(57)【要約】【課題】成膜温度を下げても良好な成膜レートを維持しつつ、ＳｉＣＮ膜を成膜することが可能なＳｉＣＮ膜の成膜方法を提供すること。【解決手段】被処理体の被処理面上にＳｉＣＮ膜を成膜するＳｉＣＮ膜の成膜方法であって、被処理体が収容された処理室内にＳｉ原料を含むＳｉ原料ガスを供給する工程（ステップ１）と、Ｓｉ原料ガスを供給する工程（ステップ１）の後、処理室内に窒化剤を含むガスを供給する工程（ステップ３）とを備え、窒化剤として、１，２，３−トリアゾール系化合物を用いる。【選択図】図１
2018101810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体の被処理面上にＳｉＣＮ膜を成膜するＳｉＣＮ膜の成膜方法であって、
前記被処理体が収容された処理室内にＳｉ原料を含むＳｉ原料ガスを供給する工程と、
前記Ｓｉ原料ガスを供給する工程の後、前記処理室内に窒化剤を含むガスを供給する工程とを備え、
前記窒化剤として、下記一般式(１)で示される窒素と炭素との化合物を用いることを特徴とするＳｉＣＮ膜の成膜方法。
【化１】
2018101810.tif 000005
ただし、前記一般式(１)においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素原子又は置換基を有しても良い炭素原子数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。
【請求項２】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の置換基が、炭素原子数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基で置換されているモノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基であることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣＮ膜の成膜方法。
【請求項３】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の置換基が、炭素原子数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基であることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣＮ膜の成膜方法。
【請求項４】
一般式(１)で示される化合物が、
１Ｈ−１，２，３−トリアゾール
１−メチル−１，２，３−トリアゾール
１，４−ジメチル−１，２，３−トリアゾール
１，４，５−トリメチル−１，２，３−トリアゾール
１−エチル−１，２，３−トリアゾール
１，４−ジエチル−１，２，３−トリアゾール、又は
１，４，５−トリエチル−１，２，３−トリアゾール
であることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣＮ膜の成膜方法。
【請求項５】
前記処理室内に窒化剤を含むガスを供給する工程は、プラズマを用いないで実施することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＳｉＣＮ膜の成膜方法。
【請求項６】
前記ＳｉＣＮ膜の成膜温度を、２００℃以上５５０℃以下とすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＳｉＣＮ膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＳｉＣＮ膜の成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置の絶縁膜として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、およびシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）がよく知られている。ＳｉＮ膜は、ＳｉＯ２膜よりも比誘電率が高い、およびＳｉＯ２膜やシリコン（Ｓｉ）に対してエッチング選択比がとれる等の利点がある。このため、ＳｉＮ膜は、ＳｉＯ２膜よりも高い誘電率を必要とする部分に使用されたり、ＳｉＯ２膜やＳｉに対するエッチングストッパ層や、ＳｉＯ２膜やＳｉを加工する際のハードマスク層に使用されたりしている。
【０００３】
半導体集積回路装置の製造に使用される成膜装置には、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式成膜装置と、一度にウエハを複数枚処理するバッチ式成膜装置に大別される。バッチ式成膜装置には、より多くのウエハを一度に処理することが可能な縦型バッチ式成膜装置がある。縦型バッチ式成膜装置を用いてＳｉＮ膜を成膜する際の成膜温度は、およそ６３０℃〜７６０℃である。
【０００４】
ところで、半導体集積回路装置の微細化は、なお進展している。半導体集積回路装置の微細化のために、半導体集積回路装置の製造工程においては、プロセスの低温化が望まれている。
【０００５】
低温にてＳｉＮ膜を成膜するためには、窒化ガスに含まれる窒化剤、例えば、アンモニア（ＮＨ３）を、プラズマを用いてアンモニアラジカルなどの活性な窒化種とする。このように活性な窒化種を用いることで、低温下においても、ウエハ上のＳｉ膜の窒化を促進させることができる。しかし、プラズマ化させた窒化剤を用いてＳｉ膜を窒化すると、成膜されたＳｉＮ膜の薬液耐性が劣化する、という事情がある。特に、希フッ酸溶液（以下希ＨＦ溶液という）にエッチングされやすくなる。そこで、特許文献１においては、ＳｉＮ膜に炭素（Ｃ）を添加してシリコン炭窒化膜（以下ＳｉＣＮ膜という）とし、ＳｉＮ膜に比較して薬液耐性を向上させる、という手法をとっている。
【０００６】
特許文献１においては、プラズマを用いて生成した活性な窒化種を用いてＳｉＣ膜を窒化し、ＳｉＣＮ膜を成膜する。このため、成膜温度を６３０℃未満の温度帯に下げても、実使用に供しうる充分な成膜レートを得ることができる。しかし、ウエハの被処理面上に段差を伴った微細構造、例えば、トレンチが存在すると、トレンチ底部の側壁への成膜が難しくなる、という事情がある。これはトレンチの側壁に活性な窒化種、例えば、アンモニアラジカル等が触れると失活してしまい、トレンチの底部まで活性なアンモニアラジカルが、充分に届きにくくなることが一因である。
【０００７】
そこで、特許文献２においては、プラズマを用いずにＳｉＣ膜を窒化する。これにより、特許文献１に比較して、トレンチ底部への成膜が行いやすくなる、という利点を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２８７１９４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２においては、プラズマを用いずにＳｉＣ膜を窒化するので、成膜温度を低くする、例えば、成膜温度を６３０℃未満の温度帯に下げると、プラズマを用いた場合に比較して成膜レートが急激に低下する、という事情がある。
【００１０】
この発明は、成膜温度を下げても良好な成膜レートを維持しつつ、ＳｉＣＮ膜を成膜することが可能なＳｉＣＮ膜の成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の一態様に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法は、被処理体の被処理面上にＳｉＣＮ膜を成膜するＳｉＣＮ膜の成膜方法であって、前記被処理体が収容された処理室内にＳｉ原料を含むＳｉ原料ガスを供給する工程と、前記Ｓｉ原料ガスを供給する工程の後、前記処理室内に窒化剤を含むガスを供給する工程とを備え、前記窒化剤として、下記一般式(１)で示される窒素と炭素との化合物を用いる。
【化１】
2018101810.tif 000003
ただし、前記一般式(１)においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素原子又は置換基を有しても良い炭素原子数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、成膜温度を下げても良好な成膜レートを維持しつつ、ＳｉＣＮ膜を成膜することが可能なＳｉＣＮ膜の成膜方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法の一例を示す流れ図
【図２Ａ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を示す断面図
【図２Ｂ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を示す断面図
【図２Ｃ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を示す断面図
【図２Ｄ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を示す断面図
【図２Ｅ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を示す断面図
【図２Ｆ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を示す断面図
【図３】ＳｉＣＮ膜の原子組成を示す図
【図４】ＳｉＮ膜およびＳｉＣＮ膜のエッチングレートを示す図
【図５】ＳｉＮ膜およびＳｉＣＮ膜の成膜温度と成膜レートとの関係を示す図
【図６】１，２，３−トリアゾール系化合物の開裂箇所を示す図
【図７】第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法を実施することが可能な成膜装置の第１例を概略的に示す縦断面図
【図８】第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法を実施することが可能な成膜装置の第２例を概略的に示す水平断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図にわたり、共通の部分には共通の参照符号を付す。
【００１５】
（第１の実施形態）
＜成膜方法＞
図１はこの発明の第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法の一例を示す流れ図、図２Ａ〜図２Ｆは図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を示す断面図である。
【００１６】
まず、図２Ａに示すように、被処理体を用意する。本例では、被処理体としてシリコンウエハ（以下ウエハという）１を用いた。ウエハ１上にはＳｉＯ２膜２が形成されている。本例ではＳｉＯ２膜２の表面を被処理面とする。ＳｉＣＮ膜は、被処理面であるＳｉＯ２膜２上に成膜される。なお、ウエハ１の被処理面はＳｉＯ２膜２に限らず、ＳｉＣＮ膜を成膜することが可能な膜であればよい。もちろん、ウエハ１の表面自体を被処理面としてもよい。次いで、図２Ａに示すウエハ１を成膜装置の処理室に収容する。
【００１７】
次に、図１のステップ１及び図２Ｂに示すように、処理室内において、ＳｉＯ２膜２上にＳｉ原料ガスを供給し、ＳｉＯ２膜２上にＳｉ膜３−１を形成する。Ｓｉ原料ガスとしては、本例ではヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）を用いた。もちろん、Ｓｉ原料ガスはＨＣＤに限られるものではない。
【００１８】
ステップ１における処理条件の一例は以下のとおりである。  
ＨＣＤ  流  量：  １００ｓｃｃｍ  
成  膜  時  間：  ０．５ｍｉｎ（１サイクル当たり）  
成  膜  温  度：  ５５０℃  
成  膜  圧  力：  １３３．３２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）  
【００１９】
次に、図１のステップ２に示すように、成膜装置の処理室内を排気したのち、処理室内に不活性ガス、例えば、Ｎ２ガスを供給し、処理室内をパージする。
【００２０】
次に、図１のステップ３および図２Ｃに示すように、Ｓｉ膜３−１上に、炭素含有窒化剤を含むガスを供給し、Ｓｉ膜３−１を窒化するとともに炭素（Ｃ）を添加する。これによりＳｉ膜３−１はＳｉＣＮ膜４−１となる。炭素含有窒化剤としては、本例では、下記一般式(１)で示される炭素と窒素との化合物を用いる。
【００２１】
【化１】
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【００２２】
一般式(１)に示される化合物は１，２，３−トリアゾール系化合物であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素原子又は置換基を有しても良い炭素原子数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。
【００２３】
炭素原子数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、具体的には
メチル基
エチル基
ｎ−プロピル基
イソプロピル基
ｎ−ブチル基
イソブチル基
ｔ−ブチル基
ｎ−ペンチル基
イソペンチル基
ｔ−ペンチル基
ｎ−ヘキシル基
イソヘキシル基
ｔ−ヘキシル基
ｎ−ヘプチル基
イソヘプチル基
ｔ−ヘプチル基
ｎ−オクチル基
イソオクチル基
ｔ−オクチル基
である。好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基である。さらに好ましくはメチル基である。
【００２４】
前記置換基としては、炭素原子数１〜４のアルキル基で置換されている直鎖状又は分岐状のモノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基であってもよい。具体的には
モノメチルアミノ基
ジメチルアミノ基
モノエチルアミノ基
ジエチルアミノ基
モノプロピルアミノ基
モノイソプロピルアミノ基
エチルメチルアミノ基
である。好ましくはモノメチルアミノ基、ジメチルアミノ基である。さらに好ましくはジメチルアミノ基である。
【００２５】
さらに、前記置換基としては、炭素原子数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基であってもよい。具体的には
メトキシ基
エトキシ基
プロポキシ基
ブトキシ基
ペントキシ基
ヘキシルオキシ基
ヘプチルオキシ基
オクチルオキシ基
である。好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基である。さらに好ましくは、メトキシ基である。
【００２６】
なお、一般式(１)で示される具体的な化合物の例としては、
１Ｈ−１，２，３−トリアゾール
１−メチル−１，２，３−トリアゾール
１，４−ジメチル−１，２，３−トリアゾール
１，４，５−トリメチル−１，２，３−トリアゾール
１−エチル−１，２，３−トリアゾール
１，４−ジエチル−１，２，３−トリアゾール
１，４，５−トリエチル−１，２，３−トリアゾール
である。なお、これらの化合物は、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。
【００２７】
本例では、炭素含有窒化剤として、１Ｈ−１，２，３−トリアゾールを用いた。ステップ３における処理条件の一例は以下のとおりである。  
トリアゾール流量：  １００ｓｃｃｍ  
処  理  時  間  ：  ０．５ｍｉｎ（１サイクル当たり）  
処  理  温  度  ：  ５５０℃  
処  理  圧  力  ：  １３３．３２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）  
【００２８】
次に、図１のステップ４に示すように、成膜装置の処理室内を排気したのち、処理室内に不活性ガス、例えば、Ｎ２ガスを供給し、処理室内をパージする。
【００２９】
次に、図１のステップ５に示すように、処理回数が設定回数か否かを判断する。設定回数に達したならば（Ｙｅｓ）、ＳｉＣＮ膜の成膜を終了する。
【００３０】
設定回数に達していないならば（Ｎｏ）、ステップ１〜４を繰り返し、図２Ｄに示すように、第２層目Ｓｉ膜３−２をＳｉＣＮ膜４−１上に成膜し、図２Ｅに示すように、第２層目Ｓｉ膜３−２を窒化するとともに、Ｃを添加して第２層目ＳｉＣＮ膜４−２とする。
【００３１】
このように、ステップ１〜４を設定された回数繰り返すことで、図２Ｆに示すように、設計された膜厚ｔを持つＳｉＣＮ膜４が形成される。
【００３２】
＜ＳｉＣＮ膜の原子組成＞
図３はＳｉＣＮ膜の原子組成を示す図である。図３には、第１の実施形態に係る成膜方法にて成膜したＳｉＣＮ膜の原子組成の他、参考例として成膜温度６３０℃、Ｓｉ原料ガスにジクロロシラン（ＤＣＳ）、窒化剤にＮＨ３、炭化剤にエチレン（Ｃ２Ｈ４）を用い、熱ＡＬＤ法にて成膜したＳｉＣＮ膜の原子組成を示す。
【００３３】
図３に示すように、参考例に係るＳｉＣＮ膜の原子組成は、Ｎ＝４１．９ａｔ％、Ｓｉ＝４７．６ａｔ％、Ｃ＝１０．５ａｔ％である。参考例によれば、Ｃは添加されているが、Ｃの量は、ＳｉやＮよりも少ない。参考例によれば、ＳｉやＮがリッチなＳｉＣＮ膜となる。
【００３４】
これに対して、第１の実施形態に係る成膜方法にて成膜したＳｉＣＮ膜の原子組成は、Ｎ＝３０．５ａｔ％、Ｓｉ＝３０．６ａｔ％、Ｃ＝３８．４ａｔ％であり、ＳｉやＮよりもＣの量が多いＣリッチなＳｉＣＮ膜が成膜されている。なお、第１の実施形態に係る成膜方法にて成膜したＳｉＣＮ膜からは、０．５ａｔ％の微量の塩素（Ｃｌ）が検出されている。このＣｌは、Ｓｉ原料ガスであるＨＣＤに由来するものである。
【００３５】
このように第１の実施形態に係る成膜方法にて成膜したＳｉＣＮ膜によれば、参考例に比較して、ＳｉやＮよりもＣの量が多いＣリッチなＳｉＣＮ膜を成膜することが可能である。もちろん、Ｃの添加量は、１Ｈ−１，２，３−トリアゾールの流量を調節することで、調節できる。つまり、第１の実施形態に係る成膜方法によれば、参考例に比較して、Ｃの添加量をより広範囲に制御することが可能である、という利点を得ることができる。例えば、Ｃの添加量はＳｉＣＮ膜の薬液耐性を左右する。Ｃの添加量をより広範囲に制御可能である、ということは、参考例に比較して、さらに薬液耐性に富むＳｉＣＮ膜を成膜可能である、ということである。
【００３６】
＜ＳｉＣＮ膜の薬液耐性＞
図４はＳｉＮ膜およびＳｉＣＮ膜のエッチングレートを示す図である。図４には、エッチャントに０．５％ＤＨＦを用い、熱ＳｉＯ２膜のエッチングレートを１．０（１００％）の基準値としたときの、ＳｉＮ膜およびＳｉＣＮ膜のエッチングレートの割合が示されている。
【００３７】
まず、ＳｉＮ膜のエッチングレートから説明する。  
成膜温度５００℃、Ｓｉ原料ガスにＤＣＳ、窒化剤にＮＨ３を用いたプラズマＡＬＤ法にて成膜したＳｉＮ膜の０．５％ＤＨＦに対するエッチングレートは、基準値に比較して０．４７（４７％）であり、熱ＳｉＯ２膜のエッチングレートのおよそ半分である。しかし、成膜温度を４５０℃に下げると、０．５％ＤＨＦに対するエッチングレートは、基準値に比較して１．２１（１２１％）となり、熱ＳｉＯ２膜よりもエッチングレートが早くなってしまう。このように、プラズマＡＬＤ法にて成膜したＳｉＮ膜は、薬液耐性、特に０．５％ＤＨＦに対する耐性が良好である、とはいえない。
【００３８】
また、成膜温度６３０℃、Ｓｉ原料ガスにＤＣＳ、窒化剤にＮＨ３を用いた熱ＡＬＤ法にて成膜したＳｉＮ膜によれば、０．５％ＤＨＦに対するエッチングレートが基準値に比較して０．１９（１９％）となり、熱ＳｉＯ２膜のエッチングレートのおよそ１／５まで改善することができる。図４に示す熱ＡＬＤ法にて成膜したＳｉＮ膜の成膜温度は６３０℃であり、同じく図４に示すプラズマＡＬＤ法にて成膜したＳｉＮ膜の成膜温度４５０℃〜５００℃よりも高い。このため、同一の成膜温度では比較したものではなく、一般論とはなるが、ＳｉＮ膜の薬液耐性を高めるには成膜温度は高い方がよく、また、プラズマＡＬＤ法よりは熱ＡＬＤ法が有利である、と考えてもよい。確実なところは、図４には、４５０℃〜５００℃の低温プラズマＡＬＤ法にて成膜したＳｉＮ膜よりは、６３０℃の高温熱ＡＬＤ法にて成膜したＳｉＮ膜の方が、０．５％ＤＨＦに対する耐性が向上していることである。
【００３９】
さらに、成膜温度６３０℃、Ｓｉ原料ガスにＤＣＳ、窒化剤にＮＨ３を用いた熱ＡＬＤ法にて成膜し、かつ、Ｃを添加したＳｉＣＮ膜によれば、０．５％ＤＨＦに対するエッチングレートが基準値に比較して０．０３（３％）となる。つまり、熱ＡＬＤ法にて成膜したＳｉＣＮ膜は、熱ＡＬＤ法にて成膜したＳｉＮ膜よりも、さらに薬液耐性が高い。
【００４０】
そして、第１の実施形態に係る成膜方法にて成膜したＳｉＣＮ膜によれば、０．５％ＤＨＦに対するエッチングレートが０．０３（３％）をさらに下回る測定限界以下となり、０．５％ＤＨＦに対してほとんどエッチングされることがない、という結果が得られた。しかも、第１の実施形態に係る成膜方法にて成膜したＳｉＣＮ膜の成膜温度は、６３０℃よりも低い５５０℃である。
【００４１】
このように、第１の実施形態に係る成膜方法によれば、薬液耐性が、Ｓｉ原料ガスにＤＣＳ、窒化剤にＮＨ３を用いて熱ＡＬＤ法にて成膜したＳｉＣＮ膜よりも、さらに高いＳｉＣＮ膜を得ることができる。
【００４２】
＜ＳｉＣＮ膜の成膜レート＞
図５はＳｉＮ膜およびＳｉＣＮ膜の成膜温度と成膜レートとの関係を示す図である。  
図５に示すように、Ｓｉ原料ガスにＤＣＳ、窒化剤にＮＨ３を用いたプラズマＡＬＤ法は、成膜温度が低温であっても、成膜レートに０．０２ｎｍ／ｍｉｎ以上を確保することができ、低温成膜に有利である。
【００４３】
また、Ｓｉ原料ガスにＤＣＳを用い、窒化剤にＮＨ３を用いた熱ＡＬＤ法は、成膜温度が６００℃であれば、０．０６〜０．０７ｎｍ／ｍｉｎの実用的な成膜レートを確保することができる。しかし、成膜温度を５５０℃に下げると、約０．０１ｎｍ／ｍｉｎまで成膜レートが低下してしまう。Ｓｉ原料ガスにＤＣＳを用い、窒化剤にＮＨ３を用いた熱ＡＬＤ法は、成膜温度が５００℃を下回ると、ＳｉＮ膜はほとんど成膜できない。ただし、Ｓｉ原料ガスをＤＣＳに代えてＨＣＤを用いると、低温成膜時における成膜レートの低下については改善することができる。
【００４４】
そして、第１の実施形態に係る成膜方法にて成膜したＳｉＣＮ膜によれば、成膜温度が５５０℃のとき、０．０７〜０．０８ｎｍ／ｍｉｎの成膜レートを確保することができる。さらに、成膜温度を４５０℃に下げた場合でも０．０５〜０．０６ｎｍ／ｍｉｎの成膜レートを確保することができる。特に２００℃以上５５０℃以下の温度帯における成膜レートは、プラズマＡＬＤ法とほぼ同等の良好なレートを得ることができる。
【００４５】
このように、第１の実施形態に係る成膜方法によれば、低温成膜、例えば、２００℃以上５５０℃以下の温度帯において、プラズマを用いなくても、プラズマを用いた場合と同等の成膜レートを確保することができる。この理由の一つとして、以下のような理由を挙げることができる。
【００４６】
図６に示すように、１，２，３−トリアゾール系化合物は、五員環内に“Ｎ＝Ｎ−Ｎ”結合を含んでいる。この結合のうち“Ｎ＝Ｎ”の部分は、窒素（Ｎ２、Ｎ≡Ｎ）になろうとして分解する性質がある。このため、１，２，３−トリアゾール系化合物は、通常の開環開裂と異なり、多数の箇所で開裂・分解を起こす特性がある。つまり、“Ｎ≡Ｎ”を生じるために、化合物内に電子的不飽和状態が起きる。このように１，２，３−トリアゾール系化合物が開裂・分解することで得られた分解物は活性である。このため、成膜温度が低温、例えば、２００℃以上５５０℃以下の温度帯においても、Ｓｉ膜を窒化すること、さらにはＣを添加することが可能となる。
【００４７】
したがって、第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法によれば、成膜温度を下げても良好な成膜レートを維持しつつ、ＳｉＣＮ膜を成膜することが可能となる、という利点を得ることができる。
【００４８】
さらに、第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法から得られる他の利点として、Ｓｉ膜、あるいはＳｉＮ膜を炭化する工程が不要となること、を挙げることができる。これは、１，２，３−トリアゾール系化合物がＮ原子とＣ原子とを含有しており、窒化とＣの添加を、１種類の化合物によって同じ工程で同時にできるためである。これは、スループットの向上に有利な利点である。
【００４９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法を実施することが可能な成膜装置の例に関する。
【００５０】
＜成膜装置：第１例＞
図７は第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法を実施することが可能な成膜装置の第１例を概略的に示す縦断面図である。
【００５１】
図７に示すように、成膜装置１００は、下端が開口された有天井の円筒体状の処理室１０１を有している。処理室１０１の全体は、例えば、石英により形成されている。処理室１０１内の天井には、石英製の天井板１０２が設けられている。処理室１０１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１０３がＯリング等のシール部材１０４を介して連結されている。
【００５２】
マニホールド１０３は処理室１０１の下端を支持している。マニホールド１０３の下方からは、被処理体として複数枚、例えば、５０〜１００枚の半導体基板、本例では、ウエハ１を多段に載置可能な石英製のウエハボート１０５が処理室１０１内に挿入可能となっている。これにより、処理室１０１内にウエハ１が収容される。ウエハボート１０５は複数本の支柱１０６を有し、支柱１０６に形成された溝により複数枚のウエハ１が支持されるようになっている。
【００５３】
ウエハボート１０５は、石英製の保温筒１０７を介してテーブル１０８上に載置されている。テーブル１０８は、マニホールド１０３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１０９を貫通する回転軸１１０上に支持される。回転軸１１０の貫通部には、例えば、磁性流体シール１１１が設けられ、回転軸１１０を気密にシールしつつ回転可能に支持している。蓋部１０９の周辺部とマニホールド１０３の下端部との間には、例えば、Ｏリングよりなるシール部材１１２が介設されている。これにより処理室１０１内のシール性が保持されている。回転軸１１０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１１３の先端に取り付けられている。これにより、ウエハボート１０５および蓋部１０９等は、一体的に昇降されて処理室１０１内に対して挿脱される。
【００５４】
成膜装置１００は、処理室１０１内に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構１１４、及び処理室１０１内に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構１１５を有している。本例の処理ガス供給機構１１４は、Ｓｉ原料ガス供給源１１７ａ、および１，２，３−トリアゾール系化合物ガス供給源１１７ｂを含んでいる。不活性ガス供給機構１１５は、不活性ガス供給源１２０を含んでいる。
【００５５】
Ｓｉ原料ガスの一例はＨＣＤ、１，２，３−トリアゾール系化合物ガスの一例は１Ｈ−１，２，３−トリアゾールである。不活性ガスの一例はＮ２ガスである。
【００５６】
Ｓｉ原料ガス供給源１１７ａは、流量制御器１２１ａ及び開閉弁１２２ａを介して、分散ノズル１２３ａに接続されている。同様に、１，２，３−トリアゾール系化合物ガス供給源１１７ｂは、流量制御器１２１ｂ及び開閉弁１２２ｂを介して、分散ノズル１２３ｂに接続されている。
【００５７】
分散ノズル１２３ａ、１２３ｂは石英管よりなり、マニホールド１０３の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて垂直に延びる。分散ノズル１２３ａ、１２３ｂの垂直部分には、複数のガス吐出孔１２４が所定の間隔を隔てて形成されている。これにより、各ガスは、ガス吐出孔１２４から水平方向に処理室１０１内に向けて略均一に吐出される。
【００５８】
不活性ガス供給源１２０は、流量制御器１２１ｃ及び開閉弁１２２ｃを介して、ノズル１２８に接続されている。ノズル１２８は、マニホールド１０３の側壁を貫通し、その先端から不活性ガスを、水平方向に処理室１０１内に向けて吐出させる。
【００５９】
処理室１０１内の、分散ノズル１２３ａ、１２３ｂと反対側の部分には、処理室１０１内を排気するための排気口１２９が設けられている。排気口１２９は処理室１０１の側壁を上下方向へ削りとることによって細長く形成されている。処理室１０１の排気口１２９に対応する部分には、排気口１２９を覆うように断面がコの字状に成形された排気口カバー部材１３０が溶接により取り付けられている。排気口カバー部材１３０は、処理室１０１の側壁に沿って上方に延びており、処理室１０１の上方にガス出口１３１を規定している。ガス出口１３１には、真空ポンプ等を含む排気機構１３２が接続される。排気機構１３２は、処理室１０１内を排気することで処理に使用した処理ガスの排気、及び処理室１０１内の圧力を処理に応じた処理圧力とする。
【００６０】
処理室１０１の外周には筒体状の加熱装置１３３が設けられている。加熱装置１３３は、処理室１０１内に供給されたガスを活性化するとともに、処理室１０１内に収容された被処理体、本例ではウエハ１を加熱する。
【００６１】
成膜装置１００の各部の制御は、例えばマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるコントローラ１５０により行われる。コントローラ１５０には、オペレータが成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うタッチパネルや、成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１５１が接続されている。
【００６２】
コントローラ１５０には記憶部１５２が接続されている。記憶部１５２は、成膜装置１００で実行される各種処理をコントローラ１５０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて成膜装置１００の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納される。レシピは、例えば、記憶部１５２の中の記憶媒体に記憶される。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。レシピは、必要に応じて、ユーザーインターフェース１５１からの指示等にて記憶部１５２から読み出され、読み出されたレシピに従った処理をコントローラ１５０が実行することで、成膜装置１００は、コントローラ１５０の制御のもと、所望の処理が実施される。本例では、コントローラ１５０の制御のもと、上記第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法にしたがった処理が順次実施される。
【００６３】
上記第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法は、図７に示すような成膜装置１００を用いることによって実施することができる。
【００６４】
＜成膜装置：第２例＞
図８は第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法を実施することが可能な成膜装置の第２例を概略的に示す水平断面図である。
【００６５】
成膜装置としては図７に示したような縦型バッチ式に限られるものではない。例えば、図８に示すような水平型バッチ式であってもよい。図８には水平型バッチ式の成膜装置２００の処理室の水平断面が概略的に示されている。なお、図８においては、処理ガス供給機構、不活性ガス供給機構、排気装置、加熱装置、およびコントローラ等の図示は省略している。
【００６６】
図８に示すように、成膜装置２００は、ターンテーブル２０１上に、例えば、５枚のウエハ１を載置し、５枚のウエハ１に対して成膜処理を行う。ターンテーブル２０１は、ウエハ１を載置した状態で、例えば、時計回りに回転される。成膜装置２００の処理室２０２は４つの処理ステージに別れており、ターンテーブル２０１が回転することによって、ウエハ１は、４つの処理ステージを順番に廻る。
【００６７】
最初の処理ステージＰＳ１は、図１に示したステップ１を行うステージである。即ち、処理ステージＰＳ１においては、ウエハ１の被処理面上へのＳｉ原料ガスの供給が行われる。処理ステージＰＳ１の上方には、Ｓｉ原料ガスを供給するガス供給管２０３が配置されている。ガス供給管２０３は、ターンテーブル２０１に載置されて廻ってきたウエハ１の被処理面上に向かって、Ｓｉ原料ガスを供給する。処理ステージＰＳ１の下流側には排気口２０４が設けられている。
【００６８】
また、処理ステージＰＳ１は、ウエハ１を処理室２０２内に搬入、搬出する搬入搬出ステージでもある。ウエハ１は、処理室２０２内にウエハ搬入搬出口２０５を介して搬入搬出される。搬入搬出口２０５はゲートバルブ２０６によって開閉される。処理ステージＰＳ１の次のステージは、処理ステージＰＳ２である。
【００６９】
処理ステージＰＳ２は、図１に示したステップ２を行うステージである。処理ステージＰＳ２は狭隘な空間となっており、ウエハ１は、狭隘な空間の中をターンテーブル２０１に載置された状態でくぐり抜ける。狭隘な空間の内部には、ガス供給管２０７から不活性ガスが供給される。処理ステージＰＳ２の次は、処理ステージＰＳ３である。
【００７０】
処理ステージＰＳ３は、図１に示したステップ３を行うステージである。処理ステージＰＳ３の上方には、ガス供給管２０８が配置されている。ガス供給管２０８は、ターンテーブル２０１に載置されて廻ってきたウエハ１の被処理面上に向かって、１，２，３−トリゾール系化合物ガスを供給する。本処理ステージＰＳ３の下流側には排気口２０９が設けられている。処理ステージＰＳ３の次は、処理ステージＰＳ４である。
【００７１】
処理ステージＰＳ４は、図１に示したステップ４を行うステージである。処理ステージＰＳ４は、処理ステージＰＳ２と同様に、狭隘な空間となっており、ウエハ１は、狭隘な空間の中をターンテーブル２０１に載置された状態でくぐり抜ける。狭隘な空間の内部には、ガス供給管２１０から、不活性ガスが供給される。処理ステージＰＳ４の次は、最初のステージである処理ステージＰＳ１に戻る。
【００７２】
このように成膜装置２００においては、ウエハ１が一周廻ると、図１に示したステップ１〜ステップ４が完了する。ウエハ１はターンテーブル２０１に載置された状態で、設定回数まで回転させることで、ウエハ１の被処理面上にはＳｉＣＮ膜が成膜される。
【００７３】
この発明の第１の実施形態に係るＳｉＣＮ膜の成膜方法は、図８に示すような成膜装置２００を用いることによっても、実施することができる。
【００７４】
以上、この発明をいくつかの実施形態によって説明したが、この発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々に変形して実施することが可能である。
【００７５】
例えば、上記実施形態においては、処理条件を具体的に例示したが、処理条件は、上記具体的な例示に限られるものではない。例えば、ガスの流量等は、処理室の容積に応じて適宜調整される。
その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１…ウエハ、２…ＳｉＯ２膜、３−１、３−２…Ｓｉ膜、４、４−１、４−２…ＳｉＣＮ膜。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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