TWI497607B - 半導體裝置之製造方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Description

半導體裝置之製造方法及基板處理裝置
本發明係關於半導體裝置之製造方法及基板處理裝置。
作為半導體裝置的製造方法之工程之一，有於基板形成薄膜的工程，作為基板處理裝置所致之處理之一，有於基板形成薄膜的處理。作為於基板上形成薄膜的手法之一，有CVD(Chemical Vapor Deposition)法。所謂CVD法係利用氣相中或基板表面之兩種以上的原料之反應，將以包含於原料分子的元素為構成要素的膜，成膜於基板上的方法。又，作為於基板上形成薄膜的其他手法，有在某種成膜條件(溫度、時間等)下，將可為成膜所用之兩種以上的原料之原料，一種一種交互供給至基板上，進行利用表面反應以原子層層級來控制之成膜的手法。
作為形成於基板上的金屬膜，例如可舉出如專利文獻1的氮化鈦(TiN)之膜。氮化鈦(TiN)之膜係例如可利用使氯化鈦(TiCl4 )與氨(NH3 )反應來形成。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕國際公開第2007/020874號
然而，根據使用的材料，有形成之膜的工作函數之值會比所希望之值還低之狀況。
本發明的目的係提供可將形成之膜的工作函數之值提升為比使用先前技術之狀況還高的半導體裝置之製造方法及基板處理裝置。
本發明提供一種半導體裝置之製造方法，係於基板形成金屬含有膜的半導體裝置之製造方法，進行複數次包含以下工程的循環工程：對收容前述基板的處理室供給金屬含有氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程。
於本發明所致之半導體裝置之製造方法中，更具有：從前述處理室去除殘留於前述處理室之氣體的工程；前述去除的工程，係在供給前述金屬含有氣體的工程之後且供給前述氮含有氣體的工程之前、供給前述氮含有氣體的工程之後且供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之前、及供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之後且供給前述金屬含有氣體的工程之前的至少之一中進行。
進而，本發明提供一種半導體裝置之製造方法，係進行複數次包含以下工程的循環工程：對收容基板的處理室供給金屬含有氣體的工程；及對前述處理室供給氮含有氣體的工程；在於前述基板形成金屬氮化膜之後，進行對前 述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程，對前述金屬氮化膜添加氧。
進而，本發明提供一種半導體裝置之製造方法，係於基板形成金屬含有膜的半導體裝置之製造方法，進行複數次包含以下工程的循環工程：對收容前述基板的處理室供給金屬含有氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程；供給前述供給金屬含有氣體的工程、及供給前述氮含有氣體的工程之至少任一方，係一邊進行供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程一邊進行。
進而，於本發明所致之半導體裝置之製造方法中，一邊進行供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程，一邊交互複數次進行供給前述金屬含有氣體的工程與供給前述氮含有氣體的工程。
進而，於本發明所致之半導體裝置之製造方法中，具有同時進行供給前述金屬含有氣體的工程與供給前述氮含有氣體的工程之時序。
進而，本發明中，供給前述金屬含有氣體的工程、供給前述氮含有氣體的工程及供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之至少一方，係以形成於前述基板之前述金屬含有膜中所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式進行控制。
進而，本發明提供一種基板處理裝置，係具有：處理室，係收容基板；第1氣體供給系，係對前述處理室供給 金屬含有氣體；第2氣體供給系，係對前述處理室供給氮含有氣體；第3氣體供給系，係對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體；及控制部，係控制前述第1氣體供給系、前述第2氣體供給系及前述第3氣體供給系；前述控制部，係以形成於前述基板上之金屬含有膜所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式，控制前述第1氣體供給系、前述第2氣體供給系及前述第3氣體供給系。
進而，本發明提供一種基板處理方法，係於基板形成金屬含有膜的基板處理方法，進行複數次包含以下工程的循環工程：對收容前述基板的處理室供給金屬含有氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程。
依據本發明，可提供可將形成之膜的工作函數之值提升為比使用先前技術之狀況還高的半導體裝置之製造方法及基板處理裝置。
以下，一邊參照圖面一邊針對本發明的理想實施形態進行說明。
關於本實施形態的基板處理裝置，係作為半導體裝置(IC(Integrated Circuits))的製造所使用之半導體製造 裝置的一例所構成者，利用關於本實施例的基板處理裝置，實現半導體裝置的製造方法。在以下的說明中，作為基板處理裝置的一例，針對對於基板進行成膜處理等之縱型的裝置之狀況來敘述，但是，本發明並不是以縱型裝置的使用為前提者，例如使用單片裝置亦可。
於圖1揭示關於本發明第1實施形態的基板處理裝置101。
如圖1所示，在基板處理裝置101中，使用收納基板之一例的晶圓200的晶匣110，晶圓200係由矽等的材料所構成。基板處理裝置101具備框體111，於框體111的內部設置有晶匣台114。晶匣110於晶匣台114上藉由工程內搬送裝置(省略圖示)搬入，並從晶匣台114上被搬出。
晶匣台114係藉由工程內搬送裝置，以晶匣110內的晶圓200保持垂直姿勢且晶匣110的晶圓出入口朝向上方向之方式載置。晶匣台114構成為可使晶匣110於框體111的後方往右縱方向旋轉90°，以讓晶匣110內的晶圓200成為水平姿勢，晶匣110的晶圓出入口朝向框體111的後方之方式動作。
於框體111內之前後方向的略中央部，設置有晶匣櫃105，晶匣櫃105以利用複數段複數列保管複數個晶匣110之方式構成。於晶匣櫃105，設置有收納成為晶圓移載機構125之搬送對象的晶匣110之移載櫃123。
於晶匣台114的上方，設置有預備晶匣櫃107，以預 備性保管晶匣110之方式構成。
在晶匣台114與晶匣櫃105之間，設置有晶匣搬送裝置118。晶匣搬送裝置118以可在保持晶匣110之狀態下升降的晶匣升降機118a，與作為搬送機構的晶匣搬送機構118b所構成。晶匣搬送裝置118以藉由晶匣升降機118a與晶匣搬送機構118b的連續動作，在晶匣台114與晶匣櫃105與預備晶匣櫃107之間，搬送晶匣110之方式構成。
於晶匣櫃105的後方，設置有晶圓移載機構125。晶圓移載機構125以可使晶圓200往水平方向旋轉或直動的晶圓移載裝置125a，與用以使晶圓移載裝置125a升降的晶圓移載裝置升降機125b所構成。於晶圓移載裝置125a，設置有用以拾取晶圓200的鉗子125c。晶圓移載機構125以藉由晶圓移載裝置125a與晶圓移載裝置升降機125b的連續動作，以鉗子125c作為晶圓200的載置部，將晶圓對於晶舟217裝填(charging)，或從晶舟217卸下(discharging)之方式構成。
於框體111的後部上方，設置有對晶圓200作熱處理的處理爐202，處理爐202的下端部以藉由爐口閘門147開閉之方式構成。
於處理爐202的下方，設置有使晶舟217對於處理爐202升降的晶舟升降機115。於晶舟升降機115的升降台連結機械臂128，於機械臂128水平設置有封蓋219。封蓋219以垂直支持晶舟217，並且可封塞處理爐202之下 端部之方式構成。
晶舟217以具備複數保持構件，在將複數枚(例如50~150枚程度)的晶圓200在其中心對齊且整列於垂直方向之狀態下，分別水平保持之方式構成。
於晶匣櫃105的上方，設置有供給清淨化之氣氛的潔淨空氣的清淨單元134a。清淨單元134a以供給風扇及防塵過濾器所構成，以使潔淨空氣流動於框體111的內部之方式構成。
於框體111的左側端部，設置有供給潔淨空氣的清淨單元134b。清淨單元134b也以供給風扇及防塵過濾器所構成，以使潔淨空氣流通於晶圓移載裝置125a及晶舟217等的附近之方式構成。該潔淨空氣在流通於晶圓移載裝置125a及晶舟217等的附近之後，被排出至框體111的外部。
於如以上構成之基板處理裝置101中，藉由工程內搬送裝置(省略圖示)將晶匣110搬入至晶匣台114上，晶匣110以晶圓200在晶匣台114上保持垂直姿勢，晶匣110的晶圓出入口朝向上方向之方式載置。之後，晶匣110以藉由晶匣台114，晶匣110內的晶圓200，使晶匣110內的晶圓200成為水平姿勢，晶匣110的晶圓出入口朝向框體111的後方之方式，於框體111的後方往右縱方向旋轉90°。
之後，晶匣110藉由晶匣搬送裝置118被自動搬送且交付至晶匣櫃105或預備晶匣櫃107的指定之櫃位置，在 暫時被保管之後，從晶匣櫃105或預備晶匣櫃107，藉由晶匣搬送裝置118被移載至移載櫃123或者被直接搬送至移載櫃123。
晶匣110被移載至移載櫃123時，晶圓200係從晶匣110藉由晶圓移載裝置125a的鉗子125c，經由晶圓出入口被拾取，裝填(charging)至晶舟217。將晶圓200交給晶舟217的晶圓移載裝置125a回到晶匣110，將後續的晶圓200裝填至晶舟217。
預先指定之枚數的晶圓200被裝填至晶舟217時，封閉處理爐202之下端部的爐口閘門147會開啟，開放處理爐202的下端部。之後，保持晶圓200群的晶舟217藉由晶舟升降機115的上升動作，被搬入(載入)至處理爐202內，處理爐202的下部藉由封蓋219閉塞。
載入後，在處理爐202中對於晶圓200實施任意處理。該處理後，以前述之相反順序，晶圓200及晶匣110被搬出至框體111的外部。
又，基板處理裝置110係具有控制器900。控制器900係控制基板處理裝置101之整體動作的控制部(控制手段)之一例，該一部分的後述之CPU 932(參照圖5)等例如設置於框體111內。
於圖2及圖3揭示處理爐202。
如圖2及圖3所示，處理爐202係形成身為收容晶圓200的處理室之一例的處理室201，於處理爐202設置有身為用以加熱晶圓200之加熱裝置(加熱手段)的加熱器 207。加熱器207係具備上方被閉塞之圓筒型狀的斷熱構件與複數條加熱器素線，具有對於斷熱構件來設置加熱器素線的單元構造。於加熱器207的內側，設置有用以處理晶圓200之石英製的反應管203。
於反應管203的下方，設置有作為可氣密閉塞反應管203之下端開口的爐口蓋體之封蓋219。封蓋219從垂直方向下側抵接反應管203的下端。封蓋219係例如由不銹鋼等之金屬所成，形成為圓盤狀。於封蓋219的上面，設置有作為與反應管203的下端抵接之密封構件的O環220。於與封蓋219的處理室201相反側，設置有使晶舟旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸(255)以貫通封蓋，連接於後述之晶舟217，利用使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉之方式構成。封蓋219以藉由作為設置於反應管203的外部之升降機構的晶舟升降機115而升降於垂直方向之方式構成，藉此，可將晶舟217搬出搬入於處理室201內。
於封蓋219，設置有支持晶舟217的晶舟支持台218。晶舟217係具有固定於晶舟支持台218的底板210(參照圖1)與配置於其上方的頂板211(參照圖1)，並具有在底板210與頂板211之間架設複數支柱212(參照圖1)的構造。於晶舟217保持複數片晶圓200。複數片晶圓200在一邊相互隔開一定間隔一邊保持水平姿勢之狀態下被晶舟217的支柱212支持。
在以上的處理爐202中，於被批次處理之複數片晶圓 200對於晶舟217被多段層積之狀態中，晶舟217一邊被晶舟支持台218支持一邊被插入至處理室201時，加熱器207將被插入至處理室201之晶圓200加熱成所定溫度。
於反應管203內，設置有作為溫度檢測器的溫度感測器263，以利用依據藉由溫度感測器263檢測出之溫度資訊，來調整對加熱器207的通電程度，使處理室201內的溫度成為所希望之溫度分布之方式構成。溫度感測器263係構成為L字型，沿著反應管203的內壁來設置。
於反應管203內的中央部，設置有晶舟217。晶舟217可藉由晶舟升降機115對於反應管203升降(出入)。於支持晶舟217之晶舟支持台218的下端部，設置有為了提升處理的均勻性而使晶舟217旋轉的晶舟旋轉機構267。可藉由驅動晶舟旋轉機構267，使被晶舟支持台218支持之晶舟217旋轉。
又，如圖2及圖3所示，基板處理裝置101具有第1氣體供給系300、第2氣體供給系400、第3氣體供給系500。
第1氣體供給系300係作為對處理室201供給金屬含有氣體的第1氣體供給系之一例來使用，具有第1氣體供給管310。第1氣體供給管310之一方的端部位於處理室201的內側，另一方的端部位於處理室201的外側。又，第1氣體供給系300具有第1噴嘴314。
第1噴嘴314係連結於第1氣體供給管310之一方的端部，在構成處理室201之反應管203的內壁與晶圓200 之間之圓弧狀的空間，延伸存在於沿著反應管203的內壁之上下方向(晶圓200的積載方向)。又，於第1噴嘴314的側面，設置有供給金屬含有氣體之多數氣體供給孔314a。氣體供給孔314a係從下部涵蓋到上部，分別相同或有大小傾斜的開口面積，進而以相同開口節距來設置。
第2氣體供給系400係作為對處理室201供給氮含有氣體的第2氣體供給系來使用，具有第2氣體供給管410。第2氣體供給管410之一方的端部位於處理室201的內側，另一方的端部位於處理室201的外側。又，第2氣體供給系400具有第2噴嘴414。
第2噴嘴414係連結於第2氣體供給管410之一方的端部，在構成處理室201之反應管203的內壁與晶圓200之間之圓弧狀的空間，延伸存在於沿著反應管203的內壁之上下方向(晶圓200的積載方向)。又，於第2噴嘴414的側面，設置有供給氮含有氣體之多數氣體供給孔414a。氣體供給孔414a係從下部涵蓋到上部，分別相同或有大小傾斜的開口面積，進而以相同開口節距來設置。
第3氣體供給系500係作為對處理室201供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的第3氣體供給系來使用，具有第3氣體供給管510。第3氣體供給管510之一方的端部位於處理室201內，另一方的端部位於處理室201的外側。又，第3氣體供給系500具有第3噴嘴514。
第3噴嘴514係連結於第3氣體供給管510之一方的端部，在構成處理室201之反應管203的內壁與晶圓200 之間之圓弧狀的空間，延伸存在於沿著反應管203的內壁之上下方向(晶圓200的積載方向)。又，於第3噴嘴514的側面，設置有供給氧含有氣體之多數氣體供給孔514a。氣體供給孔514a係從下部涵蓋到上部，分別相同或有大小傾斜的開口面積，進而以相同開口節距來設置。
於圖4揭示第1氣體供給系300、第2氣體供給系400及第3氣體供給系500。
如圖4所示，第1氣體供給系300具有前述之第1氣體供給管310、連接於氣體供給管310之起泡器700、配置於比氣體供給管310的起泡器700更上游側的閥318。
起泡器700具有收容液體原料的收容容器702，作為藉由起泡作用來使液體原料氣化而產生原料氣體的氣化部之一例來使用。收容容器702係為密閉容器，於收容容器702內，收容身為液體原料之一例的TiCl4 (氯化鈦)。
於收容容器702，連接載體氣體供給管360。於載體氣體供給管360的上游側，連接省略圖示的載體氣體供給源。又，載體氣體供給管之下游側的端部係浸漬在收容於收容容器702的液體原料內。又，於載體氣體供給管360，安裝有控制從載體氣體供給源供給的載體氣體之供給流量的流量控制器362，與為了使載體氣體的供給停止或開始所使用的閥364。
作為使用載體氣體供給管360來供給的載體氣體，使用不與液體原料反應的氣體為佳，例如適合使用N2 氣體或Ar氣體等的惰性氣體。
閥318係為了使來自起泡器700之原料氣體的供給停止或開始所使用者。
又，第1氣體供給系300係具有載體氣體供給管330、流量控制器332及閥334。載體氣體供給管330係為了供給載體氣體所使用，連接於第1氣體供給管310。流量控制器332及閥334係從上游側依序以流量控制器332、閥334的順序，安裝於載體氣體供給管330。作為從載體氣體供給管330供給的載體氣體，例如使用N2 氣體。
又，第1氣體供給系300係具有清淨氣體供給管340、流量控制器342、閥344及閥346。清淨氣體供給管340係為了供給清淨用的氣體所使用，在比連接起泡器700的位置更下游側，連接於第1氣體供給管310。流量控制器342、閥344及閥346係從上游側依序以流量控制器342、閥344及閥346的順序，安裝於清淨氣體供給管340。
又，第1氣體供給系300具有閥350。閥350係安裝於比第1氣體供給管310之連接載體氣體供給管330的位置更下游側，比連接清淨氣體供給管340的位置更上游側。
如以上構成的第1氣體供給系300係將身為金屬含有氣體之一例的TiCl4 氣體供給至處理室201。以對處理室201供給四二甲胺基鈦(tetrakis dimethylamino titanium，TDMAT，Ti[N(CH3 )2 ]4 )或四二乙胺基鈦(tetrakis diethylamino titanium，TDEAT，Ti[N(CH2 CH3 )2 ]4 )等之方式構成第1氣體供給系300，來代替以將TiCl4 氣體 供給至處理室201之方式構成第1氣體供給系300亦可。
第2氣體供給系400具有前述之第2氣體供給管410、流量控制器416、閥418。於第2氣體供給管410之上游側的端部，連接省略圖示之NH3 (氨)氣體的供給源。流量控制器416與閥418係對於第2氣體供給管410，從上游側，以流量控制器416、閥418的順序安裝。流量控制器416係作為流量控制裝置(流量控制手段)之一例所使用，閥418作為開閉閥之一例來使用。
又，第2氣體供給系400係具有載體氣體供給管430、流量控制器432及閥434。載體氣體供給管430係為了供給載體氣體所使用，連接於第2氣體供給管410。流量控制器432及閥434係從上游側依序以流量控制器432、閥434的順序，安裝於載體氣體供給管430。作為從載體氣體供給管430供給的載體氣體，例如使用N2 氣體。
又，第2氣體供給系400係具有清淨氣體供給管440、流量控制器442、閥444及閥446。清淨氣體供給管440係為了供給清淨用的氣體所使用，連接於第2氣體供給管410。流量控制器442、閥444及閥446係從上游側依序以流量控制器442、閥444及閥446的順序，安裝於清淨氣體供給管440。
又，第2氣體供給系400具有閥450。閥450係安裝於比第2氣體供給管410之連接載體氣體供給管430的位置更下游側，比連接清淨氣體供給管440的位置更上游側。
如以上構成的第2氣體供給系400係將身為氮含有氣體之一例的NH3 氣體供給至處理室201。以將N2 (氮)氣體、N2 O(一氧化氮)氣體、CH6 N2 (甲基聯氨，monomethyl hydrazine)氣體等供給至處理室201之方式構成第2氣體供給系400，來代替將NH3 氣體供給至處理室201之方式構成第2氣體供給系亦可。
第3氣體供給系500具有前述之第3氣體供給管510、流量控制器516、閥518。第3氣體供給管410係於上游側的端部，連接O2 (氧)氣體的供給源。流量控制器516與閥518係對於第3氣體供給管510，從上游側，以流量控制器516、閥518的順序安裝。流量控制器516係作為流量控制裝置(流量控制手段)之一例所使用，閥518作為開閉閥之一例來使用。以將N2 O(一氧化氮)供給至處理室201之方式構成第3氣體供給系500，來代替以將O2 氣體供給至處理室201之方式構成第3氣體供給系500亦可。
又，第3氣體供給系500係具有載體氣體供給管530、流量控制器532及閥534。載體氣體供給管530係為了供給載體氣體所使用，連接於第3氣體供給管510。流量控制器532及閥534係從上游側依序以流量控制器532、閥534的順序，安裝於載體氣體供給管530。作為從載體氣體供給管530供給的載體氣體，例如使用N2 氣體。
又，第3氣體供給系500係具有清淨氣體供給管540、流量控制器542、閥544及閥546。清淨氣體供給管540 係為了供給清淨用的氣體所使用，連接於第3氣體供給管510。流量控制器542、閥544及閥546係從上游側依序以流量控制器542、閥544及閥546的順序，安裝於清淨氣體供給管540。
又，第3氣體供給系500具有閥550。閥550係安裝於比第3氣體供給管510之連接載體氣體供給管530的位置更下游側，比連接清淨氣體供給管540的位置更上游側。
本實施形態之氣體供給的方法，係和對於以反應管203的內壁，與被積載之複數片晶圓200的端部界定之圓弧狀的縱長之空間，由反應管203的下側或上側的一端側直接供給氣體，從下側流至上側或從上側流至下側，使積載於反應管203內之各晶圓200，與如此流動之氣體反應的方法有很大不同。設為此種構造時，於接近氣體的供給部之部位中，氣體的量變比較多(氣體濃度變比較高)，形成在位於其部位之晶圓200的薄膜之膜厚會變厚。另一方面，於從氣體的供給部離開之部位中，因為可到達晶圓200之氣體的量變少(因為氣體濃度變比較低)，故形成在位於其部位之晶圓200的薄膜之膜厚會變薄。所以，在積載於反應管203內之晶圓200的上下之間，產生之薄膜的膜厚會有差異，作為縱型的批次式裝置並不理想。
另一方面，本實施形態之氣體供給的方法，係經由配置於前述之圓弧狀的空間內之噴嘴314、414、514來搬送氣體，從分別開口於噴嘴314、414、514的氣體供給孔 314a、414a、514a，在晶圓200附近首次使氣體噴出至反應管203內，使反應管203內之氣體的主要流向與晶圓200的表面平行之方法，亦即設為水平方向。利用設為此種構造，有可對各晶圓200均勻供給氣體，可使形成於各晶圓200之薄膜的膜厚均勻化的效果。再者，反應後的殘留氣體係朝向排氣口，亦即後述之排氣管231的方向流動，但是，此殘留氣體之流通方向係藉由排氣口的位置來適切特定，並不限定於垂直方向。
於反應管203，設置有對處理室201內之氣氛作排氣的排氣管231。如圖3所示，於橫剖面視點中，排氣管231設置於與設置反應管203之第1噴嘴314的氣體供給孔314a、第2噴嘴414的氣體供給孔414a、第3噴嘴514的氣體供給孔514a之側對向之側，亦即，挾持晶圓200而與氣體供給孔314a、414a、514a相反側。又，排氣管231係設置在比設置氣體供給孔314a、414a、514a之處更下方。藉由此構造，從氣體供給孔314a、414a、514a供給至處理室201內的晶圓200附近之氣體，係朝向水平方向，亦即與晶圓200的表面平行之方向流動後，朝向下方流動，並從排氣管231排出。處理室201內之氣體的主要流向成為朝向水平方向的流向係如上所述。於排氣管231，經由作為檢測處理室201內之壓力的壓力檢測器(壓力檢測部)之壓力感測器245及作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(Auto Pressure Controller)閥243，連接作為真空排氣裝置的真空泵246，以可真空排氣而使處理室 201內的壓力成為所定壓力(真空度)之方式構成。再者，APC閥243係可開閉閥而進行處理室201內的真空排氣‧真空排氣停止，進而可調節閥開度來調整壓力的開閉閥。主要藉由排氣管231、APC閥243、真空泵246、壓力感測器245來構成排氣系。
於圖5揭示控制器900。
控制器900係以形成於晶圓200上之金屬含有膜所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式，控制第1氣體供給系300、第2氣體供給系400及第3氣體供給系500。
又，控制器900係具有顯示操作選單等的顯示器910，與包含複數鍵所構成，輸入各種資訊或操作指示的操作輸入部920。又，控制器900係具有管理基板處理裝置101整體動作的CPU 932、預先記憶包含控制程式之各種程式等的ROM 934、暫時記憶各種資料的RAM 936、記憶並保持各種資料的HDD 938、控制對顯示器910之各種資訊的顯示，並且受理來自顯示器910之操作資訊的顯示器驅動器912、檢測出對於操作輸入部920之操作狀態的操作輸入檢測部922及通訊介面(I/F)部940。
通訊I/F部940係與後述之溫度控制部950、後述之壓力控制部960、真空泵246、晶舟旋轉機構267、晶舟升降機115、流量控制器322、342、362、416、432、442、516、532、542、後述之閥控制部970等的各構件，進行各種資訊的發送接收。
CPU 932、ROM 934、RAM 936、HDD 938、顯示器驅動器912、操作輸入檢測部922及通訊I/F部940，係經由系統匯流排BUS 904而相互連接。為此，CPU 932係可進行對ROM 934、RAM 936、HDD 938的存取，並且可進行經由顯示器驅動器912之對顯示器910的各種資訊之顯示的控制、及來自顯示器910之操作資訊的掌握、經由通訊I/F部940之與各構件的各種資訊之發送接收的控制。又，CPU 932係可經由操作輸入檢測部922掌握對於操作輸入部920之使用者的操作狀態。
溫度控制部950係具有加熱器207、對加熱器207供給電力的加熱用電源250、溫度感測器263、在與控制器900之間發送接收設定溫度資訊等之各種資訊的通訊I/F部952、依據已接收之設定溫度資訊與來自溫度感測器263的溫度資訊等，控制從加熱用電源250對加熱器207之供給電力的加熱器控制部292。加熱器控制部292也藉由電腦來實現。溫度控制部950的通訊I/F部952與控制器900的通訊I/F部940利用纜線連接。
壓力控制部960係具備APC閥243、壓力感測器245、在與控制器900之間發送接收設定壓力資訊、APC閥243的開閉資訊等之各種資訊的通訊I/F部962、依據已接收之設定壓力資訊、APC閥243的開閉資訊等和來自壓力感測器245的壓力資訊等，控制APC閥243的開閉及開度的APC閥控制部964。APC閥控制部964也藉由電腦來實現。壓力控制部960的通訊I/F部962與控制器900的 通訊I/F部940利用纜線連接。
閥控制部970係具備控制閥318、334、344、346、350、364、428、444、446、450、518、534、544、546、550，與對身為空氣閥的閥318、334、344、346、350、364、428、444、446、450、518、534、544、546、550的空氣之供給的電磁閥群972。電磁閥群972與控制器900的通訊I/F部940利用纜線連接。
如上所述，於控制器900，連接有流量控制器332、342、362、416、432、442、閥318、334、344、346、350、364、418、444、446、450、518、534、544、546、550、APC閥243、加熱用電源250、溫度感測器263、壓力感測器245、真空泵246、晶舟旋轉機構267、晶舟升降機115等的各構件。然後，控制器900係進行流量控制器332、342、362、416、432、442的流量控制、閥318、334、344、346、350、364、418、444、446、450、518、534、544、546、550的開閉動作控制、經由依據來自壓力感測器245的壓力資訊之開度調整動作的壓力控制、經由依據來自溫度感測器263的溫度資訊之從加熱用電源250對加熱器207的電力供給量調整動作的溫度控制、真空泵246的啟動‧停止控制、晶舟旋轉機構267的旋轉速度調節控制、晶舟升降機115的升降動作控制等。
接著，針對使用上述之基板處理裝置的處理爐202，作為半導體裝置(device)之製造工程的一工程，在製造大型積體電路(Large Scale Integration；LSI)時等，於 基板上使膜成膜之方法的範例進行說明。再者，於以下的說明中，構成基板處理裝置之各部的動作係藉由控制器900控制。
在本實施形態中，針對作為金屬膜，使用交互供給複數處理氣體的方法，將於氮化鈦膜添加(doping)氧的氮氧化鈦膜(TiON)，形成於基板上的方法進行說明。
在本實施形態中，針對作為Ti(鈦)含有原料，作為氮化氣體使用NH3 的範例進行說明。在此範例中，藉由第1氣體供給系300來構成鈦含有氣體供給系(第1元素含有氣體供給系)，藉由第2氣體供給系400來構成氮含有氣體供給系(第2元素含有氣體供給系)，藉由第3氣體供給系500來構成氧含有氣體供給系(第3元素含有氣體供給系)。
圖6係本實施形態之控制流程的一例。
藉由此控制流程，以形成於晶圓200上之金屬含有膜所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式，控制第1氣體供給系300、第2氣體供給系400及第3氣體供給系500。
又，於此控制流程中，控制器900如以下般控制基板處理裝置101。亦即，控制加熱器207將處理室201內保持為例如300℃~550℃之範圍的溫度，理想為450℃以下，更理想為450℃。
然後，在步驟S102，進行晶圓裝填。
亦即，複數片晶圓200被裝填至晶舟217。
在下個步驟S104，進行晶舟載入。
亦即，支持複數片晶圓200的晶舟217，藉由晶舟升降機115被抬高而搬入至處理室201內。在此狀態下，封蓋219成為隔著O環220，密封反應管203之下端的狀態。之後，藉由晶舟驅動機構267使晶舟217旋轉，而使得晶圓200旋轉。之後，使真空泵246作動，並且開啟APC閥243而對處理室201內作真空處理，晶圓200的溫度成為450℃且溫度穩定時(壓力及溫度調整，S106)，在將處理室201內的溫度保持為450℃之狀態下，依序執行後述之步驟。
在步驟S202，供給TiCl4 。TiCl4 在常溫下為液體。為此，對於供給至處理室201，使用起泡器700將作為載體氣體之一例所使用之身為惰性氣體的N2 (氮)導入至收容容器702，將氣化之份量與載體氣體一起供給至處理室201。作為載體氣體，使用He(氦)、Ne(氖)、Ar(氬)來代替N2 (氮)亦可。
更具體來說，於步驟S202中，於第1氣體供給管310流動TiCl4 ，於載體氣體供給管330流動載體氣體(H2 )。此時，一起開啟閥362、第1氣體供給管310的閥318、載體氣體供給管330的閥334及排氣管231的APC閥243。載體氣體係從載體氣體供給管330流動，藉由流量控制器332進行流量調整。TiCl4 係從第1氣體供給管310流動，藉由利用流量控制器362調整供給至收容容器702內之載體氣體的流量來進行流量調整，混合被流量調 整之載體氣體，從第1噴嘴314的氣體供給孔314a被供給至處理室201內，朝向水平方向流動於晶圓200的表面上，並從排氣管231排出。此時，處理室201內之氣體的主要流向為水平方向，亦即成為朝向與晶圓200的表面平行之方向的流向。又，此時，適切調整APC閥243，將處理室201內的壓力維持在20~50Pa的範圍，例如維持為30Pa。以流量控制器362控制之TiCl4 的供給量係例如為1.0~2.0g/min。晶圓200暴露於TiCl4 的時間係例如為3~10秒間。此時，加熱器207的溫度係以晶圓的溫度在300℃~550℃的範圍，例如成為450℃之方式設定。
於此步驟S202中，流動於處理室201內的氣體僅為TiCl4 與身為惰性氣體的N2 ，並不存在NH3 。所以，TiCl4 不會引起氣相反應，而與晶圓200或基底膜產生表面反應。
於此步驟S202中，從連繫於第2氣體供給管410的途中之載體氣體供給管430，開啟閥434而流通惰性氣體的話，可防止TiCl4 流至NH3 側。又，從連繫於第3氣體供給管510的途中之載體氣體供給管530，開啟閥534而流通惰性氣體的話，可防止TiCl4 流至O2 側。
在下個步驟S204中，去除殘留氣體。
亦即，關閉第1氣體供給管310的閥318，停止對處理室201之TiCl4 的供給，排氣管231的APC閥243係利用設為開啟之狀態，藉由真空泵246對處理室201內作排氣至成為20Pa以下為止，從處理室201內排除殘留TiCl4 。再者，此時，不完全排除殘留於處理室201內的氣體亦可，不完全清洗處理室201內亦可。如果殘留於處理室201內的氣體為微量的話，於之後進行的步驟2中並不會產生不良影響。此時，供給至處理室201內的N2 氣體之流量也不需要設為大流量，例如利用供給與反應管203(處理室201)之容積同等程度的量，可於步驟S206中進行不產生不良影響程度的清洗。如此，利用不完全清洗處理室201內，可縮短清洗時間，提升處理量。又，N2 氣體的消費也可抑制為必要最小限度。
在下個步驟S206中，供給NH3 。
亦即，於第2氣體供給管410流通NH3 ，於載體氣體供給管430流通載體氣體(N2 )。此時，一起開啟第2氣體供給管410的閥418、載體氣體供給管430的閥434、450及排氣管231的APC閥243。載體氣體係從載體氣體供給管430流動，藉由流量控制器432進行流量調整。NH3 係從第2氣體供給管410流動，藉由流量控制器416進行流量調整，混合被流量調整之載體氣體，從第2噴嘴414的氣體供給孔414a供給至處理室201內，朝向水平方向流動於晶圓200的表面上，從排氣管231排出。此時，處理室201內之氣體的主要流向為水平方向，亦即成為朝向與晶圓200的表面平行之方向的流向。又，在流通NH3 時，適切調節APC閥243，將處理室201內的壓力維持在50~10000Pa的範圍，例如維持為60Pa。利用流量控制器416進行控制之NH3 的流量係例如為1~10slm。晶圓200 暴露於NH3 的時間係例如為10~30秒間。此時，加熱器207的溫度以成為300℃~550℃之範圍的所定溫度，例如成為450℃之方式設定。
於此步驟S206中，從連繫於第1氣體供給管310的途中之載體氣體供給管330，開啟閥334而流通惰性氣體的話，可防止NH3 流至TiCl4 側。又，從連繫於第3氣體供給管510的途中之載體氣體供給管530，開啟閥534而流通惰性氣體的話，可防止NH3 流至O2 側。
於此步驟S206中，藉由NH3 的供給，在晶圓200上TiCl4 與NH3 產生反應，氮化鈦(TiN)膜於晶圓200上成膜。
在下個步驟S208中，去除殘留氣體。
亦即，關閉第2氣體供給管410的閥418，停止NH3 的供給。又，使排氣管231的APC閥243成為開啟之狀態，藉由真空泵246，將處理室201排氣到20Pa以下，從處理室201排除殘留NH3 。再者，此時，不完全排除殘留於處理室201內的氣體亦可，不完全清洗處理室201內亦可。如果殘留於處理室201內的氣體為微量的話，於之後進行的步驟S210中並不會產生不良影響。此時，供給至處理室201內的N2 氣體之流量也不需要設為大流量，例如利用供給與反應管203(處理室201)之容積同等程度的量，可於步驟S210中進行不產生不良影響程度的清洗。如此，利用不完全清洗處理室201內，可縮短清洗時間，提升處理量。又，N2 氣體的消費也可抑制為必要最小限 度。
在下個步驟S210中，供給O2 。
亦即，於第3氣體供給管510流通O2 ，於載體氣體供給管530流通載體氣體(N2 )。此時，一起開啟第3氣體供給管510的閥518、550、載體氣體供給管530的閥534、550及排氣管231的APC閥243。載體氣體係從載體氣體供給管530流動，藉由流量控制器532進行流量調整。O2 係從第2氣體供給管510流動，藉由流量控制器516進行流量調整，混合被流量調整之載體氣體，從第3噴嘴514的氣體供給孔514a供給至處理室201內，朝向水平方向流動於晶圓200的表面上，從排氣管231排出。此時，處理室201內之氣體的主要流向為水平方向，亦即成為朝向與晶圓200的表面平行之方向的流向。在流通O2 時，適切調節APC閥243，將處理室201內的壓力維持在50~10000Pa的範圍，例如維持為60Pa。
於此步驟S210中，從連繫於第1氣體供給管310的途中之載體氣體供給管330，開啟閥334而流通惰性氣體的話，可防止O2 流至TiCl4 側。又，從連繫於第2氣體供給管410的途中之載體氣體供給管430，開啟閥434而流通惰性氣體的話，可防止O2 流至NH3 側。
於此步驟S210中，藉由O2 的供給，對氮化鈦(TiN)膜供給O2 ，於基板形成氮氧化鈦膜(TiON)。氮氧化鈦膜相較於氮化鈦膜，工作函數較高。為此，例如Ru(釕)等的工作函數比Ti還高，但是，可不使用高價的材 料來形成比較性上工作函數較高的膜。
在下個步驟S212中，去除殘留氣體。
亦即，關閉第3氣體供給管510的閥518，停止O2 的供給。又，使排氣管231的APC閥243成為開啟之狀態，藉由真空泵246，將處理室201排氣到20Pa以下，從處理室201排除殘留O2 。再者，此時，不完全排除殘留於處理室201內的氣體亦可，不完全清洗處理室201內亦可。如果殘留於處理室201內的氣體為微量的話，於之後進行下個氣體供給步驟之狀況中並不會產生不良影響。此時，供給至處理室201內的N2 氣體之流量也不需要設為大流量，例如利用供給與反應管203(處理室201)之容積同等程度的量，即使之後進行下個氣體供給步驟之狀況中也可進行不產生不良影響程度的清洗。如此，利用不完全清洗處理室201內，可縮短清洗時間，提升處理量。又，N2 氣體的消費也可抑制為必要最小限度。
在下個步驟S220中，判別從步驟S202到步驟S212為止之一連串的步驟是否已實施預先訂定之所定次數，在判別已實施預先訂定之所定次數時，則前進至下個步驟S402，在判別並未實施預先訂定之所定次數時，則回到步驟S202。
於具有以上說明之從步驟S202到步驟S212為止之工程的成膜工程中，形成氮氧化鈦膜。
在下個步驟S402中，進行清洗處理(purge)。在下個步驟S404中，進行恢復大氣壓。亦即，處理室201內 的氣氛被置換成惰性氣體，處理室201內的壓力恢復成常壓(恢復大氣壓)。
在下個步驟S406中，進行晶舟卸載。
亦即，封蓋219藉由晶舟升降機115下降，反應管203的下端被開口，並且已處理的晶圓200在被晶舟217支持之狀態下從反應管203的下端被搬出(晶舟卸載)至反應管203的外部。
在下個步驟S408中，進行晶圓卸脫。
亦即，已處理的晶圓200從晶舟217被取出(晶圓卸脫)。如上所述，1次的成膜處理(批次處理)結束。再者，成膜處理結束之後，因應附著於反應管203內之副生成物的量，適切供給清淨氣體，進行氣體清淨亦可。
圖7係揭示成膜工程之氮氧化鈦膜的成膜序列的時序圖。此次序係相當於從上述之步驟S202到步驟S220者。
如圖7所示，在成膜工程中，將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程、供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程、供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程設為1個循環工程，並重複進行複數次循環工程。在此，作為循環工程數，例如，成膜速度設為1 Å/循環工程的話，形成20 Å的膜時，則進行20循環工程等，因應形成之膜的膜厚來訂定。
圖8係揭示關於本實施形態的成膜工程之成膜序列的第1變形例的時序圖。
在前述之關於本實施形態的成膜工程之氮氧化鈦膜的 成膜序列中，將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程、供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程、供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程作為1個循環工程，並重複進行複數次循環工程。相對於此，於此第1變形例中，將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程，與供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程設為1個循環工程，進行複數次此循環工程(於此第1變形例中為3次)，之後，進行供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程。
然後，在此第1變形例中，將先將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程，與供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程設為1個循環工程，進行複數次(於此第1變形例中為3次)此循環工程，之後，進行供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程之一連串工程設為1個循環工程，重複進行複數次由此一連串工程所成的循環工程。
成膜工程之成膜序列的第1變形例係利用控制器900控制基板處理裝置101的各構件來實現。
圖9係揭示關於本實施形態的成膜工程之成膜序列的第2變形例的時序圖。
在前述之關於本實施形態的成膜工程之氮氧化鈦膜的成膜序列中，將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程、供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程、供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程作為1個循環工程，並重複進行複數次循環工程。相對於此，於此第2變形例中，將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程，與供給身為氮 含有氣體之NH3 氣體的工程設為1個循環工程，進行複數次(於此第2變形例中為20次)此循環工程，之後，進行供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程，而結束一連串的成膜工程。
成膜工程之成膜序列的第2變形例係利用控制器900控制基板處理裝置101的各構件來實現。
圖10係揭示關於本實施形態的成膜工程之成膜序列的第3變形例的時序圖。
在前述之關於本實施形態的成膜工程之氮氧化鈦膜的成膜序列中，將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程、供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程、供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程作為1個循環工程，並重複進行複數次循環工程。相對於此，於此第3變形例中，供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程，與供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程係一邊進行供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程，一邊被進行。
又，於此第3變形例中，將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程，與供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程設為1個循環工程，進行複數次(於此第3變形例中為20次)此循環工程。
成膜工程之成膜序列的第3變形例係利用控制器900控制基板處理裝置101的各構件來實現。
圖11係揭示關於本實施形態的成膜工程之氮氧化鈦膜的成膜序列之第4變形例的時序圖。
如圖11所示，在第4變形例中，供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程，與供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程係一邊進行供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程，一邊被進行。又，在此第4變形例中，具有同時進行供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程，與供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程之時序。再者，所謂同時係TiCl4 氣體、NH3 氣體、O2 氣體一起被供給至處理室201內的期間即可，開始供給及停止供給的時序不相同亦可。
例如，在圖11中，供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程、供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程、供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程大約同時開始，在供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程結束之後，供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程結束，在供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程結束之後，供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程結束。
圖12係揭示成膜工程之氮氧化鈦膜的成膜序列之第5變形例的時序圖。在第5變形例中，將供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程、供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程、供給身為氧含有氣體之O2 氣體的工程設為1個循環工程，並重複進行複數次循環工程。
又，於此變形例中，供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工程，與供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程大約同時開始，在供給身為金屬含有氣體之TiCl4 氣體的工 程結束之後，供給身為氮含有氣體之NH3 氣體的工程結束。
於圖13揭示第1氣體供給系300的第1變形例。
關於前述之第1實施形態的第1氣體供給系300係具有第1氣體供給管310、起泡器700、配置於比氣體供給管310的起泡器700更上游側的閥318、載體氣體供給管360、安裝於載體氣體供給管360之流量控制器362、安裝於載體氣體供給管360之閥364。相對於此，關於此第1變形例的第1氣體供給系300係除了關於第1實施形態的第1氣體供給系300所具有之各構造之外，具有流量控制器370、閥372。
流量控制器370安裝於比第1氣體供給管310的閥318更下游側。又，閥372安裝於比第1氣體供給管310的流量控制器370更下游側。流量控制器370與閥372係藉由控制器900控制。又，在控制供給之TiCl4 氣體的流量時，優先於流量控制器362來控制流量控制器370。
此第1氣體供給系300的第1變形例除了在以上說明之外的構造，與前述之第1實施形態之第1氣體供給系300相同。關於相同部份，省略說明。
於圖14揭示第1氣體供給系300的第2變形例。
關於此第2變形例的第1氣體供給系300係除了關於第1實施形態之第1氣體供給系300所具有之各構造之外，具有閥372，並具有流量控制器370來代替流量控制器362。
流量控制器370安裝於比第1氣體供給管310的閥318更下游側。又，閥372安裝於比第1氣體供給管310的流量控制器370更下游側。流量控制器370與閥372係藉由控制器900控制。又，在控制供給之TiCl4 氣體的流量時，控制流量控制器370。
此第1氣體供給系300的第2變形例除了在以上說明之外的構造，與前述之第1實施形態之第1氣體供給系300相同。關於相同部份，省略說明。
於圖15揭示第1氣體供給系300的第3變形例。
關於此第3變形例的第1氣體供給系300係除了關於第1實施形態之第1氣體供給系300所具有之各構造之外，具有流量控制器370、閥372、通氣管376。
流量控制器370安裝於比第1氣體供給管310的閥318更下游側。又，閥372安裝於比第1氣體供給管310的流量控制器370更下游側。流量控制器370與閥372係藉由控制器900控制。又，在控制供給之TiCl4 氣體的流量時，優先於流量控制器362來控制流量控制器370。
通氣管376位於比第1氣體供給管310的閥318更下游側，從比流量控制器370更上游側的位置分歧，連接於第1氣體供給管310。
此第1氣體供給系300的第3變形例除了在以上說明之外的構造，與前述之第1實施形態之第1氣體供給系300相同。關於相同部份，省略說明。
於圖16揭示第1氣體供給系300的第4變形例。
關於此第4變形例的第1氣體供給系300係除了關於第1實施形態之第1氣體供給系300所具有之各構造之外，具有流量控制器370、閥372、加熱槽380。
流量控制器370安裝於比第1氣體供給管310的閥318更下游側。又，閥372安裝於比第1氣體供給管310的流量控制器370更下游側。流量控制器370與閥372係藉由控制器900控制。又，在控制供給之TiCl4 氣體的流量時，優先於流量控制器362來控制流量控制器370。
加熱槽380係作為用以加熱起泡器700的加熱裝置所使用，為將溫度保持為一定的恆溫槽，利用包圍起泡器700的周圍，加熱收容容器702，來加熱收容於收容容器702內之液體的TiCl4 ，使液體的TiCl4 容易氣化。
此第1氣體供給系300的第4變形例除了在以上說明之外的構造，與前述之第1實施形態之第1氣體供給系300相同。關於相同部份，省略說明。
於圖17揭示第1氣體供給系300的第5變形例。
關於前述之第1實施形態的第1氣體供給系300係具有收容液體原料的收容容器702，並具有藉由起泡作用使液體原料氣化來產生原料氣體的氣化部之一例所使用的起泡器700。相對於此，此第5變形例係具有使將液體原料或各種固體金屬原料溶於溶媒者氣化的氣化器720。氣化器720係作為產生原料器體的氣化部之一例所使用者。
於氣化器720，隔著閥722與液體用的流量控制器724，連接收容容器726。於收容容器726，收容將液體原 料或各種固體金屬原料溶於溶媒者，從收容容器726經由閥722及液體流量控制器，對氣化器720供給將液體原料或各種固體金屬原料溶於溶媒者。
於收容容器726，連接載體氣體供給管730，於載體氣體供給管730，安裝有流量控制器732與閥734。
於此第5變形例中，氣化器720、閥722、液體用的流量控制器724、流量控制器732、閥734係藉由控制器900來控制。
此第1氣體供給系300的第5變形例除了在以上說明之外的構造，與前述之第1實施形態之第1氣體供給系300相同。關於相同部份，省略說明。
於圖18揭示第3氣體供給系500的變形例。
關於前述之第1實施形態的第1氣體供給系300係於第3氣體供給管510之上游側的端部連接O2 (氧)氣體的供給源(未圖示)，將從此O2 氣體的供給源供給之O2 氣體作為供給至處理室201的氧含有氣體來使用。相對於此，於此第6變形例中，於第2氣體供給管510之上游側的端部安裝有起泡器570，將從起泡器570供給之水蒸氣作為氧含有氣體來使用。
起泡器570係具有收容H2 O(水)的收容容器572，藉由起泡作用使水氣化而產生水蒸氣。收容容器572係為密閉容器，於收容容器572內收容H2 O。於收容容器572，連接載體氣體供給管576，於載體氣體供給管576，安裝有流量控制器578與閥580。
於此變形例中，在比安裝第3氣體供給管510的閥518之位置更上游側，安裝流量控制器592，在比安裝第3氣體供給管510的流量控制器592之位置更上游側，安裝閥594。流量控制器578、閥580、流量控制器592、閥594係藉由控制器900來控制。
此第3氣體供給系500的變形例除了在以上說明之外的構造，與前述之第1實施形態之第3氣體供給系500相同。關於相同部份，省略說明。
以上所說明之各變形例可組合使用。
亦即，可組合第1成膜工程之次序的第1乃至第3變形例之任一、第2成膜工程之次序的變形例、第1氣體供給系的第1乃至第5變形例之任一、第3氣體供給系的變形例來使用。
於圖19模式揭示關於本發明的第2實施形態之基板處理裝置101所具有之第1氣體供給系及第2氣體供給系。
關於前述之第1實施形態的基板處理裝置101係具有第1氣體供給系300、第2氣體供給系400、第3氣體供給系500，第1氣體供給系300作為對處理室201供給金屬含有氣體的第1氣體供給系之一例來使用，第2氣體供給系400作為對處理室201供給氮含有氣體的第2氣體供給系之一例來使用，第3氣體供給系500作為對處理室201供給氮含有氣體或鹵素含有氣體的第3氣體供給系之一例來使用。相對於此，於此第2實施形態中，第1氣體 供給系300作為對處理室201供給金屬含有氣體的第1氣體供給系之一例來使用，並且也作為對處理室201供給氮含有氣體或鹵素含有氣體的第3氣體供給系來使用。又，於此第2實施形態中，第2氣體供給系400作為對處理室201供給氮含有氣體的第2氣體供給系之一例來使用，並且也作為對處理室201供給氮含有氣體或鹵素含有氣體的第3氣體供給系來使用。
於此第2實施形態中，第1氣體供給系300係除了前述之第1實施形態之第1氣體供給系300所具有之構造之外，具有氧供給管390、流量控制器392、閥394。氧供給管390係下游測的端部經由載體氣體供給管330，連接於第1氣體供給管310。又，於氧供給管390之上游側的端部，連接O2 (氧)氣體的供給源(未圖示)。
流量控制器392係為了調整供給之O2 (氧)氣體的流量所使用，安裝於氧供給管390。閥394係為了停止‧開始O2 (氧)氣體的供給所使用，安裝在比安裝氧供給管390的流量控制器392的位置更下游側。
又，於此第2實施形態中，第2氣體供給系400係除了前述之第1實施形態之第2氣體供給系400所具有之構造之外，具有氧供給管490、流量控制器492、閥494。氧供給管490係下游測的端部經由載體氣體供給管430，連接於第4氣體供給管410。又，於氧供給管490之上游側的端部，連接O2 (氧)氣體的供給源(未圖示)。
流量控制器492係為了調整供給之O2 (氧)氣體的 流量所使用，安裝於氧供給管490。閥494係為了停止‧開始O2 (氧)氣體的供給所使用，安裝在比安裝氧供給管490的流量控制器492的位置更下游側。流量控制器392、閥394、流量控制器492、閥494係藉由控制器900來控制。
又，於關於本發明之第2實施形態的基板處理裝置101中，作為第1氣體供給系300，可使用前述之第1實施形態之第1氣體供給系300的第1乃至第5變形例之任一。
關於此第2實施形態的基板處理裝置101係除了以上說明以外的構造，與前述之第1實施形態的基板處理裝置101相同。關於相同部份，省略說明。
於圖20模式揭示關於本發明的第2實施形態之基板處理裝置101所具有之第1氣體供給系300及第2氣體供給系400的第1變形例。
於此第1變形例中，除了具有前述之本發明的第2實施形態之第1氣體供給系及第2氣體供給系所具有之構造之外，於載體氣體供給管330，形成內徑比其他部分更大的大徑部331。大徑部331係形成在比連接載體氣體供給管330的氧供給管390之位置更下游側，利用載體氣體與O2 氣體通過大徑部331，成為O2 氣體均勻擴散於載體氣體之狀態。
又，於此第1變形例中，除了具有前述之本發明的第2實施形態之第1氣體供給系及第2氣體供給系所具有之 構造之外，於載體氣體供給管430，形成內徑比其他部分更大的大徑部431。大徑部431係形成在比連接載體氣體供給管430的氧供給管490之位置更下游側，利用載體氣體與O2 氣體通過大徑部431，成為O2 氣體均勻擴散於載體氣體之狀態。
此第1氣體供給系300、第2氣體供給系400的第1變形例除了在以上說明之外的部分之構造與前述之第2實施形態相同。關於相同部份，省略說明。
於圖21模式揭示關於本發明的第2實施形態之基板處理裝置101所具有之第1氣體供給系300及第2氣體供給系400的第2變形例。
關於前述之第2實施形態的第1氣體供給系300與第2氣體供給系400中，於氧供給管390與氧供給管490之上游側的端部分別連接O2 (氧)氣體的供給源(未圖示)，將從此O2 氣體的供給源供給之O2 氣體作為供給至處理室201的氧含有氣體來使用。相對於此，於此第2變形例中，於氧供給管390與氧供給管490之上游側的端部安裝有1個起泡器600，將從起泡器600供給之水蒸氣作為氧含有氣體來使用。
起泡器600係具有收容H2 O(水)的收容容器602，藉由起泡作用使水氣化而產生水蒸氣。收容容器602係為密閉容器，於收容容器602內收容H2 O。於收容容器602，連接載體氣體供給管620，於載體氣體供給管620，安裝有流量控制器622與閥624。
又，於此第2變形例中，氧供給管390與氧供給管490在上游側連結，於此連結之部分安裝流量控制器606，並且此連結之部分連結於起泡器600。流量控制器606、閥624、流量控制器622係藉由控制器900控制。
因為此第1氣體供給系300、第2氣體供給系400的第2變形例除了在以上說明之外的部分之構造與前述之第2實施形態相同，故省略關於相同部份的說明。
於以上說明之第1實施形態、第2實施形態及該等變形例中，作為氧含有氣體，已說明使用O2 氣體的範例與使用水蒸氣的範例，但是，作為氧含有氣體，例如可使用NO、N2 O、O3 來代替O2 氣體與水蒸氣，或與O2 氣體與水蒸氣並用。
又，於以上所說明之第1實施形態、第2實施形態及該等變形例中，對處理室201供給氧含有氣體，但是，將鹵素含有氣體供給至處理室201來代替對處理室201供給氧含有氣體亦可。作為供給至處理室201的鹵素含有氣體，例如可使用含有氟或氯的氣體。
藉由將鹵素含有氣體供給至處理室201來代替氧含有氣體，可一邊抑制導電性薄膜之電阻的增加一邊提升導電性薄膜的負電性，結果，可提升導電性薄膜的工作函數。
又，藉由變更氧含有氣體或鹵素含有氣體的添加方法、供給時間、濃度，可將成膜之膜所包含之氧等的比例以成為所希望之值之方式進行控制。
[本發明的理想樣態]
以下，針對本發明的理想樣態進行附記。
[附記1]
一種半導體裝置之製造方法，係於基板形成金屬含有膜，具有：對收容基板的處理室供給金屬含有氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及在對前述處理室供給前述金屬含有氣體與氮含有氣體之後，對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體。
[附記2]
如附記1所記載之半導體裝置之製造方法，其中，將供給前述金屬含有氣體的工程、供給前述氮含有氣體的工程、供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程設為1個循環工程，並重複複數次此循環工程。
[附記3]
如附記2所記載之半導體裝置之製造方法，其中，更具有：從前述處理室去除殘留於前述處理室之氣體的工程；前述去除的工程，係在供給前述金屬含有氣體的工程之後且供給前述氮含有氣體的工程之前、供給前述氮含有氣體的工程之後且供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的 工程之前、及供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之後且供給前述金屬含有氣體的工程之前的至少之一中進行。
[附記4]
如附記1所記載之半導體裝置之製造方法，其中，將供給前述金屬含有氣體的工程與供給前述氮含有氣體的工程設為1個循環工程，進行複數次前述循環工程，之後，進行供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程。
[附記5]
如附記4所記載之半導體裝置之製造方法，其中，更具有：從前述處理室去除殘留於前述處理室之氣體的工程；前述去除的工程，係在供給前述金屬含有氣體的工程之後且供給前述氮含有氣體的工程之前、供給前述氮含有氣體的工程之後且供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之前、及供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之後的至少之一中進行。
[附記6]
一種半導體裝置之製造方法，係於基板形成金屬含有膜，具有：對收容基板的處理室供給金屬含有氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及 對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程；供給前述供給金屬含有氣體的工程、及供給前述氮含有氣體的工程之至少任一方，係一邊進行供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程一邊進行。
[附記7]
如附記6所記載之半導體裝置之製造方法，其中，一邊進行供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程，一邊交互複數次進行供給前述金屬含有氣體的工程與供給前述氮含有氣體的工程。
[附記8]
如附記6所記載之半導體裝置之製造方法，其中，具有同時進行供給前述金屬含有氣體的工程與供給前述氮含有氣體的工程之時序。
[附記9]
如附記1至8中任一所記載之半導體裝置之製造方法，其中，供給前述金屬含有氣體的工程、供給前述氮含有氣體的工程及供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之至少一方，係以形成於前述基板之前述金屬含有膜中所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式進行控制。
[附記10]
如附記9所記載之半導體裝置之製造方法，其中，供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程，係以形成於前述基板之前述金屬含有膜中所包含之前述氧或前述鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式，控制前述氧含有氣體或前述鹵素氣體的供給量。
[附記11]
一種基板處理裝置，係具有：處理室，係收容基板；第1氣體供給系，係對前述處理室供給金屬含有氣體；第2氣體供給系，係對前述處理室供給氮含有氣體；第3氣體供給系，係對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體；及控制部，係控制前述第1氣體供給系、前述第2氣體供給系及前述第3氣體供給系；前述控制部，係以形成於前述基板上之金屬含有膜所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式，控制前述第1氣體供給系、前述第2氣體供給系及前述第3氣體供給系。
[附記12]
如附記11所記載之基板處理裝置，其中，前述控制部，係以將對前述處理室之前述金屬含有氣體的供給、對前述處理室之前述氮含有氣體的供給、對前述處理室之前述氧含有氣體或前述鹵素含有氣體的供給設為1個循環工程，並重複進行複數次前述循環工程之方式，來控制前述第1氣體供給系、前述第2氣體供給系及前述第3氣體供給系；以形成於前述基板之前述金屬含有膜中所包含之前述氧或前述鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式，來控制前述第3氣體供給系所致之對前述處理室的前述氧含有氣體或前述鹵素含有氣體的供給量。
[附記13]
如附記12所記載之基板處理裝置，其中，前述第3氣體供給系係具有：流量控制機構，係控制前述氧含有氣體或前述鹵素含有氣體的流量；及開閉閥，係設置於前述流量控制機構與前述處理室之間。
[附記14]
一種薄膜形成方法，係具有：對收納基板的處理室，供給用以於前述基板形成薄膜 之金屬材料的金屬材料供給工程；對前述處理室，供給用以對於前述金屬材料進行還原及氮化的至少任一方處理之第1原料的第1供給工程；及對前述處理室，供給用以對於前述金屬材料進行氧化及鹵化的至少任一方處理之第2原料的第2供給工程；前述第2供給工程，係以被導入至形成於前述基板之前述薄膜的氧或鹵素的導入量成為預先訂定之值之方式，控制前述第2原料的流量。
[附記15]
如附記14所記載之薄膜形成方法，其中，前述第2供給工程係具有：使用閥，設為可進行對前述處理室之前述第2原料的供給之狀態的工程；及使用閥來停止對前述處理室之前述第2原料的供給的工程。
[附記16]
如附記14或15所記載之薄膜形成方法，其中，前述第2供給工程，係獨立於利用前述第2供給系供給之其他材料的流量，控制前述第2原料的流量。
[附記17]
如附記14至16中任一所記載之薄膜形成方法，其中 ，於前述第1供給工程中，前述第1原料混合於惰性氣體來供給，於前述第2供給工程中，前述第2原料混合於前述惰性氣體來供給。
[附記18]
如附記17所記載之薄膜形成方法，其中，更具有：使前述第1原料與前述惰性氣體的混合均勻的工程；及使前述第2原料與前述惰性氣體的混合均勻的工程。
[附記19]
如附記14至18中任一所記載之薄膜形成方法，其中，前述第2供給工程，係更具有使收容於水收容部的水產生氣泡的氣泡產生工程，及使收容於前述水收容部的前述水氣化的氣化工程中任一方。
[附記20]
如附記14至19中任一所記載之薄膜形成方法，其中，前述金屬材料供給工程，係具有將由收容於金屬材料收容部的液體所成之前述金屬材料混合於載體氣體的工程、加熱由收容於前述金屬材料收容部的液體所成之前述金 屬材料的工程、及使由收容於前述金屬材料收容部的液體所成之前述金屬材料氣化的工程至少之一。
[附記21]
一種薄膜形成裝置，係具有：處理室，係收容基板；金屬材料供給系，係對前述處理室，供給用以於前述基板形成薄膜的金屬材料；第1供給系，係將用以對於前述金屬材料進行還原及氮化的至少任一方處理之第1原料，供給至前述處理室；及第2供給系，係將用以對於前述金屬材料進行氧化及鹵化的至少任一方處理之第2原料，供給至前述處理室；前述第2供給系，係具有控制前述第2原料之流量的流量控制機構；前述流量控制機構，係以被導入至形成於前述基板之前述薄膜的氧或鹵素的導入量成為預先訂定之值之方式，控制前述第2原料的流量。
[附記22]
如附記21所記載之薄膜形成裝置，其中，前述第2供給系，係更具有將對前述處理室之前述第2原料的供給設為可進行之狀態，停止對前述處理室之前述第2原料的供給的閥。
[附記23]
如附記21或22所記載之薄膜形成裝置，其中，前述流量控制機構，係獨立於利用前述第2供給系供給之其他材料的流量，控制前述第2原料的流量。
[附記24]
一種薄膜形成裝置，係具有：處理室，係收容基板；金屬材料供給系，係對前述處理室，供給用以於前述基板形成薄膜的金屬材料；及第1供給系，係將用以對於前述金屬材料進行還原及氮化的至少任一方處理之第1原料，供給至前述處理室；前述金屬材料供給系，係具有對該金屬氣體供給系供給氣體供給系的第1惰性氣體供給管；前述第1供給系，係具有對該第1供給系供給前述惰性氣體的第2惰性氣體供給管；於前述第1惰性氣體供給管及前述第2惰性氣體供給管的至少任一方，更具有供給用以對於前述金屬材料進行氧化及鹵化的至少任一方處理之第2原料的第2供給系；前述第2供給系，係具有控制前述第2原料之流量的流量控制機構；前述流量控制機構，係以被導入至形成於前述基板之前述薄膜的氧或鹵素的導入量成為預先訂定之值之方式， 控制前述第2原料的流量。
[附記25]
如附記24所記載之薄膜形成裝置，其中，前述第1惰性氣體供給管，係具有內徑比其他部份大的第1大徑部；前述第2惰性氣體供給管，係具有內徑比其他部份大的第2大徑部。
[附記26]
如附記21至25中任一所記載之薄膜形成方法，其中，前述第2供給系係更具有：收容水的水收容部，與使收容於前述水收容部的水產生氣泡的氣泡產生裝置，及使收容前述水收容部的前述水氣化的氣化裝置的至少任一方。
[附記27]
如附記21至26中任一所記載之薄膜形成裝置，其中，前述金屬材料供給系係具有：收容由液體所成之前述金屬材料的金屬材料收容部，與 用以將收容於前述金屬材料收容部之前述金屬材料混合至載體氣體的混合裝置、用以加熱收容於前述金屬材料收容部之前述金屬材料的加熱裝置、及用以使收容於前述金屬材料收容部之前述金屬材料氣化的氣化裝置的至少之一。
[附記28]
一種半導體裝置之製造方法，係於基板形成含有金屬膜的半導體裝置之製造方法，利用進行複數次包含以下工程的循環工程，於基板形成金屬含有膜，對收容前述基板的處理室供給金屬含有氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程；
[附記29]
一種半導體裝置的製造方法，係利用進行複數次包含對收容基板的處理室供給金屬含有氣體的工程，與對前述處理室供給氮含有氣體的工程的循環工程，於基板形成金屬氮化膜之後，進行對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程，於前述金屬氮化膜添加氧。
[附記30]
一種半導體裝置之製造方法，係於基板形成金屬含有膜的半導體裝置之製造方法，進行複數次包含對收容前述基板的處理室供給金屬含有氣體的工程、對前述處理室供給氮含有氣體的工程、對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之循環工程，供給前述供給金屬含有氣體的工程、及供給前述氮含有氣體的工程之至少任一方，係一邊進行供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程一邊進行。
[附記31]
一種基板處理裝置，係具有：處理室，係收容基板；第1氣體供給系，係對前述處理室供給金屬含有氣體；第2氣體供給系，係對前述處理室供給氮含有氣體；第3氣體供給系，係對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體；及控制部，係控制前述第1氣體供給系、前述第2氣體供給系及前述第3氣體供給系；前述控制部，係以形成於前述基板上之金屬含有膜所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式，控制前述第1氣體供給系、前述第2氣體供給系及前述第3氣體供給系。
[附記32]
一種基板處理方法，係於基板形成金屬含有膜的基板處理方法，利用進行複數次包含對收容前述基板的處理室供給金屬含有氣體的工程、對前述處理室供給氮含有氣體的工程、對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之循環工程，於基板形成金屬含有膜。
[附記33]
一種程式，係使電腦具有控制手段的功能，以控制第1氣體供給系，將金屬含有氣體供給所定量至收容基板的處理室，控制第2氣體供給系，將氮含有氣體供給所定量至前述處理室，控制第3氣體供給系，將氧含有氣體或鹵素含有氣體供給所定量至處理室，控制對前述處理室作排氣的排氣系，對前述處理室以所定排氣量作排氣之方式進行控制。
[附記34]
一種電腦可讀取的記錄媒體，係記錄附記33所記載之程式。
101‧‧‧基板處理裝置
105‧‧‧晶匣櫃
107‧‧‧預備晶匣櫃
110‧‧‧晶匣
111‧‧‧框體
114‧‧‧晶匣台
115‧‧‧晶舟升降機
118‧‧‧晶匣搬送裝置
118a‧‧‧晶匣升降機
118b‧‧‧晶匣搬送機構
123‧‧‧移載櫃
125‧‧‧晶圓移載機構
125a‧‧‧晶圓移載裝置
125b‧‧‧晶圓移載裝置升降機
125c‧‧‧鉗子
128‧‧‧機械臂
134a‧‧‧清淨單元
147‧‧‧爐口閘門
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理爐
207‧‧‧加熱器
210‧‧‧底板
211‧‧‧頂板
212‧‧‧支柱
217‧‧‧晶舟
218‧‧‧晶舟支持台
219‧‧‧封蓋
220‧‧‧O環
231‧‧‧排氣管
243‧‧‧APC閥
245‧‧‧壓力感測器
246‧‧‧真空泵
250‧‧‧加熱用電源
255‧‧‧旋轉軸
263‧‧‧溫度感測器
267‧‧‧晶舟旋轉機構
292‧‧‧加熱器控制部
300‧‧‧第1氣體供給系
310‧‧‧第1氣體供給管
314‧‧‧第1噴嘴
318，334，344，346，350，364，394，418，428，434，444，446，450，494，518，534，544，546，550，580，594，722，734‧‧‧閥
314a，414a，514a‧‧‧氣體供給孔
322，332，342，362，392，416，432，442，492，516，532，542，578，592，732‧‧‧流量控制器
330，360，430，530，576，620，730‧‧‧載體氣體供給管
331‧‧‧大徑部
340，440，540‧‧‧清淨氣體供給管
390‧‧‧氧供給管
400‧‧‧第2氣體供給系
410‧‧‧第2氣體供給管
414‧‧‧第2噴嘴
500‧‧‧第3氣體供給系
510‧‧‧第3氣體供給管
514‧‧‧第3噴嘴
570，700‧‧‧起泡器
572，602，702，726‧‧‧收容容器
720‧‧‧氣化器
724‧‧‧液體用的流量控制器
900‧‧‧控制器
904‧‧‧系統匯流排BUS
910‧‧‧顯示器
912‧‧‧顯示器驅動器
920‧‧‧操作輸入部
922‧‧‧操作輸入檢測部
932‧‧‧CPU
934‧‧‧ROM
936‧‧‧RAM
938‧‧‧HDD
940，952，962‧‧‧通訊I/F部
950‧‧‧溫度控制部
964‧‧‧APC閥控制部
970‧‧‧閥控制部
972‧‧‧電磁閥群
［圖1〕揭示關於第1實施形態的基板處理裝置之構造概略的立體圖。
［圖2〕揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之處理爐的圖。
〔圖3〕揭示圖2所示之處理爐的圖2之A-A面剖面的剖面圖。
〔圖4〕模式揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系、第2氣體供給系及第3氣體供給系的圖。
〔圖5〕揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之控制器與藉由此控制器控制之各構件的區塊圖。
〔圖6〕揭示本發明的第1實施形態之控制之一例的流程圖。
〔圖7〕揭示本發明的第1實施形態之成膜工程之次序的時序圖。
［圖8〕揭示本發明的第1實施形態之成膜工程之第1變形例的時序圖。
〔圖9〕揭示本發明的第1實施形態之成膜工程之第2變形例的時序圖。
〔圖10〕揭示本發明的第1實施形態之成膜工程之第3變形例的時序圖。
〔圖11〕揭示本發明的第1實施形態之成膜工程的第4變形例之次序的時序圖。
［圖12〕揭示本發明的第1實施形態之成膜工程之第5變形例的時序圖。
〔圖13〕模式揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系的第1變形例的圖。
〔圖14〕模式揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系的第2變形例的圖。
〔圖15〕模式揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系的第3變形例的圖。
〔圖16〕模式揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系的第4變形例的圖。
〔圖17〕模式揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系的第5變形例的圖。
〔圖18〕模式揭示圖1所示之基板處理裝置所具有之第3氣體供給系的變形例的圖。
〔圖19〕模式揭示關於本發明的第2實施形態之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系與第2氣體供給系的圖。
〔圖20〕模式揭示關於本發明的第2實施形態之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系與第2氣體供給系的第1變形例的圖。
〔圖21〕模式揭示關於本發明的第2實施形態之基板處理裝置所具有之第1氣體供給系與第2氣體供給系的第2變形例的圖。
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧處理室
300‧‧‧第1氣體供給系
310‧‧‧第1氣體供給管
314‧‧‧第1噴嘴
318，334，344，346，350，364，418，434，444，446，450，518，534，544，546，550‧‧‧閥
332，342，362，416，432，442，516，532，542‧‧‧流量控制器
330，360，430，530‧‧‧載體氣體供給管
340，440，540‧‧‧清淨氣體供給管
400‧‧‧第2氣體供給系
410‧‧‧第2氣體供給管
414‧‧‧第2噴嘴
500‧‧‧第3氣體供給系
510‧‧‧第3氣體供給管
514‧‧‧第3噴嘴
700‧‧‧起泡器
702‧‧‧收容容器

Claims (8)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，係於基板形成含鈦氮化膜的半導體裝置之製造方法，其特徵為進行複數次包含以下工程的循環工程：對收容前述基板的處理室供給含鈦氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造方法，其中，更具有：從前述處理室去除殘留於前述處理室之氣體的工程；前述去除的工程，係在供給前述含鈦氣體的工程之後且供給前述氮含有氣體的工程之前、供給前述氮含有氣體的工程之後且供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之前、及供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之後且供給前述含鈦氣體的工程之前的至少之一中進行。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造方法，其中，供給前述含鈦氣體的工程、供給前述氮含有氣體的工程及供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之至少任一方，係以形成於前述基板之前述含鈦氮化膜中所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式進行控制。
  4. 一種半導體裝置之製造方法，係於基板形成含鈦氮 化膜的半導體裝置之製造方法，其特徵為：進行複數次包含以下工程的循環工程：對收容前述基板的處理室供給含鈦氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程；供給前述供給含鈦氣體的工程、及供給前述氮含有氣體的工程之至少任一方，係一邊進行供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程一邊進行。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之半導體裝置之製造方法，其中，一邊進行供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程，一邊交互複數次進行供給前述含鈦氣體的工程與供給前述氮含有氣體的工程。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之半導體裝置之製造方法，其中，具有同時進行供給前述含鈦氣體的工程與供給前述氮含有氣體的工程之時序。
  7. 如申請專利範圍第4項所記載之半導體裝置之製造方法，其中，供給前述含鈦氣體的工程、供給前述氮含有氣體的工程及供給前述氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程之至少一方，係以形成於前述基板之前述含鈦氮化膜中所包含之氧或鹵素的組成比成為預先訂定之值之方式進行控制。
  8. 一種基板處理方法，係於基板形成含鈦氮化膜的基板處理方法，其特徵為進行複數次包含以下工程的循環工程：對收容前述基板的處理室供給含鈦氣體的工程；對前述處理室供給氮含有氣體的工程；及對前述處理室供給氧含有氣體或鹵素含有氣體的工程。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8409352B2 (en) * 2010-03-01 2013-04-02 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing semiconductor device, method of manufacturing substrate and substrate processing apparatus
JP5963456B2 (ja) * 2011-02-18 2016-08-03 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置、及び基板処理方法
JP6017396B2 (ja) * 2012-12-18 2016-11-02 東京エレクトロン株式会社 薄膜形成方法および薄膜形成装置
JP6087236B2 (ja) 2013-07-24 2017-03-01 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
WO2016038660A1 (ja) * 2014-09-08 2016-03-17 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6086892B2 (ja) * 2014-11-25 2017-03-01 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
US10522467B2 (en) * 2016-07-06 2019-12-31 Tokyo Electron Limited Ruthenium wiring and manufacturing method thereof
JP6785130B2 (ja) * 2016-07-06 2020-11-18 東京エレクトロン株式会社 ルテニウム配線およびその製造方法
JP6755164B2 (ja) * 2016-11-14 2020-09-16 東京エレクトロン株式会社 ＴｉＮ系膜およびその形成方法
CN113614881B (zh) * 2019-03-25 2024-11-29 株式会社国际电气 半导体装置的制造方法、基板处理装置以及存储介质
JP7273079B2 (ja) * 2021-02-15 2023-05-12 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理方法
EP4425534A4 (en) * 2021-10-29 2026-04-08 Kokusai Electric Corp METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICES, METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATES, AND RECORDING MEDIUM
JP7845792B2 (ja) * 2022-06-23 2026-04-14 東京エレクトロン株式会社 成膜方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7759746B2 (en) * 2006-03-31 2010-07-20 Tokyo Electron Limited Semiconductor device with gate dielectric containing aluminum and mixed rare earth elements

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5728456A (en) * 1996-02-01 1998-03-17 Optical Coating Laboratory, Inc. Methods and apparatus for providing an absorbing, broad band, low brightness, antireflection coating
KR100319888B1 (ko) * 1998-06-16 2002-01-10 윤종용 선택적 금속층 형성방법, 이를 이용한 커패시터 형성 및 콘택홀 매립방법
US6824825B2 (en) * 1999-09-13 2004-11-30 Tokyo Electron Limited Method for depositing metallic nitride series thin film
US6780704B1 (en) * 1999-12-03 2004-08-24 Asm International Nv Conformal thin films over textured capacitor electrodes
WO2003076678A2 (en) * 2002-03-08 2003-09-18 Sundew Technologies, Llc Ald method and apparatus
US7579771B2 (en) * 2002-04-23 2009-08-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and method of manufacturing the same
KR100460841B1 (ko) * 2002-10-22 2004-12-09 한국전자통신연구원 플라즈마 인가 원자층 증착법을 통한 질소첨가 산화물박막의 형성방법
US7045406B2 (en) 2002-12-03 2006-05-16 Asm International, N.V. Method of forming an electrode with adjusted work function
US6936508B2 (en) * 2003-09-12 2005-08-30 Texas Instruments Incorporated Metal gate MOS transistors and methods for making the same
US7351656B2 (en) * 2005-01-21 2008-04-01 Kabushiki Kaihsa Toshiba Semiconductor device having oxidized metal film and manufacture method of the same
US7498247B2 (en) * 2005-02-23 2009-03-03 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of Hf3N4/HfO2 films as gate dielectrics
US7608549B2 (en) * 2005-03-15 2009-10-27 Asm America, Inc. Method of forming non-conformal layers
JP4727667B2 (ja) 2005-08-16 2011-07-20 株式会社日立国際電気 薄膜形成方法および半導体デバイスの製造方法
JP5608315B2 (ja) * 2007-12-03 2014-10-15 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル キャパシタ用電極及びその製造方法、キャパシタ
JP4611414B2 (ja) * 2007-12-26 2011-01-12 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
EP2225407B1 (en) * 2007-12-28 2017-05-31 Universitetet I Oslo Formation of a lithium comprising structure on a substrate by ald
US8288274B2 (en) * 2008-04-21 2012-10-16 Hynix Semiconductor Inc. Method of forming noble metal layer using ozone reaction gas
US8383525B2 (en) * 2008-04-25 2013-02-26 Asm America, Inc. Plasma-enhanced deposition process for forming a metal oxide thin film and related structures
TWI467045B (zh) * 2008-05-23 2015-01-01 Sigma Aldrich Co 高介電常數電介質薄膜與使用鈰基前驅物製造高介電常數電介質薄膜之方法
US8945675B2 (en) * 2008-05-29 2015-02-03 Asm International N.V. Methods for forming conductive titanium oxide thin films
JP4573913B1 (ja) * 2009-03-30 2010-11-04 キヤノンアネルバ株式会社 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置
JP2011034995A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Elpida Memory Inc 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP5963456B2 (ja) * 2011-02-18 2016-08-03 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置、及び基板処理方法
US9330899B2 (en) * 2012-11-01 2016-05-03 Asm Ip Holding B.V. Method of depositing thin film
JP5956972B2 (ja) * 2012-12-21 2016-07-27 東京エレクトロン株式会社 成膜方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7759746B2 (en) * 2006-03-31 2010-07-20 Tokyo Electron Limited Semiconductor device with gate dielectric containing aluminum and mixed rare earth elements

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Publication number Publication date
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