[发明专利]氮化膜的制造装置及其制造方法、以及其制造程序

说明书

技术领域

本发明有关于一种氮化膜的制造装置及其制造方法、以及其制造程序。

背景技术

使用半导体的各种元件的开发及活用的趋势至今仍未衰退，且无疑地今后仍将继续占有重要的地位。支撑使用此半导体的元件开发的主要的要素技术之一，为氧化膜、氮化膜、或氧氮化膜等所谓薄膜的形成技术。在半导体构造的精细化日新月异地进展之中，在提升膜质的同时，实现形成控制性高的膜是发展此要素技术所不可缺少的。

至今为止，已公开了许多成膜技术。例如，在平行平板型的等离子体CVD装置中，已公开一种通过同时施加两种类型的不同频率的电力，来抑制或防止所形成的绝缘膜的充电损伤(charge up damage)的技术(专利文献1)。

＜现有技术文献＞

＜专利文献＞

＜专利文献1＞特开2002-367986号公报

发明内容

＜发明所欲解决的课题＞

如上述，在使用半导体的各种元件的开发中，强烈地希望提升作为薄膜的形成技术的膜质和控制性。

在半导体构造逐年地精细化之中，在其膜质提升的同时，若未适当地控制因膜的形成而可能产生的各种应力(亦称为承受力(stress)。在本申请总称为“应力”。)，则会对包含其元件的耐久性的信赖性等造成不小的影响。特别是氧氮化膜和氮化膜(以下，在本申请总称为“氮化膜”)因为其作为膜质的有用性而被广泛地活用，但是另一方面，存在有因其膜的形成而产生应力的控制非常困难的缺点。

例如，如上述的现有技术所公开，在平行平板型的等离子体CVD装置中，通过同时施加两种类型不同频率的电力而形成的氮化膜虽能够解决充电问题，但是其氮化膜的应力的控制性较低的问题仍然未解决。

本申请的发明者为了得到对于使用等离子体CVD法而形成的氮化膜所需要的折射率或沉积速度的均匀性，已理解氮化膜容易产生拉伸应力或压缩应力。但是，通常为使这些应力消失而改变成膜条件(例如，形成氮化膜的基板的温度或配置此基板的反应室内的压力等)时，会产生无法得到所需要的折射率的问题。反过来说，为了得到所需要的应力而谋求各种工艺过程条件的最佳化时，多半的情况下所得到的氮化膜的折射率或沉积速度的均匀性脱离所需要数值范围，为了得到上述的全部物性值和工艺过程特性，必须经过许多次的错误尝试。

＜解决课题的手段＞

本发明通过提供一种在使氮化膜的物性(折射率)及/或工艺过程特性(沉积速度的分布均匀性)稳定在预定的数值范围内的同时，显著地提高氮化膜的应力的控制性的技术，而对于有用性高的氮化膜的形成技术的进一步提升有所贡献。

如上述，在难以得到所需要的氮化膜的情况中，本发明者对于基于许多的成膜条件的氮化膜的应力、折射率、及沉积速度的均匀性进行实验及分析的结果，得到若干个具有相当有趣的相关性的实验结果。具体而言，已清楚明白例如在形成等离子体时所施加的频率相对较高的高频电力时的氮化膜为具有压缩应力；另一方面，其频率相对较低时，氮化膜则具有拉伸应力。更进一步进行分析时，已清楚明白只要将独立而被施加的相对较高的高频电力(以下亦称为“第一高频电力”)与相对较低的高频电力(以下亦称为“第二高频电力”)的施加时间之比进行调整，不仅能够得到对所形成的氮化膜的所需要的应力，而且能够正确性高地得到所需要的折射率及沉积速度的均匀性。本发明基于如上述的着眼点及事实而被创造出来。

本发明之一的氮化膜的制造装置，其为在反应室内所配置的基板上使用等离子体CVD法形成氮化膜的氮化膜的制造装置。更具体而言，该氮化膜的制造装置具备控制部，该控制部基于为了形成氮化膜，使用独立地施加相对较高频率的第一高频电力及/或相对较低频率的第二高频电力而得到稳定在一预定数值范围内的前述氮化膜的折射率分布及/或前述氮化膜的沉积速度分布，算出用以得到所需要(包含应力为0时)的该氮化膜的压缩应力或拉伸应力而被施加前述第一高频电力的第一期间及被施加前述第二高频电力的第二期间。