(57)【要約】【課題】比較的低温で成膜しても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を提供する。【解決手段】複数枚の被処理体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ボロン含有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ＳｉＢＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記ボロン含有ガス及び炭化水素ガスよりなる群から選択されたいずれか一方のガスと前記シラン系ガスとの同時供給を行う同時供給工程と、前記同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、前記窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、前記順序で繰り返し行うようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の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ボロン含有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ＳｉＢＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、
前記ボロン含有ガス及び炭化水素ガスよりなる群から選択されたいずれか一方のガスと前記シラン系ガスとの同時供給を行う同時供給工程と、
前記同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、
前記窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、
前記順序で繰り返し行うようにしたことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記非選択ガス供給工程では、前記他のガスと前記炭化水素ガスとが同時に供給されることを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記同時供給工程と前記非選択ガス供給工程とを連続的に行うことを特徴とする請求項１又は２記載の成膜方法。
【請求項４】
前記窒化ガス供給工程の前後には間欠期間が設けられており、該間欠期間には、前記処理容器内は不活性ガスパージされていること及び／又は全てのガスの供給が停止されて真空引きされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項５】
前記窒化ガスは、前記処理容器内で高周波電力によって発生した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乃至４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項６】
前記窒化ガスの供給開始から所定の時間が経過した後に、前記高周波電力が印加されることを特徴とする請求項５記載の成膜方法。
【請求項７】
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６のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項８】
前記薄膜の成膜時の圧力は、１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３００Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項９】
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）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８のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１０】
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９のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記ボロン含有ガスは、ＢＣｌ３ 、Ｂ２ Ｈ６ 、ＢＦ３ 、Ｂ（ＣＨ３ ）３ 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１０のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１２】
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１１のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１３】
被処理体に対して所定の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縦型の筒体状の処理容器と、
前記被処理体を複数段に保持して前記処理容器内に挿脱される保持手段と、
前記処理容器の外周に設けられる加熱手段と、
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、
前記処理容器内へボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給手段と、
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、
前記窒化ガスを活性化する活性化手段と、
前記ボロン含有ガス及び炭化水素ガスよりなる群から選択されたいずれか一方のガスと前記シラン系ガスとの同時供給を行う同時供給工程と、前記同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、前記窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、前記順序で繰り返し行う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１４】
前記活性化手段は、前記処理容器に一体的に組み込まれていることを特徴とする請求項１３記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記活性化手段は、前記処理容器とは別体で形成されていることを特徴とする請求項１３記載の成膜装置。
【請求項１６】
複数枚の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ボロン含有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ＳｉＢＣＮ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、
前記ボロン含有ガス及び炭化水素ガスよりなる群から選択されたいずれか一方のガスと前記シラン系ガスとの同時供給を行う同時供給工程と、前記同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、前記窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、前記順序で繰り返し行うように前記成膜装置を制御するプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【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、成膜装置及びこの成膜装置をコンピュータ制御するプログラムを記憶する記憶媒体に関する。
【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熱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。また同様な理由でボロン窒化膜も用いられる傾向にある。
【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）や（ｔ−Ｃ４ Ｈ９ ＮＨ）２ ＳｉＨ２ 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（例えば特許文献１参照）。
そして、上記絶縁膜の誘電率を小さくするためにシリコン窒化膜に不純物として例えばボロン（Ｂ）を添加して絶縁膜を形成するようにした提案もなされている（特許文献２）。
【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。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１７２４３９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
【発明の開示】
【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】
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号公報及び特願２００６−００４１９１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】
【００１２】
請求項１に係る発明は、複数枚の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ボロン含有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ＳｉＢＣＮ膜よりなる薄膜を形成する成膜方法において、前記ボロン含有ガス及び炭化水素ガスよりなる群から選択されたいずれか一方のガスと前記シラン系ガスとの同時供給を行う同時供給工程と、前記同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、前記窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、前記順序で繰り返し行うようにしたことを特徴とする成膜方法である。
【００１３】
このように、ボロン含有ガス及び炭化水素ガスよりなる群から選択されたいずれか一方のガスとシラン系ガスとの同時供給を行う同時供給工程と、同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、上記順序で繰り返し行うようにしてＳｉＢＣＮ膜（シリコン・ボロン・カーボン窒化膜）を形成するようにしたので、比較的低温で成膜しても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。
【００１４】
この場合、例えば請求項２に記載されたように、前記非選択ガス供給工程では、前記他のガスと前記炭化水素ガスとが同時に供給される。
また例えば請求項３に記載されたように、前記同時供給工程と前記非選択ガス供給工程とを連続的に行う。
また例えば請求項４に記載されたように、前記窒化ガス供給工程の前後には間欠期間が設けられており、該間欠期間には、前記処理容器内は不活性ガスパージされていること及び／又は全てのガスの供給が停止されて真空引きされている。
【００１５】
また例えば請求項５に記載されたように、前記窒化ガスは、前記処理容器内で高周波電力によって発生したプラズマによって活性化される。
また例えば請求項６に記載されたように、前記窒化ガスの供給開始から所定の時間が経過した後に、前記高周波電力が印加される。
また例えば請求項７に記載されたように、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８に記載されたように、前記薄膜の成膜時の圧力は、１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３００Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）の範囲内である。
【００１６】
また例えば請求項９に記載されたように、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）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１０に記載されたように、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。
【００１７】
また例えば請求項１１に記載されたように、前記ボロン含有ガスは、ＢＣｌ３ 、Ｂ２ Ｈ６ 、ＢＦ３ 、Ｂ（ＣＨ３ ）３ 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１２に記載されたように、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。
【００１８】
請求項１３に係る発明によれば、被処理体に対して所定の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縦型の筒体状の処理容器と、前記被処理体を複数段に保持して前記処理容器内に挿脱される保持手段と、前記処理容器の外周に設けられる加熱手段と、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、前記処理容器内へボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給手段と、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、前記窒化ガスを活性化する活性化手段と、前記ボロン含有ガス及び炭化水素ガスよりなる群から選択されたいずれか一方のガスと前記シラン系ガスとの同時供給を行う同時供給工程と、前記同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、前記窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、前記順序で繰り返し行う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。
【００１９】
この場合、例えば請求項１４に記載されたように、前記活性化手段は、前記処理容器に一体的に組み込まれている。
また例えば請求項１５に記載されたように、前記活性化手段は、前記処理容器とは別体で形成されている。
請求項１６に係る発明は、複数枚の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ボロン含有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ＳｉＢＣＮ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、前記ボロン含有ガス及び炭化水素ガスよりなる群から選択されたいずれか一方のガスと前記シラン系ガスとの同時供給を行う同時供給工程と、前記同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、前記窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、前記順序で繰り返し行うように前記成膜装置を制御するプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る成膜方法、成膜装置及びこれをコンピュータ制御するプログラムを記憶する記憶媒体によれば、比較的低温で成膜しても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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る成膜方法、成膜装置及び記憶媒体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、ボロン含有ガスとしてＢＣｌ３ ガスを用い、炭化水素ガスとしてＣ２ Ｈ４ ガス（エチレンガス）を用い、上記ＮＨ３ ガスをプラズマにより活性化して炭素含有のＳｉＢＣＮ膜を成膜する場合を例にとって説明する。
【００２２】
図示するように、プラズマを形成することができるこの成膜装置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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
このマニホールド８には、処理容器４内の方へプラズマ化される窒化ガスとして、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、ボロン含有ガスとして例えばＢＣｌ３ ガスを供給するボロン含有ガス供給手段３２と、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３４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、上記窒化ガス供給手段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アンモニアガスを噴射できるようになっている。
【００２６】
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。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。また同様にボロン含有ガス供給手段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ＢＣｌ３ ガスを噴射できるようになっている。
【００２７】
また同様に炭化水素ガス供給手段３４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４４を有している。このガス分散ノズル４４には、上記シラン系ガスのガス分散ノズル４４と同様にその長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔４４Ａ（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４４Ａから水平方向に向けて略均一にＣ２ Ｈ４ ガスを噴射できるようになっている。
【００２８】
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、４４、４６には、それぞれのガス通路４８、５０、５２、５４、５６が接続されている。そして、各ガス通路４８、５０、５２、５４、５６には、それぞれ開閉弁４８Ａ、５０Ａ、５２Ａ、５４Ａ、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、５４Ｂ、５６Ｂが介設されており、ＮＨ３ ガス、ＤＣＳガス、ＢＣｌ３ ガス、Ｃ２ Ｈ４ 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。これらの各ガスの供給、供給停止、ガス流量の制御及び後述する高周波のオン・オフ制御等は例えばコンピュータ等よりなる制御手段６０により行われる。またこの制御手段６０は、上記制御に加え、この装置全体の動作も制御する。そして、この制御手段６０は、上記制御を行うためのプログラムが記憶されているフロッピディスクやフラッシュメモリやハードディスク等よりなる記憶媒体６２を有している。
【００２９】
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プラズマを発生させて窒化ガスを活性化させる活性化手段６６が形成されると共に、この活性化手段６６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６８が設けられている。具体的には、上記活性化手段６６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７０を形成し、この開口７０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プラズマ区画壁７２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。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活性化手段６６が一体的に形成されることになる。すなわちプラズマ区画壁７２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７０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。
【００３０】
そして、上記プラズマ区画壁７２の両側壁の外側面には、その長さ方向（上下方向）に沿って互いに対向するようにして細長い一対のプラズマ電極７４が設けられると共に、このプラズマ電極７４にはプラズマ発生用の高周波電源７６が給電ライン７８を介して接続されており、上記プラズマ電極７４に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することによりプラズマを発生し得るようになっている。尚、この高周波電圧の周波数は１３．５６ＭＨｚに限定されず、他の周波数、例えば４００ｋＨｚ等を用いてもよい。
そして、上記処理容器４内を上方向に延びていく窒化ガス用のガス分散ノズル３８は途中で処理容器４の半径方向外方へ屈曲されて、上記プラズマ区画壁７２内の一番奥（処理容器４の中心より一番離れた部分）に位置され、この一番奥の部分に沿って上方に向けて起立させて設けられている。従って、高周波電源７６がオンされている時に上記ガス分散ノズル３８のガス噴射孔３８Ａから噴射されたアンモニアガスはここで活性化されて処理容器４の中心に向けて拡散しつつ流れるようになっている。
【００３１】
そして上記プラズマ区画壁７２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８０が取り付けられている。また、この絶縁保護カバー８０の内側部分には、図示しない冷媒通路が設けられており、冷却された窒素ガスや冷却水を流すことにより上記プラズマ電極７４を冷却し得るようになっている。
そして上記プラズマ区画壁７２の開口７０の外側近傍、すなわち開口７０の外側（処理容器４内）には、上記シラン系ガス用のガス分散ノズル４０とボロン含有ガス用のガス分散ノズル４２と炭化水素ガス用のガス分散ノズル４４とがそれぞれ起立させて設けられており、各ノズル４０、４２、４４に設けた各ガス噴射孔４０Ａ、４２Ａ、４４Ａより処理容器４の中心方向に向けてシラン系ガスとＢＣｌ３ ガスとＣ２ Ｈ４ ガスとをそれぞれ噴射し得るようになっている。
【００３２】
一方、上記開口７０に対向させて設けた排気口６８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８２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８２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８４より図示しない真空ポンプ等を介設した真空排気系により真空引きされる。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８６が設けられている。
【００３３】
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プラズマによる本発明の成膜方法（いわゆるＡＬＤ成膜）について説明する。
本発明方法では、ボロン含有ガス（例えばＢＣｌ３ ）及び炭化水素ガス（例えばＣ２ Ｈ４ ）よりなる群から選択されたいずれか一方のガスとシラン系ガス（例えばＤＣＳ）との同時供給を行う同時供給工程と、同時供給工程で選択されなかった他方のガスを供給する非選択ガス供給工程と、窒化ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、上記順序で繰り返し行うようにしてＳｉＢＣＮ膜よりなる薄膜を形成する。
【００３４】
＜成膜方法の第１実施例＞
まず、本発明方法の第１実施例について説明する。
図３は本発明の成膜方法の第１実施例における各種ガスの供給のタイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャートである。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。
【００３５】
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８６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、ＢＣｌ３ ガスをボロン含有ガス供給手段３２から供給し、Ｃ２ Ｈ４ ガスを炭化水素ガス３４から供給し、そして、ＮＨ３ ガスを窒化ガス供給手段２８から供給する。具体的には、図３に示すように、まずＤＣＳガスとＢＣｌ３ ガス及びＣ２ Ｈ４ ガスよりなる群より選択した一方のガス、例えばＢＣｌ３ ガスとを同時供給する同時供給工程と、非選択の他方のガスであるＣ２ Ｈ４ ガスを供給する非選択ガス供給工程と、ＮＨ３ ガスを供給する窒化ガス供給工程とを、上記した順序で繰り返し行う。この際、上記窒化ガス供給工程の前後には、パージを行う間欠期間を設けるようにするのがよい。尚、この間欠期間を設けなくてもよい。また隣接する同時供給工程同士間が１サイクルとなる。
【００３６】
これにより、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ＳｉＢＣＮ薄膜を形成する。この際、ＮＨ３ ガスを単独で供給する時に、全供給時間に亘って、或いは全供給時間の一部において高周波電源（ＲＦ電源）６２をオンしてプラズマを立てるようにする。尚、図３（Ｅ）ではＮＨ３ ガスの供給開始から所定時間経過してから高周波を印加するようにしている。
【００３７】
具体的には、ＮＨ３ 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ＢＣｌ３ 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、またＣ２ Ｈ４ ガスはガス分散ノズル４４の各ガス噴射孔４４Ａから水平方向へ噴射され、各ガスが反応してＳｉＢＣＮ薄膜が形成される。この場合、上記各ガスは、連続的に供給されるのではなく、図３に示すようにＤＣＳ及びＢＣｌ３ ガスは同じタイミングで間欠的に、パルス状に供給する（同時供給工程）。Ｃ２ Ｈ４ ガスは上記同時供給工程の直後に単独でパルス状に供給する（非選択ガス供給工程）。上記両工程により各ガスがウエハ表面にそれぞれ吸着されることになる。ＮＨ３ ガスは上記２つの工程からタイミングをずらして上記３種のガスの供給停止の時に供給する（窒化ガス供給工程）。
【００３８】
そして、上記窒化ガス供給工程の前後にはパージを行う間欠期間を挟み込んでおり、ＳｉＢＣＮ膜を一層ずつ繰り返し積層する。すなわち、図３（Ａ）及び図３（Ｃ）に示すように、ＤＣＳとＢＣｌ３ とは常に同時に、共通のタイミングで間欠的に供給される。また図３（Ｄ）に示すように、Ｃ２ Ｈ４ は、上記ＤＣＳとＢＣｌ３ の同時供給の直後に単独で続けて供給する。これに対して、図３（Ｂ）に示すようにＮＨ３ は上記ＤＣＳ、ＢＣｌ３ 、Ｃ２ Ｈ４ ガスの供給休止期間の略中央にて単独で供給される。また間欠期間９０においては真空引きが継続されて容器内に残留するガスを排除している。そして、ＮＨ３ ガスを単独で流す時には、図３（Ｅ）に示すようにＲＦ電源がオンされてプラズマが立てられて、供給されるＮＨ３ ガスを活性化して活性種等が作られ、反応（分解）が促進される。
【００３９】
この場合、ＮＨ３ ガスの供給期間の全期間に亘ってＲＦ電源をオンしてもよいし、図３（Ｂ）及び図３（Ｅ）に示すようにＮＨ３ ガスの供給開始から所定の時間Δｔが経過した後に、ＲＦ電源をオンするようにしてもよい。この所定の時間ΔｔとはＮＨ３ ガスの流量が安定するまでの時間であり、例えば５秒程度である。このように、ＮＨ３ ガスの流量が安定化した後にＲＦ電源をオンすることにより、ウエハＷの面間方向（高さ方向）における活性種の濃度均一性を向上できる。また間欠期間９０では、不活性ガスであるＮ２ ガスを処理容器４内へ供給して残留ガスを排除するようにしてもよいし（不活性ガスパージ）、或いは、全てのガスの供給を停止したまま真空引きを継続して行うことにより（バキュームとも称す）、処理容器４内の残留ガスを排除するようにしてもよい。更には、間欠期間９０の前半はバキュームを行い、後半は不活性ガスパージを行うようにしてもよい。
【００４０】
この場合、第１の吸着工程であるＤＣＳ及びＢＣｌ３ ガスの供給期間Ｔ１は１０秒程度、第２の吸着工程であるＣ２ Ｈ４ ガスの供給期間Ｔ２は１０秒程度、反応工程（窒化工程）である単独のＮＨ３ ガスの供給期間Ｔ３は２０秒程度、パージ期間である間欠期間９０の長さＴ４は５〜１５秒程度、ＲＦ電源のオン時間Ｔ５は１０秒程度であるが、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１．１〜１．３Å／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ＳｉＢＣＮ薄膜の誘電率を非常に低くでき、且つ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。
【００４１】
その理由は、次のように考えられる。すなわち、一般的にはシリコン窒化膜（ＳｉＮ）にボロンを添加するとエッチング耐性は劣化するが、上記実施例のように、更にＮＨ３ ガスの供給時にプラズマでＮＨ３ ガスを活性化させると窒化が促進される結果、Ｓｉ−Ｈ結合が減少してエッチング耐性の強いＳｉ−Ｎ結合が増加するからであると考えられる。
【００４２】
また、上記のように、シリコン窒化膜を成膜する際に、炭化水素ガスとして例えばＣ２ Ｈ４ ガスを処理容器８内へ供給することにより、ウエハ表面に形成される膜中に炭素成分が含有された状態となる。このように、膜中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。
【００４３】
またＤＣＳガスを間欠的に供給して間欠期間Ｔ４を間欠的に設けるようにしているので、各間欠期間Ｔ４の直前で成膜されたＳｉＢＣＮ膜の表面が間欠期間Ｔ４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。この間欠処理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ＳｉＢＣＮ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間欠期間Ｔ４を設けることで、この間欠期間Ｔ４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。
【００４４】
またシリコン窒化膜にボロンと炭素を添加すると、添加しない場合と比較して成膜レートが２０〜３０％程度上げることができる。この理由は、炭素の添加によりウエハ表面に対するボロンの吸着が促進されるからである、と考えられる。
【００４５】
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５０〜２０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０００ｓｃｃｍ（１ｓｌｍ）であり、ＮＨ３ ガスの流量は５００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０００ｓｃｃｍであり、ＢＣｌ３ ガスの流量は１〜１５ｓｃｃｍの範囲内、例えば４ｓｃｃｍであり、Ｃ２ Ｈ４ ガスの流量は２００〜２０００ｓｃｃｍ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。
【００４６】
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５５０〜６３０℃の範囲内である。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。
【００４７】
またプロセス圧力は１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３００Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）の範囲内、好ましくは４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）〜２６６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）の範囲内、より好ましくは９３Ｐ（０．７Ｔｏｒｒ）〜１０７Ｐ（０．８Ｔｏｒｒ）の範囲内であり、例えば第１及び第２の吸着工程では１Ｔｏｒｒ、プラズマを用いる窒化工程では０．３Ｔｏｒｒである。ここでプロセス圧力が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ってしまう。またプロセス圧力が１３３００Ｐａまでは、ウエハＷに対する反応は吸着反応が主流であるので、膜質が良好な薄膜を高い成膜速度で安定的に堆積させることができ、良好な結果を得ることができる。
【００４８】
しかし、プロセス圧力が１３３００Ｐａよりも大きくなると、反応形態が吸着反応から気相反応へ移行してこの気相反応が主流となり、この結果、膜厚の面間及び面内均一性が低下するのみならず、気相反応に起因するパーティクルが急激に増大するので好ましくない。
【００４９】
＜成膜方法の第２実施例＞
次に本発明の成膜方法の第２実施例について説明する。
図４は本発明の成膜方法の第２実施例における各種ガスの供給のタイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャートである。図３に示す第１実施例では、非選択ガス供給工程（第２の吸着工程）では、Ｃ２ Ｈ４ ガスを単独で供給したが、この第２実施例では図４に示すようにＤＣＳガスも同時に供給するようにしている。尚、他のガス供給態様等は図３に示す場合と同じであり、第１実施例にて説明した事項がここでも適用される。このように、Ｃ２ Ｈ４ ガスの供給の際にＤＣＳガスを同時に供給する場合には、ウエハ表面に吸着したＣ２ Ｈ４ ガスの炭素がＳｉと混合して存在する状態となり、この時の状態がＳｉと炭素が結合しており、後工程のＮＨ３ ガスを供給する窒化ガス供給工程での炭素の離脱を抑制することができる、という利点を有する。
【００５０】
この第２実施例の場合にも、シリコン窒化膜中に炭素成分が含有されることになるので、第１実施例の場合と同様に、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。
【００５１】
＜成膜方法の第３実施例＞
次に本発明の成膜方法の第３実施例について説明する。
図５は本発明の成膜方法の第３実施例における各種ガスの供給のタイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャートである。
図３に示す第１実施例では、同時供給工程（第１の吸着工程）においては、ＢＣｌ３ とＣ２ Ｈ４ とよりなる群より選択したＢＣｌ３ を供給し、この工程に続く非選択ガス供給工程（第２の吸着工程）では上記同時供給工程で選択されなかった他方のガスであるＣ２ Ｈ４ ガスを供給するようにしたが、図５に示すこの第３実施例では、上記の２つのガスの順序を逆にしている。すなわち、同時供給工程ではＣ２ Ｈ４ ガスを供給し、この工程に続く非選択ガス供給工程ではＢＣｌ３ を単独で供給するようにしている。尚、他のガス供給態様等は図３に示す場合と同じであり、ここでも第１実施例にて説明した事項が適用される。
【００５２】
この第３実施例の場合も、シリコン窒化膜中に炭素成分が含有されることになるので、第１実施例の場合と同様に、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】
＜成膜方法の第４実施例＞
次に本発明の成膜方法の第４実施例について説明する。
図６は本発明の成膜方法の第４実施例における各種ガスの供給のタイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャートである。図５に示す第３実施例では、非選択ガス供給工程（第２の吸着工程）では、ＢＣｌ３ ガスを単独で供給したが、この第４実施例では図６に示すようにＤＣＳガスも同時に供給するようにしている。尚、他のガス供給態様等は図５に示す場合と同じであり、第１実施例にて説明した事項がここでも適用される。このように、ＢＣｌ３ ガスの供給の際にＤＣＳガスを同時に供給する場合には、積層膜中の下層にＳｉ／Ｃ層を、上層にＳｉＢ層をそれぞれ形成することができ、上記第２実施例の場合よりも、後工程のＮＨ３ ガスを供給する窒化ガス供給工程での炭素の離脱を更に抑制することができる、という利点を有する。
【００５４】
この第４実施例の場合も、シリコン窒化膜中に炭素成分が含有されることになるので、第１実施例の場合と同様に、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。
【００５５】
＜各実施例の評価＞
次に、上記第１乃至第４実施例（第３実施例は除く）を用いて各薄膜を形成して評価を行ったので、その評価結果について説明する。また、これと同時に本出願の先の出願（特願２００６−００４１９１）にて開示した方法発明により形成したＳｉＢＣＮ膜及び従来方法で形成したＳｉＮ膜の各評価も比較のために併記する。
図７は本出願人の先の出願で開示したＳｉＢＣＮ膜の成膜方法における各種ガスの供給タイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャート、図８は各ＳｉＢＣＮ膜のエッチングレートの評価結果を示すグラフである。
【００５６】
図７に示すように、本出願人による先の出願のＳｉＢＣＮ膜の成膜方法ではＤＣＳガスとＢＣｌ３ ガスとＣ２ Ｈ４ ガスの３種類のガスの同時供給と、窒化ガスであるＮＨ３ ガスの供給とを間欠的に且つ交互に行うようにし、また、ＮＨ３ ガスの供給時の一部においてＲＦによるプラズマを立てるようにしている。またエッチングの評価を行う時には、エッチング液として１％の希釈フッ化水素水［ＤＨＦ（１％）］を用いた。
【００５７】
図８には記載されていないが、炭素（Ｃ）が含まれていない従来のＳｉＢＮ膜のエッチングレートは１７Å／ｍｉｎ程度である。これに対して、図８に示すように本出願人による先の出願において開示された炭素が含まれたＳｉＢＣＮ膜のエッチングレートは５．８０Åであって、炭素が含まれた分だけエッチングレートを低下させることができることが判る。そして、本発明の成膜方法の第１、第２及び第４実施例ではエッチングレートはそれぞれ４．９１Å／ｍｉｎ、４．３８Å／ｍｉｎ、３．７３Å／ｍｉｎであり、本出願人による先の出願の成膜方法によるＳｉＢＣＮ膜よりも、全てにおいてエッチングレートを更に低下させることができることを確認することができた。この第１、第２及び第４実施例の各エッチングレートは、ＳｉＮ膜の値、すなわち４．９９Å／ｍｉｎと同様か、或いはそれ以下の値であり、良好な結果を示すことを確認することができた。
【００５８】
このように、第１、第２及び第４実施例によるＳｉＢＣＮ膜が、エッチングレートに関して先の本出願人による成膜方法の場合よりも優れている理由は、次の点である。すなわち、ＮＨ３ ガスを供給する窒化ガス供給工程で行なう吸着成分の窒化処理中に再離脱する炭素量を抑制することができ、形成された膜中の炭素濃度を高く維持することができる。
【００５９】
上記各第１乃至第４実施例にあっては、プラズマによりＮＨ３ ガスを活性化させて反応を促進させたが、ＮＨ３ ガスを活性化させないようにしてもよい。この場合には、プラズマを用いないことによるエネルギーの低下を補償するためにプロセス温度を少し上げて成膜処理を行うようにする。
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。
【００６０】
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）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。
【００６１】
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、上記各実施例では、ボロン含有ガスとしてＢＣｌ３ ガスを用いたが、これに限定されず、ＢＣｌ３ 、Ｂ２ Ｈ６ 、ＢＦ３ 、Ｂ（ＣＨ３ ）３ 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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【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実施例における各種ガスの供給のタイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の成膜方法の第２実施例における各種ガスの供給のタイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の成膜方法の第３実施例における各種ガスの供給のタイミングとＲＦ（高周波）の印加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４実施例における各種ガスの供給のタイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】本出願人の先の出願で開示したＳｉＢＣＮ膜の成膜方法における各種ガスの供給タイミングとＲＦ（高周波）の印加タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】各ＳｉＢＣＮ膜のエッチングレートの評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
２  成膜装置
４  処理容器
１２  ウエハボート（保持手段）
２８  窒化ガス供給手段
３０  シラン系ガス供給手段
３２  ボロン含有ガス供給手段
３４  炭化水素ガス供給手段
３８，４０，４２，４４  ガス分散ノズル
６０  制御手段
６２  記憶媒体
６６  活性化手段
７４  プラズマ電極
７６  高周波電源
８６  加熱手段
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
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【図２】
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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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