[发明专利]硅膜的成膜方法以及成膜装置

说明书

相关申请文献

该申请要求基于2012年12月27日申请的日本特许申请第2012-285702号的优先权权益，将该日本申请的全部内容作为参考文献援引至此。

技术领域

本发明涉及硅膜的成膜方法以及成膜装置。

背景技术

用于半导体集成电路装置的接触孔或线的嵌入、形成元件或结构的薄膜使用硅、例如非晶硅。以往，作为该非晶硅的成膜方法，有如下方法：将甲硅烷以400～600℃进行热分解，从而形成非晶硅膜的方法；以及，将乙硅烷以400～500℃进行分解、将丙硅烷以350～450℃进行分解、将丁硅烷以300～400℃进行分解，从而形成该非晶硅膜的方法。

但是，若要利用非晶硅来嵌入微细化得以推进的接触孔、线，则成膜后的非晶硅在接触孔部的覆盖差、产生大的空隙（Void）。接触孔、线内产生大的孔隙时，会成为引起例如电阻值增大的因素之一。非晶硅膜的表面粗糙度的精度差也是出于该因素。

因而，公开了如下的非晶硅膜的成膜方法：为了改善非晶硅膜的表面粗糙度的精度，在形成非晶硅膜之前在基底表面上供给氨基硅烷系气体，在基底表面上预先形成晶种层。

发明内容

发明要解决的问题

但是，近来，在寻求改善硅膜、例如非晶硅膜的表面粗糙度的精度的同时，进一步的薄膜化的要求也更加严格。

在上述的成膜方法中，实现了改善表面粗糙度的精度这一目的，但考虑到进一步薄膜化的要求时，存在以下情况：在2nm数量级附近容易产生针孔，从而难以进行2nm数量级以下的薄膜化。

本发明提供硅膜的成膜方法以及成膜装置，所述硅膜的成膜方法即使对于进一步薄膜化的要求也能够应对，且还能够改善表面粗糙度的精度。

用于解决问题的方案

本发明的第一方式所述的硅膜的成膜方法是在基底上形成包含硅膜的膜的成膜方法，其具备：（1）将前述基底加热，在前述加热了的基底表面上供给氨基硅烷系气体，在前述基底表面上形成晶种层的工序；以及（2）将前述基底加热，在前述加热了的基底表面的晶种层上供给不含氨基的硅烷系气体，在前述晶种层上形成硅膜的工序，在前述工序（1）所使用的前述氨基硅烷系气体为该氨基硅烷系气体的分子中包含2个以上硅的气体。

本发明的第二方式所述的成膜装置为在基底上形成硅膜的成膜装置，其具备：处理室，其用于容纳具有基底的被处理体，所述基底要形成前述硅膜；处理气体供给机构，其用于向前述处理室内供给进行处理所要使用的气体；加热装置，其用于加热容纳于前述处理室内的前述被处理体；排气机构，其用于将前述处理室内进行排气；以及，控制器，其用于控制前述处理气体供给机构、前述加热装置以及前述排气机构，前述控制器控制前述处理气体供给机构、前述加热装置以及前述排气机构，用以实施前述的工序（1）和工序（2）。

附图说明

所附附图作为本说明书的一部分而引入，示出本申请的实施方式，与上述概述和下述的实施方式的具体内容共同说明本申请的概念。

图1是示出本发明的第一实施方式所述的硅膜的成膜方法的顺序的一例的流程图。

图2是概略性地示出顺序中的半导体基板的状态的剖面图。

图3是示出处理时间与硅膜的膜厚的关系的图。

图4是示出由晶种层生长带来的膜厚增加的状况的剖面图。

图5是示出沉积时间与硅膜的膜厚的关系的图。

图6是示出由孵育时间的缩短引起的膜厚的状况的剖面图。

图7是示出硅膜的表面的二次电子图像的附图代用照片。

图8是示出沉积时间与硅膜的膜厚的关系的图。

图9是概略性地示出能够实施本发明的第一实施方式所述的硅膜的成膜方法的成膜装置的一例的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。在下述的详细说明中，为了能够充分地理解本申请，提供了多个具体例子。然而，即使没有这些详细说明，本领域技术人员也能够实现本申请是显而易见的。在其它例子中，为了避免各实施方式晦涩难懂，因此并未详细示出公知的方法、步骤、系统、构成要素。需要说明的是，所有附图中，相同的部分附带相同的参照标记。

（第一实施方式）

＜说明书中的定义＞