半导体装置的制造方法、基板处理装置及程序制造方法及图纸

本发明专利技术的课题是提供对于具有不同材质的表面的基板使膜选择性良好地选择性生长的技术。解决的手段是：具有(a)对于在表面形成有第一金属膜和与所述第一金属膜相比培养时间长的绝缘膜的基板，交替供给含金属气体和反应气体，从而在所述基板上形成第二金属膜的工序，和(b)对于所述基板供给蚀刻气体，将在所述绝缘膜上形成的第二金属膜除去，而使在所述第一金属膜上形成的所述第二金属膜残留的工序，交替重复(a)和(b)，从而使得所述第二金属膜在所述第一金属膜上选择性生长。

Manufacturing method of semiconductor device, substrate processing device and program

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置的制造方法、基板处理装置及程序
本专利技术涉及半导体装置的制造方法、基板处理装置及程序。
技术介绍
为了形成闪存的控制栅极膜、MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)的面向字线(ワードライン向け)电极、屏障膜，作为半导体装置(设备)的制造工序的一个工序，进行通过向处理室内的基板供给处理气体来进行的基板处理，例如成膜处理、氧化处理等。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012-67328号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题以往的半导体装置的制造方法中的选择性的薄膜生长方法，有在结晶Si基板生长Si或SiGe的外延生长技术、通过供给连续的原料气体的方法而使膜生长的选择性CVD等。这些方法都是利用在不同材质的表面上薄膜的生长时间差(培养时间)的方法，由于不能在有限的时间内较厚地成膜、选择性的不完全性，从而实用化中存在限制。此外，在半导体设备的加工中使用各种加工用薄膜，即所谓硬掩模，在以往的情形下，为了分为要加工(要蚀刻)的表面和不要加工(不要蚀刻)的表面，需要用光阻膜等进行露光，对硬掩模自身进行加工。该方法中，仅就进行光阻膜加工的工序，就会有增加制造成本的问题。因此，如果能够提供提高了选择性的选择性生长技术，则仅在成膜过程中就能够区分要加工的表面和不要加工的表面，在半导体装置的制造中能够有助于降低成本。本专利技术的目的在于，提供对于具有不同材质的表面的基板使膜选择性良好地选择性生长的技术。解决课题的方法根据本专利技术的一个实施方式，提供一种技术，其具有(a)通过对在表面上形成有第一金属膜和与上述第一金属膜相比培养时间(incubationtime)长的绝缘膜的基板交替供给含金属气体和反应气体而在上述基板上形成第二金属膜的工序，(b)对于上述基板供给蚀刻气体，除去在上述在绝缘膜上形成的第二金属膜，而使在上述第一金属膜上形成的上述第二金属膜残留的工序，交替重复(a)和(b)，从而在上述第一金属膜上选择性生长上述第二金属膜。专利技术效果对于具有不同材质的表面的基板能够使膜选择性良好地选择性生长。附图说明[图1]是本专利技术的实施方式中适合使用的基板处理装置的处理炉的概略构成图，是以纵截面图显示处理炉部分的图。[图2]是沿着图1的A-A线的概略横截面图。[图3]是显示图1所示的基板处理装置所具有的控制器的构成的框图。[图4]图4(a)是说明培养时间的图，图4(b)是说明成膜与蚀刻的交替顺序的图，图4(c)是由成膜与蚀刻的交替顺序所获得的膜的生长的示意图。[图5]是显示本专利技术的第一实施方式的成膜处理中合适的气体供给的时刻点的图。[图6]是显示本专利技术的第一实施方式的变形例1的成膜处理中合适的气体供给的时刻点的图。[图7]是显示本专利技术的第一实施方式的变形例2的成膜处理中合适的气体供给的时刻点的图。[图8]是显示本专利技术的第一实施方式的变形例3的成膜处理中合适的气体供给的时刻点的图。[图9]是显示本专利技术的第一实施方式的变形例4的成膜处理中合适的气体供给的时刻点的图。[图10]是显示本专利技术的第二实施方式的成膜处理中合适的气体供给的时刻点的图。具体实施方式随着集成电路的细微化的发展，引入了双重图案(doublepatterning)这样的方法，增加了用于形成细微结构的工序数(＝制造成本)。在形成细微结构时，需要多个工序：首先，要在晶圆上同样地成膜，然后描绘所希望的图案，最后将不需要的部分去除。本专利技术中，为了解决工序数增加的课题，意图提供仅在所希望成膜的部位进行成膜的技术。在对底由基板A、侧壁由基板B形成的孔、沟道进行覆盖时，从底和侧壁的双方使膜C生成时，最终从侧壁开始生长的膜会封闭气体的入口，最终会产生空隙、接缝。如果能够进行在基板A上成膜而不在基板B上成膜这样的选择性成膜，则膜能够从孔、沟道的底开始生长，进行覆盖，而不产生空隙、接缝。成膜时的选择性生长方法，如果其能理想地发挥功能，则通过在所希望的部位进行生长来实现目标。但是，仅通过成膜来在所希望的部位生长薄膜是困难的，这是因为选择性的不完全性(选择性破坏)。此外，在连续地供给处理气体(成膜气体)的方法中，要面对另一课题。即，成膜的薄膜的厚度依赖于所生长的部位的表面密度。这一现象称为负载效应(ローディング効果)，是在连续地流过处理气体来进行的选择性生长中需要克服的问题。以下，在交替重复进行成膜与蚀刻的方法中，对交替进行成膜和蚀刻的例子进行说明。该方法中，对于所要使薄膜生长的表面，能够供给充分过剩的成膜原料、蚀刻原料，缓和负载效应的效果显著。如图4(a)所示，利用膜开始附着的延迟(培养)随基底而不同这一事实。培养长的基底中，在重复循环中，开始核生长，膜开始附着，因而为了在不想成膜的部位不成膜而在想成膜的部位得到目标的膜厚，仅凭借该方法是不够的。这里，通过蚀刻将在不想成膜的基底上开始生长的膜除去。如果仅在基板A上使膜C成膜，则以图4(b)的顺序交替重复进行成膜与蚀刻直至在基板A上达到所希望的膜厚，从而在基板A上相对于基板B选择性地成膜。在进行图4(b)的顺序时，膜厚相对于时间的变化示于图4(c)。在基板A上刚刚成膜开始后，膜开始附着。另一方面，在基板B上，经过培养时间tdelay后，膜开始附着。在此时刻点进行蚀刻而将基板B上的膜除去。在该蚀刻工序中，基板A上的膜也仅dT被蚀刻。为了抑制在基板B上成膜且同时在基板A上增加膜厚，就需要(在基板A上附着的膜厚TA)＞dT＞(在基板B上附着的膜厚TB)。因此，对于蚀刻，要求高控制性。作为提高蚀刻的控制性的方法，可以考虑在低温、低压进行蚀刻。作为提高蚀刻的控制性的其他方法，可以考虑交替供给对蚀刻对象的膜表面进行改性的改性气体和对膜不蚀刻而对改性后的层进行蚀刻的蚀刻气体的顺序。优选由改性气体形成的改性层的厚度相对于改性气体的暴露量为饱和。＜本专利技术的第一实施方式＞以下，参照图1～5对本专利技术的一个实施方式进行说明。基板处理装置10构成为半导体装置的制造工序中所使用的装置的一例。(1)基板处理装置的构成基板处理装置10具有设置了加热器207作为加热单元(加热机构、加热系统)的处理炉202。加热器207是圆筒形状，并通过作为保持板的加热器基座(未图示)的支撑而垂直地安装。在加热器207的内侧配设外管203，其与加热器207为同心圆状且构成反应容器(处理容器)。外管203由例如石英(SiO2)、碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，形成为上端闭塞、下端开口的圆筒形状。在外管203的下方，与外管203同心圆状地设置集管(进口法兰)209。集管209由例如不锈钢(SUS)等金属构成，形成为上端和下端都开口的圆筒形状。在集管209的上端部与外管203之间，设置作为密封构件的O型圈220a。集管209通过加热器基座的支撑而使外管203成为垂直安装的状态。在外管203的内侧配设构成反应容器的内管204。内管204由例如石英(SiO2)、碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，形成为上端闭塞、下端开口的圆筒形状。处理容器(反应容器)主要由外管203、内管204和集管209构成。在处理容器的筒中空部(内管204的内侧)形成处理室201。处理室201构成为能够由后述的晶圆盒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的制造方法，具有(a)对于在表面形成有第一金属膜和与所述第一金属膜相比培养时间长的绝缘膜的基板，交替供给含金属气体和反应气体，在所述基板上形成第二金属膜的工序，和(b)对于所述基板供给蚀刻气体，将在所述绝缘膜上形成的第二金属膜除去，而使在所述第一金属膜上形成的所述第二金属膜残留的工序，交替重复(a)和(b)，从而使得所述第二金属膜在所述第一金属膜上选择性生长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置的制造方法，具有(a)对于在表面形成有第一金属膜和与所述第一金属膜相比培养时间长的绝缘膜的基板，交替供给含金属气体和反应气体，在所述基板上形成第二金属膜的工序，和(b)对于所述基板供给蚀刻气体，将在所述绝缘膜上形成的第二金属膜除去，而使在所述第一金属膜上形成的所述第二金属膜残留的工序，交替重复(a)和(b)，从而使得所述第二金属膜在所述第一金属膜上选择性生长。2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，所述(b)中具有在供给蚀刻气体之前对于所述基板供给第一改性气体，将在所述基板上形成的所述第二金属膜改性的工序，交替重复使所述第二金属膜改性的工序和对于所述改性后的第二金属膜供给所述蚀刻气体的工序，从而将在所述绝缘膜上形成的所述第二金属膜除去。3.如权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其中，所述第一改性气体是氧化气体或氮化气体。4.如权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其中，所述蚀刻气体是卤化物。5.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，在所述(b)中具有在供给蚀刻气体之后对于所述基板供给第二改性气体，对供给所述蚀刻气体后的基板进行改性的工序，交替重复对于所述基板供给所述蚀刻气体的工序和对于所述基板供给所述第二改性气体的工序，从而将在所述绝缘膜上形成的所述第二金属膜除去。6.如权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中，所述第二改性气体是含氢气体。7.如权利要求1任一项所述的半导体装置的制造方法，其中所述第二金属膜是钨膜或氮化钛膜。8.一种半导体装置的制造方法，具有：(a-1)对于在表面形成有第一金属膜和与所述第一金属膜相比培养时间长的绝缘膜的基板，交替供给含金属气体和第一还原气体，从而在所述基板上形成第一金属层的工序，和(a-2)对于所述基板，同时供给所...

【专利技术属性】
技术研发人员：出贝求，中谷公彦，芦原洋司，
申请(专利权)人：株式会社国际电气，
类型：发明
国别省市：日本,JP