氧化硅膜的形成方法和氧化硅膜的形成装置的制造方法_2

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U (Central Processing Unit:中央处理单元)115以及将这些部件彼此相连的总线116构成。
[0039]在制程存储部111中存储有安装用制程和多个工艺用制程。在制造处理装置I的最初只存储有安装用制程。安装用制程是在生成与各处理装置相对应的热模型时被执行的制程。工艺用制程为针对使用者实际上执行的每个处理(工艺)所准备的制程,规定自向反应管2装载半导体晶圆W到卸载处理完毕的半导体晶圆W为止的各部分的温度的变化、反应管2内的压力变化、各种气体的供给的开始和停止的时间以及供给量等。
[0040]ROMl 12 由EEPROM(ElectricalIy Erasable Programmable Read Only Memory:电可擦除可编程只读存储器)、闪速存储器以及硬盘等构成,是用于存储CPU115的动作程序等的存储介质。
[0041]RAMl 13作为CPUl 15的工作区等发挥作用。
[0042]1/0端口 114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,用于控制数据、信号的输入输出。
[0043]CPU115构成控制部100的中枢,用于执行已存储在R0M112的控制程序。此外,CPUl 15根据来自操作面板121的指示,按照存储于制程存储部111的制程(工艺用制程)来控制处理装置I的工作。即,CPUl 15使温度传感器122、压力计123、MFC125等测量反应管2内和排气管内等的各部分的温度、压力、流量等,并基于该测量的数据将控制信号等向加热控制器124、MFC125、阀控制部126、真空泵127等输出,从而按照工艺用制程来控制所述各部分。
[0044]总线116用于在各部分之间传递信息。
[0045]接着,说明使用了如上那样构成的处理装置I的氧化硅膜的形成方法。另外,在以下说明中,构成处理装置I的各部分的动作由控制部100(CPU115)控制。另外,如上所述那样,通过由控制部100(CPU115)控制加热控制器124(升温用加热器7)、MFC125以及阀控制部126等,将各个处理中的反应管2内的温度、压力以及气体的流量等设定为例如遵循如图3所示那样的制程(时序)的条件。
[0046]另外,在本实施方式中,在作为被处理体的半导体晶圆W中,如图4所示,在基板51上的作为电介质的第I硅膜52上形成有槽53,以埋入到该槽53内的方式形成有氧化硅膜。
[0047]首先,将反应管2内设定为规定的温度,例如,如图3的(a)所示那样设定为300°C。另外,如图3的(c)所示,自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气。接着,将收纳有图4的(a)所示的半导体晶圆W的晶圆舟皿6载置在盖体5上。然后,利用舟皿升降机128使盖体5上升,将半导体晶圆W(晶圆舟皿6)装载在反应管2内(装载工序)。
[0048]接下来,如图3的(C)所示,自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气,并且将反应管2内设定为规定的温度,例如,如图3的(a)所示那样设定为400°C。另外,排出反应管2内的气体,将反应管2减压至规定的压力,例如,如图3的(b)所示那样减压至133Pa (ITorr)。并且,使反应管2内在该温度和压力下稳定(稳定化工序)。
[0049]反应管2内的温度优选为200°C?600°C,更优选为350°C?550°C。这是因为,通过将反应管2内的温度控制在这样的范围内,能够提高所形成的硅膜的膜质、膜厚均匀性等。
[0050]反应管2内的压力优选为0.133Pa (0.0OlTorr)?13.3kPa (10Torr)。这是因为,通过将压力控制在这样的范围内,能够促进半导体晶圆W与Si之间的反应。反应管2内的压力更加优选为13.3Pa(0.1Torr)?1330Pa(1Torr)。这是因为,通过将压力控制在这样的范围内,从而容易进行反应管2内的压力控制。
[0051]当反应管2内在规定的压力和温度下稳定时,停止自氮气供给管11供给氮气,而向反应管2内供给成膜用气体。具体而言,如图3的(d)所示,自处理气体供给管8供给规定量的乙硅烷(Si2H6)(吹气工序)。
[0052]供给到反应管2内的乙娃烧在反应管2内被加热而活性化。因此,当向反应管2内供给乙硅烷时,半导体晶圆W与被活性化的Si发生反应,从而使规定量的Si吸附于半导体晶圆W。其结果,如图4的(b)所示,在半导体晶圆W上形成具有槽部54的第2硅膜55。
[0053]在规定量的Si吸附于半导体晶圆W的表面后,停止自处理气体供给管8供给乙硅烷。然后,将反应管2内的气体排出,并如图3的(C)所示那样自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气而将反应管2内的气体排出到反应管2之外(吹扫、真空工序)。
[0054]此外,如图3的(C)所示,自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气,并将反应管2内设定为规定的温度,例如,如图3的(a)所示那样设定为300°C。另外,将反应管2内的气体排出,并将反应管2减压至规定的压力,例如,如图3的(b)所示,减压至40Pa (0.3Torr)。
[0055]在此,反应管2内的温度优选为200 °C?350 °C,更优选为250 °C?325 °C。反应管
2内的压力优选为 1.33Pa(0.0lTorr)?1330Pa(1Torr),更优选为 13.3Pa(0.1Torr)?133kPa (ITorr)。这是因为,通过将反应管2内的温度和压力控制在这样的范围内,能够良好地进行蚀刻。
[0056]接着,停止自氮气供给管11供给氮气,而向反应管2内供给蚀刻用气体。具体而言,如图3的(e)所示,自处理气体供给管8供给规定量的氯气(Cl2)(吹气工序)。
[0057]供给到反应管2内的氯气在反应管2内被加热而活性化,从而对形成于半导体晶圆W的槽53的第2硅膜55进行蚀刻。其结果,如图4的(c)所示,在半导体晶圆W的第2硅膜55上形成V字状的槽部54。
[0058]当在半导体晶圆W的第2硅膜55上形成V字状的槽部54时,停止自处理气体供给管8供给氯气。然后,将反应管2内的气体排出,并如图3的(c)所示那样自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气而将反应管2内的气体排出到反应管2之外(吹扫、真空工序)。
[0059]另外,如图3的(C)所示,自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气,并将反应管2内设定为规定的温度,例如,如图3的(a)所示那样设定为800°C。另外,将反应管2内的气体排出,并将反应管2加压至规定的压力,例如,如图3的(b)所示那样加压至133Pa (ITorr)。
[0060]在此,反应管2内的温度优选为450°C?1000°C,更优选为700°C?900°C。反应管2内的压力优选为0.133Pa (0.0OlTorr)?13.3kPa (10Torr),更优选为13.3Pa(0.1Torr)?1330Pa(1Torr)。这是因为,通过将反应管2内的温度和压力控制在这样的范围内,能够将所形成的硅膜良好地氧化。
[0061]接下来,停止自氮气供给管11供给氮气,而向反应管2内供给氧化用气体。具体而言,如图3的(f)所示,自处理气体供给管8供给规定量的氧气(O2)(吹气工序)。
[0062]供给到反应管2内的氧气在反应管2内被加热而活性化,从而形成氧自由基。所形成的第2硅膜55被该氧自由基氧化,从而如图4的(d)所示那样形成第I氧化硅膜56。
[0063]当第2硅膜55被氧化而形成第I氧化硅膜56时,停止自处理气体供给管8供给氧气。然后,将反应管2内的气体排出,并如图3的(c)所示那样自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气而将反应管2内的气体排出到反应管2之外(吹扫、真空工序)。
[0064]另外,如图3的(C)所示,自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气,并将反应管2内设定为规定的温度,例如,如图3的(a)所示那样设定为800°C。另外,将反应管2内的气体排出,并将反应管2加压至规定的压力,例如,如图3的(b)所示那样加压至133Pa (ITorr)。
[0065]接下来,停止自氮气供给管11供给氮气,而向反应管2内供给氧化硅膜的成膜用气体。具体而言,如图3的(g)所示,自处理气体供给管8供给规定量的TEOS(吹气工序)。
[0066]供给到反应管2内的TEOS在反应管2内被加热而活性化,从而如图4的⑷所示那样在所形成的第I氧化硅膜56上形成第2氧化硅膜57。
[0067]在此,如图4的(d)所示,在对第2硅膜55进行蚀刻之后并进行氧化而成的第I氧化硅膜56上形成有V字状的槽部54,因此,即使在该第I氧化硅膜56上形成第2氧化硅膜57,在埋入第2氧化硅膜57时,也不易产生孔、裂缝。因此,例如,即使深宽比变大,也能够抑制产生孔、裂缝。
[0068]当在半导体晶圆W上形成期望氧化硅膜时,利用升温用加热器7将反应管2内维持为规定的卸载温度,例如,如图3的(a)所示那样维持为300°C,并自氮气供给管11向反应管2内供给规定量的氮气,从而利用氮气对反应管2内进行循环吹扫而使其回复到常压(常压复原工序)。接下来,通过利用舟皿升降机128使盖体5下降,从而将半导体晶圆W卸载(卸载工序)。
[0069]如以上说明那样,采用本实施方式,在第I硅膜52的槽53内形成具有槽部54的第
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