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TWI678735B - 矽氮化膜之成膜方法 - Google Patents

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TWI678735B
TWI678735B TW106123142A TW106123142A TWI678735B TW I678735 B TWI678735 B TW I678735B TW 106123142 A TW106123142 A TW 106123142A TW 106123142 A TW106123142 A TW 106123142A TW I678735 B TWI678735 B TW I678735B
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silicon nitride
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nitride film
depression
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加藤壽
Hitoshi Kato
高橋豐
Yutaka Takahashi
村田昌弘
Masahiro Murata
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日商東京威力科創股份有限公司
Tokyo Electron Limited
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Abstract

本發明之目的在於提供一種矽氮化膜之成膜方法，係可形成V字開口剖面形狀，並進行填埋特性良好之填埋成膜。
具有：將含氨氣體供給至表面形成有凹陷的基板，而將該凹陷表面氮化並於該凹陷內形成吸附側的工序；將含氯氣體供給至該基板，而從該凹陷之最上部來讓該含氯氣體物理吸附至既定深度之既定區域，並於該既定區域形成非吸附側的工序；以及將含矽氣體供給至該基板，而讓該含矽氣體吸附於包含該凹陷內之該既定區域以外所殘存的底部之該吸附側，並藉由該含氨氣體與該含矽氣體的反應來成膜出矽氮化膜的工序。

Description

矽氮化膜之成膜方法
本發明係關於一種矽氮化膜之成膜方法。
自以往，便已知一種溝槽填埋方法，係包含有：將氧化障蔽膜形成於半導體基板上所形成之溝槽內部的工序；於氧化障蔽膜上形成可膨脹之膜的工序；以及使用會因燒結而收縮之填埋材來填埋溝槽的工序；其中形成氧化障蔽膜之工序係包含有：將第1晶種層形成於溝槽內部的工序；以及於第1晶種層上形成氮化矽膜的工序；於氧化障蔽膜上形成可膨脹之膜的工序係包含有：將第2晶種層形成於氮化矽膜上的工序；以及於第2晶種層上形成矽膜的工序(例如，參照專利文獻1)。
根據相關專利文獻1所記載的溝槽填埋方法，即便溝槽的微細化有進一步的發展，仍可在溝槽內部形成可膨脹之膜以及為氧化障蔽之膜。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2012-138501號公報
然而，會有不以專利文獻1所記載般之可膨脹的膜，而是欲以不產生空隙且良好的填埋特性來將矽氮化膜填埋於配線用之微細溝槽等的凹陷的情況。在此般情況，僅進行沿著凹陷形狀之保形的填埋成膜便會不夠充分，在此般情況，若是不以不阻塞開口的方式來維持V字剖面形狀且於凹陷內填充矽氮化膜的話，便會有難以進行良好的填埋成膜之情況。亦即，由於凹陷微細，即便欲保形地實施填埋成膜，仍會有在凹陷中段存在有空隙的狀態下而阻塞開口的情況。此般成膜係如上述般，若不是維持V字開口剖面形狀並慢慢地進行填埋成膜的話，便會無法防止空隙的產生。
於是，本發明的目的在於提供一種可抑制空隙的產生，並進行填埋特 性良好的填埋成膜之矽氮化膜之成膜方法。
為了達成上述目的，本發明一態樣相關之成膜方法係具有：將含氨氣體供給至表面形成有凹陷的基板，而將該凹陷之表面氮化並於該凹陷內形成吸附側的工序；將含氯氣體供給至該基板，而從該凹陷之最上部來讓該含氯氣體物理吸附至既定深度之既定區域，並於該既定區域形成非吸附側的工序；以及將含矽氣體供給至該基板，而讓該含矽氣體吸附於包含該凹陷內之該既定區域以外所殘存的底部之該吸附側，並藉由該含氨氣體與該含矽氣體的反應來成膜出矽氮化膜的工序。
根據本發明，便可抑制空隙並以良好的填埋特性來將矽氮化膜填埋於凹陷內。
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
11‧‧‧頂板
12‧‧‧容器本體
31、32、33‧‧‧處理氣體噴嘴
34‧‧‧氣體噴出孔
41、42‧‧‧分離氣體噴嘴
80‧‧‧電漿產生部
83‧‧‧天線
84‧‧‧匹配器
85‧‧‧高頻電源
90‧‧‧框體
95‧‧‧法拉第遮蔽
97‧‧‧狹縫
98‧‧‧開口部
120‧‧‧控制部
121‧‧‧記憶部
130‧‧‧凹陷
圖1係可適用於本發明實施形態相關之SiN膜之成膜方法的成膜裝置一範例之概略縱剖面圖。
圖2係成膜裝置一範例的概略俯視圖。
圖3係沿著成膜裝置之旋轉台的同心圓之剖面圖。
圖4係成膜裝置之電漿產生部一範例的縱剖面圖。
圖5係成膜裝置之電漿產生部一範例的立體分解圖。
圖6係成膜裝置之電漿產生部所設置的框體一範例之立體圖。
圖7係成膜裝置之電漿產生部一範例的俯視圖。
圖8係顯示成膜裝置之電漿產生部所設置之法拉第遮蔽一部分的立體圖。
圖9係顯示本發明實施形態相關之矽氮化膜的成膜方法一範例的圖式。圖9(a)係顯示氮化工序一範例的圖式。圖9(b)係顯示非吸附側形成工序一範例的圖式。圖9(c)係顯示成膜工序一範例的圖式。
圖10係用以說明氯與氫之電負度的差距之圖式。圖10(a)係顯示代表性的元素之電負度的圖式。圖10(b)係顯示包含氯及氫的電負度之既定元素的 電負度之一覽表。圖10(c)係顯示既定原子間的鍵結能與電負度的差距之一覽表。
圖11係顯示本發明實施形態相關之SiN膜的成膜方法一範例之圖式。圖11(a)係顯示晶圓W所形成之凹陷130一範例的圖式。圖11(b)係顯示氮化工序一範例的圖式。圖11(c)係顯示非吸附側形成工序一範例的圖式。圖11(d)係顯示成膜工序一範例的圖式。
圖12係顯示為了確認氯的吸附阻礙效果所進行之實驗結果的圖式。
圖13係用以說明氯流量與含矽氣體的吸附阻礙效果之關係的圖式。圖13(a)係顯示氯流量與SiN膜之膜厚關係的圖式。圖13(b)係顯示氯流量與SiN膜在Y軸上的膜厚之圖式。
圖14係顯示對表面形成有溝槽狀之凹陷130的晶圓W而進行與圖13相同之改變氯流量的實驗的結果之圖式。圖14(a)係顯示實驗結果之SEM影像。圖14(b)係以圖表來顯示圖14(a)的結果之圖式。
圖15係顯示為了確認氯吸附為物理吸附所進行之實驗結果的圖式。
圖16係顯示改變旋轉台2之旋轉速度而實施本發明實施形態相關之SiN膜之成膜方法的結果之圖式。
圖17係顯示圖16所說明之實施結果的凹陷填埋特性之圖式。圖17(a)係改變旋轉台2之旋轉速度而對晶圓W所形成之溝槽實施填埋成膜之結果的SEM影像的圖式。圖17(b)係將圖17(a)之結果圖表化而加以顯示的圖式。
以下，便參照圖式，來進行用以實施本發明之形態的說明。
<成膜裝置之構成>
於圖1顯示適於實施本發明實施形態相關之矽氮化膜之成膜方法的成膜裝置一範例的概略縱剖面圖。又，於圖2顯示適於實施本發明實施形態相關之矽氮化膜之成膜方法的成膜裝置一範例之概略俯視圖。另外，圖2中為了簡化說明，係省略頂板11之描繪。
如圖1所示，本發明第1實施形態相關之電漿處理裝置係具備有：平面形狀為概略圓形之真空容器1；以及設置於此真空容器1，且在真空容器1中心具有旋轉中心並用以讓晶圓W旋轉之旋轉台2。
真空容器1係具備有對向於旋轉台2之下述凹部24的位置所設置之頂板(頂部)11以及容器本體12。又，容器本體12上面之周緣部係設置有環狀地設置之密封構件13。然後，頂板11係構成為可從容器本體12裝卸。俯視看來真空容器1之直徑尺寸(內徑尺寸)並未限制，可為例如1100mm左右。
真空容器1內上面側之中央部係連接有為了抑制互相不同的處理氣體彼此會在真空容器1內之中心部區域X中混合而供給分離氣體之分離氣體供給管51。
旋轉台2係以中心部而被固定於概略圓筒形狀之核心部21，且會構成為藉由驅動部23來相對於連接在此核心部21下面並延伸於垂直方向的旋轉軸22而繞垂直軸，圖2所示之範例為繞順時針來自由旋轉。旋轉台2之直徑尺寸並未限制，可為例如1000mm左右。
旋轉軸22及驅動部23會被收納於殼體20，此殼體20係上面側的凸緣部分會被氣密地安裝於真空容器1之底面部14下面。又，此殼體20係連接有用以將Ar氣體等供給至旋轉台2下方區域來作為沖淨氣體(分離氣體)的沖淨氣體供給管72。
真空容器1之底面部14的核心部21外周側會以從下方側來靠近於旋轉台2的方式來形成為環狀而成為突出部12a。
旋轉台2表面部係形成有用以載置直徑尺寸為例如300mm之晶圓W的圓形狀凹部24來作為基板載置區域。此凹部24會沿著旋轉台2之旋轉方向來設置於複數處，例如5處。凹部24係具有較晶圓W直徑稍微要大，具體而言為1mm至4mm左右大小的內徑。又，凹部24之深度會構成為幾乎等同於晶圓W厚度，或是較晶圓W厚度要大。從而，在將晶圓W收納於凹部24時，晶圓W表面與旋轉台2未載置有晶圓W之區域的表面便會成為相同高度，或是晶圓W表面會較旋轉台2表面要低。另外，即便為凹部24之深度在較晶圓W厚度要深的情況，由於過深時便會對成膜造成影響，故較佳地係晶圓W厚度的3倍左右的深度。
凹部24底面係形成有讓用以從下方側來頂升晶圓W而升降的例如下述3根升降銷貫穿的未圖示貫穿孔。
如圖2所示，在與旋轉台2之凹部24的通過區域對向之位置係於真空容器1周圍方向互相隔有間隔且放射狀地配置有例如由石英所構成之複數 根，例如5根的噴嘴31、32、33、41、42。該等各噴嘴31、32、33、41、42會配置於旋轉台2與頂板11之間。又，該等各噴嘴31、32、33、41、42會以從例如真空容器1外周壁朝向中心部區域C而對向於晶圓W來水平延伸的方式來加以安裝。
圖2所示之範例中係從第1處理氣體噴嘴31來繞順時針(旋轉台2之旋轉方向)依序配列有分離氣體噴嘴42、第2處理氣體噴嘴32、第3處理氣體噴嘴33、分離氣體噴嘴41。然而，本實施形態相關之基板處理裝置並不限制於此形態，旋轉台2之旋轉方向亦可為繞逆時針，在此情況，便從第1處理氣體噴嘴31繞逆時針依序配列有分離氣體噴嘴42、第2處理氣體噴嘴32、第3處理氣體噴嘴33、分離氣體噴嘴41。
第2處理氣體噴嘴32上方側如圖2所示，為了將第2電漿處理用氣體噴嘴32所噴出之氮化氣體電漿化，係分別設置有電漿產生部80。關於電漿產生部80會在之後詳述。氮化氣體係使用有例如含氨(NH3)氣體。
另外，雖本實施形態中，係顯示於各處理區域配置有1個噴嘴的範例，但亦可構成為於各處理區域配置複數噴嘴。例如，第2處理氣體噴嘴32可為由複數電漿處理用氣體噴嘴所構成，且除了氨(NH3)氣之外，分別供給氬氣(Ar)、氫氣(H2)等，亦可構成為僅配置1個電漿處理用氣體噴嘴，而供給氨氣、氬氣以及氫氣的混合氣體。
第1處理氣體噴嘴31會成為含矽氣體供給部。又，第2處理氣體噴嘴32會成為氮化氣體供給部，第3處理氣體噴嘴33會成為含氯氣體供給部。進一步地，分離氣體噴嘴41、42會分別成為分離氣體供給部。
各噴嘴31、32、33、41、42會透過流量調整閥來連接於未圖示之各氣體供給源。
第1處理氣體噴嘴31會供給為矽氮化的原料氣體之含矽氣體。可對應於用途來供給各種含矽氣體，可使用例如DCS(SiH2Cl2，二氯矽烷)氣體等的矽烷系氣體。
作為第1處理氣體噴嘴31所供給之含矽氣體範例係舉例有DSC[二氯矽烷]、HCD[六氯二矽甲烷]、DIPAS[二異丙基胺基矽烷]、3DMAS[三(二甲胺基)矽烷]氣體、BTBAS[二(特丁胺基)矽烷]等。
作為第2處理氣體噴嘴32所供給之氮化氣體可舉例有含氨氣體，除了氨 之外，亦可含有氬、氫等。為了使得氮化氣體得到充分的氮化力，較佳地係藉由電漿來活性化而加以供給。因此，如圖2所示，第2處理氣體噴嘴32上方係設置有電漿產生部80。因此，含氨氣體較佳地係與例如適於電漿化而供給之氬、氫等一起被供給。
從第3處理氣體噴嘴33供給有含氯氣體。含氯氣體係為了於氮化後之晶圓W或矽氮化膜表面形成非吸附側而加以供給。具體而言，含氯氣體在晶圓W表面形成有溝槽、貫孔等的凹陷的情況，會於凹陷上部形成非吸附側，而達成促進從凹陷底面側進行填埋成膜之效果。為了達成此般效果，便會從第3處理氣體噴嘴33來供給含氯氣體，所供給之氣體可為單獨的氯氣，亦可與其他種類的氣體一起供給。因此，第3處理氣體噴嘴33所供給之含氯氣體係包含有單獨的氯氣以及氯氣與其他種類之氣體的混合氣體兩者。
又，作為分離氣體噴嘴41、42所供給之分離氣體係舉例有例如氮氣(N2)、氬氣等的非活性氣體。
如上述，在圖2所示之範例中，係從第1處理氣體噴嘴31繞順時針(旋轉台2之旋轉方向)依序配列有分離氣體噴嘴42、第2處理氣體噴嘴32、第3處理氣體噴嘴33、分離氣體噴嘴41。亦即，在晶圓W的實際處理中，供給有從第1處理氣體噴嘴31所供給之含矽氣體的晶圓W會以來自分離氣體噴嘴42之分離氣體、來自第2處理氣體噴嘴32之氮化氣體、來自第3處理氣體噴嘴33之含氯氣體、來自分離氣體噴嘴41之分離氣體的順序，來暴露於氣體。
該等噴嘴31、32、33、41、42下面側(旋轉台2所對向之側)係沿著旋轉台2之半徑方向而於複數處例如等間隔地形成有用以噴出上述各氣體的氣體噴出孔34。各噴嘴31、32、33、41、42的各下端緣與旋轉台2上面的分離距離會配置為例如1~5mm左右。
第1處理氣體噴嘴31的下方區域係用以將含矽氣體供給至晶圓W，而吸附於晶圓W表面所形成之凹陷內整體的第1處理區域P1。又，第2處理氣體噴嘴32的下方區域係用以將可與吸附於晶圓W表面上的含矽氣體反應以生成反應生成物之SiN膜的氮化氣體電漿化，而供給至晶圓W表面上，並讓SiN膜沉積(填埋)於晶圓W表面所形成之凹陷內表面整體的第2處理區域P2。第3處理氣體噴嘴33的下方區域係成為為了在凹陷內上部的SiN膜上形成非吸附側而用以將含氯氣體供給至晶圓W表面的第3處理區域P3。
於圖3顯示沿著本實施形態相關之基板處理裝置的旋轉台之同心圓的剖面圖。另外，圖3更詳而言之，係從分離區域D經過第1處理區域P1而到分離區域D為止的剖面圖。
分離區域D之真空容器1的頂板11係設置有概略扇形的凸狀部4。凸狀部4係安裝於頂板11內面，真空容器1內係形成有為凸狀部4下面的平坦低頂面44(第1頂面)以及位於此頂面44周圍方向兩側，且較頂面44要高的頂面45(第2頂面)。
形成頂面44之凸狀部4如圖2所示，係具有頂部會被裁切為圓弧狀的扇形平面形狀。又，凸狀部4係在周圍方向中央形成有以延伸於半徑方向的方式所形成之溝部43，分離氣體噴嘴41、42會被收納於此溝部43內。另外，凸狀部4周緣部(真空容器1的外緣側部位)為了阻止各處理氣體彼此混合，係以對向於旋轉台2外端面，且相對於容器本體12而稍微分離的方式來彎曲為L字形。
第1處理氣體噴嘴31上方側係以用以讓含矽氣體沿著晶圓W來流通，且分離氣體會避開晶圓W附近而流通於真空容器1之頂板11側的方式來設置有噴嘴蓋體230。噴嘴蓋體230如圖3所示，係具備有為了收納第1處理氣體噴嘴31而在下面側開口的概略箱體之覆蓋體231以及分別連接於此覆蓋體231之下面側開口端中的旋轉台2之旋轉方向上游側及下游側而為板狀體的整流板232。另外，旋轉台2之旋轉中心側的覆蓋體231側壁面會以對向於第1處理氣體噴嘴31前端部的方式來朝向旋轉台2延伸。又，旋轉台2外緣側中之覆蓋體231側壁面會以不干擾第1處理氣體噴嘴31的方式來加以切凹。
接著，就第2處理氣體噴嘴32上方側所設置之電漿產生部80來詳細地說明。
於圖4顯示本發明實施形態相關之矽氮化膜之成膜方法所使用的成膜裝置之電產產生部一範例的縱剖面圖。又，於圖5顯示電漿產生部一範例的立體分解圖。進一步地，於圖6顯示電漿產生部所設置之框體一範例的立體圖。
電漿產生部80係構成為將由金屬線等所形成之天線83線圈狀地例如繞垂直軸捲繞3圈。又，電漿產生部80從俯視看來係以圍繞延伸於旋轉台2之徑向的帶狀體區域的方式，以及以跨越旋轉台2上之晶圓W直徑部分的方式 來加以配置。
天線83會透過匹配器84來連接於頻率為例如13.56MHz以及輸出電力為例如5000W的高頻電源85。然後，此天線83係設置為從真空容器1內部區域被氣密地區劃。又，設置有用以電性連接天線83與匹配器84以及高頻電源85的連接電極86。
如圖4及圖5所示，第2處理氣體噴嘴32上方側之頂板11係形成有從俯視看來會開口為概略扇形之開口部11a。
開口部11a如圖4所示，係沿著開口部11a之開口緣部來具有氣密地設置於此開口部11a的環狀構件82。後述框體90會氣密地設置於此環狀構件82之內周面側。亦即，環狀構件82係氣密地設置於外周側會對向於頂板11之開口部11a所面對的內周面11b，且內周側會對向於後述框體90之凸緣部90a的位置。然後，開口部11a為了讓天線83位於較頂板11要靠下方側，係透過此環狀構件82來設置有由例如石英等的感應體所構成之框體90。
圖6係顯示電漿產生部80之框體一範例的圖式。如圖6所示，框體90係形成為上方側周緣部會橫跨周圍方向而水平地延伸為凸緣狀而成為凸緣部90a，且在俯視下中央部會朝向下方側之真空容器1的內部區域凹陷。
框體90在讓晶圓W位於此框體90下方的情況，係配置為跨越旋轉台2之徑向的晶圓W直徑部分。另外，環狀構件82與頂板11之間係設置有O型環等的密封構件11c。
真空容器1之內部氛圍會透過環狀構件82及框體90來被設定為氣密。具體而言，係將框體90嵌入開口部11a內，接著藉由沿著為框體90上面之框體90的接觸部而形成為框狀的按壓構件91來將框體90朝向下方側並橫跨周圍方向來加以按壓。進一步地，藉由未圖示之螺栓等來將此按壓構件91固定於頂板11。藉此，真空容器1之內部氛圍便會被設定為氣密。
另外，如圖2所示，框體90亦會被設置於第3處理區域P3，亦即第3處理氣體噴嘴33上方。第3處理區域P3雖未設置有電漿產生部80，但由於會在第2處理區域P2供給有氮化氣體，在第3處理區域P3供給含氯氣體，故在為了防止相異2種氣體的混合而設置有區隔的意義下，僅設置有框體90。
如圖6所示，框體90下面係以沿著周圍方向來分別圍繞該框體90下方側之處理區域P2、P3的方式，朝向旋轉台2而形成有垂直地延伸之突起部92。然後，此突起部92內周面、框體90下面以及旋轉台2上面所圍繞之區域係收納有上述第2處理氣體噴嘴32及第3處理氣體噴嘴33。另外，第2處理氣體噴嘴32及第3處理氣體噴嘴33之基端部(真空容器1內壁側)的突起部92會以沿著第2處理氣體噴嘴32及第3處理氣體噴嘴33外形的方式來切凹為概略圓弧狀。
如圖4所示，框體90下方側係橫跨周圍方向來形成有突起部92。密封構件11c會因為此突起部92而不被直接暴露於電漿，亦即，從電漿生成區域被加以隔離。因此，即便電漿欲從電漿生成區域擴散至例如密封構件11c側，由於要經由突起部92下方而前進，故在到達至密封構件11c前電漿便已失去活性。
框體90上方側係收納有概略沿著該框體90內部形狀所形成而由導電性板狀體之金屬板(例如由銅等)所構成，並接地的法拉第遮蔽95。此法拉第遮蔽95係具備有以沿著框體90底面的方式來水平地形成之水平面95a，以及從此水平面95a的外終端橫跨周圍方向而延伸於上方側的垂直面95b，且以俯視看來可構成為例如概略六角形。
於圖7顯示本實施形態相關之電漿產生部一範例的俯視圖，於圖8顯示本實施形態相關之電漿產生部所設置之法拉第遮蔽的一部分之立體圖。
從旋轉台2之旋轉中心來觀察法拉第遮蔽95的情況下，右側及左側之法拉第遮蔽95上端緣會分別朝右側及左側水平地延伸而成為支撐部96。然後，法拉第遮蔽95與框體90之間係設置有從下方側來支撐支撐部96並分別被框體90之中心部區域C側及旋轉台2之外緣部側的凸緣部90a所支撐的框狀體99。
在天線83所生成之電場到達至晶圓W的情況，會有晶圓W內部所形成之圖案(電氣配線等)受到電性損傷的情況。因此，如圖8所示，水平面95a為了阻止天線83中所產生之電場及磁場(電磁場)中電場成分會朝向下方晶圓W，且使得磁場到達至晶圓W，係形成有多數狹縫97。
狹縫97如圖7及圖8所示，係以延伸於相對於天線83之捲繞方向而正交之方向的方式來橫跨周圍方向而形成於天線83的下方位置。在此，狹縫97會形成為對應於供給至天線83之高頻波長之1/10000以下左右的寬度尺寸。又，各狹縫97之長度方向的一端側及另端側係以阻塞該等狹縫97之開口端 的方式來橫跨周圍方向配置有接地並由導電體等所形成的導電路徑97a。法拉第遮蔽95中，從該等狹縫97之形成區域遠離的區域，亦即捲繞有天線83的區域之中央側係形成有用以透過該區域來確認電漿之發光狀態的開口部98。另外，上述圖2中為了簡化，係省略狹縫97，並以一點鏈線來表示狹縫97之形成區域範例。
如圖5所示，法拉第遮蔽95之水平面95a上為了確保與法拉第遮蔽95上方所載置之電漿產生部81a、81b之間的絕緣性，係層積有厚度尺寸為例如2mm左右，且由石英等所形成之絕緣板94。亦即，電漿產生部81a、81b會分別透過框體90、法拉第遮蔽95以及絕緣板94來配置為面向真空容器1內部(旋轉台2上之晶圓W)。
另外，第3處理區域P3中係僅設置有圖5所示之框體90，而可不設置較包含電漿產生部80之框體90要上方之構件。
再次就本實施形態相關之基板處理裝置之其他構成要素來加以說明。
旋轉台2外周側中，在較旋轉台2要稍微靠下的位置如圖2所示，係配置有為覆蓋體之側環100。側環100上面係以互相分離於周圍方向的方式來在例如2處形成有排氣口61、62。換言之，真空容器1之底面係形成有2個排氣口，對應於該等排氣口之位置的側環100係形成有排氣口61、62。
本說明書中，係將排氣口61、62中之一者及另者分別稱為第1排氣口61、第2排氣口62。在此，第1排氣口61會形成於分離氣體噴嘴42與相對於此分離氣體噴嘴42而位於旋轉台之旋轉方向下游側的第1電漿產生部81a之間。又，第2排氣口62會形成於第2電漿產生部81b與較此電漿產生部81b要靠旋轉台2之旋轉方向下游側的分離區域D之間。
第1排氣口61係用以將第1處理氣體及分離氣體排氣者，第2排氣口62係用以將電漿處理用氣體及分離氣體排氣者。該等第1排氣口61及第2排氣口62會分別藉由介設有蝶閥等的壓力調整部65之排氣管63來連接於為真空排氣機構之例如真空泵64。
如上述，由於從中心部區域C側橫跨外緣側配置有框體90，故相對於電漿處理區域P2、P3而從旋轉台2之旋轉方向上游側流通而去的氣體便會因為此框體90而使得欲朝向排氣口62之氣流被限制。因此，在較框體90要靠外周側的側環100上面便會形成有用以流通氣體之溝狀氣體流道101(參照圖1 及圖2)。
頂板11下面之中央部如圖1所示，係設置有與凸狀部4之中心部區域C側的部位連續而橫跨周圍方向來形成為概略環狀，且其下面會與凸狀部4下面(頂面44)形成為相同高度之突出部5。較此突出部5要靠旋轉台2之旋轉中心側的核心部21上方側係配置有用以抑制各種氣體在中心部區域C中會互相混合的曲徑構造部110。
如上述般，框體90係形成至靠近中心部區域C的位置為止，故支撐旋轉台2中央部之核心部21係以旋轉台2之上方側部位會避開框體90的方式來形成於旋轉中心側。因此，中心部區域C側會成為相較於外緣部側，各種氣體彼此會容易混合的狀態。因此，藉由在核心部21上方側形成曲徑構造，便可增加氣體流道，以防止氣體彼此混合。
更具體而言，曲徑構造部110係具有會橫跨各周圍方向來形成且會在旋轉台2之半徑方向交互地加以配置有從旋轉台2側朝向頂板11而垂直地延伸之壁部，以及從頂板11側朝向旋轉台2而垂直地延伸之壁部的構造。曲徑構造部110中，例如第1處理氣體噴嘴31所噴出之欲朝向中心部區域C的第1處理氣體需要通過曲徑構造部110。因此，便會隨著朝向中心部區域C而使得流速變慢，而難以擴散。結果，便會在處理氣體到達至中心部區域C前，因為供給至中心部區域C的分離氣體，而被推回至處理區域P1。又，關於欲朝向中心部區域C的其他氣體亦同樣地會因為曲徑構造部110而難以到達中心部區域C。因此，便可防止處理氣體彼此會在中心部區域C中互相混合。
另一方面，雖從分離氣體供給管51供給至此中心部區域C的分離氣體欲強力地朝周圍方向擴散，但由於設置有曲徑構造部110，故在通過曲徑構造部110時便會使得流速被抑制。在此情況，雖氮氣亦會欲朝向例如旋轉台2與突起部92之間極窄的區域入侵，但由於會因為曲徑構造部110而使得流速被抑制，故會朝例如搬送臂10的進出區域等之較寬廣的區域流去。因此，便會抑制氮氣朝向框體90下方側流入。
旋轉台2與真空容器1之底面部14之間的空間如圖1所示，係設置有為加熱機構之加熱器單元7。加熱器單元7係構成為可透過旋轉台2來將旋轉台2上之晶圓W加熱至例如室溫~760℃左右。另外，圖1中，係於加熱器單元7的側邊側設置有覆蓋構件71a，加熱器單元7上方係設置有覆蓋加熱器單元7 上方側的覆蓋構件7a。又，真空容器1之底面部14係在加熱器7下方側橫跨周圍方向而於複數處設置有用以沖淨加熱器單元7之配置空間的沖淨氣體供給管73。
真空容器1側壁如圖2所示，係在搬送臂10與旋轉台2之間形成有用以進行晶圓W收授的搬送口15。此搬送口15會藉由閘閥G來構成為氣密地自由開閉。
旋轉台2之凹部24會在面對此搬送口15的位置而於與搬送臂10之間進行晶圓W收授。因此，便會在旋轉台2下方側的收授位置所對應之處設置有貫穿凹部24而用以從內面來抬升晶圓W的未圖示升降銷及升降機購。
又，本實施形態相關之基板處理裝置係設置有用以控制裝置整體動作，且由電腦所構成之控制部120。此控制部120之記憶體內係儲存有用以進行後述基板處理之程式。此程式會以實行裝置各種動作的方式來組裝有步驟群，且會從硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡、軟碟等的記憶媒體之記憶部121來安裝於控制部120內。
<矽氮化膜之成膜方法>
接著，就本發明實施形態相關之矽氮化膜之成膜方法來加以說明。首先，就不使用上述成膜裝置之程序仍可適用的本實施形態相關之矽氮化膜之成膜方法的原理來加以說明。但說明係一邊闡述與上述成膜裝置之關係一邊加以說明。
圖9係顯示本發明實施形態相關之矽氮化膜之成膜方法一範例的圖式。圖9(a)係顯示氮化工序一範例的圖式。氮化工序中，係在將氮化氣體供給至晶圓W，而在基板表面，或是在基板表面已成膜有SiN膜之情況下，進行SiN膜表面之氮化。氮化氣體在圖9(a)中係使用NH3與Ar的混合氣體，亦即含氨氣體。另外，氮化工序只要能將成膜對象表面氮化，而於表面形成NH2基的話，便不過問氮化方法，可藉由電漿來將氮化氣體活性化而加以供給。上述成膜裝置中，係在第2處理區域P2從第2處理氣體噴嘴32來供給有NH3/Ar，並藉由電將產生部80來活性化而供給至晶圓W表面。藉由相關氮化工序，便可於表面形成有含矽氣體之吸附側。
圖9(b)係顯示非吸附側形成工序一範例的圖式。非吸附側形成工序中，係將含氯氣體供給至晶圓W表面，並藉由氯氣朝NH2基的物理吸附，來部分 地形成含矽氣體的非吸附側。在此，氯氣朝NH2基的物理吸附係利用在NH2基之前端的氫H與氯Cl的電負度之差距的離子性吸附。
圖10係用以說明氯與氫之電負度的差距的圖式。圖10(a)係顯示代表性的元素之電負度的圖式。圖10(a)中，橫軸為族，縱軸為周期，垂直軸係表示電負度之大小。如圖10(a)所示，各元素係具有各種電負度。
圖10(b)係顯示包含氯及氫之電負度的既定元素之電負度的一覽表。如圖10(b)所示，由於氯之電負度為3.0，氫之電負度為2.1，故兩者之電負度的差距為0.9。
圖10(c)係顯示既定原子間的鍵結能與電負度的差距之一覽表。如圖10(b)所說明般，H-Cl間的電負度之差距為0.9，而為較Si-F間的2.2，Si-O間的1.7要小，但較Si-H間的0.3要大的數值。因此，應該是為不會過強，但卻能以某種程度之吸引力來加以吸附的等級。
回到圖9(b)。如圖9(b)所示，非吸附側形成工序中，係成為使得氯物理吸附於氫的狀態。另外，氯之吸附並非在所有的NH2基進行，而僅在既定區域選擇性地進行。雖在NH2基形成於平坦面上時，此般選擇性之非吸附側的形成是有困難的，但在對晶圓W表面所形成之溝槽、貫孔等的凹陷進行填埋成膜的情況，氯便不一定會到達至凹陷之深處，而能僅在凹陷上部形成非吸附側。另外，關於此點的細節係在之後詳述。
又，非吸附側形成工序在使用上述成膜裝置的情況，係在第3處理區域P3中，藉由從第3處理氣體噴嘴33供給含氯氣體來加以進行。圖9(b)中，係顯示供給有Cl2/Ar的混合氣體的範例。又，由於非吸附側形成工序中，係以物理吸附來讓氯氣吸附於NH2基，故一般而言不使用電漿。在上述成膜裝置中，亦未在第3處理區域P3設置電漿產生部80。
圖9(c)係顯示成膜工序一範例的圖式。成膜工序中，係將含矽氣體供給至晶圓W。含矽氣體會吸附於為吸附側之NH2基，而不會吸附於吸附有為非吸附側的Cl2之區域。因此，會選擇性地進行含矽氣體之吸附。所吸附之含矽氣體會去除HCl並藉由化學反應來沉積於表面上，而成膜出SiN膜。另外，含矽氣體在圖9(c)中，係舉有使用DCS的範例。
成膜工序在上述成膜裝置中，係於第1處理區域P1，藉由第1處理氣體噴嘴31供給有含矽氣體來加以進行。又，由於物理吸附於NH2基之氯並非過 強的吸附，故吸附會慢慢地脫離減少而消滅。例如，上述成膜裝置中大多是在晶圓W通過分離區域D並供給有分離氣體而被沖淨的階段下被吹飛而消滅的情況。
藉由依序重複圖9(a)~(c)所示之氮化工序、非吸附側形成工序、成膜工序，便可慢慢地沉積SiN膜，而進行成膜。
只要是可對此般晶圓W供給氣體的話，便可在處理室內，藉由經時並切換地供給，來實施本實施形態相關之成膜方法。因此，本實施形態相關之成膜方法並不限於上述成膜裝置，而可以各種成膜裝置來加以實施。
圖11係顯示使用圖9及圖10所說明之成膜方法的原理，來對晶圓W表面所形成之凹陷進行填埋的成膜方法一範例之圖式。
圖11(a)係顯示晶圓W所形成之凹陷130一範例的圖式。如圖11(a)所示，晶圓W表面係形成有溝槽、貫孔等的凹陷130。凹陷130一般而言，係構成為形成某些圖案。晶圓W包含有凹陷130內的表面係形成有例如OH基。
圖11(b)係顯示氮化工序一範例的圖式。氮化工序中，係將氮化氣體供給至晶圓W表面，而將包含凹陷130內整體之晶圓W表面氮化。藉由氮化工序，來於晶圓W包含凹陷130內的表面整體形成有NH2基。
圖11(c)係顯示非吸附側形成工序一範例的圖式。非吸附側形成工序中，係將含氯氣體供給至晶圓W表面，並從凹陷130表面來使得氯氣吸附至既定深度的上部範圍。如上述般，Cl會物理吸附於NH2基的H，而暫時性地形成有非吸附側。另外，若為上述成膜裝置的話，則氯之深度方向的吸附便可藉由旋轉台2之旋轉速度、含氯氣體之流量等來加以調整。亦即，若是經過長時間地供給含氯氣體的話，氯氣便會吸附至凹陷130之底面，而無法僅在凹陷130上部形成非吸附側，但藉由適當地縮短供給含氯氣體的時間，便可創造出僅在凹陷130上部物理吸附氯氣的狀態。另外，此種情況在藉由氣體切換來進行本實施形態相關之成膜方法的情況亦相同，可藉由調整氣體的切換時間來創作出僅在凹陷130上部物理吸附氯的狀態。
藉由非吸附側形成工序，便可僅在從凹陷130上端至既定深度為止的範圍之上端部形成非吸附側，而在較此要靠下方殘留有NH2基的吸附側。
圖11(d)係顯示成膜工序一範例的圖式。成膜工序中，係將含矽氣體供給至晶圓W表面，並於吸附側吸附含矽氣體，而藉由化學反應來生成矽氮 化膜並加以沉積。如上述，雖在凹陷130內上部的既定區域形成有非吸附側，但由於除此以外的區域係形成有為吸附側之NH2基，故矽氮化膜並不會成膜在凹陷130內上部，而會僅在包含底面之下部加以成膜。因此，便如圖11(d)的下段所示，可進行包含凹陷130內之底面部的下部較厚，而上部較薄之由底向上之成膜。
另外，圖11(d)中，係顯示使用DCS來作為含矽氣體的範例。
藉由重複圖11(b)~(d)所示之氮化工序、非吸附側形成工序以及成膜工序，便可如圖11(d)下段所示，維持具有V字剖面形狀之開口形狀，且進行填埋特性良好的成膜。藉此，便可抑制空隙或隙縫的產生，並填埋凹陷130，而可進行階段覆蓋(段差披覆性、填埋特性)良好的填埋成膜。
接著，便就創作出本發明實施形態相關之成膜方法所進行的實驗及實施例來加以說明。
圖12係顯示為了確認氯之吸附阻礙效果所進行的實驗結果之圖式。為了確認氯之吸附阻礙效果，係實施有未供給氯之SiN成膜程序，以及供給氯之SiN成膜程序，而比較兩者。另外，未供給氯之SiN成膜程序係代表未設置有非吸附側形成工序的成膜程序，所謂供給氯之SiN成膜程序係圖9至圖11所說明之本發明實施形態相關的SiN成膜程序。
另外，實驗係使用上述旋轉台式之ALD成膜裝置，並在500℃的晶圓溫度、0.75Torr的壓力、旋轉台2之旋轉速度5rpm的條件下來加以進行。又，作為含矽氣體係供給有1000sccm的DCS與500sccm的載體氣體之N2氣體。氮化氣體係分別以2000/300sccm來供給Ar/NH3的混合氣體，電漿產生部80的輸出為5kW。又，含氯氣體係分別以2000/300sccm的流量來供給Ar/Cl2的混合氣體。如上述，含氯氣體之供給並未使用電漿。又，成膜時間為4200秒。
圖12中，橫軸係表示成膜時間(秒)，縱軸係表示SiN膜之厚度(nm)，特性A為未供給氯，特性B為有供給氯的條件。另外，凹陷130並未形成於晶圓W表面，而是進行對平坦面上的成膜。如圖12所示，供給有氯之特性B的膜厚會較未供給氯之特性A大幅地要小，而表示出氯具有阻礙DCS吸附的效果。
圖13係用以說明氯流量與含矽氣體之吸附阻礙效果之關係的圖式。就改變所供給之氯流量，而使得所成膜出之SiN膜之膜厚以及面內均勻性會受 到怎樣的影響來進行實驗。另外，實驗條件除了氯氣以外的條件都與圖12所說明之條件相同。又，一同地供給的Ar係固定為2000sccm，而氯氣係改變為0、6、10、50、300sccm來進行實驗。
圖13(a)係顯示氯流量與SiN膜之膜厚的關係之圖式。如圖13(a)所示，顯示隨著氯流量增加便會使得SiN膜之膜厚變小，而氯流量越多，則沉積速率會越下降。
圖13(b)係顯示氯流量與SiN膜在Y軸上(平行於旋轉台之半徑方向，並通過晶圓W中心的軸)的膜厚之圖式。又，以特性A、B、C、D、E來分別表示氯流量為0、6、10、50、300sccm的情況。如圖13(b)所示，雖然在旋轉台2外周側中，供給有氯之B~E全部都可觀察到阻礙DCS之吸附的效果，但這只到膜厚3mm左右為止，在較其要厚的膜厚中，便無法發揮效果，在旋轉台2中心側位置中，係隨著氯流量的變少而使得膜厚變大。然而，在氯流量為300sccm的情況，所有在Y軸上的都會保有3mm上下的膜厚，而得到充分的吸附阻礙效果與面內均勻性。
如此般，根據圖13之實驗結果，顯示所供給之氯流量越大，則沉積速度會越下降。
圖14係對表面形成有溝槽狀之凹陷130的晶圓W進行與圖13相同之改變氯流量的實驗之結果的圖式。另外，所形成之溝槽係開口寬度為250nm，深度為2100nm，縱寬比為8.4。又，關於氯流量為50sccm的情況，係不進行實驗，而就氯流量為0、6、10、300sccm的情況之結果來加以表示。
圖14(a)係顯示實驗結果之SEM影像。圖14(a)中，係將凹槽剖面沿著深度方向而從上端來區分為TOP/T-Side、CTR-T、CTR-B、BTM的4個區域而加以表示。另外，CTR-T係表示深度0.6μm的位置，CTR-B係表示深度1.2μm的位置，BTM係表示深度2.0μm的位置。
在氯流量為0、6、10、300sccm的各範例中，係將凹陷130上端附近的晶圓W平坦面表面(TOP)之膜厚作為100%，相對於此，T-Side、CTR-T、CTR-B、BTM係表示具有多少%之膜厚。
圖14(a)中，在未供給氯之情況，溝槽內之膜厚任一者都未達100%，且越靠近溝槽底面則膜厚會越小。因此，便會成為容易阻塞上端開口部之成膜結果。
另一方面，在以6sccm的流量來供給氯的情況，雖BTM為99%而較100%要稍微薄，但卻在CTR-B成膜為103%而較上端附近表面要厚，在CTR-T、T-Side成膜為96%、97%而較其要薄。因此，便會成為具有V字剖面形狀開口之填埋特性良好的成膜狀態。
同樣地，在以10sccm的流量來供給氯的情況，雖BTM為99%而較100%要稍微薄，但卻在CTR-B成膜為108%，在CTR-T成膜為109%而較上端附近表面要厚很多，在T-Side成膜為100%而為較其要薄。因此，雖並非6sccm的實施例的程度，但仍可說是成為具有V字剖面形狀開口之填埋特性良好的成膜狀態。
在以300sccm的流量來供給氯的情況，雖BTM為88%，CTR-B以及CTR-T為90%，T-Side為78%，整體而言為膜厚較薄，但相較於BTM、CTR-B及CTR-T，T-Side會成膜為較薄，而可說是接近於V字剖面形狀的狀態。
圖14(b)係以圖表來顯示圖14(a)的圖式。如圖14(b)所示，在氯流量為6sccm、10sccm的情況，相較於TOP、T-Side，CTR-B的膜厚會較大，而為填埋特性良好的成膜。另一方面，在未供給氯的情況，膜厚會從底面朝向上端而一點一點地變厚，雖為保形，但填埋特性卻不甚良好，而無法形成V字剖面形狀。
在氯流量為300sccm的情況，雖相較於T-Side，CTR-T、CTR-B、BTM的膜厚會較大，而成為稍微V字剖面形狀，但底面側膜厚低下，而為填埋特性並非良好的狀態。
如此般，根據圖14的實施例，顯示藉由在成膜中供給氯，且調整氯流量，便可適當地提升成膜時之V字剖面形狀以及填埋特性。
圖15係顯示為了確認氯之吸附為物理吸附所進行之實驗結果的圖式。圖15相關之實驗係進行：在本實施形態相關之1循環中具有供給氯之工序的程序；以及所謂首先成膜出SiN，之後供給氯，然後再成膜出SiN膜，之後再供給氯而以2步驟來進行SiN成膜與氯供給的2步驟程序。
圖15中，左側的Normal為本實施形態相關之成膜方法，右側的2Step則為2步驟之成膜方法的實施結果。另外，成膜條件係晶圓溫度為500℃，處理室內之壓力為0.75Torr，旋轉速度為5rpm。雖本實施形態相關之成膜方法中係與到目前為止的成膜條件相同，但2步驟之成膜方法中，成膜步驟係分 別以1000/500sccm來供給DCS/N2(載體氣體)以作為含矽氣體，以2000/300sccm來供給Ar/NH3以作為氮化氣體，並重複120秒1循環的35循環。另外，電漿輸出為5kW。
又，氯供給步驟係不產生電漿而供給2000/6sccm的Ar/Cl2的混合氣體。重複2秒循環與4秒循環的2種模式分別35循環。實施有將120秒成膜、2秒氯供給作為1循環，而重複35循環的2步驟程序，以及將120秒成膜、4秒氯供給作為1循環，而重複35循環的2步驟程序兩者。
如圖15所示，雖僅實施形態中供給6sccm氯的成膜方法的膜厚會低落，但從本實施例看來，無氯供給步驟(非吸附側形成工序)的程序以及2步驟程序為幾乎相同的膜厚。這代表著即便實施2步驟程序，仍只有與未供給氯之程序相同的效果。亦即，代表著即便以2步驟程序來將氯供給至晶圓W，仍無法得到含矽氣體之吸附阻礙效果。這代表著即便供給氯，仍會因氯供給步驟與成膜步驟之間的沖淨氣體(分離氣體)的供給而使得氯被吹飛。亦即，代表著氯之吸附並非化學反應之吸附，而不過是暫時性地吸附的物理性吸附。因此，雖會因氯之供給而使得成膜被暫時阻礙，但終究只是暫時性的阻礙，而只有在接下來供給含矽氣體時具有阻礙含矽氣體的機能。因此，藉由控制非吸附側的形成區域(凹陷130內之深度)，便可不阻礙整體成膜，而以暫時性的阻礙，來形成V字剖面形狀，並進行填埋成膜。
本發明實施形態相關之成膜方法可說是巧妙地利用此般氯氣的物理性吸附來實現不阻塞開口的填埋特性良好的成膜。
圖16係顯示改變旋轉台2之旋轉速度來實施本發明實施形態相關之SiN膜之成膜方法的結果之圖式。成膜條件係與到目前為止相同，晶圓溫度為500℃，真空容器1內之壓力為0.75Torr。又，含矽氣體係以1000/500sccm來供給DCS/N2(載體氣體)，以2000/6sccm來供給氮化氣體Ar/NH3。電漿產生部80之輸出為5kW。又，含氯氣體係以2000/6sccm的流量來供給Ar/Cl2。讓旋轉台2之旋轉速度改變為5、15、30、60rpm，並進行4200秒期間的成膜。
如圖16所示，得知旋轉台2之旋轉速度越高，則沉積速度會越增加。
圖17係顯示圖16所說明之實施結果的凹陷填埋特性的圖式。圖17(a)係顯示以圖16所說明之條件來改變旋轉台2之旋轉速度，而對晶圓W所形成之溝槽實施填埋成膜的結果之SEM影像的圖式。另外，各實施例中，將TOP 膜厚作為100%，並以其為基準來顯示T-Side、CRT-T、CRT-B、BTM膜厚的這點係與圖14(a)的說明相同。
圖17(a)中，在旋轉速度為5rpm的情況，BTM為99%而與TOP為幾乎相同之膜厚，CTR-B為103%而為較TOP要厚之膜厚。進一步地，CTR-T、T-Side係分別為96%、97%，而為較下部要薄之膜厚。因此，在旋轉速度為5rpm的實施例中，係可進行具有V字剖面形狀的填埋特性良好之成膜。
另一方面，在旋轉台2之旋轉速度為15、30、60rpm的實施例中，BTM、CTR-B、CTR-T的膜厚都會較T-Side的膜厚要薄，而無法形成V字剖面並進行填埋成膜。
圖17(b)係將圖17(a)之結果圖表化而加以顯示的圖式。如圖17(b)所示，在旋轉台2之旋轉速度為5rpm的實施例中，膜厚會較厚，且底部側方面的膜厚會較上部側要厚，而會得到良好的填埋特性。另一方面，在旋轉台2之旋轉速度為15、30、60rpm的情況，底面側的填埋特性並不一定為良好，而相較於5rpm的結果，並不一定能得到良好的填埋特性。
如此般，顯示為了實現良好的填埋特性，能適當地調整旋轉台2之旋轉速度者為佳，旋轉速度較佳地係較15rpm要低的數值，例如5rpm、6rpm的旋轉速度為較適當的。
接著，主要使用圖9及圖11，就使用上述旋轉台式之成膜裝置的本發明實施形態相關之SiN膜之成膜方法，並包含晶圓W搬送等的動作來加以說明。
首先，在將晶圓W朝上述基板處理裝置搬入時，先開啟閘閥G。然後，讓旋轉台2間歇性地旋轉，並藉由未圖示之搬送臂透過搬送口15來載置於旋轉台2上(參照圖2)。另外，晶圓W表面係形成有溝槽、貫孔等的凹陷130。
接著，關閉閘閥G，而藉由加熱器單元7來將晶圓W加熱至既定溫度。接著，從第1處理氣體噴嘴31以既定流量來噴出含矽氣體並從第2處理氣體噴嘴32以既定流量來噴出氮化氣體。又，從第3處理氣體噴嘴33以既定流量來供給含氯氣體。
然後，藉由壓力調整部65來將真空容器1內調整至既定壓力。又，電漿產生部80會對天線83施加既定輸出之高頻電力。
晶圓W表面會藉由旋轉台2之旋轉而在第2處理區域P2中，從第2處理氣 體噴嘴32來將電漿產生部80所活性化後之氮化氣體供給至晶圓W表面，而將包含凹陷130之晶圓W表面整體氮化。藉此，來在晶圓W表面形成有NH2基的吸附側。
接著，晶圓W會藉由旋轉台2之旋轉而通過第3處理區域P3。第3處理區域P3中，係將第3處理氣體噴嘴33所供給之含氯氣體供給至晶圓W表面，並在凹陷130上部的既定區域物理吸附氯，而於凹陷130上部之既定區域形成有非吸附側。另外，上部的既定區域係從晶圓W平坦面而具有既定深度之凹陷130內的上部區域。上部的既定區域之既定深度可藉由氯之供給流量及旋轉台2之旋轉速度來加以調整。另外，氯流量較佳地係例如在較0sccm要大而10sccm以下的範圍，更佳地係在較0sccm要大而6sccm以下的範圍及5sccm以上，10sccm以下的範圍。又，氯流量最佳地係在5sccm以上，6sccm以下的範圍。
又，旋轉台2之旋轉速度較佳地係較0rpm要高而未達15rpm，更佳地係在較0rpm要高而6rpm以下的範圍或在5rpm以上而未達15rpm的範圍。又，旋轉台2之旋轉速度最佳地係5rpm以上，6rpm以下。
接著，晶圓W會藉由旋轉台2之旋轉而通過分離區域D。分離區域D中係藉由分離氣體噴嘴41所供給之分離氣體來沖淨晶圓W表面，而加以清淨化。另外，分離氣體可為例如氮氣或氬氣。
接著，晶圓W會藉由旋轉台2之旋轉而通過第1處理區域P1。第1處理區域P1中，係將第1處理氣體噴嘴31所供給之含矽氣體供給至晶圓W表面，並吸附於包含凹陷130內底面附近的吸附側(NH2基)，而藉由化學反應來使得為反應生成物之SiN分子層沉積於凹陷130下部。
接著，晶圓W會藉由旋轉台2之旋轉而通過分離區域D。分離區域D中，係將分離氣體供給至晶圓W表面，而將晶圓W表面清淨化。
藉由持續旋轉台2之旋轉，來週期性地複數次進行利用晶圓W表面氮化的吸附側之形成(氮化工序)、在凹陷130內之上部既定區域的非吸附側之形成(非吸附側形成工序)、晶圓W表面之沖淨(沖淨工序)、含矽氣體朝吸附側之吸附以及反應生成物之生成(成膜工序)、晶圓W表面之沖淨(沖淨工序)。然後，在凹陷130內形成V字剖面形狀並進行填埋成膜，而在凹陷130內填埋SiN膜。由於不會阻塞凹陷130上端開口，而維持V字形狀並進行填埋成膜， 故可抑制空隙或隙縫的產生並以SiN膜來填埋凹陷130。
如此般，根據本發明實施形態相關之SiN膜的成膜方法，便可達成在良好之圖案上填埋特性，並進行填埋成膜，而可進行高品質之成膜。
以上，雖就本發明較佳的實施形態及實施例來詳細說明，但本發明並不限於上述實施形態及實施例，而可不脫離本發明範圍，來對上述實施形態及實施例施加各種變形及置換。

Claims (10)

  1. 一種矽氮化膜之成膜方法，係具有：將含氨氣體供給至表面形成有凹陷的基板，而將該凹陷之表面氮化並於該凹陷內形成吸附側的工序；將含氯氣體供給至該基板，而從該凹陷之最上部來讓該含氯氣體物理吸附至既定深度之既定區域，並於該既定區域形成非吸附側的工序；以及將含矽氣體供給至該基板，而讓該含矽氣體吸附於包含該凹陷內之該既定區域以外所殘存的底部之該吸附側，並藉由該含氨氣體與該含矽氣體的反應來成膜出矽氮化膜的工序。
  2. 如申請專利範圍第1項之矽氮化膜之成膜方法，其中該物理吸附係利用氯離子相對於氫原子之電負度強度的吸附。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之矽氮化膜之成膜方法，其中於該凹陷內形成吸附側之工序係使用電漿來加以進行。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之矽氮化膜之成膜方法，其中於該既定區域形成非吸附側之工序係不使用電漿而加以進行。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之矽氮化膜之成膜方法，其中於該凹陷內形成吸附側之工序、於該既定區域形成非吸附側之工序以及成膜出該矽氮化膜之工序會依序重複。
  6. 如申請專利範圍第5項之矽氮化膜之成膜方法，其中於該凹陷內形成吸附側之工序、於該既定區域形成非吸附側之工序以及成膜出該矽氮化膜之工序會依序重複到以該矽氮化膜來將該凹陷充填為止。
  7. 如申請專利範圍第5項之矽氮化膜之成膜方法，其係於該既定區域形成非吸附側之工序與成膜出該矽氮化膜之工序之間，以及在成膜出該矽氮化膜之工序與於該凹陷內形成吸附側之工序之間分別進一步地具有將沖淨氣體供給至該基板的第1及第2沖淨工序。
  8. 如申請專利範圍第7項之矽氮化膜之成膜方法，其中於該凹陷內形成吸附側之工序、於該既定區域形成非吸附側之工序以及成膜出該矽氮化膜之工序，係藉由該基板會以旋轉台之旋轉依序通過下述區域來加以進行：在處理室內所設置之該旋轉台上沿著周圍方向來載置該基板，而沿著該旋轉台之旋轉方向來分離配置，並可實施於該凹陷內形成吸附側之工序 的氮化區域；可實施於該既定區域形成非吸附側之工序的非吸附側形成區域；以及可實施成膜出該矽氮化膜之工序的吸附反應區域。
  9. 如申請專利範圍第8項之矽氮化膜之成膜方法，其係在該非吸附側形成區域與該吸附反應區域之間，以及該吸附反應區域與該氮化區域之間分別設置有可實施該第1及第2沖淨工序的第1及第2沖淨區域，藉由該基板會以該旋轉台之旋轉來依序通過該氮化區域、該非吸附側形成區域、該第1沖淨區域、該吸附反應區域、該第2沖淨區域，來依序進行於該凹陷內形成吸附側之工序、於該既定區域形成非吸附側之工序、該第1沖淨工序、成膜出該矽氮化膜之工序以及該第2沖淨工序。
  10. 如申請專利範圍第8項之矽氮化膜之成膜方法，其中形成有該非吸附側之該既定區域的該既定深度係藉由該含氯氣體的流量及該旋轉台之旋轉速度之調整來加以調整。
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