[发明专利]碳氮氧化硅膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳氮氧化硅膜（日文：シリコン酸炭窒化膜）的形成方法。

背景技术

伴随自3Xnm节点（node）至2Xnm节点、甚至2Xnm节点以下的半导体集成电路装置的微细化，栅电极周围的寄生电容的大小变得无法忽视。在栅电极周围形成侧壁绝缘膜。侧壁绝缘膜具有应力薄膜（日文：ストレスライナ一：stress liner）、偏移隔离侧墙（offset spacer）以及侧墙（side wall spacer）等几种，其中大多数使用氮化硅膜（SiN膜）。氮化硅膜与氧化硅膜（SiO₂膜）相比较，其电容率较高。因此，替换为侧壁绝缘膜的低电容率化的绝缘膜、特别是替换为具有氮化硅膜的电容率以下的电容率的绝缘膜的需求日益提高。

为了侧壁绝缘膜的低电容率化，研究了几种绝缘膜，作为其候补之一，能够举出碳氮氧化硅膜（SiOCN膜）。在例如专利文件1中记载有碳氮氧化硅膜。

但是，在专利文件1中虽然记载有碳氮氧化硅膜的形成方法，但对于将碳氮氧化硅膜应用于侧壁绝缘膜却没有记载。

专利文献1：日本特开2011-192875号公报

侧壁绝缘膜通过利用RIE法那样的各向异性干蚀刻来对绝缘膜进行加工而形成于栅电极周围。在半导体集成电路装置的制造工序中，这样的侧壁绝缘膜被暴露在各种各样的蚀刻工序中。

例如在对栅电极、源极扩散层及漏极扩散层应用自对准硅化物（SALICIDE）技术的情况下，侧壁绝缘膜在进行了干蚀刻后且形成金属膜之前暴露于湿蚀刻。随后，在除去金属膜的未反应部分时，侧壁绝缘膜暴露于干蚀刻或湿蚀刻。

并且，在应用自对准接触技术的情况下，在形成向层间绝缘膜的接触孔时，侧壁绝缘膜暴露于RIE法那样的各向异性干蚀刻。

由于这样使用于侧壁绝缘膜的绝缘膜必须在侧壁之上被加工，因此存在如下情况：要求优异的加工性，同时抗干蚀刻性、抗湿蚀刻性也必须优异。

发明内容

本发明的一实施方式的碳氮氧化硅膜的形成方法是在基底之上形成碳氮氧化硅膜的碳氮氧化硅膜的形成方法，其在基底之上层叠碳氮化硅膜和氮氧化硅膜来形成碳氮氧化硅膜。

将在下面的说明中阐述本发明的其它目的和优点，其部分地从下面的说明中显现或者可以通过实施本发明而了解。

本发明的目的和优点可以借助于在下文中特别指示的手段和组合实现及获得。

被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图图示出本发明的实施方式，并且与上述概略说明及下面给出的对实施方式的详细说明一起，用于解释本发明的原理。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的碳氮氧化硅膜的形成方法的一例的流程图。

图2A～图2E是表示第一实施方式的碳氮氧化硅膜的形成方法的一例中的主要的工序的剖视图。

图3是表示氧浓度和湿蚀刻量的关系的图。

图4是表示氧浓度和干蚀刻量的关系的图。

图5是表示具有图3和图4所示的氧浓度的碳氮氧化硅膜的膜组成、以及作为比较例的碳氮化硅膜的膜组成的图。

图6是表示氧浓度和折射率的关系的图。

图7是表示第一实施方式的步骤1所使用的碳氮化硅膜的形成方法的一例的流程图。

图8是表示气体的喷出时间的一例的时间图。

图9A～图9C是表示碳氮化硅膜的形成方法的一例中的主要的工序的剖视图。

图10是表示第一实施方式的步骤2所使用的氮氧化硅膜的形成方法的第一例的流程图。

图11是表示气体的喷出时间的一例的时间图。

图12A～图12C图是表示碳氮化硅膜的形成方法的一例中的主要的工序的剖视图。

图13是表示第一实施方式的步骤2所使用的氮氧化硅膜的形成方法的第二例的流程图。

图14是表示氧浓度和湿蚀刻量的关系的图。

图15是表示氧浓度和干蚀刻量的关系的图。

图16是表示第一实施方式的步骤2所使用的第一例的氮氧化硅膜的形成方法的变形例的流程图。

图17是概略地表示能够实施第一实施方式的碳氮氧化硅膜的形成方法的成膜装置的一例的剖视图。

具体实施方式

现在，将参照附图说明基于上面给出的发现而实现的本发明的实施方式。在下面的说明中，用相同的附图标记指示具有实质相同的功能和结构的构成元件，并且仅在必需时才进行重复说明。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在所有附图中，对通用的部分标注通用的参照附图标记。