[发明专利]非晶体硅膜的成膜方法和成膜装置

说明书

(本申请是申请号为201110107275.1，申请日为2011-04-27，发明创造名称为非晶体硅膜的成膜方法和成膜装置的申请的分案申请)

技术领域

本发明涉及非晶体硅膜的成膜方法和成膜装置。

背景技术

使用非晶体硅而填埋半导体集成电路装置的接触孔、线。例如专利文献1、2记载有非晶体硅的成膜方法。特别是在专利文献2中记载有如下方法：以400℃～500℃使乙硅烷分解，得到表面平滑的导电体层。

近来，随着半导体集成电路装置的微细化，填埋接触孔、线的要求益发严格。

专利文献1：日本特开昭63-29954号公报

专利文献2：日本特开平1-217956号公报

但是，在欲利用采用了乙硅烷而形成的非晶体硅填埋微细化了的接触孔、线时，成膜后的非晶体硅在接触孔部的有效区域变差，产生了较大的空隙(void)。在大的空隙产生在接触孔、线内时，例如，会成为引起电阻值增大的主要原因之一。而且，表面粗糙度的精度变差也是其主要原因。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种能够进一步改善表面粗糙度的精度、且能够应对接触孔、线等的微细化的进展的非晶体硅膜的成膜方法和成膜装置。

本发明的第1技术方案的非晶体硅膜的成膜方法，其在处理室内连续进行下述工序：将基板收容在上述处理室内的工序；

对上述处理室内的上述基板进行加热的工序；对上述处理室内进行排气，调整压力的工序；在上述氨基硅烷系气体不热分解的条件下，向上述处理室内供给氨基硅烷系气体，氨基硅烷系气体被吸附而在上述基板上形成晶种层的工序；在不含氨基的硅烷系气体热分解的条件下，向上述处理室内供给不含氨基的硅烷系气体而在上述晶种层上形成非晶体硅膜的工序；以及形成上述晶种层的工序和形成上述非晶体硅膜的工序。

本发明的第2技术方案的非晶体硅膜的成膜装置，其具有:处理室，其用于收容基板并进行处理；加热装置，其用于对收容在上述处理室的上述基板进行加热；氨基硅烷系气体供给机构，其用于向上述处理室内供给氨基硅烷系气体；不含氨基的硅烷系气体供给机构，其用于向上述处理室内供给不含氨基的硅烷系气；排气机构，其用于对上述处理室内进行排气；以及控制器，其用于控制上述加热装置、上述氨基硅烷系气体供给机构、不含氨基的硅烷系气体供给机构以及上述排气机构，上述控制器控制上述加热装置、上述氨基硅烷系气体供给机构、上述不含氨基的硅烷系气体供给机构、以及排气机构，以在相同的上述处理室内连续地实施下述工序：将上述基板加热至上述氨基硅烷系气体不热分解的温度，向上述处理室内供给上述氨基硅烷系气体，从而使上述氨基硅烷系气体吸附而形成晶种层的工序；通过向上述处理室内供给不含有上述氨基的硅烷系气体，从而使上述不含氨基的硅烷系气体热分解，形成非晶体硅膜的工序；形成上述晶种层的工序；以及其后形成上述非晶体硅层的工序。

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。

附图说明

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。

图1是表示本发明的一实施方式的非晶体硅膜的成膜方法的顺序的一个例子的流程图。

图2的(A)～(C)是概略地表示顺序中的样品的状态的剖视图。

图3是表示堆积时间和非晶体硅膜的膜厚之间的关系的图。

图4是表示堆积时间和非晶体硅膜的膜厚之间的关系的图。

图5是将图3中的虚线框A内放大的放大图。

图6是将图4中的虚线框B内放大的放大图。

图7A是表示非晶体硅膜的表面和截面的2次电子像的代替图面用照片。

图7B是表示非晶体硅膜的表面和截面的2次电子像的代替图面用照片。

图8A是表示非晶体硅膜的表面和截面的2次电子像的代替图面用照片。

图8B是表示非晶体硅膜的表面和截面的2次电子像的代替图面用照片。

图9是表示非晶体硅膜的膜厚和非晶体硅膜表面的平均线粗糙度Ra之间的关系的图。

图10是表示非晶体硅膜的膜厚和非晶体硅膜表面的雾度之间的关系的图。

图11是表示层间绝缘膜中所形成的接触孔的结构例的剖视图。