CN103898472A - 硅膜的成膜方法以及成膜装置 - Google Patents

硅膜的成膜方法以及成膜装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种硅膜的成膜方法以及成膜装置，所述成膜方法在基底上形成包含硅膜的膜，其具备：将该基底加热，在加热了的基底表面上供给氨基硅烷系气体，在基底表面上形成晶种层的工序；以及，将基底加热，在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，在晶种层上形成硅膜的工序，前述晶种层的形成工序所使用的氨基硅烷系气体的分子中包含2个以上的硅。

Description

硅膜的成膜方法以及成膜装置
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＞
在本说明书中记载为非晶硅的情况下，将其定义为包括能够实现本说明书中公开的表面粗糙度的精度的、非晶形～纳米尺寸的晶粒聚集而成的纳米结晶硅以及上述非晶硅与上述纳米结晶硅混合存在的硅这些全部情况的术语，而非仅仅是指代非晶硅的术语。
另外，在本说明书中，将1Torr定义为133Pa。
＜成膜方法＞
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的A～图2的C是概略性地示出顺序中的半导体基板的状态的剖面图。
首先，将图2的A所示的半导体基板、例如硅基板1送入成膜装置的处理室中。在本例中，要形成硅膜的基底为硅基板1、或者在硅基板1表面生长的自然氧化膜（未图示）。在其它实施方式中，基底为包含硅的物质，例如可以是硅膜（包含硅基板），也可以是硅氧化膜（包含自然氧化膜、热氧化膜以及CVD膜），还可以是硅氮化膜。在其它实施方式中，还可以是除了包含硅的物质以外的金属膜。
接着，如图1和图2的B所示，在硅基板（基底）1的表面上形成晶种层2。在本例中，将硅基板（基底）1加热，在加热了的硅基板1的表面流通在分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体。由此，在硅基板（基底）1的表面上形成晶种层2（步骤S1）。
作为分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体的例子，可列举出用下式表示的硅的氨基化合物，所述式为：
（（R1R2）N）nSiXH2X＋2-n-m（R3）m…（A）、或者
（（R1R2）N）nSiXH2X-n-m（R3）m…（B），
其中，上述（A）和上述（B）式中，
n为氨基数且为1～6的自然数；
m为烷基数且为0和1～5的自然数；
R1、R2=CH3、C2H5、C3H7；
R3=CH3、C2H5、C3H7、Cl；
R1=R2=R3或者也可以不相同；
X为2以上的自然数。
而且，可以将包含至少一种用上述（A）式和上述（B）式表示的硅的氨基化合物的气体选作步骤S1中的处理气体。
作为用上述（A）式表示的硅的氨基化合物的例子，可列举出：
二异丙基氨基乙硅烷（Si2H5N（iPr）2）、
二异丙基氨基丙硅烷（Si3H7N（iPr）2）、
二异丙基氨基二氯硅烷（Si2H4ClN（iPr）2）、
二异丙基氨基三氯硅烷（Si3H6ClN（iPr）2）等。
另外，作为用上述（B）式表示的硅的氨基化合物的例子，可列举出
二异丙基氨基环乙硅烷（Si2H3N（iPr）2）、
二异丙基氨基环丙硅烷（Si3H5N（iPr）2）、
二异丙基氨基二氯环乙硅烷（Si2H2ClN（iPr）2）、
二异丙基氨基二氯环丙硅烷（Si3H4ClN（iPr）2）等。
在本例中，使用了用上述（A）式表示的二异丙基氨基乙硅烷（DIPADS）。
步骤S1中的处理条件的一例为：
Figure BDA0000448721410000051
接着，如图1和图2的C所示，在晶种层2上形成硅膜3。在本例中，将硅基板（基底）1加热，在加热了的硅基板1的表面所形成的晶种层2的表面供给不含氨基的硅烷系气体。由此，在晶种层2上形成硅膜3（步骤S2）。需要说明的是，在本例中，硅膜3为非晶硅膜。
作为不含氨基的硅烷系气体的例子，可列举出用下式表示的硅的氢化物，所述式为：
SiXH2X＋2（其中，X为1以上的自然数）…（C）、或者
SiXH2X（其中，X为1以上的自然数）…（D）。
而且，可以将包含至少一种用上述（C）式和上述（D）式表示的硅的氢化物的气体选作步骤S2中的处理气体（硅原料气体）。
作为用上述（C）式表示的硅的氢化物的例子，可列举出：
甲硅烷（SiH4）、
乙硅烷（Si2H6）、
丙硅烷（Si3H8）、
丁硅烷（Si4H10）、
戊硅烷（Si5H12）、
己硅烷（Si6H14）、
庚硅烷（Si7H16）。
另外，作为用上述（D）式表示的硅的氢化物的例子，可列举出：
环硅烷（SiH2）、
环乙硅烷（Si2H4）、
环丙硅烷（Si3H6）、
环丁硅烷（Si4H8）、
环戊硅烷（Si5H10）、
环己硅烷（Si6H12）、
环庚硅烷（Si7H14）。
其中，考虑到分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体与不含氨基的硅烷系气体的组合时，优选的是，在分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体发生热分解的温度附近容易发生热分解的甲硅烷（SiH4）、乙硅烷（Si2H6）。
在本例中，使用了用上述（C）式表示的Si2H6。
步骤S2中的处理条件的一例为：
Figure BDA0000448721410000071
像这样，根据第一实施方式所述的硅膜的成膜方法，在加热了的硅基板（基底）1的表面供给分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体，形成晶种层2后，在加热了的硅基板1的表面所形成的晶种层2上供给不含氨基的硅烷系气体，使该不含氨基的硅烷系气体例如进行热分解，从而在晶种层2上形成硅膜3、例如非晶形的硅膜3。
首先，由第一实施方式所述的硅膜3带来的优点是：利用分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体形成晶种层2，使不含氨基的硅烷系气体在该晶种层2上发生热分解，从而形成硅膜3。因此，与不形成晶种层2而仅使不含氨基的硅烷系气体发生热分解从而形成的硅膜相比，硅膜3的孵育时间被缩短，能够改善非晶形的硅膜3的表面粗糙度。这是因为，非晶硅膜的表面粗糙度与非晶硅膜的孵育时间有关。换言之，孵育时间越长，则核的尺寸越容易产生偏差，会对产生核后开始沉积的非晶硅膜的表面粗糙度的精度造成影响。因此，非晶硅膜的孵育时间越短，则越能够改善非晶硅膜的表面粗糙度的精度。
＜晶种层形成时的处理温度与孵育时间的关系＞
进而，在第一实施方式中，致力于硅膜3的进一步薄膜化。因此，针对晶种层2形成时的处理温度进行进一步的考量。换言之，调查了由形成晶种层2所带来的孵育时间的缩短效果与处理温度的关系。
这是因为，为了致力于硅膜3的进一步薄膜化，需要使在该硅膜3下形成的晶种层2的厚度也尽量接近单原子层水平。可推测：如果处理温度为由于晶种层2的形成而显现出孵育时间的缩短效果的温度带、且为晶种层2开始CVD生长的边界温度以下或低于该边界温度，则也许晶种层2的厚度接近单原子层。
图3是示出处理时间与硅膜的膜厚的关系的图。
图3所示的结果是以以下条件为步骤S1、S2的处理条件来得到的。
（步骤S1）
Figure BDA0000448721410000081
（步骤S2）
Figure BDA0000448721410000082
（1）步骤S1：处理温度为400℃；处理时间为1分钟、10分钟。
在处理时间为1分钟和10分钟之间，观测到硅膜3的膜厚增加约4nm（参照图中的□符号）。
（2）步骤S1：处理温度为375℃；处理时间为1分钟、10分钟。
在处理时间为1分钟和10分钟之间，观测到硅膜3的膜厚增加约2.2nm（参照图中的△符号）。
（3）步骤S1：处理温度为350℃；处理时间为1分钟、10分钟。
在处理时间为1分钟和10分钟之间，观测到硅膜3的膜厚增加约0.7nm（参照图中的▽符号）。
（4）步骤S1：处理温度为300℃；处理时间为1分钟、10分钟。
在处理时间为1分钟和10分钟之间，观测到硅膜3的膜厚增加约0.5nm（参照图中的◇符号）。
（5）步骤S1：处理温度为275℃；处理时间为1分钟、10分钟。
在处理时间为1分钟和10分钟之间，未观测到硅膜3的膜厚增加（参照图中的●符号）。
像这样，在使用DIPADS作为处理气体的情况下，在处理温度为275℃时未观测到硅膜3的膜厚增加，因此可以认为硅基板1的表面未形成晶种层2。另外，在处理温度为300℃时观测到了硅膜3的膜厚增加，因此可以认为晶种层2在300℃的处理温度附近开始形成。对其进行简要说明，如图4所示，假设硅膜3的膜厚与是否存在晶种层2无关而不发生变化，则相应于新生成晶种层2的部分，硅膜3被观测为膜厚增加。
进而，将处理温度300℃和350℃进行比较来看，硅膜3在350℃时膜厚进一步增加。换言之，与处理温度300℃相比，处理温度为350℃时硅膜3的孵育时间得以缩短。详细而言，如图5所示，孵育时间Tinc被缩短时，硅膜3开始沉积的时间提前。因此，如果使其沉积至相同的沉积时间为止，则孵育时间Tinc短的一方沉积时间长。由此，如图6所示，相应于沉积时间增长的部分，硅膜3的膜厚增加。由这一点出发，可以认为由于处理温度350℃的膜厚增加量大于处理温度300℃的膜厚增加量，因此处理温度350℃的孵育时间短于处理温度300℃的孵育时间。这一点在处理温度为375℃、400℃时也说得通。
根据这些结果，在致力于硅膜3的进一步薄膜化的情况下，步骤S1的处理温度优选为300～350℃。即使处理温度为375～400℃时，也可以通过缩短硅膜3的沉积、即步骤S2的沉积时间来实现硅膜3的进一步薄膜化，但由图3所示的结果也可以明确：即使步骤S1的处理时间为1分钟时，处理温度300～350℃与375～400℃之间也会产生0.5～1nm的膜厚差。由此，在致力于硅膜3的进一步薄膜化的情况下，步骤S1的处理温度优选为300℃以上且350℃以下。
＜硅膜3的表面观察＞
接着，针对使用扫描型电子显微镜（SEM）观察硅膜3的表面的结果进行说明。
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7示出对以下两种在步骤S1中使用的用于形成晶种层2的处理气体进行观测的结果：
（1）分子中仅包含1个硅的氨基硅烷系气体
（2）分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体。
作为分子中仅包含1个硅的氨基硅烷系气体而使用二异丙基氨基硅烷（DIPAS：SiH3N（iPr）2），作为分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体而使用二异丙基氨基乙硅烷（DIPADS：Si2H5N（iPr）2）。
图7所示的结果是以以下条件为步骤S1、S2的处理条件来得到的。
＜（1）分子中仅包含1个硅的氨基硅烷系气体＞
此时的处理条件如下所示。
（步骤S1）
（步骤S2）
Figure BDA0000448721410000102
＜（2）分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体＞
此时的处理条件如下所示。
（步骤S1）
Figure BDA0000448721410000111
（步骤S2）
Figure BDA0000448721410000112
如图7所示，在步骤S1的处理气体为（1）DIPAS的情况下，缩短步骤S2中的沉积时间、减少要形成的硅膜3的膜厚时，硅膜3的膜厚在2nm数量级时开始产生针孔（Pinhole）。
相对于这样的结果，在步骤S1的处理气体如第一实施方式那样地为（2）DIPADS的情况下，即使硅膜3的膜厚成为2nm数量级也未观测到针孔（Pinhole）的发生，能够将硅膜3的形成处理改善至在膜厚成为1nm数量级时才会略微产生针孔。
＜硅膜3的孵育时间＞
进而，由图7所示的结果可知，根据第一实施方式，能够获得硅膜3的孵育时间的进一步缩短效果。
图8为示出沉积时间与硅膜的膜厚的关系的图。
图8中，将图7所示结果以沉积时间作为横轴、以硅膜3的膜厚作为纵轴进行标绘。如图8所示那样，存在用◇符号表示的DIPADS的孵育时间Tinc（DIPADS：线I）短于用●符号表示的DIPAS的孵育时间Tinc（DIPAS：线II）的倾向。
换言之，通过将步骤S1中的处理气体设为分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体、例如DIPADS，能够进一步缩短在其上形成的硅膜3的孵育时间。
根据能够进一步缩短硅膜3的孵育时间的第一实施方式，在与仅包含1个硅的氨基硅烷系气体的情况相比，还可得到能够进一步改善非晶硅膜的表面粗糙度的精度这一优点。
像这样，根据第一实施方式所述的硅膜的成膜方法，可以得到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的硅膜的成膜方法。
（第二实施方式）
接着，将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例子作为本发明的第二实施方式进行说明。
＜成膜装置＞
图9是概略性地示出本发明的第二实施方式所述的成膜装置的一例的剖面图。
如图9所示，成膜装置100具有下端开口且有顶部的圆筒体状的处理室101。处理室101的整体例如由石英形成。处理室101内的顶部设置有石英制的顶部板102。在处理室101的下端开口部例如介由O形环等密封件104连接有由不锈钢成形为圆筒体状的歧管103。
歧管103支承处理室101的下端。能够多级地载置作为被处理体的多张、例如50～100张半导体基板、在本例中为硅基板1的石英制的晶圆舟105可从歧管103的下方插入处理室101内。由此，处理室101内容纳有硅基板1。晶圆舟105具有多根支柱106，通过形成于支柱106的槽来支承多张硅基板1。
晶圆舟105介由石英制的保温筒107而载置于台108上。台108被支承在旋转轴110上，所述旋转轴110贯穿用于打开关闭歧管103的下端开口部的、例如不锈钢制的盖部109。旋转轴110的贯穿部设置有例如磁性流体密封件111，将旋转轴110气密地密封并以能够旋转的方式支承旋转轴110。盖部109的周围部与歧管103的下端部之间例如夹置有由O形环制成的密封件112。由此保持处理室101内的密封性。旋转轴110例如安装于晶舟升降机等升降机构（未图示）所支承的臂113的前端。由此，晶圆舟105和盖部109等可一体地进行升降并相对于处理室101内进行插入和脱离。
成膜装置100具有用于向处理室101内供给进行处理所要使用的气体的处理气体供给机构114；以及用于向处理室101内供给非活性气体的非活性气体供给机构115。
本例的处理气体供给机构114包括：分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体供给源117a（以下简称为氨基硅烷系气体供给源117a）、以及不含氨基的硅烷系气体供给源117b（以下简称为硅烷系气体供给源117b）。另外，非活性气体供给机构115包含非活性气体供给源120。分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体的一例为DIPADS，不含氨基的硅烷系气体的一例为Si2H6。非活性气体的一例为氮气。非活性气体利用于吹扫气体等。
氨基硅烷系气体供给源117a介由流量控制器121a和开关阀122a而连接于分散喷嘴123a。同样地，硅烷系气体供给源117b介由流量控制器121b和开关阀122b而连接于分散喷嘴123b。
分散喷嘴123a、123b由石英管制成，贯穿至歧管103的侧壁内侧并向上方弯曲而垂直地延伸。分散喷嘴123a、123b的垂直部分以隔开规定的间隔的方式形成有多个气体喷出孔124。由此，各气体从气体喷出孔124以水平方向朝向处理室101内大致均匀地喷出。
非活性气体供给源120介由流量控制器121c和开关阀122c连接于喷嘴128。喷嘴128贯穿歧管103的侧壁，使非活性气体从其前端以水平方向朝向处理室101内喷出。
处理室101内的、与分散喷嘴123a、123b相对的相反侧的部分设置有用于将处理室101内进行排气的排气口129。排气口129通过将处理室101的侧壁向上下方向刮削而形成为细长。与处理室101的排气口129相应的部分通过熔接而安装有用于覆盖排气口129且断面成形为コ字状的排气口覆盖部件130。排气口覆盖部件130沿着处理室101的侧壁向上方延伸，在处理室101的上方规定气体出口131。气体出口131连接于包含真空泵等的排气机构132。排气机构132通过将处理室101内进行排气而将处理中使用过的处理气体进行排气、以及将处理室101内的压力设为与处理相应的处理压力。
处理室101的外周设置有筒体状的加热装置133。加热装置133将供给于处理室101内的气体活化，同时将处理室101内容纳的被处理体、在本例中为硅基板1加热。
成膜装置100的各部分的控制通过包含例如微处理器（计算机）的控制器150来进行。控制器150连接有用户界面151，该用户界面151包括：操作人员为了管理成膜装置100而进行命令的输入操作等的触摸面板、可视化地显示成膜装置100的运转状况的显示器等。
控制器150连接有存储部152。存储部152中容纳：用于通过控制器150的控制来实现要在成膜装置100中执行的各种处理的控制程序；用于按照处理条件使成膜装置100的各构成部执行处理的程序即制程。制程例如存储于存储部152中的存储介质中。存储介质可以是硬盘、半导体存储器，也可以是CD-ROM、DVD、闪存等便携式存储器。另外，还可以从其它装置介由例如专用线路来适当地传送制程。制程根据需要按照用户界面151发出的指示等从存储部152中读取出，控制器150按照所读取的制程执行处理，由此成膜装置100基于控制器150的控制实施所期望的处理。
在本例中，基于控制器150的控制，依次实施按照上述第一实施方式所述的硅膜的成膜方法的成膜处理。
上述第一实施方式所述的硅膜的成膜方法可以通过使用图9所示的成膜装置100用1台成膜装置来实施。
另外，作为成膜装置，不限定于图9所示的批量式，也可以是单张式的成膜装置。
以上，根据实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，可以进行各种变形。
例如，在上述实施方式中，对处理条件进行了具体例示，但处理条件不限定于上述具体例示。例如，硅膜3（例如非晶硅膜）的表面粗糙度的改善可以通过具备如下构成而得到：在加热了的硅基板（基底）1的表面流通在分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体，在基底的表面上形成晶种层2。其后，在晶种层2上供给不含氨基的硅烷系气体，使不含氨基的硅烷系气体例如发生热分解，从而在晶种层2上形成硅膜3、例如非晶形的硅膜3。
因此，处理条件不限定于上述实施方式中记载的具体例示，自不必说可以按照硅基板1的尺寸、处理室的容积变化等在不损害上述优点的范围内进行变更。
另外，上述实施方式中记载的成膜方法能够实现硅膜3的进一步薄膜化、以及硅膜3的表面粗糙度的进一步改善。因此，上述实施方式中记载的成膜方法能够适合地用于微细化得以推进的电子制品的制造方法、例如半导体装置的制造工艺、平板显示器的制造工艺。
另外，晶种层2的厚度增加时，如上所述，包括晶种层2在内的硅膜3的膜厚会增加。另外，晶种层2用于使硅的核均匀地发生。因此，期望晶种层2的厚度为薄。优选为单原子层水平的厚度左右。若提及具体的晶种层2的厚度，优选为0.1nm以上且0.3nm以下。
需要说明的是，上述实施方式中，在将步骤S1的处理温度设为300℃、处理时间设为1分钟、10分钟的情况下，硅膜3的膜厚增加约0.5nm，因此也可以说形成了最大0.5nm的晶种层2。但是，若使处理时间短于10分钟，则能够将晶种层2的厚度制成0.1nm以上且0.3nm以下。
另外，优选使分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体不会分解地吸附在例如硅基板（基底）1上。例如，DIPADS在350℃以上的温度下发生热分解。若氨基硅烷发生热分解，则制成的膜中有时会夹杂碳（C）、氮（N）等杂质。通过使氨基硅烷不会分解地吸附在例如硅基板（基底）1上，则可以得到能够抑制所制成的膜中夹杂杂质的情况这一优点。
另外，关于硅膜3，从致力于上述实施方式中说明的进一步薄膜化这一观点来看，优选晶种层2和硅膜3的总膜厚为2nm以下的有限值的厚度。
但是，如上所述，根据第一实施方式所述的硅膜的成膜方法，能够进一步改善孵育时间，结果具有能够进一步提高表面粗糙度的精度的优点。由此，在将硅膜3制成厚膜时也能够适合地使用本发明的方法。例如，也可以用于半导体装置中通常使用的50nm以上且100nm以下的硅膜3，还可以用于膜厚比该硅膜3薄、例如具有超过2nm且不足50nm的范围的厚度的硅膜3。
根据本发明，提供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的硅膜的成膜方法以及成膜装置。
另外，本发明可以在不偏离其主旨的范围内进行各种变形。

Claims (9)

1.一种硅膜的成膜方法，其为在基底上形成包含硅膜的膜的成膜方法，具备：
将所述基底加热，在所述加热了的基底表面上供给氨基硅烷系气体，在所述基底表面上形成晶种层的工序；以及
将所述基底加热，在所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，在所述晶种层上形成硅膜的工序，
所述形成晶种层的工序所使用的所述氨基硅烷系气体的分子中包含2个以上的硅。
2.根据权利要求1所述的硅膜的成膜方法，其特征在于，所述分子中包含2个以上硅的氨基硅烷系气体选自包含至少一种用下式表示的硅的氨基化合物的气体，所述式为：
（（R1R2）N）nSiXH2X＋2-n-m（R3）m…（A）、或者
（（R1R2）N）nSiXH2X-n-m（R3）m…（B），
其中，所述（A）和所述（B）式中，
n为氨基数且为1～6的自然数；
m为烷基数且为0和1～5的自然数；
R1、R2=CH3、C2H5、C3H7；
R3=CH3、C2H5、C3H7、Cl；
R1=R2=R3或者也可以不相同；
X为2以上的自然数。
3.根据权利要求1所述的硅膜的成膜方法，其中，使所述形成晶种层的工序中的所述基底的加热温度低于所述形成硅膜的工序中的所述基底的加热温度，
使所述形成晶种层的工序中的形成所述晶种层的处理时间短于所述形成硅膜的工序中的形成所述硅膜的处理时间。
4.根据权利要求3所述的硅膜的成膜方法，其中，将所述形成晶种层的工序中的所述基底的加热温度设为300℃以上且350℃以下。
5.根据权利要求4所述的硅膜的成膜方法，其中，所述晶种层为单原子吸附层。
6.根据权利要求1所述的硅膜的成膜方法，其中，所述晶种层和所述硅膜的总膜厚为2nm数量级以下的有限值。
7.根据权利要求1所述的硅膜的成膜方法，其中，所述不含氨基的硅烷系气体选自包含至少一种用下式表示的硅的氢化物的气体，所述式为：
SiXH2X＋2…（C）、或者
SiXH2X…（D），
其中，式（C）中，X为1以上的自然数；式（D）中，X为1以上的自然数。
8.根据权利要求7所述的硅膜的成膜方法，其中，所述用（C）式表示的硅的氢化物选自以下物质中的至少一种，所述物质为：
甲硅烷即SiH4、
乙硅烷即Si2H6、
丙硅烷即Si3H8、
丁硅烷即Si4H10、
戊硅烷即Si5H12、
己硅烷即Si6H14、
庚硅烷即Si7H16。
9.一种成膜装置，其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，所述基底要形成所述硅膜；
处理气体供给机构，其用于向所述处理室内供给进行处理所要使用的气体；
加热装置，其用于加热容纳于所述处理室内的所述被处理体；
排气机构，其用于将所述处理室内进行排气；以及
控制器，其用于控制所述处理气体供给机构、所述加热装置以及所述排气机构，用以实施权利要求1所述的成膜方法。
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