半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
【課題】シリコン系ガスとアミン系ガスとを使用してＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜できる半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラムを提供する。
【解決手段】基板２００を処理室２０１内に収容する工程と、加熱された処理室２０１内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して基板２００上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、処理室２０１内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して、シリコン系ガスとアミン系ガスとを処理室２０１内に封じ込める工程と、シリコン系ガスとアミン系ガスとを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持する工程と、処理室２０１内を排気する工程と、を有する。
【解決手段】基板２００を処理室２０１内に収容する工程と、加熱された処理室２０１内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して基板２００上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、処理室２０１内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して、シリコン系ガスとアミン系ガスとを処理室２０１内に封じ込める工程と、シリコン系ガスとアミン系ガスとを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持する工程と、処理室２０１内を排気する工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラムに関し、特に、ＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を成膜する工程を備える半導体装置の製造方法、基板処理方法、当該処理に好適に使用される基板処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜は、エッチング耐性および酸化耐性の高い絶縁膜として、トランジスタのゲート電極周りや配線構造に適用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５６６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常のサーマルプロセスでは、可燃性ガスと支燃性ガスとを用いて成膜が行われる。常温においては、可燃性ガス同士は熱力学的には反応しない系であることから、通常のサーマルプロセスでは可燃性ガス同士を用いることは考え難い。
【０００５】
しかしながら、本発明者達は、敢えて、可燃性ガス同士の組み合わせであるシリコン系ガスとアミン系ガスとを使用して、サーマルプロセスにより、ＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜できる手法を追求すべく研究を行った。
【０００６】
本発明の主な目的は、シリコン系ガスとアミン系ガスとを使用してＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜できる半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する基板処理方法が提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内を加熱するヒータと、
前記処理室内へシリコン系ガスを供給するシリコン系ガス供給系と、
前記処理室内へアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
基板を収容した加熱された状態の前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する処理を行い、その際、前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める処理と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、が行われるように、前記ヒータ、前記シリコン系ガス供給系、前記アミン系ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内に基板を収容する手順と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順において、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を実行させるプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シリコン系ガスとアミン系ガスとを使用してＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜できる半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の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。
【図２】図２は、本発明の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。
【図３】図３は、本発明の実施形態の成膜シーケンスを説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態の成膜シーケンスの他の例を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態の成膜シーケンスのさらに他の例を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態の成膜シーケンスのさらに他の例を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の実施例１で形成したＳｉＣ膜の、１サイクルあたりの反応継続時間（ジシランガスの供給停止時間）とＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）の濃度との関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２で形成したＳｉＣ膜の、１サイクルあたりの反応継続時間（ジシランガスの供給停止時間）とＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）の濃度との関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の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る。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１４】
本発明者達が、可燃性ガス同士の組み合わせであるシリコン系ガスとアミン系ガスとを使用してＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜することを鋭意研究した結果、低温領域においても可燃性ガス同士の組み合わせであるシリコン系ガスとアミン系ガスとを用いて、ノンプラズマでＳｉＣ系の膜を形成できることを見出した。すなわち、低温領域においても、可燃性ガスであるシリコン系ガスとアミン系ガスとをそれぞれ気相で熱的に分解させ、ラジカル状態の活性種とすることで、分解により生じた物質同士を反応させることが可能であり、それによりＳｉＣ系の膜を形成できることを見出した。本発明の好ましい実施の形態は、本発明者達が見出したこれらの知見に基づくものである。
【００１５】
なお、本明細書では、ＳｉＣ系の膜という用語は、少なくともシリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）とを含む膜を意味しており、これには、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）の他、例えば、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）等も含まれる。
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について、より詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉を説明するための概略構成図であり、処理炉２０２部分を縦断面図で示している。図２は本発明の好ましい実施の形態で好適に用いられる縦型処理炉を説明するための概略構成図であり、処理炉２０２部分を図１のＡ−Ａ線横断面図で示している。
【００１８】
図１に示されているように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。なお、ヒータ２０７は、後述するようにガスを熱で分解させて活性化させる活性化機構としても機能する。
【００１９】
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）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の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
【００２０】
処理室２０１内には、第１ノズル２４９ａ、第２ノズル２４９ｂ、第３ノズル２４９ｃ、第４ノズル２４９ｄが配置されており、それぞれが反応管２０３の下部を貫通するように設けられている。第１ノズル２４９ａ、第２ノズル２４９ｂ、第３ノズル２４９ｃ、第４ノズル２４９ｄには、第１ガス供給管２３２ａ、第２ガス供給管２３２ｂ、第３ガス供給管２３２ｃ、第４ガス供給管２３２ｄが、それぞれ接続されている。このように、反応管２０３には４本のノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄと、４本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄが設けられており、処理室２０１内へ複数種類、ここでは４種類のガスを供給することができるように構成されている。なお、反応管２０３の下方に、反応管２０３を支持する金属製のマニホールドを設け、各ノズルを、この金属製のマニホールドの側壁を貫通するように設けるようにしてもよい。この場合、この金属製のマニホールドに、さらに後述する排気管２３１を設けるようにしてもよい。なお、この場合であっても、排気管２３１を金属製のマニホールドではなく、反応管２０３の下部に設けるようにしてもよい。このように、処理炉の炉口部を金属製とし、この金属製の炉口部にノズル等を取り付けるようにしてもよい。
【００２１】
第１ガス供給管２３２ａには上流方向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、及び開閉弁であるバルブ２４３ａが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、第１不活性ガス供給管２３２ｅが接続されている。この第１不活性ガス供給管２３２ｅには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｅ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｅが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａの先端部には、上述の第１ノズル２４９ａが接続されている。第１ノズル２４９ａは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、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設けられている。第１ノズル２４９ａはＬ字型のロングノズルとして構成されている。第１ノズル２４９ａの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ａが設けられている。ガス供給孔２５０ａは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔２５０ａは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第１ガス供給管２３２ａ、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２４９ａにより第１ガス供給系が構成される。また、主に、第１不活性ガス供給管２３２ｅ、マスフローコントローラ２４１ｅ、バルブ２４３ｅにより、第１不活性ガス供給系が構成される。
【００２２】
第２ガス供給管２３２ｂには上流方向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）２４１ｂ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｂが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、第２不活性ガス供給管２３２ｆが接続されている。この第２不活性ガス供給管２３２ｆには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｆ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｆが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂの先端部には、上述の第２ノズル２４９ｂが接続されている。第２ノズル２４９ｂは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、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設けられている。第２ノズル２４９ｂはＬ字型のロングノズルとして構成されている。第２ノズル２４９ｂの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ｂが設けられている。ガス供給孔２５０ｂは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔２５０ｂは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第２ガス供給管２３２ｂ、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２４９ｂにより第２ガス供給系が構成される。また、主に、第２不活性ガス供給管２３２ｆ、マスフローコントローラ２４１ｆ、バルブ２４３ｆにより第２不活性ガス供給系が構成される。
【００２３】
第３ガス供給管２３２ｃには上流方向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）２４１ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｃが設けられている。また、第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｃよりも下流側には、第３不活性ガス供給管２３２ｇが接続されている。この第３不活性ガス供給管２３２ｇには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｇ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｇが設けられている。また、第３ガス供給管２３２ｃの先端部には、上述の第３ノズル２４９ｃが接続されている。第３ノズル２４９ｃは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、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設けられている。第３ノズル２４９ｃはＬ字型のロングノズルとして構成されている。第３ノズル２４９ｃの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ｃが設けられている。ガス供給孔２５０ｃは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔２５０ｃは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第３ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、第３ノズル２４９ｃにより第３ガス供給系が構成される。また、主に、第３不活性ガス供給管２３２ｇ、マスフローコントローラ２４１ｇ、バルブ２４３ｇにより第３不活性ガス供給系が構成される。
【００２４】
第４ガス供給管２３２ｄには上流方向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）２４１ｄ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。また、第４ガス供給管２３２ｄのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第４不活性ガス供給管２３２ｈが接続されている。この第４不活性ガス供給管２３２ｈには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｈ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｈが設けられている。また、第４ガス供給管２３２ｄの先端部には、上述の第４ノズル２４９ｄが接続されている。第４ノズル２４９ｄは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に反応管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設けられている。第４ノズル２４９ｄはＬ字型のロングノズルとして構成されている。第４ノズル２４９ｄの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ｄが設けられている。ガス供給孔２５０ｄは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔２５０ｄは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第４ガス供給管２３２ｄ、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、第４ノズル２４９ｄにより第４ガス供給系が構成される。また、主に、第４不活性ガス供給管２３２ｈ、マスフローコントローラ２４１ｈ、バルブ２４３ｈにより第４不活性ガス供給系が構成される。
【００２５】
このように、本実施形態におけるガス供給の方法は、反応管２０３の内壁と、積載された複数枚のウエハ２００の端部とで定義される円弧状の縦長の空間内に配置したノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄを経由してガスを搬送し、ノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄにそれぞれ開口されたガス供給孔２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄ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おり、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でき、各ウエハ２００に形成される薄膜の膜厚を均一にできる効果がある。なお、反応後の残ガスは、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が、この残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。
【００２６】
第１ガス供給管２３２ａからは、シリコン系ガスが、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に供給される。
【００２７】
第２ガス供給管２３２ｂからは、アミン系ガスが、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に供給される。
【００２８】
第３ガス供給管２３２ｃからは、酸素含有ガスが、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、第３ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内に供給される。
【００２９】
第４ガス供給管２３２ｄからは、窒素含有ガスが、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、第４ノズル２４９ｄを介して処理室２０１内に供給される。
【００３０】
不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆ、２３２ｇ、２３２ｈからは、例えば窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれマスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、２４１ｇ、２４１ｈ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、２４３ｇ、２４３ｈ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄ、ガスノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄを介して処理室２０１内に供給される。
【００３１】
なお、例えば各ガス供給管から上述のようなガスをそれぞれ流す場合、第１ガス供給系によりシリコン系ガス供給系が構成される。また、第２ガス供給系によりアミン系ガス供給系が構成される。また、第３ガス供給系により酸素含有ガス供給系が構成される。また、第４ガス供給系により窒素含有ガス供給系が構成される。
【００３２】
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。図２に示すように、横断面視において、排気管２３１は、反応管２０３の第１ノズル２４９ａのガス供給孔２５０ａ、第２ノズル２４９ｂのガス供給孔２５０ｂ、第３ノズル２４９ｃのガス供給孔２５０ｃ、および、第４ノズル２４９ｄのガス供給孔２５０ｄが設けられる側と対向する側、すなわちウエハ２００を挟んでガス供給孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄとは反対側に設けられている。また、図１に示すように縦断面視において、排気管２３１は、ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄが設けられる箇所よりも下方に設けられている。この構成により、ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄから処理室２０１内のウエハ２００の近傍に供給されたガスは、水平方向、すなわちウエハ２００の表面と平行な方向に向かって流れた後、下方に向かって流れ、排気管２３１より排気されることとなる。処理室２０１内におけるガスの主たる流れが水平方向へ向かう流れとなるのは上述の通りである。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。なお、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により、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弁開度を調節することにより、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バルブである。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。なお、真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。排気系は、真空ポンプ２４６を作動させつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいてＡＰＣバルブ２４４の弁の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。
【００３３】
反応管２０３の下方には、反応管２０３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は反応管２０３の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には反応管２０３の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０が設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート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、後述するボート２１７に接続されており、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の外部に垂直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おり、これによりボート２１７を処理室２０１内に対し搬入搬出することが可能となっている。
【００３４】
基板支持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に支持するように構成されている。なおボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる断熱部材２１８が設けられており、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなるよう構成されている。なお、断熱部材２１８は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これらを水平姿勢で多段に支持する断熱板ホルダとを備えた構成にしてもよい。
【００３５】
反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、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ように構成されている。温度センサ２６３は、ノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄと同様に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。
【００３６】
図９に示されているように、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。
【００３７】
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、後述する基板処理の手順や条件など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。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程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、この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。なお、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、プロセス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、その両方を含む場合がある。また、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。
【００３８】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のマスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ，２４３ｆ，２４３ｇ，２４３ｈ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
【００３９】
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からプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ１２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ，２４３ｆ，２４３ｇ，２４３ｈの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作及び圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、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の昇降動作等を制御するように構成されている。
【００４０】
なお、コントローラ１２１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３を用意し、係る外部記憶装置１２３を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ１２１を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置１２３を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、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る。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、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、その両方を含む場合がある。
【００４１】
次に、上記基板処理装置を使用して、処理室２０１内にシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して基板としてのウエハ２００上にシリコンおよび炭素を含む膜（ＳｉＣ系の膜）を形成する方法について説明する。本実施の形態では、シリコン系ガスとしてジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスを使用し、アミン系ガスとしてトリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）ガスを使用して、シリコンおよび炭素を含む膜としてシリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）を形成する。ＳｉＣ膜の形成は、ノンプラズマの雰囲気下で行われる。なお、本実施の形態では、ウエハ２００として半導体シリコンウエハを使用し、上記シリコンおよび炭素を含む膜（ＳｉＣ系の膜）の形成は、半導体装置の製造工程の一工程として行われる。なお、ＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜は、エッチング耐性および酸化耐性の高い絶縁膜として、トランジスタのゲート電極周りや配線構造に好適に用いられる。
【００４２】
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、図１に示されているように、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内に搬入（ボートロード）され、複数枚のウエハ２００は処理室２０１内に収容される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介して反応管２０３の下端をシールした状態となる。
【００４３】
次に、真空ポンプ２４６を作動させた状態でＡＰＣバルブ２４４を徐々に全開にし、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内を真空排気して、処理室２０１内のベース圧力（真空度）を１Ｐａ以下にする。なお、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。回転機構２６７により、ボート２１７を回転させることで、ウエハ２００を回転させ（ウエハ回転）、好ましくは、例えば、１ｒｐｍから１０ｒｐｍの範囲内でその回転数を一定に維持する。なお、回転機構２６７によるボート２１７及びウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。ヒータ２０７によって処理室２０１内を加熱することで、処理室２０１内の温度を所望の温度として、ウエハ２００の温度を、好ましくは、例えば、３５０℃〜４５０℃の範囲内の所望の温度に維持する。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への電力供給具合がフィードバック制御される（温度調整）。なお、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に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
【００４４】
その後、不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆから、好ましくは、例えば、毎分数リットルの窒素（Ｎ２）ガスを、マスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、ガスノズル２４９ａ、２４９ｂを介して処理室２０１内に供給して、任意の圧力にて窒素パージを数分間実施し、その後、窒素ガスの供給を止め、窒素パージを終える。
【００４５】
その後、ＡＰＣバルブ２４４を全開とした状態で、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内を真空排気して、処理室２０１内のベース圧力を、好ましくは、例えば、１Ｐａ以下にする。処理室２０１内の圧力が１Ｐａ以下になったところで、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じて、閉じ込め状態を開始する。なお、このとき、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じることなく僅かに開いておくようにしてもよい。
【００４６】
ウエハ２００の温度を、好ましくは、例えば、３５０℃〜４５０℃の範囲内の所望の温度に維持し、好ましくは、例えば、１ｒｐｍから１０ｒｐｍの範囲内の所望の回転数でウエハ２００の回転を維持し、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じた状態で、シリコン系ガスとしてジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスを、第１ガス供給管２３２ａから、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に導入する。同時に、アミン系ガスとしてトリエチルアミン（ＴＥＡ）ガスを、第２ガス供給管２３２ｂから、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に導入する。これらの操作により、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込める（工程Ａ）。トリエチルアミンガスは、好ましくは、例えば、０．1ｓｌｍ〜２ｓｌｍの範囲内の所望の流量で導入し、ジシランガスは、好ましくは、例えば、０．０５ｓｌｍ〜０．５ｓｌｍの範囲内の所望の流量で導入する。トリエチルアミンガスの供給時間は、好ましくは、例えば、１秒〜６０秒の範囲内の所望の時間とし、ジシランガスの供給時間は、好ましくは、例えば、１秒〜１０秒の範囲内の所望の時間とする。そして、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを、好ましくは、例えば、１００〜２０００Ｐａの範囲内の所望の圧力で処理室２０１内に封じ込める。
【００４７】
その後、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内への供給を停止して、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じた状態で、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内への封じ込め状態を維持する（工程Ｂ）。
【００４８】
なお、工程Ａ、または、工程Ａおよび工程Ｂでは、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じることなく僅かに開いておくことで、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを僅かに排気してガスの流れを僅かに形成するようにしてもよい。この場合、工程Ａ、または、工程Ａおよび工程Ｂにおいて、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給しつつ処理室２０１内から排気し、その際、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内からの排気レートをジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を維持することで、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを僅かに排気するようにしてもよい。すなわち、工程Ａ、または、工程Ａおよび工程Ｂにおいて、トータルでの処理室２０１内からのガス排気レート（所定の圧力における単位時間あたりのトータルでのガス排気量、すなわち、排気流量（体積流量））をトータルでの処理室２０１内へのガス供給レート（所定の圧力における単位時間あたりのトータルでのガス供給量、すなわち、供給流量（体積流量））よりも小さくした状態を維持することで、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを僅かに排気するようにしてもよい。この場合、工程Ａにおいて、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給しつつ処理室２０１内から排気し、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内からの排気レートをジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を形成し、工程Ｂにおいて、その状態を維持することとなる。
【００４９】
このように処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気するようにしても、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じる場合と実質的に同様な封じ込め状態を形成することができる。よって本明細書ではこのように処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気するような状態をも、封じ込めた状態に含めて考えることとしている。すなわち、本明細書において「封じ込め」という言葉を用いた場合は、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じて処理室２０１内の排気を停止する場合の他、ＡＰＣバルブを完全に閉じることなく僅かに開き、処理室２０１内に供給されるガスの処理室２０１内からの排気レートを処理室２０１内に供給されるガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を維持し、処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気する場合をも含む。
【００５０】
そして、工程Ａと工程Ｂとを所定回数実施した後、ＡＰＣバルブ２４４を全開にして、処理室２０１内を速やかに排気する（工程Ｃ）。
【００５１】
上記の工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃを含むサイクル、すなわち、工程Ａと工程Ｂとを所定回数実施する工程（工程Ｄ）と、工程Ｃとで構成されるサイクルを、ウエハ２００上に形成されるＳｉＣ膜の膜厚が所望の膜厚になるまで所定回数実施する。本実施の形態のサイクル・シーケンスの一例を図３に示す。
【００５２】
その後、不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆから、好ましくは、例えば、毎分数リットルの窒素（Ｎ２）ガスを、マスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、ガスノズル２４９ａ、２４９ｂを介して処理室２０１内に供給して、任意の圧力にて窒素パージを、好ましくは、例えば、数分間実施し、その後、窒素ガスの供給を止め、窒素パージを終える。
【００５３】
その後、回転機構２６７によるボート２１７の回転を止め、ＡＰＣバルブ２４４を閉じて、不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆから、好ましくは、例えば、毎分数リットルの窒素（Ｎ２）ガスを、マスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、ガスノズル２４９ａ、２４９ｂを介して、処理室２０１内の圧力が大気圧になるまで、処理室２０１内に供給する（大気圧復帰）。
【００５４】
成膜処理の終わったウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって処理室２０１内から搬出される（ボートアンロード）。その後、成膜処理後の複数枚のウエハ２００がボート２１７から取り出される。
【００５５】
上述した、本実施の形態では、図３に示すように、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給して封じ込める工程（工程Ａ）と、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持する工程（工程Ｂ）と、を交互に複数回（一例として、３回）行う工程（工程Ｄ）と、処理室２０１内を排気する工程（工程Ｃ）と、を交互に複数回繰り返している。すなわち、本実施の形態では、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを複数サイクル（一例として、３サイクル）行う工程Ｄと、工程Ｃと、で構成されるサイクルを複数サイクル繰り返すようにしている。
【００５６】
なお、本実施の形態では、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを３サイクル行う毎に工程Ｃを１回実施しているが、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを１サイクル行う毎に工程Ｃを行うようにしてもよい。すなわち、工程Ａと工程Ｂとを交互に１回行う工程と、工程Ｃと、を交互に複数回繰り返すようにしてもよい。この場合、工程Ａと工程Ｂと工程Ｃとで構成されるサイクルを複数回繰り返すこととなる。
【００５７】
また、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを１回行う毎に工程Ｃを行うようにし、工程Ａにおけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量を、本実施の形態におけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量よりも多くする（例えば、本実施の形態の工程Ａにおけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量の３倍の供給量とし、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを３サイクル行う際の供給量と同じ供給量とする）ようにしてもよい。但し、この場合、一回の供給により多量のガスが供給されるので、成膜速度は上がるが、処理室２０１内の圧力が急激に高くなり、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジ（段差被覆性）が悪くなる可能性がある。
【００５８】
これに対して、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを１回行う毎に工程Ｃを行うようにし、工程Ａにおけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量を少なくする（例えば、本実施の形態の工程Ａにおけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量と同じにするか、あるいは、その１回の供給量よりも少なくする）と、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジは良好となるが、成膜速度が小さくなる。
【００５９】
本実施の形態では、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを３サイクル行う毎に工程Ｃを１回実施している。すなわち、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じた状態で、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスをそれぞれ複数回（３回）に分けて供給しており、処理室２０１内の圧力は、多段階（この場合は３段階）で、徐々に高くなる。第１段階（第１サイクル）は、３段階のうちで一番圧力が低く、成膜レートは一番低いが、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジは最も良好となる。逆に第３段階（第３サイクル）は３段階のうち一番圧力が高く、成膜レートは一番高いが、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジは悪くなる可能性がある。第２段階（第２サイクル）は、第１段階（第１サイクル）と第３段階（第３サイクル）の中間の特性となる。
【００６０】
但し、本実施の形態のように、３段階等の多段階で圧力を増加させる場合、第１段階（第１サイクル）ではウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジが良好な膜が形成されることから、第２段階、第３段階等では、そのウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジが良好な膜を下地として膜が形成されることとなり、その際、その下地の影響を受け、その後も、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジが良好な膜が形成されることとなる。このように、多段階で圧力を増加させる場合には、初期段階において、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジが良好な初期層を形成することができ、その後、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジを確保しつつ、成膜レートを上げることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、トリエチルアミンガスの供給時間をジシランガスの供給時間よりも長くしているが、トリエチルアミンガスの供給時間とジシランガスの供給時間とを等しくしてもよく、トリエチルアミンガスの供給時間をジシランガスの供給時間よりも短くしてもよい。その中でも、トリエチルアミンガスの供給時間とジシランガスの供給時間とを等しくすることがより好ましい。
【００６２】
ところで、本実施の形態におけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給して封じ込める工程Ａでは、加熱された処理室２０１内へのジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給により、処理室２０１内においてジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させるようにしている。すなわち、熱的に気相分解反応を生じさせるようにしている。なお、工程Ａだけでなく、工程Ｂにおいても、処理室２０１内に供給されたジシランガスおよびトリエチルアミンガスは熱的に分解される。
【００６３】
ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスを熱的に分解させることで、例えば、ＳｉＨ３＋ＳｉＨ３、Ｓｉ２Ｈ４＋Ｈ２、ＳｉＨ４＋ＳｉＨ２等の物質が生じる。また、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ）ガスを熱的に分解させることで、例えば、（Ｃ２Ｈ５）２Ｎ＋Ｃ２Ｈ５、Ｃ２Ｈ５Ｎ＋２Ｃ２Ｈ５、Ｎ＋３Ｃ２Ｈ５等の物質が生じる。これらの物質が、ウエハ２００上にＳｉＣ膜が形成される際の反応に主に寄与する代表的な物質の例である。
【００６４】
そしてジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させるために、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給して封じ込める工程Ａでは、処理室２０１内の圧力を、処理室２０１内へのジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給により、好ましくは、１００〜２０００Ｐａの範囲内の圧力とする。また、ヒータ２０７の温度を、好ましくは、ウエハ２００の温度が３５０〜４５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。なお、処理室２０１内に、不活性ガスとしてＮ２ガスを不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆから供給するようにしてもよい。また、不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。
【００６５】
なお、ウエハ２００の温度が３５０℃未満となるとジシランガスが熱分解しなくなり、トリエチルアミンガスが熱分解した物質との反応が生じなくなって、ＳｉＣ膜が形成されなくなる。ウエハ２００の温度が４５０℃を超えるとＳｉＣ膜中に残留する窒素（Ｎ）の量が不純物レベルを超え、窒素が膜を構成する成分として作用し、ＳｉＣ膜が形成されなくなってしまう（ＳｉＣ膜ではなく、ＳｉＣＮ膜が形成されることとなる）。また、ウエハ２００の温度が４５０℃を超えると気相反応が強くなり過ぎ、ウエハ面内膜厚均一性を確保するのが困難となる。よって、ウエハ２００の温度は３５０〜４５０℃の範囲内の温度とするのが好ましい。
【００６６】
また、処理室２０１内の圧力が１００Ｐａ未満となると、ジシランガスが熱分解した物質と、トリエチルアミンガスが熱分解した物質との反応が生じにくくなる。処理室２０１内の圧力が２０００Ｐａを超えると、工程Ｃにおける処理室２０１内の排気に時間がかかってしまい、スループットに影響を及ぼすこととなる。また、処理室２０１内の圧力が２０００Ｐａを超えると、ＳｉＣ膜中に残留する窒素（Ｎ）の量が不純物レベルを超え、窒素が膜を構成する成分として作用し、ＳｉＣ膜が形成されなくなってしまう（ＳｉＣ膜ではなく、ＳｉＣＮ膜が形成されることとなる）。また、気相反応が強くなり過ぎ、ウエハ面内膜厚均一性を確保するのが困難となる。よって、処理室２０１内の圧力は１００〜２０００Ｐａの範囲内の圧力とするのが好ましい。
【００６７】
このような雰囲気（条件）下における処理室２０１内において、ジシランガスの供給流量が５０ｓｃｃｍ未満となると成膜レートが極端に悪くなる。また、ジシランガスの供給流量が５００ｓｃｃｍを超えるとＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）の量が少なくなってしまう。よって、ジシランガスの供給流量は５０〜５００ｓｃｃｍ（０．０５〜０．５ｓｌｍ）の範囲内の流量とするのが好ましい。
【００６８】
また、ジシランガスの供給時間を１秒未満とするのはバルブ制御上困難である。ジシランガスの供給時間はできるだけ短くし、反応継続時間（ジシランガスの供給停止時間）をできるだけ長くするのが望ましい。すなわち、適切な量のジシランガスを短時間に供給するのが好ましい。よって、ジシランガスの供給時間は１〜１０秒の範囲内の時間とするのが好ましい。
【００６９】
また、このような雰囲気（条件）下における処理室２０１内において、トリエチルアミンガスの供給流量が１００ｓｃｃｍ未満となるとＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）の量が極端に少なくなってしまう。また、トリエチルアミンガスの供給流量が２０００ｓｃｃｍを超えると反応に寄与しないトリエチルアミンガスの量が多くなり、無駄となってしまう。よって、トリエチルアミンガスの供給流量は１００〜２０００ｓｃｃｍ（０．１〜２ｓｌｍ）の範囲内の流量とするのが好ましい。
【００７０】
また、トリエチルアミンガスの供給時間を１秒未満とするのはバルブ制御上困難である。トリエチルアミンガスの供給時間はできるだけ短くし、反応継続時間をできるだけ長くするのが望ましい。すなわち、適切な量のトリエチルアミンガスを短時間に供給するのが好ましい。よって、トリエチルアミンガスの供給流時間は１〜６０秒の範囲内の時間とするのが好ましい。
【００７１】
処理室２０１内へのジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を停止して、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持する工程Ｂでは、加熱された処理室２０１内へのジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給により、処理室内２０１においてジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させることで生じた物質同士を反応させる。すなわち、ジシランガスを熱的に分解させることで生じたＳｉＨ３＋ＳｉＨ３、Ｓｉ２Ｈ４＋Ｈ２、ＳｉＨ４＋ＳｉＨ２等の物質と、トリエチルアミンガスを熱的に分解させることで生じた（Ｃ２Ｈ５）２Ｎ＋Ｃ２Ｈ５、Ｃ２Ｈ５Ｎ＋２Ｃ２Ｈ５、Ｎ＋３Ｃ２Ｈ５等の物質とを、反応させる。この反応は、大部分が気相反応であるが、表面反応も僅かに生じる。なおこの反応は工程Ａにおいても生じ、工程Ｂではこの反応を継続させることとなる。この反応により、ウエハ２００上にＳｉＣ膜が形成されることとなる。
【００７２】
なお、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスは反応しにくく、反応速度が非常に遅い（反応に時間がかかる）ので、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持して、時間をかけることで、反応を生じさせ、ＳｉＣ膜を形成することが可能となる。
【００７３】
このとき、処理室２０１内の圧力は、好ましくは、１００〜２０００Ｐａの範囲内の圧力を維持する。また、このときのヒータ２０７の温度は、好ましくは、ウエハ２００の温度が３５０〜４５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。すなわち、工程Ａと同様な圧力範囲内の圧力および温度範囲内の温度に維持する。
【００７４】
なお、ジシランガスの供給を停止する時間は、好ましくは、例えば５〜５００秒の範囲内の時間とする。ジシランガスの供給停止時間を５秒未満とすると、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させることで生じた物質同士の反応が不十分となる。この反応がある程度進行すると、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させることで生じた物質の量が少なくなり、反応は生じるものの反応効率が低下してしまう。その状態を継続しても成膜レートが低下した状態での成膜を継続することとなる。すなわち、ジシランガスの供給停止時間を長くしすぎるとスループットに影響を及ぼすこととなる。よって、ジシランガスの供給停止時間は５〜５００秒の範囲内の時間とするのが好ましい。
【００７５】
本実施の形態により形成されるＳｉＣ膜のサイクルレート（１サイクル（工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクル）あたりの成膜レート）は、０．０１〜０．５ｎｍ／サイクルとなることが確認されており、サイクル数を制御することで、任意の膜厚を得ることができる。例えば、ＳｉＣ膜をエッチングストッパーに適用する場合におけるＳｉＣ膜の膜厚としては、１００〜５００Å（１０〜５０ｎｍ）が例示され、この場合、上述のサイクルを、例えば、２０〜５０００サイクル行うことで、この膜厚を実現できる。
【００７６】
本実施の形態では、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に供給して封じ込めるようにしたので、低温領域において反応しにくいガスであるジシランガスおよびトリエチルアミンガスを用いる場合であっても、気相反応効率を高めることが可能となり、成膜効率（ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの消費、成膜レートなど）を向上させることが可能となる。
【００７７】
また、この手法では、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持する時間により、ＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）の原子濃度を、例えば、１〜４０％となるように制御することができる。すなわち、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を停止する時間、特に、ジシランガスの供給停止時間により、ＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）の原子濃度を制御することができる。なお、本実施の形態のような低温領域におけるサーマルプロセスによる成膜においては、ＳｉＣ膜中の炭素濃度は４０％とするのが限界であり、それを超える濃度は実現できないことを確認している。なお、ＳｉＣ膜中の炭素濃度を制御し、このＳｉＣ膜中の炭素濃度を高くすることにより、ＳｉＣ膜の比誘電率（ｋ値）を下げることが可能となり、また、エッチング耐性を高めることが可能となる。
【００７８】
本実施の形態では、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）を形成する例について説明したが、ウエハ２００の温度と処理室２０１内の圧力を高くすることで、アミン系ガスに含まれる窒素（Ｎ）を膜中に取り込むことができ、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）を形成することもできる。
【００７９】
また、本実施の形態では、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）を形成する例について説明したが、例えば、工程Ｂなど、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を停止する期間に、窒素含有ガスを供給する工程および／または酸素含有ガスを供給する工程を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）およびシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）のうち少なくとも１種類の膜を形成できる。
【００８０】
例えば、図４のように、工程Ｂにおいて、窒素含有ガスとして例えばＮＨ３ガスを供給する工程を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）を形成できる。
【００８１】
窒素含有ガスは、第４ガス供給管２３２ｄから、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、第４ノズル２４９ｄを介して処理室２０１内に供給される。
【００８２】
また、例えば、図５のように、工程Ｂにおいて、酸素含有ガスとして例えばＯ２ガスを供給する工程を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、ＳｉＯＣ膜またはＳｉＯＣＮ膜を形成できる。
【００８３】
酸素含有ガスは、第３ガス供給管２３２ｃから、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、第３ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内に供給される。
【００８４】
さらに、例えば、図６のように、工程Ｂにおいて、窒素含有ガスとして例えばＮＨ３ガスを供給する工程と、酸素含有ガスとして例えばＯ２ガスを供給する工程と、を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、ＳｉＯＣＮ膜を形成できる。
【００８５】
なお、図６では、ＮＨ３ガスを供給する工程と、Ｏ２ガスを供給する工程とを、同時に行っているが、ＮＨ３ガスを供給する工程を、Ｏ２ガスを供給する工程よりも先行して行うようにしてもよいし、Ｏ２ガスを供給する工程を、ＮＨ３ガスを供給する工程よりも先行して行うようにしてもよい。
【００８６】
なお、図４、図５、図６では、工程Ｂなどの、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を停止する期間に、窒素含有ガスを供給する工程および／または酸素含有ガスを供給する工程を設ける例について説明したが、工程Ａなどの、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を継続する期間に、窒素含有ガスを供給する工程および／または酸素含有ガスを供給する工程を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＣ膜およびＳｉＯＣＮ膜のうち少なくとも１種類の膜を形成するようにしてもよい。
【００８７】
なお、シリコン系ガスとは、シリコンを含むガス（シリコン含有ガス）のことをいう。シリコン系ガスとしては、例えばジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスやトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガス等のシラン系ガスを好ましく用いることができる。本実施の形態では、シリコン系ガスとして、シリコン（Ｓｉ）と水素（Ｈ）を含み、塩素（Ｃｌ）を含まない、クロル非含有シラン系ガスを用いている。
【００８８】
アミン系ガスとは、アミン基を含むガスのことであり、少なくとも炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及び水素（Ｈ）を含むガスである。アミン系ガスは、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン等のアミンを含む。ここで、アミンとは、アンモニア（ＮＨ３）の水素原子をアルキル基等の炭化水素基で置換した形の化合物の総称である。つまり、アミンは、アルキル基等の炭化水素基を含む。アミン系ガスは、シリコン（Ｓｉ）を含んでいないことからシリコン非含有のガスとも言え、更には、シリコン及び金属を含んでいないことからシリコン及び金属非含有のガスとも言える。アミン系ガスとしては、例えば、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）の他、ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ、略称：ＤＥＡ）、モノエチルアミン（Ｃ２Ｈ５ＮＨ２、略称：ＭＥＡ）等のエチルアミン系ガス、トリプロピルアミン（（Ｃ３Ｈ７）３Ｎ、略称：ＴＰＡ）、ジプロピルアミン（（Ｃ３Ｈ７）２ＮＨ、略称：ＤＰＡ）、モノプロピルアミン（Ｃ３Ｈ７ＮＨ２、略称：ＭＰＡ）等のプロピルアミン系ガス、トリイソプロピルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨ］３Ｎ、略称：ＴＩＰＡ）、ジイソプロピルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨ］２ＮＨ、略称：ＤＩＰＡ）、モノイソプロピルアミン（（ＣＨ３）２ＣＨＮＨ２、略称：ＭＩＰＡ）等のイソプロピルアミン系ガス、トリブチルアミン（（Ｃ４Ｈ９）３Ｎ、略称：ＴＢＡ）、ジブチルアミン（（Ｃ４Ｈ９）２ＮＨ、略称：ＤＢＡ）、モノブチルアミン（Ｃ４Ｈ９ＮＨ２、略称：ＭＢＡ）等のブチルアミン系ガス、または、トリイソブチルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］３Ｎ、略称：ＴＩＢＡ）、ジイソブチルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］２ＮＨ、略称：ＤＩＢＡ）、モノイソブチルアミン（（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＮＨ２、略称：ＭＩＢＡ）等のイソブチルアミン系ガスを好ましく用いることができる。すなわち、アミン系ガスとしては、例えば、（Ｃ２Ｈ５）ｘＮＨ３−ｘ、（Ｃ３Ｈ７）ｘＮＨ３−ｘ、［（ＣＨ３）２ＣＨ］ｘＮＨ３−ｘ、（Ｃ４Ｈ９）ｘＮＨ３−ｘ、［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］ｘＮＨ３−ｘ（式中、ｘは１〜３の整数）のうち少なくとも１種類のガスを好ましく用いることができる。
【００８９】
窒素含有ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガス、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等を好ましく用いることができる。なお、窒素（Ｎ２）ガスは不活性ガスであり、ＳｉＣ膜中に取り込まれないので、窒素含有ガスから除かれる。
【００９０】
酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ２）ガス、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガス、オゾン（Ｏ３）ガス、水素（Ｈ２）ガス＋Ｏ２ガス、Ｈ２ガス＋Ｏ３ガス、水蒸気（Ｈ２Ｏ）ガス、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）ガス等を好ましく用いることができる。
【実施例】
【００９１】
（実施例１）
上述の図３を参照して説明した、本発明の実施の形態における成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの処理室２０１とウエハ２００の温度は４２５℃とし、材料の供給量、すなわち、材料の供給流量、供給時間は、処理室２０１の容積１００Ｌに対してそれぞれ次のように設定した。すなわち、トリエチルアミンガスの供給流量、供給時間を、それぞれ０．３５ｓｌｍ、２０秒とし、ジシランガスの供給流量、供給時間を、それぞれ０．１０ｓｌｍ、３秒とした。なお、１サイクル（工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクル、以下同様）あたりの反応継続時間、すなわち、１サイクルあたりのジシランガスの供給停止時間を５０〜２５０秒の間で変化させて複数、ここでは３つの評価サンプルを作成した。各工程におけるそれら以外の処理条件は上述の実施の形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。そして、その複数の評価サンプルにおけるＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）の濃度を蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）により測定した。
【００９２】
その結果を図７に示す。図７の横軸は、１サイクルあたりの反応継続時間（秒／サイクル）、すなわち、１サイクルあたりのジシランガスの供給停止時間（秒／サイクル）を示しており、縦軸は、ＸＲＦ強度／膜厚（任意単位（ａ．ｕ．））を示している。なお、ＸＲＦ強度／膜厚とは蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）のＸ線強度を膜厚で割った値を示している。
【００９３】
図７より、反応継続時間を変化させることにより、ＳｉＣ膜中の炭素濃度を制御できることが分かる。すなわち、反応継続時間を長くするほどＳｉＣ膜中の炭素濃度が高くなり、反応継続時間を短くするほどＳｉＣ膜中の炭素濃度が低くなることが分かる。なお、図７における３点の炭素の原子濃度は左から順に、２０％、２６％、３０％程度であることを確認した。また、図７における３点の窒素の原子濃度は左から順に、２％、４％、５％程度で、不純物レベルであることを確認した。このように、本実施例より、反応継続時間を変化させることにより、ＳｉＣ膜中の炭素濃度、すなわち、ＳｉＣ膜の組成比を制御できることが判明した。
【００９４】
（実施例２）
上述の図３を参照して説明した、本発明の実施の形態における成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの各工程における処理条件は上述の実施例１における条件と同様な条件とした。ただし、実施例２では、１サイクルあたりの反応継続時間、すなわち、１サイクルあたりのジシランガスの供給停止時間を１８〜９８秒の間で変化させて複数、ここでは４つの評価サンプルを作成した。そして、その複数の評価サンプルにおけるＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）の濃度を蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）により測定した。
【００９５】
その結果を図８に示す。図８の横軸は、１サイクルあたりの反応継続時間（秒／サイクル）、すなわち、１サイクルあたりのジシランガスの供給停止時間（秒／サイクル）を示しており、縦軸は、ＸＲＦ強度／膜厚（任意単位（ａ．ｕ．））を示している。なお、ＸＲＦ強度／膜厚とは蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）のＸ線強度を膜厚で割った値を示している。
【００９６】
図８より、実施例１と同様、反応継続時間を変化させることにより、ＳｉＣ膜中の炭素濃度を制御できることが分かる。すなわち、反応継続時間を長くするほどＳｉＣ膜中の炭素濃度が高くなり、反応継続時間を短くするほどＳｉＣ膜中の炭素濃度が低くなることが分かる。なお、図８における４つの評価サンプルにおけるＳｉＣ膜中の炭素の原子濃度は左から順に、２．５％、１１％、１３％、２０％程度であることを確認した。また、図８における４つの評価サンプルにおけるＳｉＣ膜中の窒素の原子濃度はいずれも５％以下で、不純物レベルであることを確認した。このように、本実施例より、反応継続時間を変化させることにより、ＳｉＣ膜中の炭素濃度、すなわち、ＳｉＣ膜の組成比を制御できることが判明した。
【００９７】
（実施例３）
上述の図３を参照して説明した、本発明の実施の形態における成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの各工程における処理条件は上述の実施の形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。なお、評価サンプルとしては、実施例１と同様な複数のサンプルを準備した。その複数の評価サンプルにおけるＳｉＣ膜に対し、１％ＨＦ溶液によるウェットエッチング評価を行った。その結果、いずれの評価サンプルにおけるＳｉＣ膜においても、ウェットエッチングレートが０．５Å／ｍｉｎ以下の耐性が得られることを確認した。
【００９８】
（実施例４）
上述の図３を参照して説明した、本発明の実施の形態における成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの各ステップにおける処理条件は上述の実施の形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。なお、評価サンプルとしては、実施例１と同様な複数の評価サンプルを準備した。その複数の評価サンプルにおけるＳｉＣ膜に対し、プラズマ酸化を行い、その前後におけるＳｉＣ膜の最表面の炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）の濃度をＸＲＦにより測定した。その結果、いずれの評価サンプルにおけるＳｉＣ膜においても、Ｃ元素の濃度に変化はなく、Ｎ元素がＯ元素に置換されるレベルの耐性が得られることを確認した。
【００９９】
（比較例）
上述の実施の形態における成膜シーケンスではなく、ジシランガスとトリエチルアミンガスとが処理室２０１内において混合されないよう、ジシランガスとトリエチルアミンガスとを、間に処理室２０１内のパージを挟んで、交互供給することで、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの各ステップにおける処理条件は上述の実施の形態と同様な条件とした。その結果、比較例では、ウエハ上に形成されたＳｉＣ膜自体が薄すぎて、実施例１、２のようなＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）や窒素（Ｎ）のＸＲＦによる強度測定は行えなかった。また、実施例３、４のような耐性の評価も行うことができなかった。
【０１００】
これらのことから、ジシランガスとトリエチルアミンガスとを、間に処理室２０１内のパージを挟んで、交互供給する場合、表面反応が主体的となるが、表面反応が主体的となる条件下ではＳｉＣ膜の形成が難しいことが判明した。低温領域におけるサーマルプロセスによる成膜においては、本実施の形態のように気相反応が主体的となる条件下で成膜する必要があることが判明した。
【０１０１】
（本発明の好ましい態様）
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１０２】
（付記１）
本発明の好ましい一態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１０３】
（付記２）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスのうち少なくともいずれか一方のガスが熱的に分解するような温度となるように、前記処理室内が加熱される。
【０１０４】
（付記３）
付記１または２の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、ノンプラズマの雰囲気下で行われる。
【０１０５】
（付記４）
付記１乃至３のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を交互に所定回数行う。
【０１０６】
ここで、「（Ａ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、（Ｂ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う」とは、（Ａ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、（Ｂ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を１サイクルとした場合、このサイクルを１回行う場合と、このサイクルを複数回行う（複数回繰り返す）場合の、両方を含む、すなわち、このサイクルを１回以上（１回もしくは複数回）行うことを意味する。同様に、「（Ａ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、（Ｂ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う工程と、（Ｃ）前記処理室内を排気する工程と、を交互に所定回数行う」とは、（Ａ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、（Ｂ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う工程と、（Ｃ）前記処理室内を排気する工程と、を１サイクルとした場合、このサイクルを１回行う場合と、このサイクルを複数回行う（複数回繰り返す）場合の、両方を含む、すなわち、このサイクルを１回以上（１回もしくは複数回）行うことを意味する。
【０１０７】
（付記５）
付記１乃至３のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を１サイクルとしてこのサイクルを複数回繰り返す。
【０１０８】
（付記６）
付記１乃至３のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に複数回繰り返す工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を１サイクルとしてこのサイクルを複数回繰り返す。
【０１０９】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記処理室内へ供給された前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを熱的に分解させ、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める期間において、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを熱的に分解させることで生じた物質同士を反応させ、この反応により前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する。
【０１１０】
（付記８）
付記１乃至７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスが、Ｓｉ2Ｈ6およびＳｉ3Ｈ8のうち少なくとも１種類のガスであり、前記アミン系ガスが、（Ｃ2Ｈ5）xＮＨ3-x、（Ｃ3Ｈ7）xＮＨ3-x、（Ｃ4Ｈ9）xＮＨ3-x、（（ＣＨ3）2ＣＨ）xＮＨ3-x、（（ＣＨ3）2ＣＨＣＨ2）xＮＨ3-x（式中、ｘは１〜３の整数）のうち少なくとも１種類のガスである。
【０１１１】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記基板の温度を３５０℃以上４５０℃以下とする。
【０１１２】
（付記１０）
付記１乃至９のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度を制御する。
【０１１３】
（付記１１）
付記１０の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度が１〜４０％となるように制御する。
【０１１４】
（付記１２）
付記１乃至９のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程では、前記処理室内への前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの供給を停止し、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの供給を停止する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度を制御する。
【０１１５】
（付記１３）
付記１２の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの供給を停止する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度が１〜４０％となるように制御する。
【０１１６】
（付記１４）
付記１乃至９のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程では、前記処理室内への前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの供給を停止し、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスの供給を停止する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度を制御する。
【０１１７】
（付記１５）
付記１４の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスの供給を停止する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度が１〜４０％となるように制御する。
【０１１８】
（付記１６）
付記１乃至１５のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程および前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程では、前記処理室内の排気を停止する。
【０１１９】
（付記１７）
付記１乃至１５のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程および前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内へ供給しつつ排気し、その際、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの前記処理室内からの排気レートを前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの前記処理室内への供給レートよりも小さくした状態を維持する。
【０１２０】
（付記１８）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜は、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）を含む。
【０１２１】
（付記１９）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜は、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）およびシリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）のうち少なくとも１種類の膜を含む。
【０１２２】
（付記２０）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、更に、窒素含有ガスを供給する工程および／または酸素含有ガスを供給する工程を有し、前記シリコンおよび炭素を含む膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）およびシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）のうち少なくとも１種類の膜を形成する。
【０１２３】
（付記２１）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、更に、窒素含有ガスを供給する工程を有し、前記シリコンおよび炭素を含む膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）を形成する。
【０１２４】
（付記２２）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、更に、酸素含有ガスを供給する工程を有し、前記シリコンおよび炭素を含む膜として、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）およびシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）のうち少なくとも１種類の膜を形成する。
【０１２５】
（付記２３）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、更に、窒素含有ガスを供給する工程と、酸素含有ガスを供給する工程とを有し、前記シリコンおよび炭素を含む膜として、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）を形成する。
【０１２６】
（付記２４）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内へ供給しつつ排気し、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの前記処理室内からの排気レートを前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの前記処理室内への供給レートよりも小さくした状態を形成する工程と、
その状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１２７】
（付記２５）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する基板処理方法が提供される。
【０１２８】
（付記２６）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内を加熱するヒータと、
前記処理室内へシリコン系ガスを供給するシリコン系ガス供給系と、
前記処理室内へアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
基板を収容した加熱された状態の前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する処理を行い、その際、前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める処理と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、が行われるように、前記ヒータ、前記シリコン系ガス供給系、前記アミン系ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１２９】
（付記２７）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内に基板を収容する手順と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順において、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を実行させるプログラムが提供される。
【０１３０】
（付記２８）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内に基板を収容する手順と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順において、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【０１３１】
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。
【０１３２】
例えば、上述の実施の形態では、工程Ａや工程Ｂにおいて、シリコン系ガスおよびアミン系ガスの両方を熱的に分解させる例について説明したが、シリコン系ガスおよびアミン系ガスのうち少なくともいずれか一方を熱的に分解させるようにしてもよい。例えば、シリコン系ガスだけ熱的に分解させるようにしてもよいし、アミン系ガスだけ熱的に分解させるようにしてもよい。ただし、反応効率を考慮するとシリコン系ガスおよびアミン系ガスの両方を熱的に分解させるのがより好ましい。
【０１３３】
また例えば、上述の実施の形態では、工程Ｂにおいて、シリコン系ガスとアミン系ガスの供給を停止する例について説明したが、工程Ｂにおいては、各ノズル内にＮ２ガス等の不活性ガスを連続的に流すようにしてもよい。その場合、処理室内に不活性ガスが供給され、処理室内の圧力が上昇することとなるが、各ノズル内に供給する不活性ガスの流量を制御することで、処理室内の圧力が処理圧力、すなわち、１００〜２０００Ｐａの範囲内の所望の圧力を超えないようにすることとなる。工程Ｂにおいて、各ノズル内に不活性ガスを連続的に流すようにすることで、各ノズル内にシリコンや炭素を含む膜が形成されるのを防止することができる。
【０１３４】
また例えば、上述の実施形態では、一重反応管構造の処理室を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されず、二重反応管構造の処理室を用いる場合にも好適に適用可能である。この場合、好ましくは、反応管をアウターチューブ（外部反応管）と、その内側に設けられたインナーチューブ（内部反応管）とで構成し、インナーチューブ内部の筒中空部に形成される処理室内に、シリコン系ガスとアミン系ガスとを、例えば、インナーチューブの下端側から上端側に向けて流し、インナーチューブの上端側からインナーチューブとアウターチューブとの間の筒状空間に流出させ、該筒状空間を流下させて排気管から排気する。この場合も、上述の実施形態と同様に、排気管に設けられたＡＰＣバルブの開度を調整することで、上述の封じ込め状態を形成、維持することとなる。このように、二重反応管構造の処理室を用いることで、優れた平坦性および膜厚均一性を有するＳｉＣ系の膜を形成することが可能となる。
【０１３５】
また例えば、上述の実施形態では、基板を支持する基板支持具としてラダーボート（ボート支柱に係止溝を設けたタイプのボート）を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されず、リングボートを用いる場合にも好適に適用可能である。この場合、例えば、リングボートは、周方向に適宜間隔を開けて立設した３〜４本のボート支柱と、ボート支柱に水平に多段に取り付けられ基板の外周を裏面から支持する支持板としてのリング状ホルダとから構成されるようにしてもよい。この場合、リング状ホルダは、外径が基板の径よりも大きく、内径が基板の径よりも小さいリング状プレートと、リング状プレート上の周方向に適宜間隔を置いて複数設けられ、基板の外周裏面を保持する基板保持用爪とから構成されるようにしてもよい。また、この場合、リング状ホルダは、外径および内径が基板の径よりも大きいリング状プレートと、リング状プレートの内側の周方向に適宜間隔を置いて複数設けられ、基板の外周裏面を保持する基板保持用爪とから構成されるようにしてもよい。リング状プレートが存在しない場合に比べて、リング状プレートがある分、各ノズルの孔から基板毎に分離された領域（この場合、リング状プレート間で区切られた領域）への距離が短くなるので、各ノズルから噴出したガスが基板領域に行き渡り易くなるという利点がある。これにより基板上へのガス供給量を十分に保つことが可能となり、成膜速度の低下や、均一性の悪化を防ぐことができる。リングボートを用いることで、優れた平坦性および膜厚均一性を有するＳｉＣ系の膜を形成することが可能となる。
【０１３６】
また、上述の実施形態では、半導体元素であるシリコンを含むシリコン系絶縁膜（ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜、ＳｉＯＣ膜)を形成する例について説明したが、本発明は、例えばチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属元素を含む金属系薄膜を形成する場合にも適用することができる。
【０１３７】
例えば、本発明は、チタン炭化膜（ＴｉＣ膜）、ジルコニウム炭化膜（ＺｒＣ膜）、ハフニウム炭化膜（ＨｆＣ膜）、タンタル炭化膜（ＴａＣ膜）、アルミニウム炭化膜（ＡｌＣ膜）、モリブデン炭化膜（ＭｏＣ膜）等の金属炭化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。
【０１３８】
また例えば、本発明は、チタン炭窒化膜（ＴｉＣＮ膜）、ジルコニウム炭窒化膜（ＺｒＣＮ膜）、ハフニウム炭窒化膜（ＨｆＣＮ膜）、タンタル炭窒化膜（ＴａＣＮ膜）、アルミニウム炭窒化膜（ＡｌＣＮ膜）、モリブデン炭窒化膜（ＭｏＣＮ膜）等の金属炭窒化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。
【０１３９】
また例えば、本発明は、チタン酸炭窒化膜（ＴｉＯＣＮ膜）、ジルコニウム酸炭窒化膜（ＺｒＯＣＮ膜）、ハフニウム酸炭窒化膜（ＨｆＯＣＮ膜）、タンタル酸炭窒化膜（ＴａＯＣＮ膜）、アルミニウム酸炭窒化膜（ＡｌＯＣＮ膜）、モリブデン酸炭窒化膜（ＭｏＯＣＮ膜）等の金属酸炭窒化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。
【０１４０】
また例えば、本発明は、チタン酸炭化膜（ＴｉＯＣ膜）、ジルコニウム酸炭化膜（ＺｒＯＣ膜）、ハフニウム酸炭化膜（ＨｆＯＣ膜）、タンタル酸炭化膜（ＴａＯＣ膜）、アルミニウム酸炭化膜（ＡｌＯＣ膜）、モリブデン酸炭化膜（ＭｏＯＣ膜）等の金属酸炭化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。
【０１４１】
この場合、上述の実施形態におけるシリコン系ガスの代わりに、金属元素を含む金属系原料ガスを用い、上述の実施形態と同様なシーケンスにより成膜を行うことができる。
【０１４２】
例えば、Ｔｉを含む金属系薄膜（ＴｉＣ膜、ＴｉＣＮ膜、ＴｉＯＣＮ膜、ＴｉＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ４）やチタニウムテトラフルオライド（ＴｉＦ４）等のＴｉ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４３】
また例えば、Ｚｒを含む金属系薄膜（ＺｒＣ膜、ＺｒＣＮ膜、ＺｒＯＣＮ膜、ＺｒＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、ジルコニウムテトラクロライド（ＺｒＣｌ４）やジルコニウムテトラフルオライド（ＺｒＦ４）等のＺｒ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４４】
また例えば、Ｈｆを含む金属系薄膜（ＨｆＣ膜、ＨｆＣＮ膜、ＨｆＯＣＮ膜、ＨｆＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、ハフニウムテトラクロライド（ＨｆＣｌ４）やハフニウムテトラフルオライド（ＨｆＦ４）等のＨｆ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４５】
また例えば、Ｔａを含む金属系薄膜（ＴａＣ膜、ＴａＣＮ膜、ＴａＯＣＮ膜、ＴａＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、タンタルペンタクロライド（ＴａＣｌ５）やタンタルペンタフルオライド（ＴａＦ５）等のＴａ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４６】
また例えば、Ａｌを含む金属系薄膜（ＡｌＣ膜、ＡｌＣＮ膜、ＡｌＯＣＮ膜、ＡｌＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、アルミニウムトリクロライド（ＡｌＣｌ３）やアルミニウムトリフルオライド（ＡｌＦ３）等のＡｌ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４７】
また例えば、Ｍｏを含む金属系薄膜（ＭｏＣ膜、ＭｏＣＮ膜、ＭｏＯＣＮ膜、ＭｏＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、モリブデンペンタクロライド（ＭｏＣｌ５）やモリブデンペンタフルオライド（ＭｏＦ５）等のＭｏ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４８】
すなわち、本発明は、半導体元素や金属元素等の所定元素を含む薄膜を形成する場合に好適に適用することができる。
【０１４９】
また例えば、上述の実施の形態では、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成膜する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、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成膜する場合にも、好適に適用できる。
【０１５０】
また、上述の実施形態の各成膜例や各応用例等は、適宜組み合わせて用いることができる。
【０１５１】
また、本発明は、例えば、既存の基板処理装置のプロセスレシピを変更することでも実現できる。プロセスレシピを変更する場合は、本発明に係るプロセスレシピを電気通信回線や当該プロセスレシピを記録した記録媒体を介して既存の基板処理装置にインストールしたり、また、既存の基板処理装置の入出力装置を操作し、そのプロセスレシピ自体を本発明に係るプロセスレシピに変更することも可能である。
【０１５２】
従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１５３】
１２１ コントローラ
２００ ウエハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０３ 反応管
２０７ ヒータ
２３１ ガス排気管
２３２ａ 第１ガス供給管
２３２ｂ 第２ガス供給管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラムに関し、特に、ＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を成膜する工程を備える半導体装置の製造方法、基板処理方法、当該処理に好適に使用される基板処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜は、エッチング耐性および酸化耐性の高い絶縁膜として、トランジスタのゲート電極周りや配線構造に適用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５６６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常のサーマルプロセスでは、可燃性ガスと支燃性ガスとを用いて成膜が行われる。常温においては、可燃性ガス同士は熱力学的には反応しない系であることから、通常のサーマルプロセスでは可燃性ガス同士を用いることは考え難い。
【０００５】
しかしながら、本発明者達は、敢えて、可燃性ガス同士の組み合わせであるシリコン系ガスとアミン系ガスとを使用して、サーマルプロセスにより、ＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜できる手法を追求すべく研究を行った。
【０００６】
本発明の主な目的は、シリコン系ガスとアミン系ガスとを使用してＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜できる半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する基板処理方法が提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内を加熱するヒータと、
前記処理室内へシリコン系ガスを供給するシリコン系ガス供給系と、
前記処理室内へアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
基板を収容した加熱された状態の前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する処理を行い、その際、前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める処理と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、が行われるように、前記ヒータ、前記シリコン系ガス供給系、前記アミン系ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内に基板を収容する手順と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順において、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を実行させるプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シリコン系ガスとアミン系ガスとを使用してＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜できる半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の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。
【図２】図２は、本発明の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。
【図３】図３は、本発明の実施形態の成膜シーケンスを説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態の成膜シーケンスの他の例を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態の成膜シーケンスのさらに他の例を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態の成膜シーケンスのさらに他の例を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の実施例１で形成したＳｉＣ膜の、１サイクルあたりの反応継続時間（ジシランガスの供給停止時間）とＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）の濃度との関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２で形成したＳｉＣ膜の、１サイクルあたりの反応継続時間（ジシランガスの供給停止時間）とＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）の濃度との関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の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る。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１４】
本発明者達が、可燃性ガス同士の組み合わせであるシリコン系ガスとアミン系ガスとを使用してＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜を低温で成膜することを鋭意研究した結果、低温領域においても可燃性ガス同士の組み合わせであるシリコン系ガスとアミン系ガスとを用いて、ノンプラズマでＳｉＣ系の膜を形成できることを見出した。すなわち、低温領域においても、可燃性ガスであるシリコン系ガスとアミン系ガスとをそれぞれ気相で熱的に分解させ、ラジカル状態の活性種とすることで、分解により生じた物質同士を反応させることが可能であり、それによりＳｉＣ系の膜を形成できることを見出した。本発明の好ましい実施の形態は、本発明者達が見出したこれらの知見に基づくものである。
【００１５】
なお、本明細書では、ＳｉＣ系の膜という用語は、少なくともシリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）とを含む膜を意味しており、これには、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）の他、例えば、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）等も含まれる。
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について、より詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉を説明するための概略構成図であり、処理炉２０２部分を縦断面図で示している。図２は本発明の好ましい実施の形態で好適に用いられる縦型処理炉を説明するための概略構成図であり、処理炉２０２部分を図１のＡ−Ａ線横断面図で示している。
【００１８】
図１に示されているように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。なお、ヒータ２０７は、後述するようにガスを熱で分解させて活性化させる活性化機構としても機能する。
【００１９】
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）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の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
【００２０】
処理室２０１内には、第１ノズル２４９ａ、第２ノズル２４９ｂ、第３ノズル２４９ｃ、第４ノズル２４９ｄが配置されており、それぞれが反応管２０３の下部を貫通するように設けられている。第１ノズル２４９ａ、第２ノズル２４９ｂ、第３ノズル２４９ｃ、第４ノズル２４９ｄには、第１ガス供給管２３２ａ、第２ガス供給管２３２ｂ、第３ガス供給管２３２ｃ、第４ガス供給管２３２ｄが、それぞれ接続されている。このように、反応管２０３には４本のノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄと、４本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄが設けられており、処理室２０１内へ複数種類、ここでは４種類のガスを供給することができるように構成されている。なお、反応管２０３の下方に、反応管２０３を支持する金属製のマニホールドを設け、各ノズルを、この金属製のマニホールドの側壁を貫通するように設けるようにしてもよい。この場合、この金属製のマニホールドに、さらに後述する排気管２３１を設けるようにしてもよい。なお、この場合であっても、排気管２３１を金属製のマニホールドではなく、反応管２０３の下部に設けるようにしてもよい。このように、処理炉の炉口部を金属製とし、この金属製の炉口部にノズル等を取り付けるようにしてもよい。
【００２１】
第１ガス供給管２３２ａには上流方向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、及び開閉弁であるバルブ２４３ａが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、第１不活性ガス供給管２３２ｅが接続されている。この第１不活性ガス供給管２３２ｅには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｅ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｅが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａの先端部には、上述の第１ノズル２４９ａが接続されている。第１ノズル２４９ａは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、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設けられている。第１ノズル２４９ａはＬ字型のロングノズルとして構成されている。第１ノズル２４９ａの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ａが設けられている。ガス供給孔２５０ａは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔２５０ａは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第１ガス供給管２３２ａ、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２４９ａにより第１ガス供給系が構成される。また、主に、第１不活性ガス供給管２３２ｅ、マスフローコントローラ２４１ｅ、バルブ２４３ｅにより、第１不活性ガス供給系が構成される。
【００２２】
第２ガス供給管２３２ｂには上流方向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）２４１ｂ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｂが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、第２不活性ガス供給管２３２ｆが接続されている。この第２不活性ガス供給管２３２ｆには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｆ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｆが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂの先端部には、上述の第２ノズル２４９ｂが接続されている。第２ノズル２４９ｂは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、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設けられている。第２ノズル２４９ｂはＬ字型のロングノズルとして構成されている。第２ノズル２４９ｂの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ｂが設けられている。ガス供給孔２５０ｂは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔２５０ｂは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第２ガス供給管２３２ｂ、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２４９ｂにより第２ガス供給系が構成される。また、主に、第２不活性ガス供給管２３２ｆ、マスフローコントローラ２４１ｆ、バルブ２４３ｆにより第２不活性ガス供給系が構成される。
【００２３】
第３ガス供給管２３２ｃには上流方向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）２４１ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｃが設けられている。また、第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｃよりも下流側には、第３不活性ガス供給管２３２ｇが接続されている。この第３不活性ガス供給管２３２ｇには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｇ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｇが設けられている。また、第３ガス供給管２３２ｃの先端部には、上述の第３ノズル２４９ｃが接続されている。第３ノズル２４９ｃは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、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設けられている。第３ノズル２４９ｃはＬ字型のロングノズルとして構成されている。第３ノズル２４９ｃの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ｃが設けられている。ガス供給孔２５０ｃは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔２５０ｃは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第３ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、第３ノズル２４９ｃにより第３ガス供給系が構成される。また、主に、第３不活性ガス供給管２３２ｇ、マスフローコントローラ２４１ｇ、バルブ２４３ｇにより第３不活性ガス供給系が構成される。
【００２４】
第４ガス供給管２３２ｄには上流方向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）２４１ｄ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。また、第４ガス供給管２３２ｄのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第４不活性ガス供給管２３２ｈが接続されている。この第４不活性ガス供給管２３２ｈには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｈ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｈが設けられている。また、第４ガス供給管２３２ｄの先端部には、上述の第４ノズル２４９ｄが接続されている。第４ノズル２４９ｄは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に反応管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設けられている。第４ノズル２４９ｄはＬ字型のロングノズルとして構成されている。第４ノズル２４９ｄの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ｄが設けられている。ガス供給孔２５０ｄは反応管２０３の中心を向くように開口している。このガス供給孔２５０ｄは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第４ガス供給管２３２ｄ、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、第４ノズル２４９ｄにより第４ガス供給系が構成される。また、主に、第４不活性ガス供給管２３２ｈ、マスフローコントローラ２４１ｈ、バルブ２４３ｈにより第４不活性ガス供給系が構成される。
【００２５】
このように、本実施形態におけるガス供給の方法は、反応管２０３の内壁と、積載された複数枚のウエハ２００の端部とで定義される円弧状の縦長の空間内に配置したノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄを経由してガスを搬送し、ノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄにそれぞれ開口されたガス供給孔２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄ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おり、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でき、各ウエハ２００に形成される薄膜の膜厚を均一にできる効果がある。なお、反応後の残ガスは、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が、この残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。
【００２６】
第１ガス供給管２３２ａからは、シリコン系ガスが、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に供給される。
【００２７】
第２ガス供給管２３２ｂからは、アミン系ガスが、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に供給される。
【００２８】
第３ガス供給管２３２ｃからは、酸素含有ガスが、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、第３ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内に供給される。
【００２９】
第４ガス供給管２３２ｄからは、窒素含有ガスが、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、第４ノズル２４９ｄを介して処理室２０１内に供給される。
【００３０】
不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆ、２３２ｇ、２３２ｈからは、例えば窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれマスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、２４１ｇ、２４１ｈ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、２４３ｇ、２４３ｈ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄ、ガスノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄを介して処理室２０１内に供給される。
【００３１】
なお、例えば各ガス供給管から上述のようなガスをそれぞれ流す場合、第１ガス供給系によりシリコン系ガス供給系が構成される。また、第２ガス供給系によりアミン系ガス供給系が構成される。また、第３ガス供給系により酸素含有ガス供給系が構成される。また、第４ガス供給系により窒素含有ガス供給系が構成される。
【００３２】
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。図２に示すように、横断面視において、排気管２３１は、反応管２０３の第１ノズル２４９ａのガス供給孔２５０ａ、第２ノズル２４９ｂのガス供給孔２５０ｂ、第３ノズル２４９ｃのガス供給孔２５０ｃ、および、第４ノズル２４９ｄのガス供給孔２５０ｄが設けられる側と対向する側、すなわちウエハ２００を挟んでガス供給孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄとは反対側に設けられている。また、図１に示すように縦断面視において、排気管２３１は、ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄが設けられる箇所よりも下方に設けられている。この構成により、ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄから処理室２０１内のウエハ２００の近傍に供給されたガスは、水平方向、すなわちウエハ２００の表面と平行な方向に向かって流れた後、下方に向かって流れ、排気管２３１より排気されることとなる。処理室２０１内におけるガスの主たる流れが水平方向へ向かう流れとなるのは上述の通りである。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。なお、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により、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弁開度を調節することにより、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バルブである。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。なお、真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。排気系は、真空ポンプ２４６を作動させつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいてＡＰＣバルブ２４４の弁の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。
【００３３】
反応管２０３の下方には、反応管２０３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は反応管２０３の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には反応管２０３の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０が設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート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、後述するボート２１７に接続されており、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の外部に垂直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おり、これによりボート２１７を処理室２０１内に対し搬入搬出することが可能となっている。
【００３４】
基板支持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に支持するように構成されている。なおボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる断熱部材２１８が設けられており、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなるよう構成されている。なお、断熱部材２１８は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これらを水平姿勢で多段に支持する断熱板ホルダとを備えた構成にしてもよい。
【００３５】
反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、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ように構成されている。温度センサ２６３は、ノズル２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、２４９ｄと同様に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。
【００３６】
図９に示されているように、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。
【００３７】
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、後述する基板処理の手順や条件など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。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程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、この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。なお、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、プロセス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、その両方を含む場合がある。また、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。
【００３８】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のマスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ，２４３ｆ，２４３ｇ，２４３ｈ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
【００３９】
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からプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ１２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ，２４３ｆ，２４３ｇ，２４３ｈの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作及び圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、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の昇降動作等を制御するように構成されている。
【００４０】
なお、コントローラ１２１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３を用意し、係る外部記憶装置１２３を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ１２１を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置１２３を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、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る。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、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、その両方を含む場合がある。
【００４１】
次に、上記基板処理装置を使用して、処理室２０１内にシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して基板としてのウエハ２００上にシリコンおよび炭素を含む膜（ＳｉＣ系の膜）を形成する方法について説明する。本実施の形態では、シリコン系ガスとしてジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスを使用し、アミン系ガスとしてトリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）ガスを使用して、シリコンおよび炭素を含む膜としてシリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）を形成する。ＳｉＣ膜の形成は、ノンプラズマの雰囲気下で行われる。なお、本実施の形態では、ウエハ２００として半導体シリコンウエハを使用し、上記シリコンおよび炭素を含む膜（ＳｉＣ系の膜）の形成は、半導体装置の製造工程の一工程として行われる。なお、ＳｉＣ等のＳｉＣ系の膜は、エッチング耐性および酸化耐性の高い絶縁膜として、トランジスタのゲート電極周りや配線構造に好適に用いられる。
【００４２】
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、図１に示されているように、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内に搬入（ボートロード）され、複数枚のウエハ２００は処理室２０１内に収容される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介して反応管２０３の下端をシールした状態となる。
【００４３】
次に、真空ポンプ２４６を作動させた状態でＡＰＣバルブ２４４を徐々に全開にし、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内を真空排気して、処理室２０１内のベース圧力（真空度）を１Ｐａ以下にする。なお、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。回転機構２６７により、ボート２１７を回転させることで、ウエハ２００を回転させ（ウエハ回転）、好ましくは、例えば、１ｒｐｍから１０ｒｐｍの範囲内でその回転数を一定に維持する。なお、回転機構２６７によるボート２１７及びウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。ヒータ２０７によって処理室２０１内を加熱することで、処理室２０１内の温度を所望の温度として、ウエハ２００の温度を、好ましくは、例えば、３５０℃〜４５０℃の範囲内の所望の温度に維持する。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への電力供給具合がフィードバック制御される（温度調整）。なお、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に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
【００４４】
その後、不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆから、好ましくは、例えば、毎分数リットルの窒素（Ｎ２）ガスを、マスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、ガスノズル２４９ａ、２４９ｂを介して処理室２０１内に供給して、任意の圧力にて窒素パージを数分間実施し、その後、窒素ガスの供給を止め、窒素パージを終える。
【００４５】
その後、ＡＰＣバルブ２４４を全開とした状態で、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内を真空排気して、処理室２０１内のベース圧力を、好ましくは、例えば、１Ｐａ以下にする。処理室２０１内の圧力が１Ｐａ以下になったところで、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じて、閉じ込め状態を開始する。なお、このとき、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じることなく僅かに開いておくようにしてもよい。
【００４６】
ウエハ２００の温度を、好ましくは、例えば、３５０℃〜４５０℃の範囲内の所望の温度に維持し、好ましくは、例えば、１ｒｐｍから１０ｒｐｍの範囲内の所望の回転数でウエハ２００の回転を維持し、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じた状態で、シリコン系ガスとしてジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスを、第１ガス供給管２３２ａから、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に導入する。同時に、アミン系ガスとしてトリエチルアミン（ＴＥＡ）ガスを、第２ガス供給管２３２ｂから、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に導入する。これらの操作により、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込める（工程Ａ）。トリエチルアミンガスは、好ましくは、例えば、０．1ｓｌｍ〜２ｓｌｍの範囲内の所望の流量で導入し、ジシランガスは、好ましくは、例えば、０．０５ｓｌｍ〜０．５ｓｌｍの範囲内の所望の流量で導入する。トリエチルアミンガスの供給時間は、好ましくは、例えば、１秒〜６０秒の範囲内の所望の時間とし、ジシランガスの供給時間は、好ましくは、例えば、１秒〜１０秒の範囲内の所望の時間とする。そして、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを、好ましくは、例えば、１００〜２０００Ｐａの範囲内の所望の圧力で処理室２０１内に封じ込める。
【００４７】
その後、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内への供給を停止して、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じた状態で、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内への封じ込め状態を維持する（工程Ｂ）。
【００４８】
なお、工程Ａ、または、工程Ａおよび工程Ｂでは、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じることなく僅かに開いておくことで、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを僅かに排気してガスの流れを僅かに形成するようにしてもよい。この場合、工程Ａ、または、工程Ａおよび工程Ｂにおいて、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給しつつ処理室２０１内から排気し、その際、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内からの排気レートをジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を維持することで、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを僅かに排気するようにしてもよい。すなわち、工程Ａ、または、工程Ａおよび工程Ｂにおいて、トータルでの処理室２０１内からのガス排気レート（所定の圧力における単位時間あたりのトータルでのガス排気量、すなわち、排気流量（体積流量））をトータルでの処理室２０１内へのガス供給レート（所定の圧力における単位時間あたりのトータルでのガス供給量、すなわち、供給流量（体積流量））よりも小さくした状態を維持することで、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを僅かに排気するようにしてもよい。この場合、工程Ａにおいて、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給しつつ処理室２０１内から排気し、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内からの排気レートをジシランガスおよびトリエチルアミンガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を形成し、工程Ｂにおいて、その状態を維持することとなる。
【００４９】
このように処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気するようにしても、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じる場合と実質的に同様な封じ込め状態を形成することができる。よって本明細書ではこのように処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気するような状態をも、封じ込めた状態に含めて考えることとしている。すなわち、本明細書において「封じ込め」という言葉を用いた場合は、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じて処理室２０１内の排気を停止する場合の他、ＡＰＣバルブを完全に閉じることなく僅かに開き、処理室２０１内に供給されるガスの処理室２０１内からの排気レートを処理室２０１内に供給されるガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を維持し、処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気する場合をも含む。
【００５０】
そして、工程Ａと工程Ｂとを所定回数実施した後、ＡＰＣバルブ２４４を全開にして、処理室２０１内を速やかに排気する（工程Ｃ）。
【００５１】
上記の工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃを含むサイクル、すなわち、工程Ａと工程Ｂとを所定回数実施する工程（工程Ｄ）と、工程Ｃとで構成されるサイクルを、ウエハ２００上に形成されるＳｉＣ膜の膜厚が所望の膜厚になるまで所定回数実施する。本実施の形態のサイクル・シーケンスの一例を図３に示す。
【００５２】
その後、不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆから、好ましくは、例えば、毎分数リットルの窒素（Ｎ２）ガスを、マスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、ガスノズル２４９ａ、２４９ｂを介して処理室２０１内に供給して、任意の圧力にて窒素パージを、好ましくは、例えば、数分間実施し、その後、窒素ガスの供給を止め、窒素パージを終える。
【００５３】
その後、回転機構２６７によるボート２１７の回転を止め、ＡＰＣバルブ２４４を閉じて、不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆから、好ましくは、例えば、毎分数リットルの窒素（Ｎ２）ガスを、マスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、ガスノズル２４９ａ、２４９ｂを介して、処理室２０１内の圧力が大気圧になるまで、処理室２０１内に供給する（大気圧復帰）。
【００５４】
成膜処理の終わったウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって処理室２０１内から搬出される（ボートアンロード）。その後、成膜処理後の複数枚のウエハ２００がボート２１７から取り出される。
【００５５】
上述した、本実施の形態では、図３に示すように、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給して封じ込める工程（工程Ａ）と、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持する工程（工程Ｂ）と、を交互に複数回（一例として、３回）行う工程（工程Ｄ）と、処理室２０１内を排気する工程（工程Ｃ）と、を交互に複数回繰り返している。すなわち、本実施の形態では、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを複数サイクル（一例として、３サイクル）行う工程Ｄと、工程Ｃと、で構成されるサイクルを複数サイクル繰り返すようにしている。
【００５６】
なお、本実施の形態では、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを３サイクル行う毎に工程Ｃを１回実施しているが、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを１サイクル行う毎に工程Ｃを行うようにしてもよい。すなわち、工程Ａと工程Ｂとを交互に１回行う工程と、工程Ｃと、を交互に複数回繰り返すようにしてもよい。この場合、工程Ａと工程Ｂと工程Ｃとで構成されるサイクルを複数回繰り返すこととなる。
【００５７】
また、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを１回行う毎に工程Ｃを行うようにし、工程Ａにおけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量を、本実施の形態におけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量よりも多くする（例えば、本実施の形態の工程Ａにおけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量の３倍の供給量とし、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを３サイクル行う際の供給量と同じ供給量とする）ようにしてもよい。但し、この場合、一回の供給により多量のガスが供給されるので、成膜速度は上がるが、処理室２０１内の圧力が急激に高くなり、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジ（段差被覆性）が悪くなる可能性がある。
【００５８】
これに対して、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを１回行う毎に工程Ｃを行うようにし、工程Ａにおけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量を少なくする（例えば、本実施の形態の工程Ａにおけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスの１回の供給量と同じにするか、あるいは、その１回の供給量よりも少なくする）と、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジは良好となるが、成膜速度が小さくなる。
【００５９】
本実施の形態では、工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクルを３サイクル行う毎に工程Ｃを１回実施している。すなわち、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じた状態で、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスをそれぞれ複数回（３回）に分けて供給しており、処理室２０１内の圧力は、多段階（この場合は３段階）で、徐々に高くなる。第１段階（第１サイクル）は、３段階のうちで一番圧力が低く、成膜レートは一番低いが、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジは最も良好となる。逆に第３段階（第３サイクル）は３段階のうち一番圧力が高く、成膜レートは一番高いが、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジは悪くなる可能性がある。第２段階（第２サイクル）は、第１段階（第１サイクル）と第３段階（第３サイクル）の中間の特性となる。
【００６０】
但し、本実施の形態のように、３段階等の多段階で圧力を増加させる場合、第１段階（第１サイクル）ではウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジが良好な膜が形成されることから、第２段階、第３段階等では、そのウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジが良好な膜を下地として膜が形成されることとなり、その際、その下地の影響を受け、その後も、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジが良好な膜が形成されることとなる。このように、多段階で圧力を増加させる場合には、初期段階において、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジが良好な初期層を形成することができ、その後、ウエハ面内膜厚均一性やステップカバレッジを確保しつつ、成膜レートを上げることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、トリエチルアミンガスの供給時間をジシランガスの供給時間よりも長くしているが、トリエチルアミンガスの供給時間とジシランガスの供給時間とを等しくしてもよく、トリエチルアミンガスの供給時間をジシランガスの供給時間よりも短くしてもよい。その中でも、トリエチルアミンガスの供給時間とジシランガスの供給時間とを等しくすることがより好ましい。
【００６２】
ところで、本実施の形態におけるジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給して封じ込める工程Ａでは、加熱された処理室２０１内へのジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給により、処理室２０１内においてジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させるようにしている。すなわち、熱的に気相分解反応を生じさせるようにしている。なお、工程Ａだけでなく、工程Ｂにおいても、処理室２０１内に供給されたジシランガスおよびトリエチルアミンガスは熱的に分解される。
【００６３】
ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスを熱的に分解させることで、例えば、ＳｉＨ３＋ＳｉＨ３、Ｓｉ２Ｈ４＋Ｈ２、ＳｉＨ４＋ＳｉＨ２等の物質が生じる。また、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ）ガスを熱的に分解させることで、例えば、（Ｃ２Ｈ５）２Ｎ＋Ｃ２Ｈ５、Ｃ２Ｈ５Ｎ＋２Ｃ２Ｈ５、Ｎ＋３Ｃ２Ｈ５等の物質が生じる。これらの物質が、ウエハ２００上にＳｉＣ膜が形成される際の反応に主に寄与する代表的な物質の例である。
【００６４】
そしてジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させるために、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内へ供給して封じ込める工程Ａでは、処理室２０１内の圧力を、処理室２０１内へのジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給により、好ましくは、１００〜２０００Ｐａの範囲内の圧力とする。また、ヒータ２０７の温度を、好ましくは、ウエハ２００の温度が３５０〜４５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。なお、処理室２０１内に、不活性ガスとしてＮ２ガスを不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆから供給するようにしてもよい。また、不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。
【００６５】
なお、ウエハ２００の温度が３５０℃未満となるとジシランガスが熱分解しなくなり、トリエチルアミンガスが熱分解した物質との反応が生じなくなって、ＳｉＣ膜が形成されなくなる。ウエハ２００の温度が４５０℃を超えるとＳｉＣ膜中に残留する窒素（Ｎ）の量が不純物レベルを超え、窒素が膜を構成する成分として作用し、ＳｉＣ膜が形成されなくなってしまう（ＳｉＣ膜ではなく、ＳｉＣＮ膜が形成されることとなる）。また、ウエハ２００の温度が４５０℃を超えると気相反応が強くなり過ぎ、ウエハ面内膜厚均一性を確保するのが困難となる。よって、ウエハ２００の温度は３５０〜４５０℃の範囲内の温度とするのが好ましい。
【００６６】
また、処理室２０１内の圧力が１００Ｐａ未満となると、ジシランガスが熱分解した物質と、トリエチルアミンガスが熱分解した物質との反応が生じにくくなる。処理室２０１内の圧力が２０００Ｐａを超えると、工程Ｃにおける処理室２０１内の排気に時間がかかってしまい、スループットに影響を及ぼすこととなる。また、処理室２０１内の圧力が２０００Ｐａを超えると、ＳｉＣ膜中に残留する窒素（Ｎ）の量が不純物レベルを超え、窒素が膜を構成する成分として作用し、ＳｉＣ膜が形成されなくなってしまう（ＳｉＣ膜ではなく、ＳｉＣＮ膜が形成されることとなる）。また、気相反応が強くなり過ぎ、ウエハ面内膜厚均一性を確保するのが困難となる。よって、処理室２０１内の圧力は１００〜２０００Ｐａの範囲内の圧力とするのが好ましい。
【００６７】
このような雰囲気（条件）下における処理室２０１内において、ジシランガスの供給流量が５０ｓｃｃｍ未満となると成膜レートが極端に悪くなる。また、ジシランガスの供給流量が５００ｓｃｃｍを超えるとＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）の量が少なくなってしまう。よって、ジシランガスの供給流量は５０〜５００ｓｃｃｍ（０．０５〜０．５ｓｌｍ）の範囲内の流量とするのが好ましい。
【００６８】
また、ジシランガスの供給時間を１秒未満とするのはバルブ制御上困難である。ジシランガスの供給時間はできるだけ短くし、反応継続時間（ジシランガスの供給停止時間）をできるだけ長くするのが望ましい。すなわち、適切な量のジシランガスを短時間に供給するのが好ましい。よって、ジシランガスの供給時間は１〜１０秒の範囲内の時間とするのが好ましい。
【００６９】
また、このような雰囲気（条件）下における処理室２０１内において、トリエチルアミンガスの供給流量が１００ｓｃｃｍ未満となるとＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）の量が極端に少なくなってしまう。また、トリエチルアミンガスの供給流量が２０００ｓｃｃｍを超えると反応に寄与しないトリエチルアミンガスの量が多くなり、無駄となってしまう。よって、トリエチルアミンガスの供給流量は１００〜２０００ｓｃｃｍ（０．１〜２ｓｌｍ）の範囲内の流量とするのが好ましい。
【００７０】
また、トリエチルアミンガスの供給時間を１秒未満とするのはバルブ制御上困難である。トリエチルアミンガスの供給時間はできるだけ短くし、反応継続時間をできるだけ長くするのが望ましい。すなわち、適切な量のトリエチルアミンガスを短時間に供給するのが好ましい。よって、トリエチルアミンガスの供給流時間は１〜６０秒の範囲内の時間とするのが好ましい。
【００７１】
処理室２０１内へのジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を停止して、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持する工程Ｂでは、加熱された処理室２０１内へのジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給により、処理室内２０１においてジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させることで生じた物質同士を反応させる。すなわち、ジシランガスを熱的に分解させることで生じたＳｉＨ３＋ＳｉＨ３、Ｓｉ２Ｈ４＋Ｈ２、ＳｉＨ４＋ＳｉＨ２等の物質と、トリエチルアミンガスを熱的に分解させることで生じた（Ｃ２Ｈ５）２Ｎ＋Ｃ２Ｈ５、Ｃ２Ｈ５Ｎ＋２Ｃ２Ｈ５、Ｎ＋３Ｃ２Ｈ５等の物質とを、反応させる。この反応は、大部分が気相反応であるが、表面反応も僅かに生じる。なおこの反応は工程Ａにおいても生じ、工程Ｂではこの反応を継続させることとなる。この反応により、ウエハ２００上にＳｉＣ膜が形成されることとなる。
【００７２】
なお、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスは反応しにくく、反応速度が非常に遅い（反応に時間がかかる）ので、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持して、時間をかけることで、反応を生じさせ、ＳｉＣ膜を形成することが可能となる。
【００７３】
このとき、処理室２０１内の圧力は、好ましくは、１００〜２０００Ｐａの範囲内の圧力を維持する。また、このときのヒータ２０７の温度は、好ましくは、ウエハ２００の温度が３５０〜４５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。すなわち、工程Ａと同様な圧力範囲内の圧力および温度範囲内の温度に維持する。
【００７４】
なお、ジシランガスの供給を停止する時間は、好ましくは、例えば５〜５００秒の範囲内の時間とする。ジシランガスの供給停止時間を５秒未満とすると、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させることで生じた物質同士の反応が不十分となる。この反応がある程度進行すると、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを熱的に分解させることで生じた物質の量が少なくなり、反応は生じるものの反応効率が低下してしまう。その状態を継続しても成膜レートが低下した状態での成膜を継続することとなる。すなわち、ジシランガスの供給停止時間を長くしすぎるとスループットに影響を及ぼすこととなる。よって、ジシランガスの供給停止時間は５〜５００秒の範囲内の時間とするのが好ましい。
【００７５】
本実施の形態により形成されるＳｉＣ膜のサイクルレート（１サイクル（工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクル）あたりの成膜レート）は、０．０１〜０．５ｎｍ／サイクルとなることが確認されており、サイクル数を制御することで、任意の膜厚を得ることができる。例えば、ＳｉＣ膜をエッチングストッパーに適用する場合におけるＳｉＣ膜の膜厚としては、１００〜５００Å（１０〜５０ｎｍ）が例示され、この場合、上述のサイクルを、例えば、２０〜５０００サイクル行うことで、この膜厚を実現できる。
【００７６】
本実施の形態では、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に供給して封じ込めるようにしたので、低温領域において反応しにくいガスであるジシランガスおよびトリエチルアミンガスを用いる場合であっても、気相反応効率を高めることが可能となり、成膜効率（ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの消費、成膜レートなど）を向上させることが可能となる。
【００７７】
また、この手法では、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持する時間により、ＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）の原子濃度を、例えば、１〜４０％となるように制御することができる。すなわち、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を停止する時間、特に、ジシランガスの供給停止時間により、ＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）の原子濃度を制御することができる。なお、本実施の形態のような低温領域におけるサーマルプロセスによる成膜においては、ＳｉＣ膜中の炭素濃度は４０％とするのが限界であり、それを超える濃度は実現できないことを確認している。なお、ＳｉＣ膜中の炭素濃度を制御し、このＳｉＣ膜中の炭素濃度を高くすることにより、ＳｉＣ膜の比誘電率（ｋ値）を下げることが可能となり、また、エッチング耐性を高めることが可能となる。
【００７８】
本実施の形態では、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）を形成する例について説明したが、ウエハ２００の温度と処理室２０１内の圧力を高くすることで、アミン系ガスに含まれる窒素（Ｎ）を膜中に取り込むことができ、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）を形成することもできる。
【００７９】
また、本実施の形態では、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）を形成する例について説明したが、例えば、工程Ｂなど、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を停止する期間に、窒素含有ガスを供給する工程および／または酸素含有ガスを供給する工程を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）およびシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）のうち少なくとも１種類の膜を形成できる。
【００８０】
例えば、図４のように、工程Ｂにおいて、窒素含有ガスとして例えばＮＨ３ガスを供給する工程を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）を形成できる。
【００８１】
窒素含有ガスは、第４ガス供給管２３２ｄから、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、第４ノズル２４９ｄを介して処理室２０１内に供給される。
【００８２】
また、例えば、図５のように、工程Ｂにおいて、酸素含有ガスとして例えばＯ２ガスを供給する工程を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、ＳｉＯＣ膜またはＳｉＯＣＮ膜を形成できる。
【００８３】
酸素含有ガスは、第３ガス供給管２３２ｃから、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、第３ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内に供給される。
【００８４】
さらに、例えば、図６のように、工程Ｂにおいて、窒素含有ガスとして例えばＮＨ３ガスを供給する工程と、酸素含有ガスとして例えばＯ２ガスを供給する工程と、を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、ＳｉＯＣＮ膜を形成できる。
【００８５】
なお、図６では、ＮＨ３ガスを供給する工程と、Ｏ２ガスを供給する工程とを、同時に行っているが、ＮＨ３ガスを供給する工程を、Ｏ２ガスを供給する工程よりも先行して行うようにしてもよいし、Ｏ２ガスを供給する工程を、ＮＨ３ガスを供給する工程よりも先行して行うようにしてもよい。
【００８６】
なお、図４、図５、図６では、工程Ｂなどの、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を停止する期間に、窒素含有ガスを供給する工程および／または酸素含有ガスを供給する工程を設ける例について説明したが、工程Ａなどの、ジシランガスおよびトリエチルアミンガスの供給を継続する期間に、窒素含有ガスを供給する工程および／または酸素含有ガスを供給する工程を設けることで、ＳｉＣ系の膜として、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＣ膜およびＳｉＯＣＮ膜のうち少なくとも１種類の膜を形成するようにしてもよい。
【００８７】
なお、シリコン系ガスとは、シリコンを含むガス（シリコン含有ガス）のことをいう。シリコン系ガスとしては、例えばジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスやトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガス等のシラン系ガスを好ましく用いることができる。本実施の形態では、シリコン系ガスとして、シリコン（Ｓｉ）と水素（Ｈ）を含み、塩素（Ｃｌ）を含まない、クロル非含有シラン系ガスを用いている。
【００８８】
アミン系ガスとは、アミン基を含むガスのことであり、少なくとも炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及び水素（Ｈ）を含むガスである。アミン系ガスは、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン等のアミンを含む。ここで、アミンとは、アンモニア（ＮＨ３）の水素原子をアルキル基等の炭化水素基で置換した形の化合物の総称である。つまり、アミンは、アルキル基等の炭化水素基を含む。アミン系ガスは、シリコン（Ｓｉ）を含んでいないことからシリコン非含有のガスとも言え、更には、シリコン及び金属を含んでいないことからシリコン及び金属非含有のガスとも言える。アミン系ガスとしては、例えば、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）の他、ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ、略称：ＤＥＡ）、モノエチルアミン（Ｃ２Ｈ５ＮＨ２、略称：ＭＥＡ）等のエチルアミン系ガス、トリプロピルアミン（（Ｃ３Ｈ７）３Ｎ、略称：ＴＰＡ）、ジプロピルアミン（（Ｃ３Ｈ７）２ＮＨ、略称：ＤＰＡ）、モノプロピルアミン（Ｃ３Ｈ７ＮＨ２、略称：ＭＰＡ）等のプロピルアミン系ガス、トリイソプロピルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨ］３Ｎ、略称：ＴＩＰＡ）、ジイソプロピルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨ］２ＮＨ、略称：ＤＩＰＡ）、モノイソプロピルアミン（（ＣＨ３）２ＣＨＮＨ２、略称：ＭＩＰＡ）等のイソプロピルアミン系ガス、トリブチルアミン（（Ｃ４Ｈ９）３Ｎ、略称：ＴＢＡ）、ジブチルアミン（（Ｃ４Ｈ９）２ＮＨ、略称：ＤＢＡ）、モノブチルアミン（Ｃ４Ｈ９ＮＨ２、略称：ＭＢＡ）等のブチルアミン系ガス、または、トリイソブチルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］３Ｎ、略称：ＴＩＢＡ）、ジイソブチルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］２ＮＨ、略称：ＤＩＢＡ）、モノイソブチルアミン（（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＮＨ２、略称：ＭＩＢＡ）等のイソブチルアミン系ガスを好ましく用いることができる。すなわち、アミン系ガスとしては、例えば、（Ｃ２Ｈ５）ｘＮＨ３−ｘ、（Ｃ３Ｈ７）ｘＮＨ３−ｘ、［（ＣＨ３）２ＣＨ］ｘＮＨ３−ｘ、（Ｃ４Ｈ９）ｘＮＨ３−ｘ、［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］ｘＮＨ３−ｘ（式中、ｘは１〜３の整数）のうち少なくとも１種類のガスを好ましく用いることができる。
【００８９】
窒素含有ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガス、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等を好ましく用いることができる。なお、窒素（Ｎ２）ガスは不活性ガスであり、ＳｉＣ膜中に取り込まれないので、窒素含有ガスから除かれる。
【００９０】
酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ２）ガス、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガス、オゾン（Ｏ３）ガス、水素（Ｈ２）ガス＋Ｏ２ガス、Ｈ２ガス＋Ｏ３ガス、水蒸気（Ｈ２Ｏ）ガス、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）ガス等を好ましく用いることができる。
【実施例】
【００９１】
（実施例１）
上述の図３を参照して説明した、本発明の実施の形態における成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの処理室２０１とウエハ２００の温度は４２５℃とし、材料の供給量、すなわち、材料の供給流量、供給時間は、処理室２０１の容積１００Ｌに対してそれぞれ次のように設定した。すなわち、トリエチルアミンガスの供給流量、供給時間を、それぞれ０．３５ｓｌｍ、２０秒とし、ジシランガスの供給流量、供給時間を、それぞれ０．１０ｓｌｍ、３秒とした。なお、１サイクル（工程Ａと工程Ｂとで構成されるサイクル、以下同様）あたりの反応継続時間、すなわち、１サイクルあたりのジシランガスの供給停止時間を５０〜２５０秒の間で変化させて複数、ここでは３つの評価サンプルを作成した。各工程におけるそれら以外の処理条件は上述の実施の形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。そして、その複数の評価サンプルにおけるＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）の濃度を蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）により測定した。
【００９２】
その結果を図７に示す。図７の横軸は、１サイクルあたりの反応継続時間（秒／サイクル）、すなわち、１サイクルあたりのジシランガスの供給停止時間（秒／サイクル）を示しており、縦軸は、ＸＲＦ強度／膜厚（任意単位（ａ．ｕ．））を示している。なお、ＸＲＦ強度／膜厚とは蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）のＸ線強度を膜厚で割った値を示している。
【００９３】
図７より、反応継続時間を変化させることにより、ＳｉＣ膜中の炭素濃度を制御できることが分かる。すなわち、反応継続時間を長くするほどＳｉＣ膜中の炭素濃度が高くなり、反応継続時間を短くするほどＳｉＣ膜中の炭素濃度が低くなることが分かる。なお、図７における３点の炭素の原子濃度は左から順に、２０％、２６％、３０％程度であることを確認した。また、図７における３点の窒素の原子濃度は左から順に、２％、４％、５％程度で、不純物レベルであることを確認した。このように、本実施例より、反応継続時間を変化させることにより、ＳｉＣ膜中の炭素濃度、すなわち、ＳｉＣ膜の組成比を制御できることが判明した。
【００９４】
（実施例２）
上述の図３を参照して説明した、本発明の実施の形態における成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの各工程における処理条件は上述の実施例１における条件と同様な条件とした。ただし、実施例２では、１サイクルあたりの反応継続時間、すなわち、１サイクルあたりのジシランガスの供給停止時間を１８〜９８秒の間で変化させて複数、ここでは４つの評価サンプルを作成した。そして、その複数の評価サンプルにおけるＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）の濃度を蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）により測定した。
【００９５】
その結果を図８に示す。図８の横軸は、１サイクルあたりの反応継続時間（秒／サイクル）、すなわち、１サイクルあたりのジシランガスの供給停止時間（秒／サイクル）を示しており、縦軸は、ＸＲＦ強度／膜厚（任意単位（ａ．ｕ．））を示している。なお、ＸＲＦ強度／膜厚とは蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）のＸ線強度を膜厚で割った値を示している。
【００９６】
図８より、実施例１と同様、反応継続時間を変化させることにより、ＳｉＣ膜中の炭素濃度を制御できることが分かる。すなわち、反応継続時間を長くするほどＳｉＣ膜中の炭素濃度が高くなり、反応継続時間を短くするほどＳｉＣ膜中の炭素濃度が低くなることが分かる。なお、図８における４つの評価サンプルにおけるＳｉＣ膜中の炭素の原子濃度は左から順に、２．５％、１１％、１３％、２０％程度であることを確認した。また、図８における４つの評価サンプルにおけるＳｉＣ膜中の窒素の原子濃度はいずれも５％以下で、不純物レベルであることを確認した。このように、本実施例より、反応継続時間を変化させることにより、ＳｉＣ膜中の炭素濃度、すなわち、ＳｉＣ膜の組成比を制御できることが判明した。
【００９７】
（実施例３）
上述の図３を参照して説明した、本発明の実施の形態における成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの各工程における処理条件は上述の実施の形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。なお、評価サンプルとしては、実施例１と同様な複数のサンプルを準備した。その複数の評価サンプルにおけるＳｉＣ膜に対し、１％ＨＦ溶液によるウェットエッチング評価を行った。その結果、いずれの評価サンプルにおけるＳｉＣ膜においても、ウェットエッチングレートが０．５Å／ｍｉｎ以下の耐性が得られることを確認した。
【００９８】
（実施例４）
上述の図３を参照して説明した、本発明の実施の形態における成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの各ステップにおける処理条件は上述の実施の形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。なお、評価サンプルとしては、実施例１と同様な複数の評価サンプルを準備した。その複数の評価サンプルにおけるＳｉＣ膜に対し、プラズマ酸化を行い、その前後におけるＳｉＣ膜の最表面の炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）の濃度をＸＲＦにより測定した。その結果、いずれの評価サンプルにおけるＳｉＣ膜においても、Ｃ元素の濃度に変化はなく、Ｎ元素がＯ元素に置換されるレベルの耐性が得られることを確認した。
【００９９】
（比較例）
上述の実施の形態における成膜シーケンスではなく、ジシランガスとトリエチルアミンガスとが処理室２０１内において混合されないよう、ジシランガスとトリエチルアミンガスとを、間に処理室２０１内のパージを挟んで、交互供給することで、ウエハ２００上に評価サンプルとしてＳｉＣ膜を形成した。そのときの各ステップにおける処理条件は上述の実施の形態と同様な条件とした。その結果、比較例では、ウエハ上に形成されたＳｉＣ膜自体が薄すぎて、実施例１、２のようなＳｉＣ膜中の炭素（Ｃ）や窒素（Ｎ）のＸＲＦによる強度測定は行えなかった。また、実施例３、４のような耐性の評価も行うことができなかった。
【０１００】
これらのことから、ジシランガスとトリエチルアミンガスとを、間に処理室２０１内のパージを挟んで、交互供給する場合、表面反応が主体的となるが、表面反応が主体的となる条件下ではＳｉＣ膜の形成が難しいことが判明した。低温領域におけるサーマルプロセスによる成膜においては、本実施の形態のように気相反応が主体的となる条件下で成膜する必要があることが判明した。
【０１０１】
（本発明の好ましい態様）
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１０２】
（付記１）
本発明の好ましい一態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１０３】
（付記２）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスのうち少なくともいずれか一方のガスが熱的に分解するような温度となるように、前記処理室内が加熱される。
【０１０４】
（付記３）
付記１または２の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、ノンプラズマの雰囲気下で行われる。
【０１０５】
（付記４）
付記１乃至３のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を交互に所定回数行う。
【０１０６】
ここで、「（Ａ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、（Ｂ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う」とは、（Ａ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、（Ｂ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を１サイクルとした場合、このサイクルを１回行う場合と、このサイクルを複数回行う（複数回繰り返す）場合の、両方を含む、すなわち、このサイクルを１回以上（１回もしくは複数回）行うことを意味する。同様に、「（Ａ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、（Ｂ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う工程と、（Ｃ）前記処理室内を排気する工程と、を交互に所定回数行う」とは、（Ａ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、（Ｂ）前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う工程と、（Ｃ）前記処理室内を排気する工程と、を１サイクルとした場合、このサイクルを１回行う場合と、このサイクルを複数回行う（複数回繰り返す）場合の、両方を含む、すなわち、このサイクルを１回以上（１回もしくは複数回）行うことを意味する。
【０１０７】
（付記５）
付記１乃至３のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を１サイクルとしてこのサイクルを複数回繰り返す。
【０１０８】
（付記６）
付記１乃至３のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に複数回繰り返す工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を１サイクルとしてこのサイクルを複数回繰り返す。
【０１０９】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記処理室内へ供給された前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを熱的に分解させ、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める期間において、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを熱的に分解させることで生じた物質同士を反応させ、この反応により前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する。
【０１１０】
（付記８）
付記１乃至７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスが、Ｓｉ2Ｈ6およびＳｉ3Ｈ8のうち少なくとも１種類のガスであり、前記アミン系ガスが、（Ｃ2Ｈ5）xＮＨ3-x、（Ｃ3Ｈ7）xＮＨ3-x、（Ｃ4Ｈ9）xＮＨ3-x、（（ＣＨ3）2ＣＨ）xＮＨ3-x、（（ＣＨ3）2ＣＨＣＨ2）xＮＨ3-x（式中、ｘは１〜３の整数）のうち少なくとも１種類のガスである。
【０１１１】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記基板の温度を３５０℃以上４５０℃以下とする。
【０１１２】
（付記１０）
付記１乃至９のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度を制御する。
【０１１３】
（付記１１）
付記１０の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度が１〜４０％となるように制御する。
【０１１４】
（付記１２）
付記１乃至９のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程では、前記処理室内への前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの供給を停止し、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの供給を停止する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度を制御する。
【０１１５】
（付記１３）
付記１２の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの供給を停止する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度が１〜４０％となるように制御する。
【０１１６】
（付記１４）
付記１乃至９のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程では、前記処理室内への前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの供給を停止し、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスの供給を停止する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度を制御する。
【０１１７】
（付記１５）
付記１４の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、前記シリコン系ガスの供給を停止する時間により、前記シリコンおよび炭素を含む膜中の炭素の原子濃度が１〜４０％となるように制御する。
【０１１８】
（付記１６）
付記１乃至１５のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程および前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程では、前記処理室内の排気を停止する。
【０１１９】
（付記１７）
付記１乃至１５のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程および前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程では、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内へ供給しつつ排気し、その際、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの前記処理室内からの排気レートを前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの前記処理室内への供給レートよりも小さくした状態を維持する。
【０１２０】
（付記１８）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜は、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）を含む。
【０１２１】
（付記１９）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜は、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）およびシリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）のうち少なくとも１種類の膜を含む。
【０１２２】
（付記２０）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、更に、窒素含有ガスを供給する工程および／または酸素含有ガスを供給する工程を有し、前記シリコンおよび炭素を含む膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）およびシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）のうち少なくとも１種類の膜を形成する。
【０１２３】
（付記２１）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、更に、窒素含有ガスを供給する工程を有し、前記シリコンおよび炭素を含む膜として、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）を形成する。
【０１２４】
（付記２２）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、更に、酸素含有ガスを供給する工程を有し、前記シリコンおよび炭素を含む膜として、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）およびシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）のうち少なくとも１種類の膜を形成する。
【０１２５】
（付記２３）
付記１乃至１７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、更に、窒素含有ガスを供給する工程と、酸素含有ガスを供給する工程とを有し、前記シリコンおよび炭素を含む膜として、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）を形成する。
【０１２６】
（付記２４）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内へ供給しつつ排気し、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの前記処理室内からの排気レートを前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスの前記処理室内への供給レートよりも小さくした状態を形成する工程と、
その状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１２７】
（付記２５）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有する基板処理方法が提供される。
【０１２８】
（付記２６）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内を加熱するヒータと、
前記処理室内へシリコン系ガスを供給するシリコン系ガス供給系と、
前記処理室内へアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
基板を収容した加熱された状態の前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する処理を行い、その際、前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める処理と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、が行われるように、前記ヒータ、前記シリコン系ガス供給系、前記アミン系ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１２９】
（付記２７）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内に基板を収容する手順と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順において、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を実行させるプログラムが提供される。
【０１３０】
（付記２８）
本発明のさらに好ましい他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内に基板を収容する手順と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順において、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【０１３１】
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。
【０１３２】
例えば、上述の実施の形態では、工程Ａや工程Ｂにおいて、シリコン系ガスおよびアミン系ガスの両方を熱的に分解させる例について説明したが、シリコン系ガスおよびアミン系ガスのうち少なくともいずれか一方を熱的に分解させるようにしてもよい。例えば、シリコン系ガスだけ熱的に分解させるようにしてもよいし、アミン系ガスだけ熱的に分解させるようにしてもよい。ただし、反応効率を考慮するとシリコン系ガスおよびアミン系ガスの両方を熱的に分解させるのがより好ましい。
【０１３３】
また例えば、上述の実施の形態では、工程Ｂにおいて、シリコン系ガスとアミン系ガスの供給を停止する例について説明したが、工程Ｂにおいては、各ノズル内にＮ２ガス等の不活性ガスを連続的に流すようにしてもよい。その場合、処理室内に不活性ガスが供給され、処理室内の圧力が上昇することとなるが、各ノズル内に供給する不活性ガスの流量を制御することで、処理室内の圧力が処理圧力、すなわち、１００〜２０００Ｐａの範囲内の所望の圧力を超えないようにすることとなる。工程Ｂにおいて、各ノズル内に不活性ガスを連続的に流すようにすることで、各ノズル内にシリコンや炭素を含む膜が形成されるのを防止することができる。
【０１３４】
また例えば、上述の実施形態では、一重反応管構造の処理室を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されず、二重反応管構造の処理室を用いる場合にも好適に適用可能である。この場合、好ましくは、反応管をアウターチューブ（外部反応管）と、その内側に設けられたインナーチューブ（内部反応管）とで構成し、インナーチューブ内部の筒中空部に形成される処理室内に、シリコン系ガスとアミン系ガスとを、例えば、インナーチューブの下端側から上端側に向けて流し、インナーチューブの上端側からインナーチューブとアウターチューブとの間の筒状空間に流出させ、該筒状空間を流下させて排気管から排気する。この場合も、上述の実施形態と同様に、排気管に設けられたＡＰＣバルブの開度を調整することで、上述の封じ込め状態を形成、維持することとなる。このように、二重反応管構造の処理室を用いることで、優れた平坦性および膜厚均一性を有するＳｉＣ系の膜を形成することが可能となる。
【０１３５】
また例えば、上述の実施形態では、基板を支持する基板支持具としてラダーボート（ボート支柱に係止溝を設けたタイプのボート）を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されず、リングボートを用いる場合にも好適に適用可能である。この場合、例えば、リングボートは、周方向に適宜間隔を開けて立設した３〜４本のボート支柱と、ボート支柱に水平に多段に取り付けられ基板の外周を裏面から支持する支持板としてのリング状ホルダとから構成されるようにしてもよい。この場合、リング状ホルダは、外径が基板の径よりも大きく、内径が基板の径よりも小さいリング状プレートと、リング状プレート上の周方向に適宜間隔を置いて複数設けられ、基板の外周裏面を保持する基板保持用爪とから構成されるようにしてもよい。また、この場合、リング状ホルダは、外径および内径が基板の径よりも大きいリング状プレートと、リング状プレートの内側の周方向に適宜間隔を置いて複数設けられ、基板の外周裏面を保持する基板保持用爪とから構成されるようにしてもよい。リング状プレートが存在しない場合に比べて、リング状プレートがある分、各ノズルの孔から基板毎に分離された領域（この場合、リング状プレート間で区切られた領域）への距離が短くなるので、各ノズルから噴出したガスが基板領域に行き渡り易くなるという利点がある。これにより基板上へのガス供給量を十分に保つことが可能となり、成膜速度の低下や、均一性の悪化を防ぐことができる。リングボートを用いることで、優れた平坦性および膜厚均一性を有するＳｉＣ系の膜を形成することが可能となる。
【０１３６】
また、上述の実施形態では、半導体元素であるシリコンを含むシリコン系絶縁膜（ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜、ＳｉＯＣ膜)を形成する例について説明したが、本発明は、例えばチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属元素を含む金属系薄膜を形成する場合にも適用することができる。
【０１３７】
例えば、本発明は、チタン炭化膜（ＴｉＣ膜）、ジルコニウム炭化膜（ＺｒＣ膜）、ハフニウム炭化膜（ＨｆＣ膜）、タンタル炭化膜（ＴａＣ膜）、アルミニウム炭化膜（ＡｌＣ膜）、モリブデン炭化膜（ＭｏＣ膜）等の金属炭化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。
【０１３８】
また例えば、本発明は、チタン炭窒化膜（ＴｉＣＮ膜）、ジルコニウム炭窒化膜（ＺｒＣＮ膜）、ハフニウム炭窒化膜（ＨｆＣＮ膜）、タンタル炭窒化膜（ＴａＣＮ膜）、アルミニウム炭窒化膜（ＡｌＣＮ膜）、モリブデン炭窒化膜（ＭｏＣＮ膜）等の金属炭窒化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。
【０１３９】
また例えば、本発明は、チタン酸炭窒化膜（ＴｉＯＣＮ膜）、ジルコニウム酸炭窒化膜（ＺｒＯＣＮ膜）、ハフニウム酸炭窒化膜（ＨｆＯＣＮ膜）、タンタル酸炭窒化膜（ＴａＯＣＮ膜）、アルミニウム酸炭窒化膜（ＡｌＯＣＮ膜）、モリブデン酸炭窒化膜（ＭｏＯＣＮ膜）等の金属酸炭窒化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。
【０１４０】
また例えば、本発明は、チタン酸炭化膜（ＴｉＯＣ膜）、ジルコニウム酸炭化膜（ＺｒＯＣ膜）、ハフニウム酸炭化膜（ＨｆＯＣ膜）、タンタル酸炭化膜（ＴａＯＣ膜）、アルミニウム酸炭化膜（ＡｌＯＣ膜）、モリブデン酸炭化膜（ＭｏＯＣ膜）等の金属酸炭化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。
【０１４１】
この場合、上述の実施形態におけるシリコン系ガスの代わりに、金属元素を含む金属系原料ガスを用い、上述の実施形態と同様なシーケンスにより成膜を行うことができる。
【０１４２】
例えば、Ｔｉを含む金属系薄膜（ＴｉＣ膜、ＴｉＣＮ膜、ＴｉＯＣＮ膜、ＴｉＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ４）やチタニウムテトラフルオライド（ＴｉＦ４）等のＴｉ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４３】
また例えば、Ｚｒを含む金属系薄膜（ＺｒＣ膜、ＺｒＣＮ膜、ＺｒＯＣＮ膜、ＺｒＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、ジルコニウムテトラクロライド（ＺｒＣｌ４）やジルコニウムテトラフルオライド（ＺｒＦ４）等のＺｒ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４４】
また例えば、Ｈｆを含む金属系薄膜（ＨｆＣ膜、ＨｆＣＮ膜、ＨｆＯＣＮ膜、ＨｆＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、ハフニウムテトラクロライド（ＨｆＣｌ４）やハフニウムテトラフルオライド（ＨｆＦ４）等のＨｆ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４５】
また例えば、Ｔａを含む金属系薄膜（ＴａＣ膜、ＴａＣＮ膜、ＴａＯＣＮ膜、ＴａＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、タンタルペンタクロライド（ＴａＣｌ５）やタンタルペンタフルオライド（ＴａＦ５）等のＴａ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４６】
また例えば、Ａｌを含む金属系薄膜（ＡｌＣ膜、ＡｌＣＮ膜、ＡｌＯＣＮ膜、ＡｌＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、アルミニウムトリクロライド（ＡｌＣｌ３）やアルミニウムトリフルオライド（ＡｌＦ３）等のＡｌ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４７】
また例えば、Ｍｏを含む金属系薄膜（ＭｏＣ膜、ＭｏＣＮ膜、ＭｏＯＣＮ膜、ＭｏＯＣ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、モリブデンペンタクロライド（ＭｏＣｌ５）やモリブデンペンタフルオライド（ＭｏＦ５）等のＭｏ系原料ガスを用いることができる。アミン系ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１４８】
すなわち、本発明は、半導体元素や金属元素等の所定元素を含む薄膜を形成する場合に好適に適用することができる。
【０１４９】
また例えば、上述の実施の形態では、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成膜する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、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成膜する場合にも、好適に適用できる。
【０１５０】
また、上述の実施形態の各成膜例や各応用例等は、適宜組み合わせて用いることができる。
【０１５１】
また、本発明は、例えば、既存の基板処理装置のプロセスレシピを変更することでも実現できる。プロセスレシピを変更する場合は、本発明に係るプロセスレシピを電気通信回線や当該プロセスレシピを記録した記録媒体を介して既存の基板処理装置にインストールしたり、また、既存の基板処理装置の入出力装置を操作し、そのプロセスレシピ自体を本発明に係るプロセスレシピに変更することも可能である。
【０１５２】
従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１５３】
１２１ コントローラ
２００ ウエハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０３ 反応管
２０７ ヒータ
２３１ ガス排気管
２３２ａ 第１ガス供給管
２３２ｂ 第２ガス供給管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を交互に所定回数行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内を加熱するヒータと、
前記処理室内へシリコン系ガスを供給するシリコン系ガス供給系と、
前記処理室内へアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
基板を収容した加熱された状態の前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する処理を行い、その際、前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める処理と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、が行われるように、前記ヒータ、前記シリコン系ガス供給系、前記アミン系ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
基板処理装置の処理室内に基板を収容する手順と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順において、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程では、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、を交互に所定回数行う工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を交互に所定回数行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
基板を処理室内に収容する工程と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程と、を有し、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する工程は、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内を加熱するヒータと、
前記処理室内へシリコン系ガスを供給するシリコン系ガス供給系と、
前記処理室内へアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
基板を収容した加熱された状態の前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する処理を行い、その際、前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める処理と、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、が行われるように、前記ヒータ、前記シリコン系ガス供給系、前記アミン系ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
基板処理装置の処理室内に基板を収容する手順と、
加熱された前記処理室内へシリコン系ガスとアミン系ガスとを供給して前記基板上にシリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記シリコンおよび炭素を含む膜を形成する手順において、
前記処理室内へ前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを供給して、前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記シリコン系ガスと前記アミン系ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３０７５２（Ｐ２０１３−３０７５２Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１６７７２（Ｐ２０１２−１１６７７２）
【出願日】平成２４年５月２２日（２０１２．５．２２）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２２日（２０１２．５．２２）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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