形成氧化物膜的方法和氧化物沉积设备技术

本发明专利技术涉及一种氧化物膜形成方法和一种氧化物沉积设备，其使得可能通过在旋转气体注射器时将包括ＳｉＨ↓［４］、Ｓｉ↓［２］Ｈ↓［６］、Ｓｉ↓［３］Ｈ↓［８］、ＴＥＯＳ、ＤＣＳ、ＨＣＤ和ＴＳＡ中的至少一者的含硅气体、吹扫气体和包括Ｏ↓［２］、Ｎ↓［２］Ｏ、Ｏ↓［３］、Ｈ↓［２］Ｏ和Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］中的至少一者的反应气体分别连续地且同时地供应到反应空间中来以３５０℃或更低的低温形成氧化物膜，且可能沿着具有微图案的下部结构的阶梯形成具有均匀厚度的氧化物膜，因为阶梯覆盖由于原子层沉积工艺而得以改进。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种形成氧化物膜的方法和一种氧化物沉积设备，且更明确地说，涉及一种通过使用SiH4、Si2H6、Si3H8、正硅酸乙酯(TEOS)、二氯甲硅烷(DCS)、六氯硅烷(HCD)和三甲硅烷基氨(TSA)中的任何一者经由原子层沉积(ALD)工艺来形成氧化硅膜的方法以及一种氧化物沉积设备。
技术介绍
近来，由于半导体装置的线宽被微化(成100nm或更小)，半导体衬底被放大，沉积的薄膜被微化且多层化，因而已要求氧化物膜在较大区域上具有均匀厚度和高阶梯覆盖。然而，常规的氧化物膜制造方法不能满足此类要求。也就是说，常规的化学气相沉积(CVD)方法包括将上面将形成氧化物膜的衬底放置在预定处理腔室中；和将杂质从腔室中排空，所述杂质是在加载衬底的过程中引入的。接着，在将处理腔室维持在500℃到800℃的温度的状态下，将含硅气体和反应气体同时注射到腔室中，从而通过含硅气体与反应气体的反应而在衬底上生长氧化硅膜。因此，可通过常规CVD方法来改进氧化物膜的沉积速率。然而，在图案之间产生例如空隙的空白空间，且由于不能满足氧化物膜的均匀厚度或高阶梯覆盖，因而在图案的侧壁表面上不形成氧化物膜。
技术实现思路
本专利技术将提供一种通过使用SiH4、Si2H6、Si3H8、正硅酸乙酯(TEOS)、二氯甲硅烷(DCS)、六氯硅烷(HCD)和三甲硅烷基氨(TSA)中的任何一者作为源气体经由原子层沉积(ALD)工艺来形成具有均匀厚度和极好阶梯覆盖的氧化物膜的方法以及一种氧化物沉积设备。根据本专利技术的一方面，提供一种在衬底上形成氧化物膜的方法，其包含将多个衬底放置在反应空间中的衬底安装单元上；和通过具有多个注射零件的气体注射器将过程气体供应到衬底上，其中所述供应过程气体的步骤包括通过气体注射器的第一注射零件供应包含SiH4、Si2H6、Si3H8、TEOS、DCS、HCD和TSA中的至少一者的含硅气体；通过气体注射器的第二注射零件供应吹扫气体；通过气体注射器的第三注射零件供应包含O2、N2O、O3、H2O和H2O2中的至少一者的反应气体；通过气体注射器的第四注射零件供应吹扫气体；和允许第一到第四注射零件循序地经过衬底。可将各个气体连续地供应到第一到第四注射零件。第一到第四注射零件可循序地经过衬底上方的区域，这被重复执行多次。气体注射器可相对于衬底安装单元旋转。第四注射零件在第三注射零件经过之后到达的时间可比第二注射零件在第一注射零件经过之后到达的时间长。在供应过程气体之前或之后，所述方法可进一步包含通过气体注射器供应包含SiH4、Si2H6、Si3H8、TEOS、DCS、HCD和TSA中的至少一者的含硅气体；吹扫所述含硅气体；通过气体注射器供应包含O2、N2O、O3、H2O和H2O2中的至少一者的反应气体；和吹扫所述反应气体。所述供应和吹扫含硅气体以及供应和吹扫反应气体的步骤可重复执行多次。可将衬底维持在100℃到400℃的温度范围内。根据本专利技术的另一方面，提供一种在衬底上形成氧化物膜的方法，其包含将多个衬底放置在反应空间中的衬底安装单元上；和通过气体注射器将包含SiH4、Si2H6、Si3H8、TEOS、DCS、HCD和TSA中的至少一者的含硅气体、吹扫气体以及包含O2、N2O、O3、H2O和H2O2中的至少一者的反应气体独立地供应到反应空间中，其中将含硅气体、吹扫气体和反应气体循序地供应到衬底上，且在供应过程气体的步骤期间，不停止地连续供应所述各个气体。可将衬底维持到100℃到400℃的温度范围。根据本专利技术的另一方面，提供一种使用氧化物膜形成设备来形成氧化物膜的方法，所述氧化物膜形成设备包括腔室，其具有预定反应空间和提供在其中的衬底安装单元；和气体注射器，其可旋转地提供在所述腔室中的衬底安装单元上方以注射多种气体，所述方法包含将多个衬底放置在衬底安装单元上并旋转气体注射器；将包含SiH4、Si2H6、Si3H8、TEOS、DCS、HCD和TSA中的至少一者的含硅气体供应到衬底上，以将含硅气体吸附到衬底的表面上；将吹扫气体注射到衬底上，以吹扫没有吸附到衬底上的含硅气体；将包含O2、N2O、O3、H2O和H2O2中的至少一者的反应气体供应到衬底上，以通过氧化吸附到衬底表面上的含硅气体来形成氧化物膜；和将吹扫气体注射到衬底上，以吹扫没有与含硅气体反应的反应气体，其中连续地且同时地供应含硅气体、吹扫气体和反应气体。根据本专利技术的又一方面，提供一种氧化物沉积设备，其包含衬底安装单元，其用于允许多个衬底放置在上面；腔室，其中提供有衬底安装单元且其中界定预定反应空间；气体注射器，其可旋转地形成于腔室中的上部以注射气体；用于注射含硅气体的第一注射零件、用于注射吹扫气体的第二和第四注射零件和用于注射反应气体的第三注射零件，所述第一到第四注射零件连接到气体注射器；以及注射零件控制器，其用于独立地控制第一到第四注射零件，其中第二和第四注射零件提供在第一与第三注射零件之间，且第一注射零件与第二和第四注射零件中的每一者之间的距离比第三注射零件与第二和第四注射零件中的每一者之间的距离短。附图说明根据结合附图给出的优选实施例的以下描述内容，将易于了解本专利技术的上述和其它方面、特征和优势，其中图1是说明根据本专利技术第一实施例的氧化物膜形成方法的过程流程图；图2是说明根据第一实施例的氧化物膜形成方法的示意性横截面图；图3是根据第一实施例的氧化物沉积设备的横截面图；图4是根据本专利技术第二实施例的过程流程图；图5是根据第二实施例的氧化物沉积设备的横截面图；图6是根据第二实施例的氧化物沉积设备的示意性平面图；图7是说明根据本专利技术修改实施例的氧化物膜形成方法的过程流程图；和图8到10是说明根据本专利技术的半导体装置制造方法的横截面图。具体实施例方式下文中，将参考附图详细描述本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术并不限于下文所揭示的实施例，而是可实施为不同形式。仅出于说明性目的且为了使所属领域的技术人员全面理解本专利技术的范围而提供这些实施例。在整个附图中，相同参考标号始终用于表示相同元件。图1是说明根据本专利技术第一实施例的氧化物膜形成方法的过程流程图，图2是说明根据第一实施例的氧化物膜形成方法的示意性横截面图，且图3是根据第一实施例的氧化物沉积设备的横截面图。参看图1到3，将半导体衬底110放置在腔室210中的衬底安装单元220上。通过将一过程作为一个循环重复多次来形成具有所需厚度的氧化硅膜，其中所述过程包括通过气体供应单元230供应含硅气体，所述含硅气体包括SiH4、Si2H6、Si3H8、正硅酸乙酯(TEOS)、二氯甲硅烷(DCS)、六氯硅烷(HCD)和三甲硅烷基氨(TSA)中的至少一者；吹扫所述含硅气体；供应反应气体，所述反应气体包括O2、N2O、O3、H2O和H2O2中的至少一者；和吹扫所述反应气体，从而形成单个原子层化的氧化物膜120。首先，将如下简要描述用于执行前述过程的设备。如图3所示，所述设备包括腔室210，其具有预定反应空间；衬底安装单元220，其提供在腔室210的反应空间中，且在所述衬底安装单元220上放置衬底110；气体供应单元230，其用于向衬底110供应含硅气体(其包括SiH4、Si2H6、Si3H8、TEOS、DCS、HCD和TSA中的至少一者)、吹扫气体和反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在衬底上形成氧化物膜的方法，其包含：　　　　将多个衬底放置在反应空间中的衬底安装单元上；和　　　　通过具有多个注射零件的气体注射器将过程气体供应到所述衬底上，　　　　其中所述供应过程气体的步骤包括：　　　　通过所述气体注射器的第一注射零件供应包含ＳｉＨ↓［４］、Ｓｉ↓［２］Ｈ↓［６］、Ｓｉ↓［３］Ｈ↓［８］、ＴＥＯＳ、ＤＣＳ、ＨＣＤ和ＴＳＡ中的至少一者的含硅气体；　　　　通过所述气体注射器的第二注射零件供应吹扫气体；　　　　通过所述气体注射器的第三注射零件供应包含Ｏ↓［２］、Ｎ↓［２］Ｏ、Ｏ↓［３］、Ｈ↓［２］Ｏ和Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］中的至少一者的反应气体；　　　　通过所述气体注射器的第四注射零件供应吹扫气体；和　　　　允许所述第一到第四注射零件循序地经过所述衬底。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李振镐，韩泳基，郭在灿，
申请(专利权)人：周星工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]