[发明专利]成膜装置和成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及在真空容器内使用至少2种反应气体而在半导体晶圆等被处理体上形成薄膜的半导体处理用的成膜装置。在此，所谓半导体处理，是指为了通过在半导体晶圆、LCD(Liquid Crystal Display)那样的FPD(Flat Panel Display)用的玻璃基板等被处理体上以规定的图案形成半导体层、绝缘层、导电层等而在该被处理体上制造包括半导体器件、与半导体器件连接的布线、电极等的构造物所实施的各种处理。

背景技术

随着半导体器件的图案的微细化的发展，在图案的凹部内形成品质优良的填埋(日文：埋め込み)构造更为重要。例如，为了在半导体晶圆上配设元件分离区域，提出了与在晶圆上形成沟槽(trench)、用绝缘膜填埋沟槽而成的STI(浅沟槽隔离：shallow trench isolation)构造的各种技术。在这种技术中，随着图案的微细化，在填埋能力和膜质这些方面，难以确保高质量。现状来看，作为这种填埋膜，多数情况下采用组合PSZ(聚硅氮烷)涂敷法和HDP(高密度等离子体)法的氧化膜。可是，在利用HDP法等的CVD(chemical vapor Deposition)法中，在从沟槽侧部开始堆积的膜与沟槽侧部的接合部位容易产生空隙。在该情况下，产生蚀刻率高等膜质不良情况、难以向深的沟槽堆积等问题。此外，在图案微细化时，抗蚀掩模的形状偏差受凹部的形状较大地影响，因此，有时凹部成为越朝向底部去越扩大的倒锥形形状。在凹部的深宽比大且凹部是倒锥形形状的情况下，膜的填埋特别困难。

在US 7,153,542中公开有如下装置：在载置台上载置晶圆，使该晶圆相对于气体供给部相对旋转，依次供给不同的反应气体，进行包括等离子处理、热处理的成膜循环。在日本特开平8-162449号中公开了如下成膜法：使用改善膜的填埋特性的液相外延，并且为了改善膜质，反复照射等离子体，反复进行热退火。此外，在日本特开2004-47644号中公开了如下技术：使TEOS气体在基板上液化，接着在加热条件下供给氧气而形成氧化膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够相对于被处理体的凹部进行良好的膜的填埋的半导体处理用的成膜装置。

本发明的第1技术方案的半导体处理用的成膜装置，其使用第1和第2反应气体在被处理体上形成薄膜，其包括：真空容器；排气系统，其用于对上述真空容器进行排气；旋转台，其被配设在上述真空容器内，用于载置上述被处理体；旋转机构，其用于使上述旋转台旋转；温度调整机构，其用于将上述旋转台上的上述被处理体的温度设定成使上述第1反应气体凝结的温度；第1反应气体供给部，其被配设在上述真空容器内，用于向上述旋转台上的上述被处理体供给上述第1反应气体，使上述第1反应气体的凝结物吸附于上述被处理体上；气化部，其被配设在上述真空容器内，用于加热上述旋转台上的上述被处理体而使上述凝结物的一部分气化；以及第2反应气体供给部，其被配设在上述真空容器内，用于将上述第2反应气体以活化的状态向上述旋转台上的上述被处理体供给，使上述第2反应气体与上述凝结物反应而生成反应生成物，上述第1反应气体供给部、上述气化部和上述第2反应气体供给部沿着上述旋转台的旋转方向依次配置。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的成膜装置的纵剖侧视图。

图2是上述成膜装置的横剖俯视图。

图3A、B是表示上述成膜装置的处理区域和分离区域的纵剖侧视图。

图4是上述成膜装置的横截面的放大图。

图5是表示上述成膜装置的等离子体喷射器的一个例子的立体图。

图6是表示上述等离子体喷射器的纵剖侧视图。

图7是上述成膜装置的横截面的放大图。

图8是上述成膜装置的横截面的放大图。

图9是表示上述成膜装置中的吹扫气体的流动的示意图。

图10是上述成膜装置的局部剖立体图。

图11是在上述成膜装置中进行成膜处理的基板的纵截面的示意图。

图12是表示在上述成膜装置中对基板进行成膜处理的状态的示意图。

图13A、B，C是表示在上述成膜装置中对基板进行成膜处理的状态的示意图。

图14是表示在上述成膜装置中对基板进行成膜处理的状态的示意图。

图15是表示上述成膜装置中的气体的流动的示意图。

图16是表示本发明的第2实施方式的成膜装置的横剖俯视图。

图17A、B是表示上述第2实施方式的臭氧活化喷射器的一个例子的纵剖侧视图和纵剖主视图。