氧化硅膜的形成方法和氧化硅膜的形成装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及氧化硅膜的形成方法和氧化硅膜的形成装置。
【背景技术】
[0002]在半导体装置等的制造工序中，具有在电介质上形成槽并将氧化硅膜埋入到槽内的工序。在这样的情况下，以往，利用CVD (Chemical Vapor Deposit1n:化学气相沉积)法使甲硅烷(SiH4)那样的硅化合物和过氧化氢发生反应来形成氧化硅膜。
【发明内容】
[0003]发明要解决的问题
[0004]但是，随着半导体装置的微细化，要求增大用于埋入氧化硅膜的槽的深宽比，若深宽比变大，则存在在埋入氧化硅膜时容易产生孔(日文:求彳卜'' )、裂缝(日文A —A )这样的问题。因此，要求一种即使深宽比变大、也能够抑制产生孔、裂缝的氧化硅膜的形成方法。
[0005]本发明提供能够抑制产生孔、裂缝的氧化硅膜的形成方法和氧化硅膜的形成装置。
[0006]用于解决问题的方案
[0007]本发明的第I技术方案提供一种氧化硅膜的形成方法，其是以将氧化硅膜埋入到表面形成有槽的被处理体的所述槽内的方式形成氧化硅膜的方法，其中，该氧化硅膜的形成方法包括以下工序:硅膜形成工序，在该硅膜形成工序中，使硅膜形成于所述被处理体的槽；蚀刻工序，在该蚀刻工序中，对由所述硅膜形成工序形成了的硅膜进行蚀刻；氧化工序，在该氧化工序中，将由所述蚀刻工序蚀刻了的硅膜氧化而形成氧化硅膜；以及埋入工序，在该埋入工序中，以覆盖由所述氧化工序形成了的所述氧化硅膜且埋入到所述被处理体的槽内的方式形成氧化硅膜。
[0008]本发明的第2技术方案提供一种氧化硅膜的形成装置，其用于在被收纳于反应室内且其表面形成有槽的被处理体的所述槽内形成氧化硅膜，其中，该氧化硅膜的形成装置包括:硅膜成膜用气体供给部件，其用于向所述反应室内供给硅膜成膜用气体；蚀刻用气体供给部件，其用于向所述反应室内供给用于对硅膜进行蚀刻的蚀刻用气体；氧化用气体供给部件，其用于向所述反应室内供给用于将所述硅膜氧化而形成氧化硅膜的氧化用气体；氧化硅膜成膜用气体供给部件，其用于向所述反应室内供给氧化硅膜成膜用气体；以及控制部件，其用于控制所述硅膜成膜用气体供给部件、所述蚀刻用气体供给部件、所述氧化用气体供给部件以及所述氧化硅膜成膜用气体供给部件，所述控制部件控制所述硅膜成膜用气体供给部件而在所述被处理体的槽内形成硅膜，控制所述蚀刻用气体供给部件而对形成了的所述硅膜进行蚀刻，控制所述氧化用气体供给部件而将被蚀刻了的所述硅膜氧化并形成氧化硅膜，控制所述氧化硅膜成膜用气体供给部件而以覆盖被形成了的所述氧化硅膜且埋入到所述被处理体的槽内的方式形成氧化硅膜。
[0009]发明的效果
[0010]附图作为本说明书的一部分而被编入本说明书并用于表示本发明的实施方式，与所述的一般性说明以及后述的实施方式的详细描述一起说明本发明的概念。
【附图说明】
[0011]图1是表示本发明的实施方式的处理装置的图。
[0012]图2是表示图1的控制部的结构的图。
[0013]图3是表示对本实施方式的氧化硅膜的形成方法进行说明的制程的图。
[0014]图4是用于说明半导体晶圆的表面形状的图。
[0015]图5是用于对形成其他实施方式的硅膜的工序进行说明的图。
[0016]图6是用于对形成其他实施方式的硅膜的工序进行说明的图。
【具体实施方式】
[0017]以下，说明本发明的氧化硅膜的形成方法和氧化硅膜的形成装置。在下述详细的说明中，为了能够充分地理解本发明而记载很多具体的详细内容。然而，不言自明，在没有这样的详细说明的情况下本领域的技术人员也能够获得本发明。在其他例子中，为了避免难以理解各种实施方式，没有详细地示出公知的方法、步骤、系统、构成要件。
[0018]在本实施方式中，作为氧化硅膜的形成装置，以使用图1所示的批量式的立式处理装置的情况为例进行说明。
[0019]如图1所示，处理装置I具有将长度方向沿着铅垂方向设置的反应管(反应室)2。反应管2具有由内管2a和有顶的外管2b构成的二重管构造，该外管4以覆盖内管2a且与内管2a之间具有规定的间隔的方式形成。如图1的箭头所示，内管2a的侧壁和外管2b的侧壁具有多个开口。内管2a和外管2b由耐热和耐腐蚀性优异的材料、例如石英形成。
[0020]在反应管2的一侧配置有用于将反应管2内的气体排出的排气部3。排气部3以沿着反应管2向上方延伸的方式形成，借助设于反应管2的侧壁的开口而与反应管2相连通。排气部3的上端连接于配置在反应管2的上部的排气口 4。该排气口 4连接有未图示的排气管，在排气管上设置有未图示的阀、后述的真空泵127等压力调整机构。利用该压力调整机构，将自外管2b的一个侧壁侧(处理气体供给管8)供给过来的气体经由内管2a、夕卜管2b的另一个侧壁侧、排气部3以及排气口 4排入排气管，从而将反应管2内控制为期望的压力(真空度)。
[0021]在反应管2的下方配置有盖体5。盖体5由耐热和耐腐性优异的材料、例如石英形成。此外，盖体5构成为能够利用后述的舟皿升降机128上下移动。而且，当盖体5利用舟皿升降机128上升时，将反应管2的下方侧(炉口部分)封闭，当盖体5利用舟皿升降机128下降时，将反应管2的下方侧(炉口部分)敞开。
[0022]在盖体5之上载置有晶圆舟皿6。晶圆舟皿6例如由石英形成。晶圆舟皿6构成为能够在铅垂方向上隔开规定间隔地收纳多张半导体晶圆W。此外，也可以是，在盖体5的上部设置有保温筒、旋转台，在这些构件之上载置晶圆舟皿6，该保温筒用于防止由反应管2的炉口部分引起反应管2内的温度降低，该旋转台以使用于收纳半导体晶圆W的晶圆舟皿6能够旋转的方式载置该晶圆舟皿6。在这些情况下，能够易于将收纳于晶圆舟皿6的半导体晶圆W控制为相同的温度。
[0023]在反应管2的周围，以包围反应管2的方式设置有例如由电阻发热体构成的升温用加热器7。利用该升温用加热器7将反应管2的内部加热到规定的温度，其结果，将收纳于反应管2的内部的半导体晶圆W加热到规定的温度。
[0024]在反应管2的下端附近的侧壁贯穿有用于向反应管2 (外管2b)内供给处理气体的处理气体供给管8。作为处理气体，能够使用如下处理气体:作为硅膜的成膜用气体的乙硅烷(Si2H6)、甲硅烷(SiH4)、作为蚀刻气体的氯气(Cl2)、氟气(F2)、作为氧化气体的氧气
(O2)、臭氧(O3)气体、作为氧化娃膜的成膜气体的TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate:正硅酸乙酯)气体、钛酸钡(BTO)等。
[0025]在处理气体供给管8上，以铅垂方向的规定间隔设置有供给孔，并自供给孔向反应管2(外管2b)内供给处理气体。因此，如图1的箭头所示，能够自铅垂方向的多处向反应管2内供给处理气体。
[0026]另外，在反应管2的下端附近的侧壁贯穿有用于向反应管2(外管2b)内供给作为稀释气体和吹扫气体的氮气(N2)的氮气供给管11。
[0027]处理气体供给管8和氮气供给管11经由后述的质量流量控制器(MFC:Mass FlowController) 125连接于未图示的气体供给源。
[0028]此外，在反应管2内配置有多个用于测量反应管2内的温度的、例如由热电偶构成的温度传感器122、和多个用于测量反应管2内的压力的压力计123。
[0029]此外，处理装置I具有用于执行装置各部分的控制的控制部100。图2表示控制部100的结构。如图2所示，控制部100与操作面板121、温度传感器122、压力计123、加热控制器124、MFC125、阀控制部126、真空泵127、舟皿升降机128等相连接。
[0030]操作面板121具有显示画面和操作按钮，将操作员的操作指示传递到控制部100，另外，在显示画面上显示来自控制部100的各种各样的信息。
[0031]温度传感器122用于测量反应管2内和排气管内等的各部分的温度，并将该测量值通知给控制部100。
[0032]压力计123用于测量反应管2内和排气管内等的各部分的压力，并将该测量值通知给控制部100。
[0033]加热控制器124用于单独控制升温用加热器7，对来自控制部100的指示作出响应，对升温用加热器7通电而对这些升温用加热器7进行加热，此外，单独测量升温用加热器7的耗电并通知给控制部100。
[0034]MFC125配置于处理气体供给管8、氮气供给管11等各配管，该MFC125将在各配管中流动的气体的流量控制为控制部100所指示的量并测量实际流动的气体的流量，并通知给控制部100。
[0035]阀控制部126配置于各配管，用于将配置于各配管的阀的开度控制为控制部100所指示的值。
[0036]真空泵127与排气管相连接，用于将反应管2内的气体排出。
[0037]舟皿升降机128通过使盖体5上升，而将晶圆舟皿6 (半导体晶圆W)装载到反应管2内，通过使盖体5下降，而自反应管2内卸载晶圆舟皿6 (半导体晶圆W)。
[0038]控制部100由制程存储部111、ROM (Read Only Memory:只读存储器)112、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)113、I/0 端口(Input/Output Port:输入 /输出端口)114、CP