[发明专利]半导体处理用的成膜方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体晶片等被处理基板上形成硅氮化膜的半导体处理用的成膜方法和装置。在此，所谓半导体处理，是指在晶片、LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)这样的FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用的玻璃基板等被处理基板上以规定的图案形成半导体层、绝缘层、导电层等，从而在该被处理基板上制造半导体器件、和包括与半导体器件连接的配线、电极等的结构物而实施的各种处理。 

背景技术

在构成半导体集成电路的半导体器件的制造中，在被处理基板例如半导体晶片上实施成膜、蚀刻、氧化、扩散、改性、退火、自然氧化膜的除去等各种处理。在US2006/0286817 A1中公开了立式(所谓批(batch)式的)热处理装置中的这种半导体处理方法。在该方法中，首先半导体晶片被从晶片盒中移置在立式的晶舟上，并被多层支撑。在晶片盒中能够收纳例如25块晶片，在晶舟中能够载置30～150块晶片。接着，从处理容器的下方将晶舟安装在处理容器内部，并且将处理容器密封。接着，在处理气体的流量、处理压力、处理温度等各种处理条件已被控制的状态下进行规定的热处理。 

为了提高半导体集成电路的特性，重要的是提高半导体器件的绝缘膜的特性。作为半导体器件中的绝缘膜，使用SiO₂、PSG(PhosphoSilicate Glass：磷硅玻璃)、P(通过等离子体CVD形成)-SiO、P(通过等离子体CVD形成)-SiN、SOG(Spin On Glass：自旋玻璃)、Si₃N₄(硅氮化膜)等。特别是由于硅氮化膜的绝缘特性比硅氧化膜好，且作为蚀刻阻止膜或层间绝缘膜也能够充分发挥作用，所以有被大量使用的趋势。另外，因为同样的理由，也常常使用掺杂有硼的氮化碳膜。 

作为在半导体晶片的表面上形成上述那样的硅氮化膜的方法，已知有：作为硅源气体，使用甲硅烷(SiH₄)、二氯硅烷(DCS：SiH₂Cl₂)、 六氯二硅烷(HCD：Si₂Cl₆)、双叔丁基氨基硅烷(BTBAS：SiH₂(NH(C₄H₉))₂、(t-C₄H₉NH)₂SiH₂)等硅烷类气体，通过热CVD(ChemicalVapor Deposition：化学气相沉积)进行成膜的方法。例如利用SiH₂Cl₂+NH₃(参照US5874368A)或Si₂Cl₆+NH₃等气体的组合，通过热CVD形成硅氮化膜。另外，也提案有为了减小介电常数，而在硅氮化膜中作为杂质添加例如硼(B)的方法。 

近年来，随着半导体集成电路的进一步的高集成化和高微细化的要求，要求减少半导体器件的制造工序中的热经历工序，提高器件的特性。在立式的处理装置中，伴随着这样的要求也希望改良半导体处理方法。例如有以下方法，在作为一种成膜处理的CVD(Chemical VaporDeposition：化学气相沉积)中，在间歇供给原料气体等的同时，反复形成一层或多层原子或分子级别的厚度的层(例如参照日本特开平2-93071号公报、日本特开平6-45256号公报、US6165916A)。这样的成膜方法一般被称为ALD(Atomic layer Deposition：原子层沉积)或MLD(Molecular layer Deposition：分子层沉积)，由此，即使将晶片W暴露于那种程度的高温中也能够进行目的的处理。