CN103119696A - 薄膜制造方法和薄膜制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够制造表面粗糙度小的电介质薄膜的薄膜制造方法以及薄膜制造装置。本发明所涉及的薄膜制造方法包括：将混合气体供给到腔室(51)内的加热的基板S，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体；停止向所述基板S供给所述金属原料气体；所述金属原料气体的供给停止后，限制向所述基板S供给所述氧化气体。

Description

薄膜制造方法和薄膜制造装置
技术领域
本发明涉及用于制造电介质薄膜，例如PZT(锆钛酸铅)薄膜等的薄膜制造方法以及薄膜制造装置。
背景技术
以往，作为用于铁电体存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FeRAM)等的铁电体薄膜，具有钙钛矿结构的锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)03，PZT)等的薄膜被广泛熟知。这种电介质薄膜，例如通过有机金属化学气相沉积(MetalOrganic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)法制造。
MOCVD法是通过使有机金属原料气体和氧化气体在高温中反应，制造电介质薄膜的方法。为了制造高品质的电介质薄膜，利用即使改变原料气体的流量，薄膜的组成比例几乎也不发生变化的自对准区域。
专利文献1中记载了一种将有机金属原料气体、氧化气体以及稀释气体的混合气体供给到加热的基板上的MOCVD法。专利文献1所记载的MOCVD法中，将混合气体供给到基板时，同时供给高燃烧性的燃烧性气体。因此，在成膜过程中，基板表面的过量的氧燃烧排除，所以能够制造高品质的薄膜(参照专利文献1的段落[0011]、[0025]等)。
专利文献1：特开2004-273787号公报
在上述电介质薄膜的制造中，期望所制造的电介质薄膜的表面粗糙度小。电介质薄膜的表面粗糙度大，则可能会在例如制造具有电介质薄膜的铁电体存储器时的制造过程中产生问题。另外，也担心例如电介质薄膜的电气特性不能充分发挥。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供能够制造表面粗糙度小的电介质薄膜的薄膜制造方法以及薄膜制造装置。
为了达到上述目的，本发明的一实施方式所涉及的薄膜制造方法包括：将混合气体供给到腔室内的加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体；
停止向所述基板供给所述金属原料气体；
所述金属原料气体的供给停止后，限制向所述基板供给所述氧化气体。
本发明的一实施方式所涉及的薄膜制造装置包括：腔室、供给机构、气体供给控制部。
所述腔室中，配置有加热的基板。
所述供给机构，用于将混合气体供给到所述腔室内的所述加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体。
所述气体供给控制部，停止向所述基板供给所述金属原料气体，之后限制向所述基板供给所述氧化气体。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式所涉及的薄膜制造装置的结构例的示意图；
图2是表示具有图1所示薄膜制造装置的多室型成膜装置的结构例的示意图；
图3是相对于供给给基板的Pb原料气体的流量比，表示制造的PZT薄膜中的Pb组成比例以及Zr组成比例的曲线图；
图4是表示图1所示的薄膜制造装置所制造的PZT薄膜和比较例所涉及的制造方法所制造的PZT薄膜的各表面层的相片，以及表面层所涉及的各测量值的示意图；
图5是表示图1所示的薄膜制造装置的变形例的示意图。
具体实施方式
本发明的一实施方式所涉及的薄膜制造方法包括：将混合气体供给到腔室内的加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体；
停止向所述基板供给所述金属原料气体；
所述金属原料气体的供给停止后，限制向所述基板供给所述氧化气体。
本薄膜制造方法中，停止向基板供给金属原料气体后，能够对没有构成钙钛矿型结晶的剩余的原子与氧化气体的反应进行抑制。因此，剩余的原子不会以例如氧化物引入到电介质薄膜的表面层，能够制造出表面粗糙度小的电介质薄膜。
所述限制工序，可以停止或减少所述氧化气体的供给。这种情况下，所述薄膜制造方法进一步可以根据所述氧化气体供给的停止或减少，将惰性气体供给到所述腔室内。
本薄膜制造方法中，根据氧化气体供给的停止或减少，将惰性气体供给到腔室内。例如，利用该惰性气体能够进行腔室内的压力调节等。因此，在多个基板上按顺序形成电介质薄膜的情况下，能够有效地促进成膜过程。
供给所述混合气体的工序，可以供给包含惰性气体的所述混合气体。这种情况下，根据所述氧化气体供给的停止或减少供给惰性气体的工序，可以供给包含在所述混合气体中的所述惰性气体。
本薄膜制造方法中，用于制造电介质薄膜的混合气体中包含惰性气体。该惰性气体，根据氧化气体供给以及停止供给到腔室内。因此，不需要用于供给惰性气体的新机构，能够容易地供给惰性气体。
供给所述混合气体的工序可以通过连接混合所述金属原料气体、所述氧化气体以及所述惰性气体的混合器与所述腔室的供给流路，供给所述混合气体。这种情况下，供给所述惰性气体的工序可以通过所述混合气体通过的所述供给流路，供给所述惰性气体。
本薄膜制造方法中，通过混合气体通过的所述供给流路，将惰性气体供给到腔室内。因此，能够防止混合气体集聚在供给流路。由此，能够稳定地在基板上形成电介质薄膜。
所述电介质薄膜可以是PZT(Pb(Zr，Ti)O3)。这种情况下，所述金属原料可以包含部分具有Pb(dpm)2、Pb(dibm)2，或Pb(dpm)2和Pb(dibm)2中至少一种的材料。
所述基板可以加热到600℃以上。
本发明的一实施方式所涉及的薄膜制造装置包括：腔室、供给机构、气体供给控制部。
所述腔室中，配置有加热的基板。
所述供给机构，用于将混合气体供给到腔室内的加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体。
所述气体供给控制部，用于停止向所述基板供给所述金属原料气体，之后限制向所述基板供给所述氧化气体。
以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。
[薄膜制造装置]
图1是表示本发明一实施方式所涉及的薄膜制造装置的结构例的示意图。通过本实施方式的薄膜制造装置，能够进行利用MOCVD法的铁电体PZT的薄膜制造。
薄膜制造装置100具有供给有机金属的有机溶剂溶液的原料供给部10、使其溶液汽化生成原料气体的汽化器20。另外，薄膜制造装置100还具有使原料气体、与原料气体反应的氧化气体以及惰性气体混合生成混合气体的混合器30、与混合器30通过作为供给流路的供给管路33相连接的成膜室50。本实施方式中，由原料供给部10、汽化器20、混合器30、以及设置在其上的各管路及各阀门，构成供给机构。
原料供给部10具有填充有机金属的原料溶液以及溶剂的罐A、B、C及D，和供给到各罐A～D的He(氦)的供给管路11。另外，原料供给部10具有用于输送由供给到各罐A～D的He的压力挤压出的金属原料溶液以及溶剂的载气的供给管路12。本实施方式中，作为载气可以使用N2(氮)，但不限于此，也可以使用其他惰性气体。同样，供给到各罐A～D的气体也不限于He，也可以使用其他惰性气体。
本实施方式中，罐A～D中，分别填充了Pb的原料溶液，Zr的原料溶液，Ti的原料溶液，以及有机类溶剂。作为Pb、Zr以及Ti的原料溶液，使用在乙酸正丁酯溶液中，各金属原料以0.25mol/L的浓度溶解的溶液。
作为Pb原料，使用Pb(dpm)2(双二新戊酰基甲烷)铅，作为Zr原料，使用Zr(dmhd)4(四(2，6)二甲基(3，5)庚二酸)锆。另外，作为Ti原料，使用Ti(iPrO)2(dpm)2((二异丙醇)(双二新戊酰基甲烷))钛。填充到罐D的溶剂使用乙酸正丁酯。需要说明的是，Pb(dpm)2也叫做Pb(thd)2(双(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸))铅。
溶解在溶剂中的各金属原料，并不限于上述的原料。例如，作为Pb原料，也可以使用Pb(dibm)2(双二异丁酰基甲烷)铅等，或部分具有Pb(dpm)2以及Pb(dibm)2中的两者或者至少一种的材料。另外作为Zr原料，也可以使用Zr(thd)4(四(2，2，6，6)四甲基(3，5)庚二酸)锆等，或部分具有这些的材料。并且，作为Ti的原料，也可使用Ti(MMP)4(四(1)甲氧基(2)甲基(2)丙氧基)钛等，或部分具有这些的材料。
溶解各金属原料的溶剂以及填充到罐D的溶剂也可以使用例如甲苯、四氢呋喃(THF)、环己烷、乙基环己烷或甲基环己烷等代替上述的乙酸正丁酯。
汽化器20是通过供给管路12连接到原料供给部10，从原料供给部10向汽化器20输送金属原料溶液以及溶剂的液滴。汽化器20具有未图示的加热部，通过加热使输送的金属原料溶液以及溶剂汽化。因此，生成金属原料气体。另外，为了提高汽化效率，可以同时使用将气体或超声波等适用到金属原料溶液以及溶剂的液滴的方法，或通过细小喷嘴导入事先细微化的液滴的方法等。
如图1所示，汽化器20中设置了连接到混合器30的运行(Run)管路21，和连接到真空排气系统40的通风(Vent)管路22。运行管路21中设置了阀门V1，通风管路22中设置了阀门V2。
混合器30是用于生成汽化器20生成的金属原料气体、氧化气体以及惰性气体的混合气体。因此，混合器30中连接有氧化气体供给部31以及惰性气体供给部32。本实施方式中，由氧化气体供给部31供给O2(氧)，由惰性气体供给部32供给N2。然而，作为氧化气体，例如，也可以供给一氧化二氮或臭氧等。另外，作为惰性气体，也可以供给氩气等。
成膜室50具有与供给管路33连接的腔室51，和腔室51内配置的平台52。腔室51的顶面设置有喷头53，该喷头53连接有供给管路33。平台52以及喷头53分别被配置在相对的位置。另外，腔室51内配置有未图示的洗净状态的如防粘板等零件。
如图1所示，在平台52上，载置有形成PZT薄膜的基板S。平台52具有例如加热器等的未图示的加热装置，能够加热载置的基板S。本实施方式中，作为平台52上载置的基板S，使用在形成100nm的SiO2氧化膜的8英寸的Si基板上以溅射法形成Ir为70nm的基板。然而，对基板的大小或材料等不进行限定。
腔室51通过压力调节阀门41连接到具备如干式泵或涡轮分子泵等的真空排气系统40。通过压力调节阀门41适当设定腔室51内的压力，能够容易地对应各种成膜压力条件。
包括从汽化器20到成膜室50的各管路、各阀门以及混合器30等的各装置由未图示的加热装置保持在例如200℃以上的高温状态，以便汽化的金属原料气体不会液化。
本实施方式所涉及的薄膜制造装置100具有作为控制上述说明的各阀门或各装置的气体供给控制部的未图示的控制单元。控制单元具有如CPU(CentralProcessing Unit)或ROM(Read Only Memory)或者RAM(Random Access Memory)等组成的主存储器等。从控制部到各装置等，通过如有线或者无线输出控制信号，来控制薄膜制造装置100的操作。
[多室型(多腔室型)成膜装置]
图2是表示具有图1所示薄膜制造装置的多室型成膜装置的结构例的示意图。多室型成膜装置200具有，设置有能够输送基板S的未图示的输送机械手的输送室201、分别能够搭载1批25枚基板的2个储存室202。另外，多室型成膜装置200具有2个上述薄膜制造装置100，在输送室201的周围分别配置2个上述成膜室50。成膜室50以及储存室202，通过闸阀203分别连接到输送室201。需要说明的是，储存室202的个数不限于2个，也可以在输送室201的周围配置更多的或1个储存室。
与分别将真空排气系统40连接到成膜室50同样，将真空排气系统204分别连接到输送室201以及储存室202。这样，各室能够独立地将内部抽空成真空气氛。然而，也可以例如并用1个真空排气系统，对输送室201、成膜室50以及储存室202的内部进行抽空。这种情况下，该真空排气系统具有图1所示的真空排气系统40的功能。
另外，输送室201连接有气体源205，由从该气体源205导入的惰性气体等调压气体，将输送室201内调节到规定的压力。输送室201的内部压力调节由设置在输送室201的未图示的自动压力调节阀门进行。
如图2所示，储存室202通过闸阀203连接到大气基板输送系统206。在大气基板输送系统206中，在多个晶片盒207和储存室202间设置有输送未成膜处理或者已经成膜处理的基板S的未图示的输送机械手。
成膜工序开始时，通过设置在空气基板输送系统206的输送机械手从放入25枚基板的晶片盒207将指定枚数的基板S输送到储存室202。搬入基板S的储存室202内抽空成真空。
打开位于抽空成真空的储存室202与输送室201之间的闸阀203，使输送室201以及储存室202都处于抽空成真空的状态。由气体源205向输送室201供给N2等调节气体例如1200sccm，调节输送室201的内部压力。
本实施方式中，作为成膜压力条件，将成膜室50的内部压力设定为约2Torr。相应地，输送室201的内部压力调节成与成膜室50的内部压力大约相等的压力，或者比其高出5％左右的压力。需要说明的是，成膜室50内的内部压力，由图1所示的惰性气体供给部32所供给的N2进行调节。另外，可以适当设定上述的成膜压力条件。输送室201的压力调节几乎结束时，储存室202的第一枚基板S通过输送室201被送到成膜室50。
本实施方式所涉及的多室型成膜装置200中，由于配置了2个储存室202，所以若将基板S全部放入一个储存室202，则能够将基板S搭载到另一个储存室202。将基板S搭载到第二室的储存室202时，若搭载到第一室的储存室202的基板S的成膜过程结束，则将第二室的储存室202抽空成真空，再将基板S送到成膜室50。
[薄膜制造装置的操作]
从图1所示的He的供给管路11向各罐A～D供给He，则各罐A～D的内部压力上升，各罐A～D填充的有机金属的原料溶液以及溶剂被挤压出到载气(N2)的供给管路12。被挤压出的金属原料溶液以及溶剂的液滴的各自流量由液体流量控制器等控制，通过载气运送到汽化器20。
汽化器20中，成膜工序开始时，通过由从罐D被挤压出的载气运送的溶剂开始汽化器20的喷嘴闪喷，约3分钟变成能够汽化金属原料溶液以及溶剂的状态。此时，打开通风管路22的阀门V2，溶剂的汽化气体以及载气被排弃到通风管路22。
第1枚基板S被送到成膜室50载置在平台52上时，由设置在平台52的加热部对基板S进行加热。基板的温度在3分钟左右稳定在规定的温度内。本实施方式中，加热基板S使基板S的温度在600℃以上。所加热的基板S的温度可以适当的设定。
在基板S的温度集中的2分钟前，汽化器20的汽化从溶剂的汽化切换到由成膜的流量控制的金属原料溶液主体的汽化(通风管路22保持打开状态)。
成膜室50中的基板S或喷头53等零件的温度在规定的温度饱和时，则关闭通风管路22的阀门V2，打开运行管路21的阀门V1。并且由汽化器20汽化的金属原料溶液主体的汽化气体被供给到混合器30。
混合器30中以规定的混合比(摩尔比)混合汽化器20供给的汽化气体、作为氧化气体的O2以及作为惰性气体的N2。为了使例如成膜的PZT薄膜的结晶取向为预期的取向，适当地设定混合比。
由混合器30生成的混合气体通过供给管路33供给到成膜室50的腔室51内。并且，向加热的基板S供给混合气体，将具有钙钛矿型结晶的PZT薄膜形成在基板S上。本实施方式中，以约15nm/min的成膜速率形成约70nm的PZT薄膜。因此，成膜所消耗的时间约300秒。然而，对成膜的PZT薄膜的厚度、成膜速率以及成膜所消耗的时间并不限于这些。
成膜结束后，关闭运行管路21的阀门V1，打开通风管路22的阀门V2。因此，停止向腔室51内的基板S供给金属原料溶液的汽化气体，汽化气体被排弃到通风管路22。
本实施方式中，停止向基板S供给金属原料气体后，限制连接到混合器30的氧化气体供给部31的O2的供给。对于这里所说的限制，本实施方式中是指停止向基板S供给O2。并且，从惰性气体供给部32供给规定量的N2，通过混合气体通过的供给管路33，将N2供给到腔室51内。此时的N2的量，可以维持在氧化气体供给部31的O2的供给停止前的流量，也可以在O2的供给停止后适当限制。或者，N2的量也可以设定成腔室51内的内部压力满足成膜压力条件的压力(约2Torr)。
停止向腔室51内供给金属原料溶液的汽化气体，从规定量的N2供给到腔室51内经过一定时间后，打开成膜室50以及输送室201之间的闸阀203，卸载成膜处理的基板S。本实施方式中，经过约60秒后，卸载基板S，但不限于此。例如，也可以经过30秒～120秒后卸载基板S。到基板S被卸载的时间，可基于如成膜处理的处理时间或基板的变质等可能性进行适当设定。
这样成膜后，因为供给N2后经过一定时间后卸载基板S，所以例如能够充分排出残留在成膜室50的混合气体后卸载基板S。因此，能够防止例如在卸载基板S时，残留的混合气体流入输送室201，可防止颗粒等产生。
图3是相对于供给给基板的Pb原料气体的流量比气体(Pb/(Zr+Ti))，表示制造的PZT薄膜中的Pb组成比例膜(Pb/(Zr+Ti))以及Zr组成比例膜(Zr/(Zr+Ti))的曲线图。
图3的曲线图中，图示了关于本实施方式中的薄膜制造装置100制造的PZT薄膜的曲线图和关于以比较例列举的薄膜制造方法制造的PZT薄膜的曲线图。本实施方式所涉及的PZT薄膜在成膜后，也就是说停止向成膜室50供给金属原料气体后，向腔室51内供给N2所制造的薄膜。另一方面，作为比较例列举的PZT薄膜在停止向成膜室50供给金属原料气体后，向腔室51内供给O2所制造的薄膜。
在制造具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的PZT薄膜时，从Pb原料气体的流量少的一方，依次出现非晶区域、自对准区域以及PbO析出区域。非晶区域是Pb组成在化学计量比以下，得不到结晶性的PZT薄膜的区域，自对准区域是即使使Pb原料气体的流量变化，薄膜中的Pb组成比例的变化也很小的区域。PbO析出区域是PbO结晶析出，薄膜中的Pb组成急剧增加的区域。图3所示的曲线图中，图示了上述三个区域中的自对准区域内的测量结果。
需要说明的是，图3中，Pb流量比的值为约1.15～1.5的区域作为自对准区域内的区域。然而，自对准区域基于例如成膜室50中的内部压力或温度等各成膜条件进行变动。因此，在制造PZT薄膜时，基于各成膜条件，适当设定自对准区域内所包含的Pb流量比。
如图3所示，所制造的PZT薄膜的Zr组成比例在本实施方式所涉及的PZT薄膜和比较例所涉及的PZT薄膜中几乎没有差别。也就是说，在成膜后供给到腔室51内的气体，可以是N2也可以是O2，PZT薄膜的Zr组成比例几乎看不出变化。需要说明的是，PZT薄膜的Zr组成比例，能够基于图1所示原料供给部10中的Zr流量比进行适当设定。Zr组成比例也可以设定成所制造PZT薄膜具有所期望的特性。
另一方面，从所制造的PZT薄膜的Pb组成比例来看，对比本实施方式所涉及的PZT薄膜，比较例所涉及的PZT薄膜的值大。也就是说，在成膜后所供给的气体是N2的本实施方式所涉及的制造方法，相比在成膜后供给O2的比较例的制造方法，能够抑制自对准区域中Pb组成的增加。
通过自对准区域的机制，理想地得到PZT结晶，且未组成钙钛矿型结晶的多余的原子被排除。然而，实际上，多余的Pb原子会例如残留在PZT薄膜的晶界或表面。另外，也有Pb附着在腔室51内的零件等的情况。
考虑到这种状态下在成膜后供给O2时，例如PZT薄膜中残留的多余的Pb原子或从PZT薄膜挥发出的Pb原子与O2在加热到600℃以上的基板上结合容易生成PbO。另外，也要考虑到由附着在腔室51内的零件上的Pb挥发的气相中的Pb原子与O2相结合的情况。认为生成的PbO引入PZT薄膜的晶界或表面层，因此成为图3的曲线图所示的结果。
图4是表示本实施方式中的薄膜制造装置100所制造的PZT薄膜、比较例中的制造方法所制造的PZT薄膜的各表面层的相片，以及表面层的各测量值的图。图4(A)是本实施方式所涉及的PZT薄膜，图4(B)是比较例所涉及的PZT薄膜。各相片由原子力显微镜拍摄。
图4(A)以及(B)所示的各PZT薄膜是在Pb原料气体的流量比为1.15的情况下制造的薄膜。测量值Ra是平均表面粗糙度，测量值Rms是均方根粗糙度。测量值P-V是峰对谷。
如这些测量值所示，可以得知本实施方式所涉及的薄膜制造装置100所制造的PZT薄膜与比较例所涉及的制造方法所制造的PZT薄膜相比，表面粗糙度要小。如上所述，本实施方式所涉及的薄膜制造方法中，能够防止未构成钙钛矿型结晶的多余的Pb原子在成膜后作为PbO引入PZT薄膜的表面层。因此，认为本实施方式所涉及的PZT薄膜的表面粗糙度较小。
以上，本实施方式所涉及的薄膜制造装置100，以及通过该装置100进行的薄膜制造方法中，停止向基板S供给金属原料气体后，停止向基板S供给O2。因此，能够抑制成膜后未构成钙钛矿型结晶的多余的Pb原子与O2发生反应。因此，多余的Pb原子不会例如以氧化物PbO引入PZT薄膜的表面层，能够制造出表面粗糙度小的PZT薄膜。
另外，本实施方式所涉及的薄膜制造方法中，根据成膜后停止供给O2，向腔室51内供给惰性气体N2，能够将例如腔室51内的内部压力调节到满足成膜压力条件的压力。因此，如在300枚左右的多个基板S上按顺序形成PZT薄膜时，能够有效地促进成膜过程。
另外，如图1所示，本实施方式所涉及的薄膜制造方法中，混合器30连接有惰性气体供给部32，用于制造PZT薄膜的混合气体中包含作为惰性气体的N2。并且，该N2根据O2的供给停止供给到腔室51内。因此成膜后，不需要用于将惰性气体供给到腔室51内的新机构，能够在成膜后容易地供给惰性气体。
进一步，本实施方式所涉及的薄膜制造方法中，通过连接混合器30和腔室51的供给管路33供给混合气体，成膜后通过混合气体通过的供给管路33供给N2。因此，金属原料气体的供给停止后，向腔室51内供给N2，以便挤压出包含金属原料气体的混合气体。因此，能够防止金属原料气体积聚在供给管路33中。此结果能够防止例如在成膜后的N2的供给中，供给管路中积聚的金属原料气体(混合气体)被供给到腔室51内，能够稳定的在基板S上形成PZT薄膜。
本发明并不只限定于上述的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。
例如，图5是表示图1所示的薄膜制造装置100的变形例的示意图。该薄膜制造装置300中，惰性气体供给部332没有连接到混合器330，而是单独连接到腔室351的喷头353。通过混合器330将金属原料气体和氧化气体进行混合，将其混合气体供给到基板S。因此，在基板S上形成PZT薄膜。成膜后，来自混合器330的混合气体(金属原料气体以及氧化气体)的供给停止，从惰性气体供给部332将惰性气体供给到腔室内。这样，惰性气体供给部332也可以连接到与混合器330不同的腔室351。
停止向基板供给金属原料气体后，也可以不进行惰性气体的供给。即使这种情况，如果在金属原料气体的供给停止后停止氧化气体的供给，也能够防止成膜后不需要的Pb原子和氧化气体反应，其氧化物PbO引入在PZT薄膜的表面层。成膜后不进行惰性气体的供给时，成膜后，成膜室内部一度处于打开的状态，在此状态下从输送室输送基板。
另外，也可以不设置混合器，金属原料气体、氧化气体供给部以及惰性气体供给部分别单独地连接到腔室。这种情况下，将会在腔室内生成金属原料气体、氧化气体以及惰性气体的混合气体。成膜后，像上述所说明的那样，能够控制氧化气体以及惰性气体的供给。
上述实施方式中，停止向基板供给金属原料气体后，停止氧化气体的供给。然而，也可以在成膜后减少氧化气体的供给。也就是说，氧化气体的供给限制，可以包含氧化气体的供给停止和减少两个方面。通过成膜后减少氧化气体的供给，能够抑制成膜后的多余的Pb原子和氧化气体的反应。
上述实施方式中，由薄膜制造装置100制造PZT薄膜。然而，即使在制造作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的PZT薄膜以外的薄膜的情况下，本发明也能够适用。作为那样的电介质薄膜，例如，有锆钛酸铅镧((Pb，La)(Zr，Ti)O3，PLZT)或钽酸锶铋(SrBi2，Ta2，O9，SBT)等。
如图2所示，上述中作为包含本发明的实施方式所涉及的薄膜制造装置100的装置，示例出多室型成膜装置200。然而，也可以在例如具有蚀刻处理装置或洗净处理装置等的多个处理装置的基板处理装置上，设置本实施方式的薄膜制造装置100。作为这种基板处理装置，例如有集群式或连续式的基板处理装置。
符号说明
S...基板
10...原料供给部
11、12、33...供给管路
12...供给管路
20...汽化器
21...运行管路
22...通风管路
30、330...混合器
31...氧化气体供给部
32、332...惰性气体供给部
51、351...腔室
100、300...薄膜制造装置。

Claims (7)

1.一种薄膜制造方法，包括：
将混合气体供给到腔室内的加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体；
停止向所述基板供给所述金属原料气体；
所述金属原料气体的供给停止后，限制向所述基板供给所述氧化气体。
2.根据权利要求1所述的薄膜制造方法，其中，所述限制工序停止或减少所述氧化气体的供给，
所述薄膜制造方法进一步包括：根据所述氧化气体的供给停止或减少，将惰性气体供给到所述腔室内。
3.根据权利要求2所述的薄膜制造方法，其中，供给所述混合气体的工序供给包含惰性气体的所述混合气体，
根据所述氧化气体的供给停止或减少而供给惰性气体的工序供给包含在所述混合气体中的所述惰性气体。
4.根据权利要求3所述的薄膜制造方法，其中，供给所述混合气体的工序通过连接混合所述金属原料气体、所述氧化气体以及所述惰性气体的混合器与所述腔室的供给流路来供给所述混合气体，
供给所述惰性气体的工序通过所述混合气体通过的所述供给流路来供给所述惰性气体。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的薄膜制造方法，所述电介质薄膜是PZT(Pb(Zr，Ti)O3)，
所述金属原料包含部分具有Pb(dpm)2、Pb(dibm)2，或Pb(dpm)2和Pb(dibm)2中至少一种的材料。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的薄膜制造方法，所述基板加热到600℃以上。
7.一种薄膜制造装置，包括：
腔室，配置有加热的基板；
供给机构，用于将混合气体供给到所述腔室内的所述加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体；
气体供给控制部，停止向所述基板供给所述金属原料气体，之后限制向所述基板供给所述氧化气体。
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