專利名稱：向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法及成膜裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置的制造工藝中，有時(shí)在鎢膜上形成氧化硅(SiO2)膜。例如，專利文獻(xiàn)1記載有在鎢等金屬上形成氧化硅膜的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2006-54432號(hào)公報(bào)但是，在鎢(W)膜或者氧化鎢(WO3)膜上形成氧化硅膜時(shí)，存在這樣的情況在成膜的初期階段，硅向鎢、或者氧化鎢的表面的吸附速度慢，到氧化硅膜成長(zhǎng)完成的孵育時(shí)間較長(zhǎng)。由于孵育時(shí)間較長(zhǎng)，因此，與在鎢以外的基底上形成的氧化硅膜相比膜厚較薄，并且， 存在這樣的情況在成膜初期階段那樣硅的吸附不充分的狀態(tài)時(shí)，因氧化劑與鎢直接接觸而導(dǎo)致鎢被氧化，氧化鎢的膜厚增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供即使在鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜、也能夠縮短氧化硅膜的孵育時(shí)間的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法及能夠?qū)嵤┰摮赡し椒ǖ某赡?br> 直ο本發(fā)明的第1技術(shù)方案的在鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的方法包括以下工序(1)在被處理體上形成鎢膜或者氧化鎢膜的工序；( 在上述鎢膜或者氧化鎢膜上形成晶種層的工序；C3)在上述晶種層上形成氧化硅膜的工序，上述( 的工序是通過(guò)加熱上述被處理體并向上述鎢膜或者氧化鎢膜的表面供給氨基硅烷系氣體而在上述鎢膜或者氧化鎢膜上形成晶種層的工序。本發(fā)明的第2技術(shù)方案的成膜裝置是用于向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜裝置，其包括處理室，其用于對(duì)形成有上述鎢膜或者氧化鎢膜的被處理體進(jìn)行收容；氣體供給機(jī)構(gòu)，其用于將氨基硅烷系氣體及硅原料氣體中的至少一種氣體以及含有氧化劑的氣體供給到上述處理室內(nèi)；加熱裝置，其用于對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行加熱；排氣裝置， 其用于對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣；控制器，其用于控制上述氣體供給機(jī)構(gòu)、上述加熱裝置、 上述排氣裝置，上述控制器控制上述氣體供給機(jī)構(gòu)、上述加熱裝置、上述排氣裝置，使得在上述處理室內(nèi)對(duì)上述被處理體執(zhí)行從技術(shù)方案1到技術(shù)方案8中的任意一項(xiàng)所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法。將在下面的說(shuō)明中闡述本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，其部分地從下面的說(shuō)明中顯現(xiàn)或者可以通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以借助于在下文中特別指出的手段和組合實(shí)現(xiàn)及獲得。


被并入本說(shuō)明書中并且構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分的附示出本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與上述概略說(shuō)明及下面給出的對(duì)實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明一起，用于解釋本發(fā)明的原理。圖IA是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法的一例的流程圖，圖IB是表示圖IA中的步驟3的一例的流程圖。圖2A 圖2C是概略地表示圖IA及圖IB所示的順序中的被處理體的狀態(tài)的剖面圖。圖3是表示沉積時(shí)間與硅層的膜厚之間的關(guān)系的圖。圖4是將圖3中的虛線框A內(nèi)放大的放大圖。圖5A是附圖代用照片(SEM)，圖5B是表示膜厚的圖。圖6A是附圖代用照片(SEM)，圖6B是表示膜厚的圖。圖7A是附圖代用照片(SEM)，圖7B是表示膜厚的圖。圖8A 圖8C是表示半導(dǎo)體集成電路裝置內(nèi)的結(jié)構(gòu)體(柵電極)的剖面圖。圖9A 圖9C是表示步驟3的其他例的流程圖。圖10是概略地表示能夠?qū)嵤┮粚?shí)施方式的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法的成膜裝置的一例的剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，將參照

基于上面給出的發(fā)現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的實(shí)施方式。在下面的說(shuō)明中，用相同的附圖標(biāo)記指示具有實(shí)質(zhì)相同的功能和結(jié)構(gòu)的構(gòu)成元件，并且僅在必需時(shí)才進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。(成膜方法)圖IA是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法的一例的流程圖，圖IB是表示圖IA中的步驟3的一例的流程圖，圖2A 圖2C是概略地表示圖IA及圖IB所示的順序中的被處理體的狀態(tài)的剖面圖。首先，如圖IA中的步驟1所示，在被處理體上形成鎢膜或者氧化鎢膜。作為氧化鎢膜，既可以是在被處理體上直接形成氧化鎢膜，也可以是在被形成在被處理體上的鎢膜的表面上形成的自然氧化膜。另外，在本例中，作為被處理體使用了半導(dǎo)體晶圓、例如硅晶圓W。在本例中，在該硅晶圓W的硅基板1上形成了鎢膜2(圖2A)。接著，如圖IA中的步驟2所示，在鎢膜2上形成晶種層3 (圖2B)。在本例中，如下述那樣形成了晶種層3。首先，將形成有鎢膜2的硅晶圓W輸入到成膜裝置的處理室內(nèi)。接著，提高處理室內(nèi)的溫度，對(duì)形成有鎢膜2的硅晶圓W進(jìn)行加熱并將氨基硅烷系氣體供給到被加熱了的鎢膜2的表面。由此，在鎢膜2的表面上形成晶種層3。作為氨基硅烷系氣體的例，可列舉出BAS ( 丁基氨基硅烷)、BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷)、DMAS ( 二甲基氨基硅烷)、BDMAS (雙二甲基氨基硅烷)、TDMAS (三(二甲基氨基)硅烷)、DEAS (二乙基氨基硅烷)、BDEAS (雙(二乙基氨基)硅烷)、DPAS (二丙基氨基硅烷)、 DIPAS (二異丙基氨基硅烷)等。在本例中，使用了 DIPAS。步驟2的處理?xiàng)l件的一例如下DIPAS 流量500sccm處理時(shí)間5minCN 102534615 A處理溫度25°C處理壓力532Pa^Torr)。在本說(shuō)明書中，以下將步驟2的工序稱為預(yù)流動(dòng)。步驟2是用于使硅原料易于吸附于鎢膜2的工序。另外，在本說(shuō)明書中記載了在步驟2中形成晶種層3，但實(shí)際上幾乎不會(huì)成膜。晶種層3的厚度優(yōu)選為單原子層級(jí)別的厚度程度。如果提到具體的晶種層3的厚度，則為0. Inm 0. 3nm。接著，如圖IA中的步驟3所示，在晶種層3上形成氧化物膜，在本例中，形成氧化硅膜4(圖2C)。圖IB表示步驟3的一例。在本例中，氧化硅膜4的成膜采用了一邊將含硅的硅原料氣體和用于使硅氧化的含有氧化劑的氣體交替供給一邊進(jìn)行成膜的、所謂的ALD (Atomic Layer Deposition)法、或者 MLD (Molecular Layer Deposition)法。作為氧化齊Ll，可歹lJ舉出02、03、H20、或者利用等離子體使該02、03、H20活性化了的活性種。在本例中，使用了由& 等離子體生成的0自由基。首先，如步驟31所示，將非活性氣體、例如氮(N2)氣供給到處理室內(nèi)，吹掃氨基硅烷系氣體。接著，如步驟32所示，將硅原料氣體供給到處理室內(nèi)，在晶種層3上形成硅層。 作為硅原料氣體的例，除了在步驟2中使用的氨基硅烷系氣體之外，可列舉出不含氨基的硅烷系氣體。作為不含氨基的硅烷系氣體，可列舉出含有SiH2、SiH4, SiH6, Si2H4, Si2H6、用 SimH2W (其中，m為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物、用SinH2Ii (其中，η為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物中的至少一種氣體在內(nèi)的氣體。另外，在本例中，使用了氨基硅烷系氣體、例如DIPAS。步驟32的處理?xiàng)l件的一例如下DIPAS 流量500sccm處理時(shí)間0.Imin處理溫度25°C處理壓力532Pa^Torr)。接著，如步驟33所示，將非活性氣體、例如氮?dú)夤┙o到處理室內(nèi)，吹掃硅原料氣體。接著，如步驟34所示，將含有氧化劑的氣體供給到處理室內(nèi)，對(duì)在步驟32中形成的硅層進(jìn)行氧化，形成氧化硅膜4。在步驟34中，作為氧化劑，也可列舉出02、03、H20、或者利用等離子體使該02、03、H2O活性化了的活性種。在本例中，使用了由O2等離子體生成的
0自由基。接著，如步驟35所示，將非活性氣體、例如氮?dú)夤┙o到處理室內(nèi)，吹掃含有氧化劑的氣體。接著，如步驟36所示，判斷重復(fù)次數(shù)是否為設(shè)定次數(shù)。在未達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí)(NO)，返回到步驟32，從步驟32開(kāi)始重復(fù)進(jìn)行步驟35。在達(dá)到了設(shè)定次數(shù)時(shí)(YES)，如圖IA所示，處理結(jié)束。(孵育時(shí)間)圖3表示沉積時(shí)間與硅層的膜厚之間的關(guān)系。圖3所示的結(jié)果是以氧化硅(SiO2)為基底的情況的結(jié)果，但是，無(wú)論基底為氧化硅還是鎢還是氧化鎢，都顯示出同樣的傾向。 其原因在于，通過(guò)預(yù)流動(dòng)、即氨基硅烷系氣體被熱分解而得到的晶種層3被形成在基底上。 嚴(yán)格地說(shuō)，硅層是被在吸附晶種層3上而進(jìn)行成膜的。在本例所使用的預(yù)流動(dòng)的處理?xiàng)l件如下DIPAS 流量500sccm處理時(shí)間5min處理溫度400°C處理壓力53.2Pa (0. 4Torr)。同樣，在本例中所使用的用于形成硅層的處理?xiàng)l件如下單硅烷流量500sccm沉積時(shí)間30min/45min/60min處理溫度500°C處理壓力53.2Pa (0. 4Torr)。在將沉積時(shí)間設(shè)為30min時(shí)、將沉積時(shí)間設(shè)為45min時(shí)、將沉積時(shí)間設(shè)為60min時(shí)
這3點(diǎn)測(cè)量了硅層的膜厚。圖3中的線I表示有預(yù)流動(dòng)的情況的結(jié)果，線II表示無(wú)預(yù)流動(dòng)的情況的結(jié)果。線 I、II是利用最小二乘法對(duì)測(cè)量到的3個(gè)膜厚進(jìn)行直線近似而得到的直線，計(jì)算式如下。線I :y = 17. 572χ-20. 855. · · (1)線II :y = 17. 605χ_34· 929. · · (2)如圖3所示，顯而易見(jiàn)，與無(wú)預(yù)流動(dòng)的情況相比，有預(yù)流動(dòng)的情況的硅層的膜厚具有增加傾向。圖4表示在上述(1)、(2)式中使y = 0、S卩，將硅層的膜厚設(shè)為“0”時(shí)求得的線I、 II與沉積時(shí)間的交點(diǎn)。另外，圖4是將圖3中的虛線框A內(nèi)放大的放大圖。如圖4所示，在有預(yù)流動(dòng)時(shí)，硅層的沉積從處理開(kāi)始約 1.2min ( χΝ 1.189 )時(shí)開(kāi)始。而在形成無(wú)預(yù)流動(dòng)的硅層時(shí)，硅層的沉積從處理開(kāi)始約2.Omin ( χH 1.984 )時(shí)開(kāi)始。這樣，通過(guò)對(duì)基底進(jìn)行氨基硅烷系氣體的預(yù)流動(dòng)，能夠?qū)⒎跤龝r(shí)間從約2. Omin縮短到約1. 2min。(氧化硅膜的SEM觀察)接著，說(shuō)明對(duì)氧化硅膜進(jìn)行SEM觀察的結(jié)果。圖5A及圖5B是使用上述一實(shí)施方式的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法形成了氧化硅膜4的情況，圖5A是SEM照片，圖5B是表示膜厚的圖。圖6A及圖6B 是比較例，表示無(wú)預(yù)流動(dòng)的情況。以進(jìn)行成膜時(shí)的重復(fù)次數(shù)為總計(jì)20循環(huán)形成了氧化硅膜 4。另外，雙方都在鎢膜2的表面上形成有薄氧化鎢(WO3)膜5。該氧化鎢膜5是通過(guò)與大氣中的氧接觸而自然形成的自然氧化膜。當(dāng)然，也可以沒(méi)有氧化鎢膜5。如圖5A及圖5B所示，采用上述一實(shí)施方式，在鎢膜2上隔著膜厚1. 3nm的氧化鎢膜5形成有膜厚3. 9nm(包括晶種層3的氧化膜厚度)的氧化硅膜4。而如圖6A及圖6B所示，采用無(wú)預(yù)流動(dòng)的比較例，在鎢膜2上隔著膜厚1. 5nm的氧化鎢膜5僅形成有膜厚3. Onm的氧化硅膜4。
這樣，采用上述一實(shí)施方式，與不進(jìn)行預(yù)流動(dòng)的情況相比，能夠縮短孵育時(shí)間，即使同樣進(jìn)行20次，也能夠?qū)⒛ず穸喑黾s30%的氧化硅膜4形成在鎢膜2上。另外，采用上述一實(shí)施方式，氧化鎢膜5的膜厚為1.3nm，但是，在比較例中，使氧化鎢膜5的膜厚增加到了 1. 5nm。由此可知，采用上述一實(shí)施方式，在向鎢膜2上形成氧化硅膜4時(shí)，還能夠同時(shí)得到這樣的優(yōu)點(diǎn)還能夠抑制界面的氧化鎢膜5的增膜?？梢哉J(rèn)為其原因在于，在上述一實(shí)施方式中，晶種層3被形成在鎢膜2的表面上，因此，能夠抑制氧化劑直接與鎢膜2、氧化鎢膜 5接觸。圖7A及圖7B是將氧化硅膜4形成在硅基板1上的情況，圖7A是SEM照片，圖7B 是表示膜厚的圖。在本例中，使處理?xiàng)l件相同、并使重復(fù)次數(shù)也同為20次形成了氧化硅膜 4。另外，在硅基板1的表面上形成有膜厚Inm的自然氧化膜(Si02)6。如圖7A及圖7B所示，在此情況下，在硅基板1上隔著自然氧化膜6形成膜厚4. Inm 的氧化硅膜4。由此可知，采用上述一實(shí)施方式，還能夠得到以下的優(yōu)點(diǎn)。圖8A 圖8C是表示半導(dǎo)體集成電路裝置內(nèi)的結(jié)構(gòu)體、例如柵電極的剖面圖。如圖8A所示，在柵電極中，具有在多晶硅層7上層疊有鎢膜2的、所謂的層疊構(gòu)造 (polymetal，即多晶硅層與金屬膜的層疊結(jié)構(gòu))的柵電極。在該層疊構(gòu)造的柵電極的側(cè)壁上形成氧化硅膜4時(shí)，在無(wú)預(yù)流動(dòng)的情況下，氧化硅膜4中的多晶硅層7上的膜厚與鎢膜2 上的膜厚之間的差較大(圖8B)。例如，如圖6B所示，在無(wú)預(yù)流動(dòng)的比較例中，在鎢膜2上的氧化硅膜4的膜厚為3. Onm。因此，氧化硅膜4的膜厚的偏差較大。而如圖5B所示，采用上述一實(shí)施方式，在鎢膜2上的氧化硅膜4的膜厚為3. 9nm。 因此，與比較例相比，能夠使氧化硅膜4的在多晶硅層7上的膜厚與在鎢膜2上的膜厚之間的差減小(圖8C)。這樣，采用上述一實(shí)施方式，能夠縮短孵育時(shí)間，即使在短時(shí)間、或者重復(fù)次數(shù)較少的情況下，也能夠在鎢膜2上形成膜厚更厚的氧化硅膜4，除了這樣的優(yōu)點(diǎn)之外，還能夠得到以下這樣的優(yōu)點(diǎn)在露出有硅和鎢這雙方那樣的半導(dǎo)體集成電路裝置內(nèi)的結(jié)構(gòu)體上形成氧化硅膜4時(shí)，也能夠使氧化硅膜的膜厚的偏差減小。另外，在形成氧化硅膜4時(shí)，還能夠抑制界面的氧化鎢膜5的增膜。其原因在于， 采用上述一實(shí)施方式，在氧化鎢膜5或者鎢膜2的表面形成有晶種層3。該晶種層3在氧化硅膜4的成膜中、特別是在氧化硅膜4的成膜初期階段作為用于防止氧化劑的擴(kuò)散的阻擋層。因此，氧化鎢膜5或者鎢膜2難以直接與氧化劑接觸，從而氧化鎢膜5的增膜被抑制。(成膜方法的其他例)接著，對(duì)向鎢膜上形成氧化物膜的成膜方法的其他例進(jìn)行說(shuō)明。圖9A 圖9C是表示圖IB中的步驟3的其他例的流程圖。(第1 例)如圖9A所示，第1例是將圖IB所示的步驟32、33與步驟34、35調(diào)換的例。這樣， 吹掃氨基硅烷系氣體(步驟31)之后，也可以供給氧化劑(步驟34)。(第2 例)如圖9B所示，第2例是這樣的例省略了用于吹掃氨基硅烷系氣體的工序，并在供給氨基硅烷系氣體之后，經(jīng)過(guò)規(guī)定的處理時(shí)間后供給硅原料氣體。這樣，也能夠省略用于吹掃氨基硅烷系氣體的工序。(第3 例)如圖9C所示，第3例是這樣的例使用一邊同時(shí)供給含硅的硅原料氣體和含有用于使硅氧化的氧化劑的氣體一邊進(jìn)行成膜的、所謂的CVD(Chemical Vapor Deposition)法來(lái)形成氧化硅膜4。這樣，也能夠利用CVD法形成氧化硅膜4。(成膜裝置)接著，對(duì)能夠?qū)嵤┥鲜鲆粚?shí)施方式的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法的成膜裝置的一例進(jìn)行說(shuō)明。圖10是概略地表示能夠?qū)嵤┮粚?shí)施方式的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法的成膜裝置的一例的剖視圖。如圖10所示，成膜裝置100包括下端開(kāi)口的有頂部的圓筒體狀的處理室101。處理室101整體上由例如石英形成。在處理室101內(nèi)的頂部設(shè)有石英制的頂板102。在處理室101的下端開(kāi)口部夾著0型圈等密封構(gòu)件104連接有由例如不銹鋼成形為圓筒體狀的歧管 103。歧管103支承處理室101的下端。晶圓舟皿105能夠從歧管103的下方插入到處理室101內(nèi)，其中，該晶圓舟皿105為石英制，其能夠分多層地將多張、例如50張 100張半導(dǎo)體晶圓、在本例中為硅晶圓W作為被處理體進(jìn)行載置。晶圓舟皿105具有多條支柱106， 利用形成于支柱106的槽來(lái)支承多張硅晶圓W。晶圓舟皿105借助石英制的保溫筒107被載置平臺(tái)108上。平臺(tái)108被支承于旋轉(zhuǎn)軸110上，該旋轉(zhuǎn)軸110穿過(guò)用于開(kāi)閉歧管103的下端開(kāi)口部的、例如不銹鋼制的蓋部 109。在旋轉(zhuǎn)軸110的貫穿部設(shè)有例如磁性流體密封件111，能夠氣密地密封旋轉(zhuǎn)軸110并將旋轉(zhuǎn)軸110支承為能夠旋轉(zhuǎn)。例如由0型圈構(gòu)成的密封構(gòu)件112介于蓋部109的周邊部和歧管103的下端部之間。由此，保持處理室101內(nèi)的密封性。旋轉(zhuǎn)軸110安裝在被例如舟皿升降機(jī)等升降機(jī)構(gòu)(未圖示)支承的臂113的頂端。由此，晶圓舟皿105及蓋部109 等被一體地升降而相對(duì)于處理室101內(nèi)插入或取出。成膜裝置100包括處理氣體供給機(jī)構(gòu)114，其用于將處理所使用的氣體供給到處理室101內(nèi)；非活性氣體供給機(jī)構(gòu)115，其用于將非活性氣體供給到處理室101內(nèi)。處理氣體供給機(jī)構(gòu)114包括氨基硅烷系氣體供給源117、硅原料氣體供給源 118、含有氧化劑的氣體的氣體供給源119。氨基硅烷系氣體的一例為二異丙基氨基硅烷 (DIPAQ，硅原料氣體的一例為二異丙基氨基硅烷(DIPAQ，含有氧化劑的氣體的一例為氧氣(O2)。另外，在氨基硅烷系氣體與硅原料氣體相同的情況下，也可以共用氨基硅烷系氣體供給源117及硅原料氣體供給源118，從而僅設(shè)置一個(gè)供給源。非活性氣體供給機(jī)構(gòu)115包括非活性氣體供給源120。非活性氣體被用作吹掃氣體等。非活性氣體的一例為氮(N2)氣。氨基硅烷系氣體供給源117經(jīng)由流量控制器121a及開(kāi)閉閥12 與分散噴嘴123 連接。分散噴嘴123由石英管構(gòu)成，向歧管103的內(nèi)側(cè)貫穿歧管103的側(cè)壁，向上方向彎曲并鉛垂地延伸。分散噴嘴123的鉛垂部分隔著規(guī)定的間隔形成有多個(gè)氣體噴射孔124。氨基硅烷系氣體從各氣體噴射孔1 在水平方向上朝向處理室101內(nèi)大致均勻地噴射。
另外，硅原料氣體供給源118也經(jīng)由流量控制器121b及開(kāi)閉閥122b與例如分散噴嘴123連接。含有氧化劑的氣體供給源119經(jīng)由流量控制器121c及開(kāi)閉閥122c與分散噴嘴 125連接。分散噴嘴125由石英管構(gòu)成，向歧管103的內(nèi)側(cè)貫穿歧管103的側(cè)壁，向上方向彎曲并鉛垂地延伸。分散噴嘴125的鉛垂部分隔著規(guī)定的間隔形成有多個(gè)氣體噴射孔126。 含有氨的氣體從各氣體噴射孔126在水平方向上朝向處理室101內(nèi)大致均勻地噴射。非活性氣體供給源120經(jīng)由流量控制器121d及開(kāi)閉閥122d與噴嘴1 連接。噴嘴1 貫穿歧管103的側(cè)壁，使非活性氣體從噴嘴1 的頂端在水平方向上朝向處理室101 內(nèi)噴射。在處理室101內(nèi)的與分散噴嘴123及125相反一側(cè)的部分設(shè)有用于對(duì)處理室101 內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣口 129。排氣口 1 是通過(guò)在上下方向上切去處理室101的側(cè)壁而細(xì)長(zhǎng)地形成的。在處理室101的與排氣口 1 相對(duì)應(yīng)的部分以覆蓋排氣口 1 的方式利用焊接安裝有排氣口蓋構(gòu)件130，該排氣口蓋構(gòu)件130的截面被成形為二字狀。排氣口蓋構(gòu)件130 沿著處理室101的側(cè)壁向上方延伸，在處理室101的上方構(gòu)成氣體出口 131。氣體出口 131 與包括真空泵等的排氣機(jī)構(gòu)132連接。排氣機(jī)構(gòu)132通過(guò)對(duì)處理室101內(nèi)進(jìn)行排氣而對(duì)處理中所使用過(guò)的處理氣體進(jìn)行排氣、使處理室101內(nèi)的壓力為適應(yīng)處理的處理壓力。在處理室101的外周設(shè)有筒體狀的加熱裝置133。加熱裝置133使被供給到處理室101內(nèi)的氣體活性化，并對(duì)被收容到處理室101內(nèi)的被處理體、在本例中為硅晶圓W進(jìn)行加熱。成膜裝置100的各部利用由例如微處理器(計(jì)算機(jī))構(gòu)成的控制器150進(jìn)行控制。 控制器150連接有操作者為了管理成膜裝置100而進(jìn)行指令的輸入操作等的鍵盤、由可視化地顯示成膜裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的顯示器等構(gòu)成的用戶界面151?？刂破?50與存儲(chǔ)部152連接。用于在控制器150的控制下將在成膜裝置100中執(zhí)行的各種處理實(shí)現(xiàn)的控制程序、用于安裝對(duì)應(yīng)于處理?xiàng)l件使成膜裝置100的各構(gòu)成部分執(zhí)行處理的程序、即制程程序被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部152中。制程程序被存儲(chǔ)在例如存儲(chǔ)部152中的存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)介質(zhì)既可以是硬盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，也可以是⑶_R0M、DVD、閃存器等可移動(dòng)的存儲(chǔ)器。另外，也可以從其他裝置、例如經(jīng)由專用線路適當(dāng)?shù)貍魉椭瞥坛绦?。制程程序根?jù)需要按照來(lái)自用戶界面151的指示等從存儲(chǔ)部152被讀取，控制器150按照被讀取出來(lái)的制程程序執(zhí)行處理，由此，成膜裝置100在控制器150的控制下實(shí)施所希望的處理。在本例中，在控制器150的控制下，依次執(zhí)行上述一實(shí)施方式的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法、例如按照?qǐng)D1A、圖1B、圖9A 圖9C所示的步驟進(jìn)行的處理。能夠利用圖10所示那樣的成膜裝置100實(shí)施上述一實(shí)施方式的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法。以上，按照一實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但是，本發(fā)明不被限定于上述一實(shí)施方式， 而是能夠進(jìn)行各種各樣的變形。另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，上述一實(shí)施方式也不是唯一的實(shí)施方式。例如，也可以代替氧氣而使用H2O氣體、臭氧(O3)氣體作為氧化劑，使用臭氧氣體時(shí)，也可以使含有氧化劑的氣體供給源119包括用于使臭氧氣體產(chǎn)生的臭氧發(fā)生器。
另外，也可以利用使等離子體02、03、H2O活性化并將使該02、03、H2O活性化了的活性種噴射到硅晶圓W等被處理體上。在此情況下，也可以將用于使等離子體在處理室101 的內(nèi)部發(fā)生的等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)設(shè)在例如處理室101的內(nèi)部。另外，在上述實(shí)施方式中，作為硅原料氣體，說(shuō)明了氨基硅烷系氣體，但是，在向晶種層3上形成硅層時(shí)，也能夠使用硅烷類氣體。特別是對(duì)于以SimH2m+2(其中，m為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物及以SinH2n(其中，η為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物，也能夠從丙硅烷(Si3H8)、正丁硅烷(Si4Hltl)、正戊硅烷(Si5H12)、正己硅烷(Si6H14)、正庚硅烷(Si7H16)中的至少一種選擇以SimH2l^2(其中，m為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物，也能夠從環(huán)丙硅烷(Si3H6)、環(huán)丁硅烷(Si4H8)、環(huán)戊硅烷(Si5Hltl)、環(huán)己硅烷(Si6H12)、環(huán)庚硅烷(Si7H14)中的至少任意一種選擇以SinH2n(其中，η為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物。另外，在上述一實(shí)施方式中，例示了將本發(fā)明應(yīng)用于搭載多張硅晶圓W而一起進(jìn)行成膜的分批式的成膜裝置的例，但是不限于此，也能夠應(yīng)用于針對(duì)每一張晶圓進(jìn)行成膜的單張式的成膜裝置。另外，作為被處理體，不被限定于半導(dǎo)體晶圓，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于LCD玻璃基板等其他的基板。 采用本發(fā)明，提供即使在鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜、也能夠縮短氧化硅膜的孵育時(shí)間的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法、及能夠?qū)嵤┰摮赡し椒ǖ某赡ぱb置。另外，本發(fā)明能夠在不脫離其主旨的范圍進(jìn)行各種各樣的變形。本申請(qǐng)以在2010年12月27日向日本特許廳提出的日本發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)柕?2010-290565號(hào)的申請(qǐng)為基礎(chǔ)要求優(yōu)先權(quán)，在本說(shuō)明書中援引其全部公開(kāi)內(nèi)容作為參照。
權(quán)利要求
1.一種向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法，其特征在于， 其包括以下工序(1)在被處理體上形成鎢膜或者氧化鎢膜的工序；(2)在上述鎢膜或者氧化鎢膜上形成晶種層的工序；(3)在上述晶種層上形成氧化硅膜的工序，上述O)的工序是通過(guò)加熱上述被處理體并將氨基硅烷系氣體供給到上述鎢膜或者氧化鎢膜的表面而在上述鎢膜或者氧化鎢膜上形成晶種層的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法，其特征在于，從至少含有BAS ( 丁基氨基硅烷)、BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷)、DMAS (二甲基氨基硅烷)、BDMAS (雙二甲基氨基硅烷)、TDMAS三(二甲基氨基)硅烷、DEAS (二乙基氨基硅烷)、 BDEAS (雙(二乙基氨基)硅烷)、DPAS ( 二丙基氨基硅烷)、DIPAS ( 二異丙基氨基硅烷)中的一種氣體的氣體中選擇上述氨基硅烷系氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法，其特征在于，一邊交替供給含硅的硅原料氣體和用于使硅氧化的含有氧化劑的氣體一邊形成上述氧化硅膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法，其特征在于，一邊同時(shí)供給含硅的硅原料氣體和用于使硅氧化的含有氧化劑的氣體一邊形成上述氧化硅膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法，其特征在于，上述硅原料氣體是氨基硅烷系氣體或者不含氨基的硅烷系氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法，其特征在于，從至少含有BAS ( 丁基氨基硅烷)、BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷)、DMAS ( 二甲基氨基硅烷)、BDMAS (雙二甲基氨基硅烷)、TDMAS (三(二甲基氨基)硅烷)、DEAS ( 二乙基氨基硅烷)、BDEAS (雙(二乙基氨基)硅烷)、DPAS ( 二丙基氨基硅烷)、DIPAS ( 二異丙基氨基硅烷)中的一種氣體的氣體中選擇上述氨基硅烷系氣體；從至少含有以SiH2、SiH4、SiH6、Si2H4、Si2H6、SimH2n^2(其中，m為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物及以SinH2n(其中，η為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物中的一種氣體的氣體中選擇上述不含氨基的硅烷系氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法，其特征在于，上述以SimH2n^其中，m為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物是從丙硅烷(Si3H8)、 正丁硅烷(Si4Hltl)、正戊硅烷(Si5H12)、正己硅烷(Si6H14)、正庚硅烷(Si7H16)中選擇的至少一種；上述以SiAn(其中，η為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物是從環(huán)丙硅烷(Si3H6)、環(huán)丁硅烷(Si4H8)、環(huán)戊硅烷(Si5Hltl)、環(huán)己硅烷(Si6H12)、環(huán)庚硅烷(Si7H14)中選擇的至少任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法，其特征在于，上述被處理體為半導(dǎo)體晶圓，上述成膜方法用于半導(dǎo)體裝置的制造工藝。
9.一種成膜裝置，其是用于向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜裝置，其特征在于，該成膜裝置包括處理室，其用于對(duì)形成有上述鎢膜或者氧化鎢膜的被處理體進(jìn)行收容； 氣體供給機(jī)構(gòu)，其用于將氨基硅烷系氣體及硅原料氣體中的至少一種氣體及含有氧化劑的氣體供給上述處理室內(nèi)；加熱裝置，其用于對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行加熱； 排氣裝置，其用于對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣； 控制器，其用于控制上述氣體供給機(jī)構(gòu)、上述加熱裝置、上述排氣裝置， 上述控制器控制上述氣體供給機(jī)構(gòu)、上述加熱裝置、上述排氣裝置，使得在上述處理室內(nèi)對(duì)上述被處理體執(zhí)行權(quán)利要求1所述的向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法。
全文摘要
本發(fā)明提供向鎢膜或者氧化鎢膜上形成氧化硅膜的成膜方法。其包括以下工序在被處理體上形成鎢膜或者氧化鎢膜的工序(步驟1)；在鎢膜或者氧化鎢膜上形成晶種層的工序(步驟2)；在晶種層上形成氧化硅膜的工序(步驟3)，通過(guò)加熱被處理體并將氨基硅烷系氣體供給到鎢膜或者氧化鎢膜的表面而將上述晶種層形成在鎢膜或者氧化鎢膜上。
文檔編號(hào)C23C16/40GK102534615SQ20111045800
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者佐藤潤(rùn), 周保華 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社