[发明专利]成膜方法及成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过向基板交替供给至少第1原料气体和第2原料气体而在基板上堆积由第1原料气体和第2原料气体的反应生成的反应生成物质的薄膜的成膜方法及成膜装置。

背景技术

在半导体集成电路的制造工艺中，例如为了堆积绝缘膜，有时采用向半导体晶圆等基板交替供给用于生成该绝缘膜的两种原料气体的原子层堆积(ALD)法。ALD法由于能利用原料气体相对于基板自我限制性地吸附的性质而具有膜厚均匀性优异这样的优点，且由于利用交替供给的循环数来决定膜厚而具有膜厚控制性优异这样的优点(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004-6801号公报

但是，在堆积薄膜的情况下，也未必限于优选具有优异的膜厚均匀性。例如，在利用以往的减压化学堆积(LPCVD)法堆积氮化硅膜、接着蚀刻该氮化硅膜的情况下，有时优选该氮化硅膜具有在基板中央附近厚、朝向基板周缘变薄这样的的膜厚分布。这是由于：为了抑制伴随图案的微细化而产生的微负载效果，堆积具有上述那样的膜厚分布的薄膜，考虑该膜厚分布来决定蚀刻曲线。

因此，例如在从膜厚控制性的观点出发使用ALD法堆积薄膜的情况下，虽然ALD法是膜厚均匀性优异的堆积法，但也要在后续的工艺谋求堆积具有优选的膜厚分布的薄膜。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供能够堆积具有期望的膜厚分布的薄膜的成膜方法及成膜装置。

采用本发明的第1技术方案，提供通过向基板交替供给至少第1原料气体和第2原料气体而在基板上堆积由第1原料气体和第2原料气体的反应产生的反应生成物质的薄膜的成膜方法。该方法包括：不向用于收容基板的处理容器内供给气体而对处理容器内进行真空排气的步骤；向处理容器内供给非活性气体直到处理容器内成为规定压力的步骤；在处理容器内的真空排气停止的状态下向以规定压力充满了非活性气体的处理容器内供给第1原料气体的步骤；停止供给第1原料气体并且对处理容器内进行真空排气的步骤；向处理容器内供给第2原料气体的步骤；停止供给第2原料气体并且对处理容器内进行真空排气的步骤。

附图说明

图1是本发明的实施方式的成膜装置的概略图。

图2是图1的成膜装置的剖视图。

图3是表示本发明的实施方式的成膜方法的流程图。

图4是表示在图1及图2所示的成膜装置中实施本发明的实施方式的成膜方法时的处理容器内的压力变化的一例的压力图(chart)。

图5是表示利用本发明的实施方式的成膜方法堆积的氮化硅膜的膜厚分布的曲线图。

图6是表示利用本发明的实施方式的成膜方法堆积的氮化硅膜的膜厚均匀性的曲线图。

图7是用于说明产生膜厚分布的理由的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的非限定性的例示的实施方式。在所有附图中，关于相同或相应的构件或部件标注相同或相应的附图标记，并省略重复的说明。另外，附图中表示的不是构件或部件之间的相对比，因此，具体的尺寸应该参照以下非限定性的实施方式由本领域技术人员决定。另外，在附图及以下的说明中，有时使用Torr作为压力单位(1Torr＝133.3Pa)。

图1是示意性表示本实施方式的ALD装置的纵剖视图，图2是图1的ALD装置的横剖视图。

如图1所示，ALD装置80具有例如由石英形成的处理容器1，该处理容器1具有下端开口的有顶的圆筒体状。在处理容器1内的上方设有石英制的顶板2。另外，在处理容器1的下端开口，夹着O型密封圈等密封构件4连结有例如由不锈钢成形为圆筒体状的歧管3。

歧管3作为用于支承处理容器1的下端的支承构件起作用，并且从分别与设于歧管侧面的多个贯通孔相连接的配管向处理容器1内供给规定的气体。在歧管3的下部，夹着例如由O型密封圈构成的密封构件12连结有用于开闭歧管3的下端开口部的例如不锈钢制的盖部9。盖部9在中央具有开口，旋转轴10气密地贯穿该开口。在旋转轴10的上端部安装有工作台8。在工作台8上隔着石英制的保温筒7设有晶圆舟皿5。晶圆舟皿5具有3根支柱6(参照图2)，利用形成于支柱6的槽能支承多张晶圆W。旋转轴10利用未图示的旋转机构绕中心轴线旋转，从而晶圆舟皿5也能旋转。

旋转轴10的下端部安装于被未图示的升降机构以能上下运动的方式支承的臂13上。利用臂13的上下运动将晶圆舟皿5搬入到处理容器1内或从处理容器1内搬出。另外，在旋转轴10和盖部9的开口之间设有磁性流体密封件11，由此来密封处理容器1。