形成含硅的绝缘膜的方法和装置制造方法及图纸

这本发明专利技术提供一种成膜方法，在能够有选择地供给含有硅烷类气体的第一处理气体；含有选自氮化气体、氧氮化气体和氧化气体中的气体的第二处理气体；和吹扫气体的处理区域内，利用ＣＶＤ，在被处理基板上形成含有硅的绝缘膜，其交互地具有第一～第四工序。在第一、第二、第三和第四工序中，分别供给第一处理气体、吹扫气体、第二处理气体以及吹扫气体，停止剩下的两种气体的供给。在第一工序至第四工序，通过配置开度调整用阀的排气通路继续给处理区域内真空排气。将第一工序的阀开度设定为第二和第四工序的阀开度的５～９５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如在半导体处理用系统中，在半导体晶片等被处理基板上形成含有硅的绝缘膜的成膜方法和装置。其中，所谓半导体处理，是指通过在晶片或者LCD(液晶显示器)或者FPD(平板显示器)用的玻璃基板等被处理基板上，以规定图案形成半导体层、绝缘层、导电层等，而在该被处理基板上制造半导体器件或者含有与半导体器件连接的线路、电极等构造物所进行的各种处理。
技术介绍
在构成半导体集成电路的半导体器件的制造中，在被处理基板(例如半导体晶片)上进行成膜、蚀刻、氧化、扩散、改质、退火、除去自然氧化膜等各种处理。在日本特开2002-60947号公报(专利文献1)中揭示有立式(所谓批量式)热处理装置的这种半导体处理方法。利用这种方法，首先，将半导体晶片从晶片盒移放至立式晶舟上，分多层支承。在晶片盒中例如可收纳有25块晶片，在晶舟上可放置30～150块晶片。其次，将晶舟从处理容器的下方装入其内部，并同时气密地封闭处理容器。接着，在处理气体的流量、处理压力、处理温度等各种处理条件得到控制的状态下，进行规定的热处理。在现有技术中，作为半导体器件的绝缘膜，主要使用氧化硅膜(SiO2膜)。但是，近年来，随着半导体集成电路的高集成化和高微细化要求的进一步提高，根据用途不同，可以使用氮化硅膜(Si3N4膜)来代替氧化硅膜。例如，可以作为耐氧化膜、杂质扩散防止膜、门极电极结构的侧壁膜来配置氮化硅膜。对于氮化硅膜来说，由于杂质的扩散系数低，且氧化的屏障性高，因此非常适合于作为上述的绝缘膜。近年来，随着半导体集成电路的高集成化和高微细化要求的进一步提高，而希望减少半导体器件制造工序的热履历，以提高器件的特性。即使在立式处理装置中，也希望根据这些要求对半导体的处理方法进行改良。例如，在CVD处理中，采用间歇地供给原料气体等，反复形成一层或者多层其每层均为原子或者分子级别厚度的层的成膜方法(例如日本特开2004-281853号公报(专利文献2))。通常，这种成膜方法称为ALD(原子层沉积Atomic Layer Deposition)，这样，能够进行以将晶片暴露于这种高温下为目的的处理。此外，由于利用ALD进行的成膜，其等级覆盖(step coverage)良好，因此适合埋设于随着器件的微细化而变得狭窄的半导体器件内的凹部中，例如埋设于门极之间的间隙内。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不降低处理生产率，能够抑制颗粒的产生的、形成含有硅的绝缘膜的成膜方法和装置。本专利技术的第一方面为一种成膜方法，其特征在于其是在能够有选择地供给含有硅烷类气体的第一处理气体；含有选自氮化气体、氧氮化气体和氧化气体中的气体的第二处理气体；和吹扫气体的处理区域内，利用CVD，在被处理基板上形成含有硅的绝缘膜的成膜方法，其交替地包括向所述处理区域供给所述第一处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第二处理气体和吹扫气体的第一工序；向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第二工序；向所述处理区域供给所述第二处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一处理气体和吹扫气体的第三工序；向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第四工序，其中，在从所述第一工序至所述第四工序中，通过配置有开度调整用的阀的排气通路，连续对所述处理区域内进行真空排气，将所述第一工序的所述阀的开度设定为所述第二和第四工序的所述阀的开度的5～95％。本专利技术的第二方面为一种含有硅的绝缘膜的成膜装置，其特征在于，包括 具有收纳被处理基板的处理区域的处理容器；在所述处理区域内，支承所述被处理基板的支承部件；加热所述处理区域内的所述被处理基板的加热器；通过配置有开度调整用阀的排气通路，对所述处理区域内进行排气的排气系统；将含有硅烷类气体的第一处理气体供给至所述处理区域的第一处理气体供给系统；将含有选自氮化气体、氧氮化气体和氧化气体中的气体的第二处理气体供给至所述处理区域的第二处理气体供给系统；将吹扫气体供给至所述处理区域的吹扫气体供给系统；和控制所述装置的动作的控制部，其中，为了利用CVD在所述被处理基板上形成含有硅的绝缘膜，所述控制部交替地运行向所述处理区域供给所述第一处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第二处理气体和吹扫气体的第一工序；向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第二工序；向所述处理区域供给所述第二处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一处理气体和吹扫气体的第三工序；向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第四工序，其中，在从所述第一工序至所述第四工序中，通过所述排气通路，连续对所述处理区域内进行真空排气，将所述第一工序的所述阀的开度设定为所述第二和第四工序的所述阀的开度的5～95％。本专利技术的第三方面为一种含有用于在处理器上运行的程序指令的计算机可读取的介质，其特征在于其在由处理器实行所述程序指令时，在能够有选择地供给含有硅烷类气体的第一处理气体；含有选自氮化气体、氧氮化气体和氧化气体中的气体的第二处理气体；和吹扫气体的处理区域内，利用CVD，在被处理基板上形成含有硅的绝缘膜的成膜装置中交替地具有向所述处理区域供给所述第一处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第二处理气体和吹扫气体的第一工序；向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第二工序；向所述处理区域供给所述第二处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一处理气体和吹扫气体的第三工序；向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第四工序，其中，在从所述第一工序至所述第四工序中，通过配置有开度调整用的阀的排气通路，连续对所述处理区域内进行真空排气，将所述第一工序的所述阀的开度设定为所述第二和第四工序的所述阀的开度的5～95％。下面将具体说明本专利技术的具体实施方式及其优点，其中部分内容明显可由文字说明得知，其它则可由本专利技术实施方式得知。本专利技术的具体实施方式及其优点可通过此后的实施例及其结合而得到说明。附图说明附带的合并于说明书并属于说明书一部分的附图用于说明本专利技术的具体实施方式，与上述简要说明以及下述具体实施方式的说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是表示本专利技术实施方式的成膜装置(立式CVD装置)的截面图。图2是表示图1所示装置的部分横截平面图。图3是表示在图1所示装置的排气系统中使用的阀单元(开度调整用阀)的纵截面图。图4是表示图3所示阀单元的横截面图。图5是表示本专利技术第一实施方式的成膜方法的气体供给和排气通路的开度等的时序图。图6是表示在实验1中，利用实施例1(PE1)和比较例1(CE1)的成膜处理得到处理容器内的颗粒发生的图形。图7是表示本专利技术第二实施方式的成膜方法的气体供给和排气通路的开度等的时序图。图8是表示本专利技术第三实施方式的成膜方法的气体供给和排气通路的开度等的时序图。图9是表示在实验2中，由实施例2的成膜处理得到的膜的湿蚀刻速度与DCS压力依存性的图形。图10是表示本专利技术第四实施方式的成膜装置(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜方法，其特征在于：　　　　其是在能够有选择地供给含有硅烷类气体的第一处理气体；含有选自氮化气体、氧氮化气体和氧化气体中的气体的第二处理气体；和吹扫气体的处理区域内，利用ＣＶＤ，在被处理基板上形成含有硅的绝缘膜的成膜方法，其交替地包括：　　　　向所述处理区域供给所述第一处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第二处理气体和吹扫气体的第一工序；　　　　向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第二工序；　　　　向所述处理区域供给所述第二处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一处理气体和吹扫气体的第三工序；　　　　向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第四工序，其中，　　　　在从所述第一工序至所述第四工序中，通过配置有开度调整用的阀的排气通路，连续对所述处理区域内进行真空排气，将所述第一工序的所述阀的开度设定为所述第二和第四工序的所述阀的开度的５～９５％。

【技术特征摘要】
JP 2005-8-2 2005-2247411.一种成膜方法，其特征在于其是在能够有选择地供给含有硅烷类气体的第一处理气体；含有选自氮化气体、氧氮化气体和氧化气体中的气体的第二处理气体；和吹扫气体的处理区域内，利用CVD，在被处理基板上形成含有硅的绝缘膜的成膜方法，其交替地包括向所述处理区域供给所述第一处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第二处理气体和吹扫气体的第一工序；向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第二工序；向所述处理区域供给所述第二处理气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一处理气体和吹扫气体的第三工序；向所述处理区域供给所述吹扫气体，另一方面，停止向所述处理区域供给所述第一和第二处理气体的第四工序，其中，在从所述第一工序至所述第四工序中，通过配置有开度调整用的阀的排气通路，连续对所述处理区域内进行真空排气，将所述第一工序的所述阀的开度设定为所述第二和第四工序的所述阀的开度的5～95％。2.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述第三工序具有将所述第二处理气体在利用激励机构激励的状态下供给至所述处理区域的激励期间。3.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述第一工序设定为，将掺杂气体与所述第一处理气体一起供给至所述处理区域。4.如权利要求3所述的成膜方法，其特征在于所述第一处理气体和掺杂气体在配置于所述处理区域外的气体混合槽混合后，被供给至所述处理区域。5.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述第一处理气体含有选自由二氯硅烷、六氯二硅烷、甲硅烷、乙硅烷、六甲基二硅氮烷、四氯硅烷、二甲硅烷基胺、三甲硅烷基胺、双叔丁氨基硅烷中的一种以上的气体。6.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述第二处理气体含有选自氨、氮、一氧化二氮、一氧化氮、氧、臭氧中的一种以上的气体。7.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述吹扫气体为氮气。8.如权利要求3所述的成膜方法，其特征在于所述掺杂气体包括，含有选自BCl3、B2H6、BF3、B(CH3)3的含硼气体的第三处理气体和含有乙烯气体的第四处理气体中的一个或两个。9.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述激励机构在与所述处理区域连通的空间内，具有配置在所述第二处理气体的供给口和所述基板之间的等离子体发生区域，所述第二处理气体通过所述等离子体发生区域时被激励。10.如权利要求9所述的成膜方法，其特征在于将所述第一处理气体和所述吹扫气体在所述等离子体发生区域与所述基板之间被供给至所述处理区域。11.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于多块被处理基板处于在上下设置有间隔而层积的状态下，被收纳在所述处理区域内，由配置在所述处理区域周围的加热器加热所述多块被处理基板。12.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于所述第一和第二处理气体与所述吹扫气体分别以相对于所述多块被处理基板形成平行气体流的方式，从相对于所述多块被处理基板而沿上下方向配置的多个气体喷射孔供给。13.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述排气通路具有分别专用于排出所述第一和第二处理气体的第一和第二排气通路；所述阀具有分别配置在所述第一和第二排气通路上的开度调整用的第一和第二阀；所述第一和第二阀的全体的开度，作为等价的一个阀的开度而被控制。14.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于将所述第一工序的所述阀的开度设定为所述第二和第四工序的所述阀的开度的5～20％，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷部一秀，冈田充弘，周保华，小川淳，金採虎，福岛讲平，高桥俊树，佐藤润，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]