67] 在第二反应源70的实例中，在使用包含氧原子的气体如02和0 3的情况中，硅薄膜 110可以与包括在第二反应源70中的氧原子反应并形成为氧化硅膜。或者，在第二反应源 70的实例中，在使用包含氮原子的气体如队和順 3的情况中，硅薄膜110可以与包含在第 二反应源70中的氮原子反应而形成为氮化硅膜。
[0068] 为了在下面将要描述的在等离子体气氛中使硅薄膜110改变为和形成为含硅的 绝缘膜如氧化硅膜或氮化硅膜，在其中装载衬底100的室11内的压力可以保持在例如 0· 05 ~10 托。
[0069] 图7C是显示其中根据本发明示例性实施方案已经实施了第二吹扫的状态的横断 面视图。参考图7B和7C，可以实施第三吹扫以除去剩余的第二反应源70和反应副产物，并 可以形成含硅的绝缘膜120a。含硅的绝缘膜120a可以为例如氧化硅膜或氮化硅膜。
[0070] 在等离子体气氛中形成的含硅的绝缘膜120a如氧化硅膜或氮化硅膜可以具有优 异的膜品质。即使当含硅的绝缘膜120a以具有相对小的厚度形成时，可以获得优异的膜品 质。此外，如上所述，硅薄膜110可以具有优异的膜品质和阶梯覆盖，因此，含硅的绝缘膜 120a也可以具有优异的膜品质和阶梯覆盖。进一步详细地，因为含硅的绝缘膜120a在等离 子体气氛中形成，所以可以获得更好的膜品质。
[0071] 图8是显示其中根据本发明示例性实施方案形成含硅的绝缘膜的状态的横断面 视图。参考图7A~7C，通过重复实施参考图4A~7C描述的工艺，可以形成包括多个含硅 的绝缘膜120a和120b的绝缘膜120。
[0072] 在其中硅薄膜110由含硅的绝缘膜120a构成的情况中，如图7B中所示，硅薄膜 110可以从其暴露的表面转变为绝缘膜。因此，在其中硅薄膜110相对厚的情况中，与硅薄 膜110反应的氧或氮需要透过在硅薄膜110表面上形成的绝缘膜来扩散。因此，绝缘膜的 形成速度会随硅薄膜110厚度的增大而降低。
[0073] 在其中形成的绝缘膜120相对厚的情况中，与其中形成相对厚的硅薄膜并然后一 次形成为绝缘膜的情况相比，通过重复实施形成相对薄的硅薄膜和将形成的硅薄膜形成为 含硅的绝缘膜可以减少加工时间。因此，考虑含硅的绝缘膜所需要的加工时间和厚度，可以 确定参考图4A~7C描述的加工的重复次数。此外，绝缘膜120显示为包括2个含硅的绝 缘膜120a和120b ;然而，绝缘膜可以还包括3个以上含硅的绝缘膜。
[0074] 图9是显示根据本发明示例性实施方案的绝缘膜的生长速度的图。在省略预加 工而沉积绝缘膜的情况中和在预加工之后沉积绝缘膜的情况中，将单个循环的生长速度计 算为将绝缘膜的厚度除以在沉积过程期间重复的循环总次数的值，且生长速度是关于衬底 100整个面积的平均值。如图9中所示，能够确认，包括预加工的绝缘膜120的生长速度比 省略预加工的绝缘膜的生长速度高约10%。
[0075] 上述结果可以解释如下。在预加工过程中，将包含在硅前体50中的氢原子从硅薄 膜110除去而降低硅薄膜110的体积，由此提高硅薄膜110的沉积密度，同时，使得硅前体 50均匀分散在衬底100的表面上。因此，在后续循环中硅前体50可以均匀地吸附在硅薄 膜110的表面上，生长速度会提高，所述生长速度是绝缘膜关于衬底100的整个面积的平均 值。另一方面，在省略预加工的情况中，硅前体50会不均匀地仅分散在衬底100的表面的 一部分上，且在后续循环中硅前体50不会均匀吸附在硅薄膜110的表面上，且生长速度会 下降，所述生长速度是绝缘膜关于衬底100的整个面积的平均值。
[0076] 图10是显示根据本发明示例性实施方案的绝缘膜的湿腐蚀速度（在300:1的缓 冲氧化物腐蚀（BOE)溶液的情况中）的图。如图10中所示，通过热化学气相沉积法沉积的 绝缘膜的湿腐蚀速度为〇. 24,且通过根据相关领域用于形成薄膜的循环沉积法（省略预加 工）沉积的绝缘膜的湿腐蚀速度为0.69。然而，根据上述用于形成薄膜的循环沉积法，绝 缘膜120的湿腐蚀速度为0. 49 (预加工持续时间=0. 25秒）或0. 52 (预加工持续时间= 0. 5秒），且能够理解，与根据相关领域用于形成薄膜的循环沉积法（省略预加工）的绝缘 膜的湿腐蚀速度相比，本发明示例性实施方案中绝缘膜的湿腐蚀速度下降约25%。通过该 结果，能够看出，与根据相关领域用于形成薄膜的循环沉积法（省略预加工）的绝缘膜的结 构相比，根据本发明的示例性实施方案形成的绝缘膜120的结构变得更致密。
[0077] 根据本发明的示例性实施方案，可以沉积具有致密结构的绝缘膜，由此湿腐蚀速 度会下降。此外，可以沉积具有优异膜品质和阶梯覆盖的绝缘膜。
[0078] 尽管上面已经显示并描述了示例性实施方案，但是对于本领域的技术人员显而易 见：在不背离本发明如附属权利要求书所定义的范围的条件下，可以作出修改和变化。
【主权项】
1. 一种用于形成薄膜的循环沉积法，所述方法包括： 通过将硅前体注入装有物体的室内，将硅沉积在所述物体上，并实施第一吹扫，将所述 硅前体的未反应部分和反应副产物从所述室的内部除去，从而在所述物体上形成硅薄膜； 通过在所述室内形成等离子体气氛并供应具有氢原子的第一反应源，对所述硅薄膜的 表面进行预加工；以及 通过在所述室内形成等离子体气氛并供应具有一个或多个氧原子、一个或多个氮原子 或它们的混合物的第二反应源，将所述硅薄膜形成为含硅的绝缘膜。
2. 权利要求1的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述第一反应源是选自如下的一种 或多种气体：NH#PH2。
3. 权利要求1或2的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述第二反应源是选自如下的 一种或多种气体：〇2、〇 3、队和NH 3。
4. 权利要求1或2的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述预加工持续0. 05秒~10 秒。
5. 权利要求1或2的用于形成薄膜的循环沉积法，其中在0. 01托~10托的室压力条 件下实施所述预加工，其中所述物体的温度为50°C~600°C。
6. 权利要求1或2的用于形成薄膜的循环沉积法，其中在0. 01托~10托的室压力条 件下实施所述硅薄膜的形成和所述绝缘膜的形成。
7. 权利要求1或2的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述硅前体包含氨基硅烷或氯 硅烷中的任意一种。
8. 权利要求1或2的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述含硅的绝缘膜为氧化硅膜 或硅绝缘膜。
9. 权利要求1或2的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述预加工或所述绝缘膜的形 成包括：注射选自如下的一种或多种引燃气体：Ar、He、Kr和Xe。
10. 权利要求9的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述第一反应源以IOsccm~ 2000sccm的量注射， 所述引燃气体以IOOsccm~3000sccm的量注射，以及 所述第二反应源以IOsccm~500sccm的量注射。
11. 权利要求1的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述用于形成薄膜的循环沉积法 还包括：在形成所述绝缘膜之后，实施第二吹扫以从所述室的内部除去反应副产物，以及 重复实施所述硅薄膜的形成，所述预加工，所述绝缘膜的形成和所述第二吹扫。
12. 权利要求1的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述硅薄膜的形成包括：将所述沉 积和所述第一吹扫重复1次~10次。
13. 权利要求1的用于形成薄膜的循环沉积法，其中所述硅薄膜的形成包括：使用无定 形硅或具有多晶特性的多晶硅形成所述硅薄膜。
14. 一种半导体制造方法，其包括通过权利要求1和2中一项的用于形成薄膜的循环沉 积法来沉积绝缘膜。
15. -种半导体器件，所述半导体器件包含通过权利要求1和2中一项的用于形成薄膜 的循环沉积法沉积的绝缘膜，其特征在于， 所述绝缘膜具有〇. 4~0. 6的湿腐蚀速度。
【专利摘要】本发明公开了用于形成薄膜的循环沉积法、半导体制造方法和半导体器件。所述用于形成薄膜的循环沉积法包括：通过将硅前体注入装有物体的室内，将硅沉积在所述物体上，并实施第一次吹扫，以将所述硅前体的未反应部分和反应副产物从所述室的内部除去，从而在所述物体上形成硅薄膜；通过在所述室内形成等离子体气氛并供应具有氢原子的第一反应源，对所述硅薄膜的表面进行预加工；以及通过在所述室内形成所述等离子体气氛并供应具有一个或多个氧原子、一个或多个氮原子或它们的混合物的第二反应源，将所述硅薄膜形成为含硅的绝缘膜。
【IPC分类】H01L21-02
【公开号】CN104752165
【申请号】CN201410832079
【发明人】金海元, 金锡允, 申昌勋, 李政勋
【申请人】株式会社Eugene科技
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月26日
【公告号】US20150187560