薄膜制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜制造方法，更具体地，涉及可进行低温工艺，且能获得膜质优秀之薄膜的薄膜制造方法。
【背景技术】
[0002]在基板上制造半导体存储器等各种电子元件时，需要多样的薄膜。即，制造半导体元件时，在基板上形成各种薄膜，并通过光蚀刻工艺来图案化如此形成的薄膜，从而形成元件结构。制造薄膜的方法大体上包含物理方法和化学方法等。近年来，为了制造半导体元件，主要使用的方法是根据气体的化学反应在基板上形成金属、电介质或绝缘体的薄膜的化学气相沉积(CVD:Chemical vapor depositon)法。并且，由于元件大小的减少而需要超薄膜时，使用着原子层沉积(Atomic layer deposit1n，ALD)法。
[0003]通常，绝缘体薄膜，尤其在半导体元件制造中使用最多的硅氧化物(Si02)薄膜是以TEOS(Tetraethyl orthosilicate)为原料来制造。即，向装载有基板的工艺腔室注入气化的TE0S和氧气，将基板加热至所定温度以上，从而在基板表面上产生反应以形成硅氧化膜。为了以高品质更容易地制造利用了该TE0S的硅氧化膜，采用使用了等离子体的CVD(PECVD: Plasma Enhanced CVD，等离子体增强的化学气相沉积)。即，向工艺腔室内注入氧气和TE0S后，在腔室内部生成等离子体，通过将流入的气体激活为等离子体，从而在基板上形成硅氧化膜。例如，下面的专利公报揭示了利用TE0S以PECVD方法形成硅氧化膜(Si02)的技术。
[0004]但是，即便利用TE0S为原料物质，使用等离子体来制造硅氧化膜，其形成薄膜的温度范围依然受限。即，在300度以下的温度，薄膜的品质低劣而难以使用于实际元件，在500度以上的温度，会产生被分解之TE0S的再反应，从而在工艺结束后，对所制造的薄膜特性带来恶劣影响或导致产生颗粒。
[0005]并且，随着对半导体元件集成度要求的不断提高，不仅沿水平方向，甚至沿竖直方向也努力增加其集成度。作为竖直方向元件制造的一种方式，使用着对形成了元件的多个基板进行上下积层，并通过贯通孔对这些基板之间进行连接的TSV(Through-silicon via，硅通孔)技术。在TSV工艺中，于各基板，即硅晶圆上形成导通孔(Via Hole)，在此填充金属层，并执行减薄(Thinning)工艺，而且在因减薄工艺变薄的硅晶圆的导通孔上，形成TSV钝化绝缘膜(例如，硅氧化膜)。此时，通过减薄，750um厚度的一般硅晶圆变薄为200um以下，为了处理如此变薄的硅晶圆，使用粘接剂来粘接玻璃晶圆或其他硅晶圆(例如，处理晶圆)。为了对粘接了处理晶圆的硅晶圆之导通孔里所填充的金属层进行加盖，形成TSV钝化绝缘膜。
[0006]但是，用于粘接晶圆之间的粘接剂不耐高温(例如，260度以上)，由此晶圆之间的粘接面会翘起或者产生裂痕。因此，需要在高温下具有耐久性的粘接剂，但是其开发需要投入大量资金，所以迫切需要在低温下能沉积的工艺。
[0007]现有技术文献:美国专利公报第5，362，526号
【发明内容】
[0008]技术课题
[0009]本发明提供一种即使在低温也能制造高品质薄膜的薄膜制造方法。
[0010]本发明提供一种可以使用各种工艺条件及设备的薄膜制造方法。
[0011]并且，本发明提供一种工艺控制简便，可获得具备优秀击穿电压之薄膜的薄膜制造方法。
[0012]解决问题的手段
[0013]根据本发明实施形态的薄膜制造方法，包括:配置基板的步骤;准备原料物质的步骤，所述原料物质包含具有作为官能团的CxHy的有机硅烷，在此1 <x<9,4<y< 20，y>2x;将所述原料物质气化的步骤；向腔室内装载所述基板的步骤；以及向所述腔室内供给被气化的所述原料物质的步骤。
[0014]并且，在基板上制造薄膜的薄膜制造方法，包括:配置基板的步骤;准备原料物质的步骤，所述原料物质包括以SiH2为基本结构，在所述基本结构的两侧线性结合包含碳及氢的官能团所构成的化合物;将所述原料物质气化的步骤；向腔室内装载所述基板的步骤；以及向所述腔室内供给被气化的所述原料物质的步骤。
[0015]此时，原料物质的官能团可以包括从甲基(-CH3)、乙烷基(_C2H5)、苄基(-ch2-c6h5)及苯基(-C6H5)中选择的至少一个。由此，原料物质可以包括C4H12Si。
[0016]在薄膜制造方法中，在供给被气化之原料物质之前，可以向所述腔室供给反应气体，而所述反应气体为与原料物质产生反应而形成薄膜的气体，可以包含含氧气体。并且，可以一同供给被气化之原料物质及载气，而载气包括从氦、氩及氮中所选择的至少一种较好。此时，在基板上形成的薄膜可以是含硅绝缘膜。
[0017]并且，供给被气化之原料物质和载气的步骤是将这些气体向腔室供给之前，向腔室的排气管先供给这些气体之后，当被气化的所述原料物质的流动达到稳定时，向所述腔室内进行供给较好。在供给被气化之原料物质之后，可以在腔室内形成等离子体，从而促进薄膜形成。
[0018]另外，在80至250度的温度范围内，形成薄膜较好，而将薄膜制造时的压力定在1至lOtorr压力范围较好。
[0019]若要制造薄膜时采用等离子体，则为了形成所述等离子体，向设置于薄膜制造设备之腔室的气体喷射体可以施加高频RF功率和低频RF功率中的至少一个。用于形成等离子体的施加功率，在形成薄膜的期间可以变动。例如，在沉积薄膜时，可以将高频RF功率在100至1000瓦特范围内进行变化，或者可以将低频RF功率在100至900瓦特范围内进行变化。并且，在沉积薄膜时，还可以将高频RF功率和低频RF功率相加的总和在100至1300瓦特范围内进行变化。
[0020]在形成薄膜的期间，除了等离子体以外，还可以变动原料物质的流入量。例如，在沉积薄膜时，可以将被气化的所述原料物质的流入量在50?700sccm范围内进行变化。并且，在将所述RF功率固定的状态下，通过将所述流入量增加而后减少来可以沉积薄膜，或者通过增加所述流入量和所述RF功率来可以沉积薄膜。
[0021]发明的效果
[0022]根据本发明实施形态的薄膜制造方法，通过使用新的原料物质，在低温下，可以制造高品质的薄膜。尤其，即使在250度以下的低温下，也不会降低膜质，而可以制造薄膜。由此，可以更加具有可信度地、稳定地制造出需要低温工艺的元件。
[0023]并且，由于使用气化温度低的原料物质，因此可以执行低温沉积，工艺控制简便，可以获得电特性和机械特性优异的薄膜。例如，所制造的绝缘薄膜，其击穿电压特性优秀，具有致密而密度高的特性，可以减少湿式蚀刻速率。
[0024]根据本发明实施形态的薄膜制造方法，可以在各种工艺条件下，沉积高品质的薄膜。即，在宽范围的工艺温度、工艺压力等条件下，可以制造薄膜，且可以使用各种薄膜制造方式及设备。
[0025]而且，通过使用相同的原料物质可以制造出各种材质的薄膜。即，通过调节原料物质的官能团或反应气体，不仅可以制造硅氧化膜，而且还可以制造氮化膜、碳化膜、氧化-氮化膜、碳化-氮化膜、硼化-氮化膜、碳化-硼化-氮化膜等薄膜。
[0026]并且，在薄膜制造中，增加了工艺余裕，从而工艺控制简便，可以大幅提高生产性。
【附图说明】
[0027]图1是示出了本发明之原料物质化学结构的概念图。
[0028]图2是示出了本发明一实施例之薄膜制造设备的概略剖视图。
[0029]图3是按顺序示出本发明一实施例之薄膜制造方法的顺序图。
[0030]图4是以各种条件所制造之硅氧化膜的FTIR分析结果图表。
[0031]图5是以各种条件所制造之硅氧化膜的击穿电压检测结果图表。
[0032]图6是以各种条件所制造之硅氮化膜的湿式蚀刻速率检测结果图表。
[0033]图7是以各种条件所制造之硅氮化膜的FTIR分析结果图表。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图详细说明本发明的实施例。但是，本发明并非局限在以下所揭示的实施例，而是能够以不同的各种形态来实现，本实施例只是为了完整地揭示本发明，以及为了将本发明的范畴完整地告知本领域的普通技术人员而提供。
[0035]以下，参照【附图说明】本发明的优选实施例。图1是示出了本发明之原料物质化学结构的图，图2是示出了本发明一实施例之薄膜制造设备的概略剖视图，图3是按顺序示出本发明一实施例之薄膜制造方法的顺序图。在以下的说明中，温度是指摄氏度。
[0036]在说明薄膜制造设备及薄膜制造方法之前，首先说明原料物质。在本发明的实施例中，原料物质包含在常温下以液相存在的一种