[发明专利]半导体器件的制造方法、衬底处理方法及衬底处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及包括在衬底上形成薄膜的工序的半导体器件的制造方法及衬底处理方法、以及在该工序中适当地被使用的衬底处理装置。

背景技术

作为半导体器件的制造工序的一工序，有时进行将由氧化膜和氮化膜交替地层合而成的ONO层合构造的绝缘膜形成在衬底上的工序。为在同一处理室内连续地形成构成ONO层合构造的氧化膜及氮化膜，以往，使用了CVD(Chemical Vapor Deposition)法。例如，在收纳有衬底的处理室内交替地进行下述工序，即同时供给DCS(二氯硅烷、SiH₂Cl₂)气体和一氧化二氮(N₂O)气体而形成硅氧化膜(SiO膜)的工序、和同时供给DCS气体和氨气(NH₃)而形成硅氮化膜(SiN膜)的工序，由此能够在衬底上形成规定膜厚的ONO层合构造的绝缘膜。

发明内容

但是，使用气相反应为主的CVD法成膜上述绝缘膜的情况下，在衬底的表面实施精密加工等，表面积变大时，衬底周边部中的气体消耗比衬底中心部更严重，衬底面内的绝缘膜的膜厚均匀性降低，有时小于半导体器件所要求的允许值。另外，有时相对于形成在衬底表面上的细槽等的绝缘膜的阶梯覆盖性降低。

对于上述课题，可以考虑采用降低处理室内的压力来抑制衬底周边部的气相反应的方法、和增大衬底排列的间距即相邻的衬底间的距离来弥补衬底中央部的气体损失的方法。但是，在降低处理室内的压力的前者的方法中，有时导致绝缘膜的成膜速度下降，生产率降低。另外，在增大衬底排列的间距的后者的方法中，有时导致每一次衬底处理的处理片数减少，生产率明显降低。

本发明的目的是提供能够提高具有氧化膜和氮化膜的层合构造的绝缘膜的膜厚均匀性和阶梯覆盖性的、能够提高成膜时的生产率的半导体器件的制造方法、衬底处理方法及衬底处理装置。

根据本发明的一方式，提供一种半导体器件的制造方法，包括：

通过对处于小于大气压的压力下的处理容器内的被加热到第一温度的衬底进行规定次数的包括供给第一原料气体的工序和供给氧化气体及还原气体的工序的循环，由此在所述衬底上形成氧化膜的工序；

通过对于所述处理容器内的被加热到所述第一温度以上第二温度以下的温度的所述衬底供给氮化气体，由此在所述氧化膜的表面上形成种晶层的工序；

通过对于所述处理容器内的被加热到所述第二温度的所述衬底实施规定次数的包括供给第二原料气体的工序和供给所述氮化气体的工序的循环，由此在形成在所述氧化膜的表面上的所述种晶层上形成氮化膜的工序。

根据本发明的其他方式，提供一种衬底处理方法，包括：

通过对于处于小于大气压的压力下的处理容器内的被加热到第一温度的衬底实施规定次数的包括供给第一原料气体的工序和供给氧化气体及还原气体的工序的循环，由此在所述衬底上形成氧化膜的工序；

通过对于所述处理容器内的被加热到所述第一温度以上第二温度以下的温度的所述衬底供给氮化气体，由此在所述氧化膜的表面上形成种晶层的工序；

通过对于所述处理容器内的被加热到所述第二温度的所述衬底实施规定次数的包括供给第二原料气体的工序和供给所述氮化气体的工序的循环，由此在形成在所述氧化膜的表面上的所述种晶层上形成氮化膜的工序。

根据本发明的又一其他方式，提供一种衬底处理装置，具有：

收纳衬底的处理容器；

对所述处理容器内的衬底进行加热的加热器；

对于所述处理容器内的衬底供给第一原料气体及第二原料气体的原料气体供给系统；

对于所述处理容器内的衬底供给氧化气体的氧化气体供给系统；

对于所述处理容器内的衬底供给还原气体的还原气体供给系统；

对于所述处理容器内的衬底供给氮化气体的氮化气体供给系统；

调整所述处理容器内的压力的压力调整部；

对所述加热器、所述原料气体供给系统、所述氧化气体供给系统、所述还原气体供给系统、所述氮化气体供给系统及所述压力调整部进行控制的控制部，

所述控制部进行如下处理：

通过对于处于小于大气压的压力下的所述处理容器内的被加热到第一温度的衬底实施规定次数的包括供给所述第一原料气体的处理和供给所述氧化气体及所述还原气体的处理的循环，由此在所述衬底上形成氧化膜的处理；

通过对于所述处理容器内的被加热到所述第一温度以上第二温度以下的温度的所述衬底供给所述氮化气体，由此在所述氧化膜的表面上形成种晶层的处理；