(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体の被処理面上に、シリコン窒化物膜を成膜するシリコン窒化物膜の成膜方法であって、
(１)  前記被処理体を、成膜装置の処理室内に搬入する工程と、
(２)  前記処理室に、シリコン原料ガスと窒化ガスとを同時に供給する工程と、
(３)  前記処理室内を、前記シリコン原料ガスと前記窒化ガスとの混合雰囲気で保持する工程と、
(４)  前記処理室内を排気する工程と、
(５)  前記(３)工程の後、前記処理室内において、前記被処理面上に得られたシリコン窒化物膜を、さらに窒化する工程と、
を具備し、
前記(２)工程から前記(５)工程までを、設定された回数まで繰り返し行い、
前記窒化ガスが、窒化剤として含窒素複素環化合物ガスを含有し、
前記(２)工程において、前記被処理体が収容された成膜装置の処理室内に、窒化剤として、前記含窒素複素環化合物ガスとは異なる窒素化合物ガスを含有した他の窒化ガスを、さらに供給し、
前記(５)工程において、前記被処理体が収容された成膜装置の処理室内に、前記他の窒化ガスを供給することを特徴とするシリコン窒化物膜の成膜方法。
【請求項２】
前記(５)工程において、前記他の窒化ガスに含まれた前記窒素化合物ガスは、プラズマによって活性化されることを特徴とする請求項１に記載のシリコン窒化物膜の成膜方法。
【請求項３】
前記他の窒化ガスは、前記窒素化合物ガスに代えて窒素ガスを含有することを特徴とする請求項２に記載のシリコン窒化物膜の成膜方法。
【請求項４】
前記(２)工程および前記(３)工程は、前記処理室の排気口と排気装置との間に接続されたバルブの開度を絞った状態、又は前記バルブを閉じた状態で行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシリコン窒化物膜の成膜方法。
【請求項５】
前記(２)工程および前記(３)工程は、１８０℃以上６００℃未満の範囲にある温度帯で行われ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シリコン窒化物膜の成膜方法。
【請求項６】
前記含窒素複素環化合物ガスは、
トリアゾール系化合物
オキサトリアゾール系化合物
テトラゾール系化合物
トリアジン系化合物
テトラジン系化合物
ベンゾトリアゾール系化合物
ベンゾトリアジン系化合物
ベンゾテトラジン系化合物
の少なくとも一つを含むガスからから選択され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シリコン窒化物膜の成膜方法。
【請求項７】
前記含窒素複素環化合物ガスとは異なる前記窒素化合物ガスは、
ＮＨ３
Ｎ２Ｏ
ＮＯ
ＮＯ２
の少なくとも一つを含むガスからから選択されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のシリコン窒化物膜の成膜方法。
【請求項８】
被処理体の被処理面上に、シリコン窒化物膜を成膜する成膜装置であって、
前記被処理体を収容する処理室と、
前記処理室内に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記処理室内に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、
前記処理室内を排気口および排気弁を介して排気する排気機構と、
前記処理ガス供給機構、前記加熱装置、および前記排気機構を制御するコントローラと、を具備し、
前記コントローラが、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシリコン窒化物膜の成膜方法が実施されるように前記処理ガス供給機構、前記加熱装置、および前記排気機構を制御することを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シリコン窒化物膜の成膜方法および成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程の一つに、低温シリコン窒化物（ＳｉＮ）成膜のニーズがある。ここでの低温とは成膜処理室内の温度が３００〜４００℃程度の領域を指す。低温ＳｉＮ成膜の手法としては、低温領域において吸着性および熱分解性がよいシリコン（Ｓｉ）原料ガスと、低温窒化が可能な窒化剤との組み合わせが用いられる。
【０００３】
低温領域において吸着性および熱分解性がよく、かつ、ＳｉＮ材料としても反応性が良好なＳｉ膜が得られるＳｉ原料ガスとしては、クロロシラン系ガスが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、低温窒化が可能な窒化剤としてはアンモニア（ＮＨ３）ガスが知られている（同じく特許文献１参照）。窒化剤としてＮＨ３ガスを用いる場合、ＮＨ３を、熱もしくはプラズマによって活性化させる。ＮＨ３が活性化されることで、ＮＨ３にはＳｉ膜の窒化に必要な窒化力が得られる。
【０００５】
さらに、特許文献１には、処理室内に、クロロシラン系のＳｉ原料ガスであるジクロロシラン（ＤＣＳ）と窒化剤であるＮＨ３とを同時に供給することにより、ＳｉＮ膜の成膜レートを向上できることが記載されている（段落００３１の記載等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４９８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、処理室内に、ＤＣＳとＮＨ３とを同時に供給することで、ＳｉＮ膜の成膜レートを向上させることができる。しかしながら、ＳｉＮ膜の、更なる成膜レートの向上が求められている。
【０００８】
また、窒化剤としてＮＨ３ガスを用いた場合、熱的な活性化のみでは十分な窒化力を得ることが難しい。このため、より高い窒化力を得るためにプラズマを用いて、ＮＨ３をラジカル化させることが併用される。しかし、高い高周波パワーの印加が必要となり、被処理体の構造へダメージを与えてしまう可能性がある、という懸念がある。
【０００９】
この発明は、更なる成膜レートの向上が可能であり、また、窒化剤を熱的に活性化しただけであっても十分な窒化力を得ることが可能なシリコン窒化物膜の成膜方法およびその成膜方法を実施することが可能な成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の態様に係るシリコン窒化膜の成膜方法は、被処理体の被処理面上に、シリコン窒化物膜を成膜するシリコン窒化物膜の成膜方法であって、(１)前記被処理体を、成膜装置の処理室内に搬入する工程と、(２)前記処理室に、シリコン原料ガスと窒化ガスとを同時に供給する工程と、(３)前記処理室内を、前記シリコン原料ガスと前記窒化ガスとの混合雰囲気で保持する工程と、(４)前記処理室内を排気する工程と、(５)前記(３)工程の後、前記処理室内において、前記被処理面上に得られたシリコン窒化物膜を、さらに窒化する工程と、を具備し、前記(２)工程から前記(５)工程までを、設定された回数まで繰り返し行い、前記窒化ガスが、窒化剤として含窒素複素環化合物ガスを含有し、前記(２)工程において、前記被処理体が収容された成膜装置の処理室内に、窒化剤として、前記含窒素複素環化合物ガスとは異なる窒素化合物ガスを含有した他の窒化ガスを、さらに供給し、前記(５)工程において、前記被処理体が収容された成膜装置の処理室内に、前記他の窒化ガスを供給する。
【００１１】
この発明の第２の態様に係る成膜装置は、被処理体の被処理面上に、シリコン窒化物膜を成膜する成膜装置であって、前記被処理体を収容する処理室と、前記処理室内に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構と、前記処理室内に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、前記処理室内を排気口および排気弁を介して排気する排気機構と、前記処理ガス供給機構、前記加熱装置、および前記排気機構を制御するコントローラと、を具備し、前記コントローラが、上記第１の態様に係るシリコン窒化物膜の成膜方法が実施されるように前記処理ガス供給機構、前記加熱装置、および前記排気機構を制御する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、更なる成膜レートの向上が可能であり、また、窒化剤を熱的に活性化しただけであっても十分な窒化力を得ることが可能なシリコン窒化物膜の成膜方法およびその成膜方法を実施することが可能な成膜装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法のシーケンスの一例を示す流れ図
【図２】図１に示すシーケンスのタイムチャート
【図３Ａ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図３Ｂ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図３Ｃ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図３Ｄ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図３Ｅ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図３Ｆ】図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図４】この発明の第２の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法のシーケンスの一例を示す流れ図
【図５】図４に示すシーケンスのタイムチャート
【図６Ａ】図４に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図６Ｂ】図４に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図７】この発明の第３の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法のシーケンスの一例を示す流れ図
【図８】図７に示すシーケンスのタイムチャート
【図９】図７に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図
【図１０】シリコン窒化物膜の１サイクルあたりの成膜レートを示す図
【図１１】第２の実施形態に従って成膜したシリコン窒化物膜の膜組成を示す図
【図１２】０．５％希フッ酸に対するエッチングレートを示す図
【図１３Ａ】トリアゾール系化合物を示す図
【図１３Ｂ】オキサトリアゾール系化合物を示す図
【図１３Ｃ】テトラゾール系化合物を示す図
【図１３Ｄ】トリアジン系化合物を示す図
【図１３Ｅ】テトラジン系化合物（１，２，３，４−テトラジン系化合物）を示す図
【図１３Ｆ】テトラジン系化合物（１，２，３，５−テトラジン系化合物）を示す図
【図１３Ｇ】ベンゾトリアゾール系化合物を示す図
【図１３Ｈ】ベンゾトリアジン系化合物を示す図
【図１３Ｉ】ベンゾテトラジン系化合物を示す図
【図１４】この発明の実施形態に係るシリコン窒化物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１５】図１４に示す成膜装置の水平断面図
【図１６】この発明の実施形態に係るシリコン窒化物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）
＜シリコン窒化物膜の成膜方法＞
図１はこの発明の第１の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法のシーケンスの一例を示す流れ図、図２は図１に示すシーケンスのタイムチャート、図３Ａ〜図３Ｆは図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図である。
【００１６】
まず、図１中のステップ１および図３Ａに示すように、被処理体を成膜装置の処理室１０１内に搬入する。被処理体は、本例においては、例えば、表面にシリコン酸化物膜２が形成されたシリコンウエハ（以下ウエハという）１である。シリコン酸化物膜２の一例はＳｉＯ２膜である。処理室１０１内にウエハ１を搬入した後、処理室１０１内を排気し（図２中のｔ０〜ｔ１）、引き続き処理室１０１内を不活性ガスにてパージする（図２中のｔ１〜ｔ２）。不活性ガスの一例は、窒素（Ｎ２）ガスである。
【００１７】
次に、図１中のステップ２および図３Ｂに示すように、処理室１０１に、シリコン原料ガスと窒化ガスとを同時に供給する（図２中のｔ２〜ｔ３）。シリコン原料ガスおよび窒化ガスの供給は、処理室１０１の排気口１２９と排気装置とを接続する排気管中に設けられたバルブＶの開度を絞った状態、又はバルブＶを閉じた状態で行う。なお、図２および図３Ｂには、バルブＶを閉じた状態が示されている。バルブＶの例としては排気用メインバルブや、開度調節が可能な圧力調整バルブなどを挙げることができる。また、シリコン原料ガスの一例はジクロロシラン（ＤＣＳ）である。窒化ガスに含まれる窒化剤としては、本実施形態では含窒素複素環化合物ガスを用いる。含窒素複素環化合物ガスの一例は１Ｈ−１，２，３−トリアゾールである。
【００１８】
ステップ２の処理条件の一例は、
ＤＣＳ流  量    ：  １ｓｌｍ
トリアゾール流量：  ３００ｓｃｃｍ
処  理  時  間  ：  １１ｓｅｃ
処  理  温  度  ：  ３８０℃
処  理  圧  力  ：  １３３．３Ｐａから５３３．２Ｐａに向けて上昇
（１Ｔｏｒｒから４Ｔｏｒｒに向けて上昇）
（本明細書においては１Ｔｏｒｒを１３３．３Ｐａと定義する）
である。ステップ２においては、本例では不活性ガスを所定の流量で供給し続けるが、不活性ガスの供給を停止することも可能である。また、処理温度の一例として３８０℃を挙げているが、本例では窒化ガスとして含窒素複素環化合物ガスを用いるので、例えば、ＮＨ３等の窒化ガスに比較して、より低温でシリコン窒化物膜を成膜することが可能となる。その成膜可能温度帯は３８０℃の前後、１８０℃以上６００℃未満、より好ましくは２００℃以上５５０℃以下である。よって、処理温度は、１８０℃以上６００℃未満の範囲の温度帯から選択されること、より好ましくは２００℃以上５５０℃以下の範囲の温度帯から選択されることがよい。
【００１９】
次に、図１中のステップ３および図３Ｃに示すように、バルブＶの開度を絞った状態、又はバルブＶを閉じた状態のまま、シリコン原料ガスおよび窒化ガスの供給を止め、処理室１０１内を、シリコン原料ガスと窒化ガスとの混合雰囲気で保持する（図２中のｔ３〜ｔ４）。これにより、ウエハ１の被処理面、本例ではシリコン酸化物膜２の表面上には、第１層シリコン窒化物層３−１が形成される。
【００２０】
ステップ３の処理条件の一例は、
処  理  時  間  ：  ７４ｓｅｃ
処  理  温  度  ：  ３８０℃
処  理  圧  力  ：  ５３３．２Ｐａから上昇
（４Ｔｏｒｒから上昇）
である。ステップ３においては、本例では不活性ガスを所定の流量で供給し続けるが、不活性ガスの供給を停止することも可能である。不活性ガスの供給を停止した場合、処理圧力は約５３３．２Ｐａで均衡する。
【００２１】
次に、図１中のステップ４および図３Ｄに示すように、シリコン原料ガス、窒化ガス、および不活性ガスの供給を全て停止して、バルブＶを開ける。そして、排気装置により、処理室１０１内を排気する（図２中のｔ４〜ｔ１）。ここまでのステップ、即ち図２中に示す時刻ｔ１からｔ１までを１サイクルとする。
【００２２】
次に、図１中のステップ５において、サイクル数が設定された回数か否かを判断する。設定された回数ではない（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ２に戻り、ステップ２からステップ４までを繰り返す。これにより、ウエハ１の被処理面上には、例えば、図３Ｅに示すように、第２層シリコン窒化物層３−２が形成される。反対に、設定された回数である（Ｙｅｓ）と判断された場合には、この発明の第１の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法を終了する。このような成膜方法をウエハ１の被処理面に対し実施することで、図３Ｆに示すように、ウエハ１の被処理面上には、設計された膜厚Ｔを持つシリコン窒化物膜３が成膜される。
【００２３】
このような第１の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法によれば、まず、窒化ガスに含まれる窒化剤として含窒素複素環化合物ガスを用いる。このため、窒化ガスとしてＮＨ３ガスのみを用いる場合に比較して、成膜可能温度帯を下げることが可能となる。例えば、成膜可能温度帯は１８０℃以上６００℃未満の範囲、より好ましくは２００℃以上５５０℃以下の範囲まで下げることができる。
【００２４】
また、窒化剤として含窒素複素環化合物ガスを用いることで、プラズマを用いずに、熱的な活性化のみを用いてシリコン窒化物膜を成膜したとしても、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可能となる。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。
【００２５】
含窒素複素環化合物ガス、例えば、１Ｈ−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、１Ｈ−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１Ｈ−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膜を窒化することが可能となる。
【００２６】
しかも、第１の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法では、ステップ２において説明したように、処理室１０１内に、シリコン原料ガスと窒化ガスとを同時に供給する。このため、処理室１０１内に、シリコン原料ガスと窒化ガスとを交互に供給する場合に比較して、シリコン窒化物膜の成膜レートの更なる向上が可能となる、という利点をも得ることができる。
【００２７】
よって、第１の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法によれば、更なる成膜レートの向上が可能であり、また、窒化剤を熱的に活性化しただけであっても十分な窒化力を得ることが可能なシリコン窒化物膜の成膜方法を得ることができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
＜シリコン窒化物膜の成膜方法＞
図４はこの発明の第２の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法のシーケンスの一例を示す流れ図、図５は図４に示すシーケンスのタイムチャート、図６Ａおよび図６Ｂは図４に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図である。
【００２９】
第２の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法が、第１の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法と異なるところは、窒化剤として含窒素複素環化合物ガスを含有する窒化ガスに加えて、窒化剤として含窒素複素環化合物ガスとは異なる窒素化合物ガスを含有する他の窒化ガスを用いることである。
【００３０】
即ち、図４中のステップ２ａおよび図６Ａに示すように、処理室１０１に、シリコン原料ガスと窒化ガスと他の窒化ガスとを同時に供給する（図５中のｔ２〜ｔ３）。本例においても、ステップ２ａは、バルブＶの開度を絞った状態、又はバルブＶを閉じた状態で行われる。図６Ａには、バルブＶを閉じた状態が示されている。また、シリコン原料ガスの一例はＤＣＳ、窒化ガスに含まれる窒化剤の一例は１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、他の窒化ガスに含まれる窒化剤の一例はＮＨ３ガスである。
【００３１】
ステップ２ａの処理条件の一例は、
ＤＣＳ流  量    ：  １ｓｌｍ
トリアゾール流量：  ３００ｓｃｃｍ
ＮＨ３流  量    ：  １ｓｌｍ
処  理  時  間  ：  １１ｓｅｃ
処  理  温  度  ：  ３８０℃
処  理  圧  力  ：  １３３．３Ｐａから５３３．２Ｐａに向けて上昇
（１Ｔｏｒｒから４Ｔｏｒｒに向けて上昇）
である。ステップ２ａにおいては、本例では不活性ガスを所定の流量で供給し続けても、停止してもよい。また、処理温度は３８０℃に限らず、第１の実施形態と同様に２００℃以上５５０℃以下の範囲の温度帯から選択される。
【００３２】
次に、図４中のステップ３ａおよび図６Ｂに示すように、バルブＶの開度を絞った状態、又はバルブＶを閉じた状態のまま、シリコン原料ガス、窒化ガス、および他の窒化ガスの供給を止め、処理室１０１内を、シリコン原料ガスと窒化ガスと他の窒化ガスとの混合雰囲気で保持する（図５中のｔ３〜ｔ４）。これにより、ウエハ１の被処理面、本例ではシリコン酸化物膜２の表面上には、第１の実施形態と同様に、第１層シリコン窒化物層３−１が形成される。
【００３３】
ステップ３ａの処理条件は、第１の実施形態のステップ３と同様の条件でよい。ステップ３ａの後、図１に示したステップ４へと進み、第１の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法に従う。
【００３４】
このような第２の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。さらに、窒化剤として含窒素複素環化合物ガスを含有する窒化ガスと、窒化剤として含窒素複素環化合物ガスとは異なる窒素化合物ガスを含有する他の窒化ガスとを、シリコン原料ガスと同時に処理室１０１内に供給する。このため、シリコン窒化物膜の成膜レートの更なる向上を図ることができる、という利点をさらに得ることができる。なお、詳しい成膜レートについては後述する。
【００３５】
また、第２の実施形態において、他の窒化ガスに含まれる窒化剤としては、上記ＮＨ３の他、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２なども用いることができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
＜シリコン窒化物膜の成膜方法＞
図７はこの発明の第３の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法のシーケンスの一例を示す流れ図、図８は図７に示すシーケンスのタイムチャート、図９は図７に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図である。
【００３７】
第３の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法が、第１、第２の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法と異なるところは、処理室１０１内をシリコン原料ガスと窒化ガスや他の窒化ガスとの混合雰囲気で保持した後（ステップ３、又はステップ３ａ）、処理室１０１内を不活性ガスでパージする（図８中に示すｔ４〜ｔ５の期間）。この後、図７中のステップ６および図９に示すように、処理室１０１内において、被処理面上に得られたシリコン窒化物膜（例えば第１層シリコン窒化物層３−１）を、さらに窒化することである。
【００３８】
本例では、ステップ６における窒化を、プラズマアシストを用いて行うようにしている。そして、窒化に使用される窒化ガスとしては、他の窒化ガスを利用するにようにしている。本例では、他の窒化ガスは、窒化剤としてＮＨ３ガスを含有している。ステップ６においては、プラズマアシストを“ＯＮ”、例えば、高周波電力を電極間に印加する。高周波電力が印加された電極間をＮＨ３ガスが通過することによってプラズマが発生する。
【００３９】
このようにＮＨ３ガスをプラズマによって活性化させることで、他の窒化ガスは、窒素ラジカル（Ｎ＊）やアンモニアラジカル（ＮＨ＊）などの活性種を含むガスとなって、処理室１０１内に供給される。ウエハ１の被処理面上に形成されたシリコン窒化物膜、例えば、図９に示す第１層シリコン窒化物層３−１は、活性な窒素ラジカル（Ｎ＊）やアンモニアラジカル（ＮＨ＊）によって、さらに窒化される。なお、ステップ６は、バルブＶは、例えば開けた状態で実施される。
【００４０】
次に、図７中のステップ４に示すように処理室内を排気し、ステップ５に進む。この後、図１に示したシーケンス、又は図４に示したシーケンスに従って、シリコン窒化物膜の成膜を行う。
【００４１】
このような第３の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法によれば、第１、第２の実施形態と同様な利点を得ることができる。さらに、処理室１０１内をシリコン原料ガスと窒化ガスや他の窒化ガスとの混合雰囲気で保持した後（ステップ３、又はステップ３ａ）、ステップ６に示したようにシリコン窒化物膜をさらに窒化する。このため、第１、第２の実施形態に比較して、シリコン窒化物膜の成膜レートを、さらに向上させることができる、という利点を得ることができる。
【００４２】
また、ステップ６に示す窒化用のガスとしては、他の窒化ガスを用いることが可能であり、窒化剤としてはＮＨ３、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２などを用いることができる。さらに、窒化にプラズマアシストを用いる場合には、窒化剤としてＮ２ガスを用いることも可能である。
【００４３】
＜シリコン窒化物膜の成膜レート＞
図１０は、シリコン窒化物膜の１サイクルあたりの成膜レートを示す図である。図１０には、下記３つの場合のシリコン窒化物膜の成膜レートが示されている。
【００４４】
(Ａ)  比較例
シリコン原料ガス（ＤＣＳ）と窒化ガス（１Ｈ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール系化合物）とを処理室に交互に供給
(Ｂ)  第２の実施形態
シリコン原料ガス（ＤＣＳ）と窒化ガス（１Ｈ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール系化合物）と他の窒化ガス（ＮＨ３）とを処理室に同時に供給
(Ｃ)  第３の実施形態
シリコン原料ガス（ＤＣＳ）と窒化ガス（１Ｈ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール系化合物）と他の窒化ガス（ＮＨ３）とを処理室に同時に供給し、さらに窒化
【００４５】
比較例の場合、１サイクルあたりの成膜レートは０．００５ｎｍ／ｃｙｃｌｅであったが、第２の実施形態の場合、１サイクルあたりの成膜レートは０．０３８ｎｍ／ｃｙｃｌｅとなり、比較例に比較して成膜レートが約８倍向上した。
【００４６】
また、第３の実施形態の場合、１サイクルあたりの成膜レートは０．１４９ｎｍ／ｃｙｃｌｅとなり、比較例に比較して成膜レートが約３０倍向上した。また、第２の実施形態に比較しても、成膜レートは約４倍向上した。
【００４７】
なお、第１の実施形態の場合の成膜レートは示していないが、比較例と異なるところは、シリコン原料ガス（ＤＣＳ）と窒化ガス（１Ｈ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール系化合物）とを処理室に交互に供給するか、同時に供給するかである。
【００４８】
第１の実施形態においては、シリコン原料ガス（ＤＣＳ）と窒化ガス（１Ｈ−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール系化合物）とを処理室に同時に供給するため、比較例よりは成膜レートが向上する。したがって、第１の実施形態の場合の成膜レートは、比較例と第２の実施形態との間、即ち、０．００５ｎｍ／ｃｙｃｌｅを超え、０．０３８ｎｍ／ｃｙｃｌｅ未満の範囲にある、と推測することができる。
【００４９】
＜ウェットエッチング耐性＞
次に、各種膜のウェットエッチング耐性について説明する。
【００５０】
第１〜第３の実施形態に従って成膜したシリコン窒化物膜３は、厳密に述べると、シリコン原子（Ｓｉ）および窒素原子（Ｎ）の他に、酸素原子（Ｏ）と炭素原子（Ｃ）とをさらに含有したＳｉＯＣＮ膜となる。ＳｉＯＣＮ膜中の“Ｏ”は、例えば、被処理面に吸着したＯ原子や、被処理面のシリコン酸化物膜に含まれたＯ原子に由来し、“Ｃ”は含窒素複素環化合物ガスに含まれたアルキル基のＣ原子に由来する。図１１に、第２の実施形態に従って成膜したシリコン窒化物膜３の膜組成を示す。
【００５１】
図１１に示すように、第２の実施形態に従って成膜されたシリコン窒化物膜３の膜組成は、Ｓｉ：３０．２ａｔ％、Ｏ：２６．９ａｔ％、Ｃ：１６．７ａｔ％、Ｎ：２６．３ａｔ％であった。このようにシリコン窒化物膜３は、例えば、約２６〜２７ａｔ％程度のＯ原子、約１６〜１７ａｔ％程度のＣ原子を含んでいる。なお、膜組成の合計値は１００．１％となっているが、これは四捨五入の関係による。
【００５２】
シリコン窒化物膜３中に、例えば、Ｃ原子が取り込まれると、シリコン窒化物膜３のエッチングレートが変化する。一般的には、シリコン窒化物膜３中のＣ原子の存在割合が高くなるとエッチングされにくくなり、反対に低くなるとエッチングされやすくなる、という傾向を示す。
【００５３】
図１２は、０．５％希フッ酸に対するエッチングレートを示す図である。図１２には、下記３つの場合のエッチングレートが示されている。
(Ｄ)  シリコン酸化物膜（ＡＬＤ法を用いて成膜したＳｉＯ２膜。以下ＳｉＯ２膜と略す）
(Ｅ)  シリコン窒化物膜（ＡＬＤ法を用いて成膜したＳｉＮ膜。以下ＳｉＮ膜と略す）
(Ｆ)  シリコン窒化物膜（第２の実施形態に従って成膜したＳｉＯＣＮ膜。以下ＳｉＯＣＮ膜と略す）
【００５４】
図１２に示すように、０．５％希フッ酸を用いたウェットエッチングにおいては、ＳｉＯ２膜は、１分間あたり約３０ｎｍエッチングされる。また、ＳｉＮ膜は、１分間あたり約１２〜１３ｎｍエッチングされる。つまり、ＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜（Ｃを全く、もしくはほとんど含まないシリコン窒化物膜）との間には、１分間あたり約１７〜１８ｎｍのエッチングレート差がある。
【００５５】
これらのＳｉＯ２膜およびＳｉＮ膜に対して、第２の実施形態に従って成膜されたシリコン窒化物膜、即ち、ＳｉＯＣＮ膜は、１分間あたり約２〜３ｎｍしかエッチングされない。このため、ＳｉＯＣＮ膜は、ＳｉＯ２膜に対して１分間あたり約２７〜２８ｎｍという大きなエッチングレート差を持つ。さらに、ＳｉＮ膜に対してもＳｉＯＣＮ膜は、１分間あたり約１０ｎｍのエッチングレート差を持つ。
【００５６】
このように、第２の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法に従って成膜されたシリコン窒化物膜によれば、例えば、０．５％希フッ酸に対してエッチングされにくい、という性質が得られる。これは、窒化ガスに含まれる窒化剤として、含窒素複素環化合物ガスを用いたことにより、含窒素複素環化合物ガスに含まれたアルキル基のＣ原子が、シリコン窒化物膜の膜中に取り込まれたためである、と推測される。
【００５７】
したがって、第１〜第３の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法によれば、上述したように成膜レートの向上が図れる他、成膜されたシリコン窒化物膜３に対して、ＳｉＯ２膜に対して１分間あたり約２７〜２８ｎｍという大きなエッチングレート差、さらにはＣ原子を含まない、又はほとんどＣ原子を含まないＳｉＮ膜に対しても１分間あたり約１０ｎｍのエッチングレート差を持たせることができる、という利点についても併せて得ることができる。
【００５８】
＜含窒素複素環化合物＞
次に、この発明の実施形態に使用可能な含窒素複素環化合物について説明する。
【００５９】
この発明の実施形態に使用可能な含窒素複素環化合物ガスの例としては、
トリアゾール系化合物（図１３Ａ）
オキサトリアゾール系化合物（図１３Ｂ）
テトラゾール系化合物（図１３Ｃ）
トリアジン系化合物（図１３Ｄ）
テトラジン系化合物（図１３Ｅ：１，２，３，４−テトラジン系化合物、図３Ｆ：１，２，３，５−テトラジン系化合物）
ベンゾトリアゾール系化合物（図１３Ｇ）
ベンゾトリアジン系化合物（図１３Ｈ）
ベンゾテトラジン系化合物（図１３Ｉ）
の少なくとも一つを含むガスを挙げることができる。
【００６０】
ただし、図１３Ａ〜図１３Ｉに示す式において、Ｒ４〜Ｒ８はそれぞれ、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素原子数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。
【００６１】
上記炭素原子数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、
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
等を挙げることができる。上記アルキル基において、実用上、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。
【００６２】
上記置換基としては、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。実用上、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。
【００６３】
さらに、上記置換基としては、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。実用上、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。
【００６４】
また、例えば、図１３Ａに示す式で示される含窒素複素環化合物ガスは、１，２，３−トリアゾール系化合物を含むガスである。１，２，３−トリアゾール系化合物の具体的な例としては、
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
等を挙げることができる。なお、１，２，３−トリアゾール系化合物は、単独又は二種以上を混合して使用してもよい。
【００６５】
なお、オキサトリアゾール系化合物（図１３Ｂ）、テトラゾール系化合物（図１３Ｃ）、トリアジン系化合物（図１３Ｄ）、テトラジン系化合物（図１３Ｅおよび図１３Ｆ）、ベンゾトリアゾール系化合物（図１３Ｇ）、ベンゾトリアジン系化合物（図１３Ｈ）、並びにベンゾテトラジン系化合物（図１３Ｉ）については具体例の例示は省略するが、トリアゾール系化合物のように様々な具体例があることは言うまでもない。
【００６６】
＜成膜装置：第１例＞
次に、この発明の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法を実施することが可能な成膜装置の第１例について説明する。
【００６７】
図１４はこの発明の実施形態に係るシリコン窒化物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１５は図１４に示す成膜装置の水平断面図である。
【００６８】
図１４および図１５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。
【００６９】
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、縦型ウエハボート１０５が処理室１０１内に挿入される。縦型ウエハボート１０５は、複数本の図示せぬ支持溝が形成されたロッド１０６を複数本有しており、上記支持溝に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の周縁部の一部を支持させる。これにより、縦型ウエハボート１０５には、ウエハ１が多段に載置される。
【００７０】
縦型ウエハボート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、縦型ウエハボート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。
【００７１】
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を有している。本例の処理ガス供給機構１１４は、シリコン原料ガス供給源１１７ａ、窒化ガス供給源１１７ｂ、他の窒化ガス供給源１１７ｃ、および不活性ガス供給源１１７ｄを含む。
【００７２】
シリコン原料ガス供給源１１７ａから供給されるシリコン原料ガスは、図１に示したステップ２において利用され、その一例はＤＣＳガスである。窒化ガス供給源１１７ｂから供給される窒化ガスは、図１に示したステップ２において利用され、その一例は１Ｈ−１，２，３−トリアゾールガスである。他の窒化ガス供給源１１７ｃから供給される他の窒化ガスは、図４に示したステップ２ａや図７に示したステップ６において利用され、その一例はＮＨ３ガスである。不活性ガス供給源１１７ｄから供給される不活性ガスは処理室１０１内に供給されるガスの希釈や、パージ処理等に利用され、その一例はＮ２ガスである。
【００７３】
シリコン原料ガス供給源１１７ａは、流量制御器１２１ａおよび開閉弁１２２ａを介して、分散ノズル１２３ａに接続されている。また、窒化ガス供給源１１７ｂは、流量制御器１２１ｂおよび開閉弁１２２ｂを介して分散ノズル１２３ｂ（図１４には図示せず。図１５参照）に接続されている。また、他の窒化ガス供給源１１７ｃは、流量制御器１２１ｃおよび開閉弁１２２ｃを介して分散ノズル１２３ｃに接続されている。不活性ガス供給源１１７ｄは、流量制御器１２１ｄおよび開閉弁１２２ｄ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、水平方向に吐出させる。
【００７４】
分散ノズル１２３ａ〜１２３ｃ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〜１２３ｃ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。
【００７５】
上記処理室１０１の側壁の一部には、プラズマ生成機構１４０が形成されている。プラズマ生成機構１４０は、他の窒化ガスに対して、活性種、例えば、窒素ラジカルＮ＊や、アンモニアラジカルＮＨ＊が生成されるようにエネルギーを印加する。プラズマ生成機構１４０は、処理室１０１の外壁に気密に溶接されたプラズマ区画壁１４１を備えている。プラズマ区画壁１４１は、例えば、石英により形成される。プラズマ区画壁１４１は断面凹部状をなし、処理室１０１の側壁に形成された開口１４２を覆う。開口１４２は、縦型ウエハボート１０５に支持されている全てのウエハ１を上下方向においてカバーできるように、上下方向に細長く、例えば、処理室１０１の側壁を削りとることによって形成される。本例においては、プラズマ区画壁１４１により規定される内側空間、すなわち、プラズマ生成空間の内部に、他の窒化ガスを吐出する分散ノズル１２３ｃを配置する。
【００７６】
プラズマ生成機構１４０には、プラズマ区画壁１４１の両側壁の外面に、上下方向に沿って互いに対向するようにして配置された細長い一対のプラズマ電極１４３と、例えば、一対のプラズマ電極１４３それぞれに給電ライン１４４を介して接続され、一対のプラズマ電極１４３に高周波電力を供給する高周波電源１４５とが備えられている。高周波電源１４５は、一対のプラズマ電極１４３に対し、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加する。これにより、プラズマ区画壁１４１により規定されたプラズマ生成空間内に、高周波電界が印加される。分散ノズル１２３ｃから吐出された窒化ガスは、高周波電界が印加されたプラズマ生成空間内においてプラズマ化され、例えば、窒素ラジカルＮ＊やアンモニアラジカルＮＨ＊等の活性種を含んだプラズマガスとして、開口１４２を介して処理室１０１の内部へと供給される。なお、成膜装置１００においては、一対のプラズマ電極１４３への高周波電力の供給を止めれば、分散ノズル１２３ｃから吐出された窒化ガスをプラズマ化させないまま、処理室１０１の内部へと供給することも可能である。
【００７７】
プラズマ区画壁１４１の外側には、これを覆うようにして、例えば、石英よりなる絶縁保護カバー１４６が取り付けられている。絶縁保護カバー１４６の内側部分には、図示せぬ冷媒通路が設けられており、例えば、冷却された窒素ガスを流すことによりプラズマ電極１４３を冷却し得るようになっている。
【００７８】
分散ノズル１２３ａ〜１２３ｃに対して反対側に位置する処理室１０１の側壁部分には、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、バルブＶを介して接続される。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、および処理室１０１内の圧力を処理に応じた処理圧力とする。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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、所望の処理を実施する。
【００８２】
第１〜第３の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法は、図１４および図１５に示したような成膜装置１００を用い、コントローラ１５０によって、第１〜第３の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法が実行されるように、シリコン原料ガス供給源１１７ａ、窒化ガス供給源１１７ｂ、他の窒化ガス供給源１１７ｃ、排気機構１３２、加熱装置１３３、バルブＶ、第３の実施形態の場合にはさらにプラズマ生成機構１４０を制御することによって実施することができる。
【００８３】
なお、第１、第２の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法のみを実施する場合には、成膜装置１００からプラズマ生成機構１４０を取り除くことも可能である。
【００８４】
＜成膜装置：第２例＞
図１６はこの発明の実施形態に係るシリコン窒化物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。
【００８５】
成膜装置としては図１４および図１５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１６に示すような水平型バッチ式であってもよい。図１６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１６においては、処理ガス供給機構、排気装置、加熱装置、およびコントローラ等の図示は省略する。
【００８６】
図１６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。
【００８７】
最初の処理ステージＰＳ１は、図１に示したステップ２、３、又は図４に示したステップ２ａ、３ａを行うステージである。本例では、図４に示したステップ２ａ、３ａを行う。処理ステージＰＳ１においては、ウエハ１の被処理面上へのシリコン原料ガスと窒化ガスと他の窒化ガスとの同時供給が行われる。処理ステージＰＳ１の、例えば、上流側には、シリコン原料ガスを供給するガス供給管２０３ａ、窒化ガスを供給するガス供給管２０３ｂ、および他の窒化ガスを供給するガス供給管２０３ｃが配置されている。ガス供給管２０３ａ〜２０３ｃ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、シリコン原料ガス、窒化ガス、および他の窒化ガスを供給する。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。ウエハ１が処理ステージＰＳ１を移動している間、ステージＰＳ１内の雰囲気は、シリコン原料ガス、窒化ガス、および他の窒化ガスの混合雰囲気となっており、これにより、ステップ３が行われる。
【００８８】
なお、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。
【００８９】
処理ステージＰＳ２は、例えば、図８に示した期間ｔ４〜ｔ５、即ち、パージ処理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。
【００９０】
処理ステージＰＳ３は、図７に示したステップ６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とプラズマ生成機構２１１とが配置されている。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、他の窒化ガスを供給する。さらにプラズマ生成機構２１１は、供給された窒化ガスに対して、活性種、例えば、窒素ラジカルＮ＊や、アンモニアラジカルＮＨ＊が生成されるようにエネルギーを印加する。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。
【００９１】
処理ステージＰＳ４は、図８に示した期間ｔ１〜ｔ２、即ち、パージ処理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。
【００９２】
このように成膜装置２００においては、ウエハ１が一周廻ることで、例えば、図８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、シリコン窒化物膜を、本例では上記第３の実施形態で説明した成膜方法に従って成膜することができる。
【００９３】
この発明の第１〜第３の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法は、図１６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。
【００９４】
なお、第１、第２の実施形態に係るシリコン窒化物膜の成膜方法のみを実施する場合には、成膜装置２００から、処理ステージＰＳ２、ＰＳ３を省略すればよい。
【００９５】
以上、この発明を第１〜第３の実施形態によって説明したが、この発明は、上記第１〜第３の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。
【００９６】
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することができる。
【００９７】
また、シリコン原料ガスであるが、上記実施形態ではＤＣＳガスを用いたが、ＤＣＳガスに限られるものではなく、ＤＣＳ以外のクロロシラン系ガスを用いることも可能である。さらには、クロロシラン系ガスに限られるものでもなく、クロロジシラン以上の高次クロロシラン系ガスを用いることも可能である。もちろん、クロロシラン系ガス以外でも、塩素を含まないシラン系ガスや、ジシラン以上の高次シラン系ガスを用いてもよい。
【００９８】
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】
【００９９】
１…シリコンウエハ、２…シリコン酸化物膜、３…シリコン窒化物膜、３−１…第１層シリコン窒化物層、３−２…第２層シリコン窒化物層。
【図１】
0006501560.tif 000002
【図２】
0006501560.tif 000003
【図３Ａ】
0006501560.tif 000004
【図３Ｂ】
0006501560.tif 000005
【図３Ｃ】
0006501560.tif 000006
【図３Ｄ】
0006501560.tif 000007
【図３Ｅ】
0006501560.tif 000008
【図３Ｆ】
0006501560.tif 000009
【図４】
0006501560.tif 000010
【図５】
0006501560.tif 000011
【図６Ａ】
0006501560.tif 000012
【図６Ｂ】
0006501560.tif 000013
【図７】
0006501560.tif 000014
【図８】
0006501560.tif 000015
【図９】
0006501560.tif 000016
【図１０】
0006501560.tif 000017
【図１１】
0006501560.tif 000018
【図１２】
0006501560.tif 000019
【図１３Ａ】
0006501560.tif 000020
【図１３Ｂ】
0006501560.tif 000021
【図１３Ｃ】
0006501560.tif 000022
【図１３Ｄ】
0006501560.tif 000023
【図１３Ｅ】
0006501560.tif 000024
【図１３Ｆ】
0006501560.tif 000025
【図１３Ｇ】
0006501560.tif 000026
【図１３Ｈ】
0006501560.tif 000027
【図１３Ｉ】
0006501560.tif 000028
【図１４】
0006501560.tif 000029
【図１５】
0006501560.tif 000030
【図１６】
0006501560.tif 000031