CN107452617B - 凹部的填埋方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够在微细的凹部不产生空隙、缝地填入氮化膜的凹部的填埋方法。重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序从而在凹部内形成氮化膜而填埋凹部，所述成膜原料气体吸附工序：使表面形成有凹部的被处理基板吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体；所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种，使前述吸附的成膜原料气体氮化，此时将形成氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上生长期间，在该自下而上生长期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板的表面的高分子材料，使之吸附于凹部的上部，阻碍成膜原料气体的吸附，使氮化膜自凹部的底部生长。

Description

凹部的填埋方法
技术领域
本发明涉及对于凹部填入氮化膜的凹部的填埋方法。
背景技术
在半导体设备的制造程序中，存在对于硅晶圆所代表的半导体晶圆形成氮化硅膜(SiN膜)等氮化膜作为绝缘膜的成膜处理。在这样的SiN膜的成膜处理中，使用化学蒸镀法(CVD法)。
在沟槽内通过CVD法填入SiN膜(CVD－SiN)的情况下，有时会产生空隙、缝，该情况下采取如下方法：进行凹蚀直至产生空隙、缝的部位为止，再度利用CVD法形成SiN膜。
然而，最近随着设备的微细化发展，CVD－SiN中，阶梯覆盖(step coverage)不充分，即便通过上述手法也难以抑制空隙、缝的产生。
作为相比于CVD法能够以良好的阶梯覆盖形成膜的技术，已知有原子层沉积法(ALD法)(例如，专利文献1)；在微细沟槽内填入SiN膜时也可以使用ALD法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-351689号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，随着设备微细化发展，即便利用ALD法也难以在防止空隙、缝的状态下填入SiN膜。
因此，本发明的课题在于，提供能够在微细的凹部不产生空隙、缝地填入氮化膜的凹部的填埋方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明的第一观点在于提供凹部的填埋方法，其特征在于，重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序，从而在凹部内形成氮化膜而填埋凹部，所述成膜原料气体吸附工序：使表面形成有凹部的被处理基板吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体；所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种，使前述吸附的成膜原料气体氮化，所述方法中，将形成前述氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上(bottom up)生长期间，在该期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板的表面的高分子材料，使之吸附于前述凹部的上部，从而阻碍前述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自前述凹部的底部生长。
将形成前述氮化膜的最初的期间设为保形氮化膜形成期间，将其后的期间设为前述自下而上生长期间，在所述保形氮化膜形成期间，在不供给前述高分子材料的条件下重复进行前述成膜原料气体吸附工序和前述氮化工序，从而形成保形氮化膜。所述自下而上生长期间依次重复如下工序来进行：前述成膜原料气体吸附工序、前述氮化工序、以及使前述高分子材料吸附于前述凹部的上部的高分子材料吸附工序。
本发明的第2观点在于，提供一种凹部的填埋方法，其特征在于，在形成于被处理基板表面的凹部形成氮化膜而填埋凹部，其具有第1阶段和第2阶段，第1阶段：重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序，从而在凹部内形成保形氮化膜，所述成膜原料气体吸附工序：吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体，所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种使前述吸附的成膜原料气体氮化；第2阶段：依次重复进行前述成膜原料气体吸附工序、前述氮化工序和高分子材料吸附工序，从而阻碍前述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自前述凹部的底部生长，所述高分子材料吸附工序：以气相状态供给能够吸附于被处理基板表面的高分子材料，使之吸附于前述凹部的上部。
在前述第2阶段之后还具有第3阶段，所述第3阶段重复进行前述成膜原料气体吸附工序和前述氮化工序，从而形成保形氮化膜。
上述第1观点和第2观点中，前述高分子材料可以使用会吸附于通过前述氮化工序形成于被处理基板表面的NH基的物质。作为这样的高分子材料，可列举出具有醚键的高分子材料，作为前述具有醚键的高分子材料，可以使用选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和三乙二醇二甲醚的至少一种。
前述成膜原料气体可以设为含有Si的气体；作为前述氮化膜，可以设为氮化硅膜。作为前述成膜原料气体，可以使用选自由二氯甲硅烷、一氯甲硅烷、三氯甲硅烷、四氯化硅和六氯乙硅烷组成的组中的至少一种。
作为前述氮化气体，可以使用NH3气。
发明的效果
通过本发明，将形成氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上生长期间，因此能够在微细的凹部不产生空隙、缝地填入氮化膜，在所述自下而上生长期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板表面的高分子材料，使之吸附于前述凹部的上部，阻碍前述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自前述凹部的底部生长。
附图说明
图1是示意性地示出作为能够吸附于NH基的高分子材料使用二乙二醇二甲醚时的状态的图。
图2是用于说明在填埋凹部时，在形成保形SiN膜之后，利用使用了高分子材料的手法形成SiN膜的情况的图。
图3是用于说明本发明的一实施方式的凹部的填埋方法的工序剖面图。
图4是用于说明本发明的一实施方式的凹部的填埋方法中的、使用了高分子材料的第2阶段的填埋时的程序的图。
图5是用于说明使用了高分子材料的SiN自下而上生长的机理的图。
图6是示意性地示出用于实施本发明的一实施方式的凹部填埋方法的成膜装置的第1例的俯视剖面图。
图7是示意性地示出用于实施本发明的一实施方式的凹部填埋方法的成膜装置的第2例的俯视剖面图。
附图标记说明
1：被处理基板
2：凹部
3：SiN膜
4，14：高分子材料
11：绝缘膜
12：微细沟槽
13：内衬膜
15：Si前体
21，23：保形SiN膜
22：自下而上SiN膜
22a：V字槽
31：处理容器
32：晶圆载置台
33：加热器
35：喷头
39：高频电源
40：气体供给机构
41：Si前体供给源
42：氮化气体供给源
43：高分子材料供给源
44：非活性气体供给源
51：排气配管
52：自动压力控制阀(APC)
53：真空泵
56：控制部
61：处理容器
62：转台
65：装载/卸载部
71：第1处理区域(高分子材料供给区域)
72：第2处理区域(Si前体供给区域)
73：第3处理区域(氮化区域)
77：等离子体生成机构
100，200：成膜装置
W：半导体晶圆(被处理基板)
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
本发明中，在被处理基板的凹部利用ALD法填入氮化膜。本实施方式中，作为氮化膜以氮化硅膜(SiN膜)为例进行说明。
＜本实施方式的凹部的填埋方法的概要＞
本实施方式中，对于形成于被处理基板的沟槽、孔等凹部利用ALD法填入SiN膜。
利用ALD法形成SiN膜的情况下，通常作为成膜原料气体(Si前体)使用二氯甲硅烷(DCS：SiH2Cl2)等，在氮化时，使用将NH3气等氮化气体用离子体等活化而生成的氮化物种，重复进行Si前体的吸附→利用氮化物种的氮化→Si前体的吸附→·····。此时，通过Si前体的吸附和利用氮化物种的氮化，使表面的悬挂键键合有NH基，因此Si前体通过表面存在的NH基的H与Cl配体交换而进行化学吸附。
此时，利用单纯的ALD法的成膜中，保形地发生膜生长，在填入至凹部的SiN膜的内部产生缝、空隙。为了抑制这样的缝、空隙，阻碍凹部的上部的Si前体的吸附、只促进凹部的底部的Si前体的吸附是有效的。
因此，本实施方式中，使用能够吸附于表面存在的基团即NH基的高分子材料，仅在形成于被处理基板的凹部的上部会阻碍Si前体的吸附。即，高分子材料吸附于表面存在的NH基时，该吸附部分的、接下来供给的Si前体的吸附会受到抑制。另一方面，这样的高分子材料由于成为了高分子而难以到达凹部的底部，在底部难以发挥阻碍Si前体吸附的效果，因此，只在凹部的上部发挥阻碍Si前体吸附的效果。
因此，重复进行Si前体的吸附→利用氮化物种的氮化→Si前体的吸附→·····，形成SiN膜时，以气相状态供给上述的高分子材料，由此抑制Si前体吸附于凹部上部，选择地使凹部的底部吸附Si前体，从而能够使SiN自底部生长。接着，在成膜以某种程度进展时停止高分子材料的供给，由此凹部内的整体被SiN膜填埋。因此，能够防止堵塞微细凹部的开口，在内部不形成缝、空隙地填入SiN膜。
作为能够吸附于NH基的高分子材料，可列举出具有醚键的高分子材料。对于具有醚键的高分子材料而言，其中所包含的氧与被处理基板表面的NH基之间产生氢键，从而吸附于被处理基板。
作为具有醚键的高分子材料，可以优选使用以下(1)式所示的乙二醇二甲醚(1,2二甲氧基乙烷(C4H10O2))、(2)式所示的二乙二醇二甲醚(二甘醇二甲醚(C6H14O3))、(3)式所示的三乙二醇二甲醚(三甘醇二甲醚(C8H18O4))。其中，特别优选分子量比较大、由离子半径和C－O－C的键角计算的分子的大小为1.2nm左右、并且具有适度蒸气压的二乙二醇二甲醚。
Figure BDA0001282521150000071
图1示意性地示出作为能够吸附于NH基的高分子材料使用二乙二醇二甲醚时的状态。如图1所示，在具有凹部的被处理基板表面的悬挂键键合有NH基的状态下，以气相状态供给二乙二醇二甲醚，从而二乙二醇二甲醚中的氧带有弱的阴性(δ－)、NH基的氢带有弱的阳性(δ+)，它们发生氢键结合。由此，成为在凹部的上部的一部分NH基吸附有二乙二醇二甲醚分子的状态。由此，在凹部的上部，Si前体的吸附被阻碍。另一方面，二乙二醇二甲醚的分子大，因此在微细的凹部(例如，宽度10nm的沟槽、直径为10nm的孔)中向底部的供给受到妨碍，在底部难以产生Si前体的吸附阻碍。
对于二乙二醇二甲醚等能够吸附于NH基的高分子材料的供给时机，没有特别的限定，从阻碍Si前体吸附于凹部的上部、自凹部的底部形成SiN膜的观点出发，优选在氮化处理后且Si前体的供给前供给高分子材料。具体而言，在供给Si前体之后进行氮化处理，制成表面的悬挂键键合有NH基的状态，之后进行高分子材料的供给、Si前体的供给、氮化处理。即，优选重复进行Si前体的吸附→氮化处理→高分子材料的吸附→Si前体的吸附→氮化处理→高分子材料的吸附→Si前体的吸附→……。
另外，为了更可靠地抑制二乙二醇二甲醚等高分子材料到达凹部底部，优选在使凹部的开口更狭窄之后供给高分子材料。为此，如图2的(a)所示，最初对于形成有凹部2的被处理基板1，在不使用高分子材料的条件下保形地形成SiN膜3，使凹部2的开口狭窄，之后，如图2的(b)所示，以使二乙二醇二甲醚等高分子材料4吸附于凹部2的上部的状态进行成膜即可。由此，可靠地抑制高分子材料到达底部，如图2的(c)所示，可以使SiN膜3自底部呈V字状生长。
＜本实施方式的凹部的填埋方法的具体例＞
以下，对于本实施方式凹部的填埋方法的具体例，参照图3的工序剖面图进行说明。
最初，准备具有绝缘膜11、在绝缘膜11上形成有微细沟槽12作为微细凹部、且在微细沟槽12的内壁形成有内衬膜13的半导体晶圆(以下，简单记为晶圆)W(图3的(a))，开始SiN膜的形成。
在成膜的初始，微细沟槽12的开口没有变狭窄，因此在利用高分子材料的填埋之前，作为第1阶段，进行保形SiN膜的成膜，如图3的(b)所示，作为初始填入层形成了保形SiN膜21。
保形SiN膜21的形成如上所述，通过交替地重复以下工序来进行：供给Si前体使Si前体吸附的工序；以及利用氮化物种进行氮化的工序。此时的温度优选在150～600℃的范围、压力优选在13～665Pa的范围。
作为Si前体，优选含有Cl，可以优选使用二氯甲硅烷(DCS；SiH2Cl2)。除了DCS之外，还可以使用一氯甲硅烷(MCS；SiH3Cl)、三氯甲硅烷(TCS；SiHCl3)、四氯化硅(STC；SiCl4)、六氯乙硅烷(HCD；Si2Cl6)等。
另外，作为氮化处理时的氮化气体，可以优选使用NH3气。也可以在NH3气中加入H2气。另外，也可以使用N2气和H2气。进而，也可以加入Ar气体这样的非活性气体。在任一情况下，都可以将这些气体用等离子体生成单元等活化。由此，生成氮化物种。对于此时的等离子体生成单元，没有特别的限定。另外，对于等离子体生成单元没有限定，只要是能够生成能应用于氮化的氮化物种的活化单元即可。
在Si前体的吸附与氮化处理之间，进行利用非活性气体的吹扫等残留气体去除处理。
在保形(conformal)SiN膜21成为某种程度的厚度，微细沟槽12的开口变狭窄的时刻，例如在开口成为2～8nm左右的时刻，转移至利用本实施方式的填埋方法的第2阶段的填埋，在保形SiN膜21上，作为第2阶段的填入层，形成如图3的(c)所示的V字状的自下而上SiN膜22。
在该第2阶段的填埋中，如图4所示，按照以下顺序重复进行多次：供给Si前体(例如，DCS)使之吸附的工序(步骤S1)；利用使用氮化气体(例如，NH3)得到的氮化物种进行氮化处理的工序(步骤S2)；供给能够吸附于NH基的高分子材料(例如，二乙二醇二甲醚)使之吸附的工序(步骤S3)。
通过进行步骤S1和步骤S2，成为微细沟槽12的内表面和不存在沟槽12的部分表面的悬挂键键合有NH基的状态，之后通过进行步骤3的高分子材料(例如，二乙二醇二甲醚)的供给，如图5所示，高分子材料14吸附于微细沟槽12内表面的上部和不存在沟槽12的部分表面上存在的NH基。此时，微细沟槽12的开口变狭窄，因此分子的尺寸大的高分子材料14难以到达微细沟槽12的底部，微细沟槽12底部的NH基上几乎不吸附高分子材料14。因此，在微细沟槽12的上部，由于高分子材料14的存在，接下来供给的Si前体15的吸附被妨碍，SiN膜的成膜被抑制；而在几乎没有吸附高分子材料14的微细沟槽12底部，接下来供给的Si前体15的吸附没有被妨碍，从而SiN膜的成膜得以进行。
即，在微细沟槽12的上部，Si前体的吸附量少且成膜受到阻碍；与此相对，在微细沟槽12的底部，Si前体被吸附，成膜得以进行。因此，能够使SiN自微细沟槽12的底部自下而上生长。因此，微细沟槽12的开口不会阻塞，而会在保形SiN膜21上形成如图3的(c)所示的V字状的自下而上SiN膜22。
需要说明的是，也可以根据微细沟槽12的形状，省略第1阶段而自成膜初始阶段起进行第2阶段的填埋。
在如此操作，自下而上SiN膜22的填入以某种程度进展时，停止高分子材料的供给，继续Si前体的供给和氮化处理，由此以填埋自下而上成膜时残留的中央V字状槽22a的方式形成保形SiN膜23，SiN膜向微细沟槽12的填入完成(图3的(d))。
这样，本实施方式中，自微细沟槽内的底部使SiN生长，能够自下而上成膜，因此能够实现通过CVD法、通常的ALD法所难以实现的、不存在缝、空隙地在微细沟槽填入SiN膜。
＜成膜装置＞
接着，对用于实施上述实施方式的凹部填埋方法的成膜装置的例子进行说明。
(成膜装置的第1例)
图6是概要性示出用于实施本发明一实施方式的凹部填埋方法的成膜装置的第1例的剖面图。
本例的成膜装置100是通过在平行平板电极中形成高频电场来形成等离子体并且利用ALD法形成SiN膜的单片式成膜装置而构成的。
该成膜装置100具备大致圆筒状的处理容器31。处理容器31的底部设有载置晶圆W的晶圆载置台32。晶圆载置台32内设有用于加热晶圆W的加热器33。晶圆载置台32具有导电体部分，作为平行平板电极的下部电极起作用。
在处理容器31的顶壁，隔着绝缘构件34设置也作为平行平板电极的上部电极起作用的喷头35。喷头35在内部设有气体扩散空间36，在喷头35的下表面形成有多个气体喷出孔37。在处理容器31的顶壁中央形成有气体导入孔38，设置成气体经由该气体导入孔38被导入至气体扩散空间36、由气体喷出孔37被喷出至处理容器31内。
喷头35经由匹配器39a与用于生成等离子体的高频电源39连接。通过由高频电源39向喷头35供给高频电力，喷头35与晶圆载置台32之间形成高频电场，由此，在处理容器31内生成等离子体。
成膜装置100具有用于由上述气体导入孔38向喷头35供给气体的气体供给机构40。气体供给机构40具有：供给Si前体例如DCS气体的Si前体供给源41；供给氮化气体例如NH3气的氮化气体供给源42；供给高分子材料例如二乙二醇二甲醚的高分子材料供给源43；供给非活性气体例如Ar气体的非活性气体供给源44，进而具有分别与它们连接的第1配管45、第2配管46、第3配管47、第4配管48以及这些配管汇合的汇合配管49。汇合配管49与喷头35的气体导入部38连接。
第1配管45设有开关阀45a和质量流量控制器这样的流量控制器45b；第2配管46设有开关阀46a和流量控制器46b；第3配管47设有开关阀47a和流量控制器47b；第4配管48设有开关阀48a和流量控制器48b。
处理容器31的侧壁下部设置有排气口50，排气口50与排气配管51连接。排气配管51与用于控制处理容器31内压力的自动压力控制阀(APC)52和真空泵53连接。然后，利用真空泵53使处理容器31内被排气，成膜处理中通过调节自动压力控制阀(APC)52的开度来调节处理容器31内的压力。
另外，在处理容器31侧壁的排气口50的相反侧，设置有用于向邻接的真空输送室(没有图示)装载/卸载晶圆W的装载/卸载口54、以及用于将其开闭的闸阀55。
成膜装置100进一步具有控制部56。控制部56具有：控制成膜装置100的各构成部例如阀类、作为流量控制器的质量流量控制器、加热器电源、高频电源等的、具有CPU的主控制部；和键盘、鼠标等输入装置、输出装置、显示装置、存储装置。控制部56的主控制部通过在存储装置设置存储有处理制程的存储介质，根据由存储介质调出的处理制程，使成膜装置100执行规定的操作。
接着，通过如以上构成的成膜装置100，对于在形成于被处理基板的微细沟槽等微细凹部内形成SiN膜时的操作进行说明。以下的处理操作根据控制部56中的存储部的存储介质所存储的处理制程来实施。
首先，将处理容器31内调节成规定的压力之后，开放闸阀55，通过输送单元(没有图示)经由装载/卸载口54由相邻的隣真空输送室(没有图示)装载晶圆W，载置于晶圆载置台32上。使输送单元由处理容器31撤退之后，关闭闸阀55。
在该状态下，向处理容器31内供给作为吹扫气体的非活性气体例如Ar气，利用真空泵53排气并且利用自动压力控制阀(APC)52将处理容器31内调节成0.1～5Torr(13.3～667Pa)左右的压力，利用加热器33将晶圆W控制在150～600℃范围的规定温度。
进行上述第1阶段保形SiN膜时，保持流通非活性气体的状态不变，通过开关阀45a和开关阀46a的操作，重复进行Si前体例如DCS气体的供给以及氮化气体例如NH3气的供给，并且与NH3气的供给同时地由高频电源39施加高频电力。由此，通过交替地重复进行Si前体的吸附、利用氮化物种的氮化处理，从而在微细凹部内形成第1阶段的保形SiN膜。
在通过上述第1阶段而将微细凹部开口变窄至规定宽度之后，进行上述的本实施方式的第2阶段的填埋；或者在微细凹部的初始宽度窄的情况下，自初始阶段进行上述的本实施方式的第2阶段的填埋。在第2阶段，保持流通非活性气体的状态不变，通过开关阀45a、开关阀46a和开关阀47a的操作，依次重复进行Si前体例如DCS气体的供给、氮化气体例如NH3气的供给、高分子材料例如二乙二醇二甲醚的供给，并且与NH3气的供给同时地由高频电源39施加高频电力。由此，交替地重复进行Si前体的吸附、利用氮化物种的氮化处理和高分子材料的吸附，从而形成第2阶段的SiN膜。
此时，如上所述，二乙二醇二甲醚等高分子材料吸附于开口狭窄的凹部的上部，但由于分子大而难以到达底部。因此，妨碍Si前体吸附于凹部的上部，使SiN自凹部的底部自下而上生长，呈V字状形成SiN膜。因此，凹部的开口不会阻塞，能够不存在缝、空隙地填埋凹部。
之后，关闭开关阀47a停止高分子材料的供给，用与第1阶段的操作同样的操作，通过Si前体的吸附、利用氮化物种的氮化处理进行成膜，填埋V字状槽。
微细凹部的填埋结束后，进行处理容器31内的压力调节，开放闸阀55，利用输送单元(没有图示)经由装载/卸载口54将晶圆W卸载至相邻的真空输送室(没有图示)。
(成膜装置的第2例)
图7概要性地示出用于实施本发明的一实施方式的凹部填埋方法的成膜装置的第2例的俯视剖面图。
本例的成膜装置200具有成为圆筒状的处理容器61，在处理容器61内设有载置多张例如5张晶圆W的转台62。使转台62例如顺时针旋转。
在处理容器61的周壁设置有用于由相邻的真空输送室(没有图示)装载/卸载晶圆W的装载/卸载口63，装载/卸载口63利用闸阀64开闭。
对应于处理容器61内的装载/卸载口63的部分成为装载/卸载部65，在该装载/卸载部65中，进行晶圆W向转台62上的装载和转台62上的晶圆W的卸载。
处理容器61内，沿着转台62的旋转区域，除了装载/卸载部65之外分为6个区域。即，分为：自装载/卸载部65侧起顺时针设置的、第1处理区域71、第2处理区域72和第3处理区域73；以及分别设置于装载/卸载部65与第1处理区域71之间、第1处理区域71与第2处理区域72之间、第2处理区域72与第3处理区域73之间的、第1分离区域81、第2分离区域82和第3分离区域83。并且，通过转台62旋转，晶圆W依次通过这6个区域。第1～第3分离区域81～83具有分离第1～第3处理区域71～73气体气氛的功能。
在第1处理区域71、第2处理区域72和第3处理区域73中，分别地对转台62上的晶圆W沿着处理容器61的直径方向呈放射状设置喷出处理气体的第1处理气体喷嘴74、第2处理气体喷嘴75和第3处理气体喷嘴76。
另外，在第3处理区域设置有用于将由第3处理气体喷嘴76喷出的处理气体等离子体化的等离子体生成机构77。等离子体生成机构77具有：例如以围绕着包含转台62上的晶圆通过区域的空间的方式设置且由高频透过构件形成的壳体、和在壳体上形成的高频天线，通过对高频天线供给高频电力，在壳体内的空间生成感应耦合等离子体，使由第3处理气体喷嘴76供给的处理气体被等离子体化。
另外，在第1分离区域81、第2分离区域82和第3分离区域，分别地对转台62上的晶圆W沿着处理容器61的直径方向呈放射状设置喷出非活性气体的第1非活性气体喷嘴84、第2非活性气体喷嘴85和第3非活性气体喷嘴86。然后，通过由这些喷嘴喷出非活性气体，将气体气氛分离并且去除残留于晶圆W的气体。
在处理容器61的底部形成有3个排气口87、88和89。经由这些排气口87、88和89，使处理容器61内被排气。
在成膜装置200中，由第1处理气体喷嘴74供给气相状的高分子材料例如二乙二醇二甲醚，由第2处理气体喷嘴75供给Si前体例如DCS气体，由第3处理气体喷嘴76供给氮化气体例如NH3气。因此，第1处理区域71成为高分子材料供给区域；第2处理区域72成为Si前体供给区域；第3处理区域73成为氮化区域。
成膜装置200具有控制部90。控制部90与第1例的成膜装置100的控制部56同样地构成。
需要说明的是，图7中虽然省略了高分子材料供给源、Si前体供给源、氮化气体供给源、非活性气体供给源、与它们连接的配管、以及流量控制器、开关阀等，但是它们与成膜装置100同样地设置。另外，转台62内设置有加热装置。进而，排气口87、88、89与排气管连接，排气管上设置有具有压力调节阀和真空泵的排气机构。
接着，通过如以上构成的成膜装置200，对在形成于被处理基板的微细沟槽等微细凹部内形成SiN膜时的操作进行说明。以下的处理操作根据控制部90中的存储部的存储介质所存储的处理制程来实施。
首先，将处理容器61内调节成规定的压力之后，开放闸阀64，利用输送单元(没有图示)、经由装载/卸载口63依次从相邻的输送室(没有图示)装载多张例如5张晶圆W并载置于转台62上。然后，通过排气机构，将处理容器61内调节成0.1～5Torr(13～667Pa)。然后，转台62被加热装置(没有图示)加热，介由转台62，晶圆W被加热至150～600℃的规定温度。
进行上述第1阶段的保形SiN膜的情况下，不由第1处理气体喷嘴74进行高分子材料的供给，而由第2处理气体喷嘴75喷出Si前体例如DCS气体，由第3处理气体喷嘴76喷出氮化气体例如NH3气，将其用等离子体生成机构77等离子体化，由此生成氮化物种。接着，在由第1～第3非活性气体喷嘴84～86喷出非活性气体的状态下旋转转台62。由此，对晶圆W依次供给Si前体、非活性气体、氮化物种和非活性气体，通过以ALD法作为基础的成膜手法，使第1阶段的保形SiN膜在微细凹部内成膜。
在通过上述第1阶段而将微细凹部开口变窄至规定宽度之后，进行上述的本实施方式的第2阶段的填埋；或者在微细凹部的初始宽度窄的情况下，自初始阶段进行上述的本实施方式的第2阶段的填埋。第2阶段中，从第1处理气体喷嘴74喷出高分子材料例如二乙二醇二甲醚，由第2处理气体喷嘴75喷出Si前体例如DCS气体，由第3处理气体喷嘴76喷出氮化气体例如NH3气，利用等离子体生成机构77进行等离子体化来生成氮化物种。接着，在由第1～第3非活性气体喷嘴84～86喷出非活性气体的状态下旋转转台62。由此，对表面具有NH基的晶圆W依次供给高分子材料、非活性气体、Si前体、非活性气体、氮化物种和非活性气体，在晶圆W上交替地重复进行：Si前体的吸附、利用氮化物种的氮化处理、高分子材料的吸附，形成第2阶段的SiN膜。
此时，如上所述，二乙二醇二甲醚等高分子材料吸附于开口狭窄的凹部的上部，但由于分子大而难以到达底部。因此，妨碍Si前体吸附于凹部的上部，使SiN自凹部的底部自下而上生长，呈V字状形成SiN膜。因此，凹部的开口不会阻塞，能够不存在缝、空隙地填埋凹部。
之后，停止高分子材料的供给，用与第1阶段的操作同样的操作，通过Si前体的吸附、利用氮化物种的氮化处理进行成膜，填埋V字状槽。
微细凹部的填埋结束后，进行处理容器61内的压力调节，开放闸阀64，利用输送单元(没有图示)经由装载/卸载口63将晶圆W卸载至相邻的真空输送室(没有图示)。
＜其他的应用＞
以上，对于本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。
例如，上述实施方式中，以使用Si前体、氮化物种和高分子材料形成氮化硅膜的情况为例进行了说明，但不限定于此，也可以适用于例如：使用TiCl4气体这样的Ti前体、氮化物种和高分子材料形成TiN膜的情况；使用BCl3气体这样的B前体、氮化物种和高分子材料形成BN膜的情况；使用WCl6气体这样的W前体、氮化物种和高分子材料形成WN膜的情况等填入其他氮化膜的情况。
另外，对于成膜装置也不限定于例示，可以使用各种成膜装置。

Claims (12)

1.一种凹部的填埋方法，其重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序，从而在凹部内形成氮化膜而填埋凹部，
所述成膜原料气体吸附工序：使表面形成有凹部的被处理基板吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体；
所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种，使所述吸附的成膜原料气体氮化；
所述方法中，将形成所述氮化膜的期间的至少一部分设为自下而上生长期间，在该自下而上生长期间，以气相状态供给能够吸附于被处理基板的表面的高分子材料，使之吸附于所述凹部的上部，从而阻碍所述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自所述凹部的底部生长。
2.根据权利要求1所述的凹部的填埋方法，其特征在于，将形成所述氮化膜的最初的期间设为保形氮化膜形成期间，将其后的期间设为所述自下而上生长期间，
在所述保形氮化膜形成期间，在不供给所述高分子材料的条件下重复进行所述成膜原料气体吸附工序和所述氮化工序，从而形成保形氮化膜。
3.根据权利要求1所述的凹部的填埋方法，其特征在于，所述自下而上生长期间依次重复：所述成膜原料气体吸附工序、所述氮化工序、以及使所述高分子材料吸附于所述凹部的上部的高分子材料吸附工序。
4.根据权利要求2所述的凹部的填埋方法，其特征在于，所述自下而上生长期间依次重复：所述成膜原料气体吸附工序、所述氮化工序、以及使所述高分子材料吸附于所述凹部的上部的高分子材料吸附工序。
5.一种凹部的填埋方法，其特征在于，在形成于被处理基板表面的凹部形成氮化膜而填埋凹部，其具有第1阶段和第2阶段，
第1阶段：重复进行成膜原料气体吸附工序和氮化工序从而在凹部内形成保形氮化膜，
所述成膜原料气体吸附工序：吸附含有想要成膜的氮化膜的构成元素的成膜原料气体，
所述氮化工序：通过活化氮化气体而生成的氮化物种，使所述吸附的成膜原料气体氮化；
第2阶段：依次重复进行所述成膜原料气体吸附工序、所述氮化工序和高分子材料吸附工序，从而阻碍所述成膜原料气体的吸附，使氮化膜自所述凹部的底部生长，
所述高分子材料吸附工序：以气相状态供给能够吸附于被处理基板表面的高分子材料，使之吸附于所述凹部的上部。
6.根据权利要求5所述的凹部的填埋方法，其特征在于，在所述第2阶段之后还具有第3阶段，所述第3阶段重复进行所述成膜原料气体吸附工序和所述氮化工序，从而形成保形氮化膜。
7.根据权利要求1～权利要求6的任一项所述的凹部的填埋方法，其特征在于，所述高分子材料吸附于通过所述氮化工序在被处理基板表面形成的NH基。
8.根据权利要求7所述的凹部的填埋方法，其特征在于，所述高分子材料是具有醚键的高分子材料。
9.根据权利要求8所述的凹部的填埋方法，其特征在于，所述具有醚键的高分子材料为选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和三乙二醇二甲醚的至少一种。
10.根据权利要求1～权利要求6的任一项所述的凹部的填埋方法，其特征在于，所述成膜原料气体含有Si，所述氮化膜为氮化硅膜。
11.根据权利要求10所述的凹部的填埋方法，其特征在于，所述成膜原料气体为选自由二氯甲硅烷、一氯甲硅烷、三氯甲硅烷、四氯化硅和六氯乙硅烷组成的组中的至少一种。
12.根据权利要求1～权利要求6的任一项所述的凹部的填埋方法，其特征在于，作为所述氮化气体使用NH3气。
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