[发明专利]氮化硅膜的成膜方法、成膜装置以及存储介质

说明书

本发明涉及氮化硅膜的成膜方法、成膜装置以及存储介质。提供一种能够在通过ALD法针对多个被处理基板形成氮化硅膜时降低所形成的氮化硅膜的应力的技术。在通过ALD法针对多个被处理体统一形成氮化硅膜时，在各循环中，在使成膜原料吸附的步骤与氮化的步骤之间实施在处理容器内生成氢自由基来进行氢自由基吹扫的步骤，来促进在所形成的氮化硅膜的Si‑N键合，从而降低所形成的氮化硅膜的拉伸应力。

技术领域

本发明涉及氮化硅膜的成膜方法、成膜装置以及存储介质。

背景技术

在半导体器件的制造制程中存在以下一种成膜处理：针对以硅晶圆为代表的半导体晶圆(基板)形成氮化硅膜(SiN膜)等氮化膜来作为绝缘膜。

作为SiN膜的成膜方法，以往大多利用等离子体CVD。另一方面，能够低温且均匀地在良好的覆盖范围内进行成膜，还正在利用一种电特性也良好的通过原子层沉积法(Atomic Layer Deposition；ALD法)形成的SiN膜。作为通过ALD法形成的SiN膜的成膜方法，在专利文献1中记载了如下一种方法：在针对多个半导体晶圆统一进行处理的批量式的立式成膜装置中，通过使供给作为Si原料气体的二氯硅烷(DCS)气体与供给作为氮化气体的NH₃气体以隔着吹扫的方式交替重复来形成SiN膜。

在利用批量式的立式成膜装置并通过ALD法形成SiN膜的情况下，在规定的成膜条件下，例如利用作为原料气体的二氯硅烷(DCS；SiH₂Cl₂)气体和作为氮化气体的NH₃气体来开始对作为基板的半导体晶圆供给DCS气体，通过使单原子层的Si进行化学吸附的工序、利用非活性气体吹扫DCS气体的工序、供给NH₃气体的等离子体来将所吸附的Si氮化的工序以及利用非活性气体吹扫NH₃气体的工序，来形成1分子层厚的SiN单位膜，能够通过使这些工序重复进行规定次数来获得规定的膜厚的SiN膜。

另外，作为SiN膜的用途，能够列举一种能够获得光刻技术的分辨极限以下的细微图案的双重图案化技术中的侧壁(间隔物)(例如，专利文献2)。在专利文献2中，在非晶硅图案上形成SiN膜，之后对SiN膜进行蚀刻使得仅在非晶硅图案的侧壁部残留SiN膜的间隔物(SiN间隔物)，之后去除非晶硅图案来形成SiN膜的图案。

在这种双重图案化中，随着图案的进一步细微化，对SiN间隔物要求非常严格的均匀性，另外，还要求低温成膜、高覆盖范围性能等，因此正研究一种如专利文献1中记载那样的通过ALD形成的SiN膜。

专利文献1：日本特开2004-281853号公报

专利文献2：日本特开2014-11357号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，SiN膜一般是具有高拉伸应力的膜，由器件的细微化导致的SiN间隔物的薄膜化正在加剧，由此因间隔物之间靠近所引起的弯曲正成为问题。

关于通过等离子体CVD法形成的SiN膜，通过利用气体比、压力等调整膜中氢浓度、组成，能够调整膜中的应力。

然而，通过ALD法形成的SiN膜非常致密，并且与通过等离子体CVD法形成的SiN膜相比杂质少，在所要求的低温成膜中难以控制膜中的应力。这种膜中的应力的问题并不限于双重图案化的间隔物，在通过ALD法形成的SiN膜中也产生这种膜中的应力的问题。

因而，本发明的课题在于提供一种能够在通过ALD法针对多个被处理基板形成氮化硅膜时降低所形成的氮化硅膜的应力的技术。

用于解决问题的方案