凹部的填埋方法技术

提供能够在微细的凹部不产生空隙、缝地填入氮化膜的凹部的填埋方法。重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序从而在凹部内形成氮化膜而填埋凹部，所述成膜原料气体吸附工序：使表面形成有凹部的被处理基板吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体；所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种，使前述吸附的成膜原料气体氮化，此时将形成氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上生长期间，在该自下而上生长期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板的表面的高分子材料，使之吸附于凹部的上部，阻碍成膜原料气体的吸附，使氮化膜自凹部的底部生长。

The method of burying in the concave part

A landfill method is provided that can be filled in a concave part of a nitriding film without producing gaps and seams in a fine concave part. Repeated film raw material gas adsorption process and the nitriding process and a nitride film is formed in the recess and the recess of the landfill, the film raw material gas adsorption process: the film formed on the surface of the raw gas is processed into substrate adsorption film containing nitride film to the elements are concave; the nitriding process species: Nitriding nitriding gas generated by activation, the membrane material into the adsorption of gas nitriding, during at least a part of the formation of a nitride film set during the bottom-up growth, during the bottom-up growth of polymer materials in the gas phase state of supply can be adsorbed on the surface of the target substrate, the upper part of the the adsorption to the concave part, the adsorption film hinder the raw material gas, the nitride film growth from the bottom of the recess.

【技术实现步骤摘要】
凹部的填埋方法
本专利技术涉及对于凹部填入氮化膜的凹部的填埋方法。
技术介绍
在半导体设备的制造程序中，存在对于硅晶圆所代表的半导体晶圆形成氮化硅膜(SiN膜)等氮化膜作为绝缘膜的成膜处理。在这样的SiN膜的成膜处理中，使用化学蒸镀法(CVD法)。在沟槽内通过CVD法填入SiN膜(CVD－SiN)的情况下，有时会产生空隙、缝，该情况下采取如下方法：进行凹蚀直至产生空隙、缝的部位为止，再度利用CVD法形成SiN膜。然而，最近随着设备的微细化发展，CVD－SiN中，阶梯覆盖(stepcoverage)不充分，即便通过上述手法也难以抑制空隙、缝的产生。作为相比于CVD法能够以良好的阶梯覆盖形成膜的技术，已知有原子层沉积法(ALD法)(例如，专利文献1)；在微细沟槽内填入SiN膜时也可以使用ALD法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-351689号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，随着设备微细化发展，即便利用ALD法也难以在防止空隙、缝的状态下填入SiN膜。因此，本专利技术的课题在于，提供能够在微细的凹部不产生空隙、缝地填入氮化膜的凹部的填埋方法。用于解决问题的方案为了解决上述课题，本专利技术的第一观点在于提供凹部的填埋方法，其特征在于，重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序，从而在凹部内形成氮化膜而填埋凹部，所述成膜原料气体吸附工序：使表面形成有凹部的被处理基板吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体；所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种，使前述吸附的成膜原料气体氮化，所述方法中，将形成前述氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上(bottomup)生长期间，在该期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板的表面的高分子材料，使之吸附于前述凹部的上部，从而阻碍前述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自前述凹部的底部生长。将形成前述氮化膜的最初的期间设为保形氮化膜形成期间，将其后的期间设为前述自下而上生长期间，在所述保形氮化膜形成期间，在不供给前述高分子材料的条件下重复进行前述成膜原料气体吸附工序和前述氮化工序，从而形成保形氮化膜。所述自下而上生长期间依次重复如下工序来进行：前述成膜原料气体吸附工序、前述氮化工序、以及使前述高分子材料吸附于前述凹部的上部的高分子材料吸附工序。本专利技术的第2观点在于，提供一种凹部的填埋方法，其特征在于，在形成于被处理基板表面的凹部形成氮化膜而填埋凹部，其具有第1阶段和第2阶段，第1阶段：重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序，从而在凹部内形成保形氮化膜，所述成膜原料气体吸附工序：吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体，所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种使前述吸附的成膜原料气体氮化；第2阶段：依次重复进行前述成膜原料气体吸附工序、前述氮化工序和高分子材料吸附工序，从而阻碍前述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自前述凹部的底部生长，所述高分子材料吸附工序：以气相状态供给能够吸附于被处理基板表面的高分子材料，使之吸附于前述凹部的上部。在前述第2阶段之后还具有第3阶段，所述第3阶段重复进行前述成膜原料气体吸附工序和前述氮化工序，从而形成保形氮化膜。上述第1观点和第2观点中，前述高分子材料可以使用会吸附于通过前述氮化工序形成于被处理基板表面的NH基的物质。作为这样的高分子材料，可列举出具有醚键的高分子材料，作为前述具有醚键的高分子材料，可以使用选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和三乙二醇二甲醚的至少一种。前述成膜原料气体可以设为含有Si的气体；作为前述氮化膜，可以设为氮化硅膜。作为前述成膜原料气体，可以使用选自由二氯甲硅烷、一氯甲硅烷、三氯甲硅烷、四氯化硅和六氯乙硅烷组成的组中的至少一种。作为前述氮化气体，可以使用NH3气。专利技术的效果通过本专利技术，将形成氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上生长期间，因此能够在微细的凹部不产生空隙、缝地填入氮化膜，在所述自下而上生长期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板表面的高分子材料，使之吸附于前述凹部的上部，阻碍前述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自前述凹部的底部生长。附图说明图1是示意性地示出作为能够吸附于NH基的高分子材料使用二乙二醇二甲醚时的状态的图。图2是用于说明在填埋凹部时，在形成保形SiN膜之后，利用使用了高分子材料的手法形成SiN膜的情况的图。图3是用于说明本专利技术的一实施方式的凹部的填埋方法的工序剖面图。图4是用于说明本专利技术的一实施方式的凹部的填埋方法中的、使用了高分子材料的第2阶段的填埋时的程序的图。图5是用于说明使用了高分子材料的SiN自下而上生长的机理的图。图6是示意性地示出用于实施本专利技术的一实施方式的凹部填埋方法的成膜装置的第1例的俯视剖面图。图7是示意性地示出用于实施本专利技术的一实施方式的凹部填埋方法的成膜装置的第2例的俯视剖面图。附图标记说明1：被处理基板2：凹部3：SiN膜4，14：高分子材料11：绝缘膜12：微细沟槽13：内衬膜15：Si前体21，23：保形SiN膜22：自下而上SiN膜22a：V字槽31：处理容器32：晶圆载置台33：加热器35：喷头39：高频电源40：气体供给机构41：Si前体供给源42：氮化气体供给源43：高分子材料供给源44：非活性气体供给源51：排气配管52：自动压力控制阀(APC)53：真空泵56：控制部61：处理容器62：转台65：装载/卸载部71：第1处理区域(高分子材料供给区域)72：第2处理区域(Si前体供给区域)73：第3处理区域(氮化区域)77：等离子体生成机构100，200：成膜装置W：半导体晶圆(被处理基板)具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。本专利技术中，在被处理基板的凹部利用ALD法填入氮化膜。本实施方式中，作为氮化膜以氮化硅膜(SiN膜)为例进行说明。＜本实施方式的凹部的填埋方法的概要＞本实施方式中，对于形成于被处理基板的沟槽、孔等凹部利用ALD法填入SiN膜。利用ALD法形成SiN膜的情况下，通常作为成膜原料气体(Si前体)使用二氯甲硅烷(DCS：SiH2Cl2)等，在氮化时，使用将NH3气等氮化气体用离子体等活化而生成的氮化物种，重复进行Si前体的吸附→利用氮化物种的氮化→Si前体的吸附→·····。此时，通过Si前体的吸附和利用氮化物种的氮化，使表面的悬挂键键合有NH基，因此Si前体通过表面存在的NH基的H与Cl配体交换而进行化学吸附。此时，利用单纯的ALD法的成膜中，保形地发生膜生长，在填入至凹部的SiN膜的内部产生缝、空隙。为了抑制这样的缝、空隙，阻碍凹部的上部的Si前体的吸附、只促进凹部的底部的Si前体的吸附是有效的。因此，本实施方式中，使用能够吸附于表面存在的基团即NH基的高分子材料，仅在形成于被处理基板的凹部的上部会阻碍Si前体的吸附。即，高分子材料吸附于表面存在的NH基时，该吸附部分的、接下来供给的Si前体的吸附会受到抑制。另一方面，这样的高分子材料由于成为了高分子而难以到达凹部的底部，在底部难以发挥阻碍Si前体吸附的效果，因此，只在凹部的上部发挥阻碍Si前体吸附的效果。因此，重复进行Si前体的吸附→利用氮化物种的氮化→Si前体的吸附→·····，形成SiN膜时，以气相状态供给上述的高分子材料，由此抑制Si前体吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凹部的填埋方法，其重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序，从而在凹部内形成氮化膜而填埋凹部，所述成膜原料气体吸附工序：使表面形成有凹部的被处理基板吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体；所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种，使所述吸附的成膜原料气体氮化；所述方法中，将形成所述氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上生长期间，在该自下而上生长期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板的表面的高分子材料，使之吸附于所述凹部的上部，从而阻碍所述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自所述凹部的底部生长。

【技术特征摘要】
2016.05.02 JP 2016-0924521.一种凹部的填埋方法，其重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序，从而在凹部内形成氮化膜而填埋凹部，所述成膜原料气体吸附工序：使表面形成有凹部的被处理基板吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体；所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种，使所述吸附的成膜原料气体氮化；所述方法中，将形成所述氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上生长期间，在该自下而上生长期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板的表面的高分子材料，使之吸附于所述凹部的上部，从而阻碍所述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自所述凹部的底部生长。2.根据权利要求1所述的凹部的填埋方法，其特征在于，将形成所述氮化膜的最初的期间设为保形氮化膜形成期间，将其后的期间设为所述自下而上生长期间，在所述保形氮化膜形成期间，在不供给所述高分子材料的条件下重复进行所述成膜原料气体吸附工序和所述氮化工序，从而形成保形氮化膜。3.根据权利要求1或权利要求2所述的凹部的填埋方法，其特征在于，所述自下而上生长期间依次重复：所述成膜原料气体吸附工序、所述氮化工序、以及使所述高分子材料吸附于所述凹部的上部的高分子材料吸附工序。4.一种凹部的填埋方法，其特征在于，在形成于被处理基板表面的凹部形成氮化膜而填埋凹部，其具有第1阶段和第2阶段，第1阶段：重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序从而在凹部内形成保形氮化膜，所述成膜原料气体吸附工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水亮，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP