晶種層的形成方法、硅膜的成膜方法以及成膜裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種晶種層的形成方法、硅膜的成膜方法以及成膜裝置，所述晶種層的形成方法在基底上形成晶種層，所述晶種層成為薄膜的晶種，其具備下述工序：（1）將基底加熱，在加熱了的基底表面上供給氨基硅烷系氣體，在基底表面上形成第一晶種層；以及（2）將基底加熱，在加熱了的基底表面上供給乙硅烷以上的高階硅烷系氣體，在形成有第一晶種層的基底表面上形成第二晶種層，將前述（1）工序中的處理溫度設(shè)為不足400℃且前述氨基硅烷系氣體中包含的至少硅能夠吸附在前述基底表面上的溫度以上，將前述（2）工序中的處理溫度設(shè)為不足400℃且前述乙硅烷以上的高階硅烷系氣體中包含的至少硅能夠吸附在形成有前述第一晶種層的前述基底表面上的溫度以上。
【專利說明】晶種層的形成方法、硅膜的成膜方法以及成膜裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)文獻(xiàn)
[0002]本申請(qǐng)要求基于2012年12月27日申請(qǐng)的日本特許申請(qǐng)第2012-285701號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，將該日本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參照文獻(xiàn)援引至此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及晶種層的形成方法、硅膜的成膜方法以及成膜裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]用于半導(dǎo)體集成電路裝置的接觸孔或線的嵌入、形成元件或結(jié)構(gòu)的薄膜材料使用娃、例如非晶娃。該非晶娃的成膜方法中，乙硅烷在400~500°C下分解、丙硅烷在350~450°C下分解、丁硅烷在300~40(TC下分解，形成該非晶硅膜。
[0005]但是，若要利用非晶硅來嵌入微細(xì)化得以推進(jìn)的接觸孔、線，則成膜后的非晶硅在接觸孔部的覆蓋差、產(chǎn)生大的空隙(Void)。接觸孔、線內(nèi)產(chǎn)生大的空隙時(shí)，會(huì)成為引起例如電阻值增大的因素之一。非晶硅膜的表面粗糙度的精度差也是出于該因素。
[0006]因而，為了改善非晶硅膜的表面粗糙度的精度，在形成非晶硅膜之前在基底表面上供給氨基硅烷系氣體，在基底表面上預(yù)先形成晶種層。

【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問題
[0008]近來，在尋求改善硅膜、例如非晶硅膜的表面粗糙度的精度的同時(shí)，成膜工藝的低溫化要求也更加嚴(yán)格。
[0009]在上述的成膜方法中，實(shí)現(xiàn)了改善表面粗糙度的精度這一目的，但其在成膜工藝的溫度為400°C以上的情況下是特別優(yōu)選的。例如，適用于成膜工藝的溫度不足400°C、例如以350°C為上限的成膜工藝時(shí)，要在晶種層上形成的、例如非晶硅膜的孵育時(shí)間略微增加。
[0010]孵育時(shí)間的略微增加有可能使表面粗糙度的精度略微降低。即使在現(xiàn)狀下處于沒有影響的范圍，但考慮到今后的電子設(shè)備的發(fā)展，也可以充分認(rèn)為會(huì)發(fā)展到無法容許在晶種層上形成的薄膜的表面粗糙度的精度的略微降低的水平。
[0011]像這樣，考慮到進(jìn)一步的成膜工藝的低溫化的要求時(shí)，存在以下情況:維持并提高在晶種層上形成的薄膜的表面粗糙度的精度、以及面內(nèi)均一性的進(jìn)一步提高變得困難。
[0012]本發(fā)明提供晶種層的形成方法、使用了該晶種層的形成方法的硅膜的成膜方法以及能夠?qū)嵤┰摮赡し椒ǖ某赡ぱb置，所述晶種層的形成方法即使對(duì)于成膜工藝的進(jìn)一步低溫化的要求也能夠應(yīng)對(duì)，另外，還能夠?qū)崿F(xiàn)在晶種層上形成的薄膜的表面粗糙度的精度的維持和提聞、以及面內(nèi)均一性的進(jìn)一步提聞。
[0013]用于解決問題的方案
[0014]本發(fā)明的第一方式所述的晶種層的形成方法是在基底上形成晶種層的方法，所述晶種層成為薄膜的晶種，其具備:(I)將前述基底加熱，在前述加熱了的基底表面上供給氨基硅烷系氣體，在如述基底表面上形成第一晶種層的工序；以及(2)將如述基底加熱，在iu述加熱了的基底表面上供給乙硅烷以上的聞階硅烷系氣體，在形成有如述第一晶種層的iu述基底表面上形成第二晶種層的工序，將前述(I)工序中的處理溫度設(shè)為不足400°c且前述氨基硅烷系氣體中包含的至少硅能夠吸附在前述基底表面上的溫度以上，將前述(2)工序中的處理溫度設(shè)為不足400°C且前述乙硅烷以上的高階硅烷系氣體中包含的至少硅能夠吸附在形成有前述第一晶種層的前述基底表面上的溫度以上。
[0015]本發(fā)明的第二方式所述的硅膜的成膜方法是在被處理體的基底上形成晶種層、并在前述晶種層上形成硅膜的方法，其具備:(I)在前述被處理體的基底表面上形成前述晶種層的工序；以及(2)在前述晶種層上形成前述硅膜的工序，前述(I)工序使用上述第一方式所述的晶種層的形成方法來進(jìn)行。
[0016]本發(fā)明的第三方式所述的成膜裝置是在基底上形成硅膜的成膜裝置，其具備:處理室，其用于容納具有基底的被處理體，所述基底要形成前述硅膜；處理氣體供給機(jī)構(gòu)，其用于向前述處理室內(nèi)供給進(jìn)行處理所要使用的氣體；加熱裝置，其用于加熱容納于前述處理室內(nèi)的前述被處理體；排氣機(jī)構(gòu)，其用于將前述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣；以及，控制器，其用于控制前述處理氣體供給機(jī)構(gòu)、前述加熱裝置以及前述排氣機(jī)構(gòu)，前述控制器控制前述處理氣體供給機(jī)構(gòu)、前述加熱裝置以及前述排氣機(jī)構(gòu)，用于實(shí)施第二方式所述的硅膜的成膜方法的(1)工序和(2)工序。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]所附附圖作為本說明書的一部分而引入，示出本申請(qǐng)的實(shí)施方式，與上述概述和下述的實(shí)施方式的具體內(nèi)容共同說明本申請(qǐng)的概念。
[0018]圖1是示出涉及本發(fā)明的第二實(shí)施方式的硅膜的成膜方法的順序的一例的流程圖，所述成膜方法使用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式所述的晶種層的形成方法。
[0019]圖2的(A)圖~(D)圖是概略性地示出順序中的半導(dǎo)體基板的狀態(tài)的剖面圖。
[0020]圖3是示出硅膜的沉積時(shí)間與膜厚的關(guān)系的圖。
[0021]圖4的(A)圖是立式晶圓舟的垂直首I]面圖。
[0022]圖4的(B )圖是立式晶圓舟的水平剖面圖。
[0023]圖5是示出晶種層形成時(shí)的處理溫度/處理壓力與硅膜的面內(nèi)均一性的關(guān)系的圖。
[0024]圖6的(A)圖是示出半導(dǎo)體基板的整個(gè)面內(nèi)的、硅膜的面內(nèi)均一性的平面圖。
[0025]圖6的(B)圖是示出半導(dǎo)體基板的除了桿周圍部分以外的區(qū)域中的、硅膜的面內(nèi)均一性的平面圖。
[0026]圖7的(A)圖~(C)圖是概略性地示出處理溫度/處理壓力的變化與硅膜膜厚的變化的關(guān)系的水平剖面圖。
[0027]圖8的(A)圖~(B)圖是示出處理溫度/處理壓力的變化與支承槽內(nèi)的處理氣體的流速的變化的關(guān)系的垂直剖面圖。
[0028]圖9是示出舟位置與硅膜的面內(nèi)均一性的關(guān)系的圖。
[0029]圖10是概略性地示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式所述的成膜裝置的一例的剖面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在下述的詳細(xì)說明中，為了能夠充分地理解本申請(qǐng)，提供了多個(gè)具體例子。然而，即使沒有這些詳細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員也能夠?qū)崿F(xiàn)本申請(qǐng)是顯而易見的。在其它例子中，為了避免各實(shí)施方式晦澀難懂，因此并未詳細(xì)示出公知的方法、步驟、系統(tǒng)、構(gòu)成要素。需要說明的是，所有附圖中，相同的部分附帶相同的參照標(biāo)記。
[0031]圖1是示出涉及本發(fā)明的第二實(shí)施方式的硅膜的成膜方法的順序的一例的流程圖，所述成膜方法使用本發(fā)明的第一實(shí)施方式所述的晶種層的形成方法；圖2的A~圖2的D是概略性地示出順序中的半導(dǎo)體基板的狀態(tài)的剖面圖。
[0032]首先，如圖2的A所示，作為被處理體，在本例中準(zhǔn)備硅基板(硅晶圓)1。本例中例示出硅基板1，示出了要形成硅膜的基底是硅基板、即單晶硅的例子，但作為基底不限定于單晶硅，其表面也可以被氧化，還可以在基底的氧化面上沉積有硅氧化物膜、硅氮化物膜、金屬膜、金屬氧化物膜、金屬氮化物膜等薄膜。
[0033]接著，如圖1的步驟SI所示，在基底、本例中為硅基板1上形成晶種層。本例中分兩個(gè)階段形成晶種層。其形成方法的一例如下所示。
[0034]<第一晶種層的形成>
[0035]如圖1的步驟Sll和圖2的B所示，將作為基底的硅基板I加熱，在加熱了的硅基板I的表面上供給氨基硅烷系氣體，使該氨基硅烷系氣體中包含的至少硅吸附在硅基板I的表面上。另外，將步驟Sll中的處理溫度設(shè)為不足400°C且氨基硅烷系氣體中包含的至少硅能夠吸附在基底表面上、本例中為能夠吸附在硅基板1的表面上的溫度以上。由此，在硅基板(基底)1的表面上形成第一晶種層2。
[0036]作為氨基硅烷系氣體的例子，可以選自包含至少一種以下物質(zhì)的氣體，所述物質(zhì)為:
[0037]丁基氨基硅烷(BAS)、
[0038]雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS )、
[0039]二甲基氨基硅烷(DMAS)、
[0040]雙(二甲基氨基)硅烷(BDMAS )、
[0041 ] 三(二甲基氨基)硅烷(TDMAS )、
[0042]二乙基氨基硅烷(DEAS)、
[0043]雙(二乙基氨基)硅烷(BDEAS )、
[0044]二丙基氨基硅烷(DPAS)、
[0045]二異丙基氨基硅烷(DIPAS)、
[0046]六乙基氨基乙硅烷、
[0047](1) ((RlR2)N)nSixH2X + 2_n_m (R3)m、
[0048](2) ((RlR2)N)nSixH2X_n_m (R3)n。
[0049]其中，上述(I)、⑵式中，
[0050]η為氨基數(shù)且為1~6的自然數(shù)；
[0051]m為烷基數(shù)且為O或1~5的自然數(shù)；[0052]Rl、R2、R3=CH3、C2H5, C3H7 ；
[0053]R1=R2=R3或者也可以不相同。
[0054]也可以是R3=C1或者F。
[0055]X為I以上的自然數(shù)。
[0056]本例中，作為氨基硅烷系氣體而使用了 DIPAS。形成第一晶種層2時(shí)的處理?xiàng)l件的一例為:
[0057]DIPAS 流量:200sccm
[0058]處理時(shí)間:I分鐘
[0059]處理溫度:350°C
[0060]處理壓力:133.3Pa (ITorr)。
[0061]需要說明的是，在本說明書中，將ITorr定義為133.3Pa。
[0062]通過利用這樣的條件進(jìn)行成膜處理，DIPAS中包含的至少包括硅在內(nèi)的成分被吸附到硅基板I的表面上，形成以原子層水平、例如原子約為I層的水平(單原子層數(shù)量級(jí))進(jìn)行吸附的第一晶種層2。第一晶種層2為極薄的層，例如不伴隨CVD反應(yīng)地形成。
[0063]<第二晶種層的形成>
[0064]接著，如圖1的步驟S12和圖2的C所示，將作為基底的硅基板I加熱，在加熱了的硅基板I的表面上供給不含氨基的乙硅烷以上的高階硅烷系氣體，使該高階硅烷系氣體中包含的至少硅吸附在形成有第一晶種層2的硅基板I的表面上。另外，將步驟S12中的處理溫度設(shè)為不足400°C且乙硅烷以上的高階硅烷系氣體中包含的至少硅能夠吸附在形成有第一晶種層2的硅基板(基底)I的表面上的溫度以上。由此，在形成有第一晶種層2的娃基板(基底)I的表面上形成第二晶種層3。
[0065]作為不含氨基的乙硅烷以上的高階硅烷系氣體的例子，可以選自包含至少一種以下物質(zhì)的氣體，所述物質(zhì)為:
[0066]用SiniH2n^2 (其中，m為2以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物，以及用SinH2ll (其中，η為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物。
[0067]另外，作為用上述SiniH2n^2式表示的硅的氫化物，優(yōu)選為選自以下物質(zhì)中的至少一種，所述物質(zhì)為:
[0068]乙硅烷(Si2H6)、
[0069]丙硅烷(Si3H8)、
[0070]丁硅烷(Si4H10 )、
[0071]戊硅烷(Si5H12)、
[0072]己硅烷(Si6H14)、
[0073]庚硅烷(Si7H16)15
[0074]另外，作為用上述SinH2n式表示的硅的氫化物，優(yōu)選為選自以下物質(zhì)中的至少一種，所述物質(zhì)為:
[0075]環(huán)丙硅烷(Si3H6)、
[0076]環(huán)丁硅烷(Si4H8)、
[0077]環(huán)戊硅烷(Si5Hltl)、
[0078]環(huán)己硅烷(Si6H12)、[0079]環(huán)庚硅烷(Si7H14)。
[0080]在本例中，作為不含氨基的乙硅烷以上的高階硅烷系氣體而使用了 Si2H6。形成第二晶種層3時(shí)的處理?xiàng)l件的一例為:
[0081]Si2H6 流量:300sccm
[0082]處理時(shí)間:60分鐘
[0083]處理溫度:35(TC
[0084]處理壓力:399.9Pa (3Torr)。
[0085]通過利用這樣的條件進(jìn)行成膜處理，Si2H6中包含的至少包括硅在內(nèi)的成分被吸附到形成有第一晶種層2的硅基板I的表面上，與第一晶種層2同樣地形成以原子層水平、例如原子約為I層的水平(單原子層數(shù)量級(jí))進(jìn)行吸附、或者吸附為Inm左右的厚度的第二晶種層3。該第二晶種層3也與第一晶種層2同樣地例如不伴隨CVD反應(yīng)地形成。
[0086]這樣操作，在本例中，作為晶種層而形成包含第一晶種層2和在第一晶種層2上形成的第二晶種層3的雙層晶種層4。雙層晶種層4的狀態(tài)例如為非晶態(tài)。接著，在雙層晶種層4上形成薄膜。因此，例如考慮到雙層晶種層4的厚度與該薄膜主膜的厚度的總膜厚，作為雙層晶種層4的厚度，可設(shè)為超過Onm且Inm以下的范圍。 [0087]<薄膜的形成>
[0088]接著，如圖1的步驟S2和圖2的D所示，在包含第一晶種層2和第二晶種層3的雙層晶種層4上形成薄膜。將薄膜制成硅膜5時(shí)，作為硅膜5的原料氣體而使用不含氨基的硅烷系氣體。作為不含氨基的硅烷系氣體的例子，可以選自包含至少一種以下物質(zhì)的氣體，所述物質(zhì)為:用SimH2m+ 2 (其中，m為I以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物、以及用SinH2ll(其中，η為3以上的自然數(shù))式表示的硅的氫化物。
[0089]另外，作為上述用SimH2m + 2式表示的硅的氫化物，可列舉出甲硅烷(SiH4)、用于形成第二晶種層3的硅的氫化物。
[0090]另外，針對(duì)用SinH2n式表示的硅的氫化物，也可列舉出用于形成第二晶種層3的硅的氫化物。
[0091]在本例中，作為不含氨基的硅烷系氣體而使用乙硅烷(Si2H6X形成娃膜5時(shí)的處理?xiàng)l件的一例為:
[0092]Si2H6 流量:IOOsccm
[0093]處理時(shí)間:90分鐘
[0094]處理溫度:35(TC
[0095]處理壓力:133.3Pa (ITorr)。
[0096]在上述處理?xiàng)l件中，例如將膜厚為約15nm的硅膜5形成在雙層晶種層4中的第二晶種層3上。
[0097]另外，形成硅膜5時(shí)可以采用化學(xué)氣相沉積法(CVD法)，也可以采用原子層沉積法(ALD 法)。
[0098]另外，硅膜5中也可以摻雜摻雜劑。在向硅膜5中摻雜摻雜劑時(shí)，在圖1的步驟S2和圖2的D所示的成膜工序中，與不含氨基的硅烷系氣體一起供給包含摻雜劑的氣體即可。
[0099]作為摻雜劑的例子，可列舉出:
[0100]硼(B)、[0101]磷(P)、
[0102]砷(As)、
[0103]氧(O)、
[0104]碳(C)、
[0105]氮(N)。
[0106]這些摻雜劑也可以混合。即，在步驟S2的成膜工序中，通過將包含選自上述6種摻雜劑中的至少一種摻雜劑的氣體與不含氨基的硅烷系氣體一起供給，能夠在硅膜5中摻雜慘雜劑。
[0107]硅膜5的成膜后的狀態(tài)可以為以下狀態(tài)中的任一種，所述狀態(tài)為:
[0108]非晶態(tài)、
[0109]非晶態(tài)和納米晶態(tài)混合存在的狀態(tài)、
[0110]納米晶態(tài)、
[0111]多晶態(tài)。
[0112]該硅膜5的成膜后的狀態(tài)在硅膜5的成膜過程中決定、或者可以根據(jù)硅膜5的成膜之后的處理來決定。例如，在硅膜5的成膜過程中決定狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)處理溫度、處理壓力、原料氣體流量等即可。另外，在硅膜5的成膜之后決定狀態(tài)時(shí)，對(duì)形成有硅膜5的硅基板I實(shí)施退火處理即可。詳細(xì)而言，通過調(diào)節(jié)退火處理時(shí)的處理溫度、處理壓力、處理時(shí)間等，可以將硅膜5的狀態(tài)控制為上述4種狀態(tài)中的任意狀態(tài)。
[0113]硅膜5是本來想要形成的薄膜本膜。因此，硅膜5的厚度根據(jù)用戶的要求來決定，但從實(shí)用的觀點(diǎn)來考慮，硅膜5的厚度優(yōu)選為超過Onm且IOOnm以下的范圍。
[0114]這樣操作，在硅基板I上隔著包含第一晶種層2和第二晶種層3的雙層晶種層4而形成娃膜5。
[0115]根據(jù)這種第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式所述的使用了晶種層的形成方法的硅膜的成膜方法，能夠得到以下的優(yōu)點(diǎn)。
[0116](孵育時(shí)間)
[0117]首先，針對(duì)將成膜工藝溫度的上限設(shè)為不足400°C時(shí)的、硅膜5的孵育時(shí)間進(jìn)行說明。
[0118]圖3是示出沉積時(shí)間(X軸)與硅膜5的膜厚(Y軸)的關(guān)系的圖。 [0119]圖3中，作為參考例，以“?”示出了將成膜工藝的上限溫度設(shè)為350°C、僅使用DIPAS形成單一晶種層、在該單一晶種層上形成硅膜的例子。參考例中的單一晶種層形成時(shí)的處理?xiàng)l件如下所示。
[0120]DIPAS 流量:500sccm
[0121]處理時(shí)間:0.5分鐘
[0122]處理溫度:350°C
[0123]處理壓力:53.3Pa (0.4Torr)
[0124]如圖3的參考例可知，通過約90分鐘的成膜處理形成約Ilnm的硅膜、通過約143分鐘的成膜處理形成約18nm的硅膜。將所測(cè)定的2個(gè)膜厚用最小二乘法線性擬合得到的直線式如下所示。
[0125]線1:y=l.565X-34.593[0126]將上述式設(shè)為y=0、即硅膜的膜厚為“O”時(shí)，求出線I與沉積時(shí)間的交點(diǎn)，結(jié)果為約22分鐘。因此，參考例中的硅膜的孵育時(shí)間Tincl為約22分鐘。
[0127]接著，根據(jù)基于第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式并示于圖1的步驟Sll和步驟S12的處理?xiàng)l件(參照?qǐng)D中的“〇”)，在包含第一晶種層2和第二晶種層3的雙層晶種層4上形成娃膜5的情況下,通過約63分鐘的成膜處理形成約Ilnm的娃膜、通過約90分鐘的成膜處理形成約15nm的硅膜5。將所測(cè)定的2個(gè)膜厚用最小二乘法線性擬合得到的直線式如下所示。
[0128]線II:y=l.6784χ_1.9063
[0129]將上述式設(shè)為y=0、即硅膜的膜厚為“O”時(shí)，求出線II與沉積時(shí)間的交點(diǎn)，結(jié)果為約1.1分鐘。因此，第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式中的硅膜5的孵育時(shí)間Tinc2為約1.1分鐘。
[0130]這樣地根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式，將成膜工藝溫度設(shè)為不足400°C時(shí)、例如設(shè)為350°C時(shí)，與使用DIPAS僅形成單一的晶種層的情況相比能夠縮短硅膜5的孵育時(shí)間。因此，能夠獲得即使對(duì)于成膜工藝的進(jìn)一步低溫化的要求也能夠應(yīng)對(duì)這一優(yōu)點(diǎn)。
[0131]進(jìn)而，根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式，能夠如上所述地縮短孵育時(shí)間，結(jié)果與上述的使用DIPAS僅形成單一的晶種層的情況相比還能夠?qū)崿F(xiàn)在上述雙層晶種層4上形成的薄膜、本例中為硅膜5的表面粗糙度的精度的維持、以及進(jìn)一步的提高。
[0132](面內(nèi)均一性)
[0133]接著，針對(duì)將成膜工藝溫度的上限設(shè)為不足400°C時(shí)的、硅膜5的面內(nèi)均一性進(jìn)行說明。
[0134]圖4的A是立式晶圓舟的垂直剖面圖、圖4的B是沿圖4的A中的1_1線的水平剖面圖。需要說明的是，圖4的A的垂直剖面圖是沿圖4的B中的I1-1I線的圖。
[0135]如圖4的A所示那樣，立式晶圓舟105例如為石英制，具有多根舟桿106、例如具有3根舟桿106。舟桿106分別形成有多條支承槽106a。通過使這些支承槽106a分別一張一張地支承娃基板I的周緣部的一部分，從而在立式晶圓舟105中多級(jí)地載置娃基板I。將立式晶圓舟105以多級(jí)地載置硅基板I的狀態(tài)插入后述的成膜裝置的處理室內(nèi)，在處理室內(nèi)進(jìn)行第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式所述的使用晶種層的形成方法進(jìn)行的硅膜的成膜。
[0136]這樣地將娃基板I載置于立式晶圓舟105時(shí),其周緣部的一部分被支承槽106a所支承。被支承槽106a所支承的硅基板I的部分(以下稱為桿周圍部分20)與硅基板I的中央部分不同，其上表面的上方存在舟桿106。因此，硅基板I的桿周圍部分20和除了桿周圍部分20以外的硅基板I的中央部分在進(jìn)行成膜處理時(shí)的處理氣體的流動(dòng)變得不同。
[0137]因而，嘗試著調(diào)查了形成雙層晶種層4時(shí)的處理溫度/處理壓力與硅膜5的面內(nèi)均一性的關(guān)系。圖5是示出雙層晶種層4形成時(shí)的處理溫度/處理壓力與硅膜5的面內(nèi)均一性的關(guān)系的圖。在圖5中表不整個(gè)面內(nèi)的娃基板I的面內(nèi)均一性(參照?qǐng)D6的A),“〇”表示硅基板I的除了桿周圍部分20以外的區(qū)域中的硅膜5的面內(nèi)均一性(參照?qǐng)D6的B)。
[0138]<第I例:處理溫度400°C /處理壓力133.3Pa >
[0139]第I例基本上是將處理溫度設(shè)為400°C、將處理壓力設(shè)為133.3Pa (ITorr)的情況。具體的處理?xiàng)l件如下所示。需要說明的是，硅膜5是將成膜溫度設(shè)為400°C而成膜的。[0140]<第一晶種層2的形成>
[0141]處理氣體:DIPAS
[0142]處理氣體流量:200sccm
[0143]處理時(shí)間:1分鐘
[0144]處理溫度:400 O
[0145]處理壓力:133.3Pa (ITorr)
[0146]<第二晶種層3 (=硅膜5)的形成>
[0147]該工序是與第一實(shí)施方式中的第二晶種層3的形成相應(yīng)的工序，但在處理溫度為400°C時(shí)，乙硅烷(Si2H6)會(huì)熱分解。因此，在第I例中，硅通過CVD反應(yīng)而生長(zhǎng)，從而形成硅膜5。
[0148]處理氣體:Si2H6
[0149]處理氣體流量:300sccm
[0150]處理時(shí)間:30分鐘
[0151]處理溫度:400°C
[0152]處理壓力:133.3Pa (ITorr)
[0153]如圖5所示，在第I例中，圖6的A示出的整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約2.8%。另外，圖6的B示出的除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的、硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約1.2%。其差為約1.6%。這表示硅膜5的桿周圍部分20的膜厚與除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的膜厚之差大。順便一提，硅膜5的桿周圍部分20的膜厚顯示出與除了桿周圍部分20的區(qū)域的膜厚相比變薄的傾向。
[0154]<第2例:處理溫度350°C /處理壓力133.3Pa >
[0155]第2例是將處理壓力設(shè)為與第I例相同、且將處理溫度從400°C降至350°C的情況。具體的處理?xiàng)l件如下所示。需要說明的是，硅膜5是將成膜溫度設(shè)為350°C而成膜的。
[0156]<第一晶種層2的形成>
[0157]處理氣體:DIPAS
[0158]處理氣體流量:200sccm
[0159]處理時(shí)間:I分鐘
[0160]處理溫度:350 O
[0161]處理壓力:133.3Pa (ITorr)
[0162]<第二晶種層3的形成>
[0163]處理氣體:Si2H6
[0164]處理氣體流量:300sccm
[0165]處理時(shí)間:30分鐘
[0166]處理溫度:350 O
[0167]處理壓力:133.3Pa (ITorr)
[0168]如圖5所示，在第2例中，整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約1.9%。另外，除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的、硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約1.4%。其差為約
0.5%。這表示硅膜5的桿周圍部分20的膜厚與除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的膜厚之差相比于處理溫度設(shè)為400°C /處理壓力設(shè)為133.3Pa的第I例變小，得到改善。換言之，通過將處理溫度降至不足400°C，能夠提高硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性。
[0169]<第3例:處理溫度350°C /處理壓力399.9Pa >
[0170]第3例是將處理溫度設(shè)為與第2例相同、且將處理壓力從133.3Pa (ITorr)升至399.9Pa(3Torr)的情況。具體的處理?xiàng)l件如下所示。需要說明的是，硅膜5是將成膜溫度設(shè)為350°C而成膜的。
[0171]<第一晶種層2的形成>[0172]處理氣體:DIPAS
[0173]處理氣體流量:200sccm
[0174]處理時(shí)間:I分鐘
[0175]處理溫度:350°C
[0176]處理壓力:399.9Pa (3Torr)
[0177]<第二晶種層3的形成>
[0178]處理氣體:Si2H6
[0179]處理氣體流量:300sccm
[0180]處理時(shí)間:30分鐘
[0181]處理溫度:350 O
[0182]處理壓力:399.9Pa (3Torr)
[0183]如圖5所示，在第3例中，整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約0.8%。另外，除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約0.7%。其差為約
0.1%。這表示硅膜5的桿周圍部分20的膜厚與除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的膜厚之差相比于處理溫度設(shè)為350°C /處理壓力設(shè)為133.3Pa的第2例進(jìn)一步變小，進(jìn)一步得到改善。換言之，通過將處理溫度降至不足400°C、且將處理壓力設(shè)為超過133.3Pa的壓力，硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性會(huì)進(jìn)一步提高。在處理溫度為350°C /處理壓力為399.9Pa的該第3例中，如上所述，膜厚之差為0.1%。這表示硅膜5的桿周圍部分20的膜厚與除了桿周圍部分20之外的區(qū)域的膜厚基本無變化。
[0184]總結(jié)上述考察時(shí)，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn):與圖7的A所示的處理溫度為400°C /處理壓力為133.3Pa (第I例)的處理?xiàng)l件相比，將處理溫度設(shè)為不足400°C、例如設(shè)為圖7的B所示的處理溫度350°C /處理壓力133.3Pa (第2例)更能夠使桿周圍部分20的硅膜5的膜厚相對(duì)于除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚相對(duì)地變厚，提高硅膜5的面內(nèi)均一性。換言之，推測(cè)其原因是:在處理溫度為400°C時(shí)，乙硅烷(Si2H6)會(huì)熱分解，因此第二晶種層3 (B卩，該乙硅烷中包含的硅)因CVD反應(yīng)而生長(zhǎng)，在除了桿周圍部分20的區(qū)域中會(huì)形成得特別厚。
[0185]基于這一點(diǎn)，將處理溫度設(shè)為不足400°C的、例如350°C，能夠防止乙硅烷發(fā)生熱分解，因此第二晶種層3上僅通過乙硅烷中包含的硅的吸附進(jìn)行沉積而不伴隨CVD反應(yīng)。因此，與基于CVD反應(yīng)的生長(zhǎng)相比，在除了桿周圍部分20的區(qū)域中，能夠抑制第二晶種層3形成得特別厚。
[0186]另外，在不足400°C、例如350°C下形成硅膜5時(shí)，與成膜溫度為400°C的情況相比，硅膜5的基于CVD反應(yīng)的生長(zhǎng)例如能夠?qū)VD生長(zhǎng)抑制為低、能夠抑制除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的CVD反應(yīng)的速度。從這些方面出發(fā)，可推測(cè)能夠使桿周圍部分20的硅膜5的膜厚相對(duì)于除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚相對(duì)地變厚。
[0187]進(jìn)而，能夠獲得以下優(yōu)點(diǎn):與圖7的B所示的處理溫度350°C /處理壓力133.3Pa(第2例)相比，將處理壓力設(shè)為超過133.3Pa、例如設(shè)為圖7的C所示的處理溫度350°C /處理壓力399.9Pa (第3例)更能夠使桿周圍部分20的硅膜5的膜厚進(jìn)一步形成為厚，進(jìn)一步提高硅基板I的硅膜5的面內(nèi)均一性。推測(cè)這是因?yàn)?處理壓力高時(shí)，如圖8的A和圖8的B所示，能夠減緩支承槽106a內(nèi)的處理氣體的流速。通過使處理氣體的流速變慢，能夠?qū)⑻幚須怏w、例如用于形成第二晶種層3的乙硅烷長(zhǎng)時(shí)間保留在支承槽106a內(nèi)、其周圍的區(qū)域中。乙硅烷可長(zhǎng)時(shí)間保留的部分能夠提高乙硅烷中包含的硅吸附于第一晶種層2上的概率?？赏茰y(cè)其結(jié)果是:能夠使桿周圍部分20的硅膜5的膜厚相對(duì)于除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚相對(duì)地變厚，例如能夠增厚至大致相等的膜厚。
[0188](面內(nèi)均一性的舟位置依賴性)
[0189]圖5所示的結(jié)果是從圖4所示的立式晶圓舟105的中段所載置的硅基板I而得到的。立式晶圓舟105存在面內(nèi)均一性隨著立式晶圓舟105內(nèi)的硅基板I的載置位置而變化這樣的面內(nèi)均一性的舟位置依賴性。接著，嘗試著調(diào)查了該面內(nèi)均一性的舟位置依賴性。
[0190]圖9是示出舟位置與硅膜5的面內(nèi)均一性的關(guān)系的圖。圖9中，示出了參照?qǐng)D5進(jìn)行說明的第I例(參照“ ▲ ”和“ Λ ”)以及第3例(參照“.”和“ O ”)的舟位置與硅膜5的面內(nèi)均一性的關(guān)系。
[0191]<第I例:處理溫度400°C /處理壓力133.3Pa >
[0192]< 上段 >
[0193]如圖9所示，第I例中，整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約2.9%、除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約1.5%、其差為約1.4%。
[0194]< 中段 >
[0195]如參照?qǐng)D5進(jìn)行說明的那樣，整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約2.8%、除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約1.2%、其差為約1.6%。
[0196]< 下段 >
[0197]整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約3.4%、除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約2.5%、其差為約0.9%。
[0198]基于這種結(jié)果，在將處理溫度設(shè)為400°C /處理壓力設(shè)為133.3Pa的第I例中，難以說硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性因舟位置而得到改善，與舟位置無關(guān)，硅膜5的桿周圍部分20的膜厚與除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的膜厚之差大。
[0199]另外，在硅膜5的除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中，膜厚的面內(nèi)均一性與整個(gè)面內(nèi)相比為良好，但也停留在約1.2~2.5%的范圍。
[0200]<第3例:處理溫度350°C /處理壓力399.9Pa >
[0201]< 上段 >
[0202]在第3例中，整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約1.2%、除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性也為約1.2%、其差為約0%?；緸橥鹊哪ず?。
[0203]< 中段>
[0204]如參照?qǐng)D5進(jìn)行說明的那樣。整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約0.8%、除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約0.7%、其差為約0.1%。兩個(gè)區(qū)域中的硅膜5的膜厚大致相等。
[0205]< 下段 >
[0206]整個(gè)面內(nèi)的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性為約2.3%、除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性也為約2.3%、其差為約0%。兩個(gè)區(qū)域中的硅膜5的膜厚大致相等。
[0207]基于這種結(jié)果，在將處理溫度設(shè)為350°C /處理壓力設(shè)為399.9Pa的第3例中，整個(gè)面內(nèi)的面內(nèi)均一性與除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的面內(nèi)均一性之差基本不隨舟位置而變化。即，與舟位置無關(guān)，能夠基本消除硅膜5的桿周圍部分20的膜厚與除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的膜厚之差。
[0208]而且，與第I例相比，硅膜5的除了桿周圍部分20之外的區(qū)域中的膜厚的面內(nèi)均一性也被改善至約0.7~2.3%的范圍。
[0209]像這樣，根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式所述的使用了晶種層的形成方法的硅膜的成膜方法，能夠獲得即使對(duì)于成膜工藝的進(jìn)一步低溫化的要求也能夠應(yīng)對(duì)這一優(yōu)點(diǎn)。
[0210]另外，根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式所述的使用了晶種層的形成方法的硅膜的成膜方法，能夠獲得可以維持并進(jìn)一步提高在雙層晶種層4上形成的薄膜的表面粗糙度的精度這一優(yōu)點(diǎn)。
[0211]接著，將能夠?qū)?施本發(fā)明的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式所述的使用了晶種層的形成方法的硅膜的成膜方法的成膜裝置的例作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0212]<成膜裝置>
[0213]圖10是概略性地示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式所述的成膜裝置的一例的剖面圖。
[0214]如圖10所示，批量式的成膜裝置100對(duì)多個(gè)被處理基板進(jìn)行一并處理，其具有下端開口且有頂部的圓筒體狀的處理室101。處理室101的整體例如由石英形成。處理室101內(nèi)的頂部設(shè)置有石英制的頂部板102。在處理室101的下端開口部例如介由O形環(huán)等密封件104連接有由不銹鋼成形為圓筒體狀的歧管103。
[0215]歧管103支承處理室101的下端。參照?qǐng)D4進(jìn)行說明的立式晶圓舟105從歧管103的下方插入處理室101內(nèi)。立式晶圓舟105具有多根形成有多條支承槽106a的桿106(參照?qǐng)D4的B)，在上述支承槽處支承作為被處理體的多張、例如50~100張半導(dǎo)體基板、在本例中為硅基板I的周緣部的一部分。由此，立式晶圓舟105多級(jí)地載置硅基板I。
[0216]立式晶圓舟105介由石英制的保溫筒107而載置于臺(tái)108上。臺(tái)108被支承在旋轉(zhuǎn)軸110上，所述旋轉(zhuǎn)軸110貫穿用于打開關(guān)閉歧管103的下端開口部的例如不銹鋼制的蓋部109。旋轉(zhuǎn)軸110的貫穿部設(shè)置有例如磁性流體密封件111，將旋轉(zhuǎn)軸110氣密地密封并以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承旋轉(zhuǎn)軸110。蓋部109的周圍部與歧管103的下端部之間例如夾置有由O形環(huán)制成的密封件112。由此保持處理室101內(nèi)的密封性。旋轉(zhuǎn)軸110例如安裝于晶舟升降機(jī)等升降機(jī)構(gòu)(未圖示)所支承的臂113的前端。由此，晶圓舟105和蓋部109等可一體地進(jìn)行升降并相對(duì)于處理室101內(nèi)進(jìn)行插入和脫離。
[0217]成膜裝置100具有用于向處理室101內(nèi)供給進(jìn)行處理所要使用的氣體的處理氣體供給機(jī)構(gòu)114 ;以及用于向處理室101內(nèi)供給非活性氣體的非活性氣體供給機(jī)構(gòu)115。
[0218]本例的處理氣體供給機(jī)構(gòu)114包括:氨基硅烷系氣體供給源117a、乙硅烷以上的高階硅烷系氣體供給源117b (以下簡(jiǎn)稱為高階硅烷系氣體供給源)、以及不含氨基的硅烷系氣體供給源117c (以下簡(jiǎn)稱為硅烷系氣體供給源117c)。
[0219]另外，非活性氣體供給機(jī)構(gòu)115包含非活性氣體供給源120。氨基硅烷系氣體用于形成第一晶種層2，其一例為DIPAS。乙硅烷以上的高階硅烷系氣體用于形成第二晶種層3，其一例為乙硅烷(Si2H6)15不含氨基的硅烷系氣體用于形成娃膜5,其一例為乙硅烷(Si2H6)15非活性氣體的一例為氮?dú)?。非活性氣體用于吹掃氣體等。
[0220]氨基硅烷系氣體供給源117a介由流量控制器121a和開關(guān)閥122a而連接于分散噴嘴123a。同樣地，高階硅烷系氣體供給源117b介由流量控制器121b和開關(guān)閥122b連接于分散噴嘴123b (圖10中為了方便表示而僅示出了參照符號(hào))。同樣地，硅烷系氣體供給源117c介由流量控制器121c和開關(guān)閥122c而連接于分散噴嘴123c。
[0221]分散噴嘴123a~123c由石英管制成，貫穿至歧管103的側(cè)壁內(nèi)側(cè)并向上方彎曲而垂直地延伸。分散噴嘴123a~123c的垂直部分以隔開規(guī)定的垂直間隔的方式形成有多個(gè)氣體噴出孔124。由此，各氣體從氣體噴出孔124以水平方向朝向處理室101內(nèi)大致均勻地噴出。
[0222]非活性氣體供給源120介由流量控制器121d和開關(guān)閥122d連接于噴嘴128。噴嘴128貫穿歧管103的側(cè)壁，使非活性氣體從其前端以水平方向朝向處理室101內(nèi)噴出。
[0223]處理室101內(nèi)的、與分散噴嘴123a~123c相對(duì)的相反側(cè)部分設(shè)置有用于將處理室101內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣口 129。排氣口 129通過將處理室101的側(cè)壁向上下方向刮削而形成為細(xì)長(zhǎng)。與處理室101的排氣口 129相應(yīng)的部分通過熔接而安裝有用于覆蓋排氣口129且斷面成形為-字狀的排氣口覆蓋部件130。排氣口覆蓋部件130沿著處理室101的側(cè)壁向上方延伸，在處理室101的上方規(guī)定氣體出口 131。氣體出口 131連接于包含真空泵等的排氣機(jī)構(gòu)132。排氣機(jī)構(gòu)132通過對(duì)處理室101內(nèi)進(jìn)行排氣而將處理中使用過的處理氣體進(jìn)行排氣、以及將處理室101內(nèi)的壓力設(shè)為與處理相應(yīng)的處理壓力。
[0224]處理室101的外周設(shè)置有筒體狀的加熱裝置133。加熱裝置133將供給于處理室101內(nèi)的氣體活化，同時(shí)將處理室101內(nèi)容納的被處理體、在本例中為硅基板I加熱。
[0225]成膜裝置100的各部分的控制通過包含例如微處理器(計(jì)算機(jī))的控制器150來進(jìn)行。控制器150連接有用戶界面151，該用戶界面151包括:操作人員為了管理成膜裝置100而進(jìn)行命令的輸入操作等的觸摸面板、可視化地顯示成膜裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的顯示
翌坐
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[0226]控制器150連接有存儲(chǔ)部152。存儲(chǔ)部152中容納:用于通過控制器150的控制來實(shí)現(xiàn)要在成膜裝置100中執(zhí)行的各種處理的控制程序；用于按照處理?xiàng)l件使成膜裝置100的各構(gòu)成部執(zhí)行處理的程序即制程。制程例如存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部152中的存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是硬盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，也可以是⑶-ROM、DVD、閃存等便攜式存儲(chǔ)器。另外，還可以從其它裝置介由例如專用線路來適當(dāng)?shù)貍魉椭瞥?。制程根?jù)需要按照用戶界面151發(fā)出的指示等從存儲(chǔ)部152中讀取出，控制器150按照所讀取的制程執(zhí)行處理，由此成膜裝置100基于控制器150的控制實(shí)施所期望的處理。
[0227]在本例中，基于控制器150的控制，依次實(shí)施按照上述第二實(shí)施方式所述的硅膜的成膜方法的成膜處理。
[0228]上述第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式所述的使用了晶種層的形成方法的硅膜的成膜方法可以通過圖10的成膜裝置100之類的I臺(tái)成膜裝置來實(shí)施。
[0229]另外，作為成膜裝置，不限定于圖10所示那樣的批量式，也可以是單張式的成膜
>J-U ρ?α裝直。
[0230]以上，根據(jù)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變形。
[0231]例如，在上述實(shí)施方式中，對(duì)處理?xiàng)l件進(jìn)行了具體例示，但不限定于上述實(shí)施方式中記載的具體例示，自不必說可以按照硅基板I的大小、處理室101的容積變化等在不損害上述優(yōu)點(diǎn)的范圍內(nèi)進(jìn)行變更。
[0232]另外，上述實(shí)施方式中記載的成膜方法即使在成膜工藝的低溫下、例如將上限溫度設(shè)為不足400°C的成膜工藝中，也能夠通過硅膜5的膜厚的面內(nèi)均一性的提高、以及孵育時(shí)間的縮短而實(shí)現(xiàn)硅膜5的表面粗糙度的精度的進(jìn)一步改善。因此，上述實(shí)施方式中記載的成膜方法能夠適合地用于微細(xì)化得以推進(jìn)的電子制品的制造方法、例如半導(dǎo)體裝置的制造工藝、平板顯示器的制造工藝。
[0233]另外，包含第一晶種層2和第二晶種層3的雙層晶種層4的膜厚增加時(shí)，包括雙層晶種層4在內(nèi)的硅膜5的膜厚會(huì)增加。從硅膜5的薄膜化的觀點(diǎn)出發(fā)，期望第一晶種層2的厚度為薄。優(yōu)選為單原子層水平的厚度左右。若提及具體的雙層晶種層4的厚度，優(yōu)選設(shè)為超過Onm且1.0nm以下的 有限值的厚度。
[0234]但是，如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式所述的硅膜的成膜方法，能夠進(jìn)一步改善孵育時(shí)間的結(jié)果存在可進(jìn)一步提高表面粗糙度的精度的優(yōu)點(diǎn)。由此，在將硅膜5制成比較厚的膜時(shí)也可適合地使用本發(fā)明的方法。例如，可以制成半導(dǎo)體裝置的制造中通常使用的50nm以上且IOOnm以下的硅膜5、以及薄于該膜厚的、例如超過2nm且不足50nm的范圍的厚度。
[0235]另外，優(yōu)選使氨基硅烷系氣體不會(huì)分解地吸附在例如硅基板(基底)I上。例如，DIPAS在450°C以上會(huì)發(fā)生熱分解。若氨基硅烷發(fā)生熱分解，則制成的膜中有時(shí)會(huì)夾雜碳(C)、氮(N)等雜質(zhì)。通過使氨基硅烷系氣體不會(huì)分解地吸附在例如硅基板(基底)I上，可以得到能夠抑制所制成的膜中夾雜雜質(zhì)的情況這一優(yōu)點(diǎn)。
[0236]另外，在上述實(shí)施方式中，作為形成第一晶種層2和第二晶種層3時(shí)的處理壓力，從改善硅膜5的面內(nèi)均一性這一觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選設(shè)為超過133.3Pa (ITorr)的壓力。作為具體的壓力的一例，可例示出399.9Pa(3Torr)。作為形成第一晶種層2和第二晶種層3時(shí)的處理壓力的上限，從實(shí)用上的觀點(diǎn)出發(fā)，1333Pa (IOTorr)以下大概為適當(dāng)?shù)闹怠?br> [0237]本發(fā)明提供晶種層的形成方法、使用了該晶種層的形成方法的硅膜的成膜方法以及能夠?qū)嵤┰摮赡し椒ǖ某赡ぱb置，所述晶種層的形成方法即使對(duì)于成膜工藝的進(jìn)一步低溫化的要求也能夠應(yīng)對(duì)，另外，還能夠?qū)崿F(xiàn)在晶種層上形成的薄膜的表面粗糙度的精度的維持和提聞、以及面內(nèi)均一性的進(jìn)一步提聞。
[0238]另外，本發(fā)明可以在不偏離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。
【權(quán)利要求】
1.一種晶種層的形成方法，其中，所述方法在基底上形成晶種層，所述晶種層成為薄膜的晶種，其具備: (1)將所述基底加熱，在所述加熱了的基底表面上供給氨基硅烷系氣體，在所述基底表面上形成第一晶種層的工序；以及 (2)將所述基底加熱，在所述加熱了的基底表面上供給乙硅烷以上的聞階硅烷系氣體，在形成有所述第一晶種層的所述基底表面上形成第二晶種層的工序， 將所述(1)工序中的處理溫度設(shè)為不足400°c且所述氨基硅烷系氣體中包含的至少硅能夠吸附在所述基底表面上的溫度以上， 將所述(2)工序中的處理溫度設(shè)為不足400°C且所述乙硅烷以上的高階硅烷系氣體中包含的至少硅能夠吸附在形成有所述第一晶種層的所述基底表面上的溫度以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶種層的形成方法，其中，在所述(1)工序中，所述第一晶種層是通過使所述氨基硅烷系氣體中包含的至少硅吸附在所述基底表面上而形成的， 在所述(2)工序中，所述第二晶種層是通過使所述乙硅烷以上的高階硅烷系氣體中包含的至少硅吸附在形成有所述第一晶種層的基底表面上而形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶種層的形成方法，其中，不伴隨化學(xué)氣相沉積反應(yīng)即CVD反應(yīng)地分別進(jìn)行所述(1)工序中的至少硅的吸附、以及所述(2)工序中的至少硅的吸附。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶種層的形成方法，其中，以超過Onm且1nm以下的厚度的范圍進(jìn)行所述(1)工序中的至少硅的吸附、以及所述(2)工序中的至少硅的吸附。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶種層的形成方法，其中，使包含所述第一晶種層和所述第二晶種層的晶種層的厚度為超過Onm且1nm以下的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶種層的形成方法，其中，以單原子層數(shù)量級(jí)的厚度的范圍分別進(jìn)行所述(1)工序中的至少硅的吸附、以及所述(2)工序中的至少硅的吸附。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶種層的形成方法，其中，包含所述第一晶種層和所述第二晶種層的晶種層是非晶形的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶種層的形成方法，其中，將所述(2)工序中的處理壓力設(shè)為超過133.3Pa且1333Pa以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶種層的形成方法，其中，所述氨基硅烷系氣體選自包含至少一種以下物質(zhì)的氣體，所述物質(zhì)為: 丁基氣基硅烷、 雙(叔丁基氨基)硅烷、 二甲基氨基硅烷、 雙(二甲基氣基)硅烷、 二 (二甲基氣基)硅烷、 二乙基氨基硅烷、 雙(二乙基氨基)硅烷、 二丙基氣基硅烷、 二異丙基氨基硅烷、 六乙基氨基乙硅烷、
(1)((RlR2)N)nS1xH2X + 2_n_m (R3)m、(2)((RlR2)N)nSixH2X_n_m (R3)m， 其中，(I)、(2)式中， n為氨基數(shù)且為1~6的自然數(shù)； m為烷基數(shù)且為O或1~5的自然數(shù)；
Rl、R2、R3=CH3、C2H5、C3H7 ； R1=R2=R3或者也可以不相同； 也可以是R3=C1或者F ; X為1以上的自然數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶種層的形成方法，其中，所述乙硅烷以上的高階硅烷系氣體選自包含至少一種以下物質(zhì)的氣體,所述物質(zhì)為: 用Si111H2niM式表示的硅的氫化物，其中，m為2以上的自然數(shù)；以及 用SinH2n式表示的硅的氫化物，其中，η為3以上的自然數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶種層的形成方法，其中，所述用SimH2m+2式表示的硅的氫化物選自以下物質(zhì)中的至少一種，所述物質(zhì)為: 乙硅烷即Si2H6' 丙硅烷即Si3H8' 丁硅烷即Si4H10^ 戊硅烷即Si5H12、 己硅烷即Si6H14^ 庚硅烷即Si7H16, 所述用SinH2n式表示的硅的氫化物選自以下物質(zhì)中的至少一種，所述物質(zhì)為: 環(huán)丙硅烷即Si3H6、 環(huán)丁硅烷即Si4H8、 環(huán)戍硅烷即Si5H10^ 環(huán)己硅烷即Si6H12^ 環(huán)庚硅烷即Si7H1415
12.—種娃膜的成膜方法,其為在被處理體上形成娃膜的方法,其具備: (1)在所述被處理體的基底的表面上形成晶種層的工序；以及 (2)在所述晶種層上形成所述硅膜的工序， 所述(1)工序使用權(quán)利要求1所述的晶種層的形成方法來進(jìn)行。
13.一種成膜裝置，其為在基底上形成硅膜的成膜裝置，其具備: 處理室，其用于容納具有基底的被處理體，所述基底要形成所述硅膜； 處理氣體供給機(jī)構(gòu)，其用于向所述處理室內(nèi)供給進(jìn)行處理所要使用的氣體； 加熱裝置，其用于加熱容納于所述處理室內(nèi)的所述被處理體； 排氣機(jī)構(gòu)，其用于將所述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣；以及 控制器，其用于控制所述處理氣體供給機(jī)構(gòu)、所述加熱裝置以及所述排氣機(jī)構(gòu)，用以實(shí)施權(quán)利要求12的娃膜的成膜方法。
【文檔編號(hào)】C30B25/02GK103898601SQ201310741406
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】大部智行, 宮原孝廣, 永田朋幸 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社