[发明专利]形成硅氧化膜的成膜方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在半导体处理中在半导体晶片等被处理基板上形成硅氧化膜的成膜方法及装置。在此，半导体处理是指通过在晶片或LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)这样的FPD(Flat PanelDisplay：平板显示器)用的玻璃基板等被处理基板上以规定的图案形成半导体层、绝缘层、导电层等，为了在该被处理基板上制造包括半导体器件、与半导体器件连接的配线、电极等构造物而实施的各种处理。

背景技术

在构成半导体集成电路的半导体器件的制造中，对被处理基板，例如半导体晶片实施成膜、蚀刻、氧化、扩散、改性、退火、自然氧化膜的去除等各种处理。例如，在半导体晶片上形成硅氧化膜时，在立式的(所谓间歇式的)热处理装置中，使用四乙氧基硅烷(TEOS：Si(OC₂H₅)₄)，就能够进行作为一种成膜处理的CVD(Chemical VaporDeposition：化学汽相淀积)处理。

近年来，伴随半导体集成电路进一步高集成化和高微细化的要求，希望减少半导体器件的制造工序中的热履历，提高器件的特性。即使在立式的处理装置中，也希望根据相关的要求对半导体处理方法进行改良。例如，在CVD处理中，采用间歇地供给原料气体等，1层或几层地进行反复成膜原子或分子级厚度的层的方法。这种成膜方法通常称为ALD(Atomic layer Deposition：原子层淀积)或MLD(分子层淀积：Molecular Layer Deposition)，由此，能够进行目的为不使晶片暴露在如此高温下的处理。此外，由于ALD或MLD的成膜的阶梯覆盖性良好，所以，随着器件的微细化，适合埋入变窄的半导体器件内的凹部、例如栅极间间隙。例如，特开2004-281853号公报(专利文献1)公开有使用ALD法，在300℃～600℃的低温下形成硅氮化膜的方法。此外，特开2003-7700号公报(专利文献2)也公开了此种ALD法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种一方面维持规定的成膜速率、另一方面能够在低温下形成优质的硅氧化膜的半导体处理用的成膜方法和装置。

本发明的第一观点，提供一种半导体处理用的成膜方法，在能够选择地供给包括硅源气体的第一处理气体和包括氧化气体的第二处理气体的处理区域内，通过CVD在被处理基板上形成氧化膜，该成膜方法多次重复下述循环，将每一上述循环形成的薄膜叠层，由此形成具有规定厚度的上述氧化膜，上述循环交替包括以下工序：第一工序，其一方面向上述处理区域供给上述第一处理气体，另一方面停止向上述处理区域供给上述第二处理气体，由此在上述被处理基板的表面上形成含硅的吸附层；和第二工序，其一方面向上述处理区域供给上述第二处理气体，另一方面停止向上述处理区域供给上述第一处理气体，对上述被处理基板的表面上的上述吸附层进行氧化，其中，使用1价或2价的氨基硅烷气体作为上述硅源气体，相比于使用3价氨基硅烷气体作为上述硅源气体的情况，较低地设定上述循环中的处理温度。

本发明的第二观点，提供一种半导体处理用的成膜装置，包括：具有收纳被处理基板的处理区域的处理容器；在上述处理容器内支撑上述被处理基板的支撑部件；对上述处理区域内的上述被处理基板进行加热的加热器；对上述处理区域内进行排气的排气系统；向上述处理区域供给包括硅源气体的第一处理气体的第一处理气体供给系统；向上述处理区域供给包括氧化气体的第二处理气体的第二处理气体供给系统；将供给至上述处理区域的上述第二处理气体选择地激发的激发机构；和控制上述装置的动作的控制部，为了通过CVD在上述被处理基板上形成氧化膜，上述控制部多次重复下述循环，将每一上述循环形成的薄膜叠层，由此形成具有规定厚度的上述氧化膜，上述循环交替包括以下工序：第一工序，其一方面向上述处理区域供给上述第一处理气体，另一方面停止向上述处理区域供给第二处理气体，由此在上述被处理基板的表面上形成含硅的吸附层；和第二工序，其一方面向上述处理区域供给上述第二处理气体，另一方面停止向上述处理区域供给上述第一处理气体，对上述被处理基板的表面上的上述吸附层进行氧化，其中，使用1价或2价的氨基硅烷气体作为上述硅源气体，相比于使用3价氨基硅烷气体作为上述硅源气体的情况，较低地设定上述循环中的处理温度。