ガス供給管232a〜232cには、上流側から順に、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)241a〜241cおよび開閉弁であるバルブ243a〜243cがそれぞれ設けられている。ガス供給管232a〜232cのバルブ243a〜243cよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管232d〜232fがそれぞれ接続されている。ガス供給管232d〜232fには、上流側から順に、MFC241d〜241fおよびバルブ243d〜243fがそれぞれ設けられている。   The gas supply pipes 232a to 232c are provided with mass flow controllers (MFCs) 241a to 241c that are flow rate controllers (flow rate control units) and valves 243a to 243c that are opening / closing valves in order from the upstream side. Gas supply pipes 232d to 232f for supplying an inert gas are connected to the gas supply pipes 232a to 232c at downstream sides of the valves 243a to 243c, respectively. The gas supply pipes 232d to 232f are provided with MFCs 241d to 241f and valves 243d to 243f in this order from the upstream side.

ノズル249a〜249cは、図2に示すように、反応管203の内壁とウエハ200との間における平面視において円環状の空間に、反応管203の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ200の積載方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル249a〜249cは、ウエハ200が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。ノズル249a〜249cの側面には、ガスを供給するガス供給孔250a〜250cがそれぞれ設けられている。ガス供給孔250a〜250cは、反応管203の中心を向くようにそれぞれ開口しており、ウエハ200に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔250a〜250cは、反応管203の下部から上部にわたって複数設けられている。   As shown in FIG. 2, the nozzles 249a to 249c are arranged in an annular space between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200 in a plan view, along the upper part of the inner wall of the reaction tube 203 and the upper part of the wafer 200. It is provided so as to rise upward in the loading direction. That is, the nozzles 249a to 249c are provided along the wafer arranging region in a region horizontally surrounding the wafer arranging region on the side of the wafer arranging region where the wafers 200 are arranged. Gas supply holes 250a to 250c for supplying gas are provided on the side surfaces of the nozzles 249a to 249c, respectively. Each of the gas supply holes 250a to 250c is opened so as to face the center of the reaction tube 203, and gas can be supplied toward the wafer 200. A plurality of gas supply holes 250a to 250c are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203.

このように、本実施形態では、反応管203の側壁の内壁と、反応管203内に配列された複数枚のウエハ200の端部(周縁部)と、で定義される平面視において円環状の縦長の空間内、すなわち、円筒状の空間内に配置したノズル249a〜249cを経由してガスを搬送している。そして、ノズル249a〜249cにそれぞれ開口されたガス供給孔250a〜250cから、ウエハ200の近傍で初めて反応管203内にガスを噴出させている。そして、反応管203内におけるガスの主たる流れを、ウエハ200の表面と平行な方向、すなわち、水平方向としている。このような構成とすることで、各ウエハ200に均一にガスを供給する。ウエハ200の表面上を流れたガスは、排気口、すなわち、後述する排気管231の方向に向かって流れる。但し、このガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。   As described above, in the present embodiment, the inner wall of the side wall of the reaction tube 203 and the end portions (peripheral edge portions) of the plurality of wafers 200 arranged in the reaction tube 203 have an annular shape in a plan view. The gas is transported via the nozzles 249a to 249c arranged in the vertically long space, that is, in the cylindrical space. Then, gas is jetted into the reaction tube 203 for the first time in the vicinity of the wafer 200 from the gas supply holes 250a to 250c opened in the nozzles 249a to 249c, respectively. The main gas flow in the reaction tube 203 is parallel to the surface of the wafer 200, that is, horizontal. With such a configuration, gas is uniformly supplied to each wafer 200. The gas flowing on the surface of the wafer 200 flows toward the exhaust port, that is, toward the exhaust pipe 231 described later. However, the direction of this gas flow is appropriately specified depending on the position of the exhaust port, and is not limited to the vertical direction.

ガス供給管232aからは、第1原料ガスとして、例えば、金属元素としてのチタン(Ti)を含むTi含有ガスが、MFC241a、バルブ243a、ノズル249aを介して処理室201内へ供給される。Ti含有ガスとしては、例えば、塩素(Cl)、F、臭素(Br)、ヨウ素(I)からなる群より選択される少なくとも1つのハロゲン元素をさらに含む物質、すなわち、ハロゲン化物(ハロゲン化チタン)を含むガスを用いることができる。ハロゲン化チタンを含むガスとしては、例えば、TiおよびClを含むテトラクロロチタン(TiCl)ガスを用いることができる。TiClガスは、Tiソースとして作用する。なお、本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、それらの両方を意味する場合がある。 From the gas supply pipe 232a, for example, a Ti-containing gas containing titanium (Ti) as a metal element is supplied as the first source gas into the processing chamber 201 through the MFC 241a, the valve 243a, and the nozzle 249a. Examples of the Ti-containing gas include a substance further containing at least one halogen element selected from the group consisting of chlorine (Cl), F, bromine (Br) and iodine (I), that is, a halide (titanium halide). A gas containing: can be used. As the gas containing titanium halide, for example, tetrachlorotitanium (TiCl 4 ) gas containing Ti and Cl can be used. TiCl 4 gas acts as a Ti source. In the present specification, when the term "raw material" is used, it means "a liquid raw material in a liquid state", "a raw material gas in a gaseous state", or both of them. There is a case.

ガス供給管232bからは、上述の金属元素とは異なる他の元素(ドーパント)を含む第2原料ガスとして、例えば、シリコン(Si)を含むSi含有ガスが、MFC241b、バルブ243b、ノズル249bを介して処理室201内へ供給される。Si含有ガスとしては、例えば、水素(H)をさらに含む物質、すなわち、水素化ケイ素を含むガスを用いることができる。水素化ケイ素を含むガスとしては、例えば、モノシラン(SiH)ガスを用いることができる。SiHガスは、Siソースとして作用する。 From the gas supply pipe 232b, for example, a Si-containing gas containing silicon (Si) is passed through the MFC 241b, the valve 243b, and the nozzle 249b as the second raw material gas containing another element (dopant) different from the above metal element. And is supplied into the processing chamber 201. As the Si-containing gas, for example, a substance further containing hydrogen (H), that is, a gas containing silicon hydride can be used. As the gas containing silicon hydride, for example, monosilane (SiH 4 ) gas can be used. SiH 4 gas acts as a Si source.

ガス供給管232cからは、窒素(N)および炭素(C)のうち少なくとも一方を含む反応ガスとして、例えば、N含有ガスであるアンモニア(NH)ガスが、MFC241c、バルブ243c、ノズル249cを介して処理室201内へ供給される。NHガスは、窒化剤、すなわち、Nソースとして作用する。 As a reaction gas containing at least one of nitrogen (N) and carbon (C), for example, ammonia (NH 3 ) gas that is an N-containing gas is supplied from the gas supply pipe 232c through the MFC 241c, the valve 243c, and the nozzle 249c. And is supplied into the processing chamber 201. NH 3 gas acts as a nitriding agent, that is, an N source.

ガス供給管232d〜232fからは、不活性ガスとして、例えば、窒素(N)ガスが、それぞれMFC241d〜241f、バルブ243d〜243f、ガス供給管232a〜232c、ノズル249a〜249cを介して処理室201内へ供給される。 From the gas supply pipes 232d to 232f, for example, nitrogen (N 2 ) gas is supplied as an inert gas through the MFCs 241d to 241f, the valves 243d to 243f, the gas supply pipes 232a to 232c, and the nozzles 249a to 249c, respectively. It is supplied into 201.

主に、ガス供給管232a、MFC241a、バルブ243aにより、第1原料ガス供給系が構成される。主に、ガス供給管232b、MFC241b、バルブ243bにより、第2原料ガス供給系が構成される。主に、ガス供給管232c、MFC241c、バルブ243cにより、反応ガス供給系が構成される。また、主に、ガス供給管232d〜232f、MFC241d〜241f、バルブ243d〜243fにより、不活性ガス供給系が構成される。   A first source gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 232a, the MFC 241a, and the valve 243a. A second source gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 232b, the MFC 241b, and the valve 243b. A reaction gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 232c, the MFC 241c, and the valve 243c. An inert gas supply system mainly includes the gas supply pipes 232d to 232f, the MFCs 241d to 241f, and the valves 243d to 243f.

上述の各種供給系のうち、いずれか、或いは、全ての供給系は、バルブ243a〜243fやMFC241a〜241f等が集積されてなる集積型供給システム248として構成されていてもよい。集積型供給システム248は、ガス供給管232a〜232fのそれぞれに対して接続され、ガス供給管232a〜232f内への各種ガスの供給動作、すなわち、バルブ243a〜243fの開閉動作やMFC241a〜241fによる流量調整動作等が、後述するコントローラ121によって制御されるように構成されている。集積型供給システム248は、一体型、或いは、分割型の集積ユニットとして構成されており、ガス供給管232a〜232f等に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、集積型供給システム248のメンテナンス、交換、増設等を、集積ユニット単位で行うことが可能なように構成されている。   Any or all of the various supply systems described above may be configured as an integrated supply system 248 in which valves 243a to 243f, MFCs 241a to 241f, and the like are integrated. The integrated supply system 248 is connected to each of the gas supply pipes 232a to 232f and supplies various gases into the gas supply pipes 232a to 232f, that is, the opening and closing operations of the valves 243a to 243f and the MFCs 241a to 241f. The flow rate adjusting operation and the like are configured to be controlled by the controller 121 described later. The integrated type supply system 248 is configured as an integrated type or a divided type integrated unit, and can be attached to and detached from the gas supply pipes 232a to 232f in units of integrated units. It is configured so that maintenance, replacement, expansion, etc. can be performed in units of integrated units.

反応管203には、処理室201内の雰囲気を排気する排気管231が設けられている。排気管231には、処理室201内の圧力を検出する圧力検出器(圧力検出部)としての圧力センサ245および圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ244を介して、真空排気装置としての真空ポンプ246が接続されている。APCバルブ244は、真空ポンプ246を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室201内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ246を作動させた状態で、圧力センサ245により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室201内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管231、APCバルブ244、圧力センサ245により、排気系が構成される。真空ポンプ246を排気系に含めて考えてもよい。   The reaction pipe 203 is provided with an exhaust pipe 231 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201. In the exhaust pipe 231, a pressure sensor 245 as a pressure detector (pressure detection unit) for detecting the pressure in the processing chamber 201 and an APC (Auto Pressure Controller) valve 244 as a pressure regulator (pressure regulator) are provided. A vacuum pump 246 as a vacuum exhaust device is connected. The APC valve 244 can perform vacuum exhaust and vacuum exhaust stop in the processing chamber 201 by opening and closing the valve in a state where the vacuum pump 246 is operated, and further, in a state where the vacuum pump 246 is operated, The pressure inside the processing chamber 201 can be adjusted by adjusting the valve opening degree based on the pressure information detected by the pressure sensor 245. An exhaust system is mainly configured by the exhaust pipe 231, the APC valve 244, and the pressure sensor 245. The vacuum pump 246 may be included in the exhaust system.

マニホールド209の下方には、マニホールド209の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ219が設けられている。シールキャップ219は、例えばSUS等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ219の上面には、マニホールド209の下端と当接するシール部材としてのOリング220bが設けられている。シールキャップ219の下方には、後述するボート217を回転させる回転機構267が設置されている。回転機構267の回転軸255は、シールキャップ219を貫通してボート217に接続されている。回転機構267は、ボート217を回転させることでウエハ200を回転させるように構成されている。シールキャップ219は、反応管203の外部に設置された昇降機構としてのボートエレベータ115によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ115は、シールキャップ219を昇降させることで、ボート217を処理室201内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ115は、ボート217すなわちウエハ200を、処理室201内外に搬送する搬送装置(搬送機構)として構成されている。また、マニホールド209の下方には、ボートエレベータ115によりシールキャップ219を降下させている間、マニホールド209の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシャッタ219sが設けられている。シャッタ219sは、例えばSUS等の金属からなり、円盤状に形成されている。シャッタ219sの上面には、マニホールド209の下端と当接するシール部材としてのOリング220cが設けられている。シャッタ219sの開閉動作(昇降動作や回動動作等)は、シャッタ開閉機構115sにより制御される。   Below the manifold 209, a seal cap 219 is provided as a furnace port lid that can hermetically close the lower end opening of the manifold 209. The seal cap 219 is made of a metal such as SUS and has a disk shape. An O-ring 220b is provided on the upper surface of the seal cap 219 as a seal member that contacts the lower end of the manifold 209. Below the seal cap 219, a rotation mechanism 267 for rotating the boat 217 described later is installed. The rotating shaft 255 of the rotating mechanism 267 penetrates the seal cap 219 and is connected to the boat 217. The rotation mechanism 267 is configured to rotate the wafer 217 by rotating the boat 217. The seal cap 219 is configured to be vertically moved up and down by a boat elevator 115 as an elevating mechanism installed outside the reaction tube 203. The boat elevator 115 is configured so that the boat 217 can be carried in and out of the processing chamber 201 by moving the seal cap 219 up and down. The boat elevator 115 is configured as a transfer device (transfer mechanism) that transfers the boat 217, that is, the wafer 200, into and out of the processing chamber 201. Further, below the manifold 209, there is provided a shutter 219s as a furnace port cover capable of airtightly closing the lower end opening of the manifold 209 while the seal cap 219 is being lowered by the boat elevator 115. The shutter 219s is made of a metal such as SUS and has a disk shape. On the upper surface of the shutter 219s, an O-ring 220c is provided as a seal member that contacts the lower end of the manifold 209. The opening / closing operation of the shutter 219s (elevating operation, rotating operation, etc.) is controlled by the shutter opening / closing mechanism 115s.

基板支持具としてのボート217は、複数枚、例えば25〜200枚のウエハ200を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート217は、例えば石英やSiC等の耐熱性材料からなる。ボート217の下部には、例えば石英やSiC等の耐熱性材料からなる断熱板218が多段に支持されている。   The boat 217 as the substrate support is configured to support a plurality of wafers 200, for example, 25 to 200 wafers 200 in a horizontal posture and in a vertically aligned manner with the centers thereof aligned with each other in a multi-stage manner, that is, It is configured to be arranged at intervals. The boat 217 is made of a heat-resistant material such as quartz or SiC. Below the boat 217, a plurality of heat insulating plates 218 made of a heat resistant material such as quartz or SiC are supported in multiple stages.

反応管203内には、温度検出器としての温度センサ263が設置されている。温度センサ263により検出された温度情報に基づきヒータ207への通電具合を調整することで、処理室201内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ263はL字型に構成されており、反応管203の内壁に沿って設けられている。   A temperature sensor 263 as a temperature detector is installed in the reaction tube 203. The temperature inside the process chamber 201 has a desired temperature distribution by adjusting the degree of energization to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263. The temperature sensor 263 is L-shaped and is provided along the inner wall of the reaction tube 203.

図3に示すように、制御部(制御手段)であるコントローラ121は、CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶装置121c、I/Oポート121dを備えたコンピュータとして構成されている。RAM121b、記憶装置121c、I/Oポート121dは、内部バス121eを介して、CPU121aとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ121には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置122が接続されている。   As shown in FIG. 3, a controller 121, which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 121a, a RAM (Random Access Memory) 121b, a storage device 121c, and an I / O port 121d. Has been done. The RAM 121b, the storage device 121c, and the I / O port 121d are configured to be able to exchange data with the CPU 121a via the internal bus 121e. An input / output device 122 configured as, for example, a touch panel or the like is connected to the controller 121.

記憶装置121cは、例えばフラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等で構成されている。記憶装置121c内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する成膜処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する成膜処理における各手順をコントローラ121に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。RAM121bは、CPU121aによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域(ワークエリア)として構成されている。   The storage device 121c is composed of, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like. In the storage device 121c, a control program for controlling the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe in which a procedure and conditions of a film forming process, which will be described later, and the like are readablely stored. The process recipe is a combination that causes the controller 121 to execute each procedure in the film forming process described below and obtains a predetermined result, and functions as a program. Hereinafter, process recipes, control programs, and the like are collectively referred to simply as programs. The process recipe is also simply referred to as a recipe. When the term program is used in this specification, it may include only a recipe alone, only a control program alone, or both of them. The RAM 121b is configured as a memory area (work area) in which programs and data read by the CPU 121a are temporarily stored.

I/Oポート121dは、上述のMFC241a〜241f、バルブ243a〜243f、圧力センサ245、APCバルブ244、真空ポンプ246、温度センサ263、ヒータ207、回転機構267、ボートエレベータ115、シャッタ開閉機構115s等に接続されている。   The I / O port 121d includes the MFCs 241a to 241f, the valves 243a to 243f, the pressure sensor 245, the APC valve 244, the vacuum pump 246, the temperature sensor 263, the heater 207, the rotating mechanism 267, the boat elevator 115, the shutter opening / closing mechanism 115s, and the like. It is connected to the.

CPU121aは、記憶装置121cから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置122からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置121cからレシピを読み出すように構成されている。CPU121aは、読み出したレシピの内容に沿うように、MFC241a〜241fによる各種ガスの流量調整動作、バルブ243a〜243fの開閉動作、APCバルブ244の開閉動作および圧力センサ245に基づくAPCバルブ244による圧力調整動作、真空ポンプ246の起動および停止、温度センサ263に基づくヒータ207の温度調整動作、回転機構267によるボート217の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ115によるボート217の昇降動作、シャッタ開閉機構115sによるシャッタ219sの開閉動作等を制御するように構成されている。   The CPU 121a is configured to read and execute the control program from the storage device 121c, and also read the recipe from the storage device 121c in response to input of an operation command from the input / output device 122. The CPU 121a adjusts the flow rates of various gases by the MFCs 241a to 241f, opens and closes the valves 243a to 243f, opens and closes the APC valve 244, and adjusts the pressure by the APC valve 244 based on the pressure sensor 245 so as to follow the contents of the read recipe. Operation, start and stop of the vacuum pump 246, temperature adjustment operation of the heater 207 based on the temperature sensor 263, rotation and rotation speed adjustment operation of the boat 217 by the rotation mechanism 267, raising / lowering operation of the boat 217 by the boat elevator 115, shutter opening / closing mechanism 115s. Is configured to control the opening / closing operation of the shutter 219s.

コントローラ121は、外部記憶装置(例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、CD等の光ディスク、MO等の光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ)123に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置121cや外部記憶装置123は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置121c単体のみを含む場合、外部記憶装置123単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置123を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。   The controller 121 installs the above program stored in an external storage device (for example, a magnetic disk such as a hard disk, an optical disk such as a CD, a magneto-optical disk such as an MO, and a semiconductor memory such as a USB memory) 123 into a computer. It can be configured by. The storage device 121c and the external storage device 123 are configured as a computer-readable recording medium. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium. When the term “recording medium” is used in this specification, it may include only the storage device 121c alone, may include only the external storage device 123 alone, or may include both of them. Note that the program may be provided to the computer by using communication means such as the Internet or a dedicated line without using the external storage device 123.

(2)基板処理工程
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成するシーケンス例について、図4を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ121により制御される。
(2) Substrate Processing Step An example of a sequence for forming a film on a substrate will be described with reference to FIG. 4 as one step of manufacturing steps of a semiconductor device using the substrate processing apparatus described above. In the following description, the operation of each part of the substrate processing apparatus is controlled by the controller 121.

図4に示す基本シーケンスでは、
基板としてのウエハ200に対して、TiClガスと、SiHガスと、をそれぞれの供給期間のうち少なくとも一部が重なるように供給するステップ1と、
ウエハ200に対して、NHガスを供給するステップ2と、
を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数(n回(nは1以上の整数))行うことで、ウエハ200上に、Ti、SiおよびNを含む膜としてチタン窒化膜(TiSiN膜)を形成する。TiSiN膜を、SiがドープされたTiN膜と称することもできる。
In the basic sequence shown in FIG.
Step 1 of supplying TiCl 4 gas and SiH 4 gas to the wafer 200 as a substrate so that at least some of the respective supply periods overlap with each other,
Step 2 of supplying NH 3 gas to the wafer 200,
By performing a predetermined number of times (n times (n is an integer of 1 or more)) non-simultaneously, that is, without performing synchronization, a titanium nitride film (TiSiN) is formed on the wafer 200 as a film containing Ti, Si, and N. Film) is formed. The TiSiN film can also be referred to as a Si-doped TiN film.

本明細書では、上述の成膜シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。なお、他の実施形態等の説明においても同様の表記を用いる。   In the present specification, the above-described film forming sequence may be indicated as follows for convenience. The same notation is used in the description of the other embodiments.

(TiCl+SiH→NH)×n ⇒ TiSiN (TiCl 4 + SiH 4 → NH 3 ) × n ⇒ TiSiN

本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体(集合体)」を意味する場合、すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面(露出面)」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。   When the word "wafer" is used in this specification, it means "a wafer itself" or "a laminated body (aggregate) of a wafer and a predetermined layer or film formed on the surface thereof". In some cases, it means a wafer including a predetermined layer or film formed on the surface. Further, in the present specification, when the term “wafer surface” is used, it means “the surface (exposed surface) of the wafer itself” or “the surface of a predetermined layer or film formed on the wafer”. That is, it may mean "the outermost surface of the wafer as a laminated body".

従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合がある。また、本明細書において「ウエハ上に所定の層(または膜)を形成する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面上に所定の層(または膜)を直接形成する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハの最表面の上に所定の層(または膜)を形成する」ことを意味する場合がある。   Therefore, in the present specification, the phrase “supplying a predetermined gas to the wafer” means “supplying a predetermined gas directly to the surface of the wafer itself” or “on the wafer”. In some cases, it means that a predetermined gas is supplied to the layers and films formed in the above, that is, the outermost surface of the wafer as a laminated body. Further, in the present specification, the description of “forming a predetermined layer (or film) on the wafer” means “forming a predetermined layer (or film) directly on the surface of the wafer itself”. In some cases, it may mean that “a predetermined layer (or film) is formed on the layer or film formed on the wafer, that is, on the outermost surface of the wafer as a laminated body”.

また、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。   Further, the term “substrate” used in this specification is synonymous with the term “wafer”.

(ウエハチャージおよびボートロード)
複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)されると、シャッタ開閉機構115sによりシャッタ219sが移動させられて、マニホールド209の下端開口が開放される(シャッタオープン)。その後、図1に示すように、複数枚のウエハ200を支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて処理室201内へ搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219は、Oリング220bを介してマニホールド209の下端をシールした状態となる。
(Wafer charge and boat load)
When a plurality of wafers 200 are loaded into the boat 217 (wafer charge), the shutter opening / closing mechanism 115s moves the shutter 219s to open the lower end opening of the manifold 209 (shutter open). Thereafter, as shown in FIG. 1, the boat 217 supporting the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 115 and loaded into the processing chamber 201 (boat loading). In this state, the seal cap 219 seals the lower end of the manifold 209 via the O-ring 220b.

(圧力・温度調整ステップ)
処理室201内、すなわち、ウエハ200が存在する空間が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ246によって真空排気(減圧排気)される。この際、処理室201内の圧力は圧力センサ245で測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ244がフィードバック制御される。真空ポンプ246は、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室201内のウエハ200が所望の成膜温度となるようにヒータ207によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される。ヒータ207による処理室201内の加熱は、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。また、回転機構267によるボート217およびウエハ200の回転を開始する。回転機構267によるボート217およびウエハ200の回転は、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
(Pressure / temperature adjustment step)
The inside of the processing chamber 201, that is, the space in which the wafer 200 exists is evacuated by the vacuum pump 246 (decompressed exhaust) so as to have a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure inside the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245, and the APC valve 244 is feedback-controlled based on the measured pressure information. The vacuum pump 246 maintains a state of being constantly operated at least until the processing on the wafer 200 is completed. Further, the wafer 200 in the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired film forming temperature. At this time, the power supply to the heater 207 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired temperature distribution. The heating of the inside of the processing chamber 201 by the heater 207 is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed. Further, the rotation mechanism 267 starts rotating the boat 217 and the wafer 200. The rotation of the boat 217 and the wafer 200 by the rotation mechanism 267 is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed.

(成膜ステップ)
その後、以下のステップ1,2を順次実行する。
(Film forming step)
After that, the following steps 1 and 2 are sequentially executed.

[ステップ1]
このステップでは、処理室201内のウエハ200に対して、TiClガスとSiHガスとを、それぞれの供給期間のうち少なくとも一部が重なるように供給する。図4に示すシーケンスでは、これらのガスの供給を同時に開始し、また、これらのガスの供給を同時に停止する場合を示している。
[Step 1]
In this step, the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201 so that at least some of their supply periods overlap with each other. In the sequence shown in FIG. 4, the supply of these gases is started at the same time, and the supply of these gases is stopped at the same time.

具体的には、バルブ243a,243bを開き、ガス供給管232a,232b内にTiClガス、SiHガスをそれぞれ流す。TiClガス、SiHガスは、それぞれ、MFC241a,241bにより流量調整され、ノズル249a,249bを介して処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してTiClガスとSiHガスとが同時に供給される。このとき同時にバルブ243d,243eを開き、ガス供給管232d,232e内へNガスをそれぞれ流す。Nガスは、MFC241d,241eにより流量調整され、TiClガス、SiHガスと一緒に処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。また、ノズル249c内へのTiClガスやSiHガスの侵入を防止するため、バルブ243fを開き、ガス供給管232f内へNガスを流す。Nガスは、ガス供給管232c、ノズル249cを介して処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。 Specifically, the valves 243a and 243b are opened, and TiCl 4 gas and SiH 4 gas are caused to flow into the gas supply pipes 232a and 232b, respectively. The flow rates of the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are adjusted by the MFCs 241a and 241b, respectively, supplied into the processing chamber 201 through the nozzles 249a and 249b, and exhausted from the exhaust pipe 231. At this time, the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are simultaneously supplied to the wafer 200. At this time, the valves 243d and 243e are simultaneously opened, and N 2 gas is caused to flow into the gas supply pipes 232d and 232e, respectively. The flow rate of the N 2 gas is adjusted by the MFCs 241d and 241e, the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 together with the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas, and is exhausted from the exhaust pipe 231. Further, in order to prevent the TiCl 4 gas and SiH 4 gas from entering the nozzle 249c, the valve 243f is opened and N 2 gas is flown into the gas supply pipe 232f. The N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 via the gas supply pipe 232c and the nozzle 249c, and is exhausted from the exhaust pipe 231.

このとき、処理室201内の圧力(成膜圧力)は、例えば1〜3000Paの範囲内の所定の圧力とする。ウエハ200の温度(成膜温度)は、例えば300〜600℃、好ましくは320〜550℃、より好ましくは350〜500℃の範囲内の所定の温度とする。   At this time, the pressure in the processing chamber 201 (film forming pressure) is set to a predetermined pressure within the range of 1 to 3000 Pa, for example. The temperature of the wafer 200 (deposition temperature) is, for example, 300 to 600 ° C., preferably 320 to 550 ° C., and more preferably 350 to 500 ° C.

成膜温度が300℃未満となると、処理室201内に供給されたTiClガスやSiHガスの活性化が不充分となり、ウエハ200上への後述する第1層(TiおよびSiを含む層)の形成が困難となる場合がある。成膜温度を300℃以上とすることで、これを解消することが可能となる。成膜温度を320℃以上とすることで、処理室201内に供給されたこれらのガスをさらに活性化させ、ウエハ200上への第1層の形成をより効率的に行うことが可能となる。成膜温度を350℃以上とすることで、これらの効果をより確実に得ることが可能となる。 When the film forming temperature is lower than 300 ° C., the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas supplied into the processing chamber 201 are insufficiently activated, and the first layer (a layer containing Ti and Si) to be described later on the wafer 200. ) May be difficult to form. This can be eliminated by setting the film forming temperature to 300 ° C. or higher. By setting the film forming temperature to 320 ° C. or higher, these gases supplied into the processing chamber 201 can be further activated and the first layer can be formed on the wafer 200 more efficiently. .. By setting the film forming temperature to 350 ° C. or higher, these effects can be obtained more reliably.

成膜温度が600℃を超えると、処理室201内に供給されたTiClガスやSiHガスが過剰に分解し、ウエハ200上への第1層の形成が困難となる場合がある。また、これらのガスが気相中で過剰に反応することにより、処理室201内で発生するパーティクルが増加し、成膜処理の品質が低下する場合がある。成膜温度を600℃以下とすることで、ガスの分解を適正に抑制し、ウエハ200上へ第1層を形成することが可能となる。また、処理室201内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。成膜温度を550℃以下とすることで、ガスの分解をより適正に抑制し、ウエハ200上へ第1層を、より効率的に形成することが可能となる。また、処理室201内におけるパーティクルの発生を、より確実に抑制することが可能となる。成膜温度を500℃以下とすることで、これらの効果をより確実に得ることが可能となる。 If the film formation temperature exceeds 600 ° C., the TiCl 4 gas or SiH 4 gas supplied into the processing chamber 201 may be excessively decomposed, and it may be difficult to form the first layer on the wafer 200. Further, the excessive reaction of these gases in the gas phase may increase the number of particles generated in the processing chamber 201, which may deteriorate the quality of the film forming process. By setting the film forming temperature to 600 ° C. or less, it is possible to properly suppress the decomposition of gas and form the first layer on the wafer 200. Further, it becomes possible to suppress the generation of particles in the processing chamber 201. By setting the film forming temperature to 550 ° C. or lower, it is possible to more appropriately suppress the decomposition of gas and more efficiently form the first layer on the wafer 200. Further, it becomes possible to more reliably suppress the generation of particles in the processing chamber 201. By setting the film forming temperature to 500 ° C. or lower, it becomes possible to more reliably obtain these effects.

なお、これらの条件は、処理室201内のウエハ200に対して、TiClガスとSiHガスとを、それぞれの供給期間のうち少なくとも一部が重なるように供給した際に、気相中におけるこれらのガスの分解や反応を適正に抑制することが可能な条件であるともいえる。 Note that these conditions are in the vapor phase when the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201 so that at least some of the respective supply periods overlap. It can be said that the conditions are such that the decomposition and reaction of these gases can be appropriately suppressed.

また、TiClガスの供給流量は、例えば0.01〜2slm、好ましくは0.1〜1.5slm、より好ましくは0.2〜1slmの範囲内の所定の流量とする。SiHガスの供給流量は、例えば0.001〜2slm、好ましくは0.1〜1.5slm、より好ましくは0.1〜1slmの範囲内の所定の流量とする。TiClガスおよびSiHガスの供給が重なっているとき、SiHガスの流量に対するTiClガスの流量の比率(TiCl/SiH流量比)は、例えば0.01〜100、好ましくは0.05〜50、より好ましくは0.1〜10の範囲内の値となるようTiClガスおよびSiHガスの流量を調整する。TiClガスおよびSiHガスの供給時間は、それぞれ、例えば0.1〜20秒の範囲内の所定の時間とする。 The supply flow rate of the TiCl 4 gas is, for example, a predetermined flow rate within the range of 0.01 to 2 slm, preferably 0.1 to 1.5 slm, and more preferably 0.2 to 1 slm. The supply flow rate of the SiH 4 gas is, for example, a predetermined flow rate within the range of 0.001 to 2 slm, preferably 0.1 to 1.5 slm, and more preferably 0.1 to 1 slm. When the supply of TiCl 4 gas and the supply of SiH 4 gas overlap, the ratio of the flow rate of TiCl 4 gas to the flow rate of SiH 4 gas (TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio) is, for example, 0.01 to 100, preferably 0. The flow rates of the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are adjusted so that the values are in the range of 05 to 50, more preferably 0.1 to 10. The supply times of the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are, for example, predetermined times within a range of 0.1 to 20 seconds, respectively.

TiClガスの供給流量が0.01slm未満となったり、SiHガスの供給流量が2slmを超えたり、TiCl/SiH流量比が0.01未満となったりすると、TiSiN膜の成膜処理を進行させることが困難となる場合がある。また、TiSiN膜中に含まれるTiの量、すなわち、Siの量に対するTiの量の比率(Ti/Si濃度比)が過小となり、この膜が有すべき導電性が不足する場合がある。TiClガスの供給流量を0.01slm以上としたり、SiHガスの供給流量を2slm以下としたり、TiCl/SiH流量比を0.01以上としたりすることで、TiSiN膜の成膜レートを実用的なレベルにまで高めることができ、また、この膜の組成を適正化させ、この膜に充分な導電性を付与することが可能となる。TiClガスの供給流量を0.1slm以上としたり、SiHガスの供給流量を1.5slm以下としたり、TiCl/SiH流量比を0.05以上としたりすることで、TiSiN膜の成膜レートをさらに高めることができ、また、この膜の導電性をさらに向上させることが可能となる。TiClガスの供給流量を0.2slm以上としたり、SiHガスの供給流量を1slm以下としたり、TiCl/SiH流量比を0.1以上としたりすることで、上述の効果がより確実に得られる。 When the TiCl 4 gas supply flow rate is less than 0.01 slm, the SiH 4 gas supply flow rate exceeds 2 slm, or the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio is less than 0.01, the TiSiN film deposition process is performed. It may be difficult to proceed. Further, the amount of Ti contained in the TiSiN film, that is, the ratio of the amount of Ti to the amount of Si (Ti / Si concentration ratio) becomes too small, and the conductivity that this film should have may be insufficient. By setting the supply flow rate of the TiCl 4 gas to 0.01 slm or more, the supply flow rate of the SiH 4 gas to 2 slm or less, or the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio of 0.01 or more, the deposition rate of the TiSiN film is set. Can be increased to a practical level, and the composition of this film can be optimized so that sufficient conductivity can be imparted to this film. By forming the TiCl 4 gas supply flow rate to 0.1 slm or more, the SiH 4 gas supply flow rate to 1.5 slm or less, or the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio of 0.05 or more, the formation of the TiSiN film is improved. The film rate can be further increased, and the conductivity of this film can be further improved. The TiCl 4 gas supply flow rate is 0.2 slm or more, the SiH 4 gas supply flow rate is 1 slm or less, or the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio is 0.1 or more. Can be obtained.

TiClガスの供給流量が2slmを超えたり、SiHガスの供給流量が0.001slm未満となったり、TiCl/SiH流量比が100を超えたりすると、TiSiN膜中に含まれるSiの量、すなわち、Tiの量に対するSiの量の比率(Si/Ti濃度比)が過小となり、この膜が発揮すべきFの拡散抑制効果(以下、Fバリア効果とも称する)が不足する場合がある。TiClガスの供給流量を2slm以下としたり、SiHガスの供給流量を0.001slm以上としたり、TiCl/SiH流量比を100以下としたりすることで、この膜の組成を適正化させ、この膜に充分なFバリア効果を発揮させることが可能となる。TiClガスの供給流量を1.5slm以下としたり、SiHガスの供給流量を0.1slm以上としたり、TiCl/SiH流量比を50以下としたりすることで、この膜の組成をさらに適正化させ、この膜が発揮するFバリア効果をさらに高めることが可能となる。TiClガスの供給流量を1slm以下としたり、TiCl/SiH流量比を10以下としたりすることで、上述の効果がより確実に得られる。 If the supply flow rate of TiCl 4 gas exceeds 2 slm, the supply flow rate of SiH 4 gas becomes less than 0.001 slm, or the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio exceeds 100, the amount of Si contained in the TiSiN film That is, the ratio of the amount of Si to the amount of Ti (Si / Ti concentration ratio) becomes too small, and the effect of suppressing diffusion of F (hereinafter also referred to as the F barrier effect) that should be exhibited by this film may be insufficient. The composition of this film is optimized by setting the supply flow rate of TiCl 4 gas to 2 slm or less, the supply flow rate of SiH 4 gas to 0.001 slm or more, and the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio of 100 or less. It becomes possible for this film to exhibit a sufficient F barrier effect. The composition of this film is further improved by setting the TiCl 4 gas supply flow rate to 1.5 slm or less, the SiH 4 gas supply flow rate to 0.1 slm or more, and the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio of 50 or less. By optimizing it, it becomes possible to further enhance the F barrier effect exhibited by this film. By setting the supply flow rate of the TiCl 4 gas to 1 slm or less and setting the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio to 10 or less, the above-described effect can be more reliably obtained.

各ガス供給管より供給するNガスの供給流量は、それぞれ例えば0〜10slmの範囲内の所定の流量とする。 The supply flow rate of the N 2 gas supplied from each gas supply pipe is a predetermined flow rate in the range of, for example, 0 to 10 slm.

上述の条件下で、ウエハ200に対してTiClガスおよびSiHガスを同時に供給することにより、ウエハ200の最表面上に、第1層(初期層)として、TiおよびSiを含む層が形成される。この層は、TiおよびSiを、例えば、Ti−Ti結合、Ti−Si結合、Si−Si結合等の状態で含む層となる。第1層の組成、すなわち、層中に含まれるSiの量に対するTiの量の比率(Ti/Si濃度比)は、例えば、上述のTiCl/SiH流量比を調整することで、広範囲に制御することが可能である。 By simultaneously supplying TiCl 4 gas and SiH 4 gas to the wafer 200 under the above-described conditions, a layer containing Ti and Si is formed as the first layer (initial layer) on the outermost surface of the wafer 200. To be done. This layer is a layer containing Ti and Si in the state of Ti-Ti bond, Ti-Si bond, Si-Si bond, or the like. The composition of the first layer, that is, the ratio of the amount of Ti to the amount of Si contained in the layer (Ti / Si concentration ratio) can be adjusted to a wide range by adjusting the above TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio, for example. It is possible to control.

なお、本実施形態のように、ウエハ200に対してTiClガスとSiHガスとを同時に供給する場合は、これらのガスを非同時に供給する場合よりも、ウエハ200上に形成される層に含まれるClやH等の不純物量を低減させることが可能となる。というのも、上述の条件下でTiClガスとSiHガスとを同時に供給すると、ウエハ200の表面上において、これらのガスを互いに反応させることができ、これらのガスに含まれるTi−Cl結合やSi−H結合をそれぞれ切断することが可能となる。結果として、これらのガスに含まれるClやHの第1層中への取り込み、すなわち、第1層中への不純物の取り込みを抑制できるようになる。ClやHが取り込まれるとTiSiN膜の抵抗率が高くなってしまう(すなわち導電性が低下してしまう)が、ClやHの第1層への取り込みを抑制することにより、より低抵抗率を有する膜を得ることが可能となる。なお、TiやSiから分離したClやHは、互いに反応することにより、塩酸(HCl)、塩素(Cl)、水素(H)等のガス状の副生成物を構成し、その殆どが第1層中に取り込まれることなくウエハ200の表面から脱離し、処理室201内から排除される。 When the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are simultaneously supplied to the wafer 200 as in the present embodiment, the layer formed on the wafer 200 is more likely to be supplied than when the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are not simultaneously supplied. It is possible to reduce the amount of impurities such as Cl and H contained. This is because when the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are simultaneously supplied under the above-described conditions, these gases can react with each other on the surface of the wafer 200, and the Ti—Cl bond contained in these gases can be reacted. It is possible to break each of the Si and H bonds. As a result, the incorporation of Cl and H contained in these gases into the first layer, that is, the incorporation of impurities into the first layer can be suppressed. When Cl or H is taken in, the resistivity of the TiSiN film increases (that is, the conductivity decreases), but by suppressing the incorporation of Cl or H into the first layer, a lower resistivity can be obtained. It is possible to obtain a film having the above. Cl and H separated from Ti and Si react with each other to form gaseous by-products such as hydrochloric acid (HCl), chlorine (Cl 2 ), and hydrogen (H 2 ), most of which are It is detached from the surface of the wafer 200 without being taken into the first layer, and is removed from the inside of the processing chamber 201.

但し、上述した不純物の脱離効果は、TiCl/SiH流量比によって影響を受けることになる。例えば、TiCl/SiH流量比を1/1とし、これらのガスを100%以上の収率で反応させることができた場合は、TiCl+SiH→Ti+Si+4HClの反応により、理論的には、第1層中に取り込まれるCl等の量(Ti−Cl結合やSi−H結合の量)をゼロとすることが可能となる。また、収率を100%とすることができない場合であっても、TiCl/SiH流量比を小さく設定する(SiHガスの流量比率を増やす)ことにより、第1層中に取り込まれるClの量をゼロとすることが可能となる。しかしながら、SiHガスの流量を増やすことでTiCl/SiH流量比を過度に小さく設定し、TiSiN膜中に含まれるSiの量を過剰に増加させると、TiSiN膜の導電性が低下する場合がある。このような事情から、TiCl/SiH流量比の大きさは一定の制限を受けることになり、結果として、ステップ1で形成される第1層中に、Ti−Cl結合やSi−H結合が微量に取り込まれてしまう場合もある。但し、この場合であっても、後述するステップ2を行うことで、第1層中に取り込まれたこれらの結合を切断し、第1層からCl等を脱離させることが可能となる。 However, the above-mentioned effect of desorbing impurities is influenced by the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio. For example, when the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio is set to 1/1 and these gases can be reacted at a yield of 100% or more, the reaction of TiCl 4 + SiH 4 → Ti + Si + 4HCl theoretically leads to It is possible to make the amount of Cl and the like (the amount of Ti—Cl bond and Si—H bond) taken into the first layer zero. Even if the yield cannot be set to 100%, by setting the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio to a small value (increasing the flow rate ratio of SiH 4 gas), the Cl taken into the first layer is increased. It is possible to make the amount of zero. However, when the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio is set excessively small by increasing the flow rate of SiH 4 gas and the amount of Si contained in the TiSiN film is excessively increased, the conductivity of the TiSiN film decreases. There is. Under such circumstances, the magnitude of the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio is limited to a certain extent, and as a result, Ti—Cl bond or Si—H bond is added in the first layer formed in step 1. May be taken in a trace amount. However, even in this case, by performing Step 2 described later, it is possible to break these bonds taken in the first layer and desorb Cl and the like from the first layer.

なお、本実施形態のように、処理室201内へTiClガスとSiHガスとを同時に供給することで、副生成物であるHClの処理室201内からの除去効率を高める効果もさらに得られるようになる。これは、これらのガスを同時に供給することにより、すなわち、HClが発生した処理室201内へ、TiClガスだけでなくSiHガスを供給することにより、HCl+SiH→SiCl+Hの反応が生じ、HClが消滅するためである。このように、処理室201内からのHClの除去効率を高めることにより、後述するステップ2において、塩化アンモニウム(NHCl)等のさらなる副生成物の発生を回避することが可能となる。後述するように、NHCl等の副生成物は、ウエハ200上へのTiClガスやSiHガスの吸着を局所的に阻害する立体障害として作用する場合がある。本実施形態のように、処理室201内からのHClの除去効率を高め、NHCl等の副生成物の生成を抑制することにより、ウエハ200面内における第1層の局所的な形成阻害を回避することが可能となる。これにより、ウエハ200上に形成されるTiSiN膜の段差被覆性(カバレッジ特性)や面内膜厚均一性をそれぞれ向上させることが可能となる。 As in the present embodiment, by simultaneously supplying the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas into the processing chamber 201, the effect of increasing the removal efficiency of HCl, which is a by-product, from the processing chamber 201 is further obtained. Will be available. This is because by supplying these gases at the same time, that is, by supplying not only TiCl 4 gas but also SiH 4 gas into the processing chamber 201 where HCl was generated, the reaction of HCl + SiH 4 → SiCl 4 + H 2 This is because HCl is generated and HCl disappears. Thus, by increasing the efficiency of removing HCl from the inside of the processing chamber 201, it becomes possible to avoid the generation of further by-products such as ammonium chloride (NH 4 Cl) in step 2 described later. As described later, by-products such as NH 4 Cl may act as a steric hindrance that locally inhibits the adsorption of TiCl 4 gas or SiH 4 gas on the wafer 200. As in the present embodiment, the removal efficiency of HCl from the inside of the processing chamber 201 is increased and the generation of by-products such as NH 4 Cl is suppressed, thereby inhibiting the local formation of the first layer within the surface of the wafer 200. Can be avoided. This makes it possible to improve the step coverage (coverage characteristic) and the in-plane film thickness uniformity of the TiSiN film formed on the wafer 200, respectively.

第1層が形成された後、バルブ243a,243bを閉じ、TiClガスおよびSiHガスの供給をそれぞれ停止する。このとき、APCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは第1層形成に寄与した後のTiClガスやSiHガスや副生成物を処理室201内から排除する。このとき、バルブ243d〜243fは開いたままとして、Nガスの処理室201内への供給を維持する。Nガスはパージガスとして作用する。 After the first layer is formed, the valves 243a and 243b are closed and the supply of TiCl 4 gas and SiH 4 gas is stopped. At this time, with the APC valve 244 kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and TiCl 4 gas or SiH 4 remaining in the processing chamber 201 after contributing to the formation of the unreacted or first layer. Gas and by-products are removed from the processing chamber 201. At this time, the valves 243d to 243f are kept open to maintain the supply of the N 2 gas into the processing chamber 201. The N 2 gas acts as a purge gas.

[ステップ2]
ステップ1が終了した後、処理室201内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第1層に対して、NHガスを供給する。
[Step 2]
After step 1 is completed, NH 3 gas is supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201, that is, the first layer formed on the wafer 200.

具体的には、バルブ243a,243bを閉じた状態でバルブ243cを開き、ガス供給管232c内にNHガスを流す。バルブ243d〜243fの開閉制御は、ステップ1におけるそれらと同様に制御する。NHガスは、MFC241cにより流量調整され、ノズル249cを介して処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してNHガスが供給される。Nガスは、MFC241fにより流量調整され、NHガスと一緒に処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。 Specifically, the valve 243c is opened with the valves 243a and 243b closed, and NH 3 gas is caused to flow into the gas supply pipe 232c. Opening / closing control of the valves 243d to 243f is performed in the same manner as those in step 1. The flow rate of the NH 3 gas is adjusted by the MFC 241c, is supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249c, and is exhausted from the exhaust pipe 231. At this time, NH 3 gas is supplied to the wafer 200. The flow rate of the N 2 gas is adjusted by the MFC 241f, the N 2 gas is supplied into the process chamber 201 together with the NH 3 gas, and the N 2 gas is exhausted from the exhaust pipe 231.

このとき、成膜圧力は、例えば1〜3000Paの範囲内の所定の圧力とする。NHガスの供給流量は、例えば0.1〜30slm、好ましくは0.2〜20slm、より好ましくは1〜10slmの範囲内の所定の流量とする。NHガスの供給時間は、例えば0.01〜30秒、好ましくは0.1〜20秒、より好ましくは1〜15秒の範囲内の所定の時間とする。 At this time, the film forming pressure is set to a predetermined pressure within a range of 1 to 3000 Pa, for example. The supply flow rate of the NH 3 gas is, for example, a predetermined flow rate within the range of 0.1 to 30 slm, preferably 0.2 to 20 slm, and more preferably 1 to 10 slm. The supply time of the NH 3 gas is, for example, 0.01 to 30 seconds, preferably 0.1 to 20 seconds, and more preferably 1 to 15 seconds.

NHガスの供給流量が0.1slm未満となったり、NHガスの供給時間が0.01秒未満となったりすると、第1層を改質(窒化)させることができず、ウエハ200上にTiSiN膜を形成することが困難となる場合がある。NHガスの供給流量を0.1slm以上としたり、NHガスの供給時間を0.01秒以上としたりすることで、第1層を改質させることができ、ウエハ200上にTiSiN膜を形成することが可能となる。NHガスの供給流量を0.2slm以上としたり、NHガスの供給時間を0.1秒以上としたりすることで、第1層の改質を促進させ、ウエハ200上に形成するTiSiN膜の組成をより適正化させることが可能となる。NHガスの供給流量を1slm以上としたり、NHガスの供給時間を1秒以上としたりすることで、これらの効果がより確実に得られるようになる。 If the supply flow rate of the NH 3 gas is less than 0.1 slm or the supply time of the NH 3 gas is less than 0.01 seconds, the first layer cannot be modified (nitrided), and the first layer on the wafer 200 cannot be modified. In some cases, it may be difficult to form a TiSiN film. The first layer can be modified by setting the supply flow rate of the NH 3 gas to 0.1 slm or more and the supply time of the NH 3 gas to 0.01 seconds or more, and the TiSiN film is formed on the wafer 200. Can be formed. By setting the supply flow rate of the NH 3 gas to 0.2 slm or more and the supply time of the NH 3 gas to 0.1 seconds or more, the modification of the first layer is promoted and the TiSiN film formed on the wafer 200. It is possible to further optimize the composition of. Or not less than 1slm the supply flow rate of NH 3 gas, the supply time of the NH 3 gas by or with more than one second, so that these effects can be obtained more reliably.

NHガスの供給流量が30slmを超えたり、NHガスの供給時間が30秒を超えたりすると、第1層の改質(窒化)が過剰となり、ウエハ200上に形成されるTiSiN膜の特性が劣化する場合がある。また、第1層の改質が飽和する量を超過するような条件下でNHガスの供給を継続すると、ガスコストの増加や、生産性の低下を招いてしまう場合がある。NHガスの供給流量を30slm以下としたり、NHガスの供給時間を30秒以下としたりすることで、第1層の改質を適正に制限することができ、ウエハ200上に形成するTiSiN膜の特性低下を回避することが可能となる。また、ガスコストの増加や生産性の低下も回避することが可能となる。NHガスの供給流量を20slm以下としたり、NHガスの供給時間を20秒以下としたりすることで、第1層の改質をより適正化させ、ウエハ200上に形成するTiSiN膜の特性を向上させることが可能となる。NHガスの供給流量を10slm以下としたり、NHガスの供給時間を15秒以下としたりすることで、これらの効果がより確実に得られるようになる。 Feed flow rate or exceeds the 30slm of the NH 3 gas, the supply time of the NH 3 gas or exceed 30 seconds, becomes a modification of the first layer (nitride) is excessive, properties of the TiSiN film formed on the wafer 200 May deteriorate. Further, if the supply of NH 3 gas is continued under the condition that the amount of reforming of the first layer exceeds the saturation amount, the gas cost may increase and the productivity may decrease. NH 3 or the supply flow rate of the gas and below 30 slm, that or the supply time of the NH 3 gas and 30 seconds or less, the modification of the first layer can be properly restricted, formed on the wafer 200 TiSiN It is possible to avoid deterioration of the characteristics of the film. Further, it becomes possible to avoid an increase in gas cost and a decrease in productivity. NH 3 or the supply flow rate than 20slm gas, the supply time of the NH 3 gas by or with 20 seconds or less, is more appropriate the first layer modifying the characteristics of the TiSiN film formed on the wafer 200 It is possible to improve. By setting the supply flow rate of the NH 3 gas to 10 slm or less and setting the supply time of the NH 3 gas to 15 seconds or less, these effects can be more reliably obtained.

各ガス供給管より供給するNガスの供給流量は、それぞれ例えば0.1〜50slmの範囲内の所定の流量とする。 The supply flow rate of the N 2 gas supplied from each gas supply pipe is a predetermined flow rate within the range of 0.1 to 50 slm, for example.

他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様の条件とする。   The other processing conditions are the same as the processing conditions in step 1.

上述の条件下でNHガスを処理室201内へ供給することで、ステップ1でウエハ200上に形成された第1層に対して窒化処理が行われる。すなわち、第1層に含まれるTiやSiと、NHガスに含まれるNと、を反応させて結合させることにより、第1層中に、Nを取り込ませることが可能となる。これにより、第1層は、Ti、SiおよびNを含む第2層(TiSiN層)へと変化させられる(改質される)。第1層は、Nを、Ti−N結合、Ti−Si−N結合、Ti−N−Si結合等の状態で含む層となる。 By supplying the NH 3 gas into the processing chamber 201 under the above conditions, the nitriding process is performed on the first layer formed on the wafer 200 in step 1. That is, it is possible to incorporate N into the first layer by reacting Ti and Si contained in the first layer with N contained in the NH 3 gas to bond them. As a result, the first layer is changed (modified) to the second layer (TiSiN layer) containing Ti, Si and N. The first layer is a layer containing N in a state of Ti-N bond, Ti-Si-N bond, Ti-N-Si bond, or the like.

なお、上述したように、ステップ1で形成される第1層中にTi−Cl結合やSi−H結合が取り込まれた場合であっても、本ステップを行うことで、これらの結合を切断することが可能となる。TiやSiから分離したClやHは、互いに反応することでHCl、Cl、H等の副生成物を構成する。本ステップを行うことで生成されたこれらの副生成物は、第2層中に取り込まれることなくウエハ200の表面から脱離し、処理室201内から排気される。これにより、第2層は、第1層よりもCl等の不純物が少ない層、すなわち、不純物濃度の極めて低い良質な層となる。 As described above, even when Ti—Cl bonds or Si—H bonds are incorporated in the first layer formed in step 1, by performing this step, these bonds are broken. It becomes possible. Cl and H separated from Ti and Si react with each other to form by-products such as HCl, Cl 2 and H 2 . These by-products generated by performing this step are desorbed from the surface of the wafer 200 without being taken into the second layer, and are exhausted from the inside of the processing chamber 201. As a result, the second layer becomes a layer containing less impurities such as Cl than the first layer, that is, a high-quality layer having an extremely low impurity concentration.

第1層を第2層へ変化させた後、バルブ243cを閉じ、NHガスの供給を停止する。そして、ステップ1と同様の処理手順により、処理室201内に残留する未反応もしくは上述の反応に寄与した後のNHガスや副生成物を処理室201内から排除する。 After changing the first layer to the second layer, the valve 243c is closed and the supply of NH 3 gas is stopped. Then, by the same processing procedure as in step 1, the unreacted NH 3 gas remaining in the processing chamber 201 or the by-product after contributing to the above reaction is removed from the processing chamber 201.

[所定回数実施]
上述したステップ1,2を非同時(交互)に行うサイクルを所定回数(n回)行うことにより、ウエハ200上に、所定組成、所定膜厚のTiSiN膜を形成することができる。上述のサイクルは複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、上述のサイクルを1回行う際に形成される第2層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、第2層を積層させることで形成されるTiSiN膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
[Performed a predetermined number of times]
By performing the above-described steps 1 and 2 non-simultaneously (alternately) a predetermined number of times (n times), a TiSiN film having a predetermined composition and a predetermined film thickness can be formed on the wafer 200. The above cycle is preferably repeated multiple times. That is, the thickness of the second layer formed when the above cycle is performed once is made smaller than the desired film thickness, and the TiSiN film formed by stacking the second layers has the desired film thickness. It is preferred to repeat the above cycle multiple times until the thickness is reached.

なお、上述のサイクルを複数回行う場合、ステップ1,2を実施するたびに副生成物としてHClが生成される。このHClは、ステップ2においてウエハ200に対して供給されたNHガスと反応することで、NHCl等のさらなる副生成物を生成する場合がある。NHClは、上述したように、ウエハ200上へのガスの吸着を局所的に阻害する立体障害として作用する場合がある。例えば、副生成物として生成されたHClと、ステップ2を実施することで第1層の表面に存在することとなったTi−NH(xは1または2の整数)と、が反応した場合、第2層の表面に、Ti−NHCl(yは1〜3の整数)が存在する状態となる。このTi−NHCl、すなわち、第2層の表面に存在する塩化アンモニウムが、次のステップ1において、TiClガスやSiHガスのウエハ200表面への吸着を局所的に阻害する立体障害として作用するのである。但し、この立体障害は、本実施形態のように、処理室201内からのHClの除去効率を向上させることにより、その発生を抑制することが可能となる。すなわち、本実施形態のように、処理室201内へTiClガスとSiHガスとを同時に供給し、処理室201内からのHClの除去効率を向上させることにより、立体障害となり得るNHClの生成を抑制することが可能となる。 When the above-mentioned cycle is performed a plurality of times, HCl is produced as a by-product each time steps 1 and 2 are performed. This HCl may react with the NH 3 gas supplied to the wafer 200 in step 2 to generate a further by-product such as NH 4 Cl. As described above, NH 4 Cl may act as a steric hindrance that locally inhibits the adsorption of gas on the wafer 200. For example, when HCl generated as a by-product reacts with Ti—NH x (x is an integer of 1 or 2) that has been present on the surface of the first layer by performing step 2. , Ti—NH y Cl (y is an integer of 1 to 3) is present on the surface of the second layer. This Ti—NH y Cl, that is, ammonium chloride existing on the surface of the second layer, acts as a steric hindrance that locally inhibits the adsorption of TiCl 4 gas or SiH 4 gas on the surface of the wafer 200 in the next step 1. It works. However, this steric hindrance can be suppressed by improving the efficiency of removing HCl from the inside of the processing chamber 201 as in the present embodiment. That is, as in the present embodiment, by simultaneously supplying TiCl 4 gas and SiH 4 gas into the processing chamber 201 to improve the efficiency of removing HCl from the processing chamber 201, NH 4 Cl that may cause steric hindrance. It is possible to suppress the generation of

以下、参考までに、処理室201内へTiClガスとSiHガスとを同時に供給する際に生じる種々な反応について記載する。以下に示すように、副生成物としてのNHClは、それ自体が、TiClからのTiNの生成や、SiHからのSiの生成、すなわち、窒化反応を進行させる窒化剤としても作用する。すなわち、副生成物としてのNHClは、NHガスによる窒化反応を補助する第2の反応ガスとして捉えることもできる。但し、これらの反応は、処理室201内へTiClガスとSiHガスとを非同時に供給する際には生じにくい。本実施形態では、処理室201内へTiClガスとSiHガスとを同時に供給することから、これらのガスを非同時に供給する場合よりも、窒化処理を効率的に行うことができ、高い生産性を発揮するともいえる。 Hereinafter, for reference, various reactions that occur when the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are simultaneously supplied into the processing chamber 201 will be described. As shown below, NH 4 Cl as a by-product itself is used as a nitriding agent that promotes a TiN production from TiCl 4 or a Si 3 N 4 production from SiH 4 , that is, a nitriding reaction. Also works. That is, NH 4 Cl as a by-product can also be regarded as a second reaction gas that assists the nitriding reaction by the NH 3 gas. However, these reactions are unlikely to occur when the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are supplied into the processing chamber 201 non-simultaneously. In the present embodiment, since the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are supplied into the processing chamber 201 at the same time, the nitriding treatment can be performed more efficiently than in the case where these gases are not supplied at the same time, resulting in high production. It can be said that it exerts its sex.

2NHCl+TiCl ⇒ TiN+8HCl 2NH 4 Cl + TiCl 4 ⇒ TiN + 8HCl

4NHCl+4SiH ⇒ Si+SiCl+16H
SiH+HCl ⇒ SiCl+4H
4NHCl+3SiCl ⇒ Si+16HCl
4NH 4 Cl + 4SiH 4 ⇒ Si 3 N 4 + SiCl 4 + 16H 2
SiH 4 + HCl ⇒ SiCl 4 + 4H 2
4NH 4 Cl + 3SiCl 4 ⇒ Si 3 N 4 + 16HCl

(アフターパージ・大気圧復帰ステップ)
TiSiN膜の形成が完了した後、ガス供給管232d〜232fのそれぞれからNガスを処理室201内へ供給し、排気管231から排気する。Nガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室201内がパージされ、処理室201内に残留するガスや反応副生成物が処理室201内から除去される(アフターパージ)。その後、処理室201内の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、処理室201内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。
(Afterpurge / atmospheric pressure recovery step)
After the formation of the TiSiN film is completed, N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 from each of the gas supply pipes 232d to 232f and exhausted from the exhaust pipe 231. The N 2 gas acts as a purge gas. As a result, the inside of the process chamber 201 is purged, and the gas and reaction by-products remaining in the process chamber 201 are removed from the process chamber 201 (afterpurge). After that, the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with an inert gas (replacement with an inert gas), and the pressure in the processing chamber 201 is returned to normal pressure (return to atmospheric pressure).

(ボートアンロードおよびウエハディスチャージ)
ボートエレベータ115によりシールキャップ219が下降され、マニホールド209の下端が開口される。そして、処理済のウエハ200が、ボート217に支持された状態で、マニホールド209の下端から反応管203の外部に搬出される(ボートアンロード)。処理済のウエハ200は、ボート217より取出される(ウエハディスチャージ)。
(Boat unload and wafer discharge)
The boat elevator 115 lowers the seal cap 219 and opens the lower end of the manifold 209. Then, the processed wafer 200 is carried out of the lower end of the manifold 209 to the outside of the reaction tube 203 while being supported by the boat 217 (boat unloading). The processed wafer 200 is taken out from the boat 217 (wafer discharge).

(3)効果
本実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果が得られる。
(3) Effects According to this embodiment, one or a plurality of effects described below can be obtained.

(a)本実施形態で形成されるTiSiN膜は、膜中にSiを含むことから、Si非含有のTiN膜に比べ、高いFバリア効果を発揮する。このため、本実施形態のTiSiN膜を、SiO膜とW膜との間に形成することにより、この膜を、W膜からSiO膜へ向かうFの拡散を抑制するバリア膜として好適に用いることが可能となる。また、本実施形態で形成されるTiSiN膜は、その膜厚をSi非含有のTiN膜の膜厚より薄くしても、それと同等以上のFバリア効果を発揮することから、例えば、集積度を高めたNAND型フラッシュメモリ等において、好適に用いることが可能である。 (A) Since the TiSiN film formed in the present embodiment contains Si in the film, it exhibits a higher F barrier effect than the TiN film containing no Si. Therefore, by forming the TiSiN film of the present embodiment between the SiO film and the W film, this film can be suitably used as a barrier film that suppresses diffusion of F from the W film to the SiO film. It will be possible. Further, the TiSiN film formed in this embodiment exhibits an F barrier effect equal to or higher than that even if the film thickness thereof is smaller than that of the SiN-free TiN film. It can be preferably used in an enhanced NAND flash memory or the like.

(b)ステップ1では、ウエハ200に対してTiClガスとSiHガスとを同時に供給することにより、これらのガスをウエハ200の表面上で互いに反応させることが可能となる。結果として、これらのガスを非同時に供給する場合よりも、第1層の形成を効率的に行うことができ、TiSiN膜の成膜レートを向上させることが可能となる。 (B) In step 1, by simultaneously supplying TiCl 4 gas and SiH 4 gas to the wafer 200, these gases can be reacted with each other on the surface of the wafer 200. As a result, the first layer can be formed more efficiently and the TiSiN film deposition rate can be improved than in the case where these gases are not supplied simultaneously.

(c)ステップ1では、ウエハ200に対してTiClガスとSiHガスとを同時に供給し、これらのガスをウエハ200の表面上で互いに反応させることから、これらのガスを非同時に供給する場合よりも、第1層に含まれるCl等の不純物を低減させることが可能となる。結果として、TiSiN膜を、Cl等の不純物濃度が極めて低く、高い導電性を有する(低抵抗率を有する)良質な膜とすることが可能となる。 (C) In step 1, TiCl 4 gas and SiH 4 gas are simultaneously supplied to the wafer 200, and these gases react with each other on the surface of the wafer 200. Therefore, when these gases are not simultaneously supplied. Therefore, it is possible to reduce impurities such as Cl contained in the first layer. As a result, the TiSiN film can be a high-quality film having extremely low impurity concentration such as Cl and having high conductivity (having low resistivity).

(d)ステップ1では、ウエハ200に対してTiClガスとSiHガスとを同時に供給することから、これらのガスを非同時に供給する場合よりも、副生成物としてのHClを、処理室201内から効率的に除去することが可能となる。これにより、TiSiN膜の膜質を向上させたり、処理室201内の部材のエッチングダメージを回避したりすることが可能となる。また、処理室201内からHClを効率的に除去することで、局所的な立体障害として作用し得るNHClの生成を抑制することができ、TiSiN膜の段差被覆性や面内膜厚均一性を向上させることが可能となる。 (D) In step 1, since TiCl 4 gas and SiH 4 gas are simultaneously supplied to the wafer 200, HCl as a by-product is supplied to the processing chamber 201 more than when these gases are not supplied simultaneously. It is possible to efficiently remove it from the inside. This makes it possible to improve the film quality of the TiSiN film and avoid etching damage to members inside the processing chamber 201. Further, by efficiently removing HCl from the inside of the processing chamber 201, it is possible to suppress the generation of NH 4 Cl that can act as a local steric hindrance, and to improve the step coverage of the TiSiN film and the in-plane film thickness uniformity. It is possible to improve the property.

(e)ステップ1において、ウエハ200に対してTiClガスとSiHガスとを同時に供給することにより、1サイクルあたりに実施するステップの数を3つから2つに減らすことが可能となる。結果として、1サイクルあたりの所要時間を短縮させ、サイクルの手順を簡素化させることが可能となる。これにより、成膜処理の生産性を向上させることも可能となる。 (E) In Step 1, by simultaneously supplying the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas to the wafer 200, the number of steps to be performed per cycle can be reduced from three to two. As a result, it is possible to shorten the time required for one cycle and simplify the cycle procedure. As a result, it is possible to improve the productivity of the film forming process.

(f)ステップ1において、ウエハ200に対してTiClガスとSiHガスとを同時に供給する本実施形態の成膜シーケンスでは、第1層中におけるTi/Si濃度比、すなわち、TiSiN膜の組成を、TiCl/SiH流量比を調整することで容易かつ広範囲に制御することが可能となる。これに対し、ウエハ200に対してTiClガスとSiHガスとを非同時に供給する成膜シーケンスでは、本実施形態のようにTiSiN膜の組成を広範囲に制御することは比較的困難となる。 (F) In step 1, in the film forming sequence of this embodiment in which the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are simultaneously supplied to the wafer 200, the Ti / Si concentration ratio in the first layer, that is, the composition of the TiSiN film Can be easily and widely controlled by adjusting the TiCl 4 / SiH 4 flow rate ratio. On the other hand, in the film forming sequence in which the TiCl 4 gas and the SiH 4 gas are not simultaneously supplied to the wafer 200, it is relatively difficult to control the composition of the TiSiN film over a wide range as in the present embodiment.

(g)上述の効果は、第1原料ガスとしてTiClガス以外のTi含有ガスを用いる場合や、第2原料ガスとしてSiHガス以外のSi含有ガスを用いる場合や、反応ガスとしてNHガス以外のN含有ガスを用いる場合であっても同様に得ることができる。 (G) The above effect is obtained when a Ti-containing gas other than TiCl 4 gas is used as the first raw material gas, when a Si-containing gas other than SiH 4 gas is used as the second raw material gas, and when NH 3 gas is used as the reaction gas. The same can be obtained when using N-containing gases other than the above.

例えば、Ti含有ガスとしては、TiClガスの他、ジクロロチタン(TiCl)ガス、トリクロロチタン(TiCl)ガス等のクロロチタン系ガスや、テトラフルオリドチタン(TiF)等のフルオリドチタン系ガス、すなわち、ハロゲン化チタン系ガスを用いることができる。 Examples of the Ti-containing gas include TiCl 4 gas, chlorotitanium-based gas such as dichlorotitanium (TiCl 2 ) gas and trichlorotitanium (TiCl 3 ) gas, and fluoride titanium such as tetrafluoride titanium (TiF 4 ). A system gas, that is, a titanium halide system gas can be used.

また例えば、Si含有ガスとしては、SiHガスの他、Siガス、トリシラン(Si)ガス等の水素化ケイ素ガスを用いることができる。なお、Si含有ガスとしては、上述の処理条件下においてはTi含有ガスとは気相中で反応しないガスを用いるのが好ましい。 Further, for example, as the Si-containing gas, in addition to SiH 4 gas, silicon hydride gas such as Si 2 H 6 gas and trisilane (Si 3 H 8 ) gas can be used. As the Si-containing gas, it is preferable to use a gas that does not react with the Ti-containing gas in the gas phase under the above processing conditions.

また例えば、N含有ガスとしては、NHガスの他、ジアゼン(N)ガス、ヒドラジン(N)ガス、Nガス等の窒化水素系ガスを用いることができる。 Further, for example, as the N-containing gas, in addition to NH 3 gas, a hydrogen nitride-based gas such as diazene (N 2 H 2 ) gas, hydrazine (N 2 H 4 ) gas, N 3 H 8 gas can be used.

また例えば、不活性ガスとしては、Nガスの他、Arガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の希ガスを用いることができる。 Further, for example, as the inert gas, a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas can be used in addition to N 2 gas.

(4)変形例
本実施形態における成膜処理のシーケンスでは、図4に示す態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。
(4) Modified Example The sequence of the film forming process in the present embodiment is not limited to the mode shown in FIG. 4 and can be modified as in the modified example described below.

(変形例1)
図5(a)に示すように、ステップ1では、SiHガスの供給とTiClガスの供給とを同時に開始し、SiHガスの供給をTiClガスの供給の停止よりも後に停止するようにしてもよい。
(Modification 1)
As shown in FIG. 5A, in step 1, the supply of SiH 4 gas and the supply of TiCl 4 gas are simultaneously started, and the supply of SiH 4 gas is stopped after the supply of TiCl 4 gas is stopped. You can

本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。   Also in this modification, the same effect as the film forming sequence shown in FIG. 4 can be obtained.

また、本変形例によれば、ウエハ200上に形成されるTiSiN膜のSi濃度を高めることが可能となる。というのも、ステップ1において、2種類のガスの供給を同時に停止する場合、ガス供給停止の時点では、ウエハ200の表面や第1層中にSiの吸着サイトがまだ存在(残留)している場合がある。この場合、本変形例のように、TiClガスの供給停止後もSiHガスの供給を継続することで、第1層中にSiを添加させることができ、第1層のSi濃度をさらに高めることが可能となる。また、2種類のガスの供給を同時に停止した時点で、第1層中にSiの吸着サイトが存在しない場合であっても、本変形例のように、TiClガスの供給停止後もSiHガスの供給を継続することで、第1層の表面に存在するClをSiに置換させることができ、第1層のSi濃度をさらに高めることが可能となる。これらの結果として、TiSiN膜のSi濃度をさらに高め、この膜が発揮するFバリア効果をさらに強化することが可能となる。なお、発明者等は、ステップ1においてTiClガスの供給とSiHガスの供給とを同時に停止すると、第1層のSi濃度が例えば3〜5at%になる場合もあるが、TiClガスの供給停止後もSiHガスの供給を継続することで、第1層のSi濃度を例えば20〜30at%以上程度にまで高めることが可能な場合があることを確認している。 Further, according to this modification, it is possible to increase the Si concentration of the TiSiN film formed on the wafer 200. This is because in step 1, when the supply of two kinds of gas is stopped at the same time, the adsorption sites of Si still exist (remain) on the surface of the wafer 200 or in the first layer at the time of stopping the gas supply. There are cases. In this case, as in this modification, by continuing the supply of the SiH 4 gas even after the supply of the TiCl 4 gas is stopped, Si can be added to the first layer, and the Si concentration of the first layer is further increased. It is possible to raise it. Further, even if the Si adsorption sites do not exist in the first layer at the time when the supply of the two kinds of gas is stopped at the same time, the SiH 4 gas is stopped even after the supply of the TiCl 4 gas is stopped as in this modification. By continuing the supply of the gas, Cl existing on the surface of the first layer can be replaced with Si, and the Si concentration of the first layer can be further increased. As a result of these, it is possible to further increase the Si concentration of the TiSiN film and further enhance the F barrier effect exhibited by this film. Incidentally, the inventors, etc., is stopped at Step 1 and the supply of the TiCl 4 gas supply and SiH 4 gases simultaneously, there is a case where the Si concentration of the first layer is for example a 3~5At%, of the TiCl 4 gas It has been confirmed that it may be possible to increase the Si concentration of the first layer to, for example, 20 to 30 at% or more by continuing to supply the SiH 4 gas even after the supply is stopped.

また、本変形例によれば、第1層中からCl等の不純物をさらに低減させることができ、TiSiN膜の膜質をさらに向上させることが可能となる。また、処理室201内からのHCl等の除去をより確実に行うことができ、成膜処理の品質を高めることが可能となる。   Further, according to this modification, impurities such as Cl in the first layer can be further reduced, and the quality of the TiSiN film can be further improved. Further, it is possible to more reliably remove HCl and the like from the inside of the processing chamber 201, and it is possible to improve the quality of the film forming process.

(変形例2)
図5(b)に示すように、ステップ1では、TiClガスの供給をSiHガスの供給よりも先に開始し、TiClガスの供給とSiHガスの供給とを同時に停止するようにしてもよい。
(Modification 2)
As shown in FIG. 5 (b), step 1, starting the supply of the TiCl 4 gas before the supply of the SiH 4 gas, so as to stop the supply of feed and SiH 4 gas TiCl 4 gas simultaneously May be.

本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。   Also in this modification, the same effect as the film forming sequence shown in FIG. 4 can be obtained.

また、本変形例によれば、ウエハ200上に形成されるTiSiN膜の導電性を、ウエハ200の面内全域にわたってまんべんなく確保することが可能となる。というのも、本変形例のようにTiClガスの供給をSiHガスの供給よりも先に開始する場合は、Tiを含む層を、ウエハ200の面内の全域にわたって略均一な厚さで連続的(非アイランド状かつ非メッシュ状に)に形成することが可能となる。本変形例では、ウエハ200の表面をこのような状態としてからSiHガスの供給を開始することにより、SiHガスが供給されるウエハ200上のあらゆる箇所にTiを必ず存在させることができ、ウエハ200の面内のあらゆる箇所において、Ti−Si−N結合やTi−Si−Ti結合を形成することが可能となる。このように、導電性の金属元素であるTiを含む化学結合を、ウエハ200の面内全域にわたって連続的に形成することで、TiSiN膜の導電性を、ウエハ200の面内全域にわたってまんべんなく確保することが可能となる。 Further, according to this modification, it is possible to evenly secure the conductivity of the TiSiN film formed on the wafer 200 over the entire area of the surface of the wafer 200. This is because when the supply of TiCl 4 gas is started before the supply of SiH 4 gas as in this modification, the layer containing Ti is formed with a substantially uniform thickness over the entire area of the surface of the wafer 200. It becomes possible to form continuously (non-island shape and non-mesh shape). In this modification, by starting the supply of the SiH 4 gas after setting the surface of the wafer 200 in such a state, Ti can be made to exist in every place on the wafer 200 to which the SiH 4 gas is supplied. It is possible to form Ti—Si—N bonds or Ti—Si—Ti bonds at any position on the surface of the wafer 200. In this way, by continuously forming the chemical bond containing Ti, which is a conductive metal element, over the entire surface of the wafer 200, the conductivity of the TiSiN film is uniformly ensured over the entire surface of the wafer 200. It becomes possible.

これに対し、ステップ1において、SiHガスの供給をTiClガスの供給よりも先に開始する場合には、上述の効果を得ることが困難となる。というのも、ステップ1においてSiHガスの供給をTiClガスの供給よりも先に開始すると、ステップ2で形成されウエハ200の表面等に残留していた副生成物としてのNHClと、ステップ1で供給されたSiHと、が反応することにより、絶縁性のSiが、ウエハ200の表面上において非連続的に(アイランド状或いはメッシュ状に)形成されてしまう場合がある。この場合、Siが形成された箇所では、N−Si−N結合のようにSiの結合手の全てにNが結合した状態となっており、Ti−Si−N結合やTi−Si−Ti結合、すなわち、導電性の金属元素であるTiを含む化学結合を新たに構成することが困難となる。その結果、TiSiN膜の導電性が、ウエハ200の面内において局所的に低下してしまう場合がある。 On the other hand, in step 1, if the supply of the SiH 4 gas is started before the supply of the TiCl 4 gas, it becomes difficult to obtain the above effect. This is because, if the supply of SiH 4 gas is started before the supply of TiCl 4 gas in step 1, NH 4 Cl as a by-product remaining on the surface of the wafer 200 formed in step 2 and the like, By reacting with SiH 4 supplied in step 1, insulating Si 3 N 4 may be discontinuously formed (island-like or mesh-like) on the surface of the wafer 200. .. In this case, in the place where Si 3 N 4 is formed, N is in a state of being bonded to all Si bonds such as N—Si—N bond, and Ti—Si—N bond and Ti—Si bond are formed. It becomes difficult to newly form a —Ti bond, that is, a chemical bond containing Ti, which is a conductive metal element. As a result, the conductivity of the TiSiN film may locally decrease in the plane of the wafer 200.

また、本変形例によれば、TiSiN膜中へのSiの添加量を適正に抑制することが可能となる。TiSiN膜のSi濃度を適正に低く抑えることで、TiSiN膜の段差被覆性(ステップカバレッジ)を向上させることが可能となる。発明者等は、TiSiN膜のSi濃度を20%とするとステップカバレッジが75.2%程度となる場合が有るのに対し、TiSiN膜のSi濃度を15%とすることでこれを81.1%以上に高めることが可能な場合があることを確認済みである。なお、この現象は、ウエハ200のSiHガス曝露量を抑制する他の変形例においても、同様に得られる。 Further, according to this modification, it is possible to properly suppress the amount of Si added to the TiSiN film. By appropriately reducing the Si concentration of the TiSiN film, it becomes possible to improve the step coverage of the TiSiN film. The inventors have found that when the Si concentration of the TiSiN film is set to 20%, the step coverage may be about 75.2%, while the Si concentration of the TiSiN film is set to 15%, the step coverage becomes 81.1%. It has been confirmed that it may be possible to increase the above. Note that this phenomenon is similarly obtained in other modified examples in which the SiH 4 gas exposure amount of the wafer 200 is suppressed.

(変形例3)
図5(c)に示すように、ステップ1では、TiClガスの供給をSiHガスの供給よりも先に開始し、TiClガスの供給をSiHガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例1,2と同様の効果が得られる。
(Modification 3)
As shown in FIG. 5 (c), step 1, starting the supply of the TiCl 4 gas before the supply of the SiH 4 gas, so as to stop the supply of the TiCl 4 gas before the supply of the SiH 4 gas You can Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modifications 1 and 2 can be obtained.

(変形例4)
図6(a)に示すように、ステップ1では、各種ガスの供給開始や供給停止を変形例3と同様に制御してもよい。そして、SiHガスの供給を開始する前におけるTiClガスの供給流量を、SiHガスの供給を開始した後におけるTiClガスの供給流量よりも少なくしてもよい。
(Modification 4)
As shown in FIG. 6A, in step 1, supply start or supply stop of various gases may be controlled in the same manner as in the third modification. Then, the supply flow rate of TiCl 4 gas before starting the supply of the SiH 4 gas, may be less than the supply flow rate of the definitive TiCl 4 gas after starting the supply of the SiH 4 gas.

本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例3と同様の効果が得られる。また、本変形例によれば、ステップ1におけるTiClガスの供給流量を上述のように設定することで、第1層中に含まれるTiの量を適正に抑制し、すなわち、第1層中におけるSiの吸着サイトを適正に確保し、第1層中へのSiの添加を促進させることが可能となる。これにより、TiSiN膜のSi濃度を増加させ、この膜が発揮するFバリア効果をさらに強化することが可能となる。さらに、ステップ1におけるTiClガスの供給流量を上述のように設定することで、第1層中に残留するClやHの量をより少なくすることができるとともに、HCl等の副生成物の発生をより少なくすることが可能となる。また、本変形例によれば、TiClガスの供給停止後に継続して行うSiHガスの供給処理の実施期間を短くしても、TiSiN膜のSi濃度を充分に高めることが可能となることから、1サイクルあたりの所要時間を短縮させ、成膜処理の生産性を向上させることが可能となる。 Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modification 3 can be obtained. Further, according to this modification, by setting the supply flow rate of the TiCl 4 gas in step 1 as described above, the amount of Ti contained in the first layer is appropriately suppressed, that is, in the first layer. It is possible to properly secure the Si adsorption site in and to promote the addition of Si into the first layer. This makes it possible to increase the Si concentration of the TiSiN film and further enhance the F barrier effect exhibited by this film. Furthermore, by setting the TiCl 4 gas supply flow rate in step 1 as described above, the amounts of Cl and H remaining in the first layer can be further reduced, and by-products such as HCl are generated. Can be reduced. Further, according to this modification, it is possible to sufficiently increase the Si concentration of the TiSiN film even if the period of time for which the SiH 4 gas supply process is continuously performed after the supply of the TiCl 4 gas is stopped is shortened. Therefore, it is possible to shorten the time required for one cycle and improve the productivity of the film forming process.

(変形例5)
図6(b)に示すように、ステップ1では、各種ガスの供給開始や供給停止を変形例3と同様に制御してもよい。そして、TiClガスの供給流量を変形例4と同様に制御してもよい。さらに、TiClガスの供給を停止した後におけるSiHガスの供給流量を、TiClガスの供給を停止する前におけるSiHガスの供給流量よりも少なくしてもよい。
(Modification 5)
As shown in FIG. 6B, in step 1, the supply start or supply stop of various gases may be controlled in the same manner as in the third modification. Then, the supply flow rate of TiCl 4 gas may be controlled in the same manner as in Modification 4. Furthermore, the supply flow rate of definitive SiH 4 gas after stopping the supply of the TiCl 4 gas, may be less than the supply flow rate of the SiH 4 gas before stopping the supply of the TiCl 4 gas.

本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例3,4と同様の効果が得られる。また、SiHガスの供給流量を上述のように設定することで、TiClガスの供給を停止した後において、第1層中へのSiの添加がソフトに行われることになり、第1層の全域にわたってSiをより均一に添加することが可能となる。 Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modifications 3 and 4 can be obtained. Further, by setting the supply flow rate of the SiH 4 gas as described above, after the supply of the TiCl 4 gas is stopped, Si is softly added to the first layer, and thus the first layer It is possible to add Si more uniformly over the entire area of.

(変形例6)
図6(c)に示すように、ステップ1では、各種ガスの供給開始や供給停止を変形例3と同様に制御してもよい。そして、SiHガスの供給流量を変形例5と同様に制御してもよい。本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例3と同様の効果が得られる。また、変形例5と同様に、TiClガスの供給を停止した後において第1層中へのSiの添加がソフトに行われることになり、第1層の全域にわたってSiをより均一に添加することが可能となる。
(Modification 6)
As shown in FIG. 6C, in step 1, the supply start and supply stop of various gases may be controlled in the same manner as in the third modification. Then, the supply flow rate of the SiH 4 gas may be controlled as in the fifth modification. Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modification 3 can be obtained. Further, similarly to the modified example 5, after the supply of the TiCl 4 gas is stopped, Si is softly added to the first layer, and Si is more uniformly added over the entire area of the first layer. It becomes possible.

(変形例7)
図7(a)に示すように、ステップ1では、各種ガスの供給開始や供給停止を変形例3と同様に制御してもよい。そして、SiHガスの供給を開始する前におけるTiClガスの供給流量を、SiHガスの供給を開始した後におけるTiClガスの供給流量よりも大きくしてもよい。本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例3と同様の効果が得られる。また、ステップ1におけるTiClガスの供給流量を上述のように設定することで、変形例2で説明した効果が、より確実に得られるようになる。
(Modification 7)
As shown in FIG. 7A, in step 1, supply start or supply stop of various gases may be controlled in the same manner as in the third modification. Then, the supply flow rate of TiCl 4 gas before starting the supply of the SiH 4 gas, may be greater than the supply flow rate of the definitive TiCl 4 gas after starting the supply of the SiH 4 gas. Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modification 3 can be obtained. Further, by setting the TiCl 4 gas supply flow rate in Step 1 as described above, the effect described in Modification 2 can be more reliably obtained.

(変形例8)
図7(b)に示すように、ステップ1では、各種ガスの供給開始や供給停止を変形例3と同様に制御してもよい。そして、TiClガスの供給流量を変形例7と同様に制御してもよい。さらに、TiClガスの供給を停止した後におけるSiHガスの供給流量を、TiClガスの供給を停止する前におけるSiHガスの供給流量よりも大きくしてもよい。本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例7と同様の効果が得られる。また、ステップ1におけるSiHガスの供給流量を上述のように設定することにより、変形例1で説明した効果が、より確実に得られるようになる。
(Modification 8)
As shown in FIG. 7B, in step 1, supply start or supply stop of various gases may be controlled in the same manner as in the third modification. Then, the supply flow rate of the TiCl 4 gas may be controlled as in the modification 7. Furthermore, the supply flow rate of definitive SiH 4 gas after stopping the supply of the TiCl 4 gas, may be greater than the supply flow rate of the SiH 4 gas before stopping the supply of the TiCl 4 gas. Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modification 7 can be obtained. Further, by setting the supply flow rate of the SiH 4 gas in step 1 as described above, the effect described in the modification 1 can be obtained more reliably.

(変形例9)
図7(c)に示すように、ステップ1では、各種ガスの供給開始や供給停止を変形例3と同様に制御してもよい。そして、TiClガスの供給流量を変形例7と同様に制御し、SiHガスの供給流量を変形例5と同様に制御してもよい。本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例5,7と同様の効果が得られる。
(Modification 9)
As shown in FIG. 7C, in step 1, the start and stop of supply of various gases may be controlled in the same manner as in the third modification. Then, the supply flow rate of the TiCl 4 gas may be controlled in the same manner as in Modification 7, and the supply flow rate of the SiH 4 gas may be controlled in the same manner as in Modification 5. Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modifications 5 and 7 can be obtained.

(変形例10)
図8(a)に示すように、ステップ1では、各種ガスの供給開始や供給停止を変形例3と同様に制御してもよい。そして、SiHガスの供給流量を変形例8と同様に制御してもよい。本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例3と同様の効果が得られる。また、ステップ1におけるSiHガスの供給流量を上述のように設定することにより、変形例1で説明した効果が、より確実に得られるようになる。
(Modification 10)
As shown in FIG. 8A, in step 1, supply start or supply stop of various gases may be controlled in the same manner as in the third modification. Then, the supply flow rate of the SiH 4 gas may be controlled as in the modification 8. Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modification 3 can be obtained. Further, by setting the supply flow rate of the SiH 4 gas in step 1 as described above, the effect described in the modification 1 can be obtained more reliably.

(変形例11)
図8(b)に示すように、ステップ1では、各種ガスの供給開始や供給停止を変形例3と同様に制御してもよい。そして、TiClガスの供給流量を変形例4と同様に制御し、SiHガスの供給流量を変形例8と同様に制御してもよい。本変形例においても、図4に示す成膜シーケンスや、変形例3,4,8と同様の効果が得られる。
(Modification 11)
As shown in FIG. 8B, in step 1, supply start or supply stop of various gases may be controlled in the same manner as in the third modification. Then, the supply flow rate of the TiCl 4 gas may be controlled in the same manner as in Modification 4 , and the supply flow rate of the SiH 4 gas may be controlled in the same manner as in Modification 8. Also in this modification, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG. 4 and modifications 3, 4, and 8 can be obtained.

(変形例における処理条件)
上述の各変形例において、SiHガスを単独で供給する場合の処理条件は、以下の通りである。
(Processing conditions in modified example)
In each of the modified examples described above, the processing conditions when the SiH 4 gas is supplied alone are as follows.

処理室201内の圧力は、例えば1〜3000Paの範囲内の所定の圧力とする。また、SiHガスの供給流量は、例えば0.001〜2slm、好ましくは0.05〜1.5slm、より好ましくは0.1〜1slmの範囲内の所定の流量とする。SiHガスの供給時間は、例えば0.01〜30秒の範囲内の所定の時間とする。また、各ガス供給管より供給するNガスの供給流量は、例えば0〜10slmの範囲内の所定の流量とする。 The pressure in the processing chamber 201 is a predetermined pressure within the range of 1 to 3000 Pa, for example. The supply flow rate of the SiH 4 gas is, for example, a predetermined flow rate within the range of 0.001 to 2 slm, preferably 0.05 to 1.5 slm, and more preferably 0.1 to 1 slm. The supply time of the SiH 4 gas is, for example, a predetermined time within the range of 0.01 to 30 seconds. Further, the supply flow rate of the N 2 gas supplied from each gas supply pipe is, for example, a predetermined flow rate within the range of 0 to 10 slm.

また、上述の各変形例において、TiClガスを単独で供給する場合の処理条件は、以下の通りである。 Further, in each of the modified examples described above, the processing conditions when TiCl 4 gas is supplied alone are as follows.

処理室201内の圧力は、例えば1〜3000Paの範囲内の所定の圧力とする。TiClガスの供給流量は、例えば0.01〜2slm、好ましくは0.1〜1.5slm、より好ましくは0.2〜1slmの範囲内の所定の流量とする。TiClガスの供給時間は、例えば0.1〜30秒、好ましくは0.5〜20秒、より好ましくは1〜10秒の範囲内の所定の時間とする。各ガス供給管より供給するNガスの供給流量は、例えば0.1〜20slmの範囲内の所定の流量とする。 The pressure in the processing chamber 201 is a predetermined pressure within the range of 1 to 3000 Pa, for example. The supply flow rate of the TiCl 4 gas is, for example, a predetermined flow rate within the range of 0.01 to 2 slm, preferably 0.1 to 1.5 slm, and more preferably 0.2 to 1 slm. The supply time of the TiCl 4 gas is, for example, 0.1 to 30 seconds, preferably 0.5 to 20 seconds, and more preferably 1 to 10 seconds. The supply flow rate of the N 2 gas supplied from each gas supply pipe is, for example, a predetermined flow rate within the range of 0.1 to 20 slm.

他の処理条件は、上述の図4に示す成膜シーケンスと同様とする。各種処理条件を上述の範囲内とすることで、それぞれの変形例に応じた効果が適正に得られるようになる。   Other processing conditions are the same as those of the film forming sequence shown in FIG. By setting the various processing conditions within the above range, the effects according to the respective modified examples can be properly obtained.

<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
The embodiments of the present invention have been specifically described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、以下に示す成膜シーケンスのように、反応ガスとして、プロピレン(C)ガス等の炭化水素系ガス、すなわち、C含有ガスを用い、ウエハ200上に、Ti、SiおよびCを含む膜として、チタン炭化膜(TiSiC膜)を形成するようにしてもよい。この場合であっても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。また、膜中にCをドープすることで、この膜の仕事関数を低下させることが可能となる。 For example, as in the film formation sequence shown below, a hydrocarbon-based gas such as propylene (C 3 H 6 ) gas, that is, a C-containing gas is used as a reaction gas, and Ti, Si, and C are deposited on the wafer 200. A titanium carbide film (TiSiC film) may be formed as the included film. Even in this case, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Further, by doping C into the film, the work function of this film can be lowered.

(TiCl+SiH→C)×n ⇒ TiSiC (TiCl 4 + SiH 4 → C 3 H 6 ) × n ⇒ TiSiC

また例えば、以下に示す成膜シーケンスのように、反応ガスとして、トリエチルアミン((CN)、略称:TEA)等のアミン系ガスや、ジメチルヒドラジン((CH、略称:DMH)等の有機ヒドラジン系ガス、すなわち、NおよびCを含むガスを用い、ウエハ200上に、Ti、Si、C、およびNを含む膜として、チタン炭窒化膜(TiSiCN膜)を形成するようにしてもよい。また、複数種類の反応ガスを組み合わせ、ウエハ200上にTiSiCN膜を形成するようにしてもよい。これらの場合であっても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。また、膜中にCをドープすることで、この膜の仕事関数を低下させることが可能となる。 Further, for example, as in the film formation sequence shown below, an amine-based gas such as triethylamine ((C 2 H 5 ) 3 N), abbreviated as TEA) or dimethylhydrazine ((CH 3 ) 2 N 2 is used as a reaction gas. A titanium carbonitride film (TiSiCN film) is used as a film containing Ti, Si, C, and N on the wafer 200 by using an organic hydrazine-based gas such as H 2 , abbreviated: DMH), that is, a gas containing N and C. ) May be formed. Further, a plurality of types of reaction gases may be combined to form a TiSiCN film on the wafer 200. Even in these cases, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. Further, by doping C into the film, the work function of this film can be lowered.

(TiCl+SiH→TEA)×n ⇒ TiSiCN (TiCl 4 + SiH 4 → TEA) × n ⇒ TiSiCN

(TiCl+SiH→DMH)×n ⇒ TiSiCN (TiCl 4 + SiH 4 → DMH) × n ⇒ TiSiCN

(TiCl+SiH→C→NH)×n ⇒ TiSiCN (TiCl 4 + SiH 4 → C 3 H 6 → NH 3 ) × n ⇒ TiSiCN

また例えば、上述の実施形態や変形例では、基板上に金属元素としてTiを含む膜を形成する例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。すなわち、本発明は、Tiの他、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、ストロンチウム(Sr)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)等の金属元素を含む膜を基板上に形成する場合にも、好適に適用することができる。また、本発明は、他の元素としてSiを含む膜を形成する例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。すなわち、本発明は、Siの他、ゲルマニウム(Ge)、ボロン(B)、ヒ素(As)、リン(P)、Al等を他の元素として含む膜を基板上に形成する場合にも、好適に適用することができる。   Further, for example, in the above-described embodiments and modifications, an example of forming a film containing Ti as a metal element on the substrate has been described, but the present invention is not limited to such an aspect. That is, in the present invention, in addition to Ti, zirconium (Zr), hafnium (Hf), niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), tungsten (W), yttrium (Y), lanthanum (La), It can be preferably applied also when a film containing a metal element such as strontium (Sr), aluminum (Al), chromium (Cr), vanadium (V), gallium (Ga) is formed on a substrate. Further, although the present invention has been described with respect to an example of forming a film containing Si as another element, the present invention is not limited to such an aspect. That is, the present invention is suitable when a film containing germanium (Ge), boron (B), arsenic (As), phosphorus (P), Al, etc. as other elements in addition to Si is formed on the substrate. Can be applied to.

また、本発明は、以下に示す成膜シーケンスのように、金属元素の代わりにSi、Ge、B等の半金属元素を含む膜を形成する場合、すなわち、導電膜ではなく絶縁膜を形成する場合にも、好適に適用することが可能となる。この場合、第1原料ガスとしては、テトラクロロシラン(SiCl)ガス等のハロシラン原料ガスを用いることができる。また反応ガスとしては、上述の各種反応ガスの他、酸素(O)ガス等のO含有ガス(酸化剤)を用いることができる。 Further, according to the present invention, when a film containing a metalloid element such as Si, Ge, or B instead of a metal element is formed as in the film formation sequence described below, that is, an insulating film is formed instead of a conductive film. Even in such a case, it is possible to apply it suitably. In this case, a halosilane raw material gas such as tetrachlorosilane (SiCl 4 ) gas can be used as the first raw material gas. As the reaction gas, an O-containing gas (oxidant) such as oxygen (O 2 ) gas can be used in addition to the above-mentioned various reaction gases.

(SiCl+SiH→NH)×n ⇒ SiN (SiCl 4 + SiH 4 → NH 3 ) × n ⇒ SiN

(SiCl+SiH→C)×n ⇒ SiC (SiCl 4 + SiH 4 → C 3 H 6 ) × n ⇒ SiC

(SiCl+SiH→TEA)×n ⇒ SiCN (SiCl 4 + SiH 4 → TEA) × n ⇒ SiCN

(SiCl+SiH→C→NH→O)×n ⇒ SiOCN (SiCl 4 + SiH 4 → C 3 H 6 → NH 3 → O 2 ) × n ⇒ SiOCN

また例えば、ステップ1では、APCバルブ244を閉じた状態で、減圧された処理室201内へTiClガスをフラッシュフローにより一気に供給するようにしてもよい。例えば、ガス供給管232aにおけるバルブ243aの上流側等に、加圧容器として構成された第1タンク(ガス溜め部)を設け、ステップ1では、APCバルブ244を閉じた状態で、第1タンク内に充填された高圧のTiClガスをフラッシュフローにより処理室201内へ一気に供給するようにしてもよい。TiClガスの供給をこのように行うことで、ステップ1の所要期間を短縮させ、成膜処理の生産性を向上させることが可能となる。 Further, for example, in step 1, with the APC valve 244 closed, the TiCl 4 gas may be supplied to the depressurized processing chamber 201 all at once by flash flow. For example, a first tank (gas reservoir) configured as a pressurizing container is provided on the upstream side of the valve 243a in the gas supply pipe 232a, etc., and in step 1, the APC valve 244 is closed and the first tank The high-pressure TiCl 4 gas filled in the chamber may be supplied into the processing chamber 201 at once by flash flow. By supplying the TiCl 4 gas in this way, it is possible to shorten the period required for step 1 and improve the productivity of the film forming process.

また例えば、ステップ2では、APCバルブ244を閉じた状態で、減圧された処理室201内へNHガスをフラッシュフローにより一気に供給するようにしてもよい。例えば、ガス供給管232cにおけるバルブ243cの上流側等に、加圧容器として構成された第2タンク(ガス溜め部)を設け、ステップ2では、APCバルブ244を閉じた状態で、第2タンク内に充填された高圧のNHガスをフラッシュフローにより処理室201内へ一気に供給するようにしてもよい。 Further, for example, in step 2, with the APC valve 244 closed, the NH 3 gas may be supplied all at once by flash flow into the decompressed processing chamber 201. For example, in the gas supply pipe 232c, on the upstream side of the valve 243c or the like, a second tank (gas reservoir) configured as a pressurized container is provided, and in step 2, the APC valve 244 is closed and the second tank The high-pressure NH 3 gas filled in may be supplied into the processing chamber 201 all at once by flash flow.

NHガスの供給をこのように行うことで、ステップ2の所要期間を短縮させ、成膜処理の生産性を向上させることが可能となる。 By supplying the NH 3 gas in this way, it is possible to shorten the period required for step 2 and improve the productivity of the film forming process.

また、NHガスの供給をこのように行うことで、処理室201内に存在する副生成物を、処理室201内から速やかに排出できるようになる。結果として、TiSiN膜中への副生成物の取り込みを抑制し、この膜の膜質を向上させることが可能となる。というのも、副生成物としてのHClは、上述したようにステップ1を行うことでも生成されるが、ステップ2を行った際に第1層の表面に吸着しているClがNHガスに含まれるNと置換されることによっても生成される。副生成物としてのHClは、ステップ2で供給されたNHガスと反応することで、NHCl等の新たな副生成物を生成する場合がある。これに対し、NHガスの供給をフラッシュフローにより行うことで、NHCl等の副生成物が新たに生成される前にHClを処理室201内から排出することが可能となる。結果として、TiSiN膜中へのNHCl等の取り込みを抑制できるようになる。 Further, by supplying the NH 3 gas in this way, the by-products existing in the processing chamber 201 can be quickly discharged from the processing chamber 201. As a result, it is possible to suppress the incorporation of by-products into the TiSiN film and improve the film quality of this film. This is because HCl as a by-product is also generated by performing step 1 as described above, but when step 2 is performed, Cl adsorbed on the surface of the first layer becomes NH 3 gas. It is also generated by substituting the contained N. HCl as a by-product may react with the NH 3 gas supplied in step 2 to generate a new by-product such as NH 4 Cl. On the other hand, by supplying the NH 3 gas by the flash flow, it becomes possible to discharge HCl from the processing chamber 201 before a new by-product such as NH 4 Cl is newly generated. As a result, the incorporation of NH 4 Cl or the like into the TiSiN film can be suppressed.

また、本実施形態では、第1原料ガス、第2原料ガス、反応ガスを3本のノズル249a〜249cを用いて独立に処理室201内へ供給する場合について説明した。このように、各種ガスを異なるノズルを用いて独立に供給する場合には、第1原料ガスを供給するノズル249aと、第2原料ガスを供給するノズル249bと、を可能な限り近接させた方がよい。このように構成することにより、第1原料ガスと第2原料ガスとを効率よく混合させることが可能となる。結果として、ウエハ200上に形成される膜の組成や膜質を、その面内にわたって均一化させることが可能となる。   Further, in the present embodiment, the case has been described in which the first source gas, the second source gas, and the reaction gas are independently supplied into the processing chamber 201 using the three nozzles 249a to 249c. As described above, when various gases are independently supplied using different nozzles, the nozzle 249a for supplying the first raw material gas and the nozzle 249b for supplying the second raw material gas should be as close as possible to each other. Is good. With this configuration, the first source gas and the second source gas can be efficiently mixed. As a result, the composition and film quality of the film formed on the wafer 200 can be made uniform over the surface.

また、本実施形態では、第1原料ガス、第2原料ガス、反応ガスを3本のノズル249a〜249cを用いて独立に処理室201内へ供給する場合について説明した。しかしながら、本発明は、このような実施形態に限定されない。例えば、第1原料ガスを供給するノズル249aと、第2原料ガスを供給するノズル249bと、を共用とし、処理室内201に設けるノズルを2本としてもよい。このように構成することにより、第1原料ガスと第2原料ガスとをノズル内にて効率よく混合(プリミックス)させることが可能となる。結果として、ウエハ200上に形成される膜の組成や膜質を、その面内にわたって均一化させることが可能となる。   Further, in the present embodiment, the case has been described in which the first source gas, the second source gas, and the reaction gas are independently supplied into the processing chamber 201 using the three nozzles 249a to 249c. However, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the nozzle 249a for supplying the first source gas and the nozzle 249b for supplying the second source gas may be shared, and two nozzles may be provided in the processing chamber 201. With this configuration, the first source gas and the second source gas can be efficiently mixed (premixed) in the nozzle. As a result, the composition and film quality of the film formed on the wafer 200 can be made uniform over the surface.

基板処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置123を介して記憶装置121c内に格納しておくことが好ましい。そして、基板処理を開始する際、CPU121aが、記憶装置121c内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、1台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、基板処理を迅速に開始できるようになる。   It is preferable that the recipe used for the substrate processing is individually prepared according to the processing content and stored in the storage device 121c via the telecommunication line or the external storage device 123. Then, when starting the substrate processing, it is preferable that the CPU 121a appropriately selects an appropriate recipe from a plurality of recipes stored in the storage device 121c according to the processing content. As a result, it becomes possible to form films of various film types, composition ratios, film qualities, and film thicknesses with good reproducibility with one substrate processing apparatus. In addition, the burden on the operator can be reduced, and it becomes possible to quickly start the substrate processing while avoiding an operation error.

上述したレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置122を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更してもよい。   The above-described recipe is not limited to the case of newly creating the recipe, but may be prepared by, for example, changing an existing recipe already installed in the substrate processing apparatus. When changing the recipe, the changed recipe may be installed in the substrate processing apparatus via an electric communication line or a recording medium recording the recipe. Further, the input / output device 122 included in the existing substrate processing apparatus may be operated to directly change the existing recipe already installed in the substrate processing apparatus.

上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、例えば、一度に1枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。   In the above-described embodiment, an example in which a film is formed using a batch-type substrate processing apparatus that processes a plurality of substrates at once has been described. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be suitably applied to, for example, the case where a film is formed using a single-wafer type substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time. Further, in the above-described embodiment, an example of forming a film by using the substrate processing apparatus having the hot wall type processing furnace has been described. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied to the case where a film is formed using a substrate processing apparatus having a cold wall type processing furnace.

例えば、図9に示す処理炉302を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉302は、処理室301を形成する処理容器303と、処理室301内へガスをシャワー状に供給するシャワーヘッド303sと、1枚または数枚のウエハ200を水平姿勢で支持する支持台317と、支持台317を下方から支持する回転軸355と、支持台317に設けられたヒータ307と、を備えている。シャワーヘッド303sのインレットにはガス供給ポート332a〜332cが接続されている。ガス供給ポート332a、332b、332cには、上述の実施形態の第1原料ガス供給系、第2原料ガス供給系、反応ガス供給系と同様のガス供給系がそれぞれ接続されている。シャワーヘッド303sのアウトレットには、ガス分散板が設けられている。処理容器303には、処理室301内を排気する排気ポート331が設けられている。排気ポート331には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。   For example, the present invention can be suitably applied to the case where a film is formed using the substrate processing apparatus including the processing furnace 302 shown in FIG. The processing furnace 302 includes a processing container 303 that forms the processing chamber 301, a shower head 303s that supplies gas into the processing chamber 301 in a shower shape, and a support 317 that horizontally supports one or several wafers 200. A rotary shaft 355 that supports the support 317 from below, and a heater 307 provided on the support 317. Gas supply ports 332a to 332c are connected to the inlet of the shower head 303s. The gas supply ports 332a, 332b, 332c are connected to gas supply systems similar to the first source gas supply system, the second source gas supply system, and the reaction gas supply system of the above-described embodiment, respectively. A gas dispersion plate is provided at the outlet of the shower head 303s. An exhaust port 331 for exhausting the inside of the processing chamber 301 is provided in the processing container 303. An exhaust system similar to the exhaust system of the above-described embodiment is connected to the exhaust port 331.

また例えば、図10に示す処理炉402を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉402は、処理室401を形成する処理容器403と、1枚または数枚のウエハ200を水平姿勢で支持する支持台417と、支持台417を下方から支持する回転軸455と、処理容器403内のウエハ200に向けて光照射を行うランプヒータ407と、ランプヒータ407の光を透過させる石英窓403wと、を備えている。処理容器403にはガス供給ポート432a〜432cが接続されている。ガス供給ポート432a、432b、432cには、上述の実施形態の第1原料ガス供給系、第2原料ガス供給系、反応ガス供給系と同様のガス供給系がそれぞれ接続されている。ガス供給ポート432a〜432cは、処理室401内へ搬入されたウエハ200の端部の側方にそれぞれ設けられている。処理容器403には、処理室401内を排気する排気ポート431が設けられている。排気ポート431には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。   Further, for example, the present invention can be suitably applied to the case where a film is formed using the substrate processing apparatus including the processing furnace 402 shown in FIG. The processing furnace 402 includes a processing container 403 that forms the processing chamber 401, a support 417 that horizontally supports one or several wafers 200, a rotating shaft 455 that supports the support 417 from below, and a processing container. A lamp heater 407 that irradiates the wafer 200 in the light 403 with light and a quartz window 403w that transmits the light of the lamp heater 407 are provided. Gas supply ports 432a to 432c are connected to the processing container 403. The gas supply ports 432a, 432b, 432c are connected to gas supply systems similar to the first source gas supply system, the second source gas supply system, and the reaction gas supply system of the above-described embodiment, respectively. The gas supply ports 432a to 432c are provided at the sides of the end portion of the wafer 200 loaded into the processing chamber 401. The processing container 403 is provided with an exhaust port 431 for exhausting the inside of the processing chamber 401. An exhaust system similar to the exhaust system of the above-described embodiment is connected to the exhaust port 431.

これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や変形例と同様な処理手順、処理条件にて成膜処理を行うことができ、上述の実施形態や変形例と同様の効果が得られる。   Even when these substrate processing apparatuses are used, the film forming process can be performed under the same processing procedure and processing conditions as those of the above-described embodiment and modification, and the same effects as those of the above-described embodiment and modification are obtained. Be done.

また、上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の実施形態の処理手順、処理条件と同様とすることができる。   Further, the above-described embodiments and modified examples can be appropriately combined and used. The processing procedure and processing condition at this time can be the same as the processing procedure and processing condition of the above-described embodiment, for example.

以下、上述の実施形態や変形例で得られる効果を裏付ける実験結果について説明する。   Hereinafter, experimental results that support the effects obtained in the above-described embodiment and modification will be described.

(実施例1)
実施例1として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図4に示すシーケンスによりウエハ上にTiSiN膜を形成した。成膜処理の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の所定の条件とした。
(Example 1)
As Example 1, the substrate processing apparatus according to the above-described embodiment was used to form a TiSiN film on the wafer in the sequence shown in FIG. The processing condition of the film forming process was a predetermined condition within the processing condition range described in the above embodiment.

また、比較例1aとして、図11(a)に示すシーケンス、すなわち、ウエハに対してTiClガス、NHガス、SiHガスを非同時に順次供給するサイクルを繰り返すことにより、ウエハ上にTiSiN膜を形成した。 In addition, as Comparative Example 1a, the sequence shown in FIG. 11A, that is, the cycle in which the TiCl 4 gas, the NH 3 gas, and the SiH 4 gas are sequentially and non-simultaneously supplied to the wafer is repeated, so that the TiSiN film is formed on the wafer. Formed.

また、比較例1bとして、図11(b)に示すシーケンス、すなわち、ウエハに対してTiClガスを供給するステップと、ウエハに対してNHガスとSiHガスとを同時に供給するステップとを交互に繰り返すシーケンスにより、ウエハ上にTiSiN膜を形成した。 Further, as Comparative Example 1b, the sequence shown in FIG. 11B, that is, the step of supplying TiCl 4 gas to the wafer and the step of simultaneously supplying NH 3 gas and SiH 4 gas to the wafer are performed. A TiSiN film was formed on the wafer by an alternating repeating sequence.

そして、実施例1および比較例1a,1bで形成した各TiSiN膜について、組成および抵抗率をそれぞれ測定した。組成の測定はX線光電子分光(XPS)法を用いて行った。図12(a)に、実施例1および比較例1a,1bの各膜における組成および抵抗率を一覧表で示す。図12(a)によれば、実施例1のTiSiN膜は、比較例1a,1bのTiSiN膜と比較して、Ti、NおよびSiの含有率に大きな差がないことが分かる。また、実施例1のTiSiN膜は、比較例1a,1bのTiSiN膜と比較して、抵抗率が著しく低いこと、すなわち、導電性が良好であることが分かる。これは、実施例1のTiSiN膜が、比較例1a,1bのTiSiN膜よりも、Cl濃度が低いことによるものと考えられる。すなわち、図4に示すシーケンスにより形成した膜は、図11(a)や図11(b)に示すシーケンスにより形成した膜よりも、不純物濃度が低く、導電性に優れた良質な膜となることが分かる。また、図4に示すシーケンスにより形成した膜は、図11(a)や図11(b)に示すシーケンスにより形成した膜と同程度にSiを含むことから、同程度のFバリア機能を有するであろうことが分かる。   Then, the composition and the resistivity of each of the TiSiN films formed in Example 1 and Comparative Examples 1a and 1b were measured. The composition was measured by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method. FIG. 12A shows a list of compositions and resistivities of the films of Example 1 and Comparative Examples 1a and 1b. According to FIG. 12A, it can be seen that the TiSiN film of Example 1 has no great difference in the content rates of Ti, N, and Si as compared with the TiSiN films of Comparative Examples 1a and 1b. Further, it can be seen that the TiSiN film of Example 1 has significantly lower resistivity than the TiSiN films of Comparative Examples 1a and 1b, that is, has good conductivity. It is considered that this is because the TiSiN film of Example 1 has a lower Cl concentration than the TiSiN films of Comparative Examples 1a and 1b. That is, the film formed by the sequence shown in FIG. 4 is a high-quality film having a lower impurity concentration and excellent conductivity than the film formed by the sequence shown in FIGS. 11A and 11B. I understand. The film formed by the sequence shown in FIG. 4 contains Si to the same extent as the film formed by the sequence shown in FIGS. 11A and 11B, and therefore has the same F barrier function. I understand that

(実施例2a〜2d)
実施例2aとして、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図4に示す成膜シーケンスにより、ウエハ上にTiSiN膜を形成した。また、実施例2b〜2dとして、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図5(a)に示すシーケンスにより、ウエハ上にTiSiN膜を形成した。処理条件は、それぞれ、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の共通の条件とした。なお、実施例2b〜2dでは、TiClガスの供給停止後に継続して供給するSiHガスの供給流量を0.225slmとし、供給時間をそれぞれ6,10,16秒に設定した。
(Examples 2a to 2d)
As Example 2a, a TiSiN film was formed on a wafer by the film forming sequence shown in FIG. 4 using the substrate processing apparatus in the above-described embodiment. Further, as Examples 2b to 2d, using the substrate processing apparatus in the above-described embodiment, a TiSiN film was formed on the wafer according to the sequence shown in FIG. The processing conditions were common conditions within the processing condition range described in the above embodiments. In Examples 2b to 2d, the supply flow rate of the SiH 4 gas continuously supplied after the supply of the TiCl 4 gas was stopped was 0.225 slm, and the supply time was set to 6, 10 and 16 seconds, respectively.

また、比較例2として、ウエハに対してTiClガスとNHガスとを交互に供給するサイクルを繰り返すことにより、ウエハ上にTiN膜を形成した。 Further, as Comparative Example 2, a TiN film was formed on the wafer by repeating the cycle of alternately supplying the TiCl 4 gas and the NH 3 gas to the wafer.

そして、実施例2a〜2dおよび比較例2で形成した各膜について、XPS法を用いて組成をそれぞれ測定した。図12(b)に、実施例2a〜2d、比較例2の各膜における組成を一覧表で示す。図12(b)によれば、実施例2a〜2dのTiSiN膜は、比較例2のTiN膜よりもCl濃度が低いことが分かる。また、実施例2b〜2dのTiSiN膜は、実施例2aのTiSiN膜よりもCl濃度が低いことが分かる。また、TiClガスの供給停止後に継続して供給するSiHガスの供給時間、すなわち、ウエハに対するSiHガスの曝露量を増やすほど、膜のCl濃度が低下することも分かる。 Then, the composition of each of the films formed in Examples 2a to 2d and Comparative Example 2 was measured by the XPS method. FIG. 12B shows a list of compositions in each film of Examples 2a to 2d and Comparative Example 2. From FIG. 12B, it can be seen that the TiSiN films of Examples 2a to 2d have a lower Cl concentration than the TiN film of Comparative Example 2. Further, it can be seen that the TiSiN films of Examples 2b to 2d have a lower Cl concentration than the TiSiN film of Example 2a. It can also be seen that the Cl concentration of the film decreases as the supply time of the SiH 4 gas continuously supplied after the supply of the TiCl 4 gas is stopped, that is, the exposure amount of the SiH 4 gas to the wafer increases.

(実施例3a,3b)
実施例3a,3bとして、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図5(a)に示すシーケンスにより、ウエハ上にTiSiN膜を形成する処理を複数回実施した。処理条件は、それぞれ、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の共通の条件とした。膜厚は、成膜処理を行う度に30Å〜100Åの範囲内で変化させた。TiClガスの供給停止後に継続して供給するSiHガスの供給流量は0.9slmとし、その供給時間は、実施例3a,3bでそれぞれ6秒、5秒に設定した。
(Examples 3a and 3b)
As Examples 3a and 3b, the substrate processing apparatus according to the above-described embodiment was used, and the process of forming the TiSiN film on the wafer was performed plural times in the sequence shown in FIG. The processing conditions were common conditions within the processing condition range described in the above embodiments. The film thickness was changed within the range of 30Å to 100Å each time the film forming process was performed. The supply flow rate of the SiH 4 gas continuously supplied after the supply of the TiCl 4 gas was stopped was 0.9 slm, and the supply time was set to 6 seconds and 5 seconds in Examples 3a and 3b, respectively.

また、比較例3として、ウエハに対してTiClガスとNHガスとを交互に供給するサイクルを繰り返すことにより、ウエハ上にTiN膜を形成する処理を複数回実施した。膜厚は、実施例3a,2bと同様に、成膜処理を行う度に30Å〜100Åの範囲内で変化させた。 Further, as Comparative Example 3, a process of forming a TiN film on the wafer was performed a plurality of times by repeating the cycle of alternately supplying the TiCl 4 gas and the NH 3 gas to the wafer. The film thickness was changed within the range of 30Å to 100Å each time the film forming process was performed, as in the case of Examples 3a and 2b.

そして、実施例3a,3bおよび比較例3で形成した各膜について、抵抗率をそれぞれ測定した。図13にその結果を示す。図13の横軸は膜厚(Å)を、縦軸は抵抗率(μΩcm)をそれぞれ示している。図中■、●、◆印は、実施例3a,3b、比較例3をそれぞれ示している。図13によれば、少なくとも30〜40Åの範囲内の膜厚においては、実施例3a,3bの膜は、比較例3の膜よりも、同等か或いはそれより低い抵抗率を示すことが分かる。   Then, the resistivity of each film formed in Examples 3a and 3b and Comparative Example 3 was measured. The result is shown in FIG. In FIG. 13, the horizontal axis represents the film thickness (Å) and the vertical axis represents the resistivity (μΩcm). In the figure, the symbols ■, ●, and ◆ indicate Examples 3a and 3b and Comparative Example 3, respectively. According to FIG. 13, it can be seen that the films of Examples 3a and 3b have a resistivity equal to or lower than that of the film of Comparative Example 3 at a film thickness in the range of at least 30 to 40 Å.

200 ウエハ(基板)
201 処理室
200 wafers (substrates)
201 Processing room

Claims (9)

基板が存在する空間を排気しながら、前記基板に対して、金属元素及びハロゲン元素を含む第1原料ガスと、前記金属元素とは異なる他の元素及び水素を含む第2原料ガスと、をそれぞれの供給期間の少なくとも一部が重なるように供給する第1工程と、
第1工程の後、前記基板が存在する空間から前記第1原料ガス、前記第2原料ガス、及び前記第1工程で生成された副生成物を除去する除去工程と、
前記除去工程の後、前記基板が存在する空間を排気しながら、前記基板に対して、窒素を含む反応ガスを供給する第2工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記金属元素、前記他の元素、及び窒素を含む膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法。
A first source gas containing a metal element and a halogen element and a second source gas containing another element different from the metal element and hydrogen are supplied to the substrate while exhausting the space in which the substrate exists. The first step of supplying so that at least some of the supply periods of
After the first step, a removing step of removing the first source gas, the second source gas, and the by-products generated in the first step from the space where the substrate exists,
A second step of supplying a reaction gas containing nitrogen to the substrate while exhausting the space where the substrate exists after the removing step;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a film containing the metal element, the other element, and nitrogen on the substrate by performing a cycle in which the above steps are performed non-simultaneously a predetermined number of times.
前記第1工程では、前記第1原料ガスの供給と前記第2原料ガスの供給とを同時に開始する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the first step, the supply of the first source gas and the supply of the second source gas are simultaneously started. 前記第1工程では、前記第1原料ガスの供給を前記第2原料ガスの供給よりも先に開始する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the first step, the supply of the first source gas is started before the supply of the second source gas. 前記第1工程では、前記第1原料ガスの供給と前記第2原料ガスの供給とを同時に停止する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the first step, the supply of the first source gas and the supply of the second source gas are stopped at the same time. 前記第1工程では、前記第1原料ガスの供給を前記第2原料ガスの供給よりも先に停止する請求項1又は3に記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the first step, the supply of the first source gas is stopped before the supply of the second source gas. 前記第1原料ガスは、前記金属元素としてTiを含むTi含有ガスであり、
前記第2原料ガスは、前記他の元素としてSiを含むSi含有ガスであり、
前記基板上に、TiSiN膜を形成する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
The first source gas is a Ti-containing gas containing Ti as the metal element,
The second raw material gas is a Si-containing gas containing Si as the other element,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a TiSiN film is formed on the substrate.
前記Ti含有ガスは、Cl、F、Br、およびIからなる群より選択される少なくとも1つをさらに含む請求項6に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the Ti-containing gas further contains at least one selected from the group consisting of Cl, F, Br, and I. 基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対し、金属元素及びハロゲン元素を含む第1原料ガスと、前記金属元素とは異なる他の元素及び水素を含む第2原料ガスと、窒素を含む反応ガスとを供給するガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内を排気しながら、前記基板に対して、前記第1原料ガスと前記第2原料ガスとをそれぞれの供給期間の少なくとも一部が重なるように供給する第1処理と、前記第1処理の後、前記処理室内から前記第1原料ガス、前記第2原料ガス、及び前記第1処理で生成された副生成物を除去する除去処理と、前記除去処理の後、前記処理室内を排気しながら、前記基板に対して、前記反応ガスを供給する第2処理と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記金属元素、前記他の元素、及び窒素を含む膜を形成するように前記ガス供給系及び前記排気系を制御するよう構成される制御部と、
を備える基板処理装置。
A processing chamber containing the substrate,
A gas for supplying a first source gas containing a metal element and a halogen element, a second source gas containing another element different from the metal element and hydrogen, and a reaction gas containing nitrogen to the substrate in the processing chamber. Supply system,
An exhaust system for exhausting the processing chamber,
A first process in which the first source gas and the second source gas are supplied to the substrate while exhausting the processing chamber so that at least a part of respective supply periods thereof overlaps; After that, a removal process of removing the first source gas, the second source gas, and a by-product generated in the first process from the process chamber, and exhausting the process chamber after the removal process. However, a film containing the metal element, the other element, and nitrogen is formed on the substrate by performing a cycle of performing the second process of supplying the reaction gas non-simultaneously on the substrate a predetermined number of times. A controller configured to control the gas supply system and the exhaust system to form
A substrate processing apparatus comprising.
基板処理装置の処理室内において、
前記処理室内を排気しながら、前記処理室内に収容された基板に対して、金属元素及びハロゲン元素を含む第1原料ガスと、前記金属元素とは異なる他の元素及び水素を含む第2原料ガスとをそれぞれの供給期間の少なくとも一部が重なるように供給する第1手順と、
前記第1手順の後、前記処理室内から前記第1原料ガス、前記第2原料ガス、及び前記第1手順で生成された副生成物を除去する除去手順と、
前記除去手順の後、前記処理室内を排気しながら、前記基板に対して、窒素を含む反応ガスを供給する第2手順と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記金属元素、前記他の元素、及び窒素を含む膜を形成する手順をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
In the processing chamber of the substrate processing apparatus,
A first source gas containing a metal element and a halogen element and a second source gas containing another element different from the metal element and hydrogen with respect to the substrate accommodated in the processing chamber while exhausting the processing chamber. And a first procedure of supplying so that at least a part of each supply period overlaps,
After the first procedure, a removal procedure for removing the first source gas, the second source gas, and the by-products generated in the first procedure from the processing chamber,
A second step of supplying a reaction gas containing nitrogen to the substrate while exhausting the processing chamber after the removal step;
A program for causing the substrate processing apparatus to execute a procedure of forming a film containing the metal element, the other element, and nitrogen on the substrate by performing a cycle of performing the above-described non-simultaneously a predetermined number of times.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119565365A (en) * 2024-11-04 2025-03-07 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 System and method for removing nonmetallic impurities in tungsten hexafluoride through hydrogen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002525432A (en) * 1998-09-10 2002-08-13 ジェニテック コーポレーション リミテッド Method of forming ternary nitride thin film containing metal and silicon
JP2007537360A (en) * 2004-05-12 2007-12-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Apparatus and method for atomic layer deposition of hafnium-containing high dielectric constant dielectric materials
JP2011097017A (en) * 2009-09-30 2011-05-12 Hitachi Kokusai Electric Inc Method of manufacturing semiconductor device and substrate treatment device
JP2013151722A (en) * 2012-01-25 2013-08-08 Hitachi Kokusai Electric Inc Method for manufacturing semiconductor device
JP2015200028A (en) * 2010-11-29 2015-11-12 株式会社日立国際電気 Manufacturing method of semiconductor device, substrate processing apparatus and program
JP2015207591A (en) * 2014-04-17 2015-11-19 株式会社日立国際電気 Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus and program
US20160079070A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002525432A (en) * 1998-09-10 2002-08-13 ジェニテック コーポレーション リミテッド Method of forming ternary nitride thin film containing metal and silicon
JP2007537360A (en) * 2004-05-12 2007-12-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Apparatus and method for atomic layer deposition of hafnium-containing high dielectric constant dielectric materials
JP2011097017A (en) * 2009-09-30 2011-05-12 Hitachi Kokusai Electric Inc Method of manufacturing semiconductor device and substrate treatment device
JP2015200028A (en) * 2010-11-29 2015-11-12 株式会社日立国際電気 Manufacturing method of semiconductor device, substrate processing apparatus and program
JP2013151722A (en) * 2012-01-25 2013-08-08 Hitachi Kokusai Electric Inc Method for manufacturing semiconductor device
JP2015207591A (en) * 2014-04-17 2015-11-19 株式会社日立国際電気 Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus and program
US20160079070A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119565365A (en) * 2024-11-04 2025-03-07 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 System and method for removing nonmetallic impurities in tungsten hexafluoride through hydrogen

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