專利名稱：形成含硅的絕緣膜的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在半導(dǎo)體處理用系統(tǒng)中，在半導(dǎo)體晶片等被處理基板上形成含有硅的絕緣膜的成膜方法和裝置。其中，所謂半導(dǎo)體處理，是指通過在晶片或者LCD(液晶顯示器)或者FPD(平板顯示器)用的玻璃基板等被處理基板上，以規(guī)定圖案形成半導(dǎo)體層、絕緣層、導(dǎo)電層等，而在該被處理基板上制造半導(dǎo)體器件或者含有與半導(dǎo)體器件連接的線路、電極等構(gòu)造物所進行的各種處理。
背景技術(shù)：
在構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路的半導(dǎo)體器件的制造中，在被處理基板(例如半導(dǎo)體晶片)上進行成膜、蝕刻、氧化、擴散、改質(zhì)、退火、除去自然氧化膜等各種處理。在日本特開2002-60947號公報(專利文獻1)中揭示有立式(所謂批量式)熱處理裝置的這種半導(dǎo)體處理方法。利用這種方法，首先，將半導(dǎo)體晶片從晶片盒移放至立式晶舟上，分多層支承。在晶片盒中例如可收納有25塊晶片，在晶舟上可放置30～150塊晶片。其次，將晶舟從處理容器的下方裝入其內(nèi)部，并同時氣密地封閉處理容器。接著，在處理氣體的流量、處理壓力、處理溫度等各種處理條件得到控制的狀態(tài)下，進行規(guī)定的熱處理。
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為半導(dǎo)體器件的絕緣膜，主要使用氧化硅膜(SiO2膜)。但是，近年來，隨著半導(dǎo)體集成電路的高集成化和高微細化要求的進一步提高，根據(jù)用途不同，可以使用氮化硅膜(Si3N4膜)來代替氧化硅膜。例如，可以作為耐氧化膜、雜質(zhì)擴散防止膜、門極電極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁膜來配置氮化硅膜。對于氮化硅膜來說，由于雜質(zhì)的擴散系數(shù)低，且氧化的屏障性高，因此非常適合于作為上述的絕緣膜。
近年來，隨著半導(dǎo)體集成電路的高集成化和高微細化要求的進一步提高，而希望減少半導(dǎo)體器件制造工序的熱履歷，以提高器件的特性。即使在立式處理裝置中，也希望根據(jù)這些要求對半導(dǎo)體的處理方法進行改良。例如，在CVD處理中，采用間歇地供給原料氣體等，反復(fù)形成一層或者多層其每層均為原子或者分子級別厚度的層的成膜方法(例如日本特開2004-281853號公報(專利文獻2))。通常，這種成膜方法稱為ALD(原子層沉積Atomic Layer Deposition)，這樣，能夠進行以將晶片暴露于這種高溫下為目的的處理。此外，由于利用ALD進行的成膜，其等級覆蓋(step coverage)良好，因此適合埋設(shè)于隨著器件的微細化而變得狹窄的半導(dǎo)體器件內(nèi)的凹部中，例如埋設(shè)于門極之間的間隙內(nèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不降低處理生產(chǎn)率，能夠抑制顆粒的產(chǎn)生的、形成含有硅的絕緣膜的成膜方法和裝置。
本發(fā)明的第一方面為一種成膜方法，其特征在于其是在能夠有選擇地供給含有硅烷類氣體的第一處理氣體；含有選自氮化氣體、氧氮化氣體和氧化氣體中的氣體的第二處理氣體；和吹掃氣體的處理區(qū)域內(nèi)，利用CVD，在被處理基板上形成含有硅的絕緣膜的成膜方法，其交替地包括向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體和吹掃氣體的第一工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第二工序；向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體和吹掃氣體的第三工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第四工序，其中，在從所述第一工序至所述第四工序中，通過配置有開度調(diào)整用的閥的排氣通路，連續(xù)對所述處理區(qū)域內(nèi)進行真空排氣，將所述第一工序的所述閥的開度設(shè)定為所述第二和第四工序的所述閥的開度的5～95％。
本發(fā)明的第二方面為一種含有硅的絕緣膜的成膜裝置，其特征在于，包括
具有收納被處理基板的處理區(qū)域的處理容器；在所述處理區(qū)域內(nèi)，支承所述被處理基板的支承部件；加熱所述處理區(qū)域內(nèi)的所述被處理基板的加熱器；通過配置有開度調(diào)整用閥的排氣通路，對所述處理區(qū)域內(nèi)進行排氣的排氣系統(tǒng)；將含有硅烷類氣體的第一處理氣體供給至所述處理區(qū)域的第一處理氣體供給系統(tǒng)；將含有選自氮化氣體、氧氮化氣體和氧化氣體中的氣體的第二處理氣體供給至所述處理區(qū)域的第二處理氣體供給系統(tǒng)；將吹掃氣體供給至所述處理區(qū)域的吹掃氣體供給系統(tǒng)；和控制所述裝置的動作的控制部，其中，為了利用CVD在所述被處理基板上形成含有硅的絕緣膜，所述控制部交替地運行向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體和吹掃氣體的第一工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第二工序；向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體和吹掃氣體的第三工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第四工序，其中，在從所述第一工序至所述第四工序中，通過所述排氣通路，連續(xù)對所述處理區(qū)域內(nèi)進行真空排氣，將所述第一工序的所述閥的開度設(shè)定為所述第二和第四工序的所述閥的開度的5～95％。
本發(fā)明的第三方面為一種含有用于在處理器上運行的程序指令的計算機可讀取的介質(zhì)，其特征在于其在由處理器實行所述程序指令時，在能夠有選擇地供給含有硅烷類氣體的第一處理氣體；含有選自氮化氣體、氧氮化氣體和氧化氣體中的氣體的第二處理氣體；和吹掃氣體的處理區(qū)域內(nèi)，利用CVD，在被處理基板上形成含有硅的絕緣膜的成膜裝置中交替地具有向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體和吹掃氣體的第一工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第二工序；向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體和吹掃氣體的第三工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第四工序，其中，在從所述第一工序至所述第四工序中，通過配置有開度調(diào)整用的閥的排氣通路，連續(xù)對所述處理區(qū)域內(nèi)進行真空排氣，將所述第一工序的所述閥的開度設(shè)定為所述第二和第四工序的所述閥的開度的5～95％。
下面將具體說明本發(fā)明的具體實施方式
及其優(yōu)點，其中部分內(nèi)容明顯可由文字說明得知，其它則可由本發(fā)明實施方式得知。本發(fā)明的具體實施方式
及其優(yōu)點可通過此后的實施例及其結(jié)合而得到說明。
附帶的合并于說明書并屬于說明書一部分的附圖用于說明本發(fā)明的具體實施方式
，與上述簡要說明以及下述具體實施方式
的說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是表示本發(fā)明實施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)的截面圖。
圖2是表示圖1所示裝置的部分橫截平面圖。
圖3是表示在圖1所示裝置的排氣系統(tǒng)中使用的閥單元(開度調(diào)整用閥)的縱截面圖。
圖4是表示圖3所示閥單元的橫截面圖。
圖5是表示本發(fā)明第一實施方式的成膜方法的氣體供給和排氣通路的開度等的時序圖。
圖6是表示在實驗1中，利用實施例1(PE1)和比較例1(CE1)的成膜處理得到處理容器內(nèi)的顆粒發(fā)生的圖形。
圖7是表示本發(fā)明第二實施方式的成膜方法的氣體供給和排氣通路的開度等的時序圖。
圖8是表示本發(fā)明第三實施方式的成膜方法的氣體供給和排氣通路的開度等的時序圖。
圖9是表示在實驗2中，由實施例2的成膜處理得到的膜的濕蝕刻速度與DCS壓力依存性的圖形。
圖10是表示本發(fā)明第四實施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)的真空排氣系統(tǒng)的示意圖。
圖11是表示第四實施方式的成膜方法的排氣通路開度的時序圖。
圖12是表示本發(fā)明第五實施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)的第一、第三和第四處理氣體供給系統(tǒng)的圖。
圖13是表示主控制部結(jié)構(gòu)的簡要方框圖。
圖14是表示在專利文獻2中所示的現(xiàn)有技術(shù)的立式成膜裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。
圖15是表示在專利文獻2中所示的成膜方法的氣體供給以及排氣通路的開度等的時序圖。
具體實施例方式
本發(fā)明者在本發(fā)明的開發(fā)過程中，對在專利文獻2中所述的現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體處理用的成膜處理中所發(fā)生的問題進行了研究。其結(jié)果，本發(fā)明者得到下述認識。
圖14是表示在專利文獻2中所示的現(xiàn)有技術(shù)的立式成膜裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖15是表示在專利文獻2中所述的成膜方法的氣體供給以及排氣通路的開度等的時序圖。
如圖14所示，在該裝置的處理容器302內(nèi)，收容有多層支承于晶舟304上的多塊半導(dǎo)體晶片W。作為硅烷類氣體的二氯硅烷(DCSSiH2Cl2)氣體和作為氮化氣體的氨(NH3)氣體的供給系統(tǒng)與處理容器302相連接。此外，依次設(shè)置有排氣閥308和真空泵310的排氣系統(tǒng)306，與處理容器302連接。如圖15所示，在處理時，以在中間夾著吹掃期間的方式將DCS氣體和氨氣交互地間歇供給至處理容器302內(nèi)。此時，由于DCS氣體的蒸氣壓力低，所以，在供給DCS氣體時，排氣閥308完全關(guān)閉。這樣，引起處理容器302內(nèi)的壓力的升高，有助于DCS氣體吸附在晶片的表面上(增加吸附量)。
然而，在上述方法中，當(dāng)排氣閥308完全關(guān)閉時，容器302內(nèi)的壓力瞬時成為平衡狀態(tài)。因此，附著在排氣系統(tǒng)內(nèi)壁等上的例如氯化銨等反應(yīng)副生成物的微粒子剝離脫落并倒流。這種微粒有可能附著在晶片表面等上而成為形成顆粒的核。
此外，作為排氣閥308，可以使用合并具有開閉閥和壓力調(diào)整閥這兩種功能的所謂的綜合閥。在這種情況下，當(dāng)排氣閥308完全關(guān)閉時，反應(yīng)副生成物有可能堆積在配置于綜合閥上的O形環(huán)等密封部件上。其結(jié)果，堆積物會妨礙密封部件的密封性，從而有可能產(chǎn)生內(nèi)部泄漏。作為解決這個問題的方法，可以將密封部件加熱至反應(yīng)副生成物的升華溫度以上來防止反應(yīng)副生成物的附著。但是，由于若要利用這種方法就必需對排氣閥308進行耐熱處理，因此導(dǎo)致閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并不實際。
下面，參照附圖，對基于這種理解所構(gòu)成的本發(fā)明的實施方式進行說明。其中，在以下說明中，對具有大致相同功能以及結(jié)構(gòu)的構(gòu)成元件標注相同的標號，并只在必要時進行重復(fù)說明。
圖1是表示本發(fā)明實施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)的截面圖。圖2是表示圖1所示裝置的部分橫截面的平面圖。該成膜裝置2具有可選擇性地供給含有作為硅烷類氣體的二氯硅烷(DCS)氣體的第一處理氣體、含有作為氮化氣體的氨(NH3)氣體的第二處理氣體、和由N2氣體等惰性氣體構(gòu)成的吹掃氣體的處理區(qū)域。成膜裝置2構(gòu)成為在這種處理區(qū)域內(nèi)，利用CVD在被處理基板上形成氮化硅膜。其中，如后所述，可選擇性地將含有作為含硼氣體的BCl3氣體的第三處理氣體和/或含有作為碳化氫氣體的C2H4氣體(乙烯氣體)的第四處理氣體供給至處理區(qū)域。
成膜裝置2具有下端開口的有天井的圓筒體形處理容器4，在其內(nèi)部規(guī)定有收納并處理以隔開一定間隔的方式而層積的多個半導(dǎo)體晶片(被處理基板)的處理區(qū)域5。處理容器4的全體例如由石英制成。在處理容器4內(nèi)的天井上配置有石英制的天井板6而將其密封。形成為圓筒體形狀的總管8通過O形環(huán)等密封部件10，而與處理容器4的下端開口連接。其中，也可以不單獨設(shè)置總管8，而是由圓筒體形狀的石英制的處理容器構(gòu)成全體。
總管8例如由不銹鋼制成，支承處理容器4的下端。石英制的晶舟12可通過總管8的下端開口進行升降，這樣，可相對于處理容器4對晶舟12進行裝載/卸載。多塊半導(dǎo)體晶片W作為被處理基板而分多層放置在晶舟12上。例如，在本實施方式的情況下，可在晶舟12的支柱12A上以大致相等的間距，分多層支承例如50～100塊直徑為300nm的晶片W。
晶舟12通過石英制的保溫筒14而被放置在臺面16上。臺面16支承在回轉(zhuǎn)軸20上，該回轉(zhuǎn)軸20貫通用于開閉總管8的下端開口的例如由不銹鋼制成的蓋體18。
在回轉(zhuǎn)軸20的貫通部上例如介設(shè)(中間設(shè)置)有磁性流體密封22，可以氣密地密封回轉(zhuǎn)軸20且可轉(zhuǎn)動地對其進行支承。在蓋體18的周邊部和總管8的下端部上介設(shè)有例如由O形環(huán)等構(gòu)成的密封部件24，以保持容器內(nèi)的密封性。
回轉(zhuǎn)軸20被安裝在例如由螺桿升降機等升降機構(gòu)25所支承的臂26的前端?？梢岳蒙禉C構(gòu)25使晶舟12和蓋體18等一體地升降。其中，也可以將臺面16設(shè)置成固定在蓋體18上，以不使晶舟12回轉(zhuǎn)的方式進行晶片W的處理。
在總管8的側(cè)部連接有將規(guī)定處理氣體供給至處理容器4內(nèi)的處理區(qū)域5用的氣體供給部。氣體供給部包括第二處理氣體供給系統(tǒng)28、第一處理氣體供給系統(tǒng)30和吹掃氣體供給系統(tǒng)32。第一處理氣體供給系統(tǒng)30供給含有DCS(二氯硅烷)氣體的第一處理氣體作為硅烷類氣體。第二處理氣體供給系統(tǒng)28供給含有氨(NH3)氣體的第二處理氣體作為氮化氣體。吹掃氣體供給系統(tǒng)32供給惰性氣體(例如N2氣體)作為吹掃氣體。根據(jù)需要，也可以將適當(dāng)量的載體氣體混入第一處理氣體和第二處理氣體，但是，以下為了容易說明，不涉及該載體氣體。
具體地說，第二處理氣體供給系統(tǒng)28、第一處理氣體供給系統(tǒng)30和吹掃氣體供給系統(tǒng)32分別具有向內(nèi)側(cè)貫通總管8的側(cè)壁并向上方彎曲延伸的由石英管構(gòu)成的氣體分散噴嘴34、36、38(參照圖2)。在各氣體分散噴嘴34、36、38上，沿著其長度方向(上下方向)并以橫跨晶舟12上的全體晶片W的方式，以規(guī)定間隔而形成有多個氣體噴射孔34A、36A、38A。氣體噴射孔34A、36A、38A大致均勻地在水平方向上分別供給第二處理氣體(含有NH3氣體)、第一處理氣體(含有DCS)和吹掃氣體(N2)，以形成與晶舟12上的多個晶片W平行的氣體流。
噴嘴34、36、38通過氣體供給管路(氣體通路)42、44、46而分別與NH3氣體、DCS氣體和N2氣體的氣體源28S、30S、32S連接。將開閉閥42A、44A、46A以及如質(zhì)量流量控制器那樣的流量控制器42B、44B、46B配置在氣體供給管路42，44，46上。這樣，可以分別對NH3氣體、DCS氣體和N2氣體進行流量控制并進行供給。
在處理容器4的側(cè)壁的一部分上，沿著其高度方向配置有氣體激勵部50。為了對該內(nèi)部氣氛進行真空排氣，而在與氣體激勵部50相對的處理容器4的相反一側(cè)上，配置有例如通過向著上下方向切削掉處理容器4的側(cè)壁而形成的細長排氣口52。
具體地說，氣體激勵部50具有通過沿著上下方向、以規(guī)定寬度削去處理容器4的側(cè)壁而形成的上下細長的開口54。開口54由氣密地與處理容器4的外壁焊接接合的石英制成的蓋56所覆蓋。蓋56形成為截面凹部狀，使得可以向處理容器4的外側(cè)突出，并且具有上下細長的形狀。
利用這個結(jié)構(gòu)，形成從處理容器4的側(cè)壁突出、并且一側(cè)向處理容器4內(nèi)開口的氣體激勵部50。即，氣體激勵部50的內(nèi)部空間與處理容器4內(nèi)的處理區(qū)域5連通。開口54在上下方向作得充分長，以便能夠在高度方向覆蓋由晶舟12保持的全部晶片W。
在蓋56的兩個側(cè)壁的外側(cè)面上，配置有細長的一對電極58，使得電極能夠沿著其長度方向(上下方向)互相相對。等離子體發(fā)生用高頻電源60通過給電線路62而與電極58連接。例如，通過將13.56MHz的高頻電壓施加在電極58上，而可以在一對電極58之間形成激勵等離子體的高頻電場。其中，高頻電壓的頻率不是僅限于13.56MHz，也可以使用其他頻率(例如400KHz)。
第二處理氣體的氣體分散噴嘴34，在晶舟12上的最下層的晶片W下面的位置處，向著處理容器4的半徑方向外方彎曲。然后，氣體分散噴嘴34，在氣體激勵部50內(nèi)的最里面(最偏離處理容器4的中心的部分)的位置處垂直立起。如圖2所示，氣體分散噴嘴34設(shè)置在從由一對相對電極58夾住的區(qū)域(高頻電場最強的位置)，即實際主要產(chǎn)生等離子體的等離子體發(fā)生區(qū)域PS向外側(cè)偏離的位置上。從氣體分散噴嘴34的氣體噴射孔34A噴出的含有NH3氣體的第二處理氣體，向著等離子體發(fā)生區(qū)域PS噴射并被激勵(分解或激活)，在該狀態(tài)下，將其供給至晶舟12上的晶片W。
在蓋56的外側(cè)，安裝有覆蓋其的由石英制成的絕緣保護蓋64。在絕緣保護蓋64的內(nèi)側(cè)，在與電極58相對的部分上，配置有由冷卻介質(zhì)通路構(gòu)成的冷卻機構(gòu)(圖中沒有示出)，在冷卻介質(zhì)通路中，通過使作為冷卻介質(zhì)的例如被冷卻的氮氣流動，來冷卻電極58。其中，在絕緣保護蓋64的外側(cè)，配置有用于覆蓋其以防止高頻泄漏的屏蔽板(圖中沒有示出)。
在氣體激勵部50的開口54的外側(cè)附近，即開口54的外側(cè)(處理容器4內(nèi))的兩側(cè)上，以互相相對的方式垂直立起配置有第一處理氣體以及吹掃氣體的氣體分散噴嘴36、38。含有DCS氣體的第一處理氣體和由N2氣體構(gòu)成的吹掃氣體分別從形成于氣體分散噴嘴36、38上的氣體噴射孔36A、38A而向著處理容器4的中心方向噴射。
另一方面，在與氣體激勵部50相對而設(shè)置的排氣口52上，利用焊接而安裝有覆蓋其的并由石英制成的截面形成為日文假名“コ”字形的排氣口部件66。排氣口部件66沿著處理容器4的側(cè)壁向上延伸，在處理容器4的上方形成有氣體出口68。配置有真空泵等的真空排氣系統(tǒng)GE與氣體出口68連接。
以包圍處理容器4的方式來配置用于加熱處理容器4內(nèi)的氣氛和晶片W的加熱器70。在處理容器4內(nèi)的排氣口52附近，配置有用于控制加熱器70的熱電偶(圖中沒有示出)。
真空排氣系統(tǒng)GE具有與氣體出口68連接的排氣通路84，從其上游側(cè)依次配置有閥單元(開度調(diào)整用的閥)86、真空泵88、除去不要物質(zhì)的除害單元89。閥單元86由所謂的綜合閥構(gòu)成，同時具有開閉閥和壓力調(diào)整閥這兩種閥的功能。即，閥單元86具有包括全開和全閉而能夠任意設(shè)定閥開度的功能。圖3和圖4式表示閥單元86的縱截面圖和橫截面圖。
如圖3和圖4所示，閥單元86具有設(shè)置在排氣通路84中間的圓筒狀的閥框體90。在閥框體90的內(nèi)部配置有具有閥口92的閥座94。在閥座94的上游側(cè)配置有閥驅(qū)動部98，而桿102從致動器100向下游側(cè)延伸。在桿102的前端，安裝有坐落于閥座94上用于關(guān)閉閥口92的閥體104。在閥體104和閥驅(qū)動部98之間配置有包圍桿102，可伸縮的波紋管103，以保護致動器100。在閥體104上配置有由O形環(huán)等構(gòu)成的密封部件106，可以完全密閉閥口92。在閥驅(qū)動部98的周圍以環(huán)狀而配置有用于使排氣流動的多個連通路96。
對于閥單元86來說，通過往復(fù)移動閥體104，可以設(shè)定包括全閉狀態(tài)和全開狀態(tài)的任意的閥開度。為了防止反應(yīng)副生成物的附著，而可以將閥體104加熱至規(guī)定溫度(例如150℃)。其中，閥單元86的結(jié)構(gòu)只是簡單地表示一個例子，對該結(jié)構(gòu)并沒有特別限制。
而且，成膜裝置2具有由控制裝置全體動作的計算機等構(gòu)成的主控制部48。主控制部48根據(jù)預(yù)先存儲于其隨付的存儲部中的用于成膜處理的處理方案(例如形成的膜的膜厚或者其組成)，來進行后述的成膜處理。在該存儲部中，還作為預(yù)先控制數(shù)據(jù)而存儲有處理氣體流量和膜的膜厚或者其組成關(guān)系。因此，主控制部48可根據(jù)存儲的處理方案或者控制數(shù)據(jù)來控制升降機構(gòu)25、氣體供給系統(tǒng)28、30、32、排氣系統(tǒng)GE(含有閥單元86)、氣體激勵部50、以及加熱器70等。
其次，對利用圖1所示的裝置進行的成膜方法(所謂ALD(原子層沉積)成膜)進行說明。簡要地說，在該成膜方法中，選擇性地將含有作為硅烷類氣體的二氯硅烷(DCS)氣體的第一處理氣體、和含有作為氮化氣體的氨(NH3)氣體的第二處理氣體供給至收納有晶片W的處理區(qū)域5內(nèi)，利用CVD在晶片W上形成氮化硅膜。
首先，將保持有多塊(例如50～100塊)尺寸為300mm的晶片W的常溫下的晶舟12裝載在設(shè)定有規(guī)定溫度的處理容器4內(nèi)。接著，對處理容器4內(nèi)進行真空排氣，并維持在規(guī)定的處理壓力，同時，使晶片溫度上升并穩(wěn)定在成膜用處理溫度而待機。其次，分別對含有DCS氣體的第一處理氣體、含有NH3氣體的第二處理氣體和由N2氣體構(gòu)成的吹掃氣體進行流量控制，并間歇性地從氣體分散噴嘴36、34、38進行供給。
具體地說，以相對于晶舟12上的多個晶片W形成為平行氣體流的方式，從氣體分散噴嘴36的氣體噴嘴孔36A對含有DCS氣體的第一處理氣體進行供給。在此期間，DCS氣體的分子或者由分解產(chǎn)生的分解生成物的分子或者原子吸附在晶片上。
另一方面，以相對于晶舟12上的多個晶片W形成為平行氣體流的方式，從氣體分散噴嘴34的氣體噴射孔34A對含有NH3氣體的第二處理氣體進行供給。對于第二處理氣體來說，當(dāng)通過一對電極58之間的等離子體發(fā)生區(qū)域PS時，選擇性地被激勵，使一部分成為等離子體。這時，例如生成N*、NH*、NH2*、NH3*等原子團(活性種)(記號“*”表示原子團)。這些原子團從氣體激勵部50的開口54向著處理容器4的中心流出，在層流狀態(tài)下被供給至晶片W的相互之間。
上述原子團，與附著在晶片W表面上的DCS氣體的分子等反應(yīng)，這樣，在晶片W上形成氮化硅膜。其中，與此相反，在DCS氣體流入到在晶片W表面上附著有原子團的部位時，也產(chǎn)生同樣的反應(yīng)，在晶片W上形成氮化硅膜。
此外，在供給含有DCS氣體的第一處理氣體的工序之后以及在供給含有NH3氣體的第二處理氣體的工序之后，將由N2氣體構(gòu)成的吹掃氣體供給至處理區(qū)域5內(nèi)。吹掃氣體以相對于晶舟12上的多個晶片W形成為平行氣體流的方式而從氣體分散噴嘴38的氣體噴射孔38A被供給。利用該吹掃氣體流除去殘留在處理區(qū)域5內(nèi)的DCS氣體或者其分解成分、以及NH3氣體或者其分解成分。
在上述成膜處理的進行中，通過排氣通路84并利用真空排氣系統(tǒng)GE，持續(xù)對處理區(qū)域5內(nèi)進行真空排氣。這時，控制排氣通路84的閥單元86的開度，將供給第一處理氣體工序過程中的開度設(shè)定為供給吹掃氣體工序過程中的開度的5～95％。
(第一實施方式)圖5是表示本發(fā)明的第一實施方式的成膜方法中的氣體供給以及排氣通路的開度的時序圖。如圖5所示，在該實施方式的成膜方法中，交互地重復(fù)第一～第四工序T1～T4。即，多次重復(fù)由第一～第四工序T1～T4構(gòu)成的循環(huán)，通過層積在每一個循環(huán)中形成的氮化硅膜的薄膜，可得到最終厚度的氮化硅膜。
具體地說，在第一工序T1中，向處理區(qū)域5供給第一處理氣體(圖5中表示為DCS)，另一方面，停止向處理區(qū)域5供給第二處理氣體(圖5中用NH3表示)和吹掃氣體(圖5中用N2表示)。在第二工序T2中，向處理區(qū)域5供給吹掃氣體，另一方面，停止向處理區(qū)域5供給第一和第二處理氣體。在第三工序T3中，向處理區(qū)域5供給第二處理氣體，另一方面，停止向處理區(qū)域5供給第一處理氣體。此外，在第三工序T3中，通過從中途使RF電源60接通(ON)，由氣體激勵部50使第二處理氣體成為等離子體，只在副工序T3b期間，在激勵的狀態(tài)下向處理區(qū)域5進行供給。在第四工序T4中，向處理區(qū)域5供給吹掃氣體，另一方面，停止向處理區(qū)域5供給第一和第二處理氣體。
從第一工序至第四工序，處理區(qū)域5通過排氣通路84而由真空排氣系統(tǒng)GE被繼續(xù)真空排氣。在第二和第四工序T2、T4中，將排氣通路84的閥單元86的開度設(shè)定為100％(全開)。這樣，可利用吹掃氣體快速地排除殘留于處理區(qū)域5內(nèi)的反應(yīng)性氣體。此外，在第三工序T3中，也將排氣通路84的閥單元86的開度設(shè)定為100％(全開)。這樣，可積極地將從NH3來的原子團供給至晶片W上，可促進與吸附于晶片W上的DCS氣體分子等的反應(yīng)(提高成膜速度)。
另一方面，在第一工序中，將閥單元86的開度設(shè)定為5～20％。該開度是考慮到使DCS在晶片W上吸附的促進和在處理區(qū)域5內(nèi)存在的顆粒數(shù)的減少的平衡而設(shè)定的。即，特別是在DCS氣體的情況下，因為其蒸氣壓力低而導(dǎo)致在晶片表面上的吸附性不好。為了促進這種氣體向晶片表面上的吸附(增加吸附量)，而優(yōu)選提高第一工序的處理區(qū)域5的壓力。因此，減小閥單元86的開度，成為用于提高成膜速度、提高處理的生產(chǎn)率的決定性的重要因素。在該觀點中，優(yōu)選第一工序的閥開度小。
另一方面，在第一工序T1中，假設(shè)若將閥單元86的開度設(shè)定為0％(全閉)，則如上所述，產(chǎn)生與顆粒有關(guān)的各種問題。因此，將閥單元86的開度設(shè)定為上述值，即使在第一工序T1中，也可以在處理區(qū)域5內(nèi)形成向排氣系統(tǒng)中流動的氣體流。這樣，例如，即使因壓力變動而使附著物等從排氣系統(tǒng)的內(nèi)壁剝離脫落，也也不會產(chǎn)生倒流而附著在晶片W的表面等上。此外，通過不使閥開度為0％(全閉)，氯化銨等反應(yīng)副生成物也不會附著在閥單元86的密封部件106上。因此，可防止由附著物在閥單元86產(chǎn)生內(nèi)部泄漏。在這些觀點中，優(yōu)選第一工序中的閥開度大。
從上述觀點出發(fā)，在第一實施方式中，閥單元86的開度用作控制促進DCS在晶片W上的吸附和減少在處理區(qū)域5內(nèi)存在的顆粒數(shù)的平衡的參數(shù)。具體地說，在第一實施方式中，如上所述，將第一工序的閥開度Vd1設(shè)定為第二和第四工序中的閥開度的5～20％。若閥開度Vd1小于5％，則顆粒或者成為生成顆粒的核的物質(zhì)的排出效果不好。若大于20％，則第一處理氣體在晶片表面上的吸附效率未滿容許范圍。
其中，在第一工序T1中，因為閥單元86的開度小，所以處理區(qū)域5內(nèi)的壓力從最低值(在圖5中用Low表示)依次向最高值(在圖5中用High表示)上升。但是，該壓力在第二工序T2中，通過將閥單元86的開度設(shè)定為100％，而從最高值依次回落到最低值。
在圖5中，將第一工序T1設(shè)定大約1～120秒(例如大約5秒)，將第二序T2設(shè)定為大約1～30秒(例如大約5秒)，將第三工序T3設(shè)定為大約1～120秒(例如大約10秒)，將副工序T3b設(shè)定為大約1～120秒(例如大約8秒)，將第四工序T4設(shè)定為大約1～30秒(例如大約5秒)。此外，通常由第一～第四工序T1～T4的一個循環(huán)形成的膜厚為0.05～0.11nm左右。因此，如果目標膜厚例如為70nm，則要重復(fù)大約600次該循環(huán)。但是，這些時間以及厚度只不過是單純的一個例子，其并不僅限于該數(shù)值。
其中，在第三工序T3中，在經(jīng)過規(guī)定時間Δt后，接通RF電源60，通過利用氣體激勵部50使第二處理氣體成為等離子體，而可以只在副工序T3b期間將激勵狀態(tài)下的第二處理氣體供給至處理區(qū)域5。該規(guī)定時間Δt是NH3氣體的流量達到穩(wěn)定的時間，例如大約為1秒。但是，也可以在第二處理氣體的供給期間的全部期間中，利用氣體激勵部50，使第二處理氣體成為等離子體。這樣，通過在第二處理氣體的流量穩(wěn)定后接通RF電源來建立等離子體，而可以提高在晶片W的面間方向(高度方向)上的活性種的濃度均勻性。
上述成膜處理的處理條件如下所述。DCS氣體的流量在50～2000sccm范圍內(nèi)(例如1000sccm(1s1m)。NH3氣體的流量在100～5000sccm范圍內(nèi)(例如3000sccm)。N2氣體的流量在300～5000sccm范圍內(nèi)(例如3000sccm)。處理溫度為比通常的CVD處理低的溫度，具體地是在250～700℃范圍內(nèi)，優(yōu)選是在350～600℃范圍內(nèi)。當(dāng)處理溫度比250℃低時，不產(chǎn)生反應(yīng)，幾乎不堆積膜。當(dāng)處理溫度比700℃高時，形成膜質(zhì)不好的利用CVD形成的堆積膜，同時，會對已形成的金屬膜等上產(chǎn)生熱損壞。
對于處理壓力來說，最低值(圖5中用Low表示)在0～5Torr的范圍內(nèi)，優(yōu)選為0～1Torr的范圍內(nèi)。此外，最高值(圖5中用High表示)在0.1～10Torr的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.1～5Torr的范圍內(nèi)。其中，1Torr＝133.3Pa。例如，處理壓力在第一工序(吸附工序)T1中為1Torr，在第三工序(使用等離子體的氮化工序)T3中為0.3Torr。在處理壓力比0.1Torr小的情況下，成膜速度變成為在實用水平以下。在處理壓力比10Torr大的情況下，不能很好地建立等離子體。
(實驗1)使用圖1所示的裝置，形成氮化硅膜，對此時的顆粒發(fā)生進行評價。作為實施例1，根據(jù)圖5所示的第一實施方式的時序圖進行成膜處理。實施例1的成膜處理的處理條件的基準如第一實施方式的說明所述。此外，作為比較例1，除了在第一工序中使排氣系統(tǒng)的閥開度為0％以外，其它均與實施例1相同，在該條件下進行成膜處理。在每次進行成膜處理時，計算在實施例1和比較例1中此時晶片上的顆粒數(shù)。
圖6表示在實驗1中，由實施例1(PE1)和比較例(CE1)的成膜處理得到的處理容器內(nèi)的顆粒的發(fā)生的圖形。在圖6中，左側(cè)表示實施例1(PE1)的數(shù)據(jù)，右側(cè)表示比較例(CE1)的數(shù)據(jù)。橫軸表示晶片處理次數(shù)(運轉(zhuǎn)數(shù))。左縱軸表示顆粒數(shù)。右縱軸表示在晶片上成膜的累計膜厚(μm)。圖形中的曲線X1、X2分別表示累計膜厚，垂直棒表示顆粒數(shù)。
如圖6所示，在比較例1(CE1)的情況下，不論運轉(zhuǎn)數(shù)如何，都以較高頻度突發(fā)地非常大量地產(chǎn)生顆粒，因此不好。與此相對，在實施例1(PE1)的情況下，與比較例1發(fā)生的顆粒數(shù)相比要少得多，而且穩(wěn)定在較低地顆粒數(shù)下。因此，能夠確認采用第一實施方式的成膜方法，不會突發(fā)地大量產(chǎn)生顆粒，可以得到良好的結(jié)果。
(第二實施方式)
圖7是表示本發(fā)明第二實施方式的成膜方法的氣體供給和排氣通路的開度等的時序圖。在圖5所示的時序圖中，在供給NH3氣體的第三工序T3中，將排氣通路84的閥單元86的開度設(shè)定為100％(全開)。與此相對，在圖7所示的時序圖中，在供給NH3氣體的第三工序T3中，將排氣通路84的閥單元86的開度設(shè)定為稍小于100％(全開)。這樣，根據(jù)處理，能夠控制處理區(qū)域5的壓力，可以提高由來于NH3的原子團的密度，并可使其達到最優(yōu)。
(第三實施方式)圖8是表示本發(fā)明第三實施方式的成膜方法的氣體供給和排氣通路的開度等的時序圖。在第三實施方式中，閥單元86的開度用作控制在由成膜處理形成的氮化硅膜上產(chǎn)生的應(yīng)力和氮化硅膜具有的潛在蝕刻速度的一方面或兩方面的參數(shù)。具體地說，在第三實施方式中，將第一工序的閥開度Vd1設(shè)定為第二和第四工序中的閥開度的80～95％。因此，在第一工序中，控制處理區(qū)域5的壓力稍微上升，這樣，可使氮化硅膜的應(yīng)力或者蝕刻速度等變得良好。
(實驗2)使用圖1所示的裝置形成氮化硅膜，并評價其蝕刻速度。作為實施例2，是根據(jù)圖8所示的第三實施方式的時序圖進行成膜處理，形成氮化硅膜，并對該膜進行濕蝕刻。實施例2的成膜處理的處理條件的基準如第一實施方式的說明所述。具體地說，設(shè)定RF功率為250瓦(供給NH3時)，成膜溫度為400℃。作為供給DCS氣體的第一工序T1中的處理區(qū)域5的壓力(到達壓力值)，使用1.2Torr、3.5Torr、5.2Torr三個不同的值。而且，作為濕蝕刻，將形成有氮化硅膜的晶片在0.1％DHF(稀釋HF)中浸漬60秒。
圖9是表示在實驗2中，由實施例2的成膜處理得到的膜的濕蝕刻速度和DCS壓力的依存性的圖形。在圖9中，橫軸表示供給DCS時的處理壓力(Torr)?？v軸表示進行濕蝕刻的膜的蝕刻速度。如圖9所示，通過使第一工序中的壓力在1.2～5.2Torr的范圍內(nèi)變化，而能夠?qū)⑽g刻速度控制在3.4～3.8nm/min的范圍內(nèi)。
(第四實施方式)圖10是表示本發(fā)明第四實施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)的真空排氣系統(tǒng)的圖。在圖1所示的裝置中，真空排氣系統(tǒng)GE只有一個系統(tǒng)的排氣通路84。在這種情況下，擔(dān)心在真空排氣系統(tǒng)GE內(nèi)作為反應(yīng)副生成物而產(chǎn)生氯化銨，并導(dǎo)致排氣系統(tǒng)內(nèi)等的閉塞。與此相對，在第四實施方式的真空排氣系統(tǒng)GEX中，如圖10所示，將含有DCS的第一處理氣體和含有NH3的第二處理氣體一起，分別從專用的第一排氣系統(tǒng)和第二排氣系統(tǒng)排出。
具體地說，第一排氣系統(tǒng)的排氣通路84A和第二排氣系統(tǒng)的排氣通路84B并列配置。在各排氣通路84A、84B上分別依次設(shè)置有結(jié)構(gòu)與上述真空排氣系統(tǒng)GE相同的閥單元(開度調(diào)整用的閥)86A、86B、真空泵88A、88B和除害單元89A、89B。從第一排氣通路84A主要排出第一處理氣體(DCS)和與其同時被供給的氣體。從第二排氣通路84B主要排出第二處理氣體(NH3)和與其同時被供給的氣體。
控制設(shè)置在兩個排氣通路84A、84B上的兩個閥單元86A、86B的全體的閥開度，等價地作為一個閥的開度。即，利用主控制部件48進行控制，使兩個閥單元86A、86B的合計的閥開度與上述閥單元86的開度一致，進行圖5、圖7或者圖8所示的成膜方法。
圖11是表示第四實施方式的成膜方法的排氣通路的開度的時序圖。這里，表示與圖5所示的第一實施方式時的閥單元86的動作等價的閥動作。因此，圖11中沒有示出的氣體供給方式等其他方法與圖5所示的內(nèi)容相同。即，控制第一處理氣體用的閥單元86A，使閥開度重復(fù)Vd1的狀態(tài)和全閉狀態(tài)，控制第二處理氣體用的閥單元86B，使其重復(fù)全開狀態(tài)和全閉狀態(tài)。
具體地說，在第一工序T1中，閥單元86A的閥開度成為Vd1狀態(tài)，使第一處理氣體流動，另一個閥單元86B成為0％(全閉)狀態(tài)。在第三工序T3中，閥單元86A成為0％(全閉)狀態(tài)，閥單元86B成為100％(全開)狀態(tài)，使第二處理氣體流動。這樣，第一處理氣體和第二處理氣體通過互不相同的專用的排氣通路84A、84B。由于兩種氣體在排氣系統(tǒng)內(nèi)不混合，不產(chǎn)生反應(yīng)副生成物，因此不會閉塞真空排氣系統(tǒng)GEX內(nèi)等。
(第五實施方式)圖12是表示本發(fā)明第五實施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)的第一、第三和第四處理氣體供給系統(tǒng)的圖。在第五實施方式中，在第一工序T1中，與含有DCS的第一處理氣體一起，將摻雜氣體供給至處理區(qū)域5。摻雜氣體具有含有含硼氣體(BCl3氣體)的第三處理氣體和含乙烯(C2H4氣體)氣體的第四處理氣體中的一種或者兩種。這里，表示使用第三和第四處理氣體兩者的情況。在這種情況下，形成的薄膜成為由含硼以及碳的SiBCN(摻雜硼的碳化硅的氮化物borondoped silicon carbon nitride)構(gòu)成的絕緣膜。
如圖12所示，第一、第三和第四處理氣體供給系統(tǒng)130、132和134與共同的混合氣體供給系統(tǒng)135連接。混合氣體供給系統(tǒng)135具有混合第一、第三和第四處理氣體用的氣體混合槽142。對于氣體混合槽142來說，將其大小設(shè)定為在均勻混合氣體的同時，還能夠暫時積蓄較大供給量的混合氣體(例如4升左右)(可根據(jù)氣體流量變更)。氣體混合槽142通過配置在開閉閥144A上的混合氣體供給管路144，而與由石英管制成的氣體分散噴嘴36(參照圖1)連接。
氣體混合槽142通過第一、第三和第四處理氣體供給系統(tǒng)130、132和134的氣體供給管路(氣體通路)150、152和154，而分別與DCS氣體、BCl3氣體和C2H4氣體的氣體源130S、132S和134S連接。在氣體供給管路150、152、154上配置有開閉閥150A、152A、154A和如質(zhì)量流量控制器那樣的流量控制器150B、152B、154B。這樣，可分別對DCS氣體、BCl3氣體和C2H4氣體進行流量控制并進行供給。
作為混合氣體的形成或者供給的方式以下面兩種方式作為代表。在第一種方式中，將第一、第三和第四處理氣體連續(xù)地從第一、第三和第四處理氣體供給系統(tǒng)130、132、144供給至氣體混合槽142，另一方面，將混合氣體呈脈沖狀從氣體混合槽142供給至處理區(qū)域5(參見圖1)。在第二種方式中，將第一、第三和第四處理氣體，以第一相位呈脈沖狀而從第一、第三和第四處理氣體供給系統(tǒng)130、132、144一起供給至氣體混合槽142，另一方面，以與第一相位相反的第二相位，將混合氣體從氣體混合槽142供給至處理區(qū)域5。
為了實現(xiàn)這點，根據(jù)從主控制部48來的指示，如下這樣操作第一、第三和第四處理氣體供給系統(tǒng)130、132、134的開閉閥150A、152A、154A和混合氣體供給系統(tǒng)135的開閉閥144A的開閉。在上述第一方式的情況下，從成膜處理開始至結(jié)束為止的多個循環(huán)中，開閉閥150A、152A、154A都維持在打開狀態(tài)，另一方面，開閉閥114A以脈沖狀開閉。在上述第二種方式情況下，在從成膜處理開始至結(jié)束為止的多個循環(huán)中，開閉閥150A、152A、154A以脈沖狀開閉，另一方面，開閉閥144A以相反的相位呈脈沖狀開閉。
(第一～第五實施方式的共同點和變更例)如上所述，第一～第五實施方式的方法，是根據(jù)處理程序，并在主控制部48的控制下來實行的。圖13是表示主控制部48的簡要結(jié)構(gòu)的方框圖。主控制部48具有CPU210，存儲部212、輸入部214、輸出部216等與其連接。將處理程序或者處理方案存儲于存儲部212中。輸入部214含有與使用者對話用的輸入裝置，例如鍵盤或者指示裝置和存儲介質(zhì)的驅(qū)動器等。輸出部216輸出控制處理裝置的各機器用的控制信號。此外，在圖13中還一并表示出可相對于計算機進行裝卸的存儲介質(zhì)218。
上述實施方式的方法，可適用于以由處理器實行的程序作為指令，可寫入由計算機讀取的記錄介質(zhì)內(nèi)的各種半導(dǎo)體處理裝置?；蛘?，可適用于這種程序指令由通信介質(zhì)傳送的各種半導(dǎo)體處理裝置。記錄介質(zhì)為磁盤(軟盤、硬盤(例如在存儲部212中所含有的硬盤)等)、光盤(CD、DVD等)、磁光盤(MO等)、半導(dǎo)體存儲器等?？刂瓢雽?dǎo)體處理裝置動作的計算機，通過讀取存儲于存儲介質(zhì)中的程序指令，并由處理器實行該指令，來進行上述方法。
在第一～第五實施方式中，例示出以DCS氣體作為第一處理氣體中的硅烷類氣體。關(guān)于這點，作為硅烷類氣體，可以使用選自下列物質(zhì)中的一種以上的氣體二氯硅烷(DCS)、六氯二硅烷(HCD)、甲硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、六甲基硅氨烷(HMDS)、四氯硅烷(TCS)、二甲硅烷基胺(DSA)、三甲硅烷基胺(TSA)、雙叔丁氨基硅烷(BTBAS)。
在第一～第五實施方式中，作為第二處理氣體中的氮化氣體，可以使用氨氣(NH3)、氮氣(N2)。此外，在氮化硅氧化膜的形成中使用本發(fā)明的情況下，可以使用一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)那樣的氮氧化氣體來代替氮化氣體。此外，在氧化硅膜的形成中使用本發(fā)明的情況下，可以使用氧(O2)、臭氧(O3)那樣的氧化氣體來代替氮化氣體。
在第五實施方式中，例示出作為用于摻雜硼的含硼氣體的BCl3氣體。關(guān)于這點，可以選自BCl3、B2H6、BF3、B(CH3)3中的一種以上的氣體作為含硼氣體。
在第一～第五實施方式中，作為成膜裝置2，具有將形成等離子體的激勵部50與處理容器4組裝成一體的結(jié)構(gòu)。也可以不這樣，而將激勵部50與處理容器4分開設(shè)置，在處理容器4外預(yù)先激勵NH3氣體(所謂遠程等離子體)，將激勵的NH3氣體供給至處理容器4內(nèi)。作為被處理基板，并不限于半導(dǎo)體晶片、LCD基板、玻璃基板等，也可以是其他基板。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可據(jù)此發(fā)現(xiàn)其它特點和變換形式。因此，本發(fā)明范圍并不限于具體實施方式
和實施例所述，而是只要在不偏離與權(quán)利要求及其等效變換所述的本發(fā)明主旨或范圍，就可以做出各種變換。
權(quán)利要求
1.一種成膜方法，其特征在于其是在能夠有選擇地供給含有硅烷類氣體的第一處理氣體；含有選自氮化氣體、氧氮化氣體和氧化氣體中的氣體的第二處理氣體；和吹掃氣體的處理區(qū)域內(nèi)，利用CVD，在被處理基板上形成含有硅的絕緣膜的成膜方法，其交替地包括向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體和吹掃氣體的第一工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第二工序；向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體和吹掃氣體的第三工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第四工序，其中，在從所述第一工序至所述第四工序中，通過配置有開度調(diào)整用的閥的排氣通路，連續(xù)對所述處理區(qū)域內(nèi)進行真空排氣，將所述第一工序的所述閥的開度設(shè)定為所述第二和第四工序的所述閥的開度的5～95％。
2.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述第三工序具有將所述第二處理氣體在利用激勵機構(gòu)激勵的狀態(tài)下供給至所述處理區(qū)域的激勵期間。
3.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述第一工序設(shè)定為，將摻雜氣體與所述第一處理氣體一起供給至所述處理區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的成膜方法，其特征在于所述第一處理氣體和摻雜氣體在配置于所述處理區(qū)域外的氣體混合槽混合后，被供給至所述處理區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述第一處理氣體含有選自由二氯硅烷、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、雙叔丁氨基硅烷中的一種以上的氣體。
6.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述第二處理氣體含有選自氨、氮、一氧化二氮、一氧化氮、氧、臭氧中的一種以上的氣體。
7.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述吹掃氣體為氮氣。
8.如權(quán)利要求3所述的成膜方法，其特征在于所述摻雜氣體包括，含有選自BCl3、B2H6、BF3、B(CH3)3的含硼氣體的第三處理氣體和含有乙烯氣體的第四處理氣體中的一個或兩個。
9.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述激勵機構(gòu)在與所述處理區(qū)域連通的空間內(nèi)，具有配置在所述第二處理氣體的供給口和所述基板之間的等離子體發(fā)生區(qū)域，所述第二處理氣體通過所述等離子體發(fā)生區(qū)域時被激勵。
10.如權(quán)利要求9所述的成膜方法，其特征在于將所述第一處理氣體和所述吹掃氣體在所述等離子體發(fā)生區(qū)域與所述基板之間被供給至所述處理區(qū)域。
11.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于多塊被處理基板處于在上下設(shè)置有間隔而層積的狀態(tài)下，被收納在所述處理區(qū)域內(nèi)，由配置在所述處理區(qū)域周圍的加熱器加熱所述多塊被處理基板。
12.如權(quán)利要求11所述的成膜方法，其特征在于所述第一和第二處理氣體與所述吹掃氣體分別以相對于所述多塊被處理基板形成平行氣體流的方式，從相對于所述多塊被處理基板而沿上下方向配置的多個氣體噴射孔供給。
13.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述排氣通路具有分別專用于排出所述第一和第二處理氣體的第一和第二排氣通路；所述閥具有分別配置在所述第一和第二排氣通路上的開度調(diào)整用的第一和第二閥；所述第一和第二閥的全體的開度，作為等價的一個閥的開度而被控制。
14.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于將所述第一工序的所述閥的開度設(shè)定為所述第二和第四工序的所述閥的開度的5～20％，以便控制所述硅烷類氣體在所述被處理基板上的吸附的促進和在所述處理區(qū)域內(nèi)存在的顆粒數(shù)的減少的平衡。
15.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于將所述第一工序的所述閥的開度設(shè)定為所述第二和第四工序的所述閥的開度的80～95％，以便控制在所述含有硅的絕緣膜上產(chǎn)生的應(yīng)力和所述含有硅的絕緣膜具有的潛在蝕刻速度中的一個或兩個。
16.如權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于設(shè)定所述第三工序的所述閥的開度比所述第一工序的所述閥的開度大。
17.如權(quán)利要求16所述的成膜方法，其特征在于設(shè)定所述第三工序的所述閥的開度在所述第二和第四工序的所述閥的開度以下。
18.一種含有硅的絕緣膜的成膜裝置，其特征在于，包括具有收納被處理基板的處理區(qū)域的處理容器；在所述處理區(qū)域內(nèi)，支承所述被處理基板的支承部件；加熱所述處理區(qū)域內(nèi)的所述被處理基板的加熱器；通過配置有開度調(diào)整用閥的排氣通路，對所述處理區(qū)域內(nèi)進行排氣的排氣系統(tǒng)；將含有硅烷類氣體的第一處理氣體供給至所述處理區(qū)域的第一處理氣體供給系統(tǒng)；將含有選自氮化氣體、氧氮化氣體和氧化氣體中的氣體的第二處理氣體供給至所述處理區(qū)域的第二處理氣體供給系統(tǒng)；將吹掃氣體供給至所述處理區(qū)域的吹掃氣體供給系統(tǒng)；和控制所述裝置的動作的控制部，其中，為了利用CVD在所述被處理基板上形成含有硅的絕緣膜，所述控制部交替地運行向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體和吹掃氣體的第一工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第二工序；向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體和吹掃氣體的第三工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第四工序，其中，在從所述第一工序至所述第四工序中，通過所述排氣通路，連續(xù)對所述處理區(qū)域內(nèi)進行真空排氣，將所述第一工序的所述閥的開度設(shè)定為所述第二和第四工序的所述閥的開度的5～95％。
19.如權(quán)利要求18所述的成膜裝置，其特征在于，包括多塊被處理基板處于在上下設(shè)置有間隔而層積的狀態(tài)下，被收納在所述處理區(qū)域內(nèi)，利用配置在所述處理區(qū)域周圍的所述加熱器加熱所述多塊被處理基板；所述第一和第二處理氣體與所述吹掃氣體分別以相對于所述多塊被處理基板形成平行氣體流的方式，從相對于所述多塊被處理基板而沿上下方向配置的多個氣體噴射孔供給。
20.一種含有用于在處理器上運行的程序指令的計算機可讀取的介質(zhì)，其特征在于其在由處理器實行所述程序指令時，在能夠有選擇地供給含有硅烷類氣體的第一處理氣體；含有選自氮化氣體、氧氮化氣體和氧化氣體中的氣體的第二處理氣體；和吹掃氣體的處理區(qū)域內(nèi)，利用CVD，在被處理基板上形成含有硅的絕緣膜的成膜裝置中交互地具有向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體和吹掃氣體的第一工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第二工序；向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體和吹掃氣體的第三工序；向所述處理區(qū)域供給所述吹掃氣體，另一方面，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第四工序，其中，在從所述第一工序至所述第四工序中，通過配置有開度調(diào)整用的閥的排氣通路，連續(xù)對所述處理區(qū)域內(nèi)進行真空排氣，將所述第一工序的所述閥的開度設(shè)定為所述第二和第四工序的所述閥的開度的5～95％。
全文摘要
這本發(fā)明提供一種成膜方法，在能夠有選擇地供給含有硅烷類氣體的第一處理氣體；含有選自氮化氣體、氧氮化氣體和氧化氣體中的氣體的第二處理氣體；和吹掃氣體的處理區(qū)域內(nèi)，利用CVD，在被處理基板上形成含有硅的絕緣膜，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，分別供給第一處理氣體、吹掃氣體、第二處理氣體以及吹掃氣體，停止剩下的兩種氣體的供給。在第一工序至第四工序，通過配置開度調(diào)整用閥的排氣通路繼續(xù)給處理區(qū)域內(nèi)真空排氣。將第一工序的閥開度設(shè)定為第二和第四工序的閥開度的5～95％。
文檔編號C23C16/44GK1908228SQ200610108370
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者長谷部一秀, 岡田充弘, 周保華, 小川淳, 金採虎, 福島講平, 高橋俊樹, 佐藤潤 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社