成膜方法及び成膜装置
【課題】比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができる成膜方法を提供する。
【解決手段】被処理体Ｗが収容されて真空引き可能になされた処理容器４内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成する。これにより、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させる。
【解決手段】被処理体Ｗが収容されて真空引き可能になされた処理容器４内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成する。これにより、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に薄膜を形成する成膜方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはシリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して、成膜処理、エッチング処理、酸化処理、拡散処理、改質処理、自然酸化膜の除去処理等の各種の処理が行なわれる。これらの処理は、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式の処理装置や複数枚のウエハを一度に処理するバッチ式の処理装置で行われる。例えばこれらの処理を特許文献１等に開示されている縦型の、いわゆるバッチ式の処理装置にて行う場合には、まず、半導体ウエハを複数枚、例えば２５枚程度収容できるカセットから、半導体ウエハを縦型のウエハボートへ移載してこれに多段に支持させる。このウエハボートは、例えばウエハサイズにもよるが３０〜１５０枚程度のウエハを載置できる。このウエハボートは、排気可能な処理容器内にその下方より搬入（ロード）された後、処理容器内が気密に維持される。そして、処理ガスの流量、プロセス圧力、プロセス温度等の各種のプロセス条件を制御しつつ所定の熱処理が施される。
【０００３】
ここで上記半導体集積回路の特性を向上させる要因の１つとして、集積回路中の絶縁膜の特性を向上させることは重要である。上記集積回路中の絶縁膜としては、一般的にはＳｉＯ２ 、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）、Ｐ（プラズマ）−ＳｉＯ、Ｐ（プラズマ）−ＳｉＮ、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、Ｓｉ３ Ｎ４ （シリコン窒化膜）等が用いられる。そして、特にシリコン窒化膜は、絶縁特性がシリコン酸化膜より比較的良好なこと、及びエッチングストッパ膜や層間絶縁膜としても十分に機能することから多用される傾向にある。
【０００４】
半導体ウエハの表面に上述したようなシリコン窒化膜を形成するには、成膜ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４ ）やジクロルシラン（ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ）やヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２ Ｃｌ６ ）、ビス ターシャル ブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）等のシラン系ガスを用いて熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により成膜する方法が知られている。具体的には、シリコン窒化膜を堆積する場合には、ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ＋ＮＨ３ （特許文献２参照）或いはＳｉ２ Ｃｌ６ ＋ＮＨ３ 等のガスの組み合わせで熱ＣＶＤによりシリコン窒化膜を形成している。
【０００５】
ところで、最近にあっては半導体集積回路の更なる高集積化及び高微細化の要求が強くなされており、回路素子の特性の向上を目的として半導体集積回路の製造工程における熱履歴も低減化することが望まれている。このような状況下において、縦型の、いわゆるバッチ式の縦型の処理装置においても、ウエハをそれ程の高温に晒さなくても目的とする処理が可能なことから、原料ガス等を間欠的に供給しながら原子レベルで１層〜数層ずつ、或いは分子レベルで１層〜数層ずつ繰り返し成膜する方法が知られている（特許文献３、４等）。このような成膜方法は一般的にはＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と称されている。
【０００６】
ここで従来の成膜方法としては、シラン系ガスであるジクロロシラン（以下、「ＤＣＳ」とも称す）と窒化ガスであるＮＨ３ ガスとを用いてシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を形成している。具体的には、処理容器内に、ＤＣＳとＮＨ３ ガスとを交互に間欠的に供給し、ＮＨ３ ガスを供給する時にＲＦ（高周波）を印加してプラズマを立て、窒化反応を促進するようにしている。この場合、ＤＣＳを処理容器内へ供給することにより、ウエハ表面上にＤＣＳが分子レベルで一層、或いは複数層吸着し、そして余分なＤＣＳを不活性ガスパージ、或いは真空引きで排除した後、ＮＨ３ を供給してプラズマを立てることによって低温での窒化を促進して窒化膜を形成し、この一連の工程を繰り返し行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７５６０８号公報
【特許文献２】特開平２−９３０７１号公報
【特許文献３】特開平６−４５２５６号公報
【特許文献４】特開平１１−８７３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述したような絶縁膜を形成した後に、この上に別の薄膜を形成する場合には、上記絶縁膜の表面が有機物やパーティクル等の汚染物が付着している可能性があるので、この汚染物を除去する目的で、上記半導体ウエハを希フッ酸等のクリーニング液に浸漬させて上記絶縁膜の表面をエッチングすることによりこの表面を非常に薄く削り取り、これにより上記汚染物を除去するクリーニング処理が行われる場合がある。
【０００９】
しかしながら、この場合、上記絶縁膜を例えば７６０℃程度の高温の熱ＣＶＤで成膜した場合には、このような高温の熱ＣＶＤで形成した絶縁膜のクリーニング時のエッチングレートはかなり小さいので、クリーニング時にこの絶縁膜が過度に削り取られることがなく、膜厚の制御性が良い状態でクリーニング処理を行うことができるが、下地層に耐熱性の低い薄膜が形成されている場合には、高温の熱ＣＶＤ処理を採用できない。
【００１０】
これに対して、上記絶縁膜を例えば４００℃程度の低い温度でＡＬＤ成膜した場合には、このような低温で形成した絶縁膜のクリーニング時のエッチングレートはかなり大きいので、クリーニング時にこの絶縁膜が過度に削り取られる場合が発生し、クリーニング処理時の膜厚の制御性が劣ってしまう、といった問題があった。またこのシリコン窒化膜は前述したようにエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として使用する場合もあるが、この場合にはエッチングレートを十分に小さくする必要があり、従来の成膜方法では、この要請に十分に応えることはできなかった。
【００１１】
そこで、本出願人は、層間絶縁膜等として優れ、しかもエッチングレートも小さなＳｉＣＮ膜を比較的低い温度でプラズマを用いて成膜する方法を先の出願（特開２００６−２８７１９４号公報等）において開示した。これによれば、プラズマを用いてＮＨ３ 等を活性化させることにより窒化処理を促進させてスループットを高く維持しつつ、ＳｉＣＮ膜中にもある程度の炭素成分を導入して薬液耐性もある程度向上させることができた。
【００１２】
しかしながら、上記したプラズマを用いた成膜方法では、膜中に導入できる炭素成分を十分に上げることができないことから、薬液耐性をある程度までは向上させることができたが、更なる細幅の微細化や薄膜化の要請によって加工性がより厳しくなり、これに十分に対応することが困難である、といった問題があった。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる成膜方法、成膜装置及び記憶媒体を提供することにある。尚、本発明は、本出願人が先に出願した特開２００３−２８２５６６号公報や特願２００６−７９５１号に開示した発明の改良発明である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者等は、ＳｉＣＮ膜の成膜時にスループットを向上させるためにプラズマを用いて窒化を促進させるようにしたが、プラズマを用いると、逆に炭素の導入量（添加量）が抑制されてあまり好ましくなく、プラズマを用いない方が炭素の導入量をより増加することができて好ましい、といった知見を得ることにより、本発明に至ったものである。
【００１５】
請求項１に係る発明は、被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成するようにしたことを特徴とする成膜方法である。
【００１６】
このように、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく薄膜を形成するようにしたので、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００１７】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記シラン系ガスの停止工程の間において、前記シラン系ガスを次のシラン系ガスの供給工程の時に供されるシラン系ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する。
また例えば請求項３に記載したように、前記炭化水素ガスの停止工程の間において、前記炭化水素ガスを次の炭化水素ガスの供給工程の時に供される炭化水素ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する。
また例えば請求項４に記載したように、前記窒化ガスの供給工程は前記シラン系ガスの供給工程の長さと同一に設定され、前記シラン系ガスの１サイクルの中で前記窒化ガスの供給工程は１回又は複数回実行される。
【００１８】
また例えば請求項５に記載したように、前記窒化ガスの供給工程は、前記シラン系ガスの供給工程よりも長く設定されている。
また例えば請求項６に記載したように、前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記窒化ガスの供給工程が同時に実行される。
【００１９】
また例えば請求項７に記載したように、前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記窒化ガスの停止工程が同時に実行される。
また例えば請求項８に記載したように、前記炭化水素ガスの供給工程は前記シラン系ガスの供給工程の長さと同一に設定され、前記シラン系ガスの１サイクルの中で前記炭化水素ガスの供給工程は１回又は複数回実行される。
また例えば請求項９に記載したように、前記炭化水素ガスの供給工程は、前記シラン系ガスの供給工程よりも長く設定されている。
【００２０】
また例えば請求項１０に記載したように、前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記炭化水素ガスの供給工程が同時に実行される。
また例えば請求項１１に記載したように、前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記炭化水素ガスの停止工程が同時に実行される。
また例えば請求項１２に記載したように、前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスの全てのガスの供給を停止して真空引きするパージステップが含まれている。
【００２１】
請求項１３に係る発明によれば、被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記シラン系ガスを一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行し、前記窒化ガスと前記炭化水素ガスの内の少なくとも一方を連続的に供給してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成するようにしたことを特徴とする成膜方法である。
【００２２】
また例えば請求項１４に記載したように、前記シラン系ガスの停止工程の間において、前記シラン系ガスを次のシラン系ガスの供給工程の時に供されるシラン系ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する。
また例えば請求項１５に記載したように、前記炭化水素ガスの停止工程の間において、前記炭化水素ガスを次の炭化水素ガスの供給工程の時に供される炭化水素ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する。
また例えば請求項１６に記載したように、前記薄膜の成膜時の温度は、３００℃〜７００℃の範囲内である。
また例えば請求項１７に記載したように、前記薄膜の成膜時の圧力は、１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）の範囲内である。
【００２３】
また例えば請求項１８に記載したように、前記シラン系ガスは、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、モノシラン［ＳｉＨ４ ］、ジシラン［Ｓｉ２ Ｈ６ ］、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、テトラクロロシラン（ＴＣＳ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）よりなる群より選択される１以上のガスである。
【００２４】
また例えば請求項１９に記載したように、前記窒化ガスは、アンモニア［ＮＨ３ ］、窒素［Ｎ２ ］、一酸化二窒素［Ｎ２ Ｏ］、一酸化窒素［ＮＯ］よりなる群より選択される１以上のガスである。
また例えば請求項２０に記載したように、前記炭化水素ガスは、アセチレン、エチレン、メタン、エタン、プロパン、ブタンよりなる群より選択される１以上のガスである。
【００２５】
請求項２１に係る発明は、被処理体に対してＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成するための成膜装置において、真空引き可能になされた処理容器と、前記被処理体を保持する保持手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、前記処理容器内へ炭化水素ガスを供給する炭化水素ガス供給手段と、請求項１乃至１６のいずれかに記載の成膜方法を実行するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする成膜装置である。
【００２６】
この場合、例えば請求項２２に記載したように、前記シラン系ガス供給手段及び／又は炭化水素ガス供給手段には、それぞれガスを一時的に貯留する貯留タンクを有する。
また例えば請求項２３に記載したように、前記処理容器は、前記被処理体を複数枚収容することができる縦型の筒体状に成形されている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る成膜方法及び成膜装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく薄膜を形成するようにしたので、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の係る成膜装置の一例を示す縦断面構成図である。
【図２】成膜装置（加熱手段は省略）を示す横断面構成図である。
【図３】本発明の成膜方法の第１実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明方法により形成したＳｉＣＮ膜中の炭素濃度とエッチングレートとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の成膜方法の第２実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の成膜方法の第３実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の成膜方法の第４実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の成膜方法の第５実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の成膜方法の第６実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の成膜方法の第７実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の成膜方法の第８実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の成膜方法の第９実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の成膜方法の第１０実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１４】成膜装置の変形例の各ガス供給手段の一部を示す部分構成図である。
【図１５】本発明の成膜方法の第１１実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１６】本発明の成膜方法の第１２実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１７】本発明の成膜方法の第１３実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１８】本発明の成膜方法の第１４実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１９】本発明の成膜方法の第１５実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２０】本発明の成膜方法の第１６実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２１】本発明の成膜方法の第１７実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２２】本発明の成膜方法の第１８実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２３】本発明の成膜方法の第１９実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２４】本発明の成膜方法の第２０実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る成膜方法及び成膜装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の係る成膜装置の一例を示す縦断面構成図、図２は成膜装置（加熱手段は省略）を示す横断面構成図である。尚、ここではシラン系ガスとしてジクロロシラン（ＤＣＳ）を用い、窒化ガスとしてアンモニアガス（ＮＨ３ ）を用い、炭化水素ガスとしてＣ２ Ｈ４ ガス（エチレンガス）を用いて炭素含有の薄膜であるＳｉＣＮ膜を成膜する場合を例にとって説明する。
【００３０】
図示するように、この成膜装置２は、下端が開口された有天井の円筒体状の処理容器４を有している。この処理容器４の全体は、例えば石英により形成されており、この処理容器４内の天井には、石英製の天井板６が設けられて封止されている。また、この処理容器４の下端開口部には、例えばステンレススチールにより円筒体状に成形されたマニホールド８がＯリング等のシール部材１０を介して連結されている。尚、ステンレス製のマニホールド８を設けないで、全体を円筒体状の石英製の処理容器で構成した装置もある。
【００３１】
上記処理容器４の下端は、上記マニホールド８によって支持されており、このマニホールド８の下方より多数枚の被処理体としての半導体ウエハＷを多段に載置した保持手段としての石英製のウエハボート１２が昇降可能に挿脱自在になされている。本実施例の場合において、このウエハボート１２の支柱１２Ａには、例えば５０〜１００枚程度の直径が３００ｍｍのウエハＷを略等ピッチで多段に支持できるようになっている。
【００３２】
このウエハボート１２は、石英製の保温筒１４を介してテーブル１６上に載置されており、このテーブル１６は、マニホールド８の下端開口部を開閉する例えばステンレススチール製の蓋部１８を貫通する回転軸２０上に支持される。
そして、この回転軸２０の貫通部には、例えば磁性流体シール２２が介設され、この回転軸２０を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部１８の周辺部とマニホールド８の下端部には、例えばＯリング等よりなるシール部材２４が介設されており、処理容器４内のシール性を保持している。上記した回転軸２０は、例えばボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム２６の先端に取り付けられており、ウエハボート１２及び蓋部１８等を一体的に昇降して処理容器４内へ挿脱できるようになされている。尚、上記テーブル１６を上記蓋部１８側へ固定して設け、ウエハボート１２を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。
【００３３】
このマニホールド８には、処理容器４内の方へ炭化水素ガスとして例えばＣ２ Ｈ４ （エチレン）ガスを供給する炭化水素ガス供給手段２８と、成膜ガスであるシラン系ガスとして例えばＤＣＳ（ジクロロシラン）ガスを供給するシラン系ガス供給手段３０と、窒化ガスとして例えばアンモニア（ＮＨ３ ）ガスを供給する窒化ガス供給手段３２と、パージガスとして不活性ガス、例えばＮ２ ガスを供給するパージガス供給手段３６とが設けられる。具体的には、上記炭化水素ガス供給手段２８は、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガス分散ノズル３８を有している。このガス分散ノズル３８には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔３８Ａが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔３８Ａから水平方向に向けて略均一にエチレンガスを噴射できるようになっている。
【００３４】
また同様に上記シラン系ガス供給手段３０も、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガス分散ノズル４０を有している。図２にも示すように、このガス分散ノズル４０には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔４０Ａが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔４０Ａから水平方向に向けて略均一にシラン系ガスであるＤＣＳガスを噴射できるようになっている。また同様に窒化ガス供給手段３２も、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガス分散ノズル４２を有している。このガス分散ノズル４２には、上記シラン系ガスのガス分散ノズル４０と同様にその長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔４２Ａ（図２参照）が所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔４２Ａから水平方向に向けて略均一にＮＨ３ ガスを噴射できるようになっている。
【００３５】
また同様に上記パージガス供給手段３６は、上記マニホールド８の側壁を貫通して設けたガスノズル４６を有している。上記各ノズル３８、４０、４２、４６には、それぞれのガス通路４８、５０、５２、５６が接続されている。そして、各ガス通路４８、５０、５２、５６には、それぞれ開閉弁４８Ａ、５０Ａ、５２Ａ、５６Ａ及びマスフローコントローラのような流量制御器４８Ｂ、５０Ｂ、５２Ｂ、５６Ｂが介設されており、Ｃ２ Ｈ４ ガス、ＤＣＳガス、ＮＨ３ ガス及びＮ２ ガスをそれぞれ流量制御しつつ供給できるようになっている。
【００３６】
一方、上記処理容器４の側壁の一部には、その高さ方向に沿ってノズル収容凹部６０が形成されると共に、このノズル収容凹部６０に対向する処理容器４の反対側には、この内部雰囲気を真空排気するために処理容器４の側壁を、例えば上下方向へ削りとることによって形成した細長い排気口６２が設けられている。具体的には、上記ノズル収容凹部６０は、上記処理容器４の側壁を上下方向に沿って所定の幅で削りとることによって上下に細長い開口６４を形成し、この開口６４をその外側より覆うようにして断面凹部状になされた上下に細長い例えば石英製の区画壁６６を容器外壁に気密に溶接接合することにより形成されている。
【００３７】
これにより、この処理容器４の側壁の一部を凹部状に外側へ窪ませることにより一側が処理容器４内へ開口されて連通されたノズル収容凹部６０が一体的に形成されることになる。すなわち区画壁６６の内部空間は、上記処理容器４内に一体的に連通された状態となっている。上記開口６４は、ウエハボート１２に保持されている全てのウエハＷを高さ方向においてカバーできるように上下方向に十分に長く形成されている。そして、図２に示すように、上記ノズル収容凹部６０内に上記各ガス分散ノズル３８、４０、４２が並んで設けられている。
【００３８】
一方、上記開口６４に対向させて設けた排気口６２には、これを覆うようにして石英よりなる断面コ字状に成形された排気口カバー部材６８が溶接により取り付けられている。この排気口カバー部材６８は、上記処理容器４の側壁に沿って上方に延びており、処理容器４の上方のガス出口７０より図示しない真空ポンプや圧力調整弁等を介設した真空排気系により所定の圧力に維持しつつ真空引きされる。そして、この処理容器４の外周を囲むようにしてこの処理容器４及びこの内部のウエハＷを加熱する筒体状の加熱手段７２が設けられている。
【００３９】
そして、以上のように構成された成膜装置２の全体の動作は、例えばコンピュータ等よりなる制御手段７４により制御されるようになっており、この動作を行うコンピュータのプログラムはフレキシブルディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体７６に記憶されている。具体的には、この制御手段７４からの指令により、各ガスの供給の開始、停止や流量制御、プロセス温度やプロセス圧力の制御等が行われる。
【００４０】
次に、以上のように構成された成膜装置２を用いて行なわれる本発明の成膜方法（いわゆるＡＬＤ［Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ］成膜）について説明する。
本発明方法は、上記シラン系ガス、例えばＤＣＳと上記窒化ガス、例えばＮＨ３ と上記炭化水素ガス、例えばＣ２ Ｈ４ とをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく上記薄膜を形成するようにしたものである。
【００４１】
まず、常温の多数枚、例えば５０〜１００枚の３００ｍｍサイズのウエハＷが載置された状態のウエハボート１２を予め所定の温度になされた処理容器４内にその下方より上昇させてロードし、蓋部１８でマニホールド８の下端開口部を閉じることにより容器内を密閉する。
【００４２】
そして処理容器４内を真空引きして所定のプロセス圧力に維持すると共に、加熱手段７２への供給電力を増大させることにより、ウエハ温度を上昇させてプロセス温度を維持する。上記ＤＣＳガスをシラン系ガス供給手段３０から供給し、ＮＨ３ ガスを窒化ガス供給手段３２から供給し、そして、Ｃ２ Ｈ４ ガスを炭化水素ガス供給手段２８から供給する。具体的には、Ｃ２ Ｈ４ ガスはガス分散ノズル３８の各ガス噴射孔３８Ａから水平方向へ噴射され、また、ＤＣＳガスはガス分散ノズル４０の各ガス噴射孔４０Ａから水平方向へ噴射され、またＮＨ３ はガス分散ノズル４２の各ガス噴射孔４２Ａから水平方向へ噴射される。これにより、各ガスが反応して回転しているウエハボート１２に支持されているウエハＷの表面にＳｉＣＮ薄膜を形成する。
【００４３】
以下に、各種ガスの具体的な供給態様について説明する。
＜第１実施例＞
図３は本発明の成膜方法の第１実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
まず、図３（Ａ）に示すように、上記各ガスは連続的に供給されるのではなく、それぞれ所定の周期でもって間欠的に繰り返し供給が行われる。尚、今後説明する一連の動作中では常に真空ポンプが駆動されて処理容器４内は真空引きされている。
【００４４】
上述のようにシラン系ガスに関しては、シラン系ガスであるＤＣＳを一定の供給期間で供給する供給工程（以下「ＤＣＳ供給工程」とも称す）８０が、ガスの供給を停止する停止工程（休止工程）８２を間に挟んで繰り返し行われる。ここでは、あるＤＣＳ供給工程８０の開始から次のＤＣＳ供給工程８０の開始までを１サイクルとして定義する。この点は、これ以降に説明する全ての実施例で共通である。従って、成膜時には、上記１サイクルの工程が複数回繰り返し行われる。
【００４５】
また窒化ガスに関しては、窒化ガスであるＮＨ３ を一定の供給期間で供給する供給工程（以下「ＮＨ３ 供給工程」とも称す）８４が、ガスの供給を停止する停止工程（休止期間）８６を間に挟んで繰り返し行われる。ここでは例えばＮＨ３ 供給工程８４の長さはＤＣＳ供給工程８０の長さと同一に設定されている。
【００４６】
また炭化水素ガスに関しては、炭化水素ガスであるＣ２ Ｈ４ を一定の供給期間で供給する供給工程（以下「Ｃ２ Ｈ４ 供給工程」とも称す）８８が、ガスの供給を停止する停止工程（休止期間）９０を間に挟んで繰り返し行われる。また例えばＣ２ Ｈ４ 供給工程８８の長さはＤＣＳ供給工程８０の長さと同一に設定されている。ここでは、上記ＮＨ３ 及びＣ２ Ｈ４ の各供給工程８４、８８は、１サイクルの中でそれぞれ１回行うようになっており、Ｃ２ Ｈ４ はＤＣＳと同期して同時に供給の開始及び停止が行われている。
【００４７】
これに対して、ＮＨ３ 供給工程８４は、前後のＤＣＳ供給工程８０の間の中央部に、その前後に間欠期間を挟むようなタイミングで行われている。すなわち、ＮＨ３ 供給工程８４は、ＤＣＳ停止工程８２の略中央部に位置するタイミングで行われている。
ここで上記３種類の全てのガスの供給が停止される区間、すなわちここでは、ＮＨ３ 供給工程８４とこの前後のＤＣＳ供給工程８０とで挟まれた区間がパージステップＰ１、Ｐ２となり、処理容器４内の残留ガスが排気される。尚、パージステップＰ１、Ｐ２で必要に応じてＮ２ ガス（Ａｒ等の希ガスでもよい）を供給して残留ガスの排出を促進させるようにしてもよい。
【００４８】
上記ＤＣＳ供給工程８０では、ＤＣＳガスが処理容器４内へ供給されるとウエハ表面にこのＤＣＳガスが吸着する吸着工程が行われる。これと同時に、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８が開始されてＣ２ Ｈ４ ガスが処理容器４内へ供給される。これによりＣ２ Ｈ４ がウエハ表面に吸着する吸着工程が行われる。この時、ウエハ表面でＤＣＳとＣ２ Ｈ４ が反応してＳｉＣ膜が形成されることになる。そして、パージステップＰ１で処理容器４内の残留ガスが排除される。次にＮＨ３ 供給工程８４を行う。この時、処理容器４内へ供給されるＮＨ３ ガスにより上記ウエハ表面に付着しているＳｉＣ膜がＮＨ３ ガスとが反応して、すなわち窒化されて（窒化工程）薄い一層のＳｉＣＮ膜が形成されることになる。
【００４９】
そして、ＮＨ３ 供給工程が終了したならば、パージステップＰ２を行って処理容器４内の残留ガスを排除し、次のサイクルへ移行して、上述したと同様な処理を繰り返し行う。これによって薄いＳｉＣＮ膜を複数層に亘って積層形成することになる。
【００５０】
ここでＤＣＳ供給工程８０（Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８）の期間Ｔ１は例えば４秒程度、最初のパージステップＰ１の期間Ｔ２は例えば５秒程度、ＮＨ３ 供給工程８４の期間Ｔ３は例えば６秒程度、後のパージステップＰ２の期間Ｔ４は例えば５秒程度である。
【００５１】
尚、これらの各時間は単に一例を示したに過ぎず、この数値に限定されない。通常、１サイクルによって形成される膜厚は０．４８〜１．３Å／サイクル程度であるので、目標膜厚が例えば７００Åであるならば、６００サイクル程度繰り返し行うことになる。上記のように成膜処理を行うことにより、形成されるＳｉＣＮ薄膜の誘電率を非常に低くでき、且つ膜中に導入される炭素成分を増加させてそのドライエッチング時のエッチング耐性を大幅に向上させることができる。
【００５２】
すなわち、上記のように、ＳｉＣＮ膜を成膜する際に、各ガスを間欠的に供給してプラズマを用いないで成膜することにより、ウエハ表面に形成される膜中に炭素成分が多量に含有された状態となる。このように、膜中に多量に炭素成分が含有されると、従来の成膜温度、例えば７６０℃程度よりも低い温度、例えば５５０℃で成膜したにもかかわらず、この表面のクリーニング処理時やエッチング処理時に用いられる希フッ酸に対するエッチングレートを小さくでき、この結果、クリーニング処理時にこの薄膜が過度に削り取られることを防止して、この膜厚の制御性を向上させることが可能となる。またエッチングストッパ膜や層間絶縁膜としての機能も十分に果すことができる。
【００５３】
またＤＣＳガスを間欠的に供給してパージステップＰ１、Ｐ２を設けるようにしているので、各パージステップＰ１、Ｐ２の直前で成膜されたＳｉＣＮ膜の表面がパージステップで改質されて膜質が向上するので、エッチングレートを一層抑制することができる。このパージステップ時の原子レベルの作用は次のように考えられる。すなわち、炭素原子を含有するＳｉＣＮ膜の成膜時には、この薄膜の最表面にＤＣＳガス中の付着乃至堆積時に脱離できなかったＣｌ原子が活性化状態で結合しているが、ＤＣＳガスの供給が停止されるパージステップＰ１、Ｐ２を設けることで、このパージステップにおいてＣ２ Ｈ４ ガスやＮＨ３ ガス中のＣ原子やＮ原子が上記薄膜最表面のＣｌ原子と置換されて膜中のＣｌ成分が減少し、結果的にエッチングレートを抑制でき、特にＣ２ Ｈ４ ガスを用いることにより膜中に取り込まれるＣ原子の量が増加することとなるのでエッチングレートを一層抑制することが可能となる。
【００５４】
ここで上記成膜処理のプロセス条件について説明すると、ＤＣＳガスの流量は５００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０００ｓｃｃｍ（１ｓｌｍ）であり、ＮＨ３ ガスの流量は１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０００ｓｃｃｍであり、Ｃ２ Ｈ４ ガスの流量は１００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば５００ｓｃｃｍである。ここでＣ２ Ｈ４ ガスの流量はＤＣＳガスの流量の３倍以下である。その理由は、炭化水素ガスであるＣ２ Ｈ４ ガスの流量が過度に多過ぎると、膜質が急激に低下する、という不都合が生ずるからである。
【００５５】
またプロセス温度はＣＶＤ成膜処理よりも低い温度であり、具体的には３００〜７００℃の範囲内、好ましくは５５０〜６５０℃の範囲内、例えば６３０℃である。このプロセス温度が３００℃よりも低いと、反応が生ぜずにほとんど膜が堆積せず、また７００℃よりも高い場合には、膜質の劣るＣＶＤによる堆積膜が形成されてしまうのみならず、前工程ですでに形成されている金属膜等に熱的ダメージを与えてしまう。
【００５６】
またプロセス圧力は１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）の範囲内、好ましくは４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）〜２６６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）の範囲内であり、例えばＤＣＳの吸着工程では１Ｔｏｒｒ、窒化工程では１０Ｔｏｒｒである。プロセス圧力が１３Ｐａよりも小さい場合には、成膜レートが実用レベル以下になり、また１３３０Ｐａよりも大きい場合には、プラズマが十分に立たなくなってしまう。
【００５７】
尚、上記図３（Ａ）に示す第１実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図３（Ｂ）に示すタイミングチャートは第１実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図３（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【００５８】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行い、次にパージステップＰ２を行っている。また、図３（Ｃ）に示すタイミングチャートは第１実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図３（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行って１サイクルを終了している。更に、ここでは図示していないが、第１実施例の変形例３として図３（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。これらのパージステップを省略した成膜方法によれば、その分、処理速度が向上してスループットを向上させることができる。
【００５９】
また、上記ＳｉＣＮ膜の成膜時に膜中の炭素含有量を調整するには、Ｃ２ Ｈ４ の吸着時間（Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８）Ｔ１やＮＨ３ 供給工程８４の時間Ｔ３、すなわち窒化時間等を制御することにより行う。
【００６０】
＜本発明方法によるＳｉＣＮ膜の評価＞
次に、上述した本発明方法（第１実施例）により形成したＳｉＣＮ膜中の炭素濃度（含有量）を測定して評価したので、その評価結果について説明する。図４は本発明方法により形成したＳｉＣＮ膜中の炭素濃度とエッチングレートとの関係を示すグラフである。ここでは比較のために、Ｃ２ Ｈ４ ガス無しで成膜した時のＳｉＮ膜と、プラズマを用いて形成したＳｉＣＮ膜（本出願人による先の出願：特願２００６−７９５１号の成膜方法）のデータを併せて記載している。尚、エッチングには希フッ酸ＤＨＦ（２００：１）を用いた。
【００６１】
この図４から明らかなように、炭素を含まないＳｉＮ膜はエッチングレートは６Å／ｍｉｎになり、非常に大きかった。また、プラズマを用いて形成したＳｉＣＮ膜は、炭素濃度が多くてもせいぜい３．５％程度であり、この場合にもエッチングレートは３．５Å／ｍｉｎ程度であり、かなり大きかった。
【００６２】
これに対して、本発明の成膜方法によるＳｉＣＮ膜の場合には、炭素濃度を１５．２％〜２８．５％まで自由に制御することができ、炭素の含有量を大幅に向上できることが確認できた。また同時にエッチングレートも２．２Å／ｍｉｎ〜１．０Å／ｍｉｎ程度まで大幅に抑制して小さくできることが確認できた。
【００６３】
＜第２実施例＞
次に本発明方法の第２実施例について説明する。図５は本発明の成膜方法の第２実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
図５（Ａ）に示す第２実施例は、ＤＣＳの供給のタイミングは図３（Ａ）に示す第１実施例と同じであり、ＮＨ３ とＣ２ Ｈ４ の供給のタイミングは、図３（Ａ）に示す場合に対して互いに入れ替えられたタイミングとなっている。すなわち、ＮＨ３ 供給工程８４はＤＣＳ供給工程８０と同期して同時に行われている。またＣ２ Ｈ４ 供給工程８８は前後するＮＨ３ 供給工程８８の間の略中央に位置されたタイミングとなっている。そして、ここでもＣ２ Ｈ４ 供給工程の前後にパージステップＰ１、Ｐ２を行っている。
【００６５】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００６６】
尚、上記図５（Ａ）に示す第２実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図５（Ｂ）に示すタイミングチャートは第２実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図５（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【００６７】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を行い、次にパージステップＰ２を行っている。また、図５（Ｃ）に示すタイミングチャートは第２実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図５（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を行って１サイクルを終了している。更に、ここでは図示していないが、第１実施例の変形例３として図３（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。これらのパージステップを省略した成膜方法によれば、その分、処理速度が向上してスループットを向上させることができる。
【００６８】
＜第３実施例＞
次に本発明方法の第３実施例について説明する。図６は本発明の成膜方法の第３実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
図６（Ａ）に示す第３実施例では、ＤＣＳガスに関して停止工程８２の長さを延ばして１サイクルの期間を長くしている。そして、ＤＣＳ停止工程８２内で上記ＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８とが互いに時間的に重ならないようにして前後して実行している。ここでは、先にＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を行い、その間にパージステップＰ２を経た後に、ＮＨ３ 供給工程８４を行うようになっている。そして、このＮＨ３ 供給工程８４の後に第３番目のパージステップＰ３を行うようになっている。この場合、ＮＨ３ 供給工程８４の期間Ｔ５は例えば６秒程度、第３番目のパージステップＰ３の期間Ｔ６は５秒程度である。
【００７０】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００７１】
尚、上記図６（Ａ）に示す第３実施例では、３つのパージステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３を行うようになっているが、これを行わないようにして省略してもよい。図６（Ｂ）に示すタイミングチャートは第３実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図６（Ａ）中の第２番目のパージステップＰ２を省略した処理方法を示している。すなわち、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８を行った後に、パージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行うようにしている。
【００７２】
また図６（Ｃ）に示すタイミングチャートは第３実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図６（Ａ）中から第１番目と第２番目の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。また図６（Ｄ）に示すタイミングチャートは第３実施例の変形例３を示すタイミングチャートであり、ここでは図６（Ａ）中から第１〜第３番目の３つのパージステップＰ１〜Ｐ３を省略した処理方法を示している。
【００７３】
＜第４実施例＞
次に本発明方法の第４実施例について説明する。図７は本発明の成膜方法の第４実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図６に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
図７（Ａ）に示す第４実施例では、先の図６（Ａ）に示す第３実施例におけるＮＨ３ 供給態様に関して、更に新たなＮＨ３ 供給工程８４を、ＤＣＳ供給工程８０と同期して同時に同じ長さだけ行うようにしたガス供給態様となっている。すなわち、ここでは１サイクルの中でＮＨ３ 供給工程８４を２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００７４】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００７５】
尚、上記図７（Ａ）に示す第４実施例では、３つのパージステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３を行うようになっているが、これを行わないようにして省略してもよい。図７（Ｂ）に示すタイミングチャートは第４実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図６（Ａ）中の第２番目のパージステップＰ２を省略した処理方法を示している。すなわち、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８を行った後に、パージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行うようにしている。
【００７６】
また図７（Ｃ）に示すタイミングチャートは第４実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図７（Ａ）中から第１番目と第２番目の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。また図７（Ｄ）に示すタイミングチャートは第４実施例の変形例３を示すタイミングチャートであり、ここでは図７（Ａ）中から第１〜第３番目の３つのパージステップＰ１〜Ｐ３を省略した処理方法を示している。
【００７７】
＜第５実施例＞
次に本発明方法の第５実施例について説明する。図８は本発明の成膜方法の第５実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図６に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
図８（Ａ）に示す第５実施例では、先の図６（Ａ）に示す第３実施例におけるＣ２ Ｈ４ 供給態様に関して、更に新たなＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を、ＤＣＳ供給工程８０と同期して同時に同じ長さだけ行うようにしたガス供給態様となっている。すなわち、ここでは１サイクルの中でＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００７８】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００７９】
尚、上記図８（Ａ）に示す第５実施例では、３つのパージステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３を行うようになっているが、これを行わないようにして省略してもよい。図８（Ｂ）に示すタイミングチャートは第５実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図８（Ａ）中の第２番目のパージステップＰ２を省略した処理方法を示している。すなわち、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８を行った後に、パージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行うようにしている。
【００８０】
また図８（Ｃ）に示すタイミングチャートは第５実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図８（Ａ）中から第１番目と第２番目の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。この場合、２つのＣ２ Ｈ４ 供給工程８８が連続した状態となり、ＤＣＳ供給工程８０よりも長くなている。また図８（Ｄ）に示すタイミングチャートは第５実施例の変形例３を示すタイミングチャートであり、ここでは図８（Ａ）中から第１〜第３番目の３つのパージステップＰ１〜Ｐ３を省略した処理方法を示している。
【００８１】
＜第６実施例＞
次に本発明方法の第６実施例について説明する。図９は本発明の成膜方法の第６実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図７及び図８に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
図９（Ａ）に示す第６実施例では、先の図７（Ａ）に示す第４実施例と図８（Ａ）に第５実施例の各ガスの供給工程を結合した態様となっている。従って、ＤＣＳ供給工程８０に対応してＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８が同期して同じ長さだけ行われ、且つ１サイクルの途中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８がそれぞれ１回ずつ行われている。すなわち、ここでも１サイクルの中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８をそれぞれ２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００８３】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００８４】
尚、上記図９（Ａ）に示す第６実施例では、３つのパージステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３を行うようになっているが、これを行わないようにして省略してもよい。図９（Ｂ）に示すタイミングチャートは第６実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図９（Ａ）中の第２番目のパージステップＰ２を省略した処理方法を示している。すなわち、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８を行った後に、パージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行うようにしている。
【００８５】
また図９（Ｃ）に示すタイミングチャートは第６実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図９（Ａ）中から第１番目と第２番目の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。また図９（Ｄ）に示すタイミングチャートは第６実施例の変形例３を示すタイミングチャートであり、ここでは図９（Ａ）中から第１〜第３番目の３つのパージステップＰ１〜Ｐ３を省略した処理方法を示している。
【００８６】
＜第７実施例＞
次に本発明方法の第７実施例について説明する。図１０は本発明の成膜方法の第７実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００８７】
図１０（Ａ）に示す第７実施例では、先の図３（Ａ）に示す第１実施例におけるＮＨ３ 供給態様に関して、更に新たなＮＨ３ 供給工程８４を、ＤＣＳ供給工程８０と同期して同時に同じ長さだけ行うようにし、更にＣ２ Ｈ４ 供給態様に関して、更に新たなＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を、ＮＨ３ 供給工程８４と同期して同時に同じ長さだけ行うようにしたガス供給態様となっている。すなわち、ここでは１サイクルの中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８をそれぞれ２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００８８】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００８９】
尚、上記図１０（Ａ）に示す第７実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図１０（Ｂ）に示すタイミングチャートは第７実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図１０（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【００９０】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０、ＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を同時に行った後に、続けてＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を連続して行っており、次にパージステップＰ２を行っている。また、図１０（Ｃ）に示すタイミングチャートは第７実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図１０（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０と停止工程８２とを交互に繰り返すが、ＮＨ３ とＣ２ Ｈ４ とは共に連続的に供給されることになる。更に、ここでは図示していないが、第７実施例の変形例３として図１０（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。
【００９１】
＜第８実施例＞
次に本発明方法の第８実施例について説明する。図１１は本発明の成膜方法の第８実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図５及び図１０に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９２】
図１１（Ａ）に示す第８実施例では、ＮＨ３ 供給工程のタイミングに関しては、図１０（Ａ）に示す第７実施例におけるＮＨ３ 供給態様を用い、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程のタイミングに関しては図５（Ａ）に示す第２実施例のＣ２ Ｈ４ 供給態様を用いたガス供給態様となっている。すなわち、ここでは１サイクルの中でＮＨ３ 供給工程８４を２回（複数回）行うようにしている。また、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８６をＤＣＳ停止工程８２の途中でＮＨ３ 供給工程８４と同期して同時に１回行うようになっている。
【００９３】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００９４】
尚、上記図１１（Ａ）に示す第８実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図１１（Ｂ）に示すタイミングチャートは第８実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図１１（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【００９５】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０及びＮＨ３ 供給工程８４を同時に行った後に、続けてＮＨ３ 供給工程を連続して行っており、次にパージステップＰ２を行っている。また、図１１（Ｃ）に示すタイミングチャートは第８実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図１１（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０と停止工程８２とを交互に繰り返すが、ＮＨ３ は連続的に供給されることになる。更に、ここでは図示していないが、第８実施例の変形例３として図１１（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。
【００９６】
＜第９実施例＞
次に本発明方法の第９実施例について説明する。図１２は本発明の成膜方法の第９実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３及び図１１に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９７】
図１２（Ａ）に示す第９実施例では、ＮＨ３ 供給工程のタイミングに関しては、図３（Ａ）に示す第１実施例におけるＮＨ３ 供給態様を用い、Ｃ２ Ｈ４ の供給態様に関しては図１１（Ａ）に示す第８実施例のＣ２ Ｈ４ 供給態様を用いたガス供給態様となっている。すなわち、ここではＤＣＳ供給工程８２の途中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８とを同期して同時に１回行うようになっている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００９８】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００９９】
尚、上記図１２（Ａ）に示す第９実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図１２（Ｂ）に示すタイミングチャートは第９実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図１２（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【０１００】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を同時に行い、次にパージステップＰ２を行っている。また、図１２（Ｃ）に示すタイミングチャートは第９実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図１２（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を同時に行って１サイクルを終了している。更に、ここでは図示していないが、第９実施例の変形例３として図１２（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。
【０１０１】
＜第１０実施例＞
次に本発明方法の第１０実施例について説明する。図１３は本発明の成膜方法の第１０実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３及び図１０に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１０２】
図１３（Ａ）に示す第１０実施例では、ＮＨ３ 供給工程のタイミングに関しては図３（Ａ）に示す第１実施例におけるＮＨ３ 供給態様を用い、Ｃ２ Ｈ４ 供給態様に関しては図１０（Ａ）に示す第７実施例のＣ２ Ｈ４ 供給態様を用いたガス供給態様となっている。ＤＣＳ供給工程８２とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８とが同期して同時に行われ、更にＤＣＳ停止工程８２の途中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８とが同期して同時に行われる。すなわち、ここでは１サイクルの中でＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【０１０３】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【０１０４】
尚、上記図１３（Ａ）に示す第１０実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図１３（Ｂ）に示すタイミングチャートは第１０実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図１３（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【０１０５】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行い、次にパージステップＰ２を行っている。またＣ２ Ｈ４ 供給工程８８はこの２つが連続した状態となっている。また、図１３（Ｃ）に示すタイミングチャートは第１０実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図１３（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。またここではＣ２ Ｈ４ 供給工程は連続して行われることになる。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行って１サイクルを終了している。更に、ここでは図示していないが、第１０実施例の変形例３として図１３（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。
【０１０６】
［第１１実施例〜第２０実施例］
次に、第１１実施例〜第２０実施例について説明する。この第１１実施例〜第２０実施例では、シラン系ガス供給手段３０や炭化水素ガス供給手段２８に貯留タンクを設け、シラン系ガスの停止工程や炭化水素ガスの停止工程の間において、上記貯留タンクにガスを貯め込み、そして、次の供給工程の時に上記貯留タンク内のガスを一気に処理容器４側へ流して多量のガスを供給するようにし、吸着時間を短縮化するようにしている。
【０１０７】
まず、上記第１１実施例〜第２０実施例で用いる成膜装置の変形例について説明する。図１４はこのような成膜装置の変形例の各ガス供給手段の一部を示す部分構成図である。尚、図１に示す部分と同一構成部分については同一参照符号を付してある。図１４に示すように、ここでは炭化水素ガス供給手段２８のガス通路４８であって、流量制御器４８Ｂ、開閉弁４８Ａの下流側に一定の容量の貯留タンク４８Ｃ及び第２の開閉弁４８Ｄがそれぞれ順次介設されている。
【０１０８】
また同様に、シラン系ガス供給手段３０のガス通路５０であって、流量制御器５０Ｂ、開閉弁５０Ａの下流側に一定の容量の貯留タンク５０Ｃ及び第２の開閉弁５０Ｄがそれぞれ順次介設されている。
【０１０９】
そして、上記各第２の開閉弁４８Ｄ、５０Ｄの開閉は、制御手段７４（図１参照）側より制御されることになる。尚、この場合、上流側に設けた先の開閉弁４８Ａ、５０Ａは、常時開状態としてもよいし、上記各貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃへのガスの貯留時のみ開状態としてもよい。
【０１１０】
これにより、上記各ガスを処理容器４内へ供給していない停止工程（休止工程）の間に、各ガスを対応する貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃへそれぞれ貯留するようにしている。ここで、各貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃの容量は、例えば２００〜５０００ミリリットル程度である。尚、ここでは貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃ及び開閉弁４８Ｄ、５０Ｄを炭化水素ガスのガス通路４８とシラン系ガス通路５０の双方にそれぞれ設けたが、いずれか一方のガス通路のみに設けるようにしてもよく、各ガスの供給態様に応じて各貯留タンクを付加するか否かを決定すればよい。
【０１１１】
次に、上述したような成膜装置を用いて行われる各ガスの供給のタイミングについて説明する。
【０１１２】
＜第１１実施例＞
まず、本発明方法の第１１実施例について説明する。図１５は本発明の成膜方法の第１１実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１５に示す第１１実施例は図３に示す第１実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１１３】
図１５（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が連続した長さであり、期間Ｔ３の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１１４】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のどの部分に位置してもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。尚、処理容器４へのガスの供給開始及び供給停止は第２の開閉弁５０Ｄの開閉で行い、貯留タンク５０Ｃへのガスの貯留開始及び貯留停止はこれよりも上流側の開閉弁５０Ａの開閉で行うのは勿論である。この点は炭化水素ガス供給手段２８においても同様である。
【０１１５】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が連続した長さであり、期間Ｔ３の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１１６】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。以上の点は、これ以降説明する他の第１２実施例〜第２０実施例においても同様である。また、１サイクル目を行う時には、予め貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃ内へそれぞれのガスを貯留しておくのが好ましい。この点も、他の第１２実施例〜第２０実施例においても同様である。
【０１１７】
このように、ＤＣＳガス及びＣ２ Ｈ４ ガスをそれぞれ処理容器４内へ供給する際に予め各ガスを貯留タンク５０Ｃ、４８Ｃにそれぞれ貯留し、次の供給時に上記各貯留タンク５０Ｃ、４８Ｃ内に貯留していたガスを一気に処理容器４内へ流すようにしたので、各ガスが多量に処理容器４内へ流れ込むことになり、その分、ガスの吸着時間、具体的には期間Ｔ１の長さを短くすることができてスループットを向上させることができる。
【０１１８】
この場合、ＤＣＳガスやＣ２ Ｈ４ ガスを処理容器４内へ供給する際に、排気側の圧力調整弁（図示せず）の弁開度を小さくして処理容器４内のガス量を多くするようにしてもよい。
【０１１９】
図１５（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ４に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ４に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４により形成されている。
【０１２０】
また図１５（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ４に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ４に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ４により形成されている。また、ここでは２つの貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃを設けた場合を例にとって説明したが、前述したように、いずれか一方の貯留タンクを設けない場合には、それに対応するタンク貯留工程が実行されないのは勿論であり、この点は他の第１２実施例〜第２０実施例においても同様である。
【０１２１】
＜第１２実施例＞
次に、本発明方法の第１２実施例について説明する。図１６は本発明の成膜方法の第１２実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１６に示す第１３実施例は図５に示す第２実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１２２】
図１６（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ２の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１２３】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１２４】
図１６（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１２５】
また図１６（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ４により形成されている。
この第１２実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１２６】
＜第１３実施例＞
次に、本発明方法の第１３実施例について説明する。図１７は本発明の成膜方法の第１３実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１７に示す第１３実施例は図６に示す第３実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ６により形成されている。
【０１２７】
図１７（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２〜Ｔ６が連続した長さであり、期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１２８】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２〜Ｔ６のどの部分に位置してもよく、また、２つ〜５つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。
【０１２９】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１３０】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つ〜５つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１３１】
図１７（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１３２】
また図１７（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ６に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ６に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１３３】
また図１７（Ｄ）に示す変形例３では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５により形成されている。この第１３実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１３４】
＜第１４実施例＞
次に、本発明方法の第１４実施例について説明する。図１８は本発明の成膜方法の第１４実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１８に示す第１４実施例は図７に示す第４実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ６により形成されている。
【０１３５】
図１８（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ２の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１３６】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つ〜５つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１３７】
図１８（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ２に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１３８】
また図１８（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１３９】
また図１８（Ｄ）に示す変形例３では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５により形成されている。この第１４実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１４０】
＜第１５実施例＞
次ず、本発明方法の第１５実施例について説明する。図１９は本発明の成膜方法の第１５実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１９に示す第１５実施例は図８に示す第５実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ６により形成されている。
【０１４１】
図１９（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が連続した長さであり、期間Ｔ５の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１４２】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２〜Ｔ６のどの部分に位置してもよく、また、２つ〜５つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。
【０１４３】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２と期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が連続した長さであり、ここでは１サイクル内でＣ２ Ｈ４ ガスを２回供給しているので、それに対応させて期間Ｔ２の時と期間Ｔ５の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１４４】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。尚、期間Ｔ２では、この直後のＣ２ Ｈ４ ガス供給工程８８に備えて必ずタンク貯留工程９６を行う必要がある。
【０１４５】
図１９（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ２と期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１４６】
また図１９（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
また図１９（Ｄ）に示す変形例３では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５により形成されている。この第１２実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１４７】
＜第１６実施例＞
次に、本発明方法の第１６実施例について説明する。図２０は本発明の成膜方法の第１６実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２０に示す第１６実施例は図９に示す第６実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ６により形成されている。
【０１４８】
図２０（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２と期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が連続した長さであり、ここでは１サイクル内でＣ２ Ｈ４ ガスを２回供給しているので、それに対応させて期間Ｔ２の時と期間Ｔ５の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１４９】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。尚、期間Ｔ２では、この直後のＣ２ Ｈ４ ガス供給工程８８に備えて必ずタンク貯留工程９６を行う必要がある。
【０１５０】
図２０（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ２と期間Ｔ６に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１５１】
また図２０（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５、Ｔ６に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
また図２０（Ｄ）に示す変形例３では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５により形成されている。この第１６実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１５２】
＜第１７実施例＞
次に、本発明方法の第１７実施例について説明する。図２１は本発明の成膜方法の第１７実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２１に示す第１７実施例は図１０に示す第７実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１５３】
図２１（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が連続した長さであり、期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１５４】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のどの部分に位置してもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。
【０１５５】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２と期間Ｔ４であり、ここでは１サイクル内でＣ２ Ｈ４ ガスを２回供給しているので、それに対応させて期間Ｔ２の時と期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１５６】
図２１（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ４に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ４に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１５７】
また図２１（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ３に位置させている。またＣ２ Ｈ４ ガスは、ここでは連続供給となっている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３により形成されている。この第１７実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１５８】
＜第１８実施例＞
次に、本発明方法の第１８実施例について説明する。図２２は本発明の成膜方法の第１８実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２２に示す第１８実施例は図１１に示す第８実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１５９】
図２２（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ２の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１６０】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１６１】
図２２（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１６２】
また図２２（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３により形成されている。この第１８実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１６３】
＜第１９実施例＞
次に、本発明方法の第１９実施例について説明する。図２３は本発明の成膜方法の第１９実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２３に示す第１９実施例は図１２に示す第９実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１６４】
図２３（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ２の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１６５】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１６６】
図２３（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１６７】
また図２３（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３により形成されている。この第１９実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１６８】
＜第２０実施例＞
次に、本発明方法の第２０実施例について説明する。図２４は本発明の成膜方法の第２０実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２４に示す第２０実施例は図１３に示す第１０実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１６９】
図２４（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が連続した長さであり、期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１７０】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のどの部分に位置してもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。
【０１７１】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２と期間Ｔ４であり、期間Ｔ２の時と期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１７２】
図２４（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ４に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ４に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１７３】
また図２４（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ３に位置させている。またＣ２ Ｈ４ ガスはここでは連続供給となっている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３により形成されている。この第２０実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１７４】
尚、以上の各実施例ではＳｉＣＮ膜を形成する場合を例にとって説明したが、これにＢ（ボロン）等の不純物を導入するようにしてもよい。
また、以上の各実施例では、常にＤＣＳを最初に供給するようなサイクルとしたが、これに限定されず、ＮＨ３ やＣ２ Ｈ４ を最初に供給するようにしてもよい。
【０１７５】
また、ここでは各ノズル３８、４０、４２を収容するために断面凹部状のノズル収容凹部６０を処理容器４の側壁に設けたが、処理容器４の内壁とウエハ周縁部との間にノズルを収容する十分なスペースがある場合には、上記ノズル収容凹部６０を設けなくてもよい。
【０１７６】
また、ここでは単管式の成膜装置を例にとって説明したが、これに限定されず、内管と外管とを同芯状に配置してなる２重管式の成膜装置を用いてもよい。更には、処理容器内のガスの流れは横方向に限定されず、例えば縦型の処理容器の上下の一端側からガスを導入して他端側から排出するようにしたガス流となる処理容器を有する成膜装置にも本発明を適用することができる。
また、上記各実施例では、炭化水素ガスとしてはエチレンガスを用いたが、これに限定されず、アセチレン、エチレン、メタン、エタン、プロパン、ブタンよりなる群より選択される１または２以上のガスを用いることができる。
【０１７７】
また上記各実施例では、シラン系ガスとしてＤＣＳガスを用いたが、これに限定されず、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、モノシラン［ＳｉＨ４ ］、ジシラン［Ｓｉ２ Ｈ６ ］、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、テトラクロロシラン（ＴＣＳ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）よりなる群より選択される１以上のガスを用いることができる。
【０１７８】
また、上記各実施例では、窒化ガスとしてＮＨ３ ガスを用いたが、これに限定されず、アンモニア［ＮＨ３ ］、窒素［Ｎ２ ］、一酸化二窒素［Ｎ２ Ｏ］、一酸化窒素［ＮＯ］よりなる群より選択される１以上のガスを用いることができる。
また、ここでは成膜装置として一度に複数枚のウエハを処理できるバッチ式の成膜装置を例にとって説明したが、これに限定されず、ウエハを１枚ずつ処理する枚用式の成膜装置についても本発明方法を適用することができる。
また被処理体としては、半導体ウエハに限定されず、ガラス基板やＬＣＤ基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１７９】
２ 成膜装置
４ 処理容器
１２ ウエハボート（保持手段）
２８ 炭化水素ガス供給手段
３０ シラン系ガス供給手段
３２ 窒化ガス供給手段
３６ パージガス供給手段
３８，４０，４２ ガス分散ノズル
４８Ｃ 貯留タンク
５０Ｃ 貯留タンク
６０ ノズル収容凹部
７２ 加熱手段
７４ 制御手段
７６ 記憶媒体
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に薄膜を形成する成膜方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはシリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して、成膜処理、エッチング処理、酸化処理、拡散処理、改質処理、自然酸化膜の除去処理等の各種の処理が行なわれる。これらの処理は、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式の処理装置や複数枚のウエハを一度に処理するバッチ式の処理装置で行われる。例えばこれらの処理を特許文献１等に開示されている縦型の、いわゆるバッチ式の処理装置にて行う場合には、まず、半導体ウエハを複数枚、例えば２５枚程度収容できるカセットから、半導体ウエハを縦型のウエハボートへ移載してこれに多段に支持させる。このウエハボートは、例えばウエハサイズにもよるが３０〜１５０枚程度のウエハを載置できる。このウエハボートは、排気可能な処理容器内にその下方より搬入（ロード）された後、処理容器内が気密に維持される。そして、処理ガスの流量、プロセス圧力、プロセス温度等の各種のプロセス条件を制御しつつ所定の熱処理が施される。
【０００３】
ここで上記半導体集積回路の特性を向上させる要因の１つとして、集積回路中の絶縁膜の特性を向上させることは重要である。上記集積回路中の絶縁膜としては、一般的にはＳｉＯ２ 、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）、Ｐ（プラズマ）−ＳｉＯ、Ｐ（プラズマ）−ＳｉＮ、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、Ｓｉ３ Ｎ４ （シリコン窒化膜）等が用いられる。そして、特にシリコン窒化膜は、絶縁特性がシリコン酸化膜より比較的良好なこと、及びエッチングストッパ膜や層間絶縁膜としても十分に機能することから多用される傾向にある。
【０００４】
半導体ウエハの表面に上述したようなシリコン窒化膜を形成するには、成膜ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４ ）やジクロルシラン（ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ）やヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２ Ｃｌ６ ）、ビス ターシャル ブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）等のシラン系ガスを用いて熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により成膜する方法が知られている。具体的には、シリコン窒化膜を堆積する場合には、ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ＋ＮＨ３ （特許文献２参照）或いはＳｉ２ Ｃｌ６ ＋ＮＨ３ 等のガスの組み合わせで熱ＣＶＤによりシリコン窒化膜を形成している。
【０００５】
ところで、最近にあっては半導体集積回路の更なる高集積化及び高微細化の要求が強くなされており、回路素子の特性の向上を目的として半導体集積回路の製造工程における熱履歴も低減化することが望まれている。このような状況下において、縦型の、いわゆるバッチ式の縦型の処理装置においても、ウエハをそれ程の高温に晒さなくても目的とする処理が可能なことから、原料ガス等を間欠的に供給しながら原子レベルで１層〜数層ずつ、或いは分子レベルで１層〜数層ずつ繰り返し成膜する方法が知られている（特許文献３、４等）。このような成膜方法は一般的にはＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と称されている。
【０００６】
ここで従来の成膜方法としては、シラン系ガスであるジクロロシラン（以下、「ＤＣＳ」とも称す）と窒化ガスであるＮＨ３ ガスとを用いてシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を形成している。具体的には、処理容器内に、ＤＣＳとＮＨ３ ガスとを交互に間欠的に供給し、ＮＨ３ ガスを供給する時にＲＦ（高周波）を印加してプラズマを立て、窒化反応を促進するようにしている。この場合、ＤＣＳを処理容器内へ供給することにより、ウエハ表面上にＤＣＳが分子レベルで一層、或いは複数層吸着し、そして余分なＤＣＳを不活性ガスパージ、或いは真空引きで排除した後、ＮＨ３ を供給してプラズマを立てることによって低温での窒化を促進して窒化膜を形成し、この一連の工程を繰り返し行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７５６０８号公報
【特許文献２】特開平２−９３０７１号公報
【特許文献３】特開平６−４５２５６号公報
【特許文献４】特開平１１−８７３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述したような絶縁膜を形成した後に、この上に別の薄膜を形成する場合には、上記絶縁膜の表面が有機物やパーティクル等の汚染物が付着している可能性があるので、この汚染物を除去する目的で、上記半導体ウエハを希フッ酸等のクリーニング液に浸漬させて上記絶縁膜の表面をエッチングすることによりこの表面を非常に薄く削り取り、これにより上記汚染物を除去するクリーニング処理が行われる場合がある。
【０００９】
しかしながら、この場合、上記絶縁膜を例えば７６０℃程度の高温の熱ＣＶＤで成膜した場合には、このような高温の熱ＣＶＤで形成した絶縁膜のクリーニング時のエッチングレートはかなり小さいので、クリーニング時にこの絶縁膜が過度に削り取られることがなく、膜厚の制御性が良い状態でクリーニング処理を行うことができるが、下地層に耐熱性の低い薄膜が形成されている場合には、高温の熱ＣＶＤ処理を採用できない。
【００１０】
これに対して、上記絶縁膜を例えば４００℃程度の低い温度でＡＬＤ成膜した場合には、このような低温で形成した絶縁膜のクリーニング時のエッチングレートはかなり大きいので、クリーニング時にこの絶縁膜が過度に削り取られる場合が発生し、クリーニング処理時の膜厚の制御性が劣ってしまう、といった問題があった。またこのシリコン窒化膜は前述したようにエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として使用する場合もあるが、この場合にはエッチングレートを十分に小さくする必要があり、従来の成膜方法では、この要請に十分に応えることはできなかった。
【００１１】
そこで、本出願人は、層間絶縁膜等として優れ、しかもエッチングレートも小さなＳｉＣＮ膜を比較的低い温度でプラズマを用いて成膜する方法を先の出願（特開２００６−２８７１９４号公報等）において開示した。これによれば、プラズマを用いてＮＨ３ 等を活性化させることにより窒化処理を促進させてスループットを高く維持しつつ、ＳｉＣＮ膜中にもある程度の炭素成分を導入して薬液耐性もある程度向上させることができた。
【００１２】
しかしながら、上記したプラズマを用いた成膜方法では、膜中に導入できる炭素成分を十分に上げることができないことから、薬液耐性をある程度までは向上させることができたが、更なる細幅の微細化や薄膜化の要請によって加工性がより厳しくなり、これに十分に対応することが困難である、といった問題があった。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる成膜方法、成膜装置及び記憶媒体を提供することにある。尚、本発明は、本出願人が先に出願した特開２００３−２８２５６６号公報や特願２００６−７９５１号に開示した発明の改良発明である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者等は、ＳｉＣＮ膜の成膜時にスループットを向上させるためにプラズマを用いて窒化を促進させるようにしたが、プラズマを用いると、逆に炭素の導入量（添加量）が抑制されてあまり好ましくなく、プラズマを用いない方が炭素の導入量をより増加することができて好ましい、といった知見を得ることにより、本発明に至ったものである。
【００１５】
請求項１に係る発明は、被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成するようにしたことを特徴とする成膜方法である。
【００１６】
このように、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく薄膜を形成するようにしたので、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００１７】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記シラン系ガスの停止工程の間において、前記シラン系ガスを次のシラン系ガスの供給工程の時に供されるシラン系ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する。
また例えば請求項３に記載したように、前記炭化水素ガスの停止工程の間において、前記炭化水素ガスを次の炭化水素ガスの供給工程の時に供される炭化水素ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する。
また例えば請求項４に記載したように、前記窒化ガスの供給工程は前記シラン系ガスの供給工程の長さと同一に設定され、前記シラン系ガスの１サイクルの中で前記窒化ガスの供給工程は１回又は複数回実行される。
【００１８】
また例えば請求項５に記載したように、前記窒化ガスの供給工程は、前記シラン系ガスの供給工程よりも長く設定されている。
また例えば請求項６に記載したように、前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記窒化ガスの供給工程が同時に実行される。
【００１９】
また例えば請求項７に記載したように、前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記窒化ガスの停止工程が同時に実行される。
また例えば請求項８に記載したように、前記炭化水素ガスの供給工程は前記シラン系ガスの供給工程の長さと同一に設定され、前記シラン系ガスの１サイクルの中で前記炭化水素ガスの供給工程は１回又は複数回実行される。
また例えば請求項９に記載したように、前記炭化水素ガスの供給工程は、前記シラン系ガスの供給工程よりも長く設定されている。
【００２０】
また例えば請求項１０に記載したように、前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記炭化水素ガスの供給工程が同時に実行される。
また例えば請求項１１に記載したように、前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記炭化水素ガスの停止工程が同時に実行される。
また例えば請求項１２に記載したように、前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスの全てのガスの供給を停止して真空引きするパージステップが含まれている。
【００２１】
請求項１３に係る発明によれば、被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記シラン系ガスを一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行し、前記窒化ガスと前記炭化水素ガスの内の少なくとも一方を連続的に供給してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成するようにしたことを特徴とする成膜方法である。
【００２２】
また例えば請求項１４に記載したように、前記シラン系ガスの停止工程の間において、前記シラン系ガスを次のシラン系ガスの供給工程の時に供されるシラン系ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する。
また例えば請求項１５に記載したように、前記炭化水素ガスの停止工程の間において、前記炭化水素ガスを次の炭化水素ガスの供給工程の時に供される炭化水素ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する。
また例えば請求項１６に記載したように、前記薄膜の成膜時の温度は、３００℃〜７００℃の範囲内である。
また例えば請求項１７に記載したように、前記薄膜の成膜時の圧力は、１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）の範囲内である。
【００２３】
また例えば請求項１８に記載したように、前記シラン系ガスは、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、モノシラン［ＳｉＨ４ ］、ジシラン［Ｓｉ２ Ｈ６ ］、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、テトラクロロシラン（ＴＣＳ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）よりなる群より選択される１以上のガスである。
【００２４】
また例えば請求項１９に記載したように、前記窒化ガスは、アンモニア［ＮＨ３ ］、窒素［Ｎ２ ］、一酸化二窒素［Ｎ２ Ｏ］、一酸化窒素［ＮＯ］よりなる群より選択される１以上のガスである。
また例えば請求項２０に記載したように、前記炭化水素ガスは、アセチレン、エチレン、メタン、エタン、プロパン、ブタンよりなる群より選択される１以上のガスである。
【００２５】
請求項２１に係る発明は、被処理体に対してＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成するための成膜装置において、真空引き可能になされた処理容器と、前記被処理体を保持する保持手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、前記処理容器内へ炭化水素ガスを供給する炭化水素ガス供給手段と、請求項１乃至１６のいずれかに記載の成膜方法を実行するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする成膜装置である。
【００２６】
この場合、例えば請求項２２に記載したように、前記シラン系ガス供給手段及び／又は炭化水素ガス供給手段には、それぞれガスを一時的に貯留する貯留タンクを有する。
また例えば請求項２３に記載したように、前記処理容器は、前記被処理体を複数枚収容することができる縦型の筒体状に成形されている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る成膜方法及び成膜装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく薄膜を形成するようにしたので、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の係る成膜装置の一例を示す縦断面構成図である。
【図２】成膜装置（加熱手段は省略）を示す横断面構成図である。
【図３】本発明の成膜方法の第１実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明方法により形成したＳｉＣＮ膜中の炭素濃度とエッチングレートとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の成膜方法の第２実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の成膜方法の第３実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の成膜方法の第４実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の成膜方法の第５実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の成膜方法の第６実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の成膜方法の第７実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の成膜方法の第８実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の成膜方法の第９実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の成膜方法の第１０実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１４】成膜装置の変形例の各ガス供給手段の一部を示す部分構成図である。
【図１５】本発明の成膜方法の第１１実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１６】本発明の成膜方法の第１２実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１７】本発明の成膜方法の第１３実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１８】本発明の成膜方法の第１４実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１９】本発明の成膜方法の第１５実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２０】本発明の成膜方法の第１６実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２１】本発明の成膜方法の第１７実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２２】本発明の成膜方法の第１８実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２３】本発明の成膜方法の第１９実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図２４】本発明の成膜方法の第２０実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る成膜方法及び成膜装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の係る成膜装置の一例を示す縦断面構成図、図２は成膜装置（加熱手段は省略）を示す横断面構成図である。尚、ここではシラン系ガスとしてジクロロシラン（ＤＣＳ）を用い、窒化ガスとしてアンモニアガス（ＮＨ３ ）を用い、炭化水素ガスとしてＣ２ Ｈ４ ガス（エチレンガス）を用いて炭素含有の薄膜であるＳｉＣＮ膜を成膜する場合を例にとって説明する。
【００３０】
図示するように、この成膜装置２は、下端が開口された有天井の円筒体状の処理容器４を有している。この処理容器４の全体は、例えば石英により形成されており、この処理容器４内の天井には、石英製の天井板６が設けられて封止されている。また、この処理容器４の下端開口部には、例えばステンレススチールにより円筒体状に成形されたマニホールド８がＯリング等のシール部材１０を介して連結されている。尚、ステンレス製のマニホールド８を設けないで、全体を円筒体状の石英製の処理容器で構成した装置もある。
【００３１】
上記処理容器４の下端は、上記マニホールド８によって支持されており、このマニホールド８の下方より多数枚の被処理体としての半導体ウエハＷを多段に載置した保持手段としての石英製のウエハボート１２が昇降可能に挿脱自在になされている。本実施例の場合において、このウエハボート１２の支柱１２Ａには、例えば５０〜１００枚程度の直径が３００ｍｍのウエハＷを略等ピッチで多段に支持できるようになっている。
【００３２】
このウエハボート１２は、石英製の保温筒１４を介してテーブル１６上に載置されており、このテーブル１６は、マニホールド８の下端開口部を開閉する例えばステンレススチール製の蓋部１８を貫通する回転軸２０上に支持される。
そして、この回転軸２０の貫通部には、例えば磁性流体シール２２が介設され、この回転軸２０を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部１８の周辺部とマニホールド８の下端部には、例えばＯリング等よりなるシール部材２４が介設されており、処理容器４内のシール性を保持している。上記した回転軸２０は、例えばボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム２６の先端に取り付けられており、ウエハボート１２及び蓋部１８等を一体的に昇降して処理容器４内へ挿脱できるようになされている。尚、上記テーブル１６を上記蓋部１８側へ固定して設け、ウエハボート１２を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。
【００３３】
このマニホールド８には、処理容器４内の方へ炭化水素ガスとして例えばＣ２ Ｈ４ （エチレン）ガスを供給する炭化水素ガス供給手段２８と、成膜ガスであるシラン系ガスとして例えばＤＣＳ（ジクロロシラン）ガスを供給するシラン系ガス供給手段３０と、窒化ガスとして例えばアンモニア（ＮＨ３ ）ガスを供給する窒化ガス供給手段３２と、パージガスとして不活性ガス、例えばＮ２ ガスを供給するパージガス供給手段３６とが設けられる。具体的には、上記炭化水素ガス供給手段２８は、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガス分散ノズル３８を有している。このガス分散ノズル３８には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔３８Ａが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔３８Ａから水平方向に向けて略均一にエチレンガスを噴射できるようになっている。
【００３４】
また同様に上記シラン系ガス供給手段３０も、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガス分散ノズル４０を有している。図２にも示すように、このガス分散ノズル４０には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔４０Ａが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔４０Ａから水平方向に向けて略均一にシラン系ガスであるＤＣＳガスを噴射できるようになっている。また同様に窒化ガス供給手段３２も、上記マニホールド８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるガス分散ノズル４２を有している。このガス分散ノズル４２には、上記シラン系ガスのガス分散ノズル４０と同様にその長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔４２Ａ（図２参照）が所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔４２Ａから水平方向に向けて略均一にＮＨ３ ガスを噴射できるようになっている。
【００３５】
また同様に上記パージガス供給手段３６は、上記マニホールド８の側壁を貫通して設けたガスノズル４６を有している。上記各ノズル３８、４０、４２、４６には、それぞれのガス通路４８、５０、５２、５６が接続されている。そして、各ガス通路４８、５０、５２、５６には、それぞれ開閉弁４８Ａ、５０Ａ、５２Ａ、５６Ａ及びマスフローコントローラのような流量制御器４８Ｂ、５０Ｂ、５２Ｂ、５６Ｂが介設されており、Ｃ２ Ｈ４ ガス、ＤＣＳガス、ＮＨ３ ガス及びＮ２ ガスをそれぞれ流量制御しつつ供給できるようになっている。
【００３６】
一方、上記処理容器４の側壁の一部には、その高さ方向に沿ってノズル収容凹部６０が形成されると共に、このノズル収容凹部６０に対向する処理容器４の反対側には、この内部雰囲気を真空排気するために処理容器４の側壁を、例えば上下方向へ削りとることによって形成した細長い排気口６２が設けられている。具体的には、上記ノズル収容凹部６０は、上記処理容器４の側壁を上下方向に沿って所定の幅で削りとることによって上下に細長い開口６４を形成し、この開口６４をその外側より覆うようにして断面凹部状になされた上下に細長い例えば石英製の区画壁６６を容器外壁に気密に溶接接合することにより形成されている。
【００３７】
これにより、この処理容器４の側壁の一部を凹部状に外側へ窪ませることにより一側が処理容器４内へ開口されて連通されたノズル収容凹部６０が一体的に形成されることになる。すなわち区画壁６６の内部空間は、上記処理容器４内に一体的に連通された状態となっている。上記開口６４は、ウエハボート１２に保持されている全てのウエハＷを高さ方向においてカバーできるように上下方向に十分に長く形成されている。そして、図２に示すように、上記ノズル収容凹部６０内に上記各ガス分散ノズル３８、４０、４２が並んで設けられている。
【００３８】
一方、上記開口６４に対向させて設けた排気口６２には、これを覆うようにして石英よりなる断面コ字状に成形された排気口カバー部材６８が溶接により取り付けられている。この排気口カバー部材６８は、上記処理容器４の側壁に沿って上方に延びており、処理容器４の上方のガス出口７０より図示しない真空ポンプや圧力調整弁等を介設した真空排気系により所定の圧力に維持しつつ真空引きされる。そして、この処理容器４の外周を囲むようにしてこの処理容器４及びこの内部のウエハＷを加熱する筒体状の加熱手段７２が設けられている。
【００３９】
そして、以上のように構成された成膜装置２の全体の動作は、例えばコンピュータ等よりなる制御手段７４により制御されるようになっており、この動作を行うコンピュータのプログラムはフレキシブルディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体７６に記憶されている。具体的には、この制御手段７４からの指令により、各ガスの供給の開始、停止や流量制御、プロセス温度やプロセス圧力の制御等が行われる。
【００４０】
次に、以上のように構成された成膜装置２を用いて行なわれる本発明の成膜方法（いわゆるＡＬＤ［Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ］成膜）について説明する。
本発明方法は、上記シラン系ガス、例えばＤＣＳと上記窒化ガス、例えばＮＨ３ と上記炭化水素ガス、例えばＣ２ Ｈ４ とをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく上記薄膜を形成するようにしたものである。
【００４１】
まず、常温の多数枚、例えば５０〜１００枚の３００ｍｍサイズのウエハＷが載置された状態のウエハボート１２を予め所定の温度になされた処理容器４内にその下方より上昇させてロードし、蓋部１８でマニホールド８の下端開口部を閉じることにより容器内を密閉する。
【００４２】
そして処理容器４内を真空引きして所定のプロセス圧力に維持すると共に、加熱手段７２への供給電力を増大させることにより、ウエハ温度を上昇させてプロセス温度を維持する。上記ＤＣＳガスをシラン系ガス供給手段３０から供給し、ＮＨ３ ガスを窒化ガス供給手段３２から供給し、そして、Ｃ２ Ｈ４ ガスを炭化水素ガス供給手段２８から供給する。具体的には、Ｃ２ Ｈ４ ガスはガス分散ノズル３８の各ガス噴射孔３８Ａから水平方向へ噴射され、また、ＤＣＳガスはガス分散ノズル４０の各ガス噴射孔４０Ａから水平方向へ噴射され、またＮＨ３ はガス分散ノズル４２の各ガス噴射孔４２Ａから水平方向へ噴射される。これにより、各ガスが反応して回転しているウエハボート１２に支持されているウエハＷの表面にＳｉＣＮ薄膜を形成する。
【００４３】
以下に、各種ガスの具体的な供給態様について説明する。
＜第１実施例＞
図３は本発明の成膜方法の第１実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。
まず、図３（Ａ）に示すように、上記各ガスは連続的に供給されるのではなく、それぞれ所定の周期でもって間欠的に繰り返し供給が行われる。尚、今後説明する一連の動作中では常に真空ポンプが駆動されて処理容器４内は真空引きされている。
【００４４】
上述のようにシラン系ガスに関しては、シラン系ガスであるＤＣＳを一定の供給期間で供給する供給工程（以下「ＤＣＳ供給工程」とも称す）８０が、ガスの供給を停止する停止工程（休止工程）８２を間に挟んで繰り返し行われる。ここでは、あるＤＣＳ供給工程８０の開始から次のＤＣＳ供給工程８０の開始までを１サイクルとして定義する。この点は、これ以降に説明する全ての実施例で共通である。従って、成膜時には、上記１サイクルの工程が複数回繰り返し行われる。
【００４５】
また窒化ガスに関しては、窒化ガスであるＮＨ３ を一定の供給期間で供給する供給工程（以下「ＮＨ３ 供給工程」とも称す）８４が、ガスの供給を停止する停止工程（休止期間）８６を間に挟んで繰り返し行われる。ここでは例えばＮＨ３ 供給工程８４の長さはＤＣＳ供給工程８０の長さと同一に設定されている。
【００４６】
また炭化水素ガスに関しては、炭化水素ガスであるＣ２ Ｈ４ を一定の供給期間で供給する供給工程（以下「Ｃ２ Ｈ４ 供給工程」とも称す）８８が、ガスの供給を停止する停止工程（休止期間）９０を間に挟んで繰り返し行われる。また例えばＣ２ Ｈ４ 供給工程８８の長さはＤＣＳ供給工程８０の長さと同一に設定されている。ここでは、上記ＮＨ３ 及びＣ２ Ｈ４ の各供給工程８４、８８は、１サイクルの中でそれぞれ１回行うようになっており、Ｃ２ Ｈ４ はＤＣＳと同期して同時に供給の開始及び停止が行われている。
【００４７】
これに対して、ＮＨ３ 供給工程８４は、前後のＤＣＳ供給工程８０の間の中央部に、その前後に間欠期間を挟むようなタイミングで行われている。すなわち、ＮＨ３ 供給工程８４は、ＤＣＳ停止工程８２の略中央部に位置するタイミングで行われている。
ここで上記３種類の全てのガスの供給が停止される区間、すなわちここでは、ＮＨ３ 供給工程８４とこの前後のＤＣＳ供給工程８０とで挟まれた区間がパージステップＰ１、Ｐ２となり、処理容器４内の残留ガスが排気される。尚、パージステップＰ１、Ｐ２で必要に応じてＮ２ ガス（Ａｒ等の希ガスでもよい）を供給して残留ガスの排出を促進させるようにしてもよい。
【００４８】
上記ＤＣＳ供給工程８０では、ＤＣＳガスが処理容器４内へ供給されるとウエハ表面にこのＤＣＳガスが吸着する吸着工程が行われる。これと同時に、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８が開始されてＣ２ Ｈ４ ガスが処理容器４内へ供給される。これによりＣ２ Ｈ４ がウエハ表面に吸着する吸着工程が行われる。この時、ウエハ表面でＤＣＳとＣ２ Ｈ４ が反応してＳｉＣ膜が形成されることになる。そして、パージステップＰ１で処理容器４内の残留ガスが排除される。次にＮＨ３ 供給工程８４を行う。この時、処理容器４内へ供給されるＮＨ３ ガスにより上記ウエハ表面に付着しているＳｉＣ膜がＮＨ３ ガスとが反応して、すなわち窒化されて（窒化工程）薄い一層のＳｉＣＮ膜が形成されることになる。
【００４９】
そして、ＮＨ３ 供給工程が終了したならば、パージステップＰ２を行って処理容器４内の残留ガスを排除し、次のサイクルへ移行して、上述したと同様な処理を繰り返し行う。これによって薄いＳｉＣＮ膜を複数層に亘って積層形成することになる。
【００５０】
ここでＤＣＳ供給工程８０（Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８）の期間Ｔ１は例えば４秒程度、最初のパージステップＰ１の期間Ｔ２は例えば５秒程度、ＮＨ３ 供給工程８４の期間Ｔ３は例えば６秒程度、後のパージステップＰ２の期間Ｔ４は例えば５秒程度である。
【００５１】
尚、これらの各時間は単に一例を示したに過ぎず、この数値に限定されない。通常、１サイクルによって形成される膜厚は０．４８〜１．３Å／サイクル程度であるので、目標膜厚が例えば７００Åであるならば、６００サイクル程度繰り返し行うことになる。上記のように成膜処理を行うことにより、形成されるＳｉＣＮ薄膜の誘電率を非常に低くでき、且つ膜中に導入される炭素成分を増加させてそのドライエッチング時のエッチング耐性を大幅に向上させることができる。
【００５２】
すなわち、上記のように、ＳｉＣＮ膜を成膜する際に、各ガスを間欠的に供給してプラズマを用いないで成膜することにより、ウエハ表面に形成される膜中に炭素成分が多量に含有された状態となる。このように、膜中に多量に炭素成分が含有されると、従来の成膜温度、例えば７６０℃程度よりも低い温度、例えば５５０℃で成膜したにもかかわらず、この表面のクリーニング処理時やエッチング処理時に用いられる希フッ酸に対するエッチングレートを小さくでき、この結果、クリーニング処理時にこの薄膜が過度に削り取られることを防止して、この膜厚の制御性を向上させることが可能となる。またエッチングストッパ膜や層間絶縁膜としての機能も十分に果すことができる。
【００５３】
またＤＣＳガスを間欠的に供給してパージステップＰ１、Ｐ２を設けるようにしているので、各パージステップＰ１、Ｐ２の直前で成膜されたＳｉＣＮ膜の表面がパージステップで改質されて膜質が向上するので、エッチングレートを一層抑制することができる。このパージステップ時の原子レベルの作用は次のように考えられる。すなわち、炭素原子を含有するＳｉＣＮ膜の成膜時には、この薄膜の最表面にＤＣＳガス中の付着乃至堆積時に脱離できなかったＣｌ原子が活性化状態で結合しているが、ＤＣＳガスの供給が停止されるパージステップＰ１、Ｐ２を設けることで、このパージステップにおいてＣ２ Ｈ４ ガスやＮＨ３ ガス中のＣ原子やＮ原子が上記薄膜最表面のＣｌ原子と置換されて膜中のＣｌ成分が減少し、結果的にエッチングレートを抑制でき、特にＣ２ Ｈ４ ガスを用いることにより膜中に取り込まれるＣ原子の量が増加することとなるのでエッチングレートを一層抑制することが可能となる。
【００５４】
ここで上記成膜処理のプロセス条件について説明すると、ＤＣＳガスの流量は５００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０００ｓｃｃｍ（１ｓｌｍ）であり、ＮＨ３ ガスの流量は１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０００ｓｃｃｍであり、Ｃ２ Ｈ４ ガスの流量は１００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば５００ｓｃｃｍである。ここでＣ２ Ｈ４ ガスの流量はＤＣＳガスの流量の３倍以下である。その理由は、炭化水素ガスであるＣ２ Ｈ４ ガスの流量が過度に多過ぎると、膜質が急激に低下する、という不都合が生ずるからである。
【００５５】
またプロセス温度はＣＶＤ成膜処理よりも低い温度であり、具体的には３００〜７００℃の範囲内、好ましくは５５０〜６５０℃の範囲内、例えば６３０℃である。このプロセス温度が３００℃よりも低いと、反応が生ぜずにほとんど膜が堆積せず、また７００℃よりも高い場合には、膜質の劣るＣＶＤによる堆積膜が形成されてしまうのみならず、前工程ですでに形成されている金属膜等に熱的ダメージを与えてしまう。
【００５６】
またプロセス圧力は１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）の範囲内、好ましくは４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）〜２６６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）の範囲内であり、例えばＤＣＳの吸着工程では１Ｔｏｒｒ、窒化工程では１０Ｔｏｒｒである。プロセス圧力が１３Ｐａよりも小さい場合には、成膜レートが実用レベル以下になり、また１３３０Ｐａよりも大きい場合には、プラズマが十分に立たなくなってしまう。
【００５７】
尚、上記図３（Ａ）に示す第１実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図３（Ｂ）に示すタイミングチャートは第１実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図３（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【００５８】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行い、次にパージステップＰ２を行っている。また、図３（Ｃ）に示すタイミングチャートは第１実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図３（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行って１サイクルを終了している。更に、ここでは図示していないが、第１実施例の変形例３として図３（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。これらのパージステップを省略した成膜方法によれば、その分、処理速度が向上してスループットを向上させることができる。
【００５９】
また、上記ＳｉＣＮ膜の成膜時に膜中の炭素含有量を調整するには、Ｃ２ Ｈ４ の吸着時間（Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８）Ｔ１やＮＨ３ 供給工程８４の時間Ｔ３、すなわち窒化時間等を制御することにより行う。
【００６０】
＜本発明方法によるＳｉＣＮ膜の評価＞
次に、上述した本発明方法（第１実施例）により形成したＳｉＣＮ膜中の炭素濃度（含有量）を測定して評価したので、その評価結果について説明する。図４は本発明方法により形成したＳｉＣＮ膜中の炭素濃度とエッチングレートとの関係を示すグラフである。ここでは比較のために、Ｃ２ Ｈ４ ガス無しで成膜した時のＳｉＮ膜と、プラズマを用いて形成したＳｉＣＮ膜（本出願人による先の出願：特願２００６−７９５１号の成膜方法）のデータを併せて記載している。尚、エッチングには希フッ酸ＤＨＦ（２００：１）を用いた。
【００６１】
この図４から明らかなように、炭素を含まないＳｉＮ膜はエッチングレートは６Å／ｍｉｎになり、非常に大きかった。また、プラズマを用いて形成したＳｉＣＮ膜は、炭素濃度が多くてもせいぜい３．５％程度であり、この場合にもエッチングレートは３．５Å／ｍｉｎ程度であり、かなり大きかった。
【００６２】
これに対して、本発明の成膜方法によるＳｉＣＮ膜の場合には、炭素濃度を１５．２％〜２８．５％まで自由に制御することができ、炭素の含有量を大幅に向上できることが確認できた。また同時にエッチングレートも２．２Å／ｍｉｎ〜１．０Å／ｍｉｎ程度まで大幅に抑制して小さくできることが確認できた。
【００６３】
＜第２実施例＞
次に本発明方法の第２実施例について説明する。図５は本発明の成膜方法の第２実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
図５（Ａ）に示す第２実施例は、ＤＣＳの供給のタイミングは図３（Ａ）に示す第１実施例と同じであり、ＮＨ３ とＣ２ Ｈ４ の供給のタイミングは、図３（Ａ）に示す場合に対して互いに入れ替えられたタイミングとなっている。すなわち、ＮＨ３ 供給工程８４はＤＣＳ供給工程８０と同期して同時に行われている。またＣ２ Ｈ４ 供給工程８８は前後するＮＨ３ 供給工程８８の間の略中央に位置されたタイミングとなっている。そして、ここでもＣ２ Ｈ４ 供給工程の前後にパージステップＰ１、Ｐ２を行っている。
【００６５】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００６６】
尚、上記図５（Ａ）に示す第２実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図５（Ｂ）に示すタイミングチャートは第２実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図５（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【００６７】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を行い、次にパージステップＰ２を行っている。また、図５（Ｃ）に示すタイミングチャートは第２実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図５（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を行って１サイクルを終了している。更に、ここでは図示していないが、第１実施例の変形例３として図３（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。これらのパージステップを省略した成膜方法によれば、その分、処理速度が向上してスループットを向上させることができる。
【００６８】
＜第３実施例＞
次に本発明方法の第３実施例について説明する。図６は本発明の成膜方法の第３実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
図６（Ａ）に示す第３実施例では、ＤＣＳガスに関して停止工程８２の長さを延ばして１サイクルの期間を長くしている。そして、ＤＣＳ停止工程８２内で上記ＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８とが互いに時間的に重ならないようにして前後して実行している。ここでは、先にＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を行い、その間にパージステップＰ２を経た後に、ＮＨ３ 供給工程８４を行うようになっている。そして、このＮＨ３ 供給工程８４の後に第３番目のパージステップＰ３を行うようになっている。この場合、ＮＨ３ 供給工程８４の期間Ｔ５は例えば６秒程度、第３番目のパージステップＰ３の期間Ｔ６は５秒程度である。
【００７０】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００７１】
尚、上記図６（Ａ）に示す第３実施例では、３つのパージステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３を行うようになっているが、これを行わないようにして省略してもよい。図６（Ｂ）に示すタイミングチャートは第３実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図６（Ａ）中の第２番目のパージステップＰ２を省略した処理方法を示している。すなわち、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８を行った後に、パージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行うようにしている。
【００７２】
また図６（Ｃ）に示すタイミングチャートは第３実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図６（Ａ）中から第１番目と第２番目の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。また図６（Ｄ）に示すタイミングチャートは第３実施例の変形例３を示すタイミングチャートであり、ここでは図６（Ａ）中から第１〜第３番目の３つのパージステップＰ１〜Ｐ３を省略した処理方法を示している。
【００７３】
＜第４実施例＞
次に本発明方法の第４実施例について説明する。図７は本発明の成膜方法の第４実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図６に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
図７（Ａ）に示す第４実施例では、先の図６（Ａ）に示す第３実施例におけるＮＨ３ 供給態様に関して、更に新たなＮＨ３ 供給工程８４を、ＤＣＳ供給工程８０と同期して同時に同じ長さだけ行うようにしたガス供給態様となっている。すなわち、ここでは１サイクルの中でＮＨ３ 供給工程８４を２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００７４】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００７５】
尚、上記図７（Ａ）に示す第４実施例では、３つのパージステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３を行うようになっているが、これを行わないようにして省略してもよい。図７（Ｂ）に示すタイミングチャートは第４実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図６（Ａ）中の第２番目のパージステップＰ２を省略した処理方法を示している。すなわち、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８を行った後に、パージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行うようにしている。
【００７６】
また図７（Ｃ）に示すタイミングチャートは第４実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図７（Ａ）中から第１番目と第２番目の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。また図７（Ｄ）に示すタイミングチャートは第４実施例の変形例３を示すタイミングチャートであり、ここでは図７（Ａ）中から第１〜第３番目の３つのパージステップＰ１〜Ｐ３を省略した処理方法を示している。
【００７７】
＜第５実施例＞
次に本発明方法の第５実施例について説明する。図８は本発明の成膜方法の第５実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図６に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
図８（Ａ）に示す第５実施例では、先の図６（Ａ）に示す第３実施例におけるＣ２ Ｈ４ 供給態様に関して、更に新たなＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を、ＤＣＳ供給工程８０と同期して同時に同じ長さだけ行うようにしたガス供給態様となっている。すなわち、ここでは１サイクルの中でＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００７８】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００７９】
尚、上記図８（Ａ）に示す第５実施例では、３つのパージステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３を行うようになっているが、これを行わないようにして省略してもよい。図８（Ｂ）に示すタイミングチャートは第５実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図８（Ａ）中の第２番目のパージステップＰ２を省略した処理方法を示している。すなわち、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８を行った後に、パージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行うようにしている。
【００８０】
また図８（Ｃ）に示すタイミングチャートは第５実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図８（Ａ）中から第１番目と第２番目の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。この場合、２つのＣ２ Ｈ４ 供給工程８８が連続した状態となり、ＤＣＳ供給工程８０よりも長くなている。また図８（Ｄ）に示すタイミングチャートは第５実施例の変形例３を示すタイミングチャートであり、ここでは図８（Ａ）中から第１〜第３番目の３つのパージステップＰ１〜Ｐ３を省略した処理方法を示している。
【００８１】
＜第６実施例＞
次に本発明方法の第６実施例について説明する。図９は本発明の成膜方法の第６実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図７及び図８に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
図９（Ａ）に示す第６実施例では、先の図７（Ａ）に示す第４実施例と図８（Ａ）に第５実施例の各ガスの供給工程を結合した態様となっている。従って、ＤＣＳ供給工程８０に対応してＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８が同期して同じ長さだけ行われ、且つ１サイクルの途中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８がそれぞれ１回ずつ行われている。すなわち、ここでも１サイクルの中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８をそれぞれ２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００８３】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００８４】
尚、上記図９（Ａ）に示す第６実施例では、３つのパージステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３を行うようになっているが、これを行わないようにして省略してもよい。図９（Ｂ）に示すタイミングチャートは第６実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図９（Ａ）中の第２番目のパージステップＰ２を省略した処理方法を示している。すなわち、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８８を行った後に、パージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行うようにしている。
【００８５】
また図９（Ｃ）に示すタイミングチャートは第６実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図９（Ａ）中から第１番目と第２番目の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。また図９（Ｄ）に示すタイミングチャートは第６実施例の変形例３を示すタイミングチャートであり、ここでは図９（Ａ）中から第１〜第３番目の３つのパージステップＰ１〜Ｐ３を省略した処理方法を示している。
【００８６】
＜第７実施例＞
次に本発明方法の第７実施例について説明する。図１０は本発明の成膜方法の第７実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００８７】
図１０（Ａ）に示す第７実施例では、先の図３（Ａ）に示す第１実施例におけるＮＨ３ 供給態様に関して、更に新たなＮＨ３ 供給工程８４を、ＤＣＳ供給工程８０と同期して同時に同じ長さだけ行うようにし、更にＣ２ Ｈ４ 供給態様に関して、更に新たなＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を、ＮＨ３ 供給工程８４と同期して同時に同じ長さだけ行うようにしたガス供給態様となっている。すなわち、ここでは１サイクルの中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８をそれぞれ２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００８８】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００８９】
尚、上記図１０（Ａ）に示す第７実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図１０（Ｂ）に示すタイミングチャートは第７実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図１０（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【００９０】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０、ＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を同時に行った後に、続けてＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を連続して行っており、次にパージステップＰ２を行っている。また、図１０（Ｃ）に示すタイミングチャートは第７実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図１０（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０と停止工程８２とを交互に繰り返すが、ＮＨ３ とＣ２ Ｈ４ とは共に連続的に供給されることになる。更に、ここでは図示していないが、第７実施例の変形例３として図１０（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。
【００９１】
＜第８実施例＞
次に本発明方法の第８実施例について説明する。図１１は本発明の成膜方法の第８実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図５及び図１０に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９２】
図１１（Ａ）に示す第８実施例では、ＮＨ３ 供給工程のタイミングに関しては、図１０（Ａ）に示す第７実施例におけるＮＨ３ 供給態様を用い、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程のタイミングに関しては図５（Ａ）に示す第２実施例のＣ２ Ｈ４ 供給態様を用いたガス供給態様となっている。すなわち、ここでは１サイクルの中でＮＨ３ 供給工程８４を２回（複数回）行うようにしている。また、Ｃ２ Ｈ４ 供給工程８６をＤＣＳ停止工程８２の途中でＮＨ３ 供給工程８４と同期して同時に１回行うようになっている。
【００９３】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００９４】
尚、上記図１１（Ａ）に示す第８実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図１１（Ｂ）に示すタイミングチャートは第８実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図１１（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【００９５】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０及びＮＨ３ 供給工程８４を同時に行った後に、続けてＮＨ３ 供給工程を連続して行っており、次にパージステップＰ２を行っている。また、図１１（Ｃ）に示すタイミングチャートは第８実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図１１（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０と停止工程８２とを交互に繰り返すが、ＮＨ３ は連続的に供給されることになる。更に、ここでは図示していないが、第８実施例の変形例３として図１１（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。
【００９６】
＜第９実施例＞
次に本発明方法の第９実施例について説明する。図１２は本発明の成膜方法の第９実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３及び図１１に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９７】
図１２（Ａ）に示す第９実施例では、ＮＨ３ 供給工程のタイミングに関しては、図３（Ａ）に示す第１実施例におけるＮＨ３ 供給態様を用い、Ｃ２ Ｈ４ の供給態様に関しては図１１（Ａ）に示す第８実施例のＣ２ Ｈ４ 供給態様を用いたガス供給態様となっている。すなわち、ここではＤＣＳ供給工程８２の途中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８とを同期して同時に１回行うようになっている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【００９８】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【００９９】
尚、上記図１２（Ａ）に示す第９実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図１２（Ｂ）に示すタイミングチャートは第９実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図１２（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【０１００】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を同時に行い、次にパージステップＰ２を行っている。また、図１２（Ｃ）に示すタイミングチャートは第９実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図１２（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４及びＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を同時に行って１サイクルを終了している。更に、ここでは図示していないが、第９実施例の変形例３として図１２（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。
【０１０１】
＜第１０実施例＞
次に本発明方法の第１０実施例について説明する。図１３は本発明の成膜方法の第１０実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３及び図１０に示す部分と同一工程等には同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１０２】
図１３（Ａ）に示す第１０実施例では、ＮＨ３ 供給工程のタイミングに関しては図３（Ａ）に示す第１実施例におけるＮＨ３ 供給態様を用い、Ｃ２ Ｈ４ 供給態様に関しては図１０（Ａ）に示す第７実施例のＣ２ Ｈ４ 供給態様を用いたガス供給態様となっている。ＤＣＳ供給工程８２とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８とが同期して同時に行われ、更にＤＣＳ停止工程８２の途中でＮＨ３ 供給工程８４とＣ２ Ｈ４ 供給工程８８とが同期して同時に行われる。すなわち、ここでは１サイクルの中でＣ２ Ｈ４ 供給工程８８を２回（複数回）行うようにしている。尚、この回数を更に増加してもよい。
【０１０３】
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、比較的低温で成膜しても含有する炭素濃度を多くさせてクリーニング時のエッチングレートを比較的小さくでき、もってクリーニング時の膜厚の制御性を向上させることができ、且つエッチングストッパ膜や層間絶縁膜等の絶縁膜として十分機能する絶縁膜を形成することができる。
【０１０４】
尚、上記図１３（Ａ）に示す第１０実施例では、２つのパージステップＰ１、Ｐ２を行うようになっているが、これらを行わないようにして省略してもよい。図１３（Ｂ）に示すタイミングチャートは第１０実施例の変形例１を示すタイミングチャートであり、ここでは図１３（Ａ）中の最初のパージステップＰ１を省略した処理方法を示している。
【０１０５】
すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行い、次にパージステップＰ２を行っている。またＣ２ Ｈ４ 供給工程８８はこの２つが連続した状態となっている。また、図１３（Ｃ）に示すタイミングチャートは第１０実施例の変形例２を示すタイミングチャートであり、ここでは図１３（Ａ）中の２つのパージステップＰ１、Ｐ２を省略した処理方法を示している。またここではＣ２ Ｈ４ 供給工程は連続して行われることになる。すなわち、ＤＣＳ供給工程８０の次にパージステップを行うことなく直ちにＮＨ３ 供給工程８４を行って１サイクルを終了している。更に、ここでは図示していないが、第１０実施例の変形例３として図１３（Ａ）中から後のパージステップＰ２を省略するようにしてもよい。
【０１０６】
［第１１実施例〜第２０実施例］
次に、第１１実施例〜第２０実施例について説明する。この第１１実施例〜第２０実施例では、シラン系ガス供給手段３０や炭化水素ガス供給手段２８に貯留タンクを設け、シラン系ガスの停止工程や炭化水素ガスの停止工程の間において、上記貯留タンクにガスを貯め込み、そして、次の供給工程の時に上記貯留タンク内のガスを一気に処理容器４側へ流して多量のガスを供給するようにし、吸着時間を短縮化するようにしている。
【０１０７】
まず、上記第１１実施例〜第２０実施例で用いる成膜装置の変形例について説明する。図１４はこのような成膜装置の変形例の各ガス供給手段の一部を示す部分構成図である。尚、図１に示す部分と同一構成部分については同一参照符号を付してある。図１４に示すように、ここでは炭化水素ガス供給手段２８のガス通路４８であって、流量制御器４８Ｂ、開閉弁４８Ａの下流側に一定の容量の貯留タンク４８Ｃ及び第２の開閉弁４８Ｄがそれぞれ順次介設されている。
【０１０８】
また同様に、シラン系ガス供給手段３０のガス通路５０であって、流量制御器５０Ｂ、開閉弁５０Ａの下流側に一定の容量の貯留タンク５０Ｃ及び第２の開閉弁５０Ｄがそれぞれ順次介設されている。
【０１０９】
そして、上記各第２の開閉弁４８Ｄ、５０Ｄの開閉は、制御手段７４（図１参照）側より制御されることになる。尚、この場合、上流側に設けた先の開閉弁４８Ａ、５０Ａは、常時開状態としてもよいし、上記各貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃへのガスの貯留時のみ開状態としてもよい。
【０１１０】
これにより、上記各ガスを処理容器４内へ供給していない停止工程（休止工程）の間に、各ガスを対応する貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃへそれぞれ貯留するようにしている。ここで、各貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃの容量は、例えば２００〜５０００ミリリットル程度である。尚、ここでは貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃ及び開閉弁４８Ｄ、５０Ｄを炭化水素ガスのガス通路４８とシラン系ガス通路５０の双方にそれぞれ設けたが、いずれか一方のガス通路のみに設けるようにしてもよく、各ガスの供給態様に応じて各貯留タンクを付加するか否かを決定すればよい。
【０１１１】
次に、上述したような成膜装置を用いて行われる各ガスの供給のタイミングについて説明する。
【０１１２】
＜第１１実施例＞
まず、本発明方法の第１１実施例について説明する。図１５は本発明の成膜方法の第１１実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１５に示す第１１実施例は図３に示す第１実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１１３】
図１５（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が連続した長さであり、期間Ｔ３の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１１４】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のどの部分に位置してもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。尚、処理容器４へのガスの供給開始及び供給停止は第２の開閉弁５０Ｄの開閉で行い、貯留タンク５０Ｃへのガスの貯留開始及び貯留停止はこれよりも上流側の開閉弁５０Ａの開閉で行うのは勿論である。この点は炭化水素ガス供給手段２８においても同様である。
【０１１５】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が連続した長さであり、期間Ｔ３の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１１６】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。以上の点は、これ以降説明する他の第１２実施例〜第２０実施例においても同様である。また、１サイクル目を行う時には、予め貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃ内へそれぞれのガスを貯留しておくのが好ましい。この点も、他の第１２実施例〜第２０実施例においても同様である。
【０１１７】
このように、ＤＣＳガス及びＣ２ Ｈ４ ガスをそれぞれ処理容器４内へ供給する際に予め各ガスを貯留タンク５０Ｃ、４８Ｃにそれぞれ貯留し、次の供給時に上記各貯留タンク５０Ｃ、４８Ｃ内に貯留していたガスを一気に処理容器４内へ流すようにしたので、各ガスが多量に処理容器４内へ流れ込むことになり、その分、ガスの吸着時間、具体的には期間Ｔ１の長さを短くすることができてスループットを向上させることができる。
【０１１８】
この場合、ＤＣＳガスやＣ２ Ｈ４ ガスを処理容器４内へ供給する際に、排気側の圧力調整弁（図示せず）の弁開度を小さくして処理容器４内のガス量を多くするようにしてもよい。
【０１１９】
図１５（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ４に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ４に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４により形成されている。
【０１２０】
また図１５（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ４に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ４に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ４により形成されている。また、ここでは２つの貯留タンク４８Ｃ、５０Ｃを設けた場合を例にとって説明したが、前述したように、いずれか一方の貯留タンクを設けない場合には、それに対応するタンク貯留工程が実行されないのは勿論であり、この点は他の第１２実施例〜第２０実施例においても同様である。
【０１２１】
＜第１２実施例＞
次に、本発明方法の第１２実施例について説明する。図１６は本発明の成膜方法の第１２実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１６に示す第１３実施例は図５に示す第２実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１２２】
図１６（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ２の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１２３】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１２４】
図１６（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１２５】
また図１６（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ４により形成されている。
この第１２実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１２６】
＜第１３実施例＞
次に、本発明方法の第１３実施例について説明する。図１７は本発明の成膜方法の第１３実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１７に示す第１３実施例は図６に示す第３実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ６により形成されている。
【０１２７】
図１７（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２〜Ｔ６が連続した長さであり、期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１２８】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２〜Ｔ６のどの部分に位置してもよく、また、２つ〜５つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。
【０１２９】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１３０】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つ〜５つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１３１】
図１７（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１３２】
また図１７（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ６に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ６に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１３３】
また図１７（Ｄ）に示す変形例３では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５により形成されている。この第１３実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１３４】
＜第１４実施例＞
次に、本発明方法の第１４実施例について説明する。図１８は本発明の成膜方法の第１４実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１８に示す第１４実施例は図７に示す第４実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ６により形成されている。
【０１３５】
図１８（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ２の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１３６】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つ〜５つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１３７】
図１８（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ２に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１３８】
また図１８（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１３９】
また図１８（Ｄ）に示す変形例３では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５により形成されている。この第１４実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１４０】
＜第１５実施例＞
次ず、本発明方法の第１５実施例について説明する。図１９は本発明の成膜方法の第１５実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図１９に示す第１５実施例は図８に示す第５実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ６により形成されている。
【０１４１】
図１９（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が連続した長さであり、期間Ｔ５の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１４２】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２〜Ｔ６のどの部分に位置してもよく、また、２つ〜５つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。
【０１４３】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２と期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が連続した長さであり、ここでは１サイクル内でＣ２ Ｈ４ ガスを２回供給しているので、それに対応させて期間Ｔ２の時と期間Ｔ５の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１４４】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。尚、期間Ｔ２では、この直後のＣ２ Ｈ４ ガス供給工程８８に備えて必ずタンク貯留工程９６を行う必要がある。
【０１４５】
図１９（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ２と期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１４６】
また図１９（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
また図１９（Ｄ）に示す変形例３では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ５に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５により形成されている。この第１２実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１４７】
＜第１６実施例＞
次に、本発明方法の第１６実施例について説明する。図２０は本発明の成膜方法の第１６実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２０に示す第１６実施例は図９に示す第６実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ６により形成されている。
【０１４８】
図２０（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２と期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が連続した長さであり、ここでは１サイクル内でＣ２ Ｈ４ ガスを２回供給しているので、それに対応させて期間Ｔ２の時と期間Ｔ５の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１４９】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。尚、期間Ｔ２では、この直後のＣ２ Ｈ４ ガス供給工程８８に備えて必ずタンク貯留工程９６を行う必要がある。
【０１５０】
図２０（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ２と期間Ｔ６に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
【０１５１】
また図２０（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５、Ｔ６に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６により形成されている。
また図２０（Ｄ）に示す変形例３では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ５に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５により形成されている。この第１６実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１５２】
＜第１７実施例＞
次に、本発明方法の第１７実施例について説明する。図２１は本発明の成膜方法の第１７実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２１に示す第１７実施例は図１０に示す第７実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１５３】
図２１（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が連続した長さであり、期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１５４】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のどの部分に位置してもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。
【０１５５】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２と期間Ｔ４であり、ここでは１サイクル内でＣ２ Ｈ４ ガスを２回供給しているので、それに対応させて期間Ｔ２の時と期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１５６】
図２１（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ４に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ４に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１５７】
また図２１（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ３に位置させている。またＣ２ Ｈ４ ガスは、ここでは連続供給となっている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３により形成されている。この第１７実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１５８】
＜第１８実施例＞
次に、本発明方法の第１８実施例について説明する。図２２は本発明の成膜方法の第１８実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２２に示す第１８実施例は図１１に示す第８実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１５９】
図２２（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ２の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１６０】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１６１】
図２２（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１６２】
また図２２（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３により形成されている。この第１８実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１６３】
＜第１９実施例＞
次に、本発明方法の第１９実施例について説明する。図２３は本発明の成膜方法の第１９実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２３に示す第１９実施例は図１２に示す第９実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１６４】
図２３（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２が連続した長さであり、期間Ｔ２の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１６５】
この場合、上記タンク貯留工程９６は、停止期間９０内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２のどの部分に位置させてもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９６の長さも特に限定されない。
【０１６６】
図２３（Ｂ）に示す変形例１では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１６７】
また図２３（Ｃ）に示す変形例２では、Ｃ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ１に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３により形成されている。この第１９実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。また、前述したように、ＤＣＳガスの供給に際しても、図１５に示した第１１実施例で説明したように、タンク貯留工程９４を行うようにしてもよい。
【０１６８】
＜第２０実施例＞
次に、本発明方法の第２０実施例について説明する。図２４は本発明の成膜方法の第２０実施例及びその変形例における各種ガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。尚、図３〜図１３に示す構成部分と同一工程等には同一符号を付してその説明を省略する。また、この図２４に示す第２０実施例は図１３に示す第１０実施例をベースにしたものであり、ここでは１サイクルは期間Ｔ１〜Ｔ４により形成されている。
【０１６９】
図２４（Ａ）に示すように、ここでは処理容器４へのＤＣＳガス（シラン系ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）８２の間に、ＤＣＳガスを貯留タンク５０Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９４を行っている。ここでは上記停止工程８２は、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が連続した長さであり、期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９４を行うようにしている。
【０１７０】
この場合、上記タンク貯留工程９４は、停止工程８２内であれば、どこに位置させてもよい。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のどの部分に位置してもよく、また、２つの期間、或いは３つの期間に跨がるようにして位置させてもよく、更には、タンク貯留工程９４の長さも特に限定されない。
【０１７１】
また同様に、ここでは処理容器４へのＣ２ Ｈ４ ガス（炭化水素ガス）の供給を停止する停止工程（休止工程）９０の間に、Ｃ２ Ｈ４ ガスを貯留タンク４８Ｃ内へ貯留するタンク貯留工程９６を行っている。ここでは上記停止工程９０は、期間Ｔ２と期間Ｔ４であり、期間Ｔ２の時と期間Ｔ４の時に上記タンク貯留工程９６を行うようにしている。
【０１７２】
図２４（Ｂ）に示す変形例１では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ４に位置させており、またＣ２ Ｈ４ ガスのタンク貯留工程９６を期間Ｔ４に位置させている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４により形成されている。
【０１７３】
また図２４（Ｃ）に示す変形例２では、ＤＣＳガスのタンク貯留工程９４を期間Ｔ３に位置させている。またＣ２ Ｈ４ ガスはここでは連続供給となっている。尚、ここでは１サイクルが期間Ｔ１、Ｔ３により形成されている。この第２０実施例の場合にも、図１５に示した第１１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１７４】
尚、以上の各実施例ではＳｉＣＮ膜を形成する場合を例にとって説明したが、これにＢ（ボロン）等の不純物を導入するようにしてもよい。
また、以上の各実施例では、常にＤＣＳを最初に供給するようなサイクルとしたが、これに限定されず、ＮＨ３ やＣ２ Ｈ４ を最初に供給するようにしてもよい。
【０１７５】
また、ここでは各ノズル３８、４０、４２を収容するために断面凹部状のノズル収容凹部６０を処理容器４の側壁に設けたが、処理容器４の内壁とウエハ周縁部との間にノズルを収容する十分なスペースがある場合には、上記ノズル収容凹部６０を設けなくてもよい。
【０１７６】
また、ここでは単管式の成膜装置を例にとって説明したが、これに限定されず、内管と外管とを同芯状に配置してなる２重管式の成膜装置を用いてもよい。更には、処理容器内のガスの流れは横方向に限定されず、例えば縦型の処理容器の上下の一端側からガスを導入して他端側から排出するようにしたガス流となる処理容器を有する成膜装置にも本発明を適用することができる。
また、上記各実施例では、炭化水素ガスとしてはエチレンガスを用いたが、これに限定されず、アセチレン、エチレン、メタン、エタン、プロパン、ブタンよりなる群より選択される１または２以上のガスを用いることができる。
【０１７７】
また上記各実施例では、シラン系ガスとしてＤＣＳガスを用いたが、これに限定されず、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、モノシラン［ＳｉＨ４ ］、ジシラン［Ｓｉ２ Ｈ６ ］、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、テトラクロロシラン（ＴＣＳ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）よりなる群より選択される１以上のガスを用いることができる。
【０１７８】
また、上記各実施例では、窒化ガスとしてＮＨ３ ガスを用いたが、これに限定されず、アンモニア［ＮＨ３ ］、窒素［Ｎ２ ］、一酸化二窒素［Ｎ２ Ｏ］、一酸化窒素［ＮＯ］よりなる群より選択される１以上のガスを用いることができる。
また、ここでは成膜装置として一度に複数枚のウエハを処理できるバッチ式の成膜装置を例にとって説明したが、これに限定されず、ウエハを１枚ずつ処理する枚用式の成膜装置についても本発明方法を適用することができる。
また被処理体としては、半導体ウエハに限定されず、ガラス基板やＬＣＤ基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１７９】
２ 成膜装置
４ 処理容器
１２ ウエハボート（保持手段）
２８ 炭化水素ガス供給手段
３０ シラン系ガス供給手段
３２ 窒化ガス供給手段
３６ パージガス供給手段
３８，４０，４２ ガス分散ノズル
４８Ｃ 貯留タンク
５０Ｃ 貯留タンク
６０ ノズル収容凹部
７２ 加熱手段
７４ 制御手段
７６ 記憶媒体
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、
前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成するようにしたことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記シラン系ガスの停止工程の間において、前記シラン系ガスを次のシラン系ガスの供給工程の時に供されるシラン系ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記炭化水素ガスの停止工程の間において、前記炭化水素ガスを次の炭化水素ガスの供給工程の時に供される炭化水素ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する請求項１又は２記載の成膜方法。
【請求項４】
前記窒化ガスの供給工程は前記シラン系ガスの供給工程の長さと同一に設定され、
前記シラン系ガスの１サイクルの中で前記窒化ガスの供給工程は１回又は複数回実行されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記窒化ガスの供給工程は、前記シラン系ガスの供給工程よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記窒化ガスの供給工程が同時に実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記窒化ガスの停止工程が同時に実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記炭化水素ガスの供給工程は前記シラン系ガスの供給工程の長さと同一に設定され、
前記シラン系ガスの１サイクルの中で前記炭化水素ガスの供給工程は１回又は複数回実行されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記炭化水素ガスの供給工程は、前記シラン系ガスの供給工程よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記炭化水素ガスの供給工程が同時に実行されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記炭化水素ガスの停止工程が同時に実行されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１２】
前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスの全てのガスの供給を停止して真空引きするパージステップが含まれていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１３】
被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、
前記シラン系ガスを一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行し、
前記窒化ガスと前記炭化水素ガスの内の少なくとも一方を連続的に供給してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成するようにしたことを特徴とする成膜方法。
【請求項１４】
前記シラン系ガスの停止工程の間において、前記シラン系ガスを次のシラン系ガスの供給工程の時に供されるシラン系ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有することを特徴とする請求項１３記載の成膜方法。
【請求項１５】
前記炭化水素ガスの停止工程の間において、前記炭化水素ガスを次の炭化水素ガスの供給工程の時に供される炭化水素ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する請求項１３又は１４記載の成膜方法。
【請求項１６】
前記薄膜の成膜時の温度は、３００℃〜７００℃の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１７】
前記薄膜の成膜時の圧力は、１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１８】
前記シラン系ガスは、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、モノシラン［ＳｉＨ４ ］、ジシラン［Ｓｉ２ Ｈ６ ］、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、テトラクロロシラン（ＴＣＳ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）よりなる群より選択される１以上のガスであることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１９】
前記窒化ガスは、アンモニア［ＮＨ３ ］、窒素［Ｎ２ ］、一酸化二窒素［Ｎ２ Ｏ］、一酸化窒素［ＮＯ］よりなる群より選択される１以上のガスであることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項２０】
前記炭化水素ガスは、アセチレン、エチレン、メタン、エタン、プロパン、ブタンよりなる群より選択される１以上のガスであることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項２１】
被処理体に対してＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成するための成膜装置において、
真空引き可能になされた処理容器と、
前記被処理体を保持する保持手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、
前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ炭化水素ガスを供給する炭化水素ガス供給手段と、
請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２２】
前記シラン系ガス供給手段及び／又は炭化水素ガス供給手段には、それぞれガスを一時的に貯留する貯留タンクを有することを特徴とする請求項２１記載の成膜装置。
【請求項２３】
前記処理容器は、前記被処理体を複数枚収容することができる縦型の筒体状に成形されていることを特徴とする請求項２１又は２２記載の成膜装置。
【請求項２４】
被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成するようにした成膜装置を用いて薄膜を形成するに際して、
前記１乃至２０のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように前記成膜装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、
前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスとをそれぞれ一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成するようにしたことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記シラン系ガスの停止工程の間において、前記シラン系ガスを次のシラン系ガスの供給工程の時に供されるシラン系ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記炭化水素ガスの停止工程の間において、前記炭化水素ガスを次の炭化水素ガスの供給工程の時に供される炭化水素ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する請求項１又は２記載の成膜方法。
【請求項４】
前記窒化ガスの供給工程は前記シラン系ガスの供給工程の長さと同一に設定され、
前記シラン系ガスの１サイクルの中で前記窒化ガスの供給工程は１回又は複数回実行されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記窒化ガスの供給工程は、前記シラン系ガスの供給工程よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記窒化ガスの供給工程が同時に実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記窒化ガスの停止工程が同時に実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記炭化水素ガスの供給工程は前記シラン系ガスの供給工程の長さと同一に設定され、
前記シラン系ガスの１サイクルの中で前記炭化水素ガスの供給工程は１回又は複数回実行されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記炭化水素ガスの供給工程は、前記シラン系ガスの供給工程よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記炭化水素ガスの供給工程が同時に実行されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記シラン系ガスの供給工程が実行される時には、前記炭化水素ガスの停止工程が同時に実行されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１２】
前記シラン系ガスと前記窒化ガスと前記炭化水素ガスの全てのガスの供給を停止して真空引きするパージステップが含まれていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１３】
被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、
前記シラン系ガスを一定の供給期間でパルス状に供給する供給工程と供給を停止する停止工程とよりなる１サイクルを複数回繰り返し実行し、
前記窒化ガスと前記炭化水素ガスの内の少なくとも一方を連続的に供給してプラズマを用いることなく前記薄膜を形成するようにしたことを特徴とする成膜方法。
【請求項１４】
前記シラン系ガスの停止工程の間において、前記シラン系ガスを次のシラン系ガスの供給工程の時に供されるシラン系ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有することを特徴とする請求項１３記載の成膜方法。
【請求項１５】
前記炭化水素ガスの停止工程の間において、前記炭化水素ガスを次の炭化水素ガスの供給工程の時に供される炭化水素ガスとして一時的に貯留タンク内に貯留するタンク貯留工程を有する請求項１３又は１４記載の成膜方法。
【請求項１６】
前記薄膜の成膜時の温度は、３００℃〜７００℃の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１７】
前記薄膜の成膜時の圧力は、１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１８】
前記シラン系ガスは、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、モノシラン［ＳｉＨ４ ］、ジシラン［Ｓｉ２ Ｈ６ ］、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、テトラクロロシラン（ＴＣＳ）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）よりなる群より選択される１以上のガスであることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１９】
前記窒化ガスは、アンモニア［ＮＨ３ ］、窒素［Ｎ２ ］、一酸化二窒素［Ｎ２ Ｏ］、一酸化窒素［ＮＯ］よりなる群より選択される１以上のガスであることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項２０】
前記炭化水素ガスは、アセチレン、エチレン、メタン、エタン、プロパン、ブタンよりなる群より選択される１以上のガスであることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項２１】
被処理体に対してＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成するための成膜装置において、
真空引き可能になされた処理容器と、
前記被処理体を保持する保持手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へシラン系ガスを供給するシラン系ガス供給手段と、
前記処理容器内へ窒化ガスを供給する窒化ガス供給手段と、
前記処理容器内へ炭化水素ガスを供給する炭化水素ガス供給手段と、
請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２２】
前記シラン系ガス供給手段及び／又は炭化水素ガス供給手段には、それぞれガスを一時的に貯留する貯留タンクを有することを特徴とする請求項２１記載の成膜装置。
【請求項２３】
前記処理容器は、前記被処理体を複数枚収容することができる縦型の筒体状に成形されていることを特徴とする請求項２１又は２２記載の成膜装置。
【請求項２４】
被処理体が収容されて真空引き可能になされた処理容器内に、シラン系ガスと窒化ガスと炭化水素ガスとを供給して前記被処理体の表面にＳｉＣＮ膜よりなる薄膜を形成するようにした成膜装置を用いて薄膜を形成するに際して、
前記１乃至２０のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように前記成膜装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−２３３９９（Ｐ２０１２−２３３９９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８１６７（Ｐ２０１１−２２８１６７）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【分割の表示】特願２００８−１６８９（Ｐ２００８−１６８９）の分割
【原出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【分割の表示】特願２００８−１６８９（Ｐ２００８−１６８９）の分割
【原出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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