硅膜的形成方法及其形成装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及硅膜的形成方法及其形成装置。硅膜的形成方法具备第1成膜工序、蚀刻工序、掺杂工序以及第2成膜工序。第1成膜工序中，以填埋被处理体的槽的方式形成不掺杂杂质的非掺杂硅膜。蚀刻工序中，对在第1成膜工序中被形成的非掺杂硅膜进行蚀刻。掺杂工序中，对在蚀刻工序中被蚀刻的非掺杂硅膜掺杂杂质。第2成膜工序中，以填埋在掺杂工序中被掺杂的硅膜的方式形成掺杂有杂质的硅膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅膜的形成方法及其形成装置。
技术介绍
半导体装置等的制造エ艺中存在如下エ序在硅基板上的层间绝缘膜上形成凹槽、孔形状的槽(接触孔)，填埋例如掺杂杂质的多晶硅膜和非晶硅膜等硅膜(Si膜)形成电极的エ序。作为这样的エ序，例如，在专利文献I中公开了在硅基板上的层间绝缘膜形成接触孔，用CVD (Chemical Vapor Deposition)法形成多晶娃膜,在对该多晶娃膜稍微进行蚀刻后，再次形成多晶硅的方法。专利文献I :日本特开平10-321556号公报
技术实现思路
然而，在这样的Si膜的形成方法中，如果使用掺杂杂质的多晶硅膜，例如掺杂P的Si膜作为Si膜，则通过蚀刻，其表面粗糙度容易变差。考虑这是因从掺杂P的Si膜中的P位进行蚀刻所导致的。这样，如果在表面粗糙度变差的掺杂P的Si膜上进ー步形成掺杂P的Si膜，则容易产生空洞、空隙。本专利技术鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种能够抑制空洞、空隙的产生的硅膜的形成方法及其形成装置。为了达成上述目的，本专利技术的第I观点的硅膜的形成方法，其特征在于，在表面形成有槽的被处理体的槽中形成硅膜，具备第I成膜エ序，以填埋上述被处理体的槽的方式形成不掺杂杂质的非掺杂硅膜，蚀刻エ序，对在上述第I成膜エ序中被形成的非掺杂硅膜进行蚀刻，掺杂エ序，对在上述蚀刻エ序中被蚀刻的非掺杂硅膜掺杂杂质，第2成膜エ序，以填埋在上述掺杂エ序中被掺杂的硅膜的方式形成掺杂有杂质的娃膜。本专利技术的第2观点的硅膜的形成装置，其特征在于，在表面形成有槽的被处理体的槽中形成硅膜，具备第I成膜单元，以填埋上述被处理体的槽的方式形成不掺杂杂质的非掺杂硅膜，蚀刻单元，对在上述第I成膜单元中被形成的非掺杂硅膜进行蚀刻，掺杂单元，对在上述蚀刻单元中被蚀刻的非掺杂硅膜掺杂杂质，第2成膜单元，以填埋在上述掺杂单元中被掺杂的硅膜的方式形成掺杂有杂质的娃膜。本专利技术另外的特征和优点将在以下说明中阐述，在一定程度上从该描述可显而易见、或者可以通过实施本专利技术而认识到。本专利技术的特征和优点可以通过以下实施方式和组合得以了解和获得。以下附图是本专利技术的说明书、实施例的组成部分，与以上一般描述和以下实施例的详细描述一起用于解释本专利技术的原则。附图说明图I是表示本专利技术的实施方式的热处理装置的图。图2是表示图I的控制部的结构的图。 图3是表示说明本实施方式的硅膜的形成方法的配方的图。图4是用于说明本实施方式的硅膜的形成方法的图。图5是用于说明本实施方式的硅膜的形成方法的图。图6是表示说明其他实施方式的硅膜的形成方法的配方的图。图7是用于说明其他实施方式的硅膜的形成方法的图。图8是表示说明其他实施方式的硅膜的形成方法的图。具体实施例方式本专利技术的实施例以上述发现为基础而完成，參考附图进行描述，在以下的描述中具有相同作用的组成元素被附以相同的数字，只在必要时进行重复描述。以下，对本专利技术的硅膜的形成方法及其形成装置进行说明。在本实施方式中，以使用图I所示的批量式的立式热处理装置作为硅膜的形成装置的情况为例进行说明。如图I所示，热处理装置I具备长度方向朝向垂直方向的大致圆筒状的反应管2。反应管2具有由内管3和有顶部的外管4构成的双重管结构,该外管4覆盖内管3、并且与内管3具有一定的间隔。内管3和外管4由耐热和耐腐蚀性优异的材料，例如石英所形成。在外管4的下方配置有形成为筒状的由不锈钢(SUS)构成的歧管5。歧管5与外管4的下端气密地连接。另外，内管3被支撑在支撑环6上，该支撑环6从歧管5的内壁突出并与歧管5形成为一体。在歧管5的下方配置有盖体7，盖体7利用舟式升降机8可上下移动地构成。而且，当盖体7利用舟式升降机8上升吋，歧管5的下方侧(炉ロ部分)被关闭，当盖体7利用舟式升降机8下降吋，歧管5的下方侧(炉ロ部分)被打开。盖体7载置有例如由石英构成的晶圆舟9。晶圆舟9构成为能够在垂直方向上具有规定的间隔地收容多枚被处理体，例如半导体晶圆10。在反应管2的周围以包围反应管2的方式设置有隔热体11。在隔热体11的内壁面，设置有例如由电阻发热体构成的升温用加热器12。利用该升温用加热器12将反应管2的内部加热至规定的温度，其结果，半导体晶圆10被加热到规定的温度。在歧管5的侧面插通(连接)有多个处理气体导入管13。应予说明，图I中仅示出了一个处理气体导入管13。处理气体导入管13以面对内管3内的方式被配设。例如，如图I所示，处理气体导入管13插通到歧管5的支撑环6的下方(内管3的下方)的侧面。处理气体导入管13介由未图示的质量流量控制器等，连接到未图示的处理气体供给源。因此，从处理气体供给源经由处理气体导入管13向反应管2内供给所需量的处理气体。作为从处理气体导入管13供给的处理气体，有形成多晶硅膜、非晶硅膜、掺杂杂质的多晶硅膜和非晶硅膜等的硅膜(Si膜)的成膜用气体。作为成膜用气体，在形成不掺杂杂质的非掺杂Si膜的情况下，例如，可使用SiH4等。另外，在形成掺杂杂质的Si膜的情况下，例如，可以用包含 P (PH3)、B (BCl3^B2H6),C (C2H4)、0 (N20)、N (N2O)等杂质的气体和 SiH4等。应予说明，在对不掺杂杂质的非掺杂Si膜掺杂杂质时，可使用上述PH3、BCl3等。另外，本专利技术的硅膜的形成方法中，如后所述，在第I成膜エ序中向形成于半导体晶圆10的表面的槽中填埋Si膜后，在蚀刻エ序中扩大被填埋的槽的开ロ部，在第2成膜エ序中向开ロ部被扩大的槽填埋Si膜。因此，作为从处理气体导入管13供给的处理气体，有蚀刻气体。作为蚀刻气体，例如可使用C12、F2、C1F3等卤素气体。另外，本专利技术的硅膜的形成方法中，如后所述，在第I成膜エ序前在槽中形成晶种 层时，从处理气体导入管13向反应管2内供给晶种层形成用气体，例如包含氨基的硅烷、Si2H6、Si4H1(l等高阶硅烷。作为包含氨基的硅烷，例如有双叔丁基氨基硅烷(BTBAS)、三ニ甲基氨基硅烷(3DMAS)、四ニ甲基氨基硅烷(4DMAS)、ニ异丙基氨基硅烷(DIPAS)、双ニこ基氨基硅烷(BDEAS)、双ニ甲基氨基硅烷(BDMAS)等。此外，在硅膜的形成方法中，如后所述，在第I成膜エ序前除去槽的自然氧化膜吋，从处理气体导入管13向反应管2内同时供给自然氧化膜除去用气体，例如氨气和HF或氨气和NF3。在歧管5的侧面设置有用于排出反应管2内的气体的排气ロ 14。排气ロ 14被设置于比支撑环6靠上方的位置，与反应管2内的形成在内管3和外管4之间的空间连通。而且，内管3中产生的废气等通过内管3与外管4之间的空间从排气ロ 14排出。在歧管5的侧面的排气ロ 14的下方插通有吹扫气体供给管15。在吹扫气体供给管15上连接有未图示的吹扫气体供给源，从吹扫气体供给源经由吹扫气体供给管15向反应管2内供给所需量的吹扫气体，例如，氮气。在排气ロ 14上气密地连接有排气管16。在排气管16上，从其上游侧夹设有阀门17、真空泵18。阀门17调整排气管16的打开度，从而将反应管2内的压カ控制为规定的压力。真空泵18经由排气管16排出反应管2内的气体并调整反应管2内的压力。应予说明，在排气管16上夹设有未图示的收集器、洗涤器等，对从反应管2排出的废气进行无害化后，排放到热处理装置I外。另外，热处理装置I具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅膜的形成方法，其特征在于，在表面形成有槽的被处理体的槽中形成硅膜，具备：第1成膜工序，以填埋所述被处理体的槽的方式形成不掺杂杂质的非掺杂硅膜，蚀刻工序，对在所述第1成膜工序中被形成的非掺杂硅膜进行蚀刻，掺杂工序，对在所述蚀刻工序中被蚀刻的非掺杂硅膜掺杂杂质，第2成膜工序，以填埋在所述掺杂工序中被掺杂的硅膜的方式形成掺杂有杂质的硅膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柿本明修，高木聪，长谷部一秀，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：