[发明专利]层叠膜的形成方法及其形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及层叠膜的形成方法及其形成装置。

背景技术

近年来，要求半导体元件的高集成化，提出了在半导体基板上交替配置层间绝缘膜和牺牲膜的层叠膜，例如，形成有氮化硅膜/氧化硅膜（SiN/SiO₂）的层叠膜的多层层叠型的半导体元件。

发明内容

发明要解决的问题

于是，这样的层叠膜由于高层叠为例如层叠至48层以上，因此其膜厚达到数μm厚。然而，构成层叠膜的SiN膜对半导体基板（Si）的拉伸应力大，因此层叠膜的膜厚变厚时，在层叠膜上容易产生裂纹（膜容易破裂）。因此，要求能够抑制裂纹产生的层叠膜。

本发明提供能够抑制裂纹产生的层叠膜的形成方法及其形成装置。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明的第1观点的层叠膜的形成方法包括如下工序：在容纳于反应室内的多片被处理体上形成氧化硅膜的氧化硅膜形成工序、和向前述反应室内供给硅源、氮化剂和氧化剂，在前述多片被处理体上形成氮氧化硅膜的氮氧化硅膜形成工序；该方法具备如下步骤：重复前述氧化硅膜形成工序以及前述氮氧化硅膜形成工序，在前述多片被处理体上形成前述氧化硅膜和前述氮氧化硅膜的层叠膜。

本发明的第2观点的层叠膜的形成装置具备如下的单元：向容纳有多片被处理体的反应室内供给氧化硅膜形成用气体的氧化硅膜形成用气体供给单元、向前述反应室内供给硅源、氮化剂和氧化剂的氮氧化硅膜形成用气体供给单元和控制装置的各部分的控制单元，前述控制单元重复多次进行如下工序，在前述多片被处理体上形成前述氧化硅膜和前述氮氧化硅膜的层叠膜：控制前述氧化硅膜形成用气体供给单元，向前述反应室内供给氧化硅膜形成用气体，由此在前述多片被处理体上形成氧化硅膜的工序，和控制前述氮氧化硅膜形成用气体供给单元，向前述反应室内供给硅源、氮化剂和氧化剂，由此在前述多片被处理体上形成氮氧化硅膜的工序。

附图说明

包括在说明书中并构成说明书的一部分的附图示例出本公开内容的实施方式，与上述一般性描述及下述实施方式的详细描述一同用于解释本公开内容的原理。

图1是示出本发明的实施方式的热处理装置的图。

图2是示出图1的控制部分的结构的图。

图3是示出说明本实施方式的层叠膜的形成方法的制程的图。

图4是示出N₂O的供给量与SiON膜的拉伸应力关系的图。

图5是示出N₂O的供给量与H₃PO₄中的蚀刻速率的关系的图。

具体实施方式

现将具体参考各种实施方式，附图中示出其实例。在以下详细说明中，为了提供对本公开内容的深入理解而阐述了许多具体细节。然而，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，在没有这些具体细节的情况下，本公开内容也可实施。在其他情况下，未详细描述公知的方法、步骤、系统和组分，以免不必要地模糊各实施方式的方面。

以下，对于本发明的层叠膜的形成方法及其形成装置进行说明。本发明的层叠膜的形成方法及其形成装置是形成氮氧化硅膜与氧化硅膜的层叠膜（SiON/SiO层叠膜）的方法以及装置。在本实施方式中，作为层叠膜的形成装置，以使用图1中示出的间歇式的垂直热处理装置的情况为例来说明。

如图1所示，热处理装置1具备长度方向沿垂直方向设置的大致圆筒状的反应管2。反应管2具有由内管3和覆盖内管3且形成为与内管3有一定间隔的有顶部的外管4构成的双重管结构。内管3以及外管4是由耐热和耐腐蚀性优异的材料、例如石英形成的。

在外管4的下方配置有由形成为筒状的不锈钢（SUS）形成的歧管5。歧管5与外管4的下端密封地连接。此外，内管3从歧管5的内壁突出，且被与歧管5形成为一体的支撑环6支撑。

在歧管5的下方配置盖体7，利用晶舟升降机（boat elevator）8而使盖体7为可上下活动的构成。并且，利用晶舟升降机8使盖体7上升时，歧管5的下方侧（炉口部分）封闭，利用晶舟升降机8使盖体7下降时，歧管5的下方侧（炉口部分）打开。

在盖体7上载置有例如由石英形成的晶圆舟9。晶圆舟9为可在垂直方向上隔着规定的间隔容纳多片被处理体、例如半导体晶圆10的构成。