半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质。通过将下述循环重复多次，使第一原料与第二原料间歇地反应，从而在衬底上形成膜的工序，循环交替进行下述工序：对衬底供给第一原料的工序，第一原料满足八隅体规则且具有第一热分解温度；和对衬底供给第二原料的工序，第二原料不满足八隅体规则且具有比第一热分解温度低的第二热分解温度，在形成膜的工序中，使第一原料的供给量多于第二原料的供给量。通过本发明专利技术，能够提高在衬底上形成的膜的阶梯被覆性。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质
本专利技术涉及半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质。
技术介绍
作为半导体器件的制造工序的一个工序，有时进行下述处理：对衬底供给多种原料并使它们反应，从而在衬底上形成膜(例如，参见专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-186275号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供能够提高在衬底上形成的膜的阶梯被覆性的技术。用于解决问题的手段根据本专利技术的一个方式，提供一种技术，所述技术具有通过将下述循环重复多次，使第一原料与第二原料间歇地反应，从而在衬底上形成膜的工序，所述循环交替进行下述工序：对衬底供给所述第一原料的工序，所述第一原料满足八隅体规则且具有第一热分解温度；和对所述衬底供给第二原料的工序，所述第二原料不满足八隅体规则且具有比所述第一热分解温度低的第二热分解温度，其中，在形成所述膜的工序中，使所述第一原料的供给量多于所述第二原料的供给量。专利技术效果通过本专利技术，能够提高在衬底上形成的膜的阶梯被覆性。附图说明图1是本专利技术的一种实施方式中优选使用的衬底处理装置的立式处理炉的概略构成图，是用纵剖面图表示处理炉部分的图。图2是本专利技术的一种实施方式中优选使用的衬底处理装置的立式处理炉的概略构成图，是用图1的A-A线剖面图表示处理炉部分的图。图3是本专利技术的一种实施方式中优选使用的衬底处理装置的控制器的概略构成图，是用框图表示控制器的控制系统的图。图4中(a)是表示本专利技术的一种实施方式的成膜顺序的图，(b)是表示其变形例的图。图5中(a)(b)分别是实施成膜处理后的衬底的剖面放大图。图6中(a)是表示与原料气体的热分解特性相关的评价结果的图，(b)是表示与原料气体的供给比率与阶梯被覆性间的关系相关的评价结果的图。附图标记说明200晶片(衬底)201处理室具体实施方式<本专利技术的一种实施方式>以下，使用图1～图3对本专利技术的一个实施方案进行说明。(1)衬底处理装置的构成如图1所示，处理炉202具有作为加热手段(加热机构)的加热器207。加热器207为圆筒形状，通过支承于保持板而垂直地安装。加热器207也作为利用热来使气体活化(激发)的活化机构(激发部)发挥功能。在加热器207的内侧，与加热器207呈同心圆状地配设有构成反应容器(处理容器)的反应管203。反应管203由例如石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，形成为上端封闭、下端开口的圆筒形状。在反应管203的筒中空部形成有处理室201。处理室201被构成为能够收容作为衬底的晶片200。在处理室201内，喷嘴249a、249b以贯穿反应管203的下部侧壁的方式设置。喷嘴249a、249b分别连接有气体供给管232a、232b。在气体供给管232a、232b上，从气流的上游侧开始依次分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241a、241b及作为开闭阀的阀243a、243b。在与气体供给管232a、232b的阀243a、243b相比更靠下游侧分别连接有供给非活性气体的气体供给管232c、232d。在气体供给管232c、232d上，从气流的上游侧开始依次分别设置有MFC241c、241d及阀243c、243d。如图2所示，喷嘴249a、249b以沿着反应管203的内壁的下部至上部、朝向晶片200的排列方向上方竖立的方式，被分别设置于反应管203的内壁和晶片200之间的俯视下呈圆环状的空间。也就是说，喷嘴249a、249b以沿着晶片排列区域的方式被分别设置于排列有晶片200的晶片排列区域的侧方的、水平包围晶片排列区域的区域。在喷嘴249a、249b的侧面分别设置有供给气体的气体供给孔250a、250b。气体供给孔250a、250b分别朝向反应管203的中心进行开口，能够向晶片200供给气体。在从反应管203的下部到上部的范围内设置有多个气体供给孔250a、250b。从气体供给管232a经由MFC241a、阀243a、喷嘴249a而向处理室201内供给例如满足八隅体规则(8电子规则)且具有规定的热分解温度(第一热分解温度)的气体(第一原料气体)作为第一原料。所谓原料气体，是指气态的原料，例如，通过将常温常压下为液态的原料气化而得的气体、常温常压下为气态的原料等。作为第一原料气体，例如，能够使用包含作为第14族元素的硅(Si)的二硅烷(Si2H6，简称：DS)气体。DS气体是仅由Si及氢(H)构成的气体。DS气体的热分解温度根据处理室201内的压力条件等而发生变动，在后述的成膜步骤的压力条件下大于400℃。而且，在该压力条件下，若处理室201内的温度达到例如440～460℃的范围内的温度的话，DS气体开始热分解。在后述的成膜步骤的处理条件下，DS气体单独的情况下几乎不会发生、或者完全不会发生热分解，但通过与后述的第二原料(TEB)反应而分解，作为Si源发挥作用。从气体供给管232b经由MFC241b、阀243b、喷嘴249b而向处理室201内供给例如不满足八隅体规则、且具有比上述第一热分解温度低的规定的热分解温度(第二热分解温度)的气体(第二原料气体)作为第二原料。作为第二原料气体，例如能够使用包含作为第13族元素的硼(B)的三乙基硼烷(B(C2H5)3，简称：TEB)气体。TEB气体是仅由B、碳(C)及H构成的气体。TEB气体的热分解温度根据处理室201内的压力条件等而发生变动，在后述的成膜步骤的压力条件下大于325℃。而且，在该压力条件下，若处理室201内的温度达到例如340～360℃的范围内的温度，则TEB气体开始发生热分解。在后述的成膜步骤的处理条件下，TEB气体单独几乎不会发挥热分解，或者即便发生热分解其行为也非常平稳，但通过与上述第一原料(DS)反应而分解，作为B源、C源发挥作用。这里，所谓八隅体规则，是指若原子的最外层电子数为8个的话，则化合物、离子稳定存在的经验法则，即，是指通过具有闭壳构造，化合物、离子的反应性变得稳定的经验法则。由于DS气体这样的满足八隅体规则的气体是稳定的，因此在被供给至处理室201内时，存在向晶片200的表面的吸附力变弱的趋势，即，存在难以吸附至晶片200的表面的趋势。另外，如上所述，DS气体的热分解温度由于高于TEB气体的热分解温度，因此与TEB气体相比，DS气体存在难以发生热分解的趋势。由于上述特性，与TEB气体相比，DS气体在形成于晶片200的表面的沟槽(trench)(凹部)的上部的消耗(吸附、分解)更能够被适当地抑制，且易于到达沟槽的底部。与TEB气体相比，DS气体可以说具有易于提高在晶片200上形成的膜的面内膜厚均匀性、阶梯被覆性的特性。与此相对，对于TEB气体这样的不满足八隅体规则的气体而言，由于为了满足八隅体规则而发生反应的力强、是不稳定的，因此当被供给至处理室201内时，存在向晶片200的表面的吸附力变强的趋势，即存在易于向晶片200的表面吸附的趋势。另外，如上所述，TEB气体的热分解温度比DS气体的热分解温度低，因此TEB气体存在与DS气体相比易于发生热分解的趋势。由于上述特性，与DS气体相比，TEB气体更易于在形成于晶片200的表面的沟槽的上部被消耗，难以到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，具有通过将下述循环重复多次，使第一原料与第二原料间歇地反应，从而在衬底上形成膜的工序，所述循环交替进行下述工序：对衬底供给所述第一原料的工序，所述第一原料满足八隅体规则且具有第一热分解温度；和对所述衬底供给第二原料的工序，所述第二原料不满足八隅体规则且具有比所述第一热分解温度低的第二热分解温度，在形成所述膜的工序中，使所述第一原料的供给量多于所述第二原料的供给量。

【技术特征摘要】
2016.07.26 JP 2016-1465061.一种半导体器件的制造方法，具有通过将下述循环重复多次，使第一原料与第二原料间歇地反应，从而在衬底上形成膜的工序，所述循环交替进行下述工序：对衬底供给所述第一原料的工序，所述第一原料满足八隅体规则且具有第一热分解温度；和对所述衬底供给第二原料的工序，所述第二原料不满足八隅体规则且具有比所述第一热分解温度低的第二热分解温度，在形成所述膜的工序中，使所述第一原料的供给量多于所述第二原料的供给量。2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，在形成所述膜的工序中，使所述第一原料的供给时间长于所述第二原料的供给时间。3.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，在形成所述膜的工序中，使所述第一原料的供给流量大于所述第二原料的供给流量。4.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，在形成所述膜的工序中，使所述第一原料的分压大于所述第二原料的分压。5.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，在形成所述膜的工序中，将所述第二原料的供给量相对于所述第一原料的供给量的比率设为0.5以下。6.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，在形成所述膜的工序中，将所述第二原料的供给量相对于所述第一原料的供给量的比率设为0.2以下。7.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，在形成所述膜的工序中，将所述第二原料的供给量相对于所述第一原料的供给量的比率设为0.17以下。8.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，所述第二原料具有与所述第一原料的极性同等或比其更高的极性。9.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，所述第一原料包含第14族元素，所述第二原料包含第13族元素。10.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，所述第一原料包含硅，所述第二原料包含硼。11.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，形成所述膜的工序在当所述第一原料单独存在时所...

【专利技术属性】
技术研发人员：中谷公彦，芦原洋司，柄泽元，原田和宏，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：日本,JP