薄膜制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及薄膜制造方法，更具體地，設(shè)及工藝余量高，工藝控制簡(jiǎn)單的薄膜制造 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在基板上制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等各種電子元件時(shí)，需要多樣的薄膜。即，制造半導(dǎo)體 元件時(shí)，在基板上形成各種薄膜，并通過(guò)光蝕刻工藝來(lái)圖案化如此形成的薄膜，從而形成元 件結(jié)構(gòu)。
[0003] 薄膜，根據(jù)材料包括導(dǎo)電膜、電介質(zhì)膜、絕緣膜等，而且制造薄膜的方法也非常多。 制造薄膜的方法大體上包含物理方法和化學(xué)方法等。近年來(lái)，為了制造半導(dǎo)體元件，主要使 用的方法是根據(jù)氣體的化學(xué)反應(yīng)在基板上形成金屬、電介質(zhì)或絕緣體的薄膜的化學(xué)氣相沉 積(CVD:化emical vapor d邱OSiton)法。并且，由于元件大小的減少而需要超薄膜時(shí)，使用 著原子層沉積(Atomic layer deposition,ALD)法。
[0004] 通常，絕緣體薄膜，尤其在半導(dǎo)體元件制造中使用最多的娃氧化物(Si02)薄膜是 WTE0S(Tetraethyl orthosilicate，正娃酸乙醋）為原料來(lái)制造。即，向裝載有基板的工藝 腔室注入氣化的TEOS和氧氣，將基板加熱至所定溫度W上，從而在基板表面上產(chǎn)生反應(yīng)W 形成娃氧化膜。
[000引為了 W高品質(zhì)更容易地制造利用了該TEOS的娃氧化膜，采用使用了等離子體的 CVD(PECVD:Plasma Enhanced CVD，等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積）。即，向工藝腔室內(nèi)注入 氧氣和TEOS后，在腔室內(nèi)部生成等離子體，通過(guò)將流入的氣體激活為等離子體，從而在基板 上形成娃氧化膜。例如，下面的專利公報(bào)掲示了利用TE0SWPECVD方法形成娃氧化膜(Si02) 的技術(shù)。
[0006] 但是，即便利用TEOS為原料物質(zhì)，使用等離子體來(lái)制造娃氧化膜，其形成薄膜的溫 度范圍依然受限。即，在100度W下的溫度，沉積本身不容易發(fā)生，在300度W下的溫度所制 造出的薄膜是品質(zhì)低劣而難W使用于實(shí)際元件，在500度W上的溫度，會(huì)產(chǎn)生分解后原料物 質(zhì)，即TEOS的再反應(yīng)，從而在工藝結(jié)束后，對(duì)所制造的薄膜特性帶來(lái)惡劣影響或?qū)е庐a(chǎn)生顆 粒。并且，將TEOS作為原料物質(zhì)所使用時(shí)，由于將氧氣作為反應(yīng)氣體來(lái)使用，從而容易制造 氧化膜，但是對(duì)于制造氮化膜等氧化膜W外的絕緣膜會(huì)產(chǎn)生困難。而且，雖然TEOS是常用的 原料物質(zhì)，但是能使用的設(shè)備組非常具有局限性。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):美國(guó)專利公報(bào)第5，362，526號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引技術(shù)課題
[0009] 本發(fā)明提供一種工藝余裕寬的薄膜制造方法。即，提供一種可W使用多種工藝條 件和設(shè)備的薄膜制造方法。
[0010] 本發(fā)明提供一種使用相同的原料物質(zhì)來(lái)可W制造多種材質(zhì)之薄膜的薄膜制造方 法。
[0011]本發(fā)明提供一種工藝控制簡(jiǎn)單，且可W得到具備優(yōu)秀的擊穿電壓之薄膜的薄膜制 造方法。
[001引解決問(wèn)題的手段
[0013]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的薄膜制造方法，包括:配置基板的步驟;準(zhǔn)備原料物質(zhì)的步 驟;將所述原料物質(zhì)氣化，向腔室內(nèi)裝載所述基板的步驟；W及向所述腔室內(nèi)供給被氣化的 所述原料物質(zhì)的步驟，其中，所述原料物質(zhì)是包含W下至少一個(gè)化學(xué)式的前驅(qū)體，
[001引在此，R為官能團(tuán)。
[0016] 另外，薄膜制造方法可W包括:配置基板的步驟;準(zhǔn)備原料物質(zhì)的步驟，所述原料 物質(zhì)包括WSi此為基本結(jié)構(gòu)，在所述基本結(jié)構(gòu)的兩側(cè)線性結(jié)合包含碳、氧及氮中至少一個(gè) 的官能團(tuán)所構(gòu)成的化合物;將所述原料物質(zhì)氣化，向腔室內(nèi)裝載所述基板的步驟；W及向所 述腔室內(nèi)供給被氣化的所述原料物質(zhì)的步驟。
[0017] 此時(shí)，在將被氣化的所述原料物質(zhì)供給之前或供給的同時(shí)，向所述腔室供給反應(yīng) 氣體，而所述反應(yīng)氣體是與原料物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)而形成薄膜的氣體，其包括從含氧氣體、含氮 氣體、碳氨化合物(C址y，在此1含X含9,4含y含20，y〉2x)、含棚氣體及含娃氣體中所選擇的 至少一種。并且，可W-同供給被氣化的所述原料物質(zhì)及載氣，而載氣包括從氮、氣及氮中 所選擇的至少一種。
[0018] 并且，所述原料物質(zhì)的官能團(tuán)包括從甲基（-畑3)、乙烷基（-C2H5)、芐基（-畑2-Cs曲）、苯基(-C6曲）、氨基(-N此）、硝基(-NO)、徑基(-OH)、甲酯基(-C冊(cè))及簇基(-C00H)中選 擇的至少一個(gè)。
[0019] 通過(guò)該種薄膜制造方法在基板上形成的薄膜是含娃絕緣膜，所述絕緣膜可W包括 氧化膜、氮化膜、碳化膜、氧化-氮化膜、碳化-氮化膜、棚化-氮化膜、碳化-棚化-氮化膜中的 至少一種膜。
[0020] 在基板上形成的薄膜是通過(guò)化學(xué)氣相沉積法或原子層沉積法來(lái)制造，在沉積設(shè)備 的腔室制造薄膜的時(shí)間內(nèi)，可W裝載單一基板或多個(gè)基板。
[0021 ]在此，薄膜的制造溫度范圍在80至700度較好，薄膜的制造壓力范圍在1至70化orr 較好。
[0022]薄膜沉積方式中可W利用等離子體，尤其在薄膜制造設(shè)備的腔室內(nèi)形成等離子 體，將薄膜制造溫度定在80至250度的范圍，可W形成娃氧化膜。此時(shí)，使用C4Hi2Si原料物質(zhì) 來(lái)形成氧化膜較好。并且，在薄膜制造設(shè)備的腔室內(nèi)形成等離子體，將薄膜制造溫度定在 100至500度的范圍，可W形成娃氮化膜。此時(shí)，使用C祖i2Si原料物質(zhì)來(lái)形成氮化膜較好。
[0023] 發(fā)明效果
[0024] 本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的薄膜制造方法使用新的原料物質(zhì)制造薄膜，因此在各種工藝條 件下，可W沉積出高品質(zhì)的薄膜。即，在寬范圍的工藝溫度、工藝壓力等條件下，可W制造薄 膜，且可^使用各種薄膜制造方式及設(shè)備。例如，可^采用(：￥0、？6(：￥0、54(：￥0(51113-Atmospheric CVD，子大氣CVD)、RACVD(Radical Assisted CVD，自由基輔助CVD)、RPCVD (Remote Plasma CVD，遠(yuǎn)程等離子體CVDKALD等沉積方式來(lái)制造薄膜。并且，不僅可W適用 于將基板裝載到真空腔室里的設(shè)備，而且還可W適用于將基板裝載到管道中的爐型設(shè)備。
[0025] 而且，薄膜制造方法通過(guò)使用相同的原料物質(zhì)可W制造出各種材質(zhì)的薄膜。即，通 過(guò)調(diào)節(jié)原料物質(zhì)的官能團(tuán)及反應(yīng)氣體，不僅可W制造娃氧化膜，而且還可W制造氮化膜、碳 化膜、氧化-氮化膜、碳化-氮化膜、棚化-氮化膜、碳化-棚化-氮化膜等薄膜。
[0026] 并且，由于采用熱穩(wěn)定性良好的原料物質(zhì)，因此可進(jìn)行低溫沉積，工藝控制簡(jiǎn)單， 可W得到電特性及機(jī)械特性優(yōu)秀的薄膜。例如，所制造的絕緣薄膜，其擊穿電壓特性得W提 高，并具有致密而密度高的特性。
[0027] 而且，在薄膜制造中，增加了工藝余量，從而可W大幅提高薄膜制造的生產(chǎn)性。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是本發(fā)明之薄膜制造方法的概略順序圖。
[0029] 圖2是示出了本發(fā)明之原料物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0030] 圖3是示出了本發(fā)明一實(shí)施例之薄膜制造設(shè)備的概略剖視圖。
[0031 ]圖4是按順序示出本發(fā)明一實(shí)施例之薄膜制造方法的順序圖。
[0032] 圖5是W各種條件所制造之娃氧化膜的FTIR分析結(jié)果圖表。
[0033] 圖6是W各種條件所制造之娃氮化膜的FTIR分析結(jié)果圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0034] W下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。但是，本發(fā)明并非局限在W下所掲示 的實(shí)施形態(tài)，而是能夠W不同的各種形態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施形態(tài)只是為了完整地掲示本發(fā)明， W及為了將本發(fā)明的范疇完整地告知本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而提供。
[0035] W下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形態(tài)。圖1是本發(fā)明之薄膜制造方法的概略 順序圖，圖2是示出了本發(fā)明之原料物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的圖。后述記載中的溫度是指攝氏溫度。
[0036] 參照?qǐng)D1，薄膜制造方法包括:配置基板的步驟;準(zhǔn)備原料物質(zhì)的步驟;將原料物質(zhì) 氣化，向腔