半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质。要解决的课题为抑制在衬底上形成膜时的膜厚降低现象的发生。具有将非同时地进行下述(a)工序和下述(b)工序的循环进行规定次数，从而在图案上形成包含主元素、碳及氮的膜的工序：(a)对表面上形成有图案的衬底供给包含构成待形成的膜的主元素的原料，从而形成包含主元素的第一层的工序，和(b)对衬底供给包含碳及氮的第一反应物，使第一反应物的一部分分解而成的物质吸附在第一层上，从而形成包含主元素、碳及氮的第二层的工序，在(b)中，供给第一反应物，直至在图案的至少上表面、侧面及下表面的每个上形成的所述物质的吸附层的密度分别相等。

Semiconductor device manufacturing method, substrate processing device and recording medium

The invention relates to a manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device and a recording medium. The problem to be solved is to suppress the phenomenon of film thickness reduction when the film is formed on the substrate. A process having a specified number of cycles of the following (a) and (b) processes that are not performed simultaneously to form a film containing the principal elements, carbon, and nitrogen on a pattern: (a) a substrate forming a pattern on the surface is supplied with a material containing the principal elements forming the film to be formed, thereby forming a first layer containing the principal elements. A process in which a substrate is supplied with a first reactant containing carbon and nitrogen so that a part of the first reactant is decomposed and adsorbed on the first layer, thereby forming a second layer containing the principal elements, carbon and nitrogen, in which the first reactant is supplied until at least the upper, lateral and lower surfaces of the pattern. The densities of the adsorbed layers formed on each of the substances are equal.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质
本专利技术涉及半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质。
技术介绍
作为半导体器件的制造工序的一个工序，有时进行对衬底非同时地供给原料和反应物、在衬底上形成膜的处理(例如，参见专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-140944号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题当在表面上形成有图案的衬底上来形成膜的情况下，与在表面上没有形成图案的衬底上形成膜的情况相比，存在发生所形成的膜的膜厚变薄的现象(以下，也将这种现象称为膜厚降低现象(filmthicknessdropphenomenon))的情况。本专利技术的目的在于，提供一种当在表面上形成有图案的衬底上形成膜时能够抑制发生膜厚降低现象的技术。用于解决课题的手段据本专利技术的一个方案，提供一种技术，其具有将非同时地进行下述(a)工序和下述(b)工序的循环进行规定次数，从而在图案上形成包含主元素、碳及氮的膜的工序：(a)对表面上形成有所述图案的衬底供给包含构成待形成的膜的所述主元素的原料，从而形成包含所述主元素的第一层的工序，和(b)对所述衬底供给包含碳及氮的第一反应物，使所述第一反应物的一部分分解而成的物质吸附在所述第一层上，从而形成包含所述主元素、碳及氮的第二层的工序，在所述(b)中，供给所述第一反应物，直至在所述图案的至少上表面、侧面及下表面的每个面上形成的所述物质的吸附层的密度分别相等。专利技术效果根据本专利技术，能够抑制在衬底上形成膜时的膜厚降低现象的发生。附图说明图1为本专利技术的实施方式中适合使用的衬底处理装置的立式处理炉的概略构成图，且是以纵剖面图示出处理炉部分的图。图2为本专利技术的实施方式中适合使用的衬底处理装置的立式处理炉的一部分的概略构成图，且是以图1的A-A线剖面图表示处理炉的一部分的图。图3为本专利技术的实施方式中适合使用的衬底处理装置的控制器的概略构成图，且是以框图表示控制器的控制系统的图。图4中的(a)为表示本专利技术的一实施方式的成膜顺序的图，(b)为表示本专利技术的一实施方式的成膜顺序的变形例的图。图5中的(a)为表面上形成有图案的衬底的剖面放大图，(b)为表示对表面上形成有图案的衬底供给原料后的状态的示意图，(c)、(d)分别为表示对表面上形成有图案的衬底依次供给原料、反应物后的状态的示意图。图6中的(a)～(c)分别为表示在衬底上形成的膜的膜厚的评价结果的图。200晶片(衬底)200a图案的上表面200b图案的侧面200c图案的下表面具体实施方式＜本专利技术的一实施方式＞以下，参照图1～图5，说明本专利技术的一实施方式。(1)衬底处理装置的构成如图1所示，处理炉202具有作为加热手段(加热机构)的加热器207。加热器207为圆筒形状，通过保持板支承而被垂直地安装。加热器207也作为通过热使气体活化(激发)的活化机构(激发部)发挥功能。在加热器207的内侧与加热器207呈同心圆状地配设有反应管203。反应管203例如由石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，并形成上端闭塞、下端开口的圆筒形状。在处理容器的筒中空部形成处理室201。处理室201构成为能够作为衬底的晶片200。在处理室201内，以贯通反应管203的侧壁的方式设置有喷嘴249a、249b。在喷嘴249a、249b上，分别连接气体供给管232a、232b。在气体供给管232a、232b上，从上游侧起依序分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241a、241b及作为开闭阀的阀243a、243b。在气体供给管232a、232b的比阀243a、243b更靠近下游一侧，分别连接有供给非活性气体的气体供给管232c，232d。在气体供给管232c，232d上，从上游侧起依序分别设置有MFC241c、241d及阀243c、243d。如图2所示，喷嘴249a、249b分别以沿着反应管203的内壁与晶片200之间的、在俯视中为圆环状的空间中，从反应管203的内壁的下部沿上部，朝向晶片200的排列方向上方而直立地设置。即，喷嘴249a、249b分别以在排列晶片200的晶片排列区域的侧方的、水平包围晶片排列区域的区域中，以沿着晶片排列区域的方式设置。在喷嘴249a、249b的侧面分别设置有供给气体的气体供给孔250a、250b。气体供给孔250a、250b分别以朝向反应管203的中心的方式开口，能够向晶片200供给气体。在从反应管203的下部到上部的范围内设置有多个气体供给孔250a、250b。作为原料(原料气体)，从气体供给管232a经由MFC241a、阀243a、喷嘴249a而向处理室201内供给包含作为构成待形成的膜的主元素的硅(Si)及卤元素的卤代硅烷系气体。所谓原料气体，是指气态的原料，例如，为将常温常压下为液态的原料气化而得到的气体、常温常压下为气态的原料等。卤元素中包括氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等。作为卤代硅烷系气体，例如，可使用包含Cl的氯硅烷系气体。作为氯硅烷系气体，可使用例如六氯乙硅烷(Si2Cl6，简称：HCDS)气体。作为第一反应物(第一反应气体)，从气体供给管232b经由MFC241b、阀243b、喷嘴249b而向处理室201内供给作为包含碳(C)及氮(N)的气体的氨系气体。氨系气体为由N、C及H这三种元素构成的气体。作为氨系气体，可使用例如三乙胺((C2H5)3N，简称：TEA)气体。作为第二反应物(第二反应气体)，从气体供给管232b经由MFC241b、阀243b、喷嘴249b而向处理室201内供给作为包含氧(O)的气体的氧化气体(氧化剂)。作为氧化气体，可使用例如氧(O2)气体。从气体供给管232c、232d分别经由MFC241c、241d、阀243c、243d、气体供给管232a、232b、喷嘴249a、249b而向处理室201内供给非活性气体。作为非活性气体，可使用例如氮(N2)气体。主要由气体供给管232a、MFC241a、阀243a构成原料供给系统。主要由气体供给管232b、MFC241b、阀243b分别构成第1、第二反应物供给系统。主要由气体供给管232c、232d、MFC241c、241d、阀243c、243d构成非活性气体供给系统。上述各种气体供给系统中的任一者或所有供给系统可以构成为集成有阀243a～243d、MFC241a～241d等而成的集成型气体供给系统248。集成型气体供给系统248以下述方式构成：分别与气体供给管232a～232d连接，并通过后述的控制器121来控制各种气体向气体供给管232a～232d内的供给动作，即，阀243a～243d的开闭动作、利用MFC241a～241d进行的流量调节动作等。集成型气体供给系统248构成为一体型或分离型集成单元，并以下述方式构成：能够相对于气体供给管232a～232d等以集成单元单位的形式进行拆装，能够以集成单元单位的形式进行集成型供给系统248的维护、交换、增设等。在反应管203上连接有将处理室201内的气氛排气的排气管231。在排气管231上，经由检测处理室201内压力的作为压力检测器(压力检测部)的压力传感器245及作为压力调节器(压力调节部)的APC(AutoPressureContro本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.半导体器件的制造方法，具有将非同时地进行下述(a)工序和下述(b)工序的循环进行规定次数从而在图案上形成包含主元素、碳及氮的膜的工序：(a)对表面上形成有所述图案的衬底供给包含构成待形成的膜的所述主元素的原料，从而形成包含所述主元素的第一层的工序，和(b)对所述衬底供给包含碳及氮的第一反应物，使所述第一反应物的一部分分解而成的物质吸附在所述第一层上，从而形成包含所述主元素、碳及氮的第二层的工序，在所述(b)中，供给所述第一反应物，直至在所述图案的至少上表面、侧面及下表面的每个面上形成的所述物质的吸附层的密度分别相等。

【技术特征摘要】
2017.03.17 JP 2017-0533281.半导体器件的制造方法，具有将非同时地进行下述(a)工序和下述(b)工序的循环进行规定次数从而在图案上形成包含主元素、碳及氮的膜的工序：(a)对表面上形成有所述图案的衬底供给包含构成待形成的膜的所述主元素的原料，从而形成包含所述主元素的第一层的工序，和(b)对所述衬底供给包含碳及氮的第一反应物，使所述第一反应物的一部分分解而成的物质吸附在所述第一层上，从而形成包含所述主元素、碳及氮的第二层的工序，在所述(b)中，供给所述第一反应物，直至在所述图案的至少上表面、侧面及下表面的每个面上形成的所述物质的吸附层的密度分别相等。2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在(b)中，供给所述第一反应物，直至在所述图案的至少上表面、侧面及下表面的每个面上形成的所述物质的吸附层的氮浓度及碳浓度中的至少任一者分别相等。3.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述循环进一步包含：与(a)、(b)的每个工序非同时地进行(c)对所述衬底供给包含氧的第二反应物，从而将所述第二层氧化，形成包含所述主元素、氧、碳及氮的第三层的工序。4.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，将每一循环的(b)中的所述第一反应物的供给时间设为比每一循环的(a)中的所述原料的供给时间长。5.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，将每一循环的(b)中的所述第一反应物的供给时间设为每一循环的(a)中的所述原料的供给时间的2倍以上。6.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，将每一循环的(b)中的所述第一反应物的供给时间设为每一循环的(a)中的所述原料的供给时间的4倍以上。7.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，将每一循环的(b)中的所述第一反应物的供给时间设为每一循环的(a)中的所述原料的供给时间的10倍以上。8.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其中，将每一循环的(b)中的所述第一反应物的供给时间设为比每一循环的(c)中的所述第二反应物的供给时间长。9.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其中，将每一循环的(b)中的所述第一反应物的供给时间设为每一循环的(c)中的所述第二反应物的供给时间的1.5倍以上。10.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其中，将每一循环的(b)中的所述第一反应物的供给时间设为每一循环的(c)中的所述第二反应物的供给时间的3倍以上。11.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其中，将每一循环的(b)中的所述第一反应物的供给时间设为每一循环的(c)中的所述第二反应物的供给时间的5倍以上。12.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，...

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