膜形成方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及膜形成方法和系统。[课题]提供可以形成低杂质浓度的薄膜的技术。[解决方案]本公开的一方式的膜形成方法通过执行包括如下工序的多次循环而形成薄膜：向基板供给原料气体的工序；向前述基板供给与前述原料气体反应的反应气体的工序；和，将前述基板用重氢等离子体进行处理的工序。离子体进行处理的工序。离子体进行处理的工序。

【技术实现步骤摘要】
膜形成方法和系统


[0001]本公开涉及膜形成方法和系统。

技术介绍

[0002]公开了如下技术：通过在原子层沉积(ALD：AtoMic Layer Deposition)循环中导入氢等离子体，从而在低温下形成高应力的硅氮化膜(例如参照专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2006
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278497号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]本公开提供可以形成低杂质浓度的薄膜的技术。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本公开的一方式的膜形成方法通过执行包括如下工序的多次循环而形成薄膜：向基板供给原料气体的工序；向前述基板供给与前述原料气体反应的反应气体的工序；和，将前述基板用重氢等离子体进行处理的工序。
[0010]专利技术的效果
[0011]根据本公开，可以形成低杂质浓度的薄膜。
附图说明
[0012]图1为示出第1实施方式的膜形成方法的流程图。
[0013]图2为示出第2实施方式的膜形成方法的流程图。
[0014]图3为示出第3实施方式的膜形成方法的流程图。
[0015]图4为示出第4实施方式的膜形成方法的流程图。
[0016]图5为示出H的离去的活化能的算出结果的图。
[0017]图6为示出Cl的离去的活化能的算出结果的图。
[0018]图7为示出将氮化硅膜曝露于D2等离子体和/或H2等离子体时的表面反应的一例的图。
[0019]图8为示出能实施第1实施方式～第4实施方式的膜形成方法的膜形成装置的一例的剖视图。
[0020]图9为用于说明图8的膜形成装置的处理容器的图。
[0021]图10为示出基于模拟的H2等离子体和D2等离子体中所含的各颗粒的摩尔分率的算出结果的图。
[0022]图11为示出D/H的气体温度依赖性的模拟结果的图。
[0023]图12为示出D/H的压力依赖性的模拟结果的图。
[0024]图13为示出D/H的气体流量依赖性的模拟结果的图。
[0025]附图标记说明
[0026]60控制部
[0027]100立式热处理装置
[0028]W晶圆
具体实施方式
[0029]以下，边参照所附的附图边对本公开的非限定性的示例的实施方式进行说明。所附的全部附图中，对相同或对应的构件或部件，标注相同或对应的附图标记，省略重复的说明。
[0030]〔膜形成方法〕
[0031]一实施方式的膜形成方法为通过原子层沉积(ALD：AtoMic Layer Deposition)形成薄膜的方法，且包括在ALD循环中导入重氢(D2)等离子体的工序。根据一实施方式的膜形成方法，可以形成低杂质浓度的薄膜。以下，作为一实施方式的膜形成方法的一例，对形成硅氮化膜的方法进行说明。但是，通过一实施方式的膜形成方法形成的薄膜不限定于硅氮化膜，例如可以为硅氧化膜、金属氮化物膜、金属氧化物膜。
[0032](第1实施方式)
[0033]图1为示出第1实施方式的膜形成方法的流程图。本实施方式中，膜形成方法包括如下工序：供给原料气体的工序S11、进行吹扫的工序S12、用重氢等离子体进行处理的工序S13、进行吹扫的工序S14、供给反应气体的工序S15和进行吹扫的工序S16。另外，本实施方式中，执行包括工序S11～S16的多次循环。另外，本实施方式中，用重氢等离子体进行处理的工序S13在供给原料气体的工序S11后、且在供给反应气体的工序S15前执行。以下，对各工序进行说明。
[0034]供给原料气体的工序S11中，通过向收纳于处理容器内的基板供给原料气体，从而使原料气体吸附于基板。本实施方式中，原料气体可以为二氯硅烷(DCS)气体。但是，原料气体不限定于此。例如，形成硅氮化膜、硅氧化膜的情况下，作为原料气体，可以利用各种硅原料气体。另外，例如形成金属氮化物膜、金属氧化物膜的情况下，作为原料气体，可以利用各种金属原料气体。
[0035]进行吹扫的工序S12在供给原料气体的工序S11后进行。进行吹扫的工序S12中，将残留于处理容器内的原料气体去除。本实施方式中，进行吹扫的工序S12包括如下步骤：向处理容器内供给氮气(N2)气体、氩气(Ar)气体等非活性气体。另外，进行吹扫的工序S12可以包括将处理容器内排气并抽真空的步骤而不向处理容器内供给气体。
[0036]用重氢等离子体进行处理的工序S13在进行吹扫的工序S12后进行。但是，也可以省略进行吹扫的工序S12，在供给原料气体的工序S11后进行用重氢等离子体进行处理的工序S13。用重氢等离子体进行处理的工序S13中，生成重氢等离子体，将收纳于处理容器内的基板用重氢等离子体进行处理。本实施方式中，用重氢等离子体进行处理的工序S13包括如下步骤：在处理容器内将重氢气体等离子体化而进行活化并曝露于基板。此时，可以向处理容器内同时供给N2气体、Ar气体等非活性气体。
[0037]进行吹扫的工序S14在用重氢等离子体进行处理的工序S13后进行。进行吹扫的工
序S14中，将残留于处理容器内的原料气体和重氢气体去除。本实施方式中，进行吹扫的工序S14包括如下步骤：向处理容器内供给N2气体、Ar气体等非活性气体。另外，进行吹扫的工序S14可以包括将处理容器内排气并抽真空的步骤而不向处理容器内供给气体。
[0038]供给反应气体的工序S15在进行吹扫的工序S14后进行。但是，可以省略进行吹扫的工序S14，在用重氢等离子体进行处理的工序S13后进行供给反应气体的工序S15。供给反应气体的工序S15中，向收纳于处理容器内的基板供给反应气体，从而生成吸附于基板的原料气体与反应气体的反应产物。本实施方式中，供给反应气体的工序S15中，通过使反应气体热分解，或通过使反应气体利用等离子体活化，从而使原料气体与反应气体反应。另外，本实施方式中，反应气体可以为氨(NH3)气体。但是，反应气体不限定于此。例如，形成硅氮化膜、金属氮化物膜的情况下，作为反应气体，可以利用各种氮化气体。另外，例如形成硅氧化膜、金属氧化物膜的情况下，作为反应气体，可以利用各种氧化气体。
[0039]进行吹扫的工序S16在供给反应气体的工序S15后进行。进行吹扫的工序S16中，将残留于处理容器内的反应气体去除。本实施方式中，进行吹扫的工序S16包括如下步骤：向处理容器内供给N2气体、Ar气体等非活性气体。另外，进行吹扫的工序S16也可以包括将处理容器内排气并抽真空的步骤而不向处理容器内供给气体。
[0040]工序S17在进行吹扫的工序S16后进行。工序S17中，判定包括工序S11～S16的循环是否进行了规定次数。规定次数可以根据要形成的薄膜的膜厚而预先确定。包括工序S11～S16的循环达到规定次数的情况下，结束处理。另一方面，包括工序S11～S16的循环未达到规定次数的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜形成方法，其通过执行包括如下工序的多次循环而形成薄膜：向基板供给原料气体的工序；向所述基板供给与所述原料气体反应的反应气体的工序；和，将所述基板用重氢等离子体进行处理的工序。2.根据权利要求1所述的膜形成方法，其中，所述用重氢等离子体进行处理的工序在所述供给原料气体的工序后、且在供给所述反应气体的工序前执行。3.根据权利要求2所述的膜形成方法，其中，所述用重氢等离子体进行处理的工序在供给所述反应气体的工序后、且在所述供给原料气体的工序前执行。4.根据权利要求1至3中任一项所述的膜形成方法，其中，还具备将所述基板用氢等离子体进行处理的工序，其在所述用重氢等离子体进行处理的工序前或工序后进行。5.根据权利要求4所述的膜形成方法，其中，所述用氢等离子体进行处理的工序在所述用重氢等离子体进行处理的工序前进行。6.根据权利要求4所述的膜形成方法，其中，所述用氢等离子体进行处理的工序在所述用重氢等离子体进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：户根川大和，金珍锡，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：