TW201207944A - Method and apparatus for producing silicon nitride film - Google Patents

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Description

201207944 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於半導體元件之氮化矽膜之製造方 法及裝置。 【先前技術】 作為用於半導體元件之氮化矽膜之製造方法及裝置’已 知有電聚CVD(chemical vapor deposition’化學氣相沈積） 法及電漿CVD裝置。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利特開2009-177046號公報 [專利文獻2]曰本專利特開2002-368084號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 氮化矽膜（以下稱為SiN膜）因其高折射率、高穿透性之 特性，而使用於CCD(Charge-Coupled Device，電荷輕合裝 置）、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor， 互補金氧半導體）之影像感測器用透鏡，或者因其阻隔性 之特性而使用於配線之最終保護膜。目前，隨著半導體元 件之微細化，向高縱橫比之微孔（孔徑：0未達1 μιη、縱橫 比為1以上之孔）内嵌埋成膜SiN膜之要求不斷增加。
為向高縱橫比之微孔内嵌埋成膜SiN膜，需要施加偏壓 功率而進行成膜。本發明之發明者等人已經於專利文獻1 中提出當施加偏壓功率時，使用適當之製程條件成膜SiN 156204.doc 201207944 膜，藉此可降低膜應力，抑制膜剝離。然而，即便於使用 此種製程條件之情形時，亦存在基板周邊部（表面〜斜面部 分）產生微小之發泡之情形。若產生此種發泡，則由發泡 引起之微粒於基板周邊部增加，故而難以適用於微粒之管 理嚴格之半導體元件。 本發明係鑒於上述問題研製而成者，其目的在於提供一 種於施加偏壓功率而成膜氮化矽膜時抑制基板周邊部之發 泡之產生的氮化矽膜之製造方法及裝置。 [解決問題之技術手段] 解決上述問題之第1發明之氮化矽膜之製造方法係將用 於半導體元件之氮化矽膜藉由電漿處理而形成於基板上 者；其特徵在於： 對上述基板施加偏壓，並且於施加上述偏壓之後，開始 上述氮化矽膜之原料氣體之供給，而形成上述氮化矽膜。 解決上述問題之第2發明之氮化矽膜之製造方法係如上 述第1發明之氮化矽膜之製造方法，其中 於上述氮化矽臈之形成之前，不對上述基板施加偏壓而 形成其他氮化矽膜，並且於上述其他氮化矽膜之形成結束 時，停止上述原料氣體之供給，在施加上述偏壓之後，再 次開始上述原料氣體之供給，而形成上述氮化矽膜。 解決上述問題之第3發明之氮化矽膜之製造方法係如上 述第1發明之氮化矽膜之製造方法，其中 於上述氮化矽膜之形成之前，藉由使用惰性氣體之電漿 處理，而進行上述基板之加熱，並且當形成上述氮化矽膜 156204.doc 201207944 時’於已施加上述偏壓之狀態下，開始上述原料氣體之供 給，而形成上述氮化矽膜。 解決上述問題之第4發明之氮化矽膜之製造方法係如上 述第1至第3發明中任一發明之氮化石夕膜之製造方法，其中 於上述氮化矽膜之形成開始時，在將上述偏壓之功率保 持固定之後，開始上述原料氣體之供給。 解決上述問題之第5發明之氮化矽膜之製造方法係如上 述第1至第3發明中任一發明之氮化石夕膜之製造方法，其中 於上述氮化矽膜之形成結束時，停止上述原料氣體之供 給，在將殘存之上述原料氣體排出之後，停止上述偏壓之 施加。 解決上述問題之第6發明之氮化矽膜之製造裝置係將用 於半導體元件之氮化矽膜藉由電漿處理而形成於基板上 者；其特徵在於： 包括對上述基板施加偏壓之偏壓供給機構、及 供給上述氮化矽膜之原料氣體之原料氣體供給機構， 在上述偏壓供給機構對上述基板施加偏壓之後，上述原 料氣體供給機構開始上述原料氣體之供給，而形成上述氮 化矽膜。 解決上述問題之第7發明之氮化矽膜之製造裝置係如上 述第6發明之氮化矽膜之製造裝置，其中 於上述氮化矽膜之形成之前，在上述偏壓供給機構不對 上述基板施加偏壓之狀態下，上述原料氣體供給機構進行 上述原料氣體之供給，形成其他氮化矽膜，並且於上述其 156204.doc 201207944 他氮化矽膜之形成結束時，上述原料氣體供給機構停止上 述原料氣體之供給’在上述偏壓供給機構對上述基板施加 偏壓之後’上述原料氣體供給機構再次開始上述原料氣體 之供給〇 解決上述問題之第8發明之氮化矽膜之製造裝置係如上 述第6發明之氮化矽膜之製造裝置，其中 進而包括供給惰性氣體之惰性氣體供給機構， 於上述氮化矽膜之形成之前’上述惰性氣體供給機構進 行上述惰性氣體之供給，藉由使用上述惰性氣體之電漿處 理而進行上述基板之加熱，並且於形成上述氮化矽膜時， 在上述偏壓供給機構已對上述基板施加偏壓之狀態下，上 述原料观體供給機構開始上述原料氣體之供給。 解決上述問題之第9發明之氮化石夕膜之製造裝置係如上 述第6至第8發明中任一發明之氮化石夕膜之製造裝置，其中 於上述氮化碎膜之形成開始時’在上述偏壓供給機構將 上述偏壓之功率保持固定之後，上述原料氣體供給機構開 始上述原料氣體之供給。 解決上述問題之第1 〇發明之氮化矽膜之製造裝置係如上 述第6至第8發明中任—發明之氮化石夕膜之製造裝置，其中 於上述氮化矽膜之形成結束時，上述原料氣體供給機構 知止上述原料氣體之供給，在將殘存之上述原料氣體排出 之後，上述偏壓供給機構停止上述偏壓之施加。 [發明之效果] 根據第1、第6發明，於施加偏壓而形成氮化矽膜時，係 156204.doc 201207944 於施加偏壓之後開始原料氣體之供給，故可避免於偏壓功 率較低之狀癌下成膜氮化石夕膜。因此，可避免膜應力之增 加’從而可抑制基板周邊部之發泡之產生或膜剝離。其結 果為可減少微粒》 根據第2、第7發明，於施加偏壓而形成氮化矽膜之前， 形成未施加偏壓之氮化矽膜，並且於施加偏壓而形成氮化 石夕膜時’係於施加偏壓之後開始原料氣體之供給，故可於 已施加偏壓之氮化矽膜之下層，插入變成密接層之未施加 偏壓之氮化石夕膜，且可避免於偏壓功率較低之狀態下成膜 氮化矽膜。因此，可避免膜應力之增加，從而可抑制基板 周邊部之發泡之產生或膜剝離。其結果為可減少微粒。 根據第3、第8發明’於施加偏壓而形成氮化矽膜之前， 進行使用惰性氣體之電漿處理，進行基板之加熱，並且於 施加偏壓而形成氮化矽膜時，係於已施加上述偏壓之狀態 下開始上述原料氣體之供給，故事先進行基板之加熱處 理釋出殘存氣體，於原料氣體供給時（成膜時），可抑制 自基板之氣體釋出，且可避免於偏壓功率較低之狀態下成 膜氮化矽膜。因此，可避免膜應力之增加，從而可抑制基 板周邊部之發泡之產生或膜剝離。其結果為可減少微粒。 根據第4、第9發明，於施加偏壓而形成氮化矽膜時，係 將施加之偏壓之功率保持固定之後，開始上述原料氣體之 供給，故可確實地避免於偏壓功率較低之狀態下成膜氮化 石夕膜。因此’可確實地避免膜應力之增加，從而可確實地 抑制基板周邊部之發泡之產生或膜剝離。其結果為可確實 156204.doc 201207944 地減少微粒。 根據第5、第1 〇發明n亭止原料氣體之供給，並排出 殘存之原料氣體之後，停止偏壓之施加，故可抑制因殘存 之原料氣體引起膜質較差之氮化矽膜之成膜。因此，可避 免膜應力之增加，從而可抑制基板周邊部之發泡之產生或 膜剝離。其結果為可減少微粒。 【實施方式】 以下，針對本發明之氮化矽膜（SiN膜）之製造方法及裝 置，參照圖1〜圖0對其若干實施形態進行說明。 (實施例1) 首先，參照圖1對本實施例中所使用之SiN膜之製造裝置 之構成進行說明。再者，本發明只要為施加偏壓功率而成 膜SiN膜之電m處理裝置，則可應用任意者，尤其較佳為 使用尚錢電榮之電聚CVD裝置，於圖i中係例示該電漿 CVD裝置。 如圖1所示，電聚CVD裝置10包括維持較高真空度之真 空容器11»該真空容器11包括筒狀容器12及頂板13，且藉 由於筒狀容器12之上部安裝頂板13，而形成自外部氣體密 閉之空間。於真空容器11JL，設置有使真空容器n之内部 變成真空狀態之真空裝置14 » 於頂板13之上部設置有生成電漿2RF天線15。於該 天線丨5上經由整合器16而連接有作為高頻電源之rf電源 17。即，自RF電源17供給之RF功率係藉由RF天線15而供 給至電漿。 156204.doc 201207944 於筒狀容器12之側壁之上部設置有氣體供給管i8，該氣 體供給管18將成為成膜之膜之原料的原料氣體及惰性氣體 供給至真空容器11内。於氣體供給fl8上設置有控制原料 氣體及惰性氣體之供給量的氣體供給量控制器（原料氣體 ί、、’’σ機構、惰性氣體供給機構）。於本實施例中，作為原 料氣體，供給有SiH4、乂等，作為惰性氣體，供給有稀有 氣體Ar等。藉由該等氣體之供給，於真空容器“之内部上 方’生成SiH4、Ν2及Ar等之電聚。 於筒狀容器12内之下方’設置有保持作為成膜對象之基 板19的基板支持台20。該基板支持台2〇係由保持基板^之 基板保持部21 '及支持該基板保持部21之支持軸22構成》 於基板保持部21之内部設置有用於加熱之加熱器23，該加 熱器23係藉由加熱器控制裝置24而調整溫度。藉此，可對 電漿處理中之基板19之溫度進行控制。 於基板保持部21上經由整合器25而連接有偏壓電源 26(偏壓供給機構），以便能夠對基板19施加偏壓功率。藉 此，可自電漿中將離子引入至基板19之表面。進而，於基 板保持部21上連接有靜電電源27，以便能夠利用靜電力保 持基板19。該靜電電源27係以rf電源17或偏壓電源26之功 率不迴繞之方式’經由低通濾波器28而連接於基板保持部 21上。 而且’於上述電漿CVD裝置10中設置有主控制裝置29， 該主控制裝置29可分別控制偏壓電源26之偏壓功率、RF電 源17之RF功率、真空裝置14之壓力、加熱器控制裝置24所 156204.doc 201207944 控制之基板溫度、及氣體供給量控制器所控制之氣體供給 量此處冑1中之一點鍵線係指用以將控制信號自主控 制裝置29向偏壓電源26、RF電源17、真空裝置14、加熱器 控制裝置24及氣體供給量控制器發送之信號線。 於上述電漿CVD裝置1〇中，利用主控制裝置29而控制偏 壓功率、RF功率、壓力、成膜溫度及氣體供給量，藉此可 利用電漿處理而於基板19上成膜以^[膜。 此處，參照圖2之時序圖，對先前之SiN膜之製造方法及 其問題點進行說明。再者，於圖2中，僅圖示有肌流量 與偏壓功率，但為生成電漿而自成膜前供給SiH4以外之氣 體N2、Ar或RF功率。 如圖2所示，於先前之SiN膜之製造方法中，siH4及偏壓 功率係於相同之時刻（時間al)開始供給，自相同之時刻（時 間a2)保持固定，並於相同時刻（時間a3)停止供給。然而， 實際上兩者之間會產生微妙之時間差。具體而言，由於控 制信號之延遲或者SiH4流量受其配管長之影響，兩者之間 會產生微妙之時間差。 若於偏壓功率較小之狀態下成膜siN膜，則存在其膜應 力增加’膜剝離產生之問題，但於偏壓功率遲於SiH4而施 加之情形時，當然會於偏壓功率較小之狀態下成膜SiN 膜’其結果為成為SiN膜之膜應力增加、發泡或膜剝離產 生之主要原因。 又’於偏壓功率之施加時，存在基板面内產生偏壓功率 之分佈，且偏壓功率於基板周邊部變低之分佈特性。而 156204.doc • 10· 201207944 且，於偏壓功率遲於SiH4而施加之情形時，基板周邊部之 偏麗功率進而變低’其結果為成為尤其於基板周邊部， SiN膜之膜應力增加、發泡或膜剝離產生之主要原因。 因此’本實施例中，為包括基板周邊部在内而不於偏壓 功率較小之狀態下進行SiN膜之成膜，藉由使用圖3所示之 時序圖，於已確實地施加所需之偏壓功率之狀態下，實施
SiN膜之成膜，藉此減少SiN膜之膜應力，抑制發泡或膜剝 離之產生。 此處’參照圖3之時序圖對本實施例之SiN膜之製造方法 進行說明。再者，於圖3中亦僅圖示有siH4流量與偏壓功 率’但為生成電漿而自成膜前供給SiH4以外之氣體、Ar 或RF功率。 於本實施例之SiN膜之製造方法中，藉由於施加偏壓功 率之後供給Sil^，錯開SiH4與偏壓功率之開始之時刻。具 體而言，如圖3所示’首先’開始偏壓功率之供給（時間 b 1)’使其逐漸增加直至特定之偏壓功率（時間b2)。該特定 之偏壓功率係指即便於基板周邊部SiN膜之膜應力亦不增 加，發泡或膜剝離之偏壓功率亦不產生之偏壓功率。本實 施例中作為特定之偏壓功率之一例，對3〇〇 mm徑之Si基板 施加2.7 kW偏壓功率。 其次’於將特定之偏壓功率保持固定之後，即於基板面 内之偏壓功率之分佈穩定之後，開始SiH4之供給（時間 b3) ’使其逐漸增加直至特定之SiI^流量（時間。本實施 例中，作為特定之SiH*流量之一例，供給有丨丨5 sccm之 156204.doc 201207944
SiH4。本實施例若於施加偏壓功率之後供給μη4，則可避 免包括基板周邊部在内於低偏壓功率下之成膜之情形，而 在偏壓功率之分佈於基板面内穩定之後開始8出4之供給， 藉此可更確實地避免包括基板周邊部在内於低偏壓功率下 之成膜。 再者’在於成為所需之膜厚之時間進行成膜之後，停止 SiH4及偏壓功率之供給，此處藉由於停止之供給之 後，停止偏壓功率之施加，使SiH4與偏壓功率之停止之時 刻亦錯開。具體而言，如圖3所示，首先逐漸減少siH4之 供給（時間b5)，使其逐漸減少直至SiH4流量為〇，停止供給 (時間b6)。 最後’在將殘存於真空容器11内之SiH*排出之後，逐漸 減少偏壓功率之供給（時間b7)，使其逐漸減少直至偏壓功 率變為0，停止供給（時間b8)»如此，於排出殘存之8出4之 後停止偏壓之施加，故可避免包括基板周邊部在内於低偏 壓功率下之成膜，抑制因殘存之SiH*引起之膜質較差之 SiN膜之成膜。 藉由上述之製造方法，可避免SiN膜之膜應力之增加， 且可抑制於基板周邊部之發泡之產生或膜剝離。其結果為 可減少微粒。 使用圖2所示之時序圖及圖3所示之時序圖，錯開8旧4與 偏廢功率之開始、停止之時刻，將其他條件（siH4流量、 偏壓功率、成膜之合計之膜厚）設定為相同，然後測定微 粒數（粒徑0.2 μηι以上），結果本實施例之微粒數變為先前 156204.doc -12· 201207944 之25·6°/。，減少為大致1/4。再者，於圖3所示之時序圖 中，各開始/停止之時刻設定為以下之時間差。b2-bl=5 秒、b3-b2=2秒、b4-b3=4秒、b6-b5=4秒、b7-b6=4秒、b8_ b7 = 8 秒。 (實施例2) 圖4係說明本實施例之siN膜之製造方法之時序圖。再 者，圖4所示之時序圖亦可於圖！所示之電漿CVD裝置等中 實施’故而此處省略電漿CVD裝置本身之說明。 於本實施例中亦與實施例1同樣地，錯開SiH4與偏壓功 率之開始、停止之時刻，進行siN膜之成膜（製程P2)，但 本實施例中’係成膜施加有偏壓功率之SiN膜，且於製程 P2之前’成膜未施加偏壓功率膜（製程pi)。 參照圖4之時序圖及圖5所示之siN膜之膜構造之剖面圖 對此說明。再者，於圖4中亦僅圖示有SiH*流量與偏壓功 率，但為生成電漿而自成膜前供給有SiH4以外之氣體、 Ar或RF功率。 於本實施例之SiN膜之製造方法中，首先作為製程ρι， 於基板19上成膜未施加偏壓功率之SiN膜（以下稱為無偏壓
SiN膜）31。具體而s，如圖4所示，於未施加偏壓功率 之狀態下，開始SiH4之供給（時間cl)，使其逐漸增加直至 特定之·4流量（時間c2)。&、㈣RF功率係與該哪控 制之時刻同步地進行控制。將該等製程條件保持固定，進 行成膜直至成為所需之膜厚之時間c3，然後於相同時刻 (時間c3)停止該siH4之供給。 156204.doc 201207944 再者’作為無偏壓SiN膜，例如，只要設為以下之成膜 條件之範圍，便可獲得下述之特性。
成膜溫度：50°C ~400°C 相對於S1H4及N2之總流量之rf功率：7W/sccm以下 氣體流量比：SiH4/(SiH4+N2)=〇.〇36〜0.33 其後’作為製程P2，於無偏壓SiN膜3丨上成膜有已施加 偏壓功率之SiN膜（以下稱為偏壓SiN膜）32。此時，siH4與 偏壓功率之開始之時刻與實施例1同樣地錯開。具體而 3，如圖4所示，首先開始偏壓功率之供給（時間d丨），與實 施例1同樣地’使其逐漸增加直至特定之偏壓功率（時間 d2)。於本實施例中，作為特定之偏壓功率之一例亦對 300 mm徑之Si基板施加2.7 kw之偏壓功率。 其次，於將特定之偏壓功率保持固定之後，即於基板面 内之偏壓功率之分佈穩定之後，開始SiH4之供給（時間 d3) ’使其逐漸增加直至特定之SiH4流量（時間d4)。於本實 施例中，作為特定之SiH4流量之-例，亦供給有115 sccm 之S1H4 »本實施例中，若於施加偏壓功率之後供給§出4， 則亦可避免包括基板周邊部在内於低偏壓功率下之成膜， 而藉由於偏壓功率之分佈在基板面内穩定之後開始“Η*之 供給，可更確實地避免包括基板周邊部在内於低偏壓功率 下之成膜。 而且，於在成為所需之膜厚之時間進行成膜之後，與實 施例1同樣地’藉由於停止SiH4之供給之後停止偏壓功率 之施加，使SiH4與偏壓功率之停止之時刻亦錯開。具體而 156204.doc 14 201207944 言，如圖4所示，首先逐漸減少SiEU之供給（時間d5)，使其 逐漸減少直至SiH4流量為0 ’停止供給（時間d6)。 最後，在將殘存於真空容器11内之SiH4排出之後，逐漸 減少偏壓功率之供給（時間d7)，使其逐漸減少直至偏壓功 率變為0，停止供給（時間d8)。如此，於排出殘存之siH4之 後停止偏壓之施加，故可避免包括基板周邊部在内於低偏 壓功率下之成膜，從而抑制因殘存之SiH4引起之膜質較差 之SiN膜之成膜。 藉由上述製造方法，可避免SiN膜之膜應力之增加，且 可抑制於基板周邊部之發泡之產生或膜剝離。其結果為可 減少微粒。 如上述般，於施加偏壓功率時，存在基板面内產生偏壓 功率之分佈’且壓功率於基板周邊部偏變低之分佈特性。 進而，SiN膜通常膜應力較高，若直接於Si基板表面成 膜，則有由於該膜應力而於基板周邊部產生發泡或膜剝離 之虞。因此，於本實施例中，如圖5所示，藉由於基板19 與偏壓SiN膜之間插入成為基板丨9與偏壓siN膜之密接層之 無偏壓SiN膜，而抑制SiN膜之膜應力之增加，且抑制發泡 或膜剝離之產生。如此，本實施例在於以基板表面直接成 膜SiN膜時尤其有效。 使用圖2所示之時序圖及圖4所示之時序圖，將議4與偏 力率之開始、止之時刻錯開’並將其他條件（S出*流 里，偏壓功率、成膜之合計之膜厚）設定為相同，然後測 定微粒數。再者’使關2所示之時序圖而成膜之_膜之 156204.doc 15 201207944 合計之膜厚設為1000 nm，使用圖4所示之時序圖而成膜之 無偏壓SiN膜31之膜厚設為2〇〇 nm、偏壓SiN膜32之膜厚設 為800 rim’其等之合計之膜厚設為1〇〇〇 nm。測定該等SiN 膜之微粒數（粒徑0.2 μπι以上），結果本實施例之微粒數變 為先前之13_2°/〇，減少為大致1/8左右。再者，於圖4所示 之時序圖中’各開始/停止之時刻設定為以下之時間差。 d2-dl=5秒、d3-d2=2秒、d4-d3=4秒、d6-d5=4秒、d7-d6=4 秒、d8-d7 = 8秒。 (實施例3) 圖6係說明本實施例之SiN膜之製造方法之時序圖。再 者’圖6所示之時序圖亦可於圖1所示之電漿cvd裝置等中 實施，因而此處省略電漿CVD裝置本身之說明。 於本實施例中亦與實施例1同樣地，將SiH4與偏壓功率 之開始、停止之時刻錯開’而進行SiN膜之成膜（製程 P12)，但本實施例中’係成膜施加有偏壓功率之SiN膜， 且於製程P12之前，藉由進行使用惰性氣體之電漿處理， 而進行基板19之加熱（製程P11)。 參照圖6之時序圖對此進行說明。再者，於圖6中，僅圖 示有SiH4流量與偏壓功率’但於製程pu中，為生成電毁 而通常供給有惰性氣體（Ar)或RF功率，N2於製程p 12中係 於與SiH*相同之時刻開始供給’而且於與SiH*相同之時刻 停止供給。 本實施例之SiN膜之製造方法中，首先作為製程pil，於 已施加偏壓功率之狀態下，藉由惰性氣體Ar之電漿處理， 156204.doc • 16 - 201207944 進行基板19之加熱。具體而言，如圖6所示，開始偏壓功 率之供給（時間el)，使其逐漸增加直至特定之㈣功率（時 間e2)冑該等製程條件保持固定，進行加熱直至所需之 加熱時間之時間e3。再者，於本實施例中，作為特定之偏 壓功率之-例’亦對徑之Si基板施加有27kw之偏 壓功率，較佳為根據基板19之加熱溫度進行變更。又，於 製程P11申’作為惰性氣體係使用Ar，但亦可使用&以外 之稀有氣體。X，於製程pu中，亦可不施加偏壓而僅利 用RF功率進行基板加熱。該情形時之偏壓功率之時序圖係 與圖4所示者相同。 其後，作為製程P12，於基板19上成膜有已施加偏壓功 率之SiN^此時’因已經施加偏壓功率進而處於穩定狀 態，故SiHU與偏壓功率之開始之時刻必然錯開。具體而 言，如圖6所示，開始SiH4之供給（時間e3)，使其逐漸增加 直至特疋之S1H4流量（時間e4)。於本實施例中，作為特定 之SiH4流量之—例，亦供給有115 sccm之SiH4。此時，N2 亦同樣地開始供給。本實施例中，於製程pi i中，已經施 加有偏壓功率’偏壓功率之分佈亦於基板面内處於穩定， 因此藉由於製程P11之後，開始SiH4之供給，可更確實地 避免包括基板周邊部在内於低偏壓功率下之成膜。 而且，於成為所需之膜厚之時間進行成膜之後，與實施 例1同樣地’藉由於停止siH4之供給之後停止偏壓功率之 施加，使S1H4與偏壓功率之停止之時刻亦錯開。具體而 5 ’如圖6所示’首先逐漸減少SiH4之供給（時間e5)，使其 156204.doc •17- 201207944 逐漸減少直至SiH4流量為〇，停止供給（時間e6)。 最後，於將殘存於真空容器11内之siH4排出之後，逐漸 減少偏壓功率之供給（時間e7)，使其逐漸減少直至偏壓功 率變為0，停止供給（時間e8) »如此，因於排出殘存之SiH4 後停止偏壓之施加，故可避免包括於基板周邊部在内於低 偏壓功率下之成膜，從而抑制因殘存之siH4引起之膜質較 差之SiN膜之成膜。 藉由上述製造方法可避免SiN膜之膜應力之增加，且 可抑制於基板周邊部之發泡之產生或膜剝離。其結果為可 減少微粒》 又，若於成膜中自基板19釋出氣體，則會因氣體釋出產 生髮泡’成為微粒產生之主要原因。然而，如本實施例 般，藉由於SiN膜之成膜前對基板19進行加熱處理，可抑 制自成膜中之基板19之氣體釋出（例如附著於基板19表面 之水分等）’其結果為可抑制發泡之產生，減少微粒。 [產業上之可利用性] 本發明係適用於用於半導體元件之氮化矽膜者，尤其適 用於CCD/CMOS之影像感測器用透鏡或配線之最終保護膜 (鈍化）。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之氮化矽膜之製造裝置之實施形態之 一例（實施例1)的構成圖》 圖2係說明先前之氮化矽膜之製造方法之時序圖。 圖3係說明本發明之氮化矽膜之製造方法之實施形態之 156204.doc -18· 201207944 一例（實施例1)的時序圖。 圖4係說明本發明之氮 乳化矽膜之製造方法之實施形態之 另一例（實施例2)的時序圖。 圖5係表示使用圖4所示之時序圖成膜之氮化石夕膜之膜構 造的剖面圖。 圖6係說明本發明之氮化矽膜之製造方法之實施形態之 又一例（實施例3)的時序圖。 【主要元件符號說明】 10 電漿CVD裝置 11 真空容器 12 筒狀容器 13 頂板 14 真空裝置 15 RF天線 16 ' 25 整合器 17 RF電源 18 氣體供給管 19 基板 20 偏壓電源 21 基板保持部 22 支持轴 23 加熱器 24 加熱器控制裝置 26 偏壓電源 156204.doc -19- 201207944 27 靜電電源 28 低通遽波器 29 主控制裝置 31 無偏壓SiN膜 32 偏壓SiN膜 156204.doc -20-

Claims (1)

  1. 201207944 七、申請專利範圍： 1· 一種氣化矽膜之製造方法’其係將用於半導體元件之氮 化石夕膜藉由電漿處理而形成於基板上之氮化矽膜之製造 方法；其特徵在於： 對上述基板施加偏壓’並且於施加上述偏壓之後，開 始上述氮化矽膜之原料氣體之供給，而形成上述氮化矽 膜。 2. 如請求項1之氮化矽膜之製造方法，其中 於上述氣化矽膜之形成之前’不對上述基板施加偏壓 而形成其他氣化石夕膜，並且於上述其他氮化^夕膜之形成 結束時，停止上述原料氣體之供給，於施加上述偏壓之 後’再次開始上述原料氣體之供給，而形成上述氮化矽 膜。 3. 如請求項1之氮化矽膜之製造方法，其中 於上述氮化矽膜之形成之前，藉由使用惰性氣體之電 漿處理進行上述基板之加熱，並且當形成上述氮化矽膜 時，於已施加上述偏壓之狀態下開始上述原料氣體之供 給，而形成上述氮化矽膜。 4. 如請求項1至3中任一項之氮化矽膜之製造方法，其中 於上述氮化矽膜之形成開始時，於將上述偏壓之功率 保持固定之後，開始上述原料氣體之供給。 5. 如請求項1至3中任一項之氮化矽膜之製造方法，其中 於上述氮化矽膜之形成結束時，停止上述原料氣體之 供給，在將殘存之上述原料氣體排出之後，停止上述偏 I56204.doc 201207944 麼之施加。 6. —種氮化石夕膜之製造裝置，其係將用於半導體元件之氮 化矽膜藉由電漿處理而形成於基板上之氮化矽膜之製造 裝置；其特徵在於： 包括對上述基板施加偏壓之偏壓供給機構、及 供給上述氮化矽膜之原料氣體之原料氣體供給機構， 於上述偏壓供給機構對上述基板施加偏壓之後’上述 原料氣體供給機構開始上述原料氣體之供給，而形成上 述氮化矽膜。 7. 如請求項6之氮化矽膜之製造裝置，其中 於上述氮化矽膜之形成前，在上述偏壓供給機構不對 上述基板施加偏壓之狀態下，上述原料氣體供給機構進 行上述原料氣體之供給而形成其他氮化矽膜，並且於上 述其他氮化矽膜之形成結束時，上述原料氣體供給機構 停止上述原料氣體之供給，在上述偏壓供給機構對上述 基板施加偏壓之後，上述原料氣體供給機構再次開始上 述原料氣體之供給。 8. 如請求項6之氮化矽膜之製造裝置，其中 進而包括供給惰性氣體之惰性氣體供給機構， 於上述氮化矽膜之形成之前，上述惰性氣體供給機構 進行上述惰性氣體之供給，藉由使用上述惰性氣體之電 漿處理進行上述基板之加熱，並且當形成上述氮化矽膜 時’在上述偏壓供給機構對上述基板施加偏壓之狀態 下，上述原料氣體供給機構開始上述原料氣體之供給。 156204.doc 201207944 9. 如請求項6至8中任一項之氮化矽膜之製造裝置，其中 於上述氮化矽膜之形成開始時，在上述偏壓供給機構 將上述偏壓之功率保持固定之後，上述原料氣體供給機 構開始上述原料氣體之供給。 10. 如請求項6至8中任一項之氮化矽膜之製造裝置，其中 於上述氮化矽膜之形成結束時，上述原料氣體供給機 構停止上述原料氣體之供給，且於將殘存之上述原料氣 體排出之後，上述偏壓供給機構停止上述偏壓之施加。 ]56204.doc
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