專利名稱：成膜方法、半導(dǎo)體元件的制造方法、絕緣膜以及半導(dǎo)體元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成膜方法、半導(dǎo)體元件的制造方法、絕緣膜以及半導(dǎo)體元件，特別涉及使用等離子體處理的成膜方法、半導(dǎo)體元件的制造方法、使用等離子體處理而形成的絕緣膜以及半導(dǎo)體元件。
背景技術(shù)：
以往，在形成以 LSI (Large Scale Integrated circuit)、CCD (Charge Coupled Device)或MOS (Metal Oxide Semiconductor)晶體管等為代表的半導(dǎo)體元件的對(duì)柵極氧化膜等要求高耐壓特性、優(yōu)良的漏電特性的絕緣層的情況下，通常使用熱CVD(ChemiCal Vapor Deposition)法。但是，在形成被要求高絕緣性的硅氧化膜的情況下，如果利用上述的熱CVD來(lái)進(jìn)行硅氧化膜的成膜，則需要將硅基板暴露在高溫下。這樣，在由熔點(diǎn)比較低的物質(zhì)、例如熔點(diǎn)低的金屬或高分子化合物已經(jīng)在硅基板上形成了導(dǎo)電層等的情況下，存在熔點(diǎn)低的金屬發(fā)生熔融等問(wèn)題。作為解決這樣的問(wèn)題、更高效率地形成高品質(zhì)膜的方法，使用了等離子體能量的PE-ALD(Plasma-Enhanced ALD)法受到了人們的注目(May 15 2008 ASM Semi Mfg China ALD Article, pdf (非專利文獻(xiàn) 1))。非專利文獻(xiàn)1 :May 152008ASM Semi Mfg China ALD Article, pdf這里，當(dāng)使用一般的等離子體能量，例如平行平板型等離子體、 ICP (Inductively-coupled Plasma)等對(duì)MOS晶體管所包含的柵極氧化膜進(jìn)行非專利文獻(xiàn) 1所記載的成膜時(shí)，電荷例如會(huì)在MOS晶體管所包含的柵極氧化膜或周圍的層上蓄積，導(dǎo)致柵極氧化膜受到充電等等離子體損傷。當(dāng)MOS晶體管受到等離子體損傷時(shí)，會(huì)引起Vth (閾值電壓)漂移偏差或電流驅(qū)動(dòng)能力的下降等，導(dǎo)致與絕緣性能的低下相伴的MOS晶體管的劣化。另外，上述的熱CVD法由于是在比較高的溫度下進(jìn)行成膜，所以除了上述的熔點(diǎn)低的金屬發(fā)生熔融等問(wèn)題之外，還存在以下問(wèn)題。即，對(duì)于具有高縱橫比的形狀、具有細(xì)微階梯差的形狀，完全地覆蓋其形狀而進(jìn)行成膜是非常困難的，在階梯覆蓋(step coverage) 方面較差。這樣，漏電特性等品質(zhì)不充分，難以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件的低消耗電力化和高速化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠形成高品質(zhì)膜的成膜方法。本發(fā)明提供一種能夠制造包含高品質(zhì)膜的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體元件的制造方法。本發(fā)明提供一種絕緣性能優(yōu)良的絕緣膜。本發(fā)明提供一種具備絕緣性能優(yōu)良的絕緣膜的半導(dǎo)體元件。本發(fā)明涉及的成膜方法是對(duì)被處理基板進(jìn)行成膜的成膜方法，包含氣體吸附工序，使成膜氣體吸附到被處理基板上，在被處理基板上形成吸附層；和等離子體處理工序， 在氣體吸附工序之后，使用微波等離子體對(duì)吸附層進(jìn)行等離子體處理。通過(guò)這樣構(gòu)成，即使被處理基板是具有高縱橫比或細(xì)微階梯差的形狀，也能夠通過(guò)使成膜氣體吸附到被處理基板上而在被處理基板上形成吸附層，來(lái)完全覆蓋上述形狀地進(jìn)行成膜。并且，由于利用微波等離子體來(lái)進(jìn)行等離子體處理，所以能夠大幅降低成膜時(shí)的等離子體損傷。因此，通過(guò)這樣的成膜方法，能夠形成高品質(zhì)的膜。優(yōu)選是絕緣膜的成膜方法。更優(yōu)選氣體吸附工序包含使含有硅原子的成膜氣體吸附到被處理基板上的工序。作為優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式，氣體吸附工序包含向被處理基板上供給含有BTBAS ( bis-tertiaryl-buthyl-amino-silane)白勺成月莫?dú)怏w白勺工序。另外，等離子體處理工序也可以構(gòu)成為包含通過(guò)等離子體處理來(lái)氧化或者氮化由氣體吸附工序形成的吸附層的工序。更優(yōu)選微波等離子體由徑向線縫隙天線(RLSA)生成。作為更優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式，等離子體處理工序是在被處理基板的表面附近，使用等離子體的電子溫度比1.5eV低、且等離子體的電子密度比IX IO11CnT3高的微波等離子體的處理。更優(yōu)選等離子體處理工序在200mTorr以下的壓力下進(jìn)行。更優(yōu)選氣體吸附工序包含使被處理基板上的區(qū)域的容積發(fā)生改變來(lái)形成吸附層的工序。更優(yōu)選在氣體吸附工序與等離子體處理工序之間包含對(duì)被處理基板上的區(qū)域進(jìn)行排氣的工序。另外，也可以構(gòu)成為包含在等離子體處理工序之后對(duì)被處理基板上的區(qū)域進(jìn)行排氣的工序。在本發(fā)明的其他技術(shù)方案中，半導(dǎo)體元件的制造方法是包含對(duì)被處理基板進(jìn)行成膜的成膜工序的半導(dǎo)體元件的制造方法，成膜工序包含氣體吸附工序，使成膜氣體吸附到被處理基板上來(lái)形成吸附層；和等離子體處理工序，在氣體吸附工序之后使用微波等離子體對(duì)吸附層進(jìn)行等離子體處理。在本發(fā)明的又一技術(shù)方案中，絕緣膜是在被處理基板上形成的絕緣膜，通過(guò)使成膜氣體吸附到被處理基板上而形成吸附層，并利用微波等離子體對(duì)形成的吸附層進(jìn)行等離子體處理來(lái)成膜。這里，絕緣膜的膜中的固定電荷密度Qss/q越小越好，優(yōu)選在通常的LSI制造工序中的H2燒結(jié)處理后，是通過(guò)Wet氧化法得到的熱氧化膜所表示的值的2. 5X IO11 (cm-2)以下。另外，優(yōu)選絕緣膜的界面態(tài)密度Dit為5. OX 101° (CnT2eVl以下。作為優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式，絕緣膜是S^2膜。在本發(fā)明的又一其他技術(shù)方案中，半導(dǎo)體元件是包含絕緣膜的半導(dǎo)體元件，絕緣膜通過(guò)使成膜氣體吸附到被處理基板上而形成吸附層，并利用微波等離子體對(duì)吸附層進(jìn)行等離子體處理來(lái)成膜。在本發(fā)明的另一個(gè)其他技術(shù)方案中，成膜方法是對(duì)被處理基板進(jìn)行成膜的成膜方法，包含氣體吸附工序，使成膜氣體吸附到被處理基板上而在被處理基板上形成吸附層； 和等離子體處理工序，在氣體吸附工序之后使用微波等離子體對(duì)吸附層進(jìn)行等離子體處理；等離子體處理工序在400mTorr以下的壓力下進(jìn)行。通過(guò)這樣的成膜方法，能夠形成絕緣性良好的膜。
在本發(fā)明的又一其他技術(shù)方案中，絕緣膜是在被處理基板上形成的柵極絕緣膜用的絕緣膜，通過(guò)使成膜氣體吸附到被處理基板上而在被處理基板上形成吸附層，并在 400mTorr以下的壓力下利用微波等離子體對(duì)形成的吸附層進(jìn)行等離子體處理來(lái)成膜。這樣的絕緣膜在絕緣性方面非常出色。根據(jù)這樣的成膜方法，即使被處理基板是具有高縱橫比或細(xì)微階梯差的形狀，也能夠通過(guò)使成膜氣體吸附到被處理基板上而在被處理基板上形成吸附層，來(lái)完全覆蓋上述形狀地進(jìn)行成膜。并且，由于利用微波等離子體來(lái)進(jìn)行等離子體處理，所以能夠大幅減小成膜時(shí)的等離子體損傷。因此，通過(guò)這樣的成膜方法，能夠形成高品質(zhì)的膜。而且，根據(jù)本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法，能夠制造具備高品質(zhì)膜的半導(dǎo)體元件。并且，本發(fā)明涉及的絕緣膜具有優(yōu)良的絕緣性能。另外，本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體元件具備擁有優(yōu)良的絕緣性能的絕緣膜。


圖1是表示MOS型半導(dǎo)體元件的一部分的概要剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體元件制造方法所使用的等離子體處理裝置的主要部分的概要剖視圖。圖3是從板的厚度方向?qū)D2所示的等離子體處理裝置中包含的縫隙天線板進(jìn)行觀察的圖。圖4是表示距電介質(zhì)窗的下面的距離與等離子體的電子溫度的關(guān)系的曲線圖。圖5是表示距電介質(zhì)窗的下面的距離與等離子體的電子密度的關(guān)系的曲線圖。圖6是表示利用圖2所示的等離子體處理裝置來(lái)進(jìn)行成膜時(shí)的代表性處理工序的流程圖。圖7是表示處理容器整體中的氣體流量與到達(dá)規(guī)定壓力的到達(dá)時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。圖8是表示在保持臺(tái)上形成的小容積區(qū)域中的氣體流量與到達(dá)規(guī)定壓力的到達(dá)時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。圖9是表示元件分離區(qū)域附近的放大截面圖。圖10是將通過(guò)使用了 RLSA的PE-ALD進(jìn)行處理后的襯(liner)膜的截面放大表示的顯微鏡照片，表示縱橫比約為6的情況。圖11是將通過(guò)使用了 RLSA的PE-ALD進(jìn)行處理后的襯膜的截面放大表示的顯微鏡照片，表示縱橫比約為3的情況。圖12是表示各膜的TDS的累計(jì)值的圖。圖13是表示各膜的蝕刻率的圖。圖14是表示各膜的Q-SIMS的值的曲線圖。圖15是表示各膜的I-V曲線的曲線圖。圖16是示意表示導(dǎo)出了圖15所示的I-V曲線的平面(flat)MOS的概要剖面圖。圖17是表示將各膜的Qbd進(jìn)行了 Weibull繪制的圖。圖18是表示在各膜中計(jì)算出的膜中的固定電荷密度Qss的圖表。
圖19是表示在各膜中計(jì)算出的膜的界面態(tài)密度Dit的圖表。圖20是表示圖16所示的平面MOS電容器中的TZDB(Time Zero Dielectric Breakdown)的測(cè)量位置的圖。圖21是表示對(duì)圖20中表示的區(qū)域進(jìn)行了測(cè)量時(shí)各膜中的TZDB特性的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體元件的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的MOS型半導(dǎo)體元件的一部分的概要剖面圖。其中，在圖1所示的MOS型半導(dǎo)體元件中用陰影線表示了導(dǎo)電層。參照?qǐng)D1，在MOS型半導(dǎo)體元件11中，在硅基板12上形成有元件分離區(qū)域13、ρ 型阱14a、η型阱14b、高濃度η型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域15a、高濃度ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域15b、η型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域16a、p型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域16b以及柵極氧化膜17。按照將柵極氧化膜17夾在中間的方式形成的高濃度η型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域15a以及高濃度ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域15b的任意一方成為漏極，另一方成為源極。而且，在柵極氧化膜17之上形成有成為導(dǎo)電層的柵電極18，在柵電極18的側(cè)部形成有成為絕緣膜的柵極側(cè)壁部19。并且，在形成了上述柵電極18等的硅基板12之上形成有絕緣膜21。在絕緣膜21中形成有與高濃度η型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域15a以及高濃度ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域1 相連的接觸孔22，在接觸孔22內(nèi)形成有填孔電極23。并且，在其上形成有成為導(dǎo)電層的金屬布線層M。進(jìn)而，交替地形成成為絕緣層的層間絕緣膜(未圖示)以及成為導(dǎo)電層的金屬布線層，最后形成成為與外部的接點(diǎn)的焊盤(未圖示)。這樣，形成了 MOS 型半導(dǎo)體元件11。在本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體元件中，包含如后述那樣使成膜氣體吸附到被處理基板上，在被處理基板上形成吸附層，通過(guò)微波等離子體對(duì)形成的吸附層進(jìn)行等離子體處理而形成的硅氧化膜，例如作為柵極氧化膜17。另外，本發(fā)明涉及的絕緣膜是構(gòu)成上述柵極氧化膜的硅氧化膜，通過(guò)使成膜氣體吸附到被處理基板上，在被處理基板上形成吸附層，并利用微波等離子體對(duì)形成的吸附層進(jìn)行等離子體處理來(lái)成膜。下面，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法所使用的等離子體處理裝置的構(gòu)成以及動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法所使用的等離子體處理裝置的主要部分的概要剖視圖。而圖3是從下方側(cè)、即圖2中的箭頭III的方向?qū)D2所示的等離子體處理裝置中包含的縫隙天線板進(jìn)行觀察的圖。其中，為了便于理解， 在圖2中省略了部件的一部分的陰影線。參照?qǐng)D2以及圖3，等離子體處理裝置31具備處理容器32，在其內(nèi)部對(duì)被處理基板W進(jìn)行等離子體處理；等離子體處理用氣體供給部33，其向處理容器32內(nèi)供給等離子體處理用的反應(yīng)氣體；圓板狀的保持臺(tái)34，在其上面保持被處理基板W ；等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu) 39，其使處理容器32內(nèi)產(chǎn)生等離子體；和控制部(未圖示)，其控制等離子體處理裝置31 整體?？刂撇繉?duì)等離子體處理裝置31的整體進(jìn)行控制，如控制等離子體處理用氣體供給部 33中的氣體流量、處理容器32內(nèi)的壓力等。 處理容器32包含底部41，其位于保持臺(tái)34的下方側(cè)；和側(cè)壁42，其從底部41的外周向上方延伸。側(cè)壁42是大致圓筒狀。在處理容器32的底部41按照貫通其一部分的方式設(shè)有排氣用的排氣孔43。處理容器32的上部側(cè)開(kāi)口，通過(guò)配置在處理容器32的上部側(cè)的蓋部44、后述的電介質(zhì)窗36、以及介于電介質(zhì)窗36與蓋部44之間的作為密封部件的 0型環(huán)45，處理容器32構(gòu)成為能夠密封。等離子體處理用氣體供給部33包含第一等離子體處理用氣體供給部46，其向被處理基板W的中央噴吹氣體；和第二等離子體處理用氣體供給部47，其從被處理基板W的外側(cè)噴吹氣體。第一等離子體處理用氣體供給部46被設(shè)置在電介質(zhì)窗36的徑向中央的、 比成為與保持臺(tái)34對(duì)置的對(duì)置面的電介質(zhì)窗36的下面48向電介質(zhì)窗36的內(nèi)方側(cè)后退的位置。第一等離子體處理用氣體供給部46通過(guò)與第一等離子體處理用氣體供給部46連接的氣體供給系統(tǒng)49，一邊調(diào)整流量等一邊供給等離子體處理用氣體。第二等離子體處理用氣體供給部47通過(guò)在側(cè)壁42的上部側(cè)的一部分設(shè)置向處理容器32內(nèi)供給等離子體處理用氣體的多個(gè)等離子體處理用氣體供給孔50而形成。多個(gè)等離子體處理用氣體供給孔50 被等距地設(shè)置在周方向上。第一等離子體處理用氣體供給部46以及第二等離子體處理用氣體供給部47從相同的反應(yīng)氣體供給源被供給相同種類的等離子體處理用氣體。保持臺(tái)34能夠通過(guò)靜電吸盤(未圖示)在其上面保持被處理基板W。而且，保持臺(tái)34能夠通過(guò)在內(nèi)部設(shè)置的溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)(未圖示)而設(shè)定為所希望的溫度。保持臺(tái)34 被從底部41的下方側(cè)向垂直上方延伸的絕緣性筒狀支承部51支承。上述的排氣孔43被設(shè)置成沿筒狀支承部51的外周貫通處理容器32的底部41的一部分。在環(huán)狀的排氣孔43 的下方經(jīng)由排氣管(未圖示)連接有排氣裝置(未圖示)。排氣裝置具有渦輪分子泵等真空泵。通過(guò)排氣裝置，能夠使處理容器32內(nèi)減壓至規(guī)定的壓力。等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)39包含微波發(fā)生器35，其被設(shè)置在處理容器32外，產(chǎn)生等離子體激勵(lì)用的微波；電介質(zhì)窗36，其被配置在與保持臺(tái)34對(duì)置的位置，將由微波發(fā)生器35 產(chǎn)生的微波導(dǎo)入到處理容器32內(nèi)；縫隙天線板37，其設(shè)置有多個(gè)縫隙孔40，被配置在電介質(zhì)窗36的上方，向電介質(zhì)窗36放射微波；和電介質(zhì)部件38，其被配置在縫隙天線板37的上方側(cè)，使被后述的同軸波導(dǎo)管56導(dǎo)入的微波沿徑向傳播。具有匹配(matching)機(jī)構(gòu)53的微波發(fā)生器35經(jīng)由模式轉(zhuǎn)換器M以及波導(dǎo)管55 與導(dǎo)入微波的同軸波導(dǎo)管56的上部連接。例如，由微波發(fā)生器35產(chǎn)生的TE模式的微波經(jīng)過(guò)波導(dǎo)管55被模式轉(zhuǎn)換器M轉(zhuǎn)換成TEM模式，然后在同軸波導(dǎo)管56中傳播。作為在微波發(fā)生器35中產(chǎn)生的微波的頻率，例如可選擇2. 45GHz。電介質(zhì)窗36呈大致圓板狀，由電介質(zhì)構(gòu)成。在電介質(zhì)窗36的下面48的一部分中， 設(shè)置有容易產(chǎn)生被導(dǎo)入的微波的駐波用的凹陷成錐形狀的環(huán)狀凹部57。通過(guò)該凹部57，能夠在電介質(zhì)窗36的下部有效地生成基于微波的等離子體。其中，作為電介質(zhì)窗36的具體材質(zhì)，可以舉出石英或氧化鋁等?？p隙天線板37呈薄板狀的圓板狀。如圖3所示，多個(gè)長(zhǎng)孔狀的縫隙孔40被設(shè)置成一對(duì)縫隙孔40正交成近似八字狀，成對(duì)的縫隙孔40在周方向空開(kāi)規(guī)定的間隔而被設(shè)置。 另外，在徑向上多個(gè)成對(duì)的縫隙孔40也空開(kāi)規(guī)定的間隔被設(shè)置。由微波發(fā)生器35產(chǎn)生的微波穿過(guò)同軸波導(dǎo)管56向電介質(zhì)部件38傳播，并從設(shè)置于縫隙天線板37的多個(gè)縫隙孔40向電介質(zhì)窗36放射。透過(guò)電介質(zhì)窗36的微波在電介質(zhì)窗36的正下方生成電場(chǎng)，使處理容器32內(nèi)產(chǎn)生等離子體。即，在等離子體處理裝置31中用于處理的微波等離子體通過(guò)包含上述構(gòu)成的縫隙天線板37以及電介質(zhì)部件38的徑向線縫隙天線(RLSA =Radial Line Slot Antena)生成。圖4是表示在等離子體處理裝置31中產(chǎn)生等離子體時(shí)距處理容器32內(nèi)的電介質(zhì)窗36的下面48的距離與等離子體的電子溫度的關(guān)系的曲線圖。圖5是表示在等離子體處理裝置31中產(chǎn)生等離子體時(shí)距處理容器32內(nèi)的電介質(zhì)窗36的下面48的距離與等離子體的電子密度的關(guān)系的曲線圖。參照?qǐng)D4以及圖5，電介質(zhì)窗36的正下方的區(qū)域，具體而言，用點(diǎn)劃線表示的大約 IOmm左右的區(qū)域沈被稱作所謂的等離子體生成區(qū)域。在該區(qū)域沈中電子溫度高，電子密度比IXlO12cnT3大。另一方面，用雙點(diǎn)劃線表示的超過(guò)IOmm的區(qū)域27被稱作等離子體擴(kuò)散區(qū)域。在該區(qū)域27中，電子溫度為1. 0 1. 3eV左右，至少比1. 5eV低；電子密度為 IX IO12CnT3左右，至少比IX IO11CnT3高。在等離子體處理裝置31的處理容器32內(nèi)，通過(guò)微波來(lái)激勵(lì)，形成這樣的等離子體的狀態(tài)。然后，后述的針對(duì)被處理基板W的等離子體處理在等離子體擴(kuò)散區(qū)域進(jìn)行。即，等離子體處理工序是在被處理基板的表面附近使用了等離子體的電子溫度比1. 5eV低、且等離子體的電子密度比IX IO11CnT3高的微波等離子體的處理。下面，使用圖1 圖6、表1以及上述的等離子體處理裝置31，對(duì)制造包含絕緣膜的半導(dǎo)體元件的方法進(jìn)行說(shuō)明。圖6是表示使用圖2等所示的等離子體處理裝置進(jìn)行被處理基板的成膜時(shí)的代表性處理工序的流程圖。表1是表示處理的流程以及其處理?xiàng)l件的表。其中，后述的等離子體處理時(shí)的保持臺(tái)34的溫度例如可選擇300 400°C之間的任意溫度。[表1]
步驟(A)(B)(C)(D)工序氣體吸附工序第一排氣工序等離子體處理工序第二排氣工序壓力(Torr)12>12>Ar氣體流量(sccm)540540540540O2氣體流量(sccm)00600前體氣體 (Precursor gas)流量(sccm)30000微波輸出(kW)0030參照表1以及圖1 圖6，首先，通過(guò)靜電吸盤在保持臺(tái)34上保持成為半導(dǎo)體元件的基礎(chǔ)的被處理基板W。接著，使成膜氣體吸附到被處理基板W上(圖6(A))。這里，例如使處理容器32內(nèi)成為表1所示的壓力，通過(guò)對(duì)被處理基板W供給成膜氣體來(lái)進(jìn)行處理。這里，使用等離子體處理用氣體供給部33來(lái)供給成膜氣體。該情況下，作為包含硅原子的成膜氣體，如表 1所示，供給包含BTBAS(bis-tertiaryl-buthyl-amino-silane)的成膜氣體來(lái)作為前體 (precursor)。然后，進(jìn)入到表1的步驟(B)，為了除去多余吸附的成膜氣體，作為第一排氣工序， 對(duì)處理容器32內(nèi)進(jìn)行排氣(圖6 (B))。對(duì)處理容器32內(nèi)的排氣通過(guò)使用排氣孔43以及排氣裝置等來(lái)進(jìn)行。排氣之后，進(jìn)入到表1的步驟(C)，進(jìn)行基于微波的等離子體處理(圖6(C))。具體而言，從等離子體處理用氣體供給部33向處理容器32內(nèi)供給包含等離子體激勵(lì)用氣體以及反應(yīng)氣體的等離子體處理用氣體。該情況的反應(yīng)氣體是氧氣。然后，在處理容器32內(nèi)由等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)39生成等離子體，對(duì)吸附氣體層進(jìn)行基于微波的等離子體處理。通過(guò)該情況的基于微波激勵(lì)的氧自由基的等離子體處理，來(lái)形成硅氧化膜。其中，該情況的保持臺(tái)34的溫度設(shè)為400°C。在等離子體處理結(jié)束后，進(jìn)入到表1的步驟(D)，作為第二排氣工序，為了除去未反應(yīng)的反應(yīng)氣體等而對(duì)處理容器32內(nèi)進(jìn)行排氣(圖6(D))。將該步驟(A) 步驟(D)的一系列流程重復(fù)至達(dá)到所希望的膜厚。其中，作為實(shí)際的膜厚，例如可選擇Inm 500nm的膜厚。這樣，對(duì)被處理基板W進(jìn)行了硅氧化膜的成膜。然后，對(duì)被處理基板W重復(fù)所希望的位置的蝕刻，制造圖1所示那樣的半導(dǎo)體元件。其中，將這樣的處理稱為使用了 RLSA的 PE-ALD 處理。這里，在氣體吸附工序中，也可以在保持臺(tái)34上，具體在保持臺(tái)34上所保持的被處理基板W上形成小容積區(qū)域，并在該小容積區(qū)域中進(jìn)行氣體吸附工序。該情況下，例如準(zhǔn)備具有覆蓋被處理基板W程度的大小，能夠配置在保持臺(tái)34的上方側(cè)，并具有能夠向被處理基板W上供給成膜氣體的頭部的氣體供給機(jī)構(gòu)。而且，在氣體供給工序中，使頭部移動(dòng)到其上保持有被處理基板W的保持臺(tái)34的上方側(cè)，形成比處理容器32整體小的小容積區(qū)域。 然后，向保持臺(tái)；34與頭部之間形成的區(qū)域供給成膜氣體，并達(dá)到表1的步驟(A)所示的壓力。這里，對(duì)設(shè)有這樣的機(jī)構(gòu)時(shí)的壓力調(diào)整進(jìn)行說(shuō)明。圖7是表示處理容器整體中的氣體流量與到達(dá)規(guī)定壓力的到達(dá)時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。圖8是表示保持臺(tái)34與頭部之間形成的小容積區(qū)域中的氣體流量與到達(dá)規(guī)定壓力的到達(dá)時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。在圖7以及圖8中，縱軸表示到達(dá)時(shí)間(秒)，橫軸表示氣體流量(seem)。其中，氣體流量通過(guò)Ar(氬) 氣換算表示。圖7以及圖8所示的曲線圖是從ITorr升壓至3Τοπ·時(shí)的曲線圖。在圖7所示的情況下，處理容器32整體的容積大約是M公升。在圖8所示的情況下，保持臺(tái)34與頭部之間形成的小容積區(qū)域的容積大約是0. 75公升。參照?qǐng)D7以及圖8能夠得知在任意的氣體流量下到達(dá)3Torr所要的時(shí)間在圖8所示的情況下都大幅縮短。即，通過(guò)設(shè)置這樣的機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)率的大幅提高。而且，由于處理容器的內(nèi)壁面沒(méi)有被暴露在成膜氣體中，所以能夠省略或減少內(nèi)壁面的清潔工序，并且，能夠減少因在處理容器的內(nèi)壁面形成的成膜氣體的反應(yīng)生成物引起的顆粒的問(wèn)題。另外，為了有效地進(jìn)行等離子體處理，優(yōu)選這樣的頭部構(gòu)成為在等離子體處理時(shí)退避到避開(kāi)保持臺(tái)34的上方側(cè)的位置。
另外，優(yōu)選在上述的等離子體處理工序中，盡可能地降低處理容器內(nèi)的壓力。具體而言，例如將處理容器內(nèi)的壓力設(shè)定為200mTorr以下。由此，能夠形成更高品質(zhì)的膜。 此外，在利用微波進(jìn)行的等離子體處理工序中，以數(shù)百mTorr的壓力進(jìn)行了處理，比以數(shù) mTorr 數(shù)十mTorr左右的壓力生成等離子體的ICP等的壓力高。從成膜過(guò)程的生產(chǎn)率的角度來(lái)看，以這樣高的壓力進(jìn)行等離子體處理是非常有效率的。其中，上述的成膜方法也能夠有效地應(yīng)用到形成半導(dǎo)體元件上所形成的元件分離區(qū)域(STI :Shallow Trench Isolation)中的襯膜的情況。圖9是表示元件分離區(qū)域附近的放大剖面圖。參照?qǐng)D9，在元件分離區(qū)域81中形成從硅基板82的主表面向下方側(cè)凹陷的被稱作溝槽(Trench)的槽，該溝槽形成為用具有絕緣性的材料來(lái)進(jìn)行填充。作為元件分離區(qū)域81的形成工序，在規(guī)定的位置形成從硅基板82的主表面83向下方側(cè)凹陷的槽狀溝槽84。然后，利用具有絕緣性的材料來(lái)填埋該溝槽84。如此形成了元件分離區(qū)域81。該情況下，為了提高界面、具體而言為了提高硅基板82與在溝槽84內(nèi)埋入的絕緣物的邊界面的絕緣性，首先，在溝槽84的表面85形成被稱作襯膜86的具有絕緣性的硅氧化物層。接著，按照填埋溝槽84的方式埋入具有絕緣性的埋入膜87。這樣的襯膜86被要求絕緣性能高且階梯覆蓋性出色。在形成這樣的襯膜86的情況下，也可以被有效地利用。圖10是將通過(guò)使用了 RLSA的PE-ALD進(jìn)行處理后的襯膜的剖面放大表示的顯微鏡照片，表示縱橫比大約為6的情況。圖11是將通過(guò)使用了 RLSA的PE-ALD進(jìn)行處理后的襯膜的剖面放大表示的顯微鏡照片，表示縱橫比大約為3的情況。其中，圖10中的用箭頭B1 表示的部分以及圖11中的用箭頭化表示的部分相當(dāng)于上述圖9所示的襯膜。在圖10中， 由于溝槽的寬度為77. 2nm，溝槽的深度為449. 5nm，所以縱橫比為5. 8。另外，在圖11中，由于溝槽的寬度為170. Onm，溝槽的深度為581. 7nm，所以縱橫比為3. 4。參照?qǐng)D10以及圖11能夠得知不論縱橫比大約為6的情況還是大約為3的情況， 溝槽均被完全覆蓋，直至溝槽的最深部進(jìn)行了基于襯膜的成膜。下面，對(duì)如此形成的膜的膜質(zhì)進(jìn)行說(shuō)明。圖12是表示作為熱CVD法的比較對(duì)象， 在9501下通過(guò)驟6(13{6『Vapor Generator)而形成的WVG膜、通過(guò)使用了 RLSA的微波等離子體CVD由TEOS氣體(四乙氧基硅烷)形成的TEOS-CVD膜、通過(guò)使用了 RLSA的PE-ALD 的低壓氧化而形成的RLSA-ALD低壓氧化膜、和通過(guò)使用了 RLSA的PE-ALD的中壓氧化而形成的 RLSA-ALD 中壓氧化膜的 H2O (水)的 TDS (Thermal Desorption Spectroscopy)累計(jì)值的圖?？v軸用離子電流強(qiáng)度(A)表示了從25°C到800°C的脫氣量的TDS累計(jì)值。該值低則表示膜中的雜質(zhì)量少，是優(yōu)質(zhì)的膜。這里，低壓氧化膜是指將處理容器內(nèi)的壓力設(shè)為 150mTorr而形成的膜，中壓氧化膜是指將處理容器內(nèi)的壓力設(shè)為380mTorr而形成的膜。其中，RLSA-ALD低壓氧化膜以及RLSA-ALD中壓氧化膜中的等離子體處理時(shí)的保持臺(tái)的溫度設(shè)在300 370°C的范圍內(nèi)。參照?qǐng)D12，對(duì)于脫氣量的積分值而言，WVG膜的值大約是3. O X 10_8，RLSA-ALD低壓氧化膜的值是近似相等的值，RLSA-ALD中壓氧化膜的值是比3. OX 10_8高但比3. 5X 10_8 低的值。與之相對(duì)，TEOS-CVD膜的值大約是3.5 X 10_8。S卩，可以得知RLSA-ALD低壓氧化膜是與WVG膜等同的優(yōu)質(zhì)膜，RLSA-ALD中壓氧化膜是比TEOS-CVD膜更優(yōu)質(zhì)的膜。
圖13是表示0. 5% HF(氫氟酸)的蝕刻率之比的圖。縱軸是蝕刻率(人/分)。對(duì)
于蝕刻率而言，只要膜中不含有碳等雜質(zhì)，則蝕刻率的值越低，膜越優(yōu)質(zhì)。在圖13中，WVG膜的蝕刻率值為20左右，是最好的值；RLSA-ALD低壓氧化膜的蝕刻率值以及RLSA-ALD中壓氧化膜的蝕刻率值分別是超過(guò)30左右。另一方面，TEOS-CVD膜的蝕刻率值比35大，能夠得知RLSA-ALD膜是至少比TEOS-CVD膜優(yōu)質(zhì)的膜。圖 14 是表示各膜的 Q-SIMS (Quadrupole-Secondary Ion Mass Spectrometry) 的值的曲線圖。在圖14中，縱軸表示相對(duì)2次離子強(qiáng)度(個(gè))，橫軸表示距離表面的深度 (nm)。參照?qǐng)D14可以得知，用圖14中的區(qū)域Z表示形成的膜的深度方向的區(qū)域，但對(duì)任意的膜，膜中都不含有碳。圖15是表示使用平面MOS算出的各膜中的所謂I-V曲線的曲線圖。這里，對(duì)平面 MOS的簡(jiǎn)單構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖16是示意表示平面MOS的概要剖面圖。參照?qǐng)D16，平面MOS 76構(gòu)成為上層是多晶硅(poly)電極層77，中層是柵極氧化膜78，下層是硅基板79。使用這樣的平面MOS 76，導(dǎo)出了圖15所示的I-V曲線。圖15是通過(guò)EOT換算在7nm的膜厚區(qū)域中使施加的電場(chǎng)的大小變化時(shí)的電流特性(J)。在圖15中圖示了 RLSA-ALD低壓氧化膜以及作為比較對(duì)象的除了 RLSA-ALD低壓氧化膜之外的WVG膜、成膜溫度設(shè)為780°C的HTO(High Temperature Oxide)膜、將HTO膜在氮?dú)猸h(huán)境中以900°C進(jìn)行15分鐘退火處理后的HTO退火處理膜、TEOS-CVD膜的情況。參照?qǐng)D15可以得知，在比-9MV/cm低的情況下，RLSA-ALD低壓氧化膜以及 RLSA-ALD低壓氧化膜的值與WVG膜相比高一些，但幾乎相等，比HTO膜、HTO退火處理膜以及TEOS-CVD膜低得多。即，在I-V曲線中，RLSA-ALD膜也是良好的膜質(zhì)。下面，圖17中表示對(duì)平面MOS的各膜鐘的Qbd進(jìn)行了 Weibull繪制的曲線圖。 圖 17 是將 Qbd(C/cm2) (CCS(Constant Current Stress) = -0. ΙΑ/cm2)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了 ffeibull繪制的圖。參照?qǐng)D17，對(duì)RLSA-ALD低壓氧化膜而言，被繪制的值與WVG膜的值幾乎相同，從縱軸為-1. 5，至少?gòu)?0. 5起，Qbd的值成為比WVG膜的情況高的值。并且，RLSA-ALD 低壓氧化膜的曲線圖的形狀是在縱方向筆直延伸的形狀。即，能夠得知是非常優(yōu)質(zhì)的膜。另外，對(duì)于RLSA-ALD中壓氧化膜而言，繪制的值從縱軸為0開(kāi)始，Qbd的值也成為比WVG膜的情況高的值。并且，RLSA-ALD中壓氧化膜的曲線圖的形狀是大致在縱方向上筆直延伸的形狀。即，從該曲線圖也能夠得知RLSA-ALD膜是良好的膜。下面，在圖18中表示了 WVG膜、HTO膜、HTO退火處理膜、TEOS-CVD膜、以及 RLSA-ALD低壓氧化膜的膜中的固定電荷密度Qss/q (cm_2)的計(jì)算值。為了計(jì)算這些值，在Si 基板上堆積的被評(píng)價(jià)絕緣膜上形成N+Poly硅電極，對(duì)其實(shí)施在實(shí)際的LSI制造工序中使用的H2燒結(jié)GO(TC)來(lái)制作樣品，對(duì)該樣品實(shí)施高頻率CV測(cè)量以及QSCV(Quasi-Matic CV) 測(cè)量這2種電氣測(cè)量、即C-V測(cè)量，并與理論C-V曲線相比較求得其值。在圖18中表示了各膜的平均值、最大值、以及最小值。該Qss/q值表示該值越高，膜中的固定電荷量越多，越容易發(fā)生漏電。參照?qǐng)D18，HTO膜在整體上最高，WVG膜的Qss/q值良好。這里，RLSA-ALD 低壓氧化膜的膜中的固定電荷密度Oiss/q)的平均值為2. IX IO11 (cm_2)左右，最大值也才2. 4X IO11 (cm-2)左右。即，RLSA-ALD低壓氧化膜的膜中的固定電荷密度Qss/q的值為 2. 5X IO11 (cm-2)以下，不論平均值、最大值還是最小值都比WVG膜的值低，漏電特性優(yōu)良。下面，在圖19中表示對(duì)圖18所示的各膜計(jì)算出的界面態(tài)密度Dit (CnT2eV-1)的值。該Dit值也表示其值低的膜是漏電特性良好且優(yōu)良的膜。參照?qǐng)D19，該情況下WVG膜的最大值與最小值的差較大，并且不比HTO膜好，是RLSA-ALD低壓氧化膜的最大值與最小值的差較小且其值小。具體而言，RLSA-ALD低壓氧化膜的界面態(tài)密度Dit (CnT2eW1)的值即便是最大值也為5. OX 101°(Cnr2eV4)以下。因此，能夠得知對(duì)于界面態(tài)密度Dit，RLSA-ALD膜也優(yōu)良。綜上所述，根據(jù)這樣的成膜方法，即使被處理基板是具有高縱橫比或例如具有 50nm左右的細(xì)微階梯差的形狀，通過(guò)使成膜氣體吸附到被處理基板上而在被處理基板上形成吸附層，也能夠按照完全覆蓋上述形狀的方式進(jìn)行成膜。并且，由于利用微波等離子體來(lái)進(jìn)行等離子體處理，所以能夠大幅降低成膜時(shí)的等離子體損傷。因此，通過(guò)這樣的成膜方法，能夠形成高品質(zhì)的膜。另外，根據(jù)這樣的成膜方法，能夠在半導(dǎo)體元件中以低溫形成具有高絕緣性的硅氧化膜。這樣，能夠避開(kāi)制造工序的順序制約所帶來(lái)的問(wèn)題等。而且，如此形成的絕緣膜的絕緣性能優(yōu)良。另外，具備如此形成的絕緣膜的半導(dǎo)體元件由于具備絕緣性能優(yōu)良的絕緣膜，所以品質(zhì)較高。此外，在上述的實(shí)施方式中，優(yōu)選盡可能降低處理容器內(nèi)的壓力，具體而言將處理容器內(nèi)的壓力設(shè)為200mTorr以下，但是從TZDB (Time Zero Dielectric Breakdown 瞬時(shí)絕緣擊穿)的觀點(diǎn)來(lái)看，也可以將處理容器內(nèi)的壓力設(shè)為380mTorr的中壓程度，例如 400mTorr以下。即，本發(fā)明涉及的成膜方法是對(duì)被處理基板進(jìn)行成膜的成膜方法，包含氣體吸附工序，使成膜氣體吸附到被處理基板上，在被處理基板上形成吸附層；和等離子體處理工序，在氣體吸附工序之后，使用微波等離子體對(duì)吸附層進(jìn)行等離子體處理；等離子體處理工序在400mTorr以下的壓力下進(jìn)行。對(duì)此進(jìn)行具體說(shuō)明。圖20表示了圖16所示的平面MOS的電容器中的TZDB的測(cè)量位置。測(cè)量位置是在圖20中用陰影線表示的56個(gè)位置的區(qū)域。圖21是表示對(duì)圖20中表示的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量時(shí)的各膜中的TZDB特性的曲線圖。 在圖21中，縱軸表示收獲率(％)，橫軸表示電容器區(qū)域(cm2)、即形成有平面MOS電容器的部分的面積。作為圖21中的TZDB特性的試驗(yàn)條件，在膜厚為73人的平面MOS電容器中施加了 -9MV(兆伏)/cm的電場(chǎng)作為絕緣擊穿電場(chǎng)時(shí)，電流密度Jg為1. OX 10_3A/Cm2以上的電容器被判斷為絕緣擊穿的電容器。這里，收獲率是指整體中的未絕緣擊穿的電容器的比率。其中，作為實(shí)際使用的電容器區(qū)域是比由上述曲線圖的橫軸表示的水平非常小的水平， 例如是縱橫的長(zhǎng)度為40nmX40nm的水平。參照?qǐng)D21，對(duì)于WVG膜而言，即使電容器區(qū)域?qū)挼?. 25cm2左右，收獲率也接近 100%;對(duì)于RLSA-ALD中壓氧化膜也同樣，即使電容器區(qū)域?qū)挼?. 25cm2左右，收獲率也接近 100%。S卩，在TZDB特性上，WVG膜與RLSA-ALD中壓氧化膜是相同的。對(duì)RLSA-ALD低壓氧化膜而言，收獲率也比90 %高，至少是比TEOS-CVD膜優(yōu)良的水平。此外，對(duì)HTO膜而言，在電容器區(qū)域?yàn)?. 25cm2的情況下，收獲率為0 ；對(duì)HTO退火處理膜而言，收獲率為60%左右。對(duì)此，認(rèn)為是以下原因。即，在成為成膜的基礎(chǔ)的基板存在C0P(Crystal Originated Particle 結(jié)晶缺陷)的情況下，以該部分為起點(diǎn)產(chǎn)生絕緣擊穿。這里，根據(jù)本發(fā)明涉及的成膜方法，對(duì)作為非常小的區(qū)域的COP部分也可靠地進(jìn)行基于ALD的成膜，能夠
13大致完全地覆蓋成為成膜的基礎(chǔ)的基板來(lái)進(jìn)行成膜，結(jié)果，認(rèn)為TZDB特性良好。根據(jù)這樣的成膜方法，在對(duì)如柵極絕緣膜那樣的比較大的面積中被要求高絕緣性能的情況下，是能夠有效被利用的方法。即，絕緣膜是在被處理基板上形成的柵極絕緣膜用的絕緣膜，通過(guò)使成膜氣體吸附到被處理基板上而在被處理基板上形成吸附層，以 400mTorr以下的壓力通過(guò)微波等離子體對(duì)形成的吸附層進(jìn)行等離子體處理而成膜。這樣的絕緣膜的絕緣性非常出色。另外，在上述的實(shí)施方式中也可以構(gòu)成為保持臺(tái)能夠沿上下方向以及左右方向的至少一個(gè)方向移動(dòng)。通過(guò)這樣設(shè)置，能夠更有效地進(jìn)行氣體吸附工序。例如在氣體吸附工序中，使保持臺(tái)向上方側(cè)移動(dòng)，來(lái)減小保持臺(tái)上的區(qū)域的容積。通過(guò)這樣進(jìn)行氣體吸附， 能夠減少供給的成膜氣體的供給量。而且，還能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行壓力調(diào)整。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)氣體吸附工序的效率化。該情況下，在進(jìn)行等離子體處理工序時(shí)使保持臺(tái)向下方移動(dòng)，將保持臺(tái)配置在等離子體擴(kuò)散區(qū)域中來(lái)進(jìn)行等離子體處理。另外，在等離子體處理裝置具備具有上述頭部的氣體供給機(jī)構(gòu)的情況下，也可以設(shè)置成總是生成微波等離子體的狀態(tài)。然后，在氣體吸附工序中，將頭部配置在保持臺(tái)的上方側(cè)的區(qū)域來(lái)進(jìn)行氣體吸附。另一方面，也可以在進(jìn)行等離子體處理時(shí)，使頭部避開(kāi)保持臺(tái)的上方側(cè)的區(qū)域，將被處理基板配置在等離子體擴(kuò)散區(qū)域，直接進(jìn)行等離子體處理。通過(guò)這樣設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)率的進(jìn)一步提高。另外，在上述實(shí)施方式中，也可以按照需要而省略氣體吸附工序與等離子體處理工序之間的排氣工序或等離子體處理工序后的排氣工序。此外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了利用氧自由基對(duì)吸附氣體進(jìn)行等離子體處理來(lái)形成硅氧化膜的情況，但并不限于此，也能夠適用于利用氮自由基對(duì)基板上的吸附氣體進(jìn)行等離子體處理來(lái)形成氮化膜的情況。即，在上述的氣體吸附工序之后，向處理容器內(nèi)供給含氮化物的氣體，例如隊(duì)氣體來(lái)進(jìn)行等離子體處理，從而形成硅氮化膜。對(duì)于這樣的情況也能夠適用。而且，在形成硅氮化膜作為氮化膜的情況下，也可以使用含有Si2Cl6(六氯乙硅烷)或SiH2Cl2 (二氯二氫硅)等硅的鹵化物的氣體作為成膜氣體。另外，也可以使用隊(duì)氣體或NH3氣體等含有氮的氣體來(lái)進(jìn)行等離子體處理。而且，在上述的實(shí)施方式中，使用含有BTBAS的氣體作為成膜氣體，但當(dāng)然也可以使用含有硅的其他氣體。另外，在等離子體處理中，也能夠使用氧氣氣體以外的氣體。此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)在元件分離區(qū)域中形成溝槽，在通過(guò)填孔絕緣膜填埋溝槽前形成在溝槽的表面形成的襯膜的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但并不局限于此，例如也可以適用于形成MOS晶體管中的柵極氧化膜或其他絕緣層，例如層間絕緣膜或柵極側(cè)壁部。并且， 當(dāng)然也能夠有效地適用于CXD或LSI等。即，適用于將對(duì)被處理基板供給成膜氣體來(lái)形成吸附層的氣體吸附工序、與利用微波等離子體的等離子體處理工序組合來(lái)進(jìn)行成膜的所有成膜過(guò)程。作為具體的膜，能夠舉出下述的膜。即，作為柵極絕緣膜能夠舉出Si02、A1203、 HfOyZrO2Ja2OpLii2O3 ；作為 DRAM (Dynamic Random Access Memory)的溝槽電容器能夠舉出 Si02、Hf02、A1203、Tei2O5 ；作為 FinFET (Field Effect Transistor)等 3D 器件的柵極氧化膜能夠舉出 SiO2, A1203、HfO2, ZrO2, Ta2O5, La2O3 ；作為 MEMS (Micro Electro MechanicalSystems)納米多層膜能夠舉出Hf02、Ta205、Ti02、Ta205、Al203 ；作為UV阻擋層能夠舉出SiO、 TiO2 ；作為有機(jī)EL (Electro Luminescence)元件能夠舉出作為氧化鋁絕緣膜的Al2O3 ；作為光學(xué)裝置或太陽(yáng)能電池等能夠舉出AlTiO、SnO2, ZnO ；作為壓電元件能夠舉出ZnO等。此外，在上述實(shí)施方式中，在同一個(gè)處理容器內(nèi)形成硅氧化膜，進(jìn)行等離子體處理，但并不局限與此，也可以在不同的處理容器中進(jìn)行硅氧化膜的形成工序和進(jìn)行等離子體處理的工序。另外，在上述實(shí)施方式中，通過(guò)使用了縫隙天線板的RLSA所生成的微波來(lái)進(jìn)行等離子體處理的，但并不局限于此，也可以使用具有梳型天線部的微波等離子體處理裝置。此外，在上述實(shí)施方式中，等離子體處理是使用等離子體的電子溫度比1. 5eV低、 且等離子體的電子密度比ι χ IO11CnT3高的微波等離子體的處理，但并不局限于此，例如也能夠適用于等離子體的電子密度比1 X IO11CnT3低的區(qū)域。另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)形成硅氧化膜等絕緣膜的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但并不局限于此，也能夠適用于形成導(dǎo)電膜的情況。以上，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明不被圖示的實(shí)施方式所限定。對(duì)圖示的實(shí)施方式能夠在與本發(fā)明相同的范圍內(nèi)或同等的范圍內(nèi)施加各種修改或變形。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及的成膜方法、半導(dǎo)體元件的制造方法、絕緣膜、以及半導(dǎo)體元件能夠在被要求絕緣性能高以及階梯覆蓋性測(cè)色的情況下有效利用。符號(hào)說(shuō)明11-M0S型半導(dǎo)體元件；12、79、82_硅基板；13、81_元件分離區(qū)域； 14a-p型阱；14b-n型阱；15a_高濃度η型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域；15b_高濃度ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域； 16a-n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域；16b-p型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域；17、78_柵極氧化膜；18-柵電極；19-柵極側(cè)壁部；21-絕緣膜；22-接觸孔；23-填孔電極；24-金屬布線層；26、27_區(qū)域；31-等離子體處理裝置；32-處理容器；33、46、47_等離子體處理用氣體供給部；34-保持臺(tái)；35-微波發(fā)生器；36-電介質(zhì)窗；37-縫隙天線板；38-電介質(zhì)部件；39-等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)；40-縫隙孔；41-底部；42-側(cè)壁；43-排氣孔；44-蓋部；45-0型環(huán)；48-下面；49-氣體供給系統(tǒng)； 50-氣體供給孔；51-筒狀支承部；53-匹配機(jī)構(gòu)；54-模式轉(zhuǎn)換器；55-波導(dǎo)管；56-同軸波導(dǎo)管；57-凹部；76-平面MOS ；77-多晶硅電極層；83-主表面；84-溝槽；85-表面；86-襯膜；87-埋入膜。
權(quán)利要求
1.一種成膜方法，用于對(duì)被處理基板進(jìn)行成膜，其特征在于，包含氣體吸附工序，使成膜氣體吸附到所述被處理基板上，在所述被處理基板上形成吸附層；和等離子體處理工序，在所述氣體吸附工序之后，使用微波等離子體對(duì)所述吸附層進(jìn)行等離子體處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于， 是絕緣膜的成膜方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于，所述氣體吸附工序包含使包含硅原子的成膜氣體吸附到所述被處理基板上的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成膜方法，其特征在于，所述氣體吸附工序包含向所述被處理基板上供給包含BTBAS的成膜氣體的工序，其中，BTBAS 是 bis-tertiaryl-buthyl-amino-silane。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于，所述等離子體處理工序包含通過(guò)等離子體處理將由所述氣體吸附工序形成的所述吸附層氧化或者氮化的工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于， 所述微波等離子體由徑向線縫隙天線生成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于，所述等離子體處理工序是在所述被處理基板的表面附近，使用等離子體的電子溫度比 1. 5eV低、且等離子體的電子密度比1 X IO11CnT3高的微波等離子體的處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于， 所述等離子體處理工序在200mTorr以下的壓力下進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于，所述氣體吸附工序包含使所述被處理基板上的區(qū)域的容積改變來(lái)形成吸附層的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于，包含在所述氣體吸附工序與所述等離子體處理工序之間，對(duì)所述被處理基板上的區(qū)域進(jìn)行排氣的工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其特征在于，包含在所述等離子體處理工序之后，對(duì)所述被處理基板上的區(qū)域進(jìn)行排氣的工序。
12.—種半導(dǎo)體元件的制造方法，包含對(duì)被處理基板進(jìn)行成膜的成膜工序，其特征在于，所述成膜工序包含氣體吸附工序，使成膜氣體吸附到所述被處理基板上，在所述被處理基板上形成吸附層；和等離子體處理工序，在所述氣體吸附工序之后，使用微波等離子體對(duì)所述吸附層進(jìn)行等離子體處理。
13.—種絕緣膜，形成在被處理基板上，其特征在于，通過(guò)使成膜氣體吸附到所述被處理基板上，在所述被處理基板上形成吸附層，并利用微波等離子體對(duì)形成的所述吸附層進(jìn)行等離子體處理來(lái)成膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的絕緣膜，其特征在于，所述絕緣膜的膜中的固定電荷密度Qss/q為2. 5X IO11 (cm-2)以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的絕緣膜，其特征在于，所述絕緣膜的界面態(tài)密度Dit為5. OX 101°(CnT2eV-1)以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的絕緣膜，其特征在于， 所述絕緣膜是SiO2膜。
17.一種半導(dǎo)體元件，是包含絕緣膜的半導(dǎo)體元件，其特征在于，所述絕緣膜通過(guò)使成膜氣體吸附到所述被處理基板上，在所述被處理基板上形成吸附層，并利用微波等離子體對(duì)所述吸附層進(jìn)行等離子體處理來(lái)成膜。
18.一種成膜方法，用于對(duì)被處理基板進(jìn)行成膜，其特征在于，包含氣體吸附工序，使成膜氣體吸附到所述被處理基板上，在所述被處理基板上形成吸附層；和等離子體處理工序，在所述氣體吸附工序之后，使用微波等離子體對(duì)所述吸附層進(jìn)行等離子體處理；所述等離子體處理工序在400mTorr以下的壓力下進(jìn)行。
19.一種絕緣膜，是在被處理基板上形成的柵極絕緣膜用的絕緣膜，其特征在于， 通過(guò)使成膜氣體吸附到所述被處理基板上，在所述被處理基板上形成吸附層，并在400mTorr以下的壓力下利用微波等離子體對(duì)形成的所述吸附層進(jìn)行等離子體處理來(lái)成膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及的成膜方法首先使成為半導(dǎo)體元件的基礎(chǔ)的被處理基板(W)保持在保持臺(tái)(34)上。接著，使成膜氣體吸附到被處理基板(W)上(圖6(A))。然后，為了除去多余吸附的成膜氣體，對(duì)處理容器(32)內(nèi)進(jìn)行排氣(圖6(B))。在排氣后，進(jìn)行基于微波的等離子體的處理(圖6(C))。在等離子體處理結(jié)束后，為了除去未反應(yīng)的反應(yīng)氣體等，對(duì)處理容器(32)內(nèi)進(jìn)行排氣(圖6(D))。重復(fù)步驟(A)～步驟(D)的一連串流程直至成為所希望的膜厚。
文檔編號(hào)H01L21/316GK102239545SQ201080003486
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者上田博一, 堀込正弘, 大澤佑介 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社