JP6010161B2 - アモルファスシリコン膜の成膜方法および成膜装置 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の第1の実施形態に係るアモルファスシリコン膜の成膜方法のシーケンスの一例を示す流れ図、図2A〜図2Eはシーケンス中のサンプルの状態を概略的に示す断面図である。
BAS(ブチルアミノシラン)
BTBAS(ビスターシャリブチルアミノシラン)
DMAS(ジメチルアミノシラン)
BDMAS(ビスジメチルアミノシラン)
TDMAS(トリジメチルアミノシラン)、
DEAS(ジエチルアミノシラン)、
BDEAS(ビスジエチルアミノシラン)、
DPAS(ジプロピルアミノシラン)、
DIPAS(ジイソプロピルアミノシラン)
等を挙げることができる。本例では、DIPASを用いた。
DIPAS流量: 500sccm
処 理 時 間: 5min
処 理 温 度: 400℃
処 理 圧 力: 53.2Pa(0.4Torr)
である。ステップ1の工程を、本明細書では以下プリフローと呼ぶ。
SiH4
Si2H6
SimH2m+2(ただし、mは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物、及び
SinH2n(ただし、nは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物
の少なくとも一つを含むガスを挙げることができる。本例では、SiH4(モノシラン)を用いた。
SiH4流 量: 500sccm
処 理 時 間: 30min
処 理 温 度: 500℃
処 理 圧 力: 53.2Pa(0.4Torr)
である。
線II : y = 17.605x − 34.929 …(2)
図3に示すように、プリフロー有りの場合、プリフロー無しに比較してアモルファスシリコン膜4の膜厚が増す傾向が明らかとなった。
Cl2/N2流量: 300/500sccm
処 理 温 度 : 300℃
処 理 圧 力 : 39.9〜66.5Pa(0.3〜0.5Torr)
処 理 時 間 : 処理時間を調整し、アモルファスシリコン膜4の膜厚を制御
である。
図8はこの発明の第2の実施形態に係るアモルファスシリコン膜の成膜方法のシーケンスの一例を示す流れ図、図9A〜図9Fはシーケンス中のサンプルの状態を概略的に示す断面図である。
ジシラン流 量: 120sccm
処 理 時 間: 30min
処 理 温 度: 400℃
処 理 圧 力: 39.9Pa(0.3Torr)
である。
次に、上記第1、第2の実施形態に係るアモルファスシリコン膜の成膜方法を実施することが可能な成膜システムの一例を説明する。
さらに、アミノシランは分解させないで、例えば、下地2上に、吸着させるようにすることが良い。例えば、DIPASは450℃以上で熱分解する。アミノシランが熱分解されると、成膜される膜中に炭素(C)、窒素(N)などの不純物が巻き込まれてしまうことがある。アミノシランは分解させずに、例えば、下地2上に吸着させるようにすることで、成膜される膜中に不純物が巻き込まれてしまう事情を抑制できる、という利点を得ることができる。
SimH2m+2(ただし、mは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物、及びSinH2n(ただし、nは3以上の自然数)の式で表されるシリコンの水素化物の、いわゆる高次シランを例示した。
トリシラン(Si3H8)
テトラシラン(Si4H10)
ペンタシラン(Si5H12)
ヘキサシラン(Si6H14)
ヘプタシラン(Si7H16)
の少なくとも一つから選ばれることが良い。
シクロトリシラン(Si3H6)
シクロテトラシラン(Si4H8)
シクロペンタシラン(Si5H10)
シクロヘキサシラン(Si6H12)
シクロヘプタシラン(Si7H14)
の少なくとも一つから選ばれることが良い。
その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
Claims (9)
- 下地上にアモルファスシリコン膜を含む膜を成膜する成膜方法であって、
(1) 前記下地を加熱し、前記加熱した下地に1価のアミノシラン系ガスを供給し、前記下地上に前記1価のアミノシラン系ガスを吸着させる工程と、
(2) 前記下地を加熱し、前記加熱され、前記1価のアミノシラン系ガスが吸着された下地にアミノ基を含まないシラン系ガスを供給し、前記1価のアミノシラン系ガスが吸着された下地上にアモルファスシリコン膜を形成する工程と、
(3) 前記アモルファスシリコン膜をエッチングし、該アモルファスシリコン膜の膜厚を減ずる工程と
を備え、
前記(1)工程は、前記1価のアミノシラン系ガスが分解する温度よりも低い温度で行うことを特徴とするアモルファスシリコン膜の成膜方法。 - 前記1価のアミノシラン系ガスはDIPASであり、前記(1)工程における処理温度は、450℃より低いことを特徴とする請求項1に記載のアモルファスシリコン膜の成膜方法。
- 前記(1)工程と前記(2)工程との間に、
(4) 前記下地を加熱し、前記加熱され、前記1価のアミノシラン系ガスが吸着された下地に前記(2)工程で用いられたシラン系ガスよりも高次のシラン系ガスを供給する工程
を、さらに備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアモルファスシリコン膜の成膜方法。 - 前記エッチングは、等方性エッチングであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアモルファスシリコン膜の成膜方法。
- 前記等方性エッチングは、ドライエッチングであることを特徴とする請求項4に記載のアモルファスシリコン膜の成膜方法。
- 前記ドライエッチングのエッチャントは、少なくともCl2ガス、F2ガス、ClF3ガスの1つを含むことを特徴とする請求項5に記載のアモルファスシリコン膜の成膜方法。
- 前記(2)工程と前記(3)工程とが、同一の処理室内で連続して行われることを特徴とする請求項1から請求項6いずれか一項に記載のアモルファスシリコン膜の成膜方法。
- 前記アモルファスシリコン膜の成膜方法が、半導体装置の製造プロセスに用いられることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のアモルファスシリコン膜の成膜方法。
- 下地上にアモルファスシリコン膜を成膜する成膜装置であって、
前記アモルファスシリコン膜が形成される下地を有した被処理体を収容する処理室と、前記処理室内に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構と、前記処理室内に収容された前記被処理体を加熱する加熱装置と、前記処理室内を排気する排気機構と、前記処理ガス供給機構、前記加熱装置、及び前記排気機構を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラが、請求項1に記載された(1)工程、(2)工程、及び(3)工程が順次実施されるように前記成膜装置を制御することを特徴とする成膜装置。
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