成膜方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種成膜方法。在該成膜方法中，向形成有凹部的基板供給含硅氣體并使含硅氣體吸附于該基板，用氧化氣體氧化所吸附的含硅氣體，從而在基板上形成氧化硅膜。即使將基板加熱至比含硅氣體可分解的溫度高的溫度的情況下，也能利用自用于將含硅氣體供給部和氧化氣體供給部分開(kāi)的分離區(qū)域供給的非活性氣體將被供給含硅氣體的基板的上方氣氛的氣相溫度維持得較低，因此含硅氣體能夠不在氣相中分解，而吸附于基板。
【專利說(shuō)明】成膜方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過(guò)對(duì)基板交替供給互相反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體而使兩反應(yīng)氣體的反應(yīng)生成物在基板上成膜的成膜方法，尤其是涉及適用于填充形成在基板上的凹部的成膜方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路(IC)的制造工藝中，有利用氧化硅填充例如溝槽、導(dǎo)通孔(日文:匕T* 一 >)、或者線?空間?圖案(日文:9 ^、y.>)中的空間等凹部的工序。利用氧化硅填充凹部時(shí)，適于采用被稱為原子層成膜(ALD)法(分子層成膜(MLD)法)的成膜方法，該成膜方法能夠沿著凹部形狀(保形地)進(jìn)行氧化硅膜的成膜。能夠利用ALD法進(jìn)行保形的成膜的原因在于，一原料氣體自我限制地吸附在凹部的內(nèi)表面上，該一原料氣體與另一原料氣體發(fā)生反應(yīng)從而形成反應(yīng)生成物的膜。(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0003]利用ALD法對(duì)凹部進(jìn)行氧化硅填充時(shí)，伴隨凹部的兩內(nèi)側(cè)面上堆積的氧化硅變厚，兩內(nèi)側(cè)面的表面互相接近，并最終在凹部的中央附近接觸，從而凹部被氧化硅膜填充。但是，雙方的氧化硅膜所互相接觸的接觸面(接縫)有時(shí)會(huì)在凹部填充工序之后進(jìn)行的加熱工序中因?yàn)榘疾績(jī)?nèi)的氧化硅膜收縮而互相分開(kāi)，導(dǎo)致氧化硅膜中產(chǎn)生間隙。此外，在凹部的填充工序之后進(jìn)行的蝕刻工序中，也有時(shí)會(huì)沿著接縫促進(jìn)蝕刻的進(jìn)行而導(dǎo)致間隙產(chǎn)生。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi) 2010-56470號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平6-132276號(hào)公報(bào)(0021段)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是參照上述情況而做成的，提供一種能夠抑制在向基板上形成的凹部進(jìn)行了填充的氧化硅膜中沿著接縫產(chǎn)生間隙的成膜方法。
[0007]米用本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種將基板交替暴露于含娃氣體和氧化氣體中、而在該基板上形成氧化硅膜的成膜方法。該成膜方法包括:將形成有凹部的基板載置在以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的工序；將上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)加熱到第2溫度的工序，該第2溫度高于作為能使上述含硅氣體在氣相中分解的溫度的第I溫度；自非活性氣體供給部經(jīng)由狹小空間而至少向上述真空容器內(nèi)的第I空間供給上述非活性氣體，從而抑制上述第I空間的氣相溫度的上升，抑制上述含硅氣體的在氣相中分解的工序，上述非活性氣體供給部配置于頂面形成部?jī)?nèi)，用于向第2頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間的上述狹小空間供給非活性氣體，該頂面形成部設(shè)于上述真空容器內(nèi)的第I空間和沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向同該第I空間分開(kāi)的第2空間之間，用于提供比上述第I空間的第I頂面以及上述第2空間的第I頂面低的上述第2頂面；自設(shè)在上述第I空間的用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)供給上述含硅氣體的第I氣體供給部向載置在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的上述基板供給上述含硅氣體的工序；自設(shè)在上述第2空間的用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)供給用于氧化上述含硅氣體的氧化氣體的第2氣體供給部向載置在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板供給上述氧化氣體的工序；等離子體生成工序，利用設(shè)在上述第2氣體供給部和位于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的上述頂面形成部之間的等離子體產(chǎn)生部在該等離子體產(chǎn)生部與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間生成等離子體；利用上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，將載置在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板暴露于上述含硅氣體、上述氧化氣體以及上述等離子體，而在上述基板上形成氧化硅膜的工序；以及加熱工序，對(duì)成膜有上述氧化硅膜的上述基板進(jìn)行加熱。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是表示適用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的成膜裝置的剖視圖。
[0009]圖2是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的立體圖。
[0010]圖3是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的概略俯視圖。
[0011]圖4是表示圖1的成膜裝置的等離子體產(chǎn)生源的概略剖視圖。
[0012]圖5是表示圖1的成膜裝置的等離子體產(chǎn)生源的另一概略剖視圖。
[0013]圖6是表示圖1的成膜裝置的等離子體產(chǎn)生源的概略俯視圖。
[0014]圖7是表示圖1的成膜裝置的局部剖視圖。
[0015]圖8是表示圖1的成膜裝置的另一局部剖視圖。
[0016]圖9A是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的說(shuō)明圖。
[0017]圖9B是接著圖9A說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的說(shuō)明圖。
[0018]圖10是與比較例以及參考例一起表示利用本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法形成的氧化硅膜的蝕刻速度的圖表。
[0019]圖11是表示利用本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法進(jìn)行了填充的凹部的截面的掃描型電子顯微鏡圖像。
[0020]圖12是表示用傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)對(duì)利用本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法形成的氧化硅膜進(jìn)行了評(píng)價(jià)的結(jié)果的圖表。
[0021]圖13是與比較例一起表示對(duì)利用本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法形成的氧化硅膜進(jìn)行了測(cè)量的漏電流的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，該實(shí)施方式為示例，并非用于限定本發(fā)明。在整個(gè)附圖中，對(duì)于相同或者對(duì)應(yīng)的構(gòu)件或者零件，標(biāo)注相同或者對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說(shuō)明。此外，在附圖中，不以表示構(gòu)件或者零件間的對(duì)比為目的，因此，對(duì)于具體的尺寸，應(yīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員參照下面的并非用于限定本發(fā)明的實(shí)施方式來(lái)決定。
[0023](成膜裝置)
[0024]首先，說(shuō)明適用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的成膜裝置。圖1是成膜裝置的概略剖視圖，圖2及圖3是說(shuō)明真空容器I內(nèi)的構(gòu)造的圖，為了便于說(shuō)明，在圖2及圖3中省略了頂板11的圖示。
[0025]參照?qǐng)D1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置包括:扁平的真空容器1，其具有大致圓形的俯視形狀；以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)2，其設(shè)置在該真空容器I內(nèi)，在真空容器I的中心具有旋轉(zhuǎn)中心。真空容器I具有:容器主體12，其具有有底的圓筒形狀；頂板11，其夾著例如O型密封圈等密封構(gòu)件13 (圖1)氣密地可裝卸地配置于容器主體12的上表面。[0026]旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部固定于圓筒形狀的芯部21，該芯部21固定于沿鉛垂方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸22的上端。旋轉(zhuǎn)軸22貫穿真空容器I的底部14，其下端安裝于驅(qū)動(dòng)部23。利用驅(qū)動(dòng)部23能夠使旋轉(zhuǎn)軸22以鉛垂軸線為中心旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以鉛垂軸線為中心旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸22以及驅(qū)動(dòng)部23收納在上表面開(kāi)口的筒狀的殼體20內(nèi)。該殼體20的設(shè)置在其上表面上的凸緣部分氣密地安裝于真空容器I的底部14的下表面，將殼體20的內(nèi)部氣氛與外部氣氛分隔開(kāi)。
[0027]在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面上如圖2及圖3所示那樣沿著旋轉(zhuǎn)方向(周向)設(shè)有多個(gè)(圖示的例子為5個(gè))圓形的晶圓載置部24，該晶圓載置部24用于載置半導(dǎo)體晶圓(下面稱為「晶圓」)W。但是，為了方便，圖3表示為只有I個(gè)晶圓載置部24載置有晶圓W。該晶圓載置部24具有比晶圓W的直徑(例如300mm)稍微大例如大4mm的內(nèi)徑以及與晶圓W的厚度大致相等的深度。因此，在將晶圓W載置于晶圓載置部24時(shí)，晶圓W的表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面(不載置晶圓W的區(qū)域)大致等高。
[0028]如圖2及圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上方，反應(yīng)氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42、反應(yīng)氣體噴嘴32、氣體導(dǎo)入噴嘴92、以及分離氣體噴嘴41按照該順序沿著真空容器I的周向隔開(kāi)間隔地配置。這些噴嘴31、32、41、42、以及92通過(guò)分別將作為各自的基端部的氣體導(dǎo)入部31a、32a、41a、42a、以及92a(圖3)固定于容器主體12的外周壁上，從而自真空容器I的外周壁導(dǎo)入真空容器I內(nèi)，沿著容器主體12的徑向相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2平行延伸。
[0029]在反應(yīng)氣體 噴嘴31、32上沿著反應(yīng)氣體噴嘴31、32的長(zhǎng)度方向以例如IOmm的間隔配置有朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2而在下方開(kāi)口的多個(gè)氣體噴出孔33 (參照?qǐng)D7)。
[0030]如圖3所示，未圖示的填充有三(二甲氨基)硅烷(Si (N (CH3) 2)3H、以下記為3DMAS)氣體的含硅(Si)氣體供給源經(jīng)由開(kāi)閉閥和流量調(diào)整器(均未圖示)與反應(yīng)氣體噴嘴31的氣體導(dǎo)入部31a連接。由此，自反應(yīng)氣體噴嘴31對(duì)載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置部24中的晶圓W供給3DMAS氣體。此外，未圖示的臭氧(O3)氣體供給源經(jīng)由開(kāi)閉閥和流量調(diào)整器(均未圖示)與反應(yīng)氣體噴嘴32連接。由此，自反應(yīng)氣體噴嘴32對(duì)載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置部24中的晶圓W供給臭氧氣體。需要說(shuō)明的是，有時(shí)將反應(yīng)氣體噴嘴31的下方區(qū)域稱為用于供3DMAS氣體吸附于晶圓W的第I處理區(qū)域P1，將反應(yīng)氣體噴嘴32的下方區(qū)域稱為使在第I處理區(qū)域Pl中吸附于晶圓W的3DMAS氣體氧化的第2處理區(qū)域P2。
[0031]此外，在分離氣體噴嘴41、42上沿著分離氣體噴嘴41、42的長(zhǎng)度方向以例如IOmm的間隔配置有朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2而在下方開(kāi)口的多個(gè)氣體噴出孔42h (參照?qǐng)D7)。另外，Ar、He等稀有氣體、氮?dú)獾确腔钚詺怏w的供給源經(jīng)由開(kāi)閉閥和流量調(diào)整器(均未圖示)與分離氣體噴嘴41、42連接。在本實(shí)施方式中，使用氮?dú)庾鳛榉腔钚詺怏w。
[0032]另外，在氣體導(dǎo)入噴嘴92設(shè)有等離子體產(chǎn)生源80。下面，參照?qǐng)D4至圖6說(shuō)明等離子體產(chǎn)生源80。圖4是等離子體產(chǎn)生源80的沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向剖切而得到的概略剖視圖，圖5是等離子體產(chǎn)生源80的沿著與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向正交的方向剖切而得到的概略剖視圖，圖6是表示等離子體產(chǎn)生源80的概略的俯視圖。為了圖示方便，將這些圖中的一部分構(gòu)件進(jìn)行了簡(jiǎn)化。
[0033]參照?qǐng)D4，等離子體產(chǎn)生源80包括:框構(gòu)件81，其由高頻透過(guò)性的材料做成，且具有自上表面凹陷而成的凹部，其嵌入被形成在頂板11的開(kāi)口部Ila中；收容在框構(gòu)件81的凹部?jī)?nèi)、具有上部開(kāi)口的大致箱狀的法拉第屏蔽板82 ;配置在法拉第屏蔽板82的底面上的絕緣板83 ;被支撐于絕緣板83的上方且具有大致呈八邊形的俯視形狀的線圈狀天線85。
[0034]頂板11的開(kāi)口部Ila具有多個(gè)臺(tái)階部，在其中I個(gè)臺(tái)階部的整個(gè)一周上形成有槽部，該槽部嵌入有例如O型密封圈等密封構(gòu)件81a。另一方面，框構(gòu)件81具有與開(kāi)口部Ila的臺(tái)階部相對(duì)應(yīng)的多個(gè)臺(tái)階部，將框構(gòu)件81嵌入開(kāi)口部Ila時(shí)，多個(gè)臺(tái)階部中的I個(gè)臺(tái)階部的背面與嵌入開(kāi)口部Ila的槽部中的密封構(gòu)件81a相接觸，由此，能夠維持頂板11與框構(gòu)件81之間的氣密性。另外，如圖4所示，沿著嵌入頂板11的開(kāi)口部Ila中的框構(gòu)件81的外周設(shè)有按壓構(gòu)件81c，由此，框構(gòu)件81相對(duì)于頂板11被向下方按壓。因此，能夠更切實(shí)地維持頂板11與框構(gòu)件81之間的氣密性。[0035]框構(gòu)件81的下表面與真空容器I內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2相面對(duì)，在其下表面的外周的整個(gè)一周上設(shè)有向下方(朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2)突起的突起部81b。突起部81b的下表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面接近，利用突起部81b、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面、框構(gòu)件81的下表面在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上方形成空間(以下，稱為內(nèi)部空間S)。需要說(shuō)明的是，突起部81b的下表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面之間的間隔大致與分離空間H (圖7)中的頂面44與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上表面之間的高度hi相等即可。
[0036]另外，氣體導(dǎo)入噴嘴92的貫穿突起部81b后的部分在該內(nèi)部空間S中延伸。在本實(shí)施方式中，如圖4所示，氣體導(dǎo)入噴嘴92與填充有氬氣(Ar)的氬氣供給源93a、填充有氧氣(O2)的氧氣供給源93b、填充有氨氣(NH3)的氨氣供給源93c相連接。自氬氣供給源93a、氧氣供給源93b以及氨氣供給源93c將由對(duì)應(yīng)的流量制御器94a、94b以及94c進(jìn)行了流量控制的Ar氣體、O2氣體以及NH3氣體按照規(guī)定的流量比(混合比)向內(nèi)部空間S供給。
[0037]另外，在氣體導(dǎo)入噴嘴92上沿其長(zhǎng)度方向以規(guī)定的間隔(例如IOmm)形成有多個(gè)噴出孔92h(參照?qǐng)D5)，自噴出孔92h將上述的Ar氣體等噴出。如圖5所示，噴出孔92h自相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2垂直的方向向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)傾斜。因此，自氣體導(dǎo)入噴嘴92供給的氣體沿著與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向、具體而言朝向突起部81b的下表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表面之間的間隙噴出。由此，抑制了反應(yīng)氣體、分離氣體自位于比等離子體產(chǎn)生源80靠旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)的頂面45的下方空間向內(nèi)部空間S流入。另外，如上所述，因?yàn)檠刂驑?gòu)件81的下表面的外周形成的突起部81b與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表面接近，因此利用自氣體導(dǎo)入噴嘴92噴出的氣體能夠容易地將內(nèi)部空間S內(nèi)的壓力維持為較高。由此，也能夠抑制反應(yīng)氣體、分離氣體向內(nèi)部空間S內(nèi)流入。
[0038]法拉第屏蔽板82由金屬等導(dǎo)電性材料制成，圖示中省略了但被接地。如圖6明確所示的那樣，在法拉第屏蔽板82的底部形成有多個(gè)狹縫82s。各狹縫82s以與具有大致八邊形的俯視形狀的天線85的對(duì)應(yīng)的邊大致正交的方式延伸。
[0039]此外，如圖5和圖6所示，法拉第屏蔽板82在上端的2處位置具有向外側(cè)彎折的支承部82a。由于支承部82a支承于框構(gòu)件81的上表面，能夠?qū)⒎ɡ谄帘伟?2支承在框構(gòu)件81內(nèi)的規(guī)定位置。
[0040]絕緣板83例如由石英玻璃制成，具有比法拉第屏蔽板82的底面稍微小一些的大小，并載置于法拉第屏蔽板82的底面。絕緣板83使法拉第屏蔽板82和天線85之間絕緣，又能使自天線85福射的高頻向下方透過(guò)。
[0041]天線85是以俯視形狀為大致八邊形的方式將銅制的中空管(管)例如卷繞3層而形成的。能夠使冷卻水在管內(nèi)循環(huán)，由此，能夠防止由于向天線85供給高頻而將天線85加熱至高溫的情況。另外，在天線85上設(shè)有立起設(shè)置部85a，在該立起設(shè)置部85a上安裝有支承部85b。利用支承部85b將天線85維持在法拉第屏蔽板82內(nèi)的規(guī)定位置。另外，借助匹配器86將高頻電源87連接于支承部85b。高頻電源87能夠產(chǎn)生具有例如13.56MHz的頻
率的高頻。
[0042]采用具有這種結(jié)構(gòu)的等離子體產(chǎn)生源80，經(jīng)由匹配器86自高頻電源87向天線85供給高頻電力，并由天線85產(chǎn)生電磁場(chǎng)。該電磁場(chǎng)中的電場(chǎng)部分由于被法拉第屏蔽板82屏蔽，無(wú)法向下方傳播。另一方面，磁場(chǎng)成分經(jīng)由法拉第屏蔽板82的多條狹縫82s向內(nèi)部空間S內(nèi)傳播。利用該磁場(chǎng)部分，從氣體導(dǎo)入噴嘴92以規(guī)定的流量比(混合比)向內(nèi)部空間S供給的Ar氣體、O2氣體、以及NH3氣體等氣體產(chǎn)生等離子體。采用由此產(chǎn)生的等離子體，能夠減輕對(duì)晶圓W上堆積的薄膜的照射損傷、對(duì)真空容器I內(nèi)的各構(gòu)件的損傷等。
[0043]再次參照?qǐng)D2及圖3，在真空容器I內(nèi)設(shè)有兩個(gè)凸?fàn)畈?。凸?fàn)畈?具有頂部被切為圓弧狀的大致扇形的俯視形狀，在本實(shí)施方式中，內(nèi)圓弧與突出部5 (后述)連接,外圓弧沿著真空容器I的容器主體12的內(nèi)周面配置。另外，圖7為真空容器I的自反應(yīng)氣體噴嘴31至反應(yīng)氣體噴嘴32的范圍中的、沿著與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2呈同心圓狀的假想線AL剖切而得到的剖視圖，由圖7可知，將凸?fàn)畈?安裝于頂板11的背面。因此，在真空容器I內(nèi)，存在作為凸?fàn)畈?的下表面的較低的頂面44 (第2頂面)和作為頂板11的下表面的、比頂面44高的頂面45 (第I頂面)。在下面的說(shuō)明中，有時(shí)將較低的頂面44與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的狹小空間稱作分離空間H。此外，在較高的頂面45與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的空間中，利用附圖標(biāo)記481表示設(shè)有反應(yīng)氣體噴嘴31的空間，用附圖標(biāo)記482表示設(shè)有反應(yīng)氣體噴嘴32的空間。
[0044]還有，如圖7所示，在凸?fàn)畈?的周向中央 部分，形成有沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向延伸的槽部43，用于收納上述的分離氣體噴嘴42。另一個(gè)凸?fàn)畈?也同樣形成有槽部43，用于收納分離氣體噴嘴41。自分離氣體噴嘴42供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)饨?jīng)過(guò)分離空間H向空間481和空間482流動(dòng)。此時(shí)，因?yàn)榉蛛x空間H的容積比空間481和空間482的容積小，由于氮?dú)舛率狗蛛x空間H的壓力比空間481和空間482的壓力要高。即，在空間481和空間482之間，分離空間H能夠提供壓力壁障的作用。而且，自分離空間H向空間481和空間482流出的氮?dú)庀鄬?duì)于向第I處理區(qū)域Pl供給的向凸?fàn)畈?流動(dòng)的3DMAS氣體以及向第2區(qū)域P2供給的向凸?fàn)畈?流動(dòng)的臭氧氣體進(jìn)行對(duì)流式運(yùn)動(dòng)。因此，第I處理區(qū)域Pl的3DMAS氣體與第2區(qū)域P2的臭氧氣體能夠被分離空間H切實(shí)地分離開(kāi)，于是，能夠抑制在真空容器I內(nèi)3DMAS氣體與臭氧氣體混合而發(fā)生反應(yīng)。
[0045]另外，考慮到成膜時(shí)的真空容器I內(nèi)的壓力、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)速度、供給的分離氣體(氮?dú)?的供給量等，優(yōu)選將頂面44的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上表面的高度hi設(shè)定為適于使分離空間H的壓力比空間481和空間482壓力大的高度。
[0046]再次參照?qǐng)D2和圖3，在頂板11的下表面以包圍用于固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的芯部21的外周的方式設(shè)置有突出部5。在本實(shí)施方式中，該突出部5形成為與凸?fàn)畈?的靠旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的部位連續(xù)，并且該突出部5的下表面與頂面44等高。
[0047]之前參照的圖1是圖3的1-1’剖視圖，表示設(shè)有頂面45的區(qū)域，圖8是表示設(shè)有頂面44的區(qū)域的局部剖視圖。如圖8所示，在大致扇形的凸?fàn)畈?的周緣部(靠真空容器I的外緣側(cè)的部位)，形成有以與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面相對(duì)的方式呈L字形彎曲的彎曲部46。該彎曲部46穿過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與容器主體12的內(nèi)周面之間的空間，抑制氣體在空間481和空間482之間流通。扇形的凸?fàn)畈?設(shè)置于頂板11，頂板11能夠自容器主體12取下，因此彎曲部46的外周面與容器主體12之間稍有間隙。彎曲部46的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面之間的間隙、以及彎曲部46的外周面與容器主體12之間的間隙例如設(shè)定為與頂面44的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上表面的高度相同的尺寸。
[0048]再次參照?qǐng)D3，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與容器主體的內(nèi)周面之間形成有與空間481連通的第I排氣口 610、與空間482連通的第2排氣口 620。第I排氣口 610和第2排氣口 620如圖1所示，分別借助各排氣管630與作為真空排氣部件的例如真空泵640連接。另外，圖1中附圖標(biāo)記650表不壓力調(diào)整器。
[0049]在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與真空容器I的底部14之間的空間，如圖1和圖8所示，設(shè)有作為加熱部件的加熱單元7，隔著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W加熱至由工藝制程程序決定的溫度(例如450°C)。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周緣附近的下方側(cè)，為了抑制氣體向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方的空間的進(jìn)入而設(shè)有環(huán)狀的蓋構(gòu)件71。如圖8所示，該蓋構(gòu)件71具有以自下方側(cè)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部和比外緣部靠外周側(cè)的部位面對(duì)的方式設(shè)置的內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a以及在該內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a與真空容器I的內(nèi)壁面之間設(shè)置的外側(cè)構(gòu)件71b。外側(cè)構(gòu)件71b設(shè)置為在形成在凸?fàn)畈?的外緣部的彎曲部46的下方與彎曲部46接近；內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部下方(以及比外緣部稍靠外側(cè)的部分的下方)繞熱單元7的整個(gè)一周地將其包圍。
[0050]如圖1所示，底部14的比配置有加熱單元7的空間靠旋轉(zhuǎn)中心的部位構(gòu)成有以接近旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下表面的中心部附近的芯部21的方式向上方側(cè)突出的突出部12a。該突出部12a與芯部21之間構(gòu)成狹小空間。另外，貫穿底部14的旋轉(zhuǎn)軸22的貫穿孔的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙狹窄，這些狹窄空間與殼體20連通。因此，在殼體20上設(shè)有用于向狹窄空間供給作為吹掃氣體的氮?dú)鈦?lái)進(jìn)行吹掃的吹掃氣體供給管72。進(jìn)而，在真空容器I的底部14設(shè)有在加熱單元7的 下方沿周向以規(guī)定的角度間隔設(shè)置的用于吹掃加熱單元7的配置空間的多個(gè)吹掃氣體供給管73 (圖8中表示了一個(gè)吹掃氣體供給管)。并且，在加熱單元7和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間設(shè)置有沿周向覆蓋自外側(cè)構(gòu)件71b的內(nèi)周壁(內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a的上表面)到突出部12a的上端部之間的整個(gè)空間的蓋構(gòu)件7a，以抑制氣體進(jìn)入設(shè)有加熱器單元7的區(qū)域。蓋構(gòu)件7a能夠用例如石英制成。
[0051]自吹掃氣體供給管72供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)饨?jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)軸22的貫通孔的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙、突出部12a與芯部21之間的間隙、在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與蓋構(gòu)件7a之間的空間流動(dòng)，并自第I排氣口 610或第2排氣口 620 (圖3)排出。另外，自吹掃氣體供給管73供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)庾允占{加熱單元7的空間、經(jīng)由蓋構(gòu)件7a與內(nèi)側(cè)構(gòu)件7Ia之間的間隙(未圖示)流出，并自第I排氣口 610或第2排氣口 620 (圖3)排出。利用這些氮?dú)獾牧鲃?dòng)，能夠抑制空間481和空間482內(nèi)的氣體經(jīng)由真空容器I的中央下方的空間、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方的空間而混合。
[0052]另外，真空容器I的頂板11的中心部連接有分離氣體供給管51，向頂板11與芯部21之間的空間52供給作為分離氣體的氮?dú)?。向該空間52供給的分離氣體經(jīng)由突出部5與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的狹小空間50沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置區(qū)域側(cè)的表面向周緣噴出?？臻g50在分離氣體的作用下能夠維持比空間481和空間482中的壓力高的壓力。因此，利用空間50能夠抑制向第I處理區(qū)域Pl供給的3DMAS氣體、向第2處理區(qū)域P2供給的臭氧氣體經(jīng)由中心區(qū)域C而混合。即，空間50 (或者中心區(qū)域C)能夠發(fā)揮與分離空間H (或者分離區(qū)域D)相同的功能。[0053]并且，如圖2、圖3所示，在真空容器I的側(cè)壁形成有在外部的輸送臂10 (圖3)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間用于進(jìn)行作為基板的晶圓W的交接的輸送口 15。該輸送口 15利用未圖示的閘閥進(jìn)行開(kāi)閉。另外，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的作為晶圓載置區(qū)域的晶圓載置部24在與該輸送口 15面對(duì)的位置與輸送臂10之間進(jìn)行晶圓W的交接，因此，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方側(cè)的與交接位置相對(duì)應(yīng)的部位設(shè)有用于貫穿晶圓載置部24而自背面舉起晶圓W的交接用升降銷及其升降機(jī)構(gòu)(均未圖示)。
[0054]另外，如圖1所示，在本實(shí)施方式的成膜裝置中，設(shè)有用于控制裝置整體的動(dòng)作的由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部100，在該控制部100的存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有在控制部100的控制下使成膜裝置實(shí)施后述的成膜方法的程序。該程序?yàn)榱藞?zhí)行后述的成膜方法而編入有工序組，并存儲(chǔ)在硬盤(pán)、光盤(pán)、光磁盤(pán)、內(nèi)存卡、軟盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì)102中，利用規(guī)定的讀取裝置讀入存儲(chǔ)部101，并安裝到控制部100內(nèi)。
[0055](成膜方法)
[0056]接著，參照?qǐng)D9A和圖9B，說(shuō)明在上述成膜裝置中所實(shí)施的本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法。在以下的說(shuō)明中，使用硅晶圓作為晶圓W，如圖9A的(a)所示，在該硅晶圓上形成有溝槽T。
[0057](晶圓W的搬入)
[0058]首先，打開(kāi)未圖示的閘閥，利用輸送臂10 (圖3)經(jīng)由輸送口 15 (圖2及圖3)將晶圓W搬入真空容器I內(nèi)，利用升降銷(未圖示)將晶圓W載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置部24內(nèi)。使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2間歇地旋轉(zhuǎn)，按照該順序分別將晶圓W載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的5個(gè)晶圓載置部24內(nèi)。
[0059](條件設(shè)定)
[0060]接著關(guān)閉閘閥，利用真空泵640將真空容器I內(nèi)排氣到能夠達(dá)到的真空度后，自分離氣體噴嘴41、42 (圖3)以規(guī)定流量供給作為分離氣體的氮?dú)?，自分離氣體供給管51和吹掃氣體供給管72、73 (圖8)也供給規(guī)定流量的氮?dú)?。與此相伴隨，利用壓力控制部件650(圖1)將真空容器I內(nèi)控制為預(yù)先設(shè)定的處理壓力。接著，一邊沿著圖3中箭頭A所示的方向以例如20rpm的旋轉(zhuǎn)速度使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)，一邊利用加熱單元7將晶圓W加熱到例如600。。。
[0061](氧化硅膜的成膜)
[0062]之后，自反應(yīng)氣體噴嘴31 (圖2和圖3)供給3DMAS氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給臭氧氣體。另外，自氣體導(dǎo)入噴嘴92供給Ar氣體、氧氣、以及NH3氣體的混合氣體，并對(duì)等離子體產(chǎn)生源80的天線85供給高頻。此時(shí)，高頻的頻率例如為13.56MHz較好，該電力優(yōu)選例如在1000W~10000W的范圍內(nèi)。
[0063]利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)，晶圓W到達(dá)第I處理區(qū)域Pl (反應(yīng)氣體噴嘴31的下方區(qū)域)后，如圖9A的(a)示意性所示，在晶圓W的表面、溝槽T的內(nèi)表面上吸附了 I個(gè)分子層(或者多個(gè)分子層)量的3DMAS氣體分子MD。晶圓W經(jīng)過(guò)分離區(qū)域D，到達(dá)第2處理區(qū)域P2(反應(yīng)氣體噴嘴32的下方區(qū)域)時(shí)，如圖9A的(b)所示，在晶圓W的表面、溝槽T的內(nèi)表面上吸附的3DMAS氣體分子MD被臭氧氣體分子MO氧化，從而在晶圓W的表面、溝槽T的內(nèi)表面形成氧化硅膜16。
[0064]接著，晶圓W到達(dá)等離子體產(chǎn)生源80的下方的空間(內(nèi)部空間S、參照?qǐng)D4和圖5)時(shí)，如圖9A的(c)所示，氧化硅膜16暴露于在由等離子體產(chǎn)生源80產(chǎn)生的氧等離子體P。在該氧等離子體中，產(chǎn)生有氧離子、氧自由基等活性種、高能量粒子。由此，能夠使氧化硅膜16達(dá)到聞品質(zhì)(后述)。
[0065]接下來(lái)，若繼續(xù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)，則反復(fù)進(jìn)行吸附3DMAS氣體、利用臭氧氣體氧化3DMAS氣體、利用氧等離子體進(jìn)行高品質(zhì)化的過(guò)程，氧化硅膜16逐漸變厚。此時(shí)，在溝槽T的內(nèi)側(cè)面成膜的氧化硅膜16以其表面自兩側(cè)互相靠近的方式進(jìn)行成膜(圖9B的(d))，最終互相接觸，從而利用氧化硅膜16填充溝槽T (圖9B的(e))。
[0066](晶圓W的搬出)
[0067]晶圓W的溝槽T被填充后，將3DMAS氣體及臭氧氣體的供給停止，而結(jié)束氧化硅膜16的成膜。晶圓W的溫度降低后，利用與晶圓W的搬入順序相反的順序?qū)⒕AW從真空容器I搬出。
[0068](退火工序)
[0069]接著，如圖9B的(f)所示，將自真空容器I搬出的晶圓W搬入到例如立式的退火爐F，在例如800°C至1200°C的溫度下，在非活性氣體的氣氛下或者氧化氣體的氣氛下進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的退火。冷卻后，將晶圓W自退火爐取出，本實(shí)施方式的成膜方法結(jié)束。
[0070]接著，說(shuō)明本實(shí)施方式的成膜方法的效果(優(yōu)點(diǎn))。
[0071]如上所述，設(shè)定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2達(dá)到例如600°C這樣的溫度。此時(shí)，在空間481內(nèi)的氮?dú)?分離氣體)、3DMAS氣體被旋轉(zhuǎn)臺(tái)2加熱，因此，空間481的氣相溫度(氣相中的氣體的溫度)能上升到接近于設(shè)定溫度600°C 的溫度。例如在使用3DMAS氣體和氧氣的情況下，已知在達(dá)到大致400°C這一較低的成膜溫度也能進(jìn)行氧化硅膜的成膜(例如專利文獻(xiàn)2)。因此，在氣相溫度接近600°C的情況下，要考慮3DMAS氣體在氣相中分解的問(wèn)題。若3DMAS氣體在氣相中分解，就會(huì)發(fā)生無(wú)法實(shí)現(xiàn)原子層成膜的問(wèn)題。而且，在氣相中分解的3DMAS會(huì)堆積在腔室內(nèi)壁上，成為微粒產(chǎn)生源。
[0072]但是，在實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的上述成膜裝置中，空間481及第I處理區(qū)域Pl的氣相溫度不會(huì)高于3DMAS可能分解的溫度。其原因在于，自分離氣體噴嘴41向分離空間H供給的分離氣體未被旋轉(zhuǎn)臺(tái)2充分加熱就流入到空間481，利用分離氣體來(lái)抑制了空間481和第I處理區(qū)域Pl中的氣相溫度的上升。若氣相溫度的上升被抑制，則3DMAS氣體未在氣相中分解就到達(dá)晶圓W的表面，能夠在晶圓W的表面吸附I分子層(或者多個(gè)分子層)的厚度。
[0073]另外，作為能夠促進(jìn)3DMAS氣體向晶圓W的吸附的因素還能舉例出:因?yàn)榉磻?yīng)氣體噴嘴31接近旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面，因此，3DMAS氣體在自旋轉(zhuǎn)臺(tái)2受到足夠使其分解的熱能前就能夠到達(dá)旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 (晶圓W)。
[0074]考慮到吸附在晶圓W的表面的3DMAS氣體受到自晶圓W的熱而熱分解，會(huì)在晶圓W的表面析出硅原子。當(dāng)晶圓W通過(guò)第2處理區(qū)域P2時(shí)，該硅原子被自反應(yīng)氣體噴嘴32供給的臭氧氣體氧化，從而生成具有I分子層(或者多分子層)厚度的氧化硅層。另外，吸附在晶圓W的表面的3DMAS的一部分雖然沒(méi)有熱分解而以未分解的狀態(tài)存在，也被臭氧氣體氧化而生成氧化硅。
[0075]另外，利用分離氣體，雖然也能夠使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的溫度比設(shè)定溫度低，但是在實(shí)際測(cè)量的結(jié)果中表明相對(duì)于設(shè)定溫度600°C，實(shí)際溫度大致為570°C。即，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的溫度只比設(shè)定溫度低30°C左右，可以說(shuō)是以比例如400°C~450°C這樣的溫度高的溫度進(jìn)行氧化硅膜的成膜的。
[0076] 另外，采用本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法，能夠以比較高的溫度進(jìn)行成膜，因此能夠形成水分混入量少的高品質(zhì)的氧化硅膜。因?yàn)?DMAS氣體的分子中含有氫，3DMAS氣體被臭氧氣體氧化而生成的氧化硅會(huì)含有水分。但是，因?yàn)槌赡囟缺容^高，能夠減少水分混入量。
[0077]另外，若減少水分混入量，還能減少在后面的退火工序中氧化硅膜的收縮。通常，若填充形成在晶圓W的縫隙(日文^ y十、的氧化硅收縮，則有時(shí)縫隙內(nèi)的氧化硅上會(huì)沿著接縫形成間隙。但是，采用本實(shí)施方式的成膜方法，因?yàn)槟軌驕p少氧化硅的收縮，從而能夠抑制沿著接縫形成間隙。
[0078]進(jìn)而，在成膜溫度比較高的情況下，3DMAS氣體吸附于晶圓W的表面、凹部的內(nèi)表面的吸附系數(shù)有變大的傾向，所以易于吸附大致I分子層的3DMAS氣體。即，在本實(shí)施方式的成膜方法中具有更易于形成保形的氧化硅膜的優(yōu)點(diǎn)。
[0079]另外，吸附在晶圓W的表面、凹部的內(nèi)表面的3DMAS氣體在第2處理區(qū)域P2被臭氧氣體氧化而生成氧化硅膜16后，該氧化硅膜16暴露于等離子體產(chǎn)生源80的下方的空間中的氧等離子體中，因此能利用等離子體中的活性種、高能量粒子進(jìn)行氧化硅膜16的高品質(zhì)化。具體而言，利用氧離子、氧自由基等活性種將殘存在氧化硅膜16中的有機(jī)物氧化，并自氧化硅膜16向外部放出。由此，減少了氧化硅膜16中的雜質(zhì)。
[0080]另外，氧化硅膜16的硅原子、氧原子自與氧化硅膜16的表面發(fā)生碰撞的高能量粒子獲得高能量，會(huì)因?yàn)樵撃芰慷M(jìn)行振動(dòng)并進(jìn)行再排列。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)氧化硅膜16的高品質(zhì)化。
[0081]并且，氧化硅膜16中的水分也能利用來(lái)自高能量粒子的高能量從氧化硅膜16脫離。即，通過(guò)將在晶圓W上成膜的氧化硅膜16暴露于等離子體產(chǎn)生源80生成的等離子體中，氧化硅膜16更難進(jìn)行收縮。因此，即使在后續(xù)的加熱工序中，也能減少沿著接縫產(chǎn)生間隙的可能性。
[0082]另外，因?yàn)檠趸枘?6是在例如800°C至1200°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行退火，因此氧化硅膜16更加細(xì)密化，能獲得更高品質(zhì)的氧化硅膜。另外，如上所述，因?yàn)檠趸枘?6中的混入水分量減少，氧化硅膜16不會(huì)收縮到在氧化硅膜16上沿著接縫形成間隙的程度。
[0083]接著，說(shuō)明為了確認(rèn)本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的效果而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及其結(jié)
果O
[0084](實(shí)驗(yàn)I)
[0085]首先，說(shuō)明調(diào)查根據(jù)上述的成膜方法進(jìn)行成膜的氧化硅膜的蝕刻速率的實(shí)驗(yàn)I。在該實(shí)驗(yàn)中，為了進(jìn)行比較，也調(diào)查在將向等離子體產(chǎn)生源80供給的高頻電力和退火溫度作為參數(shù)的各種條件下成膜的氧化硅膜的蝕刻速率。另外，本實(shí)驗(yàn)中使用未形成凹部的晶圓，在該晶圓的整個(gè)表面上進(jìn)行氧化硅膜的成膜。在蝕刻中，使用以質(zhì)量比計(jì)、氟酸溶液(50體積％):純水=1:99的蝕刻液。在室溫下將晶圓浸入該蝕刻液I分鐘來(lái)進(jìn)行氧化硅膜的蝕刻。
[0086]圖10是表示以熱氧化膜的蝕刻速率規(guī)格化了的蝕刻速率的圖表。如圖10中的(b)所示，以未將氧化硅膜暴露于氧等離子體(電力0W)的方式成膜并且也未進(jìn)行退火而得到的氧化硅膜的蝕刻速率是熱氧化膜的蝕刻速率的大約7倍多。但是，經(jīng)暴露于以3000W的高頻電力生成的氧等離子體中的氧化硅膜(圖中的(C))和經(jīng)暴露于以5000W的高頻電力生成的氧等離子體中的氧化硅膜(圖中的(d))的蝕刻速率僅為熱氧化膜的蝕刻速率的1.3倍。依據(jù)該結(jié)果，能夠理解氧等離子體照射的效果。
[0087]另外，若將圖中的(b)所表示的結(jié)果與(e)、(f)以及(g)所表示的結(jié)果進(jìn)行比較，會(huì)理解由于進(jìn)行退火而降低蝕刻速率。另外，參照(e)、(f)、以及(g)所示的結(jié)果，可知退火溫度越高蝕刻速率越低，尤其是以850°C進(jìn)行退火的氧化硅膜，其蝕刻速率降低至熱氧化膜的蝕刻速率的大約2.5倍左右。
[0088]進(jìn)而，如圖中的(h)所示，成膜時(shí)暴露于以3000W的高頻電力生成的氧等離子體中、以850°C進(jìn)行退火的氧化硅膜的蝕刻速率是熱氧化膜的蝕刻速率的大約1.2倍，如圖中的(i)所示，成膜時(shí)暴露于以5000W的高頻電力生成的氧等離子體中、以850°C進(jìn)行退火的氧化硅膜的蝕刻速率僅為熱氧化膜的蝕刻速率的大約1.1倍。另外，也可以看出圖中的(h)和(i)的蝕刻速率比圖中的其他條件下成膜的氧化硅膜的蝕刻速率低。通過(guò)該結(jié)果，能夠理解本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的效果。[0089](實(shí)驗(yàn)2)
[0090]接著，按照上述的成膜方法，在形成有溝槽的晶圓上以成膜溫度600°C進(jìn)行氧化硅膜的成膜，來(lái)調(diào)查填充溝槽的氧化硅的膜質(zhì)。另外，在該實(shí)驗(yàn)中，利用上述成膜裝置在形成于晶圓的溝槽的內(nèi)表面進(jìn)行氮化硅(SiN)膜的成膜，而形成圖11的(e)所示的狹小縫隙G，利用上述的成膜方法用氧化硅膜填充縫隙G。
[0091]圖11是表示利用氧化硅膜16填充的溝槽(縫隙G)的截面的掃描型電子顯微鏡(SEM)圖像。圖11的(a)中，縫隙G是利用成膜時(shí)暴露于以5000W的高頻電力生成的氧等離子體中、未退火的氧化硅膜進(jìn)行填充的。如圖所示，即使未進(jìn)行退火，也能未形成空隙地對(duì)縫隙G進(jìn)行填充。圖11的(b)是表示將形成有按照與圖11的(a)所示的氧化硅膜16相同的條件進(jìn)行成膜的氧化硅膜的晶圓W與上述相同地用氟酸系蝕刻液蝕刻后的SEM截面圖像。如圖所示，填充縫隙G的氧化硅膜16被蝕刻從而產(chǎn)生間隙。
[0092]另一方面，在圖11的(C)中，縫隙G是用成膜時(shí)暴露于以5000W的高頻電力生成的氧等離子體中、以1000°c進(jìn)行退火的氧化硅膜16填充的。在該情況下，即使與上述一樣進(jìn)行蝕刻后，在縫隙G中也沒(méi)有形成間隙。從以上的結(jié)果可以推測(cè)出利用退火使氧化硅膜細(xì)密化。
[0093](實(shí)驗(yàn)3)
[0094]接著，說(shuō)明利用傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)對(duì)按照上述的成膜方法成膜的氧化硅膜進(jìn)行了評(píng)價(jià)的結(jié)果。圖12是表示利用FTIR求得的SiOH中H-O鍵的密度、H2O中H-O鍵的密度的圖表。如圖所示，可知與成膜時(shí)未照射氧等離子體的情況相比，在成膜時(shí)將氧等離子體(高頻電力3300W)照射在氧化硅膜的情況下，H-O鍵的密度降低。即，利用照射氧等離子體使氧化硅膜中的H原子減少，其結(jié)果，能夠獲得混入水分量減少的氧化硅膜。
[0095](實(shí)驗(yàn)4)
[0096]接著，說(shuō)明按照上述的成膜方法成膜的氧化硅膜的電流-電壓(電場(chǎng))特性。如圖13所示，可知在成膜時(shí)以未照射氧等離子體的方式成膜的氧化硅膜(OW)與照射以1500W、3300W以及4000W這樣的高頻電力生成的等離子體而成膜的氧化硅膜相比，有較大的電流流動(dòng)。即，由于在成膜過(guò)程中照射氧等離子體，能夠獲得漏電流低的高品質(zhì)的氧化硅膜。此外，對(duì)生成等離子體的高頻電力為1500W、3300W及4000W的情況進(jìn)行比較，未發(fā)現(xiàn)電流-電壓特性有大的變化。由該結(jié)果可知，關(guān)于漏電流，即使用于生成等離子體的高頻電力為1500W左右也有效果。
[0097]以上，雖然參照多個(gè)實(shí)施方式及實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式及實(shí)施例，可以參照附帶的權(quán)利要求書(shū)，進(jìn)行各種變形或者變更。
[0098]例如，例示了旋轉(zhuǎn)臺(tái)2在氧化硅膜的成膜時(shí)的溫度為600°C，但并不限定于此。使用3DMAS氣體的情況下，通常，將成膜溫度設(shè)定在350°C至450°C的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行氧化硅膜的成膜。相對(duì)于此，在本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法中，成膜溫度設(shè)定在約450°C至約6500C的范圍內(nèi)。即，優(yōu)選將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的溫度(成膜溫度)設(shè)定為比用3DMAS氣體進(jìn)行氧化硅膜的成膜的溫度(例如350°C至450°C)高約100°C至約200°C的溫度。
[0099]另外，使用3DMAS氣體時(shí)，在例如200°C至300°C的低溫下不能進(jìn)行氧化硅膜的成膜，需要將成膜溫度設(shè)定在350°C至450°C的溫度范圍。
[0100]另外，也可以使用能夠進(jìn)行原子層成膜的其他有機(jī)硅化合物氣體來(lái)代替3DMAS氣體。在此情況下，也優(yōu)選針對(duì)例如在400°C至450°C也能夠進(jìn)行氧化硅膜的成膜的有機(jī)硅化合物氣體，將成膜溫度設(shè)定在約450°C至約550°C的溫度范圍。
[0101]另外，上述的等離子體產(chǎn)生源80是具有天線85的即所謂的電感耦合等離子體(ICP)源，但也可以是在彼此平行延伸的2根棒電極之間施加高頻而使等離子體產(chǎn)生的電容耦合等離子體(CCP)源。CCP源也能夠產(chǎn)生氧等離子體，因此也能發(fā)揮上述效果。
[0102]另外，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給的氧化氣體并不限定于臭氧氣體，例如能夠使用O2氣體(氧氣)或者O2與O3的混合氣體。
[0103]另外，本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法不僅適用于溝槽，對(duì)在線.空間中的空間、導(dǎo)通孔、溝孔(卜>等的內(nèi)表面成膜的情況(或者、將它們填充的情況)也適用。
[0104]采用本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種能夠抑制在被形成在基板上的凹部中填充的氧化硅膜沿著接縫產(chǎn)生間隙。
[0105]本發(fā)明基于2012年7月6日向日本專利局提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2012-152111號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此引用日本專利申請(qǐng)2012-152111號(hào)的全部?jī)?nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種成膜方法,其為將基板交替暴露于含娃氣體和氧化氣體中而在該基板上形成氧化硅膜的方法，其中， 該成膜方法包括: 將形成有凹部的基板載置在以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的工序; 將上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)加熱到第2溫度的工序，該第2溫度高于作為能使上述含硅氣體在氣相中分解的溫度的第I溫度； 自非活性氣體供給部經(jīng)由狹小空間而至少向上述真空容器內(nèi)的第I空間供給上述非活性氣體，從而抑制上述第I空間的氣相溫度的上升，抑制上述含硅氣體的在氣相中分解的工序，上述非活性氣體供給部配置于頂面形成部?jī)?nèi)，用于向第2頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間的上述狹小空間供給非活性氣體，該頂面形成部設(shè)于上述真空容器內(nèi)的第I空間和沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向同該第I空間分開(kāi)的第2空間之間，用于提供比上述第I空間的第I頂面以及上述第2空間的第I頂面低的上述第2頂面； 自設(shè)在上述第I空間的用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)供給上述含硅氣體的第I氣體供給部向載置在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的上述基板供給上述含硅氣體的工序； 自設(shè)在上述第2空間的用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)供給用于氧化上述含硅氣體的氧化氣體的第2氣體供給部向載置在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板供給上述氧化氣體的工序； 等離子體生成工序，利用設(shè)在上述第2氣體供給部和位于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的上述頂面形成部之間 的等離子體產(chǎn)生部在該等離子體產(chǎn)生部與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間生成等離子體； 利用上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，將載置在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板暴露于上述含硅氣體、上述氧化氣體以及上述等離子體，而在上述基板上形成氧化硅膜的工序；以及， 加熱工序，對(duì)成膜有上述氧化硅膜的上述基板進(jìn)行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的成膜方法，其中， 上述狹小空間的容積比上述第I空間的容積小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的成膜方法，其中， 上述含硅氣體是三(二甲氨基)硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所記載的成膜方法，其中， 上述第2溫度是在450°C~650°C的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的成膜方法，其中， 在加熱工序中，以800°C~1200°C范圍內(nèi)的溫度對(duì)上述氧化硅膜進(jìn)行加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的成膜方法，其中， 在上述等離子體生成工序中，自含有非活性氣體和氧氣的氣體生成上述等離子體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的成膜方法，其中， 在上述等離子體生成工序中，用于生成上述等離子體的高頻電力在1000W~1000OW的范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】C23C16/40GK103526180SQ201310279224
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】加藤壽, 熊谷武司, 田村辰也, 菊地宏之 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社