本發明專利技術提供一種非晶硅膜的成膜方法及成膜裝置。該非晶硅膜的成膜方法包括以下工序：加熱基底，向加熱了的基底供給氨基硅烷類氣體，在基底表面上形成晶種層；加熱基底，向加熱了的基底表面的晶種層供給不含氨基的硅烷類氣體，在晶種層上將非晶硅膜形成為層成長的厚度；對形成為層成長的厚度的非晶硅膜進行蝕刻，減小該非晶硅膜的膜厚。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種非晶硅膜的成膜方法及成膜裝置。
技術介紹
非晶硅膜用于半導體集成電路裝置的接觸孔、線的嵌入等。例如在專利文獻1、2中記載有非晶硅的成膜方法。特別是在專利文獻2中記載有一種將乙硅烷在400°C 500°C下分解而獲得表面平滑的導電體層的方法。近年來，伴隨著半導體集成電路裝置的高集成化，正在進行接觸孔、線的微細化。專利文獻1 :日本特開昭63 - 29954號公報專利文獻2 :日本特開平I 一 217956號公報為了嵌入進行了微細化的接觸孔、線，非晶硅膜的進一步薄膜化成為必需技術。乙硅烷是一種有利于薄膜化的成膜材料，另一方面，在使用乙硅烷形成的非晶硅膜中難以獲得良好的臺階覆蓋率。而與乙硅烷相比，硅烷易于獲得良好的臺階覆蓋率，但是孵育時間較長，是一種不利于薄膜化的成膜材料。另外，在進行薄膜化的同時形成具有更平滑的表面的非晶硅膜也是重要的。這是因為，若利用在表面具有凹凸的非晶硅膜來嵌入接觸孔、線，則會產生有空隙。
技術實現思路
本專利技術提供一種具有更平滑的表面、并且能夠實現進一步薄膜化的非晶硅膜的成膜方法及成膜裝置。本專利技術的第I技術方案的非晶硅膜的成膜方法是用于在基底上形成包括非晶硅膜的膜的非晶硅膜的成膜方法，其中，該非晶硅膜的成膜方法包括以下工序(I)加熱上述基底，向上述加熱了的基底供給氣基娃燒類氣體，在上述基底表面上形成晶種層；(2)加熱上述基底，向上述加熱了的基底表面的晶種層供給不含氣基的娃燒類氣體，在上述晶種層上將非晶硅膜形成為層成長的厚度；(3)對形成為上述層成長的厚度的上述非晶硅膜進行蝕刻，減小該非晶硅膜的膜厚。該蝕刻優選為各向同性蝕刻。本專利技術的第2技術方案的成膜裝置是用于在基底上形成非晶硅膜的成膜裝置，其中，該成膜裝置具有處理室，其用于收容被處理體，該被處理體具有供上述非晶硅膜形成的基底；處理氣體供給機構，其用于向上述處理室內供給處理所使用的氣體；加熱裝置，其用于對收容在上述處理室內的上述被處理體進行加熱；排氣機構，其用于對上述處理室內進行排氣；控制器，其用于控制上述處理氣體供給機構、上述加熱裝置及上述排氣機構，上述控制器控制上述成膜裝置，以便依次實施第I技術方案的(I)工序、(2)工序及(3)工序。將在下面的說明中闡述本專利技術的其它目的和優點，其部分地從下面的說明中顯現或者可以通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和優點可以借助于在下文中特別指示的手段和組合實現及獲得。附圖說明被并入本說明書中并且構成本說明書的一部分的附示出本專利技術的實施方式，并且與上述概略說明及下面給出的對實施方式的詳細說明一起，用于解釋本專利技術的原理。圖I是表示本專利技術的第I實施方式的非晶硅膜的成膜方法的順序的一個例子的流程圖。圖2A 圖2E是概略表示圖I的方法的順序中的樣品的狀態的剖視圖。圖3是表示沉積時間與非晶硅膜的膜厚之間的關系的圖。圖4是對圖3中的虛線框A內進行了放大的放大圖。 圖5是表示非晶硅膜的膜厚與非晶硅膜表面的平均線粗糙度Ra之間的關系的圖。圖6A及圖6B是表示非晶硅膜的表面及截面的二次電子像的附圖代用照片。圖7A及圖7B是表示非晶硅膜的表面及截面的二次電子像的附圖代用照片。圖8是表示本專利技術的第2實施方式的非晶硅膜的成膜方法的順序的一個例子的流程圖。圖9A 圖9F是概略表示圖8的方法的順序中的樣品的狀態的剖視圖。圖IOA及圖IOB是表示非晶硅膜的表面及截面的二次電子像的附圖代用照片。圖11是概略表示能夠實施第I實施方式的非晶硅膜的成膜方法、第2實施方式的非晶硅膜的成膜方法的成膜裝置的一個例子的剖視圖。具體實施例方式現在，將參照附圖說明基于上面給出的發現而實現的本專利技術的實施方式。在下面的說明中，用相同的附圖標記指示具有實質相同的功能和結構的構成元件，并且僅在必需時才進行重復說明。本申請的專利技術人們推測非晶硅膜的表面粗糙度是不是與非晶硅膜的孵育時間有關。假設為孵育時間越長，核的尺寸越易于出現偏差，從而對在產生核之后開始沉積的非晶硅膜的表面粗糙度的精度帶來影響。但是，并未公知有縮短非晶硅膜的孵育時間的技術。本申請的專利技術人們首先成功地縮短了非晶硅膜的孵育時間，其結果，成功地進一步改善了非晶硅膜的表面粗糙度的精度。以下，參照附圖說明本專利技術的實施方式。另外，在所有圖中，對通用的部分標注通用的附圖標記。另外，在本說明書中，將非晶硅定義為不是單指非晶硅的用語，而是將非晶硅、能夠實現在本說明書中公開的表面粗糙度的精度的非晶態 納米尺寸的晶粒聚集而成的納米結晶硅以及混有上述非晶硅、上述納米結晶硅而成的硅全都包括在內的用語。第I實施方式圖I是表示本專利技術的第I實施方式的非晶硅膜的成膜方法的順序的一個例子的流程圖，圖2A 圖2E是概略表示圖I的方法的順序中的樣品的狀態的剖視圖。首先，將在圖2A所示的半導體基板、例如硅基板I上形成有厚度約IOOnm的基底2的樣品(參照圖2A)輸入成膜裝置的處理室中。基底2的一個例子為硅氧化膜。但是，基底2并不限定于硅氧化膜，例如也可以是硅氮化膜、硅氮氧化膜等。接著，如圖I及圖2B所示，在基底2的表面上形成晶種層3。在本例中，通過加熱基底2，并使氨基硅烷類氣體流向加熱了的基底2的表面，在基底2的表面上形成晶種層3(步驟I)。作為氨基硅烷類氣體的例子，能夠列舉出BAS (丁基氨基硅烷)、BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷)、DMAS (二甲氨基硅烷)、BDMAS (雙(二甲氨基)硅烷)、TDMAS (三(二甲氨基)硅烷)、DEAS (二乙基氨基硅烷)、BDEAS (雙(二乙基氨基)硅烷)、DPAS (二丙基氨基硅烷)、DIPAS(二異丙基氨基硅烷)等。在本例中使用了 DIPAS。步驟I中的處理條件的一個例子如下DIPAS 流量500sccm處理時間5min 處理溫度400°C處理壓力53. 2Pa (O. 4Torr)。在本說明書中，以下將步驟I的工序稱作預流動(preflow)。接著，如圖I及圖2C 圖2D所示，在晶種層3上形成非晶硅膜4。在本例中，通過加熱基底2，向加熱了的基底2的表面的晶種層3供給不含氨基的硅烷類氣體，使該不含氨基的硅烷類氣體熱分解，從而在晶種層3上形成非晶硅膜4 (步驟2)。作為不含氨基的硅烷類氣體的例子，能夠列舉出含有用SiH4、Si2H6、SimH2m+2 (其中，m為3以上的自然數)式表示的硅的氫化物及用SinH2n (其中，η為3以上的自然數)式表示的硅的氫化物中的至少一種的氣體。在本例中，使用了 SiH4 (單硅烷)。步驟2中的處理條件的一個例子如下SiH4 流量500sccm處理時間30min處理溫度500°C處理壓力53.2Pa (O. 4Torr)。在此，圖3不出了沉積時間與非晶娃I旲4的I旲厚之間的關系。圖3是將基底2設為硅氧化膜(SiO2)的情況。非晶硅膜4的膜厚是在將處理時間設為30min時、設為45min時及設為60min時這3個點測量的。圖3中的線I表示有預流動的情況下的結果，線II表示無預流動的情況下的結果。線Ι、π是利用最小二乘法對所測量的3個膜厚進行了線性近似而得到的直線，方程式如下所述。線I :y = 17. 572χ — 20. 855 …(I)線II :y = 17. 605x — 34. 929 …(2)如圖3所示，與無預流動的情況相比本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種非晶硅膜的成膜方法，其用于在基底上形成包括非晶硅膜的膜，其特征在于，該非晶硅膜的成膜方法包括以下工序：（1）加熱上述基底，向上述加熱了的基底供給氨基硅烷類氣體，在上述基底表面上形成晶種層；（2）加熱上述基底，向上述加熱了的基底表面的晶種層供給不含氨基的硅烷類氣體，在上述晶種層上將非晶硅膜形成為層成長的厚度；（3）對形成為上述層成長的厚度的上述非晶硅膜進行蝕刻，減小該非晶硅膜的膜厚。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：柿本明修，高木聰，五十嵐一將，
申請(專利權)人：東京毅力科創株式會社，
類型：發明
國別省市：
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