JP5635164B2 - 成膜方法および成膜装置 - Google Patents
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Description
BAS(ブチルアミノシラン)
BTBAS(ビスターシャリブチルアミノシラン)
DMAS(ジメチルアミノシラン)
BDMAS(ビスジメチルアミノシラン)
TDMAS(トリスジメチルアミノシラン)、
DEAS(ジエチルアミノシラン)、
BDEAS(ビスジエチルアミノシラン)、
DPAS(ジプロピルアミノシラン)、
DIPAS(ジイソプロピルアミノシラン)
等を挙げることができる。本例では、DIPASを用いた。
DIPAS流量: 500sccm
処 理 時 間: 5min
処 理 温 度: 400℃
処 理 圧 力: 53.2Pa(0.4Torr)
である。ステップ1の工程を、本明細書では以下プリフローと呼ぶ。
SiH2
SiH4
SiH6
Si2H4
Si2H6
SimH2m+2(ただし、mは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物、及び
SinH2n(ただし、nは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物
の少なくとも一つを含むガスを挙げることができる。本例では、SiH4(モノシラン)を用いた。
SiH4流 量: 500sccm
堆 積 時 間: 30min/45min/60min
処 理 温 度: 500℃
処 理 圧 力: 53.2Pa(0.4Torr)
である。
線II : y = 17.605x − 34.929 …(2)
線III : y = 18.011x − 27.739 …(3)
線IV : y = 18.091x − 41.277 …(4)
図3及び図4に示すように、プリフロー有りの場合、プリフロー無しに比較してアモルファスシリコン膜4の膜厚が増す傾向が明らかとなった。
また、シード層3は、厚くするとアモルファスシリコン膜4の膜厚を増加させ、半導体装置の微細化を損なうことになる。また、シード層3は、アモルファスシリコンの核を均一に発生させるものである。このため、シード層3の厚さは薄いことが望ましく、好ましくは単原子層レベルの厚さ程度であることが良い。具体的なシード層3の厚さを言及すれば、0.1nm以上0.3nm以下であることが良い。
さらに、アミノシランは分解させないで、例えば、下地2上に、吸着させるようにすることが良い。例えば、DIPASは450℃以上で熱分解する。アミノシランが熱分解されると、成膜される膜中に炭素(C)、窒素(N)などの不純物が巻き込まれてしまうことがある。アミノシランは分解させずに、例えば、下地2上に吸着させるようにすることで、成膜される膜中に不純物が巻き込まれてしまう事情を抑制できる、という利点を得ることができる。
SimH2m+2(ただし、mは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物、及びSinH2n(ただし、nは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物の、いわゆる高次シランを例示した。
トリシラン(Si3H8)
テトラシラン(Si4H10)
ペンタシラン(Si5H12)
ヘキサシラン(Si6H14)
ヘプタシラン(Si7H16)
の少なくとも一つから選ばれることが良い。
シクロトリシラン(Si3H6)
シクロテトラシラン(Si4H8)
シクロペンタシラン(Si5H10)
シクロヘキサシラン(Si6H12)
シクロヘプタシラン(Si7H14)
の少なくとも一つから選ばれることが良い。
その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
Claims (13)
- 下地上に薄膜を成膜する成膜方法であって、
(1) 前記下地表面にシード層を形成する工程と、
(2) 前記シード層上に薄膜を形成する工程と、
を備え、前記シード層は吸着により形成し、前記薄膜は堆積により形成し、
前記(1)工程と前記(2)工程とを、種類の異なるガスでありつつ、主成分となる元素は共通であるガスを用いて行い、
前記主成分となる元素は、シリコンであることを特徴とする成膜方法。 - 前記(1)工程、及び前記(2)工程を、同一の処理室内において行うことを特徴とする請求項1に記載の成膜方法。
- 前記(1)工程において用いられるガスは、アミノ基を含むシリコン化合物ガスであり、
前記(2)工程において用いられるガスは、アミノ基を含まないシリコン化合物ガスであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の成膜方法。 - 前記アミノ基を含むシリコン化合物ガスが、
BAS(ブチルアミノシラン)
BTBAS(ビスターシャリブチルアミノシラン)
DMAS(ジメチルアミノシラン)
BDMAS(ビスジメチルアミノシラン)
TDMAS(トリスジメチルアミノシラン)
DEAS(ジエチルアミノシラン)
BDEAS(ビスジエチルアミノシラン)
DPAS(ジプロピルアミノシラン)、及び
DIPAS(ジイソプロピルアミノシラン)
の少なくとも一つを含むガスから選ばれ、
前記アミノ基を含まないシリコン化合物ガスが、
SiH4
Si2H6
SimH2m+2(ただし、mは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物、及び
SinH2n(ただし、nは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物
の少なくとも一つを含むガスから選ばれることを特徴とする請求項3に記載の成膜方法。 - 前記(2)工程おいて形成される薄膜は、アモルファスシリコン膜であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記シード層は、アモルファスシリコンの核を発生させるものであることを特徴とする請求項5に記載の成膜方法。
- 前記シード層の厚さは、0.1nm以上0.3nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記(1)工程において用いられるガスは、前記(1)工程において熱分解させず、
前記(2)工程において用いられるガスは、前記(2)工程において熱分解させることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の成膜方法。 - 前記成膜方法が、半導体装置の製造プロセスに用いられることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記薄膜が、前記半導体装置内部のコンタクトホール及び/又はラインの埋め込みに使用されることを特徴とする請求項9に記載の成膜方法。
- 下地上に薄膜を成膜する成膜装置であって、
前記薄膜が形成される下地を有した被処理体を収容する処理室と、
前記処理室内に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記処理室内に収容された前記被処理体を加熱する加熱装置と、
前記処理室内を排気する排気機構と、
前記処理ガス供給機構、前記加熱装置、及び前記排気機構を制御するコントローラと、を具備し、
前記コントローラが、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載された成膜方法が実施されるように前記処理ガス供給機構、前記加熱装置、及び前記排気機構を制御することを特徴とする成膜装置。 - 前記処理室に前記被処理体を複数収容することを特徴とする請求項11に記載の成膜装置。
- 前記複数の被処理体は、被処理体ボートに多段に載置された状態で、前記処理室内に収容されることを特徴とする請求項12に記載の成膜装置。
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