成膜方法和成膜装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及成膜方法和成膜装置。该成膜方法是向收纳被处理体W且可抽真空的处理容器内供给含硼气体、氮化气体、硅烷系气体和烃气体，在被处理体的表面上形成含有硼、氮、硅和碳的薄膜的成膜方法，具有：第1工序，进行1次以上交替间歇地供给含硼气体和氮化气体的循环而形成BN膜；第2工序，进行1次以上间歇地供给硅烷系气体、烃气体和氮化气体的循环而形成SiCN膜。由此，形成实现了低介电常数化、湿式蚀刻耐性的提高以及漏电流减少化的含硼、氮、硅和碳的薄膜。

【技术实现步骤摘要】
成膜方法和成膜装置
本专利技术涉及在半导体晶片等被处理体上形成薄膜的成膜方法和成膜装置。本申请以2011年6月16日向日本专利局提出的日本专利申请号第2011-134623号和2012年4月6日提出的日本专利申请号第2012-087434号为基础要求优先权的利益，其全部公开内容作为参照包含在本说明书中。
技术介绍
通常，为了制造半导体集成电路，对由硅基板等构成的半导体晶片进行成膜处理、蚀刻处理、氧化处理、扩散处理、改质处理、自然氧化膜的除去处理等各种处理。这些处理可在一次处理1枚晶片的单枚式处理装置或一次处理多枚晶片的成批式处理装置中进行。例如用纵型的、所谓成批式的处理装置进行这些处理时，首先，由能够收纳多枚例如25枚左右半导体晶片的晶圆匣，将半导体晶片移置到纵型的晶圆舟而多段地支撑在其上。该晶圆舟例如根据晶片尺寸可载置30～150枚左右的晶片。该晶圆舟在从可排气的处理容器的下方搬入（装载）到该容器内后，处理容器内可维持气密。然后，边控制处理气体的流量、工艺压力、工艺温度等各种工艺条件边实施规定的热处理。在此，作为提高上述半导体集成电路的特性的重要因素之一，重要的是提高集成电路中的绝缘膜的特性。作为上述集成电路中的绝缘膜，通常使用SiO2、PSG（PhosphoSilicateGlass）、P（等离子体）-SiO、P（等离子体）-SiN、SOG（SpinOnGlass）、Si3N4（硅氮化膜）等。而且，特别是硅氮化膜，绝缘特性比硅氧化膜良好，并且作为蚀刻阻止膜、层间绝缘膜也能充分发挥功能，所以有被广泛使用的趋势。而且，最近以提高电路元件的特性为目的，强烈需要进一步的低介电常数化（Low-k化）以及对蚀刻的进一步的耐性提高。在这样的状况下，提出了如下的成膜方法：在纵型的所谓成批式纵型的处理装置内，即使不将晶片暴露在那样的高温下也能够进行目标处理，所以一边间歇地供给原料气体等一边以原子水平每次1层～数层、或以分子水平每次1层～数层地反复成膜。这样的成膜方法通常被称为ALD（AtomicLayerDeposition）。例如专利文献1中，提出了使用远程等离子体原子层蒸镀法（RP-ALD）将氮化硅薄膜（SiN膜）和氮化硼膜（BN膜）交替多层地层叠而形成多层的层压构造的膜的成膜方法。另外，专利文献2中，还提出了利用热处理向氮化硅膜中添加对提高蚀刻耐性有效的碳（C）以实现低介电常数化和蚀刻耐性的提高的SiCN膜基于ALD法的成膜方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-047956号公报专利文献2：日本特开2008-227460号公报专利文献3：日本特开2006-287194号公报
技术实现思路
然而，上述的各种氮化硅系的绝缘膜虽相对于以往的硅氮化膜的绝缘膜低介电常数化且蚀刻耐性也优异，但仍没有充分达到必要的特性。特别是，该绝缘膜对漏电流的特性不充分。本专利技术是着眼于如上所述的问题，为了有效解决这些问题而专利技术的。本专利技术提供能够形成实现了低介电常数化、湿式蚀刻耐性提高以及漏电流减少化的含硼、氮、硅和碳的薄膜（SiBCN膜）的成膜方法和成膜装置。根据本专利技术的一个实施方式，一种成膜方法，其特征在于，是向收纳被处理体且可抽真空的处理容器内供给含硼气体、氮化气体、硅烷系气体和烃气体而在上述被处理体的表面形成含有硼、氮、硅和碳的薄膜的成膜方法，具有：第1工序，进行1次以上交替间歇地供给上述含硼气体和上述氮化气体的循环而形成BN膜；第2工序，进行1次以上间歇地供给上述硅烷系气体、上述烃气体和上述氮化气体的循环而形成SiCN膜。由此，能够实现含硼、氮、硅和碳的薄膜（SiBCN膜）的低介电常数化、湿式蚀刻耐性的提高以及漏电流的减少化。根据本专利技术的另一实施方式，一种成膜装置，其特征在于，是用于对被处理体形成规定的薄膜的成膜装置，具备可抽真空的纵型筒状的处理容器、多段地保持上述被处理体且在上述处理容器内可插拔的保持单元、设置在上述处理容器的外周的加热单元、向上述处理容器内供给硅烷系气体的硅烷系气体供给单元、向上述处理容器内供给氮化气体的氮化气体供给单元、向上述处理容器内供给含硼气体的含硼气体供给单元、向上述处理容器内供给烃气体的烃气体供给单元、和为了执行本专利技术的一个实施方式的上述成膜方法而进行控制的控制单元。本专利技术其它的目的和优点在以下说明中阐明，一部分在以下说明中显而易见或者可以通过实施本专利技术而得知。通过如下特别指出的方法和组合能够实现和得到本专利技术的目的和优点。附图说明附图被纳入说明书并构成说明书的一部分,阐明本专利技术的实施方式,与以上概述和以下具体实施方式共同用于解释本专利技术的原理。图1是表示本专利技术的成膜装置的一个例子的纵截面构成图。图2是表示成膜装置（加热单元省略）的横截面构成图。图3是表示本专利技术的成膜方法的第1实施例的流程图。图4是表示本专利技术的成膜方法的第1实施例中的各种气体的供给时刻的时刻图。图5是表示由本专利技术的成膜方法的第1实施例形成的层叠构造的薄膜的截面图。图6A和图6B是表示各膜对稀氟化氢的蚀刻量以及相对介电常数和漏电流的图。图7是表示形成SiBCN膜时的循环数的成膜条件和各特性的相对评价的表。图8是表示成膜速率的温度依赖性的图。图9是表示本专利技术的成膜方法的第2实施例的流程图。图10是表示本专利技术的成膜方法的第2实施例的中间工序的各种气体的供给时刻的时刻图。图11是表示由本专利技术的成膜方法的第2实施例形成的层叠构造的薄膜的截面图。具体实施方式参照附图描述以上述发现为基础而完成的本专利技术的实施方式。在以下描述中，对本质上具有相同功能和配置的构成要素附以相同的参照数字，并且重复的描述仅在必要时说明。以下，根据附图详述本专利技术的成膜方法和成膜装置的一个实施例。图1是表示本专利技术的成膜装置的一个例子的纵截面构成图，图2是表示成膜装置（加热单元省略）的横截面构成图。应予说明，在此，以下述情况为例进行说明，即使用二氯硅烷（DCS）作为硅烷系气体，使用氨气（NH3）作为氮化气体，使用BCl3气体作为含硼气体，使用C2H4气体（乙烯气体）作为烃气体，将作为含硼、氮、硅和碳的薄膜的SiBCN膜（含硼碳的硅氮化膜）成膜。如图所示，该成膜装置2具有下端开口的有顶的圆筒状的处理容器4。该处理容器4的整体例如由石英形成，在该处理容器4内的顶部设置石英制的顶板6来密封。另外，在该处理容器4的下端开口部，由例如不锈钢成形为圆筒状的歧管8介由O形密封环等密封部件10来连接。应予说明，也可以是不设置不锈钢制的歧管8，整体由圆筒状的石英制的处理容器构成的装置。上述处理容器4的下端被上述歧管8支撑，在该歧管8的下方作为保持单元的石英制的晶圆舟12可升降地自由插拔，该晶圆舟12多段地载置有多枚作为被处理体的半导体晶片W。本实施例中，该晶圆舟12的支柱12A，能够以几乎相等间距多段地支撑例如50～100枚左右的直径为300mm的晶片W。该晶圆舟12介由石英制的保温筒14载置在工作台16上，该工作台16被支撑在贯通例如不锈钢制的盖部18的旋转轴20上，该盖部18对歧管8的下端开口部进行开闭。而且，在该旋转轴20的贯通部，插设有例如磁性流体密封件22，一边气密地密封该旋转轴20一边可旋转地支撑该旋转轴20。另外，在盖部18的周边部和歧管8的下端部，插设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜方法，其特征在于，是向收纳被处理体且可抽真空的处理容器内供给含硼气体、氮化气体、硅烷系气体和烃气体，在所述被处理体的表面形成含有硼、氮、硅和碳的薄膜的成膜方法，具有：第1工序，进行1次以上交替间歇地供给所述含硼气体和所述氮化气体的循环而形成BN膜，和第2工序，进行1次以上间歇地供给所述硅烷系气体、所述烃气体和所述氮化气体的循环而形成SiCN膜。

【技术特征摘要】
2011.06.16 JP 2011-134623;2012.04.06 JP 2012-08741.一种成膜方法，其特征在于，是向收纳被处理体且可抽真空的处理容器内供给含硼气体、氮化气体、硅烷系气体和烃气体，在所述被处理体的表面形成含有硼、氮、硅和碳的薄膜的成膜方法，具有：第1工序，进行1次以上交替间歇地供给所述含硼气体和所述氮化气体的循环而形成BN膜，和第2工序，进行1次以上间歇地供给所述硅烷系气体、所述烃气体和所述氮化气体的循环而形成SiCN膜，所述第1工序内的循环数x和所述第2工序内的循环数y的关系满足x/y＝2的关系式。2.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，所述第2工序中，所述硅烷系气体、所述烃气体和所述氮化气体在相互不同的时刻供给。3.根据权利要求2所述的成膜方法，其特征在于，所述第2工序中，所述硅烷系气体最先供给。4.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，所述第2工序中，所述硅烷系气体最先供给，并且所述烃气体和所述氮化气体中任一者的气体与所述硅烷系气体同时供给。5.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，所述第1工序中，具有一边进行所述含硼气体的供给一边使所述处理容器内的排气停止的保持期间。6.根据权利要求1所述的成膜方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木启介，门永健太郎，森良孝，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：