JP6800004B2 - シリコン窒化膜の形成方法 - Google Patents
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Description
本発明においてはALD法により窒化膜を形成するが、本実施形態では窒化膜としてシリコン窒化膜(SiN膜)を形成する場合を例にとって説明する。
表面にトレンチやホール等の凹部が形成された被処理基板を準備し、このような被処理基板に対してSiプリカーサ(成膜原料ガス)の吸着と窒化処理とを所定回数繰り返すことによりシリコン窒化膜を成膜する。
以下、本発明の一実施形態に係る窒化膜の形成方法の具体例について、図4を参照して説明する。
次に、上記実施形態に係る窒化膜の形成方法を実施するための成膜装置の一例について説明する。本例では、原料ガスであるSiプリカーサとしてDCSガスを用いてSiN膜を成膜する場合を例にとって説明する。
図10に示すように、第1の領域R1の原料ガス導入ユニット3は、回転テーブル2の上面と対向する天板12の下面側に設けられる。また、図8に示すように、原料ガス導入ユニット3の平面形状は、ウエハ載置領域21の公転面RAを、ウエハ載置領域21の公転の方向と交差する方向に区画して形成される扇形の形状となっている。
上述したように、第2の領域R2は、3つの窒化領域R2−1、R2−2、R2−3を有しており、それぞれにはプラズマ生成部6A、6B、6Cが設けられている。また、NH3ガス供給源54およびH2ガス供給源55から配管を介してその外側および内側からNH3ガスおよびH2ガスが供給されるようになっている。
最初に、搬入出部101のゲートバルブを開き、外部の搬送機構によって真空容器11内にウエハWを搬入し、回転テーブル2のウエハ載置領域21にウエハWを載置する(ステップ1)。ウエハWの受け渡しは、回転テーブル2を間欠的に回転させて行い、全てのウエハ載置領域21にウエハWを載置する。ウエハWの載置が終了したら、搬送機構を退出させ、搬入出部101のゲートバルブを閉じる。このとき真空容器11内は排気機構51、56によって予め所定の圧力に真空排気されている。また分離ガス供給口311から分離ガスとして例えばArガスが供給されている。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、その思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
3;原料ガス導入ユニット
6A、6B、6C;プラズマ生成部
11;真空容器
52;DCSガス供給源(原料ガス供給源)
53;Arガス供給源(分離ガス供給源)
54;NH3ガス供給源
55;H2ガス供給源
200;Si基体
201;絶縁膜
202;凹部(トレンチまたはホール)
203;SiN膜
R1;第1の領域
R2;第2の領域
R2−1,R2−2,R2−3;窒化領域
W;半導体ウエハ
Claims (5)
- 表面に微細凹部が形成された被処理基板に、成膜原料ガスとしてSiプリカーサを吸着させる第1工程と、吸着された前記Siプリカーサを窒化する第2工程とを繰り返して前記微細凹部内に窒化膜を形成するシリコン窒化膜の形成方法であって、
前記第2工程は、窒化ガスとしてのNH3ガスと、NH3ガスの吸着を阻害する吸着阻害ガスをラジカル化し、生成されたNH 3 ラジカルと吸着阻害ガスのラジカルを前記被処理基板に供給し、
前記吸着阻害ガスのラジカルの寿命は、前記NH 3 ラジカルの寿命よりも短く、前記吸着阻害ガスの前記NH 3 ガスに対する吸着阻害効果は、前記凹部の上部のほうが底部より小さいことを特徴とするシリコン窒化膜の形成方法。 - 前記吸着阻害ガスとしてH2ガスを用いることを特徴とする請求項1に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
- NH3ガスのH2ガスに対する流量比NH3/H2は、0.001〜0.5の範囲であることを特徴とする請求項2に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
- 前記ラジカル化は、前記被処理基板の直上でマイクロ波プラズマを生成することにより行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
- 真空容器内に、前記第1工程を行う第1の領域と、前記第2工程を行う第2の領域を設け、前記真空容器内で回転テーブルに載置された複数の被処理基板を公転させて、前記被処理基板が、前記第1の領域と前記第2の領域を順次通過するようにすることにより、前記第1工程と前記第2工程を行うことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のシリコン窒化膜の形成方法。
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