TW201030176A - Silicon nitride film and process for production thereof, computer-readable storage medium, and plasma cvd device - Google Patents

Silicon nitride film and process for production thereof, computer-readable storage medium, and plasma cvd device Download PDF

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nitride film
tantalum nitride
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Minoru Honda
Masayuki Kohno
Shuichiro Ohtao
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Tokyo Electron Ltd
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Description

201030176 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無 201030176 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於氮化矽膜以及其形成方法、該方法所使 用之電腦可讀取的記憶媒體以及電漿CVD裝置。 【先前技術】 現在，作爲形成絕緣性高、優質之氮化矽膜之手法， ❹ 所知的有將矽予以氮化處理之熱退火或電漿氮化法等。但 是，於形成多層絕緣膜之時，氮化處理無法適用，必須藉 由 CVD(Chemical Vapor Deposition:化學氣相沉積）法堆 積氮化矽膜而成膜。爲了以熱CVD法執行絕緣性高之氮 化矽膜之成膜，必須在600°C〜900°C之高溫執行處理。因 此，需擔心因增加熱預算而使得對裝置產生壞影響，並且 對於裝置製造工程也產生各種受限之問題。 另外，在以往之電漿CVD法中，雖然也可以在500°C ® 前後之溫度中進行處理，但是也有由於電子溫度高之電漿 而產生充電傷害之問題。再者，在電漿CVD法中，通常 使用矽烷（SiH4)或二矽烷（Si2H6)當作成膜原料，但當使用 該些成膜原料時，則有在所生成之氮化矽膜中多量含有來 自原料之氫的問題。存在氮化矽膜中之氫被指摘與例如於 P通道MOSFET之開啓時引起臨界値移行之負偏壓溫度不 安定性（Negative Bias Temperature Instability : NBTI)等 具有關連性。如此一來，因需擔心氮化矽膜中之氫降低氮 化矽膜之信賴性而對裝置產生壞影響，故應以盡量降低爲 -5- 201030176 佳。 並且，在熱CVD法中，因使成膜原料之含矽氣體分 解之能量小，故於選擇不含有氫之四氯化矽（SiCl4)氣體當 作含矽氣體之時，作爲其它成膜原料的含氮氣體必須使用 反應性之高NH3執行成膜。因此，即使在熱CVD法中， 於所形成之氮化矽膜中，無法避免很多氫原子混入。 就以關於製造不含有氫之絕緣膜的技術，在專利文獻 1中，提案有在反應容器中導入不含氫之矽系原料的四異 @ 氰酸基砂院（Tetraisocyanatosilane)和第三種胺之氣體並使 反應，以熱壁（Hot wall)CVD法將不含氫之矽系絕緣膜堆 積在基板上之矽系絕緣膜之製造方法。 再者，在專利文獻2中，提案有藉由將SiCl4氣體和 N20氣體和NO氣體導入至減壓CVD裝置，以成膜溫度 8 50°C、壓力2xl02Pa執行減壓CVD，形成實質上在膜中 不含有_H基、-OH基等之氫關連之結合基、Si-H結合、
Si-OH結合、N-H結合等之氫關連之結合的氮氧化合物膜 〇 的方法。
並且，在專利文獻3中，提案有具有藉由使用不含有 Η之無機Si系氣體和N2、NO、N20等之高密度電漿CVD 而形成SiN膜或SiON膜之工程的半導體裝置之製造方法 〇 再者，在專利文獻4中，提案有藉由使用含有鹵化矽 和氮化合物或氮之生長氣體，使在電漿中產生化學反應， 依此在被處理體上形成由矽之氮化合物所構成之皮膜的技 -6- 201030176 術。 並且’在專利文獻5中，提案有導入二氟化矽氣體和 被激發之氮氣，在半導體基板上形成氮化矽膜之方法。 上述專利文獻1之方法雖然爲可在200 °C左右之低溫 執行處理，但是並非利用電漿之成膜技術。再者，上述專 利文獻2之方法，並非係利用電漿之成膜技術之外，對於 必須要有8 5 0 °C之高成膜溫度之點，則需擔心會增大熱預 ❹ 算，爲無法滿足者。 並且，在上述專利文獻1、專利文獻2中所使用之
SiCl4氣體，因在電子溫度高之電漿中，過於進行分解， 形成持有蝕刻作用之活性種（蝕刻劑），故導致成膜效率下 降。即是，SiCl4氣體當作電漿CVD之成膜原料並不適合 〇 在專利文獻3中，雖然記載可以使用SiCl4氣體當作 「不含有Η之無機的Si系氣體」，但是在實施例中SiN Ο 膜之形成所使用之氣體爲SiF4。同樣即使在專利文獻4中 ，於實施例中SiN膜之形成使用SiF4氣體。如此一來， 在專利文獻3、4中，雖然有關於以SiCl4氣體爲原料而藉 由電漿CVD執行成膜的暗示，但是並無實際之驗證，還 處於推測之階段。再者，在專利文獻3中，因針對高密度 電漿之內容，完全無具體揭示，故使用SiCl4氣體之時， 針對要將上述蝕刻劑生成之問題解決成如何，則無提供任 何解決方案。 在專利文獻5中，雖然記載有將SiCl4氣體及NC13氣 201030176 體予以熱分解而生成SiCl2氣體以及NC12，並將此供給至 矽基板之表面，依此形成氮化矽膜（第5實施形態），但 是並無關於將SiCU當作電漿CVD之成膜原料而予以利用 之具體揭示。 因此，以電漿CVD法形成絕緣性高、優質之氮化矽 膜之技術至今尙未確立。 [先行技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1日本特開平1 0- 1 89 5 82號公報（例如申請專 利範圍1等） 專利文獻2日本特開2000-9 1 3 37號公報（例如段落 003 3 等） 專利文獻3日本特開2000-77406號公報（例如，申請 專利範圍第1、2項等） 專利文獻4日本特開昭57_152132號公報（例如申請專 利範圍等） 專利文獻5日本特開2000- 1 14257號公報（例如申請專 利範圍1、段落0064等） 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 本發明係鑑於上述情形而所硏究出，其目的在於提供 實質上膜中不含氫，且絕緣性高之優質的氮化矽膜，以及 藉由電獎CVD法形成該氮化矽膜之方法。 201030176 (用以解決課題之手段） 本發明所涉及之氮化矽膜係在藉由具有多數孔之平面 天線將微波導入至處理容器內生成電漿而執行成膜之電榮 CVD裝置中，使用含有由矽原子和氯原子所構成之化合物 之氣體和氮氣之處理氣體，執行電漿CVD法，依此被成 膜而構成之氮化矽膜，其特徵爲：藉由二次離子質譜法 φ (SIMS)所測量之氫原子之濃度爲9.9xl02Gatoms/cm3以下 〇 本發明所涉及之氮化矽膜，係以在藉由傅立葉變換紅 外線分光光度計（FT-IR)之測量中不檢測出N-H結合之峰 値爲佳。 本發明所涉及之氮化矽膜之形成方法，係在藉由具有 多數孔之平面天線將微波導入至處理容器內生成電漿而執 行成膜之電漿CVD裝置中，藉由電漿CVD法在被處理體 φ 上形成氮化矽膜，其特徵爲：具備將上述處理容器內之壓 力設定成O.lPa以上6.7Pa以下之範圍內，使用包含由矽 原子和氯原子所構成之化合物氣體和氮氣的處理氣體而執 行電漿CVD，依此形成依據二次離子質譜法（SIMS)所測量 的膜中之氫原子之濃度爲9.9xl02()atoms/cm3以下之氮化 矽膜的工程。 再者，在本發明所涉及之氮化矽膜之形成方法中，由 上述矽原子和氯原子所構成之化合物以四氯化矽（SiCl4)爲 佳。 -9 - 201030176 再者，在本發明之氮化矽膜之形成方法中，上述 SiCl4氣體對全處理氣體之流量比率在0.03%以上15%以下 之範圍內爲佳。 在本發明所涉及之氮化矽膜之形成方法中，上述氮氣 對全處理氣體之流量比率在5%以上99%以下之範圍內爲 佳。 本發明所涉及之電腦可讀取之記憶媒體，係記憶有在 電腦上動作之控制程式，其特徵爲： φ 上述控制程式在實行時，以執行電漿CVD之方式， 使電腦控制上述電漿CVD裝置，該電漿CVD係在藉由具 有多數孔之平面天線將微波導入至處理容器內生成電漿而 執行成膜之電漿CVD裝置中，將上述處理容器內之壓力 設定成O.lPa以上6.7Pa以下之範圍內，使用包含由矽原 子和氯原子所構成之化合物氣體和氮氣的處理氣體，形成 依據二次離子質譜法（SIMS)所測量的膜中之氫原子之濃度 爲9.9xl02Gatoms/cm3以下之氮化矽膜。 〇 本發明所涉及之電漿CVD裝置係藉由電漿CVD法在 被處理體上形成氮化矽膜，其特徵爲：具備 處理容器，在收容被處理體之上部具有開口； 介電體構件，用以塞住上述處理容器之開口； 平面天線，被設置在上述介電體構件上’具有用以將 微波導入至上述處理容器內而生成電漿之多數孔； 氣體導入部，連接於用以將處理氣體供給至上述處理 容器內之氣體供給機構； -10- 201030176 排氣機構，用以減壓排氣上述處理容器內；和 控制部，用以控制成執行電漿CVD，該電漿CVD係 在上述處理容器內，將壓力設定成O.lPa以上6.7Pa以下 之範圍內，自連接於上述氣體供給機構之氣體導入部使用 包含由矽原子和氯原子所構成之化合物氣體和氮氣的處理 氣體，形成依據二次離子質譜法（SIMS)所測量的氫原子之 濃度爲9.9xl02()at〇mS/Cm3以下之氮化矽膜。 參 [發明效果] 本發明之氮化矽膜，由於藉由二次離子質譜法（SIMS) 所測量之氫原子之濃度爲9.9xl02()at〇mS/cm3以下，實質 上膜中不含氫，故不會產生因氫而對裝置造成壞影響，並 且由於絕緣性優良，故可以對裝置賦予高信賴性。因此， 本發明之氮化矽膜於閘極絕緣膜、閘極絕緣膜周邊之襯墊 膜、層間絕緣膜、保護膜、蝕刻阻止層等之用途則爲利用 〇 價値高者。 再者，若藉由本發明之氮化矽膜之形成方法，藉由使 用SiCl4氣體和氮氣當作成膜原料，可以藉由電漿CVD法 形成藉由二次離子質譜法（SIMS)所測量之氫原子之濃度爲 9.9xl02Gatoms/cm3以下，實質上在膜中不含氫，絕緣性高 之優質氮化矽膜。 【實施方式】 [第1實施型態] -11 - 201030176 以下，針對本發明之實施型態，參照圖面予以詳細說 明。第1圖爲模式性表示可利用於本發明之氮化矽膜之形 成方法的電漿CVD裝置100之槪略構成之剖面圖。 電漿CVD裝置1〇〇係以RLSA微波電漿處理裝置所 構成，該RLDS微波電漿處理裝置係藉由利用具有多數細 縫狀之孔的平面天線，尤其利用 RLSA(Radial Line Slot Antenna :徑向陣列天線）將微波導入至處理容器內使產生 電漿，而能夠產生高密度且低電子溫度之微波激勵電漿。 @ 電漿CVD裝置100，係能夠藉由具有1χ1〇1ϋ〜5xl012/cm3 之電漿密度，並且0.7〜2eV之低電子溫度的電漿進行處 理。因此，電漿CVD裝置100在各種半導體裝置之製造 過程中，於藉由電漿CVD執行氮化矽膜之成膜處理之目 的，可以適當利用。 電漿CVD裝置100主要構成係具備有被構成氣密之 處理容器1，和經氣體導入管22a而被接線於將氣體供給 至處理容器1內之氣體供給機構18的氣體導入部14、15 Q ，和當作用以減壓排氣處理容器1內之排氣機構的排氣裝 置24，和被設置在處理容器1之上部，將微波導入至處理 容器1內之微波導入機構27，和控制該些電漿CVD裝置 100之各構成部的控制部50。 氣體供給裝置18即使使用外部之氣體供給裝置亦可 〇 處理容器1係藉由被接地之略圓筒狀之容器而形成。 並且，處理容器1即使藉由角筒形狀之容器而形成亦可。 -12- 201030176 處理容器1具有由鋁等之材質所構成之底壁la 在處理容器1之內部設置有用以水平支撐屬 體之矽晶圓（以下單稱「晶圓」）W之載置台2。 係藉由熱傳導性高之材質例如A1N等之陶瓷所構 置台2係藉由從排氣室11之底部中央延伸至上 狀之支撐構件3所支撐。支撐構件3係藉由例如 φ 陶瓷所構成。 再者，在載置台2設置有覆蓋其外緣部，用 圓W之導環4。該導環4爲利用例如石英、A1N . SiN等之材質所構成之環狀構件。 - 再者，在載置台2埋入有當作溫度調節機構 熱型之加熱器5。該加熱器5係藉由自加熱器電名 ，加熱載置台2，利用其熱均勻加熱屬於被處理 圓W。 β 再者，在載置台2裝備有熱電偶（TC)6。藉 偶6，執行溫度測量，依此可將晶圓W之加熱溫 例如室溫至9 0 0 °C之範圍。 再者，在載置台2具有用以支撐晶圓W而 之晶圓支撐銷（無圖示）。各晶圓支撐銷係被設置 置台2之表面突出縮進。 在處理容器1之底壁la之略中央部形成有 口部10。在底壁la連設有與開口部10連通’朝 之排氣室11。在該排氣口 11連接有排氣管12 ’ 和側壁1 b 於被處理 載置台2 成。該載 方之圓筒 AIN等之 以引導晶 ' A1 2 〇 3 ' 之電阻加 康5 a供電 基板之晶 由該熱電 度控制在 予以升降 成可對載 圓形之開 下方突出 經該排氣 -13- 201030176 管12被連接於排氣裝置24。 在形成處理容器1之側壁lb之上端，配置有具有當 作開關處理容器1之蓋體（頂板）之功能的環狀的平板1 3。 平板13具有開口，平板13之內周部朝內側（處理容器內 空間）突出，形成有環狀之支撐部13a。 在平板13配置有氣體導入部40，氣體導入部40設置 有具有第1氣體導入孔之環狀氣體導入部14。再者，在處 理容器1之側壁lb，設置具有第2氣體導入孔之環狀氣體 φ 導入部15。即是，氣體導入部14及15被設置成上下兩段 。各氣體導入部14及15係被連接於供給處理氣體之氣體 供給機構18。並且，氣體導入部14及15即使被設置成噴 嘴狀或噴淋頭狀亦可。再者，即使將氣體導入部14和氣 . 體導入部15設置成單一噴淋頭亦可。 再者’在處理容器1之側壁lb，設置有電漿CVD裝 置100、在與此鄰接之搬運室（無圖示）之間，用以執行晶 圓W之搬入搬出的搬入搬出口 16，和開關該搬入搬出口 @ 1 6之閘閥1 7。 氣體供給機構18具有例如氮氣（N2)供給源19a、含矽 (Si)氣體供給源19b、惰性氣體供給源19c以及洗淨氣體 供給源19d。氮氣供給源19a連接於上段氣體導入部14。 再者’含矽氣體供給源19b、惰性氣體供給源19c以及洗 淨氣體供給源19d被連接於下段之氣體導入部15。洗淨氣 體供給源19d係使用於洗淨附著於處理容器1內之不需要 膜之時。並且，氣體供給機構18即使具有置換例如處理 -14- 201030176 容器1內氛圍之時所使用之清除氣體供給源等以當作上述 以外無圖示之氣體供給源亦可。 在本發明中’使用由矽原子和氯原子所構成之化合物 之氣體’例如以四氯化矽（SiCl4)或六氯矽烷（Si2Cl6)等之 SinCl2n + 2之式所表示之化合物的氣體，以當作含矽（Si)氣 體。Si Cl4以及n2因在原料氣體分子中不含有氫，故可以 在本發明中較佳使用。並且，就以惰性氣體而言，可以使 ❿ 用例如稀有氣體。稀有氣體當作電漿激發用氣體有助於生 成安定之電漿，例如可以使用Ar氣體、Kr氣體、Xe氣體 、He氣體等。 N2氣體係從氣體供給機構18之氮氣供給源19a經氣 體管線20a而到達至氣體導入部14，自氣體導入部14之 氣體導入孔（無圖示）被導入至處理容器1內。另外，含Si 氣體、惰性氣體及洗淨氣體係自含矽氣體供給源1 9b、惰 性氣體供給源1 9c及洗淨氣體供給源1 9d，分別經氣體管 ® 線20b、20c、20d而到達至氣體導入部15，自氣體導入部 15之氣體導入孔（無圖示）被導入至處理容器1內。在連接 於各氣體供給源之各個氣體管線20a〜20d設置有質量流 量控制器21a〜21d以及其前後之開關閥22a〜22d。藉由 如此之氣體供給機構1 8之構成，成爲可以控制所供給之 氣體之切換或流量等。並且，Ar氣體等之電漿激勵用之 稀有氣體爲任意氣體，雖然不一定需要與成膜原料氣體（ 含矽氣體、N2氣體）同時供給，但是從安定電漿之觀點來 看以添加爲佳。尤其，即使使用Ar氣體以當作用以安定 -15- 201030176 供給SiCl4至處理容器內之載體氣體亦可。 當作排氣機構之排氣裝置24具備有渦輪分子泵等之 高速真空泵。如上述般，排氣裝置24經排氣管12被連接 於處理容器1之排氣室11。藉由使該排氣裝置24動作， 處理容器1內之氣體係均勻流入至排氣室11之空間11a 內，並且自空間11a經排氣管12而排出至外部。依此， 能夠將處理容器1內高速減壓至例如〇.133Pa。 接著，針對微波導入機構27之構成予以說明。微波 @ 導入機構27具備透過板28、平面天線31、慢波材33、蓋 體34、導波管37以及微波產生裝置39。 透過微波之透過板28係在平板13被配備在突出至內 周側之支撐部1 3 a上。透過板28係由介電體，例如石英 或A1203、A1N等之陶瓷所構成。該透過板28和支撐部 1 3 a之間經密封構件29被氣密密封。因此，處理容器1內 被保持氣密。 平面天線31係在透過板28之上方，被設置成與載置 @ 台2對向。平面天線31構成圓板狀。並且，平面天線31 之形狀並不限定於圓板狀，例如即使爲四角板狀亦可。該 平面天線31被卡止在平板13之上端。 平面天線31係由例如表面被鍍金或鍍銀之銅板、鎳 板、SUS板或鋁板所構成。平面天線31具有放射微波之 多數槽狀之微波放射孔32。微波放射孔32係以特定圖案 貫通平面天線31而形成。 各個微波放射孔3 2係如第2圖所示般，構成細長長 -16- 201030176 方形狀（槽狀），且鄰接之兩個微波放射孔構成對 典型上鄰接之微波放射孔32係被配置成例如「： 」字狀。再者，如此一來組合成特定形狀而被配 放射孔32又被配置成全體成同心圓狀。 微波放射孔32之長度或配列間隔係因應微名 λ g)而被決定。例如，微波放射孔32之間隔係 從Ag/4成爲Ag。在第2圖中，以△!·表示形成 〇 之鄰接的微波放射孔3 2彼此之間隔。並且，微 3 2之形狀即使爲圓形狀、圓弧狀等之其他形狀亦 ，微波放射孔32之配置形態並不特別限定，除 之外，例如亦可以配置成螺旋狀、放射狀等。 在平面天線31之上面設置有具有大於真空 的慢波材33。該慢波材33由於在真空中微波之 ，故具有縮短微波之波長而調整電漿之功能。 並且，在平面天線31和透過板28之間，再 ® 3 3和平面天線3 1之間，即使分別接觸或間隔開 以接觸爲佳。 在處理容器1之上部’以覆蓋該些平面天線 波材33之方式，設置有蓋體34。蓋體34係由例 鏽鋼等之金屬材料所形成。平板13之上端和蓋· 由密封構件35而被密封。在蓋體34之內部形成 流路3 4 a。藉由使冷卻水流通該冷卻水流路3 4 a 冷卻蓋體34、慢波材33、平面天線31及透過板 ，蓋體34被接地。 。然後， L」或「V 置之微波 安之波長（ 被配置成 同心圓狀 波放射孔 可。並且 同心圓狀 之介電率 波長變長 者慢波材 亦可，但 3 1及慢 如鋁或不 ! 3 4係藉 有冷卻水 ，則可以 28。並且 -17- 201030176 在導電性蓋構件34之上壁（天井部）之中央，形成有開 口部36，在該開口部36連接有導波管37。導波管37之 另一端側經匹配電路38連接有產生微波之微波產生裝置 39。
導波管37具有從上述導電性蓋構件34之開口部36 延伸至上方之剖面圓形狀之同軸導波管37a，和連接於該 同軸導波管3 7a之上端部之延伸於水平方向之矩形導波管 37b。 Q 同軸導波管3 7a之中心延伸存在有內導體41。在該內 導體41係在其下端部連接固定於平面天線31之中心。藉 由如此之構造，微波係經同軸導波管37a之內導體41而 有效率均勻地呈放射狀傳播至平面天線31。 藉由上述般之構成的微波導入機構27,在微波產生裝 置39所產生之微波經導波管37而被搬運至平面天線31， 並且經透過板28被導入至處理容器1內。並且，微波之 頻率以使用例如2.45GHz爲佳，其他亦可以使用8.35GHz Q 、1 .98GHz。 電漿CVD裝置100之各構成部成爲被連接於控制部 50而被控制之構成。控制部50具有電腦，例如第3圖所 示般，具備有擁有CPU之製程控制器51、連接於該製程 控制器51之使用者介面52及記憶部53。製程控制器5 1 係在電漿CVD裝置1 00中，統籌控制與例如溫度、壓力 、氣體流量、微波輸出等之製程條件有關之各構成部（例 如，加熱器電源5a、氣體供給機構18、排氣裝置24、微 -18- 201030176 波產生裝置39等）之控制手段。 使用者介面52具有工程管理者爲了管理電漿CVD裝 置1〇〇執行指令輸入操作之鍵盤，或使電漿CVD裝置100 之運轉狀況可觀視而所顯示之顯示器等。再者，在記憶部 53係保存有製程配方，該製程配方記錄有用以在製程控制 器51之控制下實現在電漿CVD裝置100所實行之各種處 理之控制程式（軟體），或處理條件資料等。 φ 然後，因應所需，以來自使用者介面52之指示等自 記億部5 3叫出任意製程配方，使製程控制器5 1實行，依 此，在製程控制器5 1之控制下，在電漿CVD裝置100之 處理容器1內執行所欲處理。再者，上述控制程式或處理 條件資料等的製程配方，亦能夠利用被儲存於在電腦可讀 取之記憶媒體，例如，CD-ROM、硬碟、軟碟、快閃記億 體、DVD、藍光碟片等之狀態者，或者亦可以自其他裝置 經專用迴線隨時被傳送而在線上利用。 ® 接著，針對依據使用RLSA方式之電漿CVD裝置100 之電漿CVD法的氮化矽膜之堆積處理予以說明。首先， 首先打開閘閥17，將晶圓W自搬入搬出口 16搬入至處理 容器1內’載置於載置台2上予以加熱。接著，一面減壓 排氣處理容器1內，一面自氣體供給機構18之氮氣供給 源1 9a、含矽氣體供給源1 9b以及惰性氣體供給源1 9c以 特定流量將氮氣、Si Cl4氣體以及因應所需之惰性氣體分 別經氣體導入部14、15導入至處理容器1內。然後，將 處理容器1內設定成特定壓力。針對此時之條件，如後述 -19- 201030176 接著，將在微波產生裝置39所產生之特定頻率例如 2.4 5GHz之微波經匹配電路38引導至導波管37。被引導 至導波管37之微波係依序通過矩形導波管3 7b以及同軸 導波管37a，經內導體41而被供給至平面天線31。微波 係自同軸導波管3 7a朝向平面天線31呈放射狀傳播。然 後，微波係從平面天線31之槽狀之微波放射孔32經透過 板28而被放射至處理容器1內中之晶圓W之上方空間。 @ 藉由從平面天線31透過透過板28被放射至處理容器 1之微波，在處理容器1內形成電磁場，氮氣、SiCl4氣體 分別電漿化。Ar氣體即使因應所需而添加亦可。此時，
Ar氣體之流量，從促進對膜的損傷或SiCl4之分解的觀點 來看，以少於N2、SiCl4氣體之全流量的量進行供給爲佳 。然後，在電漿中原料氣體之分解有效率進行，藉由 SiCl3、N等之活性種（離子、自由基等）之反應，堆積氮化 矽（SiN :在此，Si和N之組合比不一定以化學計量來決定 @ ，而是藉由成膜條件取得不同値。以下爲相同）之薄膜。 在基板形成氮化矽膜之後，附著於腔室內之氮化矽膜將當 作洗淨氣體之C1F3氣體供給至腔室內，藉由100〜500°C ，最佳爲200〜3 00°C之熱洗淨除去。再者，於使用NF3當 作洗淨氣體之時，在室溫〜3 0(TC生成電漿執行。 以上之條件係當作製程配方被保存在控制部50之記 憶部53。然後，藉由製程控制器51讀出其製程配方，將 控制訊號發送至電漿CVD裝置1 〇〇之各構成例如加熱器 -20- 201030176 電源5a、氣體供給機構18、排氣裝置24、微波產生裝置 3 9等，在所欲之條件下實現電漿CVD處理。 如第4圖爲在電漿CVD裝置1〇〇中所執行之氮化矽 膜之製造工程的工程圖。如第4圖（a)所示般，在任意之基 底層（例如，Si基板）60上，使用電漿CVD裝置100而執 行電漿CVD處理。在該電漿CVD處理中，使用包含 SiCl4氣體和氮氣之成膜氣體，利用以下之條件來執行。 〇 處理壓力係設定在O.lPa以上6.7Pa以下之範圍內， 最佳爲設定在O.lPa以上4Pa以下之範圍內。處理壓力越 低越佳，上述範圍之下限値0.1 Pa爲根據裝置上之限制（高 真空度之界限）所設定之値。當處理壓力超過6.7Pa時，不 持續進行SiCl4氣體之分解，無法充分成膜，故不理想。 再者，對於合計氣體流量，以將SiCl4氣體之流量比（ 例如，SiCl4氣體/合計氣體流量之百分率）設爲〇.〇3 %以上 1 5 %以下爲佳，0 · 0 3 %以上1 %以下爲更佳。並且，s i C14氣 ® 體之流量係以設定成〇.5mL/min(sccm)以上1 〇mL/min(sccm)以 下爲佳，設定成〇_5mL/min(sccm)以上2mL/min(sccm)以下 爲更佳。 再者，對於合計處理氣體流量，將氮氣流量之比（n2 氣體/合計處理氣體流量之百分率設爲5%以上99%以下 爲佳，40%以上99°/。以下爲更佳。並且，氮氣之流量設定 爲 50mL/min(sccm)以上 1 〇〇〇mL/min(sccm)以下，以 3 00mL/min(sccm)以上 1 000mL/min(sccm)以下爲佳， 300mL/min(sccm)以上 600mL/min(sccm)以下爲更佳。 201030176 再者，SiCl4/N2之氣體流量比以0.005以下爲佳。 再者，對於合計處理氣體流量，將Ar氣體之流量比（ 例如Ar氣體/合計處理氣體流量之百分率）設爲〇以上90% 以下爲佳，0以上60%以下爲更佳q更佳爲少於Ν2和 SiCl4之合計流量。並且，惰性氣體之流量以設定成 OmL/min(sccm)以上 1000mL/min(sccm)以下爲佳，以設定 成 OmL/min(sccm)以上 200mL/min(sccm)以下爲更佳。 再者，電漿CVD處理之處理溫度係將載置台2之溫 @ 度設定在300t以上低於60CTC，最若設定在400°C以上 5 50°C以下之範圍內爲較佳。 再者，電漿CVD裝置100中之微波輸出係將透過板 28之單位面積之功率密度設在0.25〜2.56W/cm2之範圍內 爲佳。更佳爲0.767〜2.56W/cm2。微波輸出係可以自例如 500〜5000W之範圍內，以因應目的而成爲上述範圍內之 功率密度之方式，予以選擇，較理想爲1 500〜5000W之 範圍。 ❹ 藉由上述電漿 CVD，如第 4圖（b)所示般’形成 SiCl4/N2氣體之電漿，可堆積氮化矽膜（SiN膜）70。因藉 由使用電漿CVD裝置100，可以在例如2nm〜300nm之範 圍內，更佳爲2nm〜5 Onm之範圍內之膜厚形成氮化矽膜 ，故爲有利。 以上般所取得之氮化矽膜70爲緻密且絕緣性優良， 不含有來自成膜原料之氫原子（H)。即是，氮化砍膜7〇爲 膜中不含有來自原料之Η原子的絕緣膜。因此’可以防止 -22- 201030176 因氫而對裝置產生壞影響（例如，NBTI等），提高裝置之信 賴性。因此’藉由本發明方法所形成之氮化矽膜7 0可以 較佳利用於例如求取閘極絕緣膜、閘極絕緣膜周邊之襯墊 、層間絕緣膜、保護膜、蝕刻阻止層等之用途。 [作用] 在本發明之氮化矽膜之形成方法中，就以成膜原料而 Φ 言，藉由使用SiCl4和氮氣，可以形成實質上不含有來自 成膜原料之氫原子（H)的氮化矽膜。在本發明中所使用之 SiCl4在電漿中，應係循著以下i)〜iv)所示之階段而進行 分解反應。 i) SiCl4— SiCl3 + Cl ii) SiCl3-> SiCl2 + Cl + Cl iii) SiCl2— SiCl + Cl + Cl + Cl ❹ iv) SiCl— Si + Cl + Cl + Cl + Cl [在此，Cl係指離子之意] 如以往之電漿CVD法所使用之電漿般’電子溫度高 之電漿中，藉由電漿高之高能量’上述i)〜iv)所示之分解 反應容易進行，SiCU分子分散而容易成爲高分解狀態。 因此，自SiCl4分子多量生成持有蝕刻作用之活性種之C1 離子等之鈾刻劑，蝕刻成爲支配性，無法堆積氮化矽膜。 因此，SiCU氣體無法當作至今以工業規模被實施之電漿 -23- 201030176 CVD之成膜原料使用。 在本發明方法中所使用之CVD裝置100係藉由具有 多數槽（微波放射孔32)之平面天線31將微波導入至處理 容器1內而生成電漿之構成，可以形成低電子溫度之電漿 。因此，使用電漿CVD裝置100，藉由將處理壓力和處理 氣體之流量控制成上述範圍，即使使用SiCl4氣體當作成 膜原料，因電漿之能量低，故分解停留在SiCl3、SiCl2之 比率多，且維持低分解狀態，成膜成爲支配性。即是，因 藉由低電子溫度、低能量之電漿，SiCl4分子之分解至上 述i)或ii)之階段被抑制，可以抑制對成膜造成壞影響之 上述蝕刻劑（C1離子等）之形成，故成膜成爲支配性。 再者，因依據本發明方法之電漿爲低電子溫度並且高 濃度產生電子密度，故SiCl4氣體之分解容易，多量生成 SiCl3離子，再者，結合能量之高氮氣（N2)也在高濃度電漿 內分解而成爲N離子。然後，可想SiCl3離子和N離子反 應而生成SiN。因此，藉由使用氮氣（N2)，可形成氮化矽 膜。依此，使用將SiCl4氣體當作原料之電漿CVD，離子 之膜中損害較少，可形成含氫量極少之優質的氮化矽膜。 再者，電漿CVD裝置100因不藉由低電子溫度之電 漿急速分解成膜原料氣體，故藉由緩和分解溫和執行分解 ，故有容易控制氮化矽膜之堆積速度（成膜率）之特點。因 此，從例如2nm左右之薄膜至300nm左右之比較厚的膜 厚，可以邊控制膜厚邊執行成膜。 第5圖（a)' (b)、（c)係表示氮化矽膜之折射率，和成 201030176 膜時之處理壓力、微波輸出、氮氣（N2)之流量之關係，第 5圖（a)、（b)、（c)之成膜條件基本上如同下述。 [電漿CVD條件] 處理溫度（載置台）：500°C 微波功率：3kW(功率密度1.53W/cm2) 處理壓力：2.7Pa _ SiCU 流量：1 mL/min(sccm) N2 氣體流量：400mL/min(sccm) 第5圖（a)爲表示氮化矽膜之折射率和成膜時之處理壓 力之關係。第5圖（a)可知處理壓力越小，有折射率變高之 傾向，處理壓力在5Pa，折射率則爲1.82左右，在處理壓 力4Pa，折射率高於1.85爲佳。再者，在處理壓力10P a ，折射率於1 .70爲低不理想。 第5圖（b)表示氮化矽膜之折射率和成膜時之微波輸出 Φ 之關係。從第5圖（b)可知微波輸出越大，折射率越高，若 微波輸出爲1 000W以上時，折射率則成爲1.85以上較理 想。 第5圖（c)表示氮化矽膜之折射率和成膜時之氮氣（N2) 之流量的關係。由第5圖（c)可知，處理壓力越低，再者越 增加氮氣（N2)之流量，折射率有變高之傾向，在處理壓力 5Pa，以氮氣（N2)之流量爲 600mL/min(sccm)，折射率爲 1-85爲佳，並且在處理壓力爲2.7Pa，以300mL/min(sccm)， 折射率高爲1.90更爲理想。但是，在處理壓力l〇pa，氮 -25- 201030176 氣（N2)之流量爲300mL/min(sccm)’折射率低爲i 65較不 理想。 以下針對確認本發明之效果的實驗資料予以說;明。在 此，在電獎CVD裝置100中，使用SiCl4氣體以及n2氣 體，以下述條件在砂基板上以50nm之膜厚形成有氮化砂 膜。針對該氮化砍膜’藉由二次離子質譜法（RBS-SIMS)測 量膜中所含之氫、氮、矽之各原子之濃度。將其結果表示 於第6圖。 再者，爲了比較，除使用二矽烷（Si2H6)代替SiCl4當 作成膜原料之外，即使針對以相同條件執行電漿CVD而 所形成之氮化矽膜，以及藉由下述條件之LPCVD(減壓 CVD)所形成之氮化矽膜，也同樣執行依據SIMS之測量。 [電漿CVD條件]
處理溫度（載置台）：400°C 微波功率：3kW(功率密度1.53W/cm2:透過板之單位 面積） 處理壓力：2.7Pa
SiCU 流量（或是 Si2H6 流量）：lmL/min(sccm) N2 氣體流量：450mL/min(sccm)
Ar 氣體流量：40mL/min(sccm) [LPCVD 條件]
處理溫度：780°C 201030176 處理壓力：1 33Pa
SiH2Cl2 氣體+NH3 氣體：100+1000mL/min(sccm) SIMS之測量係以以下條件實施。 使用裝置：ΑΤΟΜΙΚΑ 4500型（ΑΤΟΜΙΚΑ公司製）二次 離子質譜法裝置 一次離子條件：Cs+、IkeV，大約20ηΑ 照射區域：大約350χ490μιη φ 分析區域：大約65χ92μηι 二次離子極性：負 帶電補正：有 並且，SIMS結果中之氫原子量係使用以藉由1183/1111-ERDA(High Resolution Elastic Recoil Detection Analysis) 所定量之標準樣本之H濃度（6.6xl021atoms/cm3)而算出之 相對敏感係數（RSF)而將Η之二次離子強度換算成原子濃 度（RBS-SIMS測量法）。 φ 第6圖（a)爲表示藉由本發明方法使用SiCl4 + N2而所 成膜之氮化矽膜，同圖（b)爲表示依據LPCVD的氮化矽膜 ，同圖（c)爲表示將Si2H6 + N2設爲原料之氮化矽膜之測量 結果。依據第6圖，在本發明方法中所形成之SiN膜係膜 中所含之氫原子之濃度爲2xl02Gatoms/cm3，爲SIMS-RBS 測量機器之檢測界限水準。另外，以 LPCVD、Si2H6+N2 所形成之SiN膜係膜中所含之氫原子之濃度分別爲2x 1 0 2 1 a t 〇 m s / c m3 以上，1 X 1 0 2 2 a t o m s / c m3 以上。由該結果， 可以確認出在本發明方法所取得之SiN膜與在以往方法所 -27- 201030176 形成之SiN膜不同，實質上在膜中不含有氫。即是，若藉 由本發明方法，可以形成氫原子爲9.9xl02()at〇mS/Cm3以 下之SiN膜。 再者，針對以上述SiCl4 + N2爲原料之氮化矽膜（本發 明）、依據LPCVD的氮化矽膜、以Si2H6 + N2爲原料之氮化 矽膜，依據傅立葉紅外線分光光度計（FT-IR)執行測量。將 其結果表示於第7圖（a)、（b)。並且，第7圖（b)爲第7圖 (a)之重要部位放大圖。在依據LPCVD的氮化矽膜，和以 Si2H6 + N2爲原料之氮化矽膜中，雖然於波數3300[/cm]附 近檢測出N-H結合之固有峰値，但是在以SiCl4+N2爲原 料之本發明之氮化矽膜中，無檢測出上述峰値。由該結果 ，確認出以SiCl4 + N2爲原料之本發明的氮化矽膜，係在膜 中檢測出N-H結合之下限以下的水準。 接著，藉由0.5重量百分比濃度之吸有氟酸（HF)對以 上述條件所成膜之各SiN膜進行60秒間處理而測量蝕刻 深度，評估蝕刻耐性。將其結果表示於第8圖。並且，在 第8圖中，爲了比較，也記載針對藉由使用在950 °C成膜 之熱氧化（WVG :使用水蒸氣產生器，使02及H2燃燒而 生成水蒸氣予以供給之方法）而所形成之氧化矽膜的結果 〇
以本發明方法之3丨(：14 + %作爲成膜原料所取得之SiN 膜之蝕刻率爲0.〇25nm /秒。另外，以Si2H6 + N2作爲成膜 原料而所取得之SiN膜之蝕刻率爲0.01 5nm/秒，在780°C 依據LPCVD成膜的SiN膜之餓刻率爲0.02nm/秒，在950°C 201030176 依據熱氧化成膜的si〇2膜之蝕刻率爲〇.〇87nm/秒。由該 結果，可知藉由以SiCU + N2作爲成膜原料之本發明方法所 取得之SiN膜盡管在400°C成膜’爲具有與在780°C成膜 之LPCVD之SiN膜相同水準之蝕刻耐性的緻密性高的膜 。再者，藉由本發明方法所取得之SiN膜之蝕刻耐性，比 起以Si2H6+N2作爲成膜原料而所取得之SiN膜也無太大 差異，再者，顯示著比起依據熱氧化之Si02膜具有格外 φ 優良之蝕刻耐性。因此，本發明方法比起以往之成膜方法 ，顯示著可以一面大幅度抑制增加熱預算，一面形成緻密 優質之SiN膜。 如上述般，本發明之氮化矽膜之形成方法，係可以藉 由使用含有SiCl4氣體之成膜氣體，選擇SiCl4氣體或N2 氣體之流量比和處理壓力而執行電漿CVD，在晶圓W上 ，製造優質膜中之氫原子濃度爲9.9xl02()atoms/cm3以下 之氮化矽膜。如此一來所形成之不含氫之氮化矽膜，可以 φ 適用於例如閘極絕緣膜、閘極絕緣膜周邊之襯墊、層間絕 緣膜、保護膜、蝕刻阻止模等之用途，在該些用途中，可 以防止因氫原子所引起之信賴性下降的效果。 以上，雖然敘述本發明之實施型態，但是本發明並限 定於上述實施型態，當然可作各種之變形。 【圖式簡單說明】 第1圖爲適用於氮化矽膜之形成之電槳CVD裝置之 一例的槪略剖面圖。 -29 - 201030176 第2圖爲平面天線之構造的圖面。 第3圖爲表示控制部之構成之說明圖。 第4圖爲表示本發明之氮化矽膜之形成方法之工程例 的圖面。 第5圖爲本發明之氮化矽膜之折射率對成膜時之處理 壓力、微波輸出、N2氣體流量之依存性的曲線圖。 第6圖爲表示SIMS測量之結果的曲線圖。 第7圖爲表示FT-IR測量之結果的曲線圖。 第8圖爲表示濕蝕刻試驗之結果的曲線圖。 【主要元件符號說明】 1 :處理容器 2 :載置台 3 :支撐構件 5 :加熱器 1 2 :排氣管 14、15 :氣體導入部 1 6 :搬入搬出口 1 7 :閘閥 1 8 :氣體供給機構 1 9 a :氮氣供給源 19b :含Si氣體供給源 19c :惰性氣體供給源 24 :排氣裝置 -30- 201030176 27 :微波導入機構 2 8 :透過板 29 :密封構件 3 1 :平面天線 32 :微波放射孔 3 7 :導波管 39 :微波產生裝置 〇 5 〇 :控制部 100:電漿CVD裝置 W :半導體晶圓（基板）

Claims (1)

  1. 201030176 七、申請專利範園： 1· 一種氮化矽膜，在藉由具有多數孔之平面天線將微 波導入至處理容器內生成電漿而執行成膜之電漿CVD裝 置中’使用含有由矽原子和氯原子所構成之化合物之氣體 和氮氣之處理氣體，執行電漿CVD法，依此被成膜而構 成，其特徵爲： 藉由二次離子質譜法（SIMS)所測量之氫原子之濃度爲 9.9xl02Gatoms/cm3 以下。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之氮化矽膜，其中， 在藉由傅立葉變換紅外線分光光度計（FT-IR)的測量中 不檢測出N-H結合之峰値。 3. —種氮化矽膜之形成方法，在藉由具有多數孔之平 面天線將微波導入至處理容器內生成電漿而執行成膜之電 漿CVD裝置中，藉由電漿CVD法在被處理體上形成氮化 矽膜，其特徵爲： 具備有將上述處理容器內之壓力設定成O.lPa以上 6.7P a以下之範圍內，使用包含由矽原子和氯原子所構成 之化合物氣體和氮氣的處理氣體而執行電漿CVD，依此形 成依據二次離子質譜法（SIMS)所測量的氫原子之濃度爲 9.9xl02Gat〇mS/cm3以下之氮化矽膜的工程。 4. 如申請專利範圍第3項所記載之氮化矽膜之形成方 法，其中， 由上述矽原子和氯原子所構成之化合物爲四氯化矽 (SiCl4)。 201030176 5 .如申請專利範圍第4項所記載之氮化矽膜之形成方 法，其中， 上述SiCl4氣體對全處理氣體之流量比率在0.03%以 上1 5 %以下之範圍內。 6 .如申請專利範圍第4或5項所記載之氮化矽膜之形 成方法，其中， 上述氮氣對全處理氣體之流量比率在5%以上99%以 Φ 下之範圍內。 7. —種電腦可讀取之記憶媒體，記憶有在電腦上動作 之控制程式，其特徵爲： 上述控制程式於實行時，以執行電漿CVD之方式， 使電腦控制上述電漿CVD裝置，上述電漿CVD係在藉由 具有多數孔之平面天線將微波導入至處理容器內生成電漿 而執行成膜之CVD裝置中，將上述處理容器內之壓力設 定成O.lPa以上6.7Pa以下之範圍內，使用包含由矽原子 ® 和氯原子所構成之化合物氣體和氮氣的處理氣體，而形成 依據二次離子質譜法（SIMS)所測量的氫原子之濃度爲9_9x 102Qatoms/cm3以下之氮化砂膜。 8. —種電漿CVD裝置，藉由電漿CVD法在被處理體 上形成氮化矽膜，其特徵爲：具備 處理容器，在收容被處理體之上部具有開口； 介電體構件，用以塞住上述處理容器之開口； 平面天線，被設置在上述介電體構件上，具有用以將 微波導入至上述處理容器內而生成電漿之多數孔； -33- 201030176 氣體導入部，連接於用以將處理氣體供給至上述處理 容器內之氣體供給機構； 排氣機構，用以減壓排氣上述處理容器內；和 控制部，用以控制成執行電漿CVD，該電漿CVD係 在上述處理容器內，將壓力設定成O.lPa以上6.7Pa以下 之範圍內，自連接於上述氣體供給機構之氣體導入部使用 包含由矽原子和氯原子所構成之化合物氣體和氮氣的處理 氣體，形成依據二次離子質譜法（SIMS)所測量的氫原子之 © 濃度爲9.9xl02Qat〇ms/Cm3以下之氮化矽膜。
    -34-
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI567791B (zh) * 2014-08-28 2017-01-21 Sumco Corp A semiconductor epitaxial wafer and a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing the solid-state photographic element
TWI617035B (zh) * 2012-07-27 2018-03-01 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置
TWI621732B (zh) * 2014-04-21 2018-04-21 Tokyo Electron Ltd 密封膜之形成方法及密封膜製造裝置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103119197A (zh) * 2010-08-31 2013-05-22 株式会社岛津制作所 非晶质氮化硅膜及其制造方法
JP6232219B2 (ja) * 2013-06-28 2017-11-15 東京エレクトロン株式会社 多層保護膜の形成方法
CN109735829B (zh) * 2017-10-27 2021-02-26 中国电子科技集团公司第四十八研究所 氮化硅薄膜的沉积方法、氮化硅薄膜及perc电池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5996736A (ja) * 1982-11-26 1984-06-04 Hitachi Ltd 半導体装置
JP2000058483A (ja) * 1998-08-05 2000-02-25 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JP3148183B2 (ja) * 1998-08-31 2001-03-19 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JP2002176053A (ja) * 2000-12-05 2002-06-21 Sony Corp 半導体装置の製造方法
JP4715207B2 (ja) * 2004-01-13 2011-07-06 東京エレクトロン株式会社 半導体装置の製造方法及び成膜システム
US7314835B2 (en) * 2005-03-21 2008-01-01 Tokyo Electron Limited Plasma enhanced atomic layer deposition system and method
JP4434149B2 (ja) * 2006-01-16 2010-03-17 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体
JP2008124424A (ja) * 2006-10-16 2008-05-29 Tokyo Electron Ltd プラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI617035B (zh) * 2012-07-27 2018-03-01 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置
US10141337B2 (en) 2012-07-27 2018-11-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
TWI621732B (zh) * 2014-04-21 2018-04-21 Tokyo Electron Ltd 密封膜之形成方法及密封膜製造裝置
TWI567791B (zh) * 2014-08-28 2017-01-21 Sumco Corp A semiconductor epitaxial wafer and a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing the solid-state photographic element

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