[发明专利]半导体装置的制造方法、衬底处理方法及衬底处理装置

权利要求书

1.一种半导体装置的制造方法，包括交替重复多次下述工序而在所述衬底上形成导电性氧氮化钽膜的工序，所述导电性氧氮化钽膜化学计量上氧相对于钽及氮不足，

在发生CVD反应的条件下，向收容有衬底的处理室内供给含有钽的原料气体和氮化剂，在所述衬底上形成氮化钽层的工序；

向所述处理室内供给氧化剂，在所述氮化钽层的由所述氧化剂引起的氧化反应为不饱和的条件下，氧化所述氮化钽层的工序。

2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，所述原料气体含有丁基亚氨基。

3.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，所述原料气体含有叔丁基亚氨基。

4.如权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其中，所述原料气体还含有乙基及甲基中的至少一种和氨基。

5.如权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其中，所述原料气体还含有乙基及甲基中的至少一种和氨基。

6.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，所述原料气体含有Ta[NC(CH₃)₃][N(C₂H₅)₂]₃、Ta[NC(CH₃)₃][N(C₂H₅)CH₃]₃或Ta[NC(CH₃)₃][N(CH₃)₂]₃。

7.如权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中，所述氮化剂含有NH₃、N₂H₂、N₂H₄或N₃H₈，所述氧化剂含有O₂、O₃、H₂O或O₂+H₂。

8.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，在所述形成氧氮化钽膜的工序中，形成膜中的氧与钽的比在1∶1～1∶30的范围内、膜中的氧与氮的比在1∶5～1∶50的范围内的所述氧氮化钽膜。

9.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，还包括下述工序：形成所述氧氮化钽膜后，在将形成有所述氧氮化钽膜的所述衬底收容在所述处理室内的状态下，向所述处理室内供给含有钽的原料气体和氧化剂，在所述氧氮化钽膜上形成绝缘性氧化钽膜的工序。

10.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，在所述氧化氮化钽层的工序中，在非等离子体的气氛下热氧化所述氮化钽层。

11.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，通过控制每1次所述形成氮化钽层的工序中形成的所述氮化钽层的厚度，控制所述氧氮化钽膜的膜中氧浓度。

12.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，在所述形成氧氮化钽膜的工序中，将所述衬底的温度设定为300～450℃，将所述处理室内的压力设定为20～1330Pa。

13.一种衬底处理方法，包括交替重复多次下述工序而在所述衬底上形成导电性氧氮化钽膜的工序，所述导电性氧氮化钽膜化学计量上氧相对于钽及氮不足，

在发生CVD反应的条件下，向收容有衬底的处理室内供给含有钽的原料气体和氮化剂，在所述衬底上形成氮化钽层的工序；

向所述处理室内供给氧化剂，在所述氮化钽层的由所述氧化剂引起的氧化反应为不饱和的条件下，氧化所述氮化钽层的工序。

14.一种衬底处理装置，所述衬底处理装置具有：

收容衬底的处理室；

加热所述处理室内的衬底的加热器；

向所述处理室内供给含有钽的原料气体的原料气体供给系统；

向所述处理室内供给氮化剂的氮化剂供给系统；

向所述处理室内供给氧化剂的氧化剂供给系统；及

控制部，所述控制部控制所述加热器、所述原料气体供给系统、所述氮化剂供给系统及所述氧化剂供给系统，通过交替重复多次下述处理而在所述衬底上形成导电性氧氮化钽膜，所述导电性氧氮化钽膜化学计量上氧相对于钽及氮不足，所述处理包括：

在发生CVD反应的条件下，向收容有衬底的所述处理室内供给所述原料气体和所述氮化剂，在所述衬底上形成氮化钽层的处理；和

向所述处理室内供给所述氧化剂，在所述氮化钽层的由所述氧化剂引起的氧化反应为不饱和的条件下，氧化所述氮化钽层的处理。