專利名稱：成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體晶片等被處理基板上形成薄膜用的半導(dǎo)體處
理用的成膜裝置和方法。在此，所謂半導(dǎo)體處理是指為了通過在晶
片或LCD (液晶顯示器，Liquid Crystal Display)或FPD (平板顯示器， Flat Panel Display)用的玻璃基板等被處理基板上以規(guī)定的圖案形成半 導(dǎo)體層、絕緣層、導(dǎo)電層等制造在該被處理基板上含有半導(dǎo)體器件或 與半導(dǎo)體器件相連接的布線、電極等的結(jié)構(gòu)體所實(shí)施的各種處理。
背景技術(shù)：
在制造構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路的半導(dǎo)體器件時，在被處理基板，例 如半導(dǎo)體晶片上，實(shí)施了成膜、氧化、擴(kuò)散、改質(zhì)、退火、蝕刻等各 種處理。特開2004 — 6801號公報(bào)中，公開了在立式(所謂間歇式)熱 處理裝置中進(jìn)行這些半導(dǎo)體處理的方法。在此方法中，首先將半導(dǎo)體 晶片從晶片盒轉(zhuǎn)移到立式晶片支架上，并以多級的形成被支持。在晶 片盒中，例入可容納25片晶片，而在晶片支架上能夠裝載30 150片 晶片。接著，將晶片支架從處理容器的下方轉(zhuǎn)入其內(nèi)部，同時將處理 容器進(jìn)行氣密性閉鎖。然后，在控制處理氣體的流量、處理壓力、處 理溫度等各種處理?xiàng)l件的狀態(tài)下，進(jìn)行規(guī)定的熱處理。
近年來，伴隨著對半導(dǎo)體集成電路更加高度集成化和高度微細(xì)化 的要求，希望在半導(dǎo)體器件的制造工序中減輕其熱滯后，提高器件的 特性。在立式處理裝置中，希望根據(jù)某些要求改進(jìn)半導(dǎo)體處理的方法。 例如在一種成膜處理的CVD (Chemical Vapor Deposition化學(xué)氣相淀 積)法當(dāng)中，有一種一邊間歇地供給原料氣體等， 一邊進(jìn)行原子或分 子水平厚度層的一層或多層反復(fù)成膜的方法(例如，特開平6—45256 號公報(bào)、特開平11-87341號公報(bào))。這樣的成膜方法一般稱為ALD
(Atomic layer Deposition原子層淀積)法，由此，即使不將晶片暴露 在如此高溫下，也可以進(jìn)行目的處理。
圖13是在使用作為硅垸系氣體的二氯硅垸(DCS)和作為氮化氣 體的NH3形成氮化硅膜(SiN)的情況下，在以往的成膜方法中，表示 供給氣體和施加RF形態(tài)的定時圖。如圖13中所示，在處理容器內(nèi)， 中間夾著清洗期，間歇交互供給DCS和NH3氣體。在供給NH3氣體時 施加RF (高頻)，促進(jìn)在處理容器內(nèi)生成等離子體的氮化反應(yīng)。艮P， 首先向處理容器內(nèi)供給DCS,由此，以分子水平在晶片表面上吸附一 層或數(shù)層DCS。其余的DCS在清洗期間被排放。然后，通過供給NH3 生成等離子體，通過在低溫下氮化形成氮化硅膜。反復(fù)進(jìn)行一連串這 樣的工序，就完成了規(guī)定厚度的膜。
在上述的成膜方法中，不僅得到比較好的階梯狀覆蓋，而且與進(jìn) 行高溫CVD的成膜方法相比，由于實(shí)施了低溫化，能夠減少膜中的 Si-H鍵，提升膜質(zhì)的特性。但是，在以往的此種成膜方法中，盡管由 等離子體促進(jìn)了反應(yīng)進(jìn)行，但成膜速度還是相當(dāng)?shù)?，生產(chǎn)率也低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成膜方法和成膜裝置，在能夠維持膜高 質(zhì)量的同時，能夠大幅度地提高成膜速度。
本發(fā)明的第一方面是一種半導(dǎo)體處理用的成膜方法，該成膜方法 是在容納被處理基板的處理區(qū)域內(nèi)供給成膜用的第一處理氣體和與上 述第一處理氣體反應(yīng)的第二處理氣體，通過CVD在上述被處理基板上
形成薄膜的方法，其特征在于，包括以下交叉工序
向上述處理區(qū)域供給上述第一和第二處理氣體的第一工序、 停止向上述處理區(qū)域供給上述第一和第二處理氣體的第二工序、 向上述處理區(qū)域供給上述第二處理氣體的同時，停止向上述處理 區(qū)域供給上述第一處理氣體的第三工序、
停止向上述處理區(qū)域供給上述第一和第二處理氣體的第四工序。 本發(fā)明的第二方面是一種半導(dǎo)體處理用的成膜方法，該成膜方法 是向容納被處理基板的處理區(qū)域內(nèi)供給成膜用的第一處理氣體、與上 述第一處理氣體反應(yīng)的第二處理氣體以及與第一和第二處理氣體中的
任何一種都不同的第三處理氣體，通過CVD在上述被處理基板上形成 薄膜的方法，其特征在于，包括以下交叉工序
在向上述處理區(qū)域供給上述第一和第三處理氣體的同時，停止向 上述處理區(qū)域供給上述第二處理氣體的第一工序，上述第一工序具有 通過激發(fā)機(jī)構(gòu)，使上述第三處理體以激發(fā)狀態(tài)供給到上述處理區(qū)域的 期間、
停止向上述處理區(qū)域供給上述第一至第三處理氣體的第二工序、 在向上述處理區(qū)域供給上述第二處理氣體的同時，停止向上述處
理區(qū)域供給上述第一和第三處理氣體的第三工序、
停止向上述處理區(qū)域供給第一至第三處理氣體的第四工序。 本發(fā)明的第三方面是一種半導(dǎo)體處理用的成膜裝置，其特征在于，
包括
具有容納被處理基板的處理區(qū)域的處理容器、 在上述處理區(qū)域內(nèi)支持上述被處理基板的支持部件、 加熱上述處理區(qū)域內(nèi)的上述被處理基板的加熱器、 排放上述處理區(qū)域內(nèi)氣體的排氣系統(tǒng)、
向上述處理區(qū)域供給成膜用第一處理氣體的第一處理氣體供給系
統(tǒng)、
向上述處理區(qū)域供給與上述第一處理氣體反應(yīng)的第二處理氣體的 第二處理氣體供給系統(tǒng)、
選擇性地對向上述處理區(qū)域供給的上述第二處理氣體進(jìn)行激發(fā)的 激發(fā)機(jī)構(gòu)、
控制上述裝置動作的控制部分。
本發(fā)明的第四方面是包括含有在處理器中運(yùn)行的程序指令的可用 計(jì)算機(jī)讀取的介質(zhì)，其特征在于，
在向容納被處理基板的處理區(qū)域內(nèi)供給成膜用的第一處理氣體和 與上述第一處理氣體反應(yīng)的第二處理氣體，通過CVD在上述被處理基 板上形成薄膜的半導(dǎo)體處理用的成膜裝置中，上述程序指令在被處理 器運(yùn)行時，交互地實(shí)施如下的工序，
向上述處理區(qū)域供給上述第一和第二處理氣體的第一工序、
停止向上述處理區(qū)域供給上述第一和第二處理氣體的第二工序、
在向上述處理區(qū)域供給上述第二處理氣體的同時，停止向上述處 理區(qū)域供給上述第一處理氣體的第三工序、
停止向上述處理區(qū)域供給上述第一和第二處理氣體的第四工序。
本發(fā)明的第五方面是包含用來在處理器上運(yùn)行的程序指令的計(jì)算 機(jī)可讀取的介質(zhì)，其特征在于，
在向容納被處理基板的處理區(qū)域內(nèi)供給成膜用的第一處理氣體、 與上述第一處理氣體反應(yīng)的第二處理氣體和與第一和第二處理氣體中 的任何一種都不同第三處理氣體，通過CVD在上述被處理基板上形成 薄膜的半導(dǎo)體處理用的成膜裝置中，上述程序指令在被處理器運(yùn)行時， 交互地實(shí)施如下的工序，
在向上述處理區(qū)域供給上述第一和第三處理氣體的同時，停止向 上述處理區(qū)域供給上述第二處理氣體的第一工序，上述第一工序具有 通過激發(fā)機(jī)構(gòu)，使上述第三處理氣體以激發(fā)狀態(tài)供給到上述處理區(qū)域 的期間、
停止向上述處理區(qū)域供給上述第一至第三處理氣體的第二工序、 在向上述處理區(qū)域供給上述第二處理氣體的同時，停止向上述處 理區(qū)域供給第一和第三處理氣體的第三工序、
停止向上述處理區(qū)域供給上述第一至第三處理氣體的第四工序。 在第一至第五方面中，上述第一處理氣體包括硅烷系氣體，上述 第二處理氣體包括氮化氣體或氮氧化氣體，上述第三處理氣體包括選 自氮?dú)?、稀有氣體、氧化氮?dú)怏w的氣體。例如，上述第一處理氣體包
括從二氯硅烷(DCS)、六氯二硅烷(HCD)、單硅烷(SiH4)、 二硅垸 (Si2H6)、六甲基二硅氨烷(HMDS)、四氯硅烷(TCS)、 二硅烷基胺 (DSA)、三硅烷基胺(TSA)、雙叔丁基氨基硅烷(BTBAS)中選擇 的一種以上的氣體。上述第二處理氣體包括，例如，選自氨[NH3]、氮 氣[N2]、 一氧化二氮[N20]、 一氧化氮[NO]—種以上的氣體。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面的敘述中予以陳述，而且將由 此敘述或者通過實(shí)施本發(fā)明詳細(xì)了解其中的一部分。本發(fā)明的目的和 優(yōu)點(diǎn)可借助于在后面特別指出的方式及其組合來實(shí)施和獲得。
并入本發(fā)明并構(gòu)成本說明書一部分的附圖，說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí) 施例，并與在上面給出的一般敘述和下面給出的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)敘 述一起，用來說明本發(fā)明的原理。
圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)的 剖面圖。
圖2是表示在圖1中所示裝置一部分的橫斷面平面圖。 圖3是在第一實(shí)施方式的成膜方法中，表示氣體供給和施加RF狀 態(tài)的定時圖。
圖4是表示由第一實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)1得到的氮化硅膜的膜厚數(shù)據(jù) 的圖。
圖5是表示由實(shí)驗(yàn)1得到的氮化硅膜成膜速度的圖。 圖6是表示由實(shí)驗(yàn)1得到的氮化硅膜膜厚的面內(nèi)均勻性的圖。 圖7是表示由實(shí)驗(yàn)1得到的氮化硅膜的紅外線衍射結(jié)果示意圖。 圖8是在第一實(shí)施方式變化實(shí)施例的成膜方法中，表示氣體供給
和施加RF形態(tài)的定時圖。
圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)
的剖面圖。
圖10是在第二實(shí)施方式的成膜方法中，表示氣體供給和施加RF 形態(tài)的定時圖。
圖11A是表示由第二實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)3得到的氮化硅膜成膜速度 的圖。
圖11B是表示由實(shí)驗(yàn)3得到的氮化硅膜成膜速度的改善率的圖。
圖12是表示主控制部分結(jié)構(gòu)大致情況的框圖。
圖13是表示在以往的成膜方法中氣體供給和施加RF形態(tài)的定時圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照
本發(fā)明的實(shí)施方式。在下面的說明中，對于具 有大致同樣功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素使用同一個符號，只在必要的情況 下進(jìn)行重復(fù)說明。
<第一實(shí)施方式>
圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)
的剖面圖。圖2是表示在圖1中所示裝置一部分的橫斷面平面圖。此 成膜裝置2以供給含有作為硅烷系氣體的二氯硅烷(DCS)的原料氣 體(第一處理氣體)和含有作為氮化氣體的氨氣(NH3)的支援氣體(第 二處理氣體)，堆積成氮化硅膜(SiN)的方式構(gòu)成。
成膜裝置2具有一個圓筒狀的處理容器4，在其內(nèi)部規(guī)定了用來容 納以一定間隔重疊的多片半導(dǎo)體晶片(被處理基板)進(jìn)行處理的處理 區(qū)域5，此處理容器4在下端具有開口而上面有頂。整個處理容器4 是由例如石英制造的。在處理容器4內(nèi)的頂部，配置有石英制造的頂 板6封住頂部。在處理容器4下端的開口處，通過O形圈等密封部件 10連接成形為圓筒狀的多支管8。
多支管8是由，例如不銹鋼制造的，支持在處理容器4的下端。 通過多支管8的下端開口處，升降石英制造的晶片支架12，由此將晶 片支架12裝入/取出處理容器4。在晶片支架12上分成多級裝有作為 被處理基板的多片半導(dǎo)體晶片W。例如，在本實(shí)施方式中，在晶片支 架12的支柱12A上能夠以大致相等的間距以多級的形式支持，例如 50 100片左右的直徑300mm的晶片W。
晶片支架12通過石英制造的保溫筒14被放置在工作臺16上。工 作臺16被支持在轉(zhuǎn)軸20上，轉(zhuǎn)軸貫穿開閉多支管8的下端的，例如 不銹鋼制造的蓋子18。
在轉(zhuǎn)軸20的貫穿部分設(shè)置有，例如磁性流體密封件22，支持轉(zhuǎn)軸 20在保持氣密性的同時還能夠旋轉(zhuǎn)。在蓋子18的周圍和多支管8的下 端，設(shè)置有例如由0形圈等形成的密封部件24，保持容器內(nèi)的密封性。
轉(zhuǎn)軸20安裝在支持例如支架升降機(jī)等升降機(jī)構(gòu)25上的關(guān)節(jié)臂26 的前端。由升降機(jī)構(gòu)25使晶片支架12和蓋子18等一起升降。此外， 也將工作臺16固定地設(shè)置在蓋子18 —側(cè)，不使晶片支架12旋轉(zhuǎn)也可 以進(jìn)行晶片W的處理。
在多支管8的側(cè)面，連接著向處理容器4內(nèi)的處理區(qū)域5供給規(guī) 定處理氣體的氣體供給部分。氣體供給部分包括支援氣體供給系統(tǒng)(第 二處理氣體供給系統(tǒng))28、原料氣體供給系統(tǒng)(第一處理氣體供給系 統(tǒng))30和清洗氣體供給系統(tǒng)32。原料氣體供給系統(tǒng)30供給例如硅烷
系氣體DCS (二氯硅烷)作為成膜用原料氣體。支援氣體供給系統(tǒng)28， 供給例如氨氣(NH3)作為一邊選擇性地進(jìn)行等離子體化一邊與原料氣 體發(fā)生反應(yīng)的支援氣體(第二處理氣體)。清洗氣體供給系統(tǒng)32供給 惰性氣體，例如氮?dú)釴2作為清洗氣體。在原料氣體和支援氣體(第一 和第二處理氣體)中，根據(jù)需要可以混合適量的載氣，但為了簡化說 明，下面并不提及。
具體說來，原料氣體供給系統(tǒng)30具有兩根氣體分散噴嘴36，它們 是由石英管制造的，向內(nèi)貫穿多支管8的側(cè)壁轉(zhuǎn)彎向上延伸(參照圖 2)。在各氣體分散噴嘴36上，沿著其長度的方向(上下方向)，對著 晶片支架12上的全部晶片W，以一定的間隔形成多個氣體噴射孔36A。 各氣體噴射孔36A，相對于在晶片支架12上的多片晶片W形成平行 的氣流，在水平方向上大致均勻地供給原料氣體。而氣體分散噴嘴36 不設(shè)置兩個，只設(shè)置一個也是可以的。
支援氣體供給系統(tǒng)28也具有兩根氣體分散噴嘴34，它們也是由石 英管制造的，向內(nèi)貫穿多支管8的側(cè)壁轉(zhuǎn)彎向上延伸。在氣體分散噴 嘴34上，沿著其長度的方向(上下方向)，對著晶片支架12上的全部 晶片W，以一定的間隔形成多個氣體噴射孔34A。各氣體噴射孔34A， 相對于在晶片支架12上的多片晶片W形成平行的氣流，在水平方向 上大致均勻地供給支援氣體。清洗氣體供給系統(tǒng)32具有貫穿多支管8 的側(cè)壁設(shè)置的氣體噴嘴38。
噴嘴34、 36、 38，各自通過氣體供給管路(氣體通道)42、 44、 46與NH3氣體、DCS氣體和N2氣體源41、 43、 45相連接。在氣體供 給管路42、 44、 46上配置開關(guān)閥42A、 44A、 46A和質(zhì)量流量控制器 之類的流量控制器42B、 44B、 46B。由此能夠在分別控制NH3氣體、 DCS氣體和N2氣體的同時供給這些氣體。
在一部分處理容器4的側(cè)壁上，沿著其高度的方向配置氣體激發(fā) 部分50。在與氣體激發(fā)部分50相對的處理容器4的另一側(cè)，配置細(xì)長 的排氣口 52，用來排出內(nèi)部的環(huán)境氣體形成真空，是由例如將處理容 器4的側(cè)壁在上下方向切去一部分形成。
具體說來，氣體激發(fā)部分50具有上下細(xì)長的開口 54，其是沿著上 下方向以一定的寬度切去處理容器4的側(cè)壁而形成的。此開口 54被石
英制造的蓋子56覆蓋，此蓋子與處理容器4的外壁熔接結(jié)合，而具有
氣密性。蓋子56的斷面是凹形的，向處理容器4的外側(cè)突出，而且具
有上下細(xì)長的形狀。
由這樣的結(jié)構(gòu)形成從處理容器4的側(cè)壁突出，而且其一側(cè)向處理 容器4內(nèi)開口的氣體激發(fā)部分50。 gp，氣體激發(fā)部分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在上下方向上形成足夠的長 度，由此能夠在高度方向上覆蓋保持在晶片支架12上的全部晶片。
在蓋子56兩個側(cè)壁的外側(cè)面上，沿著其長度方向(上下方向)， 以彼此相對的方式配置一對細(xì)長的電極58。通過供電線將產(chǎn)生等離子 體用的高頻電源60連接在電極58上。通過在電極58上施加例如 13.56MHz的高頻電壓，在一對電極58之間形成用來激發(fā)等離子體的 高頻電場。此外，高頻電壓的頻率并不限于13.56MHz，也可以使用其 他的頻率，例如400kHz等。
氣體分散噴嘴34，位于比晶片支架12上的最下層的晶片更低的位 置，向處理容器4半徑方向外彎曲。然后，氣體分散噴嘴34，在氣體 激發(fā)部分50內(nèi)最深(離處理容器4的中心最遠(yuǎn)的部分)的位置垂直立 起。如在圖2中所示，氣體分散噴嘴34設(shè)置在被一對相對的電極58 夾持的區(qū)域(高頻電場最強(qiáng)的位置)，即被設(shè)置在實(shí)際上主要產(chǎn)生等離 子體的等離子體發(fā)生區(qū)域PS向外的位置。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，噴向等離子體發(fā)生 區(qū)域PS，在此被激發(fā)(分解或活化)，在此狀態(tài)下被供給到晶片支架 12上的晶片W處。
在蓋子56的外側(cè)，安裝有由例如石英構(gòu)成的絕緣保護(hù)套64，覆蓋 蓋子56。在與作為絕緣保護(hù)套64內(nèi)側(cè)的電極58相對的部分，配置有 由制冷劑通道構(gòu)成的冷卻機(jī)構(gòu)(圖中未顯示)。在制冷劑通道中流過例 如作為制冷劑的被冷卻的氮?dú)?，使電極58冷卻。此外，在絕緣保護(hù)套 64的外側(cè)，設(shè)置有覆蓋其并防止高頻泄漏的護(hù)罩(未圖示)。
在氣體激發(fā)部分50的開口 54外側(cè)附近，即在開口 54外側(cè)(處理 容器4內(nèi))的兩側(cè)立起配置兩根氣體分散噴嘴36。由在氣體分散噴嘴 36上形成的各氣體噴嘴36A向著處理容器4的中心方向噴射含有DCS 氣體的原料氣體。
另外，在與氣體激發(fā)部分50對向設(shè)置的排氣口 52中，通過熔接
安裝了由石英制造的斷面呈"- "字形的排氣覆蓋部件66，覆蓋排氣 口。此排氣覆蓋部件66沿著處理容器4的側(cè)壁向上延伸，在處理容器 4的上方形成氣體出口 68。在氣體出口 68處連接裝有真空泵等的真空 排氣系統(tǒng)GE。
以包圍處理容器4的方式，設(shè)置有加熱器70，用來加熱處理容器 4內(nèi)的周圍氣體和晶片W。在處理容器4內(nèi)的排氣口70附近，設(shè)有控 制加熱器70用的熱電偶(未圖示)。
再有，成膜裝置2包括由控制裝置整體的動作的計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的 主控制部分48。主控制部分48，根據(jù)在其附帶的存儲部分預(yù)先存入的 成膜處理的處理參數(shù)，例如形成的膜的厚度或組成進(jìn)行如下所述的成 膜處理。在此存儲部分存儲了處理氣體的流量和膜的厚度與組成之間 的關(guān)系作為預(yù)存控制數(shù)據(jù)。從而，主控制部分48，就能夠基于這些存 儲的處理參數(shù)或控制數(shù)據(jù)來控制升降機(jī)構(gòu)25、氣體供給系統(tǒng)28、 30、 32、排氣系統(tǒng)GE、氣體激發(fā)部分50和加熱器70等。
下面說明使用在圖1中所示的裝置進(jìn)行成膜的方法(所謂ALD成 膜)。簡單地說，在此成膜方法中，向容納晶片W的處理區(qū)域5內(nèi)供 給原料氣體(成膜用第一處理氣體)和支援氣體(與第一處理氣體反 應(yīng)的第二處理氣體)，通過CVD在晶片W上形成薄膜。
首先，將在常溫下保持多片，例如50 100片尺寸為300mm的晶 片W的晶片支架12裝入設(shè)定在規(guī)定溫度的處理容器4內(nèi)。然后在把 處理容器8內(nèi)抽真空，并且維持在規(guī)定的處理壓力下，同時，升高晶 片的溫度直到穩(wěn)定在成膜用的處理溫度。
接著，由氣體分散噴嘴36和34，在分別控制流量的同時間歇地供 給含有DCS氣體的原料氣體和含有NH3氣體的支援氣體。具體說來， 從氣體分散噴嘴36的氣體噴射孔36A供給原料氣體，使得相對于晶片 支架12上的多片晶片W形成平行的氣體流。此外，從氣體分散噴嘴 34的氣體噴射孔36A供給支援氣體，使得相對于晶片支架12上的多 片晶片W形成平行的氣體流。兩種氣體在晶片W上發(fā)生反應(yīng)，由此 在晶片W上形成氮化硅膜。
由氣體分散噴嘴34的氣體噴射孔36A供給的支援氣體，在通過一
對電極58之間的等離子體發(fā)生區(qū)域PS時， 一部分被選擇性地等離子
體化。此時，生成例如N、 NH*、 NH2*、 NH^等自由基(活性種子) (符號*表示是自由基)。這些自由基從氣體激發(fā)部分50的開口 54流 向處理容器4的中心，以層流的狀態(tài)供給到晶片W之間。
上述自由基與吸附在晶片W表面上的DCS氣體分子反應(yīng)，由此 在晶片W上形成氮化硅膜。而與此相反，在晶片W的表面上吸附了 自由基的部位，在流過DCS氣體的情況下，也會發(fā)生同樣的反應(yīng)，在 晶片W上形成氮化硅膜。
圖3是第一實(shí)施方式的成膜方法中，表示氣體供給和施加RF狀態(tài) 的定時圖。如在圖3中所示，在此實(shí)施方式的成膜方法中，交互地重 復(fù)第一至第四期間(第一至第四工序)T1 T4。 g卩，多次重復(fù)由第一 至第四期間T1 T4構(gòu)成的循環(huán)，在每個循環(huán)中形成的氮化硅膜，通過 薄膜的層積而得到具有最終厚度的氮化硅膜。
具體說來，在第一期間(第一工序)Tl中，向處理區(qū)域5供給原 料氣體(在圖3中表示為DCS)和支援氣體(在圖3中表示為NH3)。 在第二期間(第二工序)T2中，停止向處理區(qū)域5供給原料氣體和支 援氣體。在第三期間(第三工序)T3中，在向處理區(qū)域5供給支援氣 體的同時，停止向處理區(qū)域5供給原料氣體。此外，在第三期間T3中， 通過打開RF電源60，使得在氣體激發(fā)部分50的支援氣體等離子體化， 由此向處理區(qū)域5供給在激發(fā)的狀態(tài)下的支援氣體。在第四期間(第 四工序)T4中，停止向處理區(qū)域5供給原料氣體和支援氣體。
第二和第四期間T2、T4是在排除處理容器4內(nèi)的殘留氣體的清洗 期間使用。在此所謂清洗，是指在流過N2氣體等惰性氣體的同時，將 處理容器4內(nèi)真空排氣，或停止全部氣體的供給，將處理容器4內(nèi)真 空排氣，以除去處理容器4中的殘留氣體。再者，在第一和第三期間 Tl、 T3中，當(dāng)供給原料氣體和支援氣體時，可以停止處理容器4內(nèi)的 真空排氣。但是，在一邊供給原料氣體和支援氣體一邊進(jìn)行處理容器4 內(nèi)的真空排氣時，在整個第一至第四期間T1 T4的全部時間內(nèi)可以持 續(xù)地進(jìn)行處理容器4內(nèi)的真空排氣。
在圖3中，第一期間T1設(shè)定為約1 20秒，例如約10秒，第二 期間T2設(shè)定為約1 20秒，例如約10秒，第三期間T3設(shè)定為約l
30秒，例如約10秒，第4期間T4設(shè)定為約1 20秒，例如約10秒。 但是，這些時間不過簡單是一個例子，并不限定在此數(shù)值。
如上所述， 一起供給含有NH3氣體的支援氣體和含有DCS的原料 氣體的期間Tl和單獨(dú)供給含有NH3氣體的支援氣體的期間T3，間隔 著交叉實(shí)施清洗期間T2、 T4。由此能夠在維持形成的氮化硅膜的高質(zhì) 量的同時，大幅度地提高其成膜速度。認(rèn)為有如下理由。即，當(dāng)在第 一期間Tl 一起供給原料氣體和支援氣體時，在晶片表面被吸附的DCS 分子，由同時供給的NH3氣體使一部分不完全地氮化。因此，在第一 期間T1中，吸附量在沒有飽和時，DCS氣體分子的吸附一直在進(jìn)行， 結(jié)果DCS氣體的吸附量就高于在以往方法(單獨(dú)流過原料氣體)中的 量。然后在第三期間T3，通過由等離子體激發(fā)的NH3氣體使沒有完全 反應(yīng)的部分充分反應(yīng)使得在高成膜速度的狀態(tài)下形成氮化硅膜。
上述成膜處理按照如下的處理?xiàng)l件進(jìn)行。DCS氣體的流量在100 3000sccm的范圍內(nèi)，例如為1000sccm(lslm)。NH3氣體的流量在100 5000sccm的范圍內(nèi)，例如為1000sccm。處理溫度低于通常的CVD處 理，具體為180 600°C (不含)，例如55(TC。當(dāng)處理溫度低于180°C 時，無法發(fā)生反應(yīng)幾乎沒有膜的堆積。而在處理溫度高于600。C時，會 形成質(zhì)量比CVD還差的堆積膜。
處理壓力在27Pa (0.2Torr) 1330Pa (10Torr)的范圍內(nèi)，例如 在第一期間(吸附工序)Tl中為1Torr，在第三期間(使用等離子體氮 化工序)T3中為0.3Torr。在處理壓力小于27Pa時，成膜速度低于實(shí) 用水平。在處理壓力大于1330Pa的情況下，不能充分激發(fā)等離子體。
在第一期間(吸附工序)Tl中，氣體DCS和NH3的流量比[DCS/NH3] 設(shè)定在1/10 10左右的范圍內(nèi)。當(dāng)氣體NH3的流量比過少的情況下， 不會產(chǎn)生同時供給NH3氣體的效果。而當(dāng)NH3的流量比過多時，不會 產(chǎn)生成膜的本體。
<實(shí)驗(yàn)1>
通過實(shí)驗(yàn)1評價(jià)使用圖3所示的定時圖的第一實(shí)施方式的成膜方 法和按照圖13所示定時圖的以往的成膜方法(ALD法)形成的氮化硅 膜。在第一實(shí)施方式的兩個實(shí)施例PE1和PE2中，分別取NH3的供給 量為500sccm (0.5slm)禾卩1000sccm (lslm)。在以往的成膜方法的比
較例CE1中，取NH3的供給量為1000sccm (lslm)。成膜的循環(huán)數(shù)總 共取160次。
圖4是表示由實(shí)驗(yàn)1得到的氮化硅膜的膜厚數(shù)據(jù)的圖。圖5是表 示由實(shí)驗(yàn)1得到的氮化硅膜成膜速度的圖。圖6是表示由實(shí)驗(yàn)1得到 的氮化硅膜的膜厚在面內(nèi)均勻性的圖。圖7是表示由實(shí)驗(yàn)1得到的氮 化硅膜紅外衍射結(jié)果的圖。在圖4 圖7中的"TOP"、"CTR"和"BTM" 分別表示位于晶片支架中的頂部、中央和底部的半導(dǎo)體晶片的位置。
對于在圖4中所示的氮化硅膜的膜厚TH(nm)，在比較例CE1中， 與晶片的位置無關(guān)，TH為大約15nm左右。在兩個實(shí)施例PE1和PE2 中，與晶片的位置無關(guān)，TH都是在20nm左右。即，可以確認(rèn)兩個實(shí) 施例PE1和PE2與比較例CE1相比，能夠堆積相等厚的氮化硅膜。
對于在圖5中所示的相當(dāng)于每個循環(huán)的成膜速度Rth (nm/循環(huán))， 在比較例CE1中，Rth為大約O.lnm左右。在兩個實(shí)施例PE1和PE2 中，Rth為0.12 0.13nm左右。艮卩，可以確認(rèn)與比較例CE1相比，在 兩個實(shí)施例PE1和PE2中，成膜速度增大了 。
對于在圖6中所示的膜厚在面內(nèi)的均勻性PTimi (±%)，在比較例 CE1中，PTuni為±3.5 4.5%左右，在兩個實(shí)施例PE1和PE2中，PTuni 為±3.0 4.0%左右。即，可以確認(rèn)與比較例CE1相比，兩個實(shí)施例PE1 和PE2，能夠改善膜厚在面內(nèi)的均勻性。
對于在圖7中所示的由膜質(zhì)的紅外衍射得到的紅外線強(qiáng)度LD (a.u)，在比較例CE11中，在波數(shù)2200左右的位置，在LD上顯示出 表示存在有"Si-H鍵"的峰Pl。作為比較例CEll，使用以六氯二硅 烷(HCD)作為處理氣體，在LP (低壓)一CVD中形成的氮化硅膜。 另一方面，在實(shí)施例PE1中，LD大致整體上都是平坦的。即，可以確 認(rèn)與比較例CE11相比，實(shí)施例PE1成膜的膜質(zhì)良好。
按照圖3的定時圖，在一起供給含有NH3氣體的支援氣體和含有 DCS氣體的原料氣體的期間Tl，不施加RF，而在單獨(dú)供給含有NH3 氣體的支援氣體的期間T3，施加RF?？梢杂迷趫D8中所示的施加RF 狀態(tài)來代替此定時圖。圖8是在第一實(shí)施方式變化的實(shí)施例中的成膜 方法，表示供給氣體和施加RF的定時圖。
按照圖8的定時圖，在一起供給含有NH3氣體的支援氣體和含有
DCS氣體的原料氣體的期間Tl和單獨(dú)供給含有NH3氣體的支援氣體
的期間T3這兩個期間內(nèi)，施加RF以激發(fā)支援氣體。在此情況下，在 第一期間T1，在流過原料氣體時激發(fā)支援氣體，在半導(dǎo)體晶片W上吸 附DCS和NH3自由基。然后在第三期間T3，通過等離子體激發(fā)的NH3 氣體使不完全反應(yīng)的部分完全反應(yīng)，在高成膜速度的狀態(tài)下形成氮化 硅膜。
<實(shí)驗(yàn)2>
可以使用N2氣體代替NH3氣體作為氮化氣體。在按照圖3的方法 中，使用N2氣體代替NH3氣體進(jìn)行氮化硅膜的成膜實(shí)驗(yàn)2。其結(jié)果是， 其成膜速度為O.lnm/循環(huán)。此外，在圖8的方法中，使用N2氣體代替 NH3氣體進(jìn)行氮化硅膜的成膜，其成膜速度為0.5nm/循環(huán)。從而，可 以確認(rèn)通過圖8的方法，在使用N2氣體代替NH3氣體作為氮化氣體時， 能夠大幅度地提高成膜速度。
<第二實(shí)施方式>
圖9是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的成膜裝置(立式CVD裝置)的 剖面圖。第二實(shí)施方式的成膜裝置2X，除了支援氣體供給系統(tǒng)(第二 處理氣體供給系統(tǒng))28、原料氣體供給系統(tǒng)(第一處理氣體供給系統(tǒng)) 30和清洗氣體供給系統(tǒng)32以外，還包括輔助氣體供給系統(tǒng)(第三處理 氣體供給系統(tǒng))84。輔助氣體供給系統(tǒng)84供給與原料氣體或支援氣體 都不同的輔助氣體。具體說來，輔助氣體含有選自氮?dú)?、稀有氣體、 氧化氮?dú)怏w的氣體，在本實(shí)施方式中，由例如N2或Ar氣體構(gòu)成。對 于與輔助氣體供給系統(tǒng)84相關(guān)部分以外的部分，圖9中所示的成膜裝 置2X與在圖1中所示的成膜裝置2具有實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)。
輔助氣體供給系統(tǒng)84，與支援氣體供給系統(tǒng)28具有共同的氣體分 散噴嘴34，因此就共有在氣體分散噴嘴34上形成的氣體噴射孔34A。 為此，噴嘴34經(jīng)過輔助氣體供給系統(tǒng)84的氣體供給管路(氣體通道) 86連接N2或Ar氣體的氣體源85。在氣體供給管路86上裝有開關(guān)閥 86A和質(zhì)量流量控制器之類的流量控制器86B。由此能夠在控制N2或 Ar氣體流量的同時供給氣體。如上所述作為輔助氣體，可以使用氧化 氮?dú)怏w來代替氮?dú)饣蛳∮袣怏w等惰性氣體。
如上所述，氣體分散噴嘴34，是由石英管構(gòu)成的，向內(nèi)貫穿多支
管8的側(cè)壁彎向上方向延伸。在氣體分散噴嘴34上，沿著其長度(上
下方向)且隔著規(guī)定的間隔形成多個氣體噴射孔34A，使得其對向晶 片支架12上的全部晶片W。各氣體噴射孔34A對著晶片支架12上的 多片晶片W形成平行的氣體流，在水平方向上基本均勻地供給支援氣 體或輔助氣體。輔助氣體供給系統(tǒng)84，也可以不與支援氣體供給系統(tǒng) 28共用氣體分散噴嘴34，與氣體分散噴嘴34同時設(shè)置輔助氣體用的 氣體分散噴嘴即可。
下面說明使用在圖9中所示的裝置進(jìn)行的成膜方法(所謂ALD成 膜)。大致說來，在此成膜方法中，向容納晶片W的處理區(qū)域5內(nèi)供 給原料氣體(成膜用第一處理氣體)和支援氣體(與第一處理氣體反 應(yīng)的第二處理氣體)以及如上所述的輔助氣體(第三處理氣體)，通過 CVD在晶片W上形成薄膜。
首先，將在常溫下保持了多片，例如50 100片尺寸為300mm晶 片W的晶片支架12送入設(shè)定在規(guī)定溫度的處理容器4內(nèi)。然后對處 理容器8內(nèi)抽真空并維持在規(guī)定的處理壓力的同時，升高晶片的溫度 直到穩(wěn)定在成膜用的處理溫度。
接著，分別控制流量并由氣體分散噴嘴36、 34間歇地供給含有 DCS的原料氣體、含有NH3的支援氣體和輔助氣體。具體說來，從氣 體分散噴嘴36的氣體噴射孔36A，以對著晶片支架12上的多片晶片 W形成平行氣體流的方式供給原料氣體。此外，從氣體分散噴嘴34的 氣體噴射孔36A，以對著晶片支架12上的多片晶片W形成平行氣體 流的方式供給支援氣體和輔助氣體。DCS氣體和NEb氣體在晶片W上 發(fā)生反應(yīng)，由此在晶片W上形成氮化硅膜。
圖10是在第二實(shí)施方式的成膜方法中，表示氣體供給和施加RF 的形態(tài)的定時圖。如在圖10中所示，在此實(shí)施方式的成膜方法中，交 叉重復(fù)第一至第四期間(第一至第四工序)T11 T14。 g卩，多次重復(fù) 由第一至第四期間T11 T14構(gòu)成的循環(huán)，通過層疊在每個循環(huán)中形成 的氮化硅膜的薄膜，得到最終厚度的氮化硅膜。
具體說來，在第一期間(第一工序)Tll中， 一方面向處理區(qū)域5 供給原料氣體(在圖10中表示為DCS)和輔助氣體(在圖10中表示 為N2或Ar)，同時停止向處理區(qū)域5供給支援氣體(在圖IO中表示為
NH3)。在第一期間Tll中，接通RF電源60，通過氣體激發(fā)部分50 使輔助氣體等離子體化，向處理區(qū)域5供給在激發(fā)狀態(tài)下的輔助氣體。 在第二期間(第二工序)T12中，同時停止向處理區(qū)域5供給原料氣體、 支援氣體和輔助氣體。在第三期間(第三工序)T13中，在向處理區(qū)域 5供給支援氣體的同時，停止向處理區(qū)域5供給原料氣體和輔助氣體。 而在第三期間T13中，從中間開始接通RF電源60，通過氣體激發(fā)部 分50將支援氣體等離子體化，由此只在次期間T13b中向處理區(qū)域5 中供給在激發(fā)狀態(tài)下的支援氣體。在第四期間(第四工序)T14中，停 止向處理區(qū)域5中供給原料氣體、支援氣體和輔助氣體。
第二和第四期間T12、 T14，作為清洗期間使用，以排放出在處理 容器4內(nèi)的殘留氣體。在此所謂清洗，是指在流過N2氣體等惰性氣體 的同時，將處理容器4內(nèi)真空排氣，或者完全停止供給各種氣體，將 處理容器4內(nèi)真空排氣，以除去處理容器4中的殘留氣體。在第一和 第三期間Tll、 T13中，在供給原料氣體、支援氣體和輔助氣體時，可 以停止在處理容器4內(nèi)的真空排氣。但是，在供給原料氣體、支援氣 體和輔助氣體，同時進(jìn)行處理容器4的真空排氣時，可以在整個第一 至第四期間Tl 1 T14中持續(xù)處理容器4內(nèi)的真空排氣。
在圖10中，第一期間Tll設(shè)置為約1 20秒，例如約10秒，第 二期間T12設(shè)置為約1 20秒，例如約10秒，第三期間T13設(shè)置為約 1 30秒，例如約20秒，次期間T13b設(shè)置為約1 25秒，例如約15 秒，第四期間T14設(shè)置為約1 20秒，例如約10秒。但是，這些時間 只不過表示一個例子，并不限于這些數(shù)值。
如上所述，通過加入并激發(fā)輔助氣體，由上述輔助氣體的活性種 子促進(jìn)與此同時供給的原料氣體的分解。結(jié)果就能夠提高氮化硅膜的 成膜速度。此時，特別是使用N2氣體作為輔助氣體時，不僅可以促進(jìn) 原料氣體的分解，還由氮的活性種子和硅的活性種子直接化合而直接 形成SiN。結(jié)果可以進(jìn)一步提高氮化硅膜的成膜速度。
在第二實(shí)施方式中，處理溫度和處理壓力以及DCS氣體、NH3氣 體等各種氣體的流量都與第一實(shí)施方式相同。輔助氣體的流量，設(shè)定 為低于作為原料氣體DCS氣體的流量，例如取DCS氣體流量的大約 1/10左右。
在第三期間T13中，在經(jīng)過規(guī)定時間At以后，接通RF電源60， 使在氣體激發(fā)部分50處的支援氣體等離子體化，由此只在次期間T13b 向處理區(qū)域5供給處于激發(fā)狀態(tài)的支援氣體。此所謂的預(yù)定的時間At 即直到使NH3氣體流量穩(wěn)定的時間，例如5秒左右。但是，也可以如 在第一實(shí)施方式那樣，在整個供給支援氣體的期間，都使支援氣體在 氣體激發(fā)部分50等離子體化。如此使支援氣體的流量穩(wěn)定化以后才接 通RF電源產(chǎn)生等離子體，能夠提高在晶片W兩面之間(高度方向) 的活性種子濃度的均勻性。
<實(shí)驗(yàn)3>
使用按照在圖10中所示定時圖的第二實(shí)施方式的成膜方法和按照 在圖13中所示定時圖的以往的成膜方法(ALD)形成氮化硅膜，進(jìn)行 評價(jià)實(shí)驗(yàn)3。在第二實(shí)施方式的兩個實(shí)施例PEll、 PE12中，分別使用 N2氣體和Ar氣體作為輔助氣體。以往成膜方法的比較例CE1不使用 輔助氣體，按照在圖13中所示的定時圖進(jìn)行(與實(shí)驗(yàn)1的比較例CE1 實(shí)質(zhì)上相同)。成膜的循環(huán)數(shù)總共160次。
圖11A是表示由實(shí)驗(yàn)3得到的氮化硅膜的成膜速度圖。圖11B是 表示由實(shí)驗(yàn)3得到的氮化硅膜成膜速度改善率的圖。再者，在圖11A、 圖11B中的"TOP"、 "CTR"和"BTM"分別表示晶片支架中半導(dǎo)體 晶片位于頂部、中央和底部的位置。
對于相當(dāng)于在圖llA中所示的每一個循環(huán)的成膜速度Rth (nm/循 環(huán))，在比較例CE1中，與晶片的位置無關(guān)，Rth為0.1nm左右。在使 用N2氣作為輔助氣體的實(shí)施例PE11中，Rth為0.45 0.55nm左右。 在使用Ar氣體作為輔助氣體的實(shí)施例PE12中，Rth為0.25 0.4nm左 右。
對于在圖11B中所示的成膜速度改善率IRth (%)，在使用N2氣 體作為輔助氣體的實(shí)施例PE11中，IRth為150 300%左右。在使用 Ar氣體作為輔助氣體的實(shí)施例PE12中，IRth為300 500%左右。
艮口，與比較例CE1相比，確認(rèn)兩個實(shí)施例PEll、 PE12能夠增大 成膜速度。此外，實(shí)施例PEll的成膜速度也高于實(shí)施例PE12的成膜 速度，可以認(rèn)為是如下的原因。即如上所述，N2氣體的活性種子不僅 促進(jìn)原料氣體分解，而且能夠與被激發(fā)的硅直接反應(yīng)形成氮化硅。
<與第一和第二實(shí)施方式共同的事項(xiàng)和變化實(shí)例>
第一和第二實(shí)施方式的方法，如上所述是基于處理程序在主控制
部分48的控制下實(shí)施的。圖12是表示主控制部分48結(jié)構(gòu)的概略框圖。 主控制部分48具有CPU210，與此連接著存儲部分212、輸入部分214 和輸出部分216等。在存儲部分212中存儲著處理程序和方法參數(shù)。 輸入部分214包括與使用者對話用的輸入裝置，例如鍵盤或定點(diǎn)設(shè)備， 以及存儲介質(zhì)的驅(qū)動器等。輸出部分216輸出用于控制處理裝置各設(shè) 備的控制信號。圖12還同時表示可以脫機(jī)的存儲介質(zhì)218。
上述實(shí)施方式的方法，可通過在能夠用計(jì)算機(jī)讀取存儲介質(zhì)上寫 入，作為用來在處理器上運(yùn)行的程序指令，適用于各種半導(dǎo)體處理裝 置?；蛘?，此種程序指令，可以適用于通過通信介質(zhì)傳送的各種半導(dǎo) 體處理裝置。此存儲介質(zhì)是例如磁盤(軟盤、硬盤(一個例子是在儲 存部分212中的硬盤)等)、光盤(CD、 DVD等)、磁光盤(MO等)、 半導(dǎo)體存儲器等。控制半導(dǎo)體處理裝置動作的計(jì)算機(jī)，通過讀取在存 儲介質(zhì)中存儲的程序指令，將其在處理器上運(yùn)行來實(shí)施上述方法。
在第一和第二實(shí)施方式中，使用DCS氣體作為原料氣體的硅垸系 氣體。但并不限于此，作為原料氣體，可以使用選自二氯硅烷(DCS)、 六氯二硅烷(HCD)、單硅垸[SiH4]、 二硅垸[Si2H6]、六甲基二硅氨垸 (HMDS)、四氯硅烷(TCS)、 二硅烷基胺(DSA)、三硅烷基胺(TSA) 和雙叔丁基氨基硅垸(BTBAS)的一種以上的氣體。
此外，在第一和第二實(shí)施方式中，可以使用氧化二氮[N20]、氧化 氮[NO]之類的氮氧化氣體代替NH3氣體、N2氣體等氮化氣體作為支援 氣體。還可以使用氧化性氣體代替氮化氣體作為支援氣體。
此外，在第二實(shí)施方式中，使用稀有氣體作為輔助氣體，但并不 限于Ar氣，可以使用He、 Ne、 Kr、 Xe等。也可以使用氧化二氮^20]、 氧化氮[NO]、 二氧化氮[N02]等氧化氮作為輔助氣體使用。
在上述第一和第二實(shí)施方式中，作為成膜裝置2，具有將形成等離 子體的激發(fā)部分50與處理容器4制成一體的組合結(jié)構(gòu)。另外，也可以 分別設(shè)置激發(fā)部分50和處理容器4，在處理容器4以外預(yù)先激發(fā)NH3 氣體(所謂遠(yuǎn)距離等離子體)，向處理容器4內(nèi)供給此激發(fā)的NH3氣體。 作為被處理基板并不限定于半導(dǎo)體晶片，也可以是LCD基板、玻璃基
板等其他基板。
對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員，另外的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)都是很容易的。因此， 本發(fā)明在其更為廣泛的方面并不限于這些具體的細(xì)節(jié)和在此所示和所 述的代表性實(shí)施方式。只要不偏離如在權(quán)利要求中所定義的一般發(fā)明 概念及其等效內(nèi)容的精神和范圍，可以進(jìn)行各式各樣的變化。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體處理用的成膜方法，該成膜方法是向容納被處理基板的處理區(qū)域內(nèi)供給成膜用的第一處理氣體和與所述第一處理氣體反應(yīng)的第二處理氣體，通過CVD在所述被處理基板上形成薄膜的方法，其特征在于該方法包括以下交叉工序向所述處理區(qū)域供給所述第一和第二處理氣體的第一工序；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；在向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體的同時，停止向所述處理區(qū)域供給所述第一處理氣體的第三工序；和停止向所述處理區(qū)域供給第一和第二處理氣體的第四工序。
2. 如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述第三工序包括通 過激發(fā)機(jī)構(gòu)使所述第二處理氣體以激發(fā)狀態(tài)供給所述處理區(qū)域的期 間。
3. 如權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述第一工序不包括 通過所述激發(fā)機(jī)構(gòu)激發(fā)所述第二處理氣體的期間。
4. 如權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述第一工序包括在 通過所述激發(fā)機(jī)構(gòu)使所述第二處理氣體以激發(fā)狀態(tài)供給所述處理區(qū)域 的期間。
5. 如權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述激發(fā)機(jī)構(gòu)包括在 與所述處理區(qū)域連通的空間內(nèi)，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，所述第二處理氣體在通過所述等 離子體發(fā)生區(qū)域時被激發(fā)。
6. 如權(quán)利要求5中所述的方法，其特征在于所述第一處理氣體在 所述等離子體發(fā)生區(qū)域和所述基板之間供給所述處理區(qū)域。
7. 如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述第二和第四工序 分別包括向所述處理區(qū)域供給清洗氣體的期間。
8. 如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于在形成所述薄膜的工 序中，繼續(xù)所述處理區(qū)域內(nèi)的排氣。
9. 如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述第一處理氣體含 有硅烷系氣體，所述第二處理氣體含有氮化氣體或氮氧化氣體。
10. 如權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于所述第一處理氣體 含有選自二氯硅垸、六氯二硅烷、單硅烷、二硅垸、六甲基二硅氨烷、 四氯硅烷、二硅垸基胺、三硅烷基胺、雙叔丁基氨基硅烷的一種以上 的氣體，所述第二處理氣體含有選自氨、氮?dú)?、氧化二氮?一氧化氮 的一種以上的氣體。
11. 一種半導(dǎo)體處理用成膜方法，該成膜方法是向容納被處理基板 的處理區(qū)域內(nèi)供給成膜使用的第一處理氣體、與所述第一處理氣體反 應(yīng)的第二處理氣體以及與第一和第二處理氣體中的任何一種都不同的第三處理氣體，通過CVD在所述被處理基板上形成薄膜的方法，其特征在于該方法包括以下交叉工序在向所述處理區(qū)域供給所述第一和第三處理氣體的同時，停止向 所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體的第一工序，所述第一工序具有 通過激發(fā)機(jī)構(gòu)，使所述第三處理氣體以激發(fā)狀態(tài)供給所述處理區(qū)域的 期間；停止向所述處理區(qū)域供給所述第一至第三處理氣體的第二工序； 在向所述處理區(qū)域供給所述第二處理氣體的同時，停止向所述處 理區(qū)域供給所述第一和第三處理氣體的第三工序；和停止向所述處理區(qū)域供給第一至第三處理氣體的第四工序。
12. 如權(quán)利要求11中所述的方法，其特征在于所述激發(fā)機(jī)構(gòu)具有 在與所述處理區(qū)域連通的空間內(nèi)，配置在所述第三處理氣體的供給口 和所述基板之間的等離子體發(fā)生區(qū)域，所述第三處理氣體在通過所述 等離子體發(fā)生區(qū)域時被激發(fā)。
13. 如權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于所述第一處理氣體 在所述等離子體發(fā)生區(qū)域和所述基板之間供給所述處理區(qū)域。
14. 如權(quán)利要求11中所述的方法，其特征在于所述第三工序具有 在由所述激發(fā)機(jī)構(gòu)激發(fā)所述第二處理氣體的狀態(tài)下將其供給所述處理 區(qū)域的激發(fā)期間。
15. 如權(quán)利要求14中所述的方法，其特征在于所述第三工序在所 述激發(fā)期間之前，具有不使所述第二處理氣體在所述激發(fā)機(jī)構(gòu)被激發(fā) 的狀態(tài)下，將其供給所述處理區(qū)域的期間。
16. 如權(quán)利要求14中所述的方法，其特征在于所述第二處理氣體 與所述第三處理氣體共有供給口 。
17. 如權(quán)利要求11中所述的方法，其特征在于所述第二和第四工 序分別具有向所述處理區(qū)域供給清洗氣體的期間。
18. 如權(quán)利要求11中所述的方法，其特征在于；在形成所述薄膜的 工序中，繼續(xù)所述處理區(qū)域內(nèi)的排氣。
19. 如權(quán)利要求11中所述的方法，其特征在于所述第一處理氣體 含有硅垸系氣體，所述第二處理氣體含有氮化氣體或氮氧化氣體，所 述第三處理氣體含有選自氮?dú)狻⑾∮袣怏w、氧化氮中的氣體。
20. 如權(quán)利要求19中所述的方法，其特征在于所述第一處理氣體 含有選自二氯硅垸、六氯二硅烷、單硅垸、二硅烷、六甲基二硅氨烷、 四氯硅垸、二硅烷基胺、三硅烷基胺、雙叔丁基氨基硅烷的一種以上 的氣體，所述第二處理氣體含有選自氨、氮?dú)?、氧化二氮?一氧化氮 的一種以上的氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體處理用的成膜方法，該成膜方法是向容納被處理基板的處理容器內(nèi)供給成膜用的第一處理氣體和與第一處理氣體反應(yīng)的第二處理氣體，通過CVD在被處理基板上形成薄膜的方法。此成膜方法交叉的包括第一至第四工序。在第一工序中，向處理區(qū)域供給第一和第二處理氣體。在第二工序中，停止向處理區(qū)域供給第一和第二處理氣體。在第三工序中，在向處理區(qū)域供給第二處理氣體的同時，停止向處理區(qū)域供給第一處理氣體。在第四工序中，停止向處理區(qū)域供給第一和第二處理氣體。
文檔編號C23C16/34GK101381861SQ20081010937
公開日2009年3月11日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者周保華, 長谷部一秀 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社