JP2018026494A - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記側壁に形成される前記第1の半導体膜は、前記基板の前記表面に、ハロゲンを含むエッチングガスの第2のプラズマを発生させることにより、選択的に除去される。
前記基板の前記表面に、前記第1のプラズマを発生させることにより、前記底部及び前記側壁にシリコンを含む第2の半導体膜が形成される。
これにより、トレンチ等内に形成される半導体膜において、ボイドが形成されることなくトレンチ等内に膜が形成される。
これにより、トレンチ等内に半導体膜が確実に形成される。
これにより、トレンチ等は、半導体膜によって閉塞されない。
これにより、トレンチ等の側壁に形成される半導体膜が選択的に除去される。
これにより、トレンチ等の側壁に形成される半導体膜がNF3、NCl3及びCl2のいずれかにより化学的に除去される。
これにより、トレンチ等内に形成される前記第1及び第2の半導体膜は、シリコンからなる膜及びリン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウムの少なくとも1つをドーパントとして含むシリコン膜の少なくともいずれかの膜になる。
これにより、トレンチ等内に形成される前記第1及び前記第2の半導体膜の界面に、前記エッチングガスに含まれるハロゲンが含まれる。
前記真空槽は、減圧状態を維持可能に構成されている。
前記支持台は、基板を載置することができる。基板には、トレンチまたは孔が設けられている。トレンチまたは孔のそれぞれは、底部と側壁とを有する。
前記プラズマ発生源は、前記真空槽内に導入されたシリコンを含む成膜ガスの第1のプラズマを発生させることにより前記底部及び前記側壁にシリコンを含む半導体膜を形成することができる。また、プラズマ発生源は、前記真空槽内に導入されたハロゲンを含むエッチングガスの第2のプラズマを発生させることにより、前記側壁に形成される前記半導体膜を選択的に除去することができる。
前記制御部は、前記第1のプラズマの発生と、前記第2のプラズマの発生と、を切り替えることができる。
これにより、トレンチ等内に形成される半導体膜において、ボイドが形成されることなくトレンチ等内に膜が形成される。
これにより、トレンチ等の底部及び側壁に、それぞれ膜質が異なる半導体膜が形成される。
これにより、半導体膜の膜厚が基板内において均一に形成される。
図1は、本実施形態に係る成膜方法に適用される成膜装置の概略構成図である。
図2は、本実施形態に係る成膜方法の概略的なフロー図である。
例えば、基板1には、高アスペクト比のトレンチまたは孔(トレンチ等)が設けられ、基板1の表面に、成膜ガスの高密度プラズマを発生させることにより、トレンチ等の底部及び側壁にシリコンを含む半導体膜(第1の半導体膜)が形成される(ステップS10)。
次に、基板1の表面に、エッチングガスのプラズマを発生させることにより、側壁に形成される半導体膜が選択的に除去される(ステップS20)。
次に、ステップS10とステップS20とが繰り返される。例えば、基板1に設けられたトレンチ等の底部及び側壁にシリコンを含む半導体膜が形成される工程と、側壁に形成された半導体膜が選択的に除去される工程とが繰り返される(ステップS30)。例えば、トレンチ等の側壁に形成された半導体膜が選択的に除去され、さらに、次の成膜工程でシリコンを含む半導体膜(第2の半導体膜)がトレンチ等の底部及び側壁に形成される処理は、2回以上繰り返される。
このような成膜方法によれば、ボイドが形成されることなくトレンチ等内に半導体膜が形成される。以下に、図2のフローをより具体的に説明する。
例えば、基板1に設けられたトレンチに半導体膜が形成される成膜プロセスを例に、本実施形態に係る成膜方法を説明する。
基板径:300mm
成膜ガス:SiH4/Ar
成膜時間:5分以内
放電電力:300W以上600W以下(13.56MHz)
圧力:0.05Pa以上1.0Pa以下
基板温度:室温
基板径:300mm
成膜ガス:NF3
成膜時間:5分以内
放電電力:500W(13.56MHz)
圧力:1Pa
基板温度:室温
1a…シリコン基板
1b…シリコン酸化膜
1u…上面
5…トレンチ
5c…角部
5b…底部
5w…側壁
10…真空槽
10p…プラズマ形成空間
11…底部
12…筒状壁
13…天板
20…支持台
21…容量
30…プラズマ発生源
31…高周波コイル
32…高周波電源
33…整合回路
40、45…ガス供給源
41、46…ノズル
41h、46h…供給口
42、47…ガス導入管
43、48…流量計
50…制御部
70a、70b…半導体膜
71a、71b、71c、71d、71e、72a、72b、73a、73b…膜
100…成膜装置
Claims (10)
- 底部と側壁とを有するトレンチまたは孔が設けられた基板の表面に、シリコンを含む成膜ガスの第1のプラズマを発生させることにより、前記底部及び前記側壁にシリコンを含む第1の半導体膜を形成し、
前記基板の前記表面に、ハロゲンを含むエッチングガスの第2のプラズマを発生させることにより、前記側壁に形成される前記第1の半導体膜を選択的に除去し、
前記基板の前記表面に、前記第1のプラズマを発生させることにより、前記底部及び前記側壁にシリコンを含む第2の半導体膜を形成する
成膜方法。 - 請求項1に記載された成膜方法であって、
前記側壁に形成された前記第1の半導体膜が選択的に除去され、前記第2の半導体膜が前記底部及び前記側壁に形成される処理は、2回以上繰り返される
成膜方法。 - 請求項1または2に記載された成膜方法であって、
前記第1のプラズマを発生させる時間は、5分以内である
成膜方法。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載された成膜方法であって、
前記第2のプラズマを発生させる時間は、5分以内である
成膜方法。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載された成膜方法であって、
前記エッチングガスは、NF3、NCl3及びCl2の少なくとも1つを含む
成膜方法。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載された成膜方法であって、
前記第1及び前記第2の半導体膜として、シリコンからなる膜及びリン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウムの少なくとも1つをドーパントとして含むシリコン膜の少なくともいずれかが形成される
成膜方法。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載された成膜方法であって、
前記第1の半導体膜と前記第2の半導体膜との界面に、前記エッチングガスに含まれるハロゲンが含まれる
成膜方法。 - 減圧状態を維持可能な真空槽と、
底部と側壁とを有するトレンチまたは孔が設けられた基板を載置することが可能な支持台と、
前記真空槽内に導入されたシリコンを含む成膜ガスの第1のプラズマを発生させることにより前記底部及び前記側壁にシリコンを含む半導体膜を形成し、前記真空槽内に導入されたハロゲンを含むエッチングガスの第2のプラズマを発生させることにより、前記側壁に形成される前記半導体膜を選択的に除去することが可能なプラズマ発生源と、
前記第1のプラズマの発生と、前記第2のプラズマの発生と、を切り替えることが可能な制御部と
を具備する成膜装置。 - 請求項8に記載された成膜装置であって、
前記プラズマ発生源は、誘導結合方式のプラズマ発生源により構成される
成膜装置。 - 請求項8または9に記載された成膜装置であって、
前記真空層内に前記成膜ガスを供給し、前記成膜ガスを噴出する第1の供給口を有する第1のガス供給源と、
前記真空層内に前記エッチングガスを供給し、前記エッチングガスを噴出する第2の供給口を有し、前記第2の供給口の位置が前記第1の供給口の位置と異なる第2のガス供給源と
さらに具備する
成膜装置。
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