JP4189394B2 - 縦型cvd装置を使用するcvd方法 - Google Patents
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Description
前記被処理基板を収納する気密な処理室と、
前記処理室内で前記被処理基板を互いに間隔をあけて積重ねた状態で保持する保持具と、
前記処理室の内部雰囲気を加熱するヒータと、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、前記供給系は、第1反応ガスを供給する第1反応ガスラインに接続された複数の第1供給孔と、第2反応ガスを供給する第2反応ガスラインに接続された複数の第2供給孔とを具備することと、前記第1供給孔のセット及び前記第2供給孔のセットの夫々は、積重ねられた前記被処理基板の実質的に全体に亘るように前記被処理基板のエッジの横で垂直方向に配列されることと、
第1及び第2工程を複数繰り返し実行することにより、前記第1及び第2反応ガスに由来する薄膜を前記被処理基板上に形成するように、前記装置の動作を制御する制御部と、前記第1工程は、前記第1及び第2反応ガスの一方のガスを供給すると共に他方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に前記一方のガスを吸着させることと、前記第2工程は、前記他方のガスを供給すると共に前記一方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に吸着する前記一方のガスに、前記他方のガスを作用させることと、
を具備する。
前記被処理基板を収納する気密な処理室と、
前記処理室内で前記被処理基板を互いに間隔をあけて積重ねた状態で保持する保持具と、
前記処理室の内部雰囲気を加熱するヒータと、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、前記供給系は、第1反応ガスを供給する第1反応ガスラインに接続された第1供給孔と、第2反応ガスを供給する第2反応ガスラインに接続された複数の第2供給孔とを具備することと、前記第1供給孔は、前記処理室の実質的に底部に配置されることと、前記第2供給孔は、積重ねられた前記被処理基板の実質的に全体に亘るように前記被処理基板のエッジの横で垂直方向に配列されることと、
第1及び第2工程を複数繰り返し実行することにより、前記第1及び第2反応ガスに由来する薄膜を前記被処理基板上に形成するように、前記装置の動作を制御する制御部と、前記第1工程は、前記第1及び第2反応ガスの一方のガスを供給すると共に他方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に前記一方のガスを吸着させることと、前記第2工程は、前記他方のガスを供給すると共に前記一方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に吸着する前記一方のガスに、前記他方のガスを作用させることと、
を具備する。
前記装置は、
前記被処理基板を収納する気密な処理室と、
前記処理室内で前記被処理基板を互いに間隔をあけて積重ねた状態で保持する保持具と、
前記処理室の内部雰囲気を加熱するヒータと、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、
を具備し、
前記方法は、
第1及び第2反応ガスの一方のガスを供給すると共に他方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に前記一方のガスを吸着させる第1工程と、
前記他方のガスを供給すると共に前記一方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に吸着する前記一方のガスに、前記他方のガスを作用させる第2工程と、
を具備し、
前記第1及び第2工程を複数繰り返し実行することにより、前記第1及び第2反応ガスに由来する薄膜を前記被処理基板上に形成し、
前記第1反応ガスは、積重ねられた前記被処理基板の実質的に全体に亘るように前記被処理基板のエッジの横で垂直方向に配列された複数の第1供給孔から供給し、前記第2反応ガスは、積重ねられた前記被処理基板の実質的に全体に亘るように前記被処理基板のエッジの横で垂直方向に配列された複数の第2供給孔から供給する。
前記装置は、
前記被処理基板を収納する気密な処理室と、
前記処理室内で前記被処理基板を互いに間隔をあけて積重ねた状態で保持する保持具と、
前記処理室の内部雰囲気を加熱するヒータと、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、
を具備し、
前記方法は、
第1及び第2反応ガスの一方のガスを供給すると共に他方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に前記一方のガスを吸着させる第1工程と、
前記他方のガスを供給すると共に前記一方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に吸着する前記一方のガスに、前記他方のガスを作用させる第2工程と、
を具備し、
前記第1及び第2工程を複数繰り返し実行することにより、前記第1及び第2反応ガスに由来する薄膜を前記被処理基板上に形成し、
前記第1反応ガスは、前記処理室の実質的に底部に配置された第1供給孔から供給し、前記第2反応ガスは、積重ねられた前記被処理基板の実質的に全体に亘るように前記被処理基板のエッジの横で垂直方向に配列された複数の第2供給孔から供給する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るCVD装置を示す断面図である。図2は、図1に示す装置の平面図である。図3は、図1に示す装置の処理室の上部を拡大してガスの流れを示す図である。このCVD装置2は、シラン系ガス(シリコンソースガス)から実質的になる第1ガスと、窒化ガスから実質的になる第2ガスと、炭化水素ガスから実質的になる第3ガスと、を交互に供給し、シリコン窒化膜を形成するように構成される。一例として、例えばジクロロシラン(DCS:SiH2Cl2)とNH3を用いてシリコン窒化膜を堆積する際に、炭化水素ガスを供給して膜中に炭素成分を含有させる。
図5は、本発明の第2実施形態に係るCVD装置の処理室を示す断面図である。図6は、図5に示す装置の処理室の上部を拡大してガスの流れを示す図である。この装置も、シラン系ガスであるDCSガスと、窒化ガスであるアンモニアガスと、炭化水素ガスであるエチレンガスとを交互に供給し、シリコン窒化膜を形成するように構成される。
図7は、本発明の第3実施形態に係るCVD装置の処理室を示す断面図である。図8は、図7に示す装置の平面図である。この装置も、シラン系ガスであるDCSガスと、窒化ガスであるアンモニアガスと、炭化水素ガスであるエチレンガスとを交互に供給し、シリコン窒化膜を形成するように構成される。
図9は、本発明の第4実施形態に係るCVD装置の処理室を示す断面図である。この装置も、シラン系ガスであるDCSガスと、窒化ガスであるアンモニアガスと、炭化水素ガスであるエチレンガスとを交互に供給し、シリコン窒化膜を形成するように構成される。
図4のタイミングチャートに示す反応ガスの供給の順番は一例であり、任意に変更することができる。しかし、シリコン表面を有する被処理基板に対しては、Cを含む処理ガスを最初に供給し、シリコン表面にSi−C結合を形成することにより、これを保護することが望ましい。即ち、最初にDCSガスを単独で(或いはC2H4ガスと同時でもよい)流し、その後にNH3ガスを流すことが望ましい。もし、NH3ガスを先に流すとウエハ面で耐薬品性の弱い(エッチングされ易い)N−Si結合が形成される。これを防止するために、先にDCSガス及び/またはC2H4ガスを流すことにより、耐薬品性の強い(エッチングされ難い)Si−C結合を形成する。
図10は、本発明の第5実施形態に係るCVD装置を示す断面図である。図11は、図10に示す装置の処理室の上部を拡大してガスの流れを示す図である。このCVD装置102は、タンタルを含む有機金属ガスから実質的になる第1ガスと、酸化ガスから実質的になる第2ガスとを交互に供給し、タンタル酸化膜を形成するように構成される。一例として、タンタルの金属アルコキシド、例えばTa(OC2H5)5(ペンタエトキシタンタル:PET)ガスと、H2Oガス(水蒸気)とを用いてタンタル酸化膜(Ta2O5)を堆積する。
図13は、本発明の第6実施形態に係るCVD装置の処理室を示す断面図である。図14は、図13に示す装置の処理室の上部を拡大してガスの流れを示す図である。この装置も、タンタルを含む有機金属ガスであるPETガスと、酸化ガスである水蒸気とを交互に供給し、タンタル酸化膜を形成するように構成される。
図15は、本発明の第7実施形態に係るCVD装置の処理室を示す断面図である。図16は、図15に示す装置の平面図である。この装置も、タンタルを含む有機金属ガスであるPETガスと、酸化ガスである水蒸気とを交互に供給し、タンタル酸化膜を形成するように構成される。
図12のタイミングチャートに示す反応ガスの供給の順番は一例であり、これを逆にしてもよい。タンタル酸化膜を形成するための有機金属ガスとしてPETが例示されるが、他のタンタルを含む有機金属ガス、例えば、TBTDET(tris-diethylamino-tert-butylimino tantalum: (C4H10N)3Ta(NC4H9))を使用することもできる。また、タンタル酸化膜を形成するための酸化ガスとして水蒸気が例示されるが、他の酸化ガス、例えばO2、O3を使用することもできる。
Claims (12)
- 縦型CVD装置において複数の被処理基板に対して一緒にCVD処理を施す方法であって、
前記装置は、
前記被処理基板を収納する気密な処理室と、
前記処理室内で前記被処理基板を互いに間隔をあけて積重ねた状態で保持する保持具と、
前記処理室の内部雰囲気を加熱するヒータと、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、
を具備し、
前記方法は、
第1及び第2反応ガスの一方のガスを供給すると共に他方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に前記一方のガスを吸着させる第1工程と、
前記他方のガスを供給すると共に前記一方のガスを停止することにより、前記被処理基板の表面に吸着する前記一方のガスに、前記他方のガスを作用させる第2工程と、
を具備し、
前記第1及び第2工程を複数繰り返し実行することにより、前記第1及び第2反応ガスに由来する薄膜を前記被処理基板上に形成し、
ここで、前記方法は、
前記第1反応ガスとして1.33kPa以下の蒸気圧または250kJ/mol以下の結合解離エネルギーを有するガスを使用し、前記第2反応ガスとして2.66kPa以上の蒸気圧及び250kJ/mol以上の結合解離エネルギーを有するガスを使用し、
前記第1反応ガスを、前記処理室の実質的に底部に配置された、前記供給系の第1供給孔から供給すると共に、前記第2反応ガスを前記第1供給孔から供給せず、前記第2反応ガスを、積重ねられた前記被処理基板の実質的に全体に亘るように前記被処理基板のエッジの横で垂直方向に配列された、前記供給系の複数の第2供給孔から供給すると共に、前記第1反応ガスを前記第2供給孔から供給しない、CVD方法。 - 前記第2反応ガスとして、4kPa以上の蒸気圧及び300kJ/mol以上の結合解離エネルギーを有するガスを使用する請求項1に記載のCVD方法。
- 前記第1反応ガスとして、Ta(OC2H5)5、(C4H10N)3Ta(NC4H9)からなる群から選択されたガスを使用し、前記第2反応ガスとして、水蒸気、O2、O3からなる群から選択されたガス使用する請求項1に記載のCVD方法。
- 前記第1反応ガスとして、Hf[N(CH3)2]4、Hf[N(CH3)(C2H5)]4からなる群から選択されたガスを使用し、前記第2反応ガスとして、酸化ガスを使用する請求項1に記載のCVD方法。
- 前記第1反応ガスとして、アルミニウムを含む有機金属ガスを使用し、前記第2反応ガスとして、酸化ガスを使用する請求項1に記載のCVD方法。
- 前記第1反応ガスとして、タンタルを含む有機金属ガスを使用し、前記第2反応ガスとして、酸化ガスを使用する請求項1に記載のCVD方法。
- 前記供給系は、積重ねられた前記被処理基板の実質的に全体に亘るように前記被処理基板のエッジの横で垂直方向に延在する供給配管を具備し、前記第2供給孔は前記供給配管に形成された孔を具備する請求項1に記載のCVD方法。
- 前記供給系は、前記第1供給孔に接続された第1不活性ガスラインと、前記第2供給孔に接続された第2不活性ガスラインとを具備する請求項1に記載のCVD方法。
- 前記方法は、前記第1及び第2工程間で第1パージ工程を実行し、前記第2及び第1工程間で第2パージ工程を実行することと、前記第1パージ工程は、前記第1供給孔から不活性ガスを供給しながら、前記処理室内を排気して、前記第1反応ガスを前記処理室からパージすることと、前記第2パージ工程は、前記第2供給孔から不活性ガスを供給しながら、前記処理室内を排気して、前記第2反応ガスを前記処理室からパージすることと、を具備する請求項8に記載のCVD方法。
- 前記方法は、前記第1及び第2工程において、前記排気系によって前記処理室内を排気する請求項1に記載のCVD方法。
- 前記第1及び第2供給孔は前記処理室の第1側に配置され、前記排気系は前記第1側に対向する前記処理室の第2側から排気するように構成される請求項10に記載のCVD方法。
- 前記排気系は、積重ねられた前記被処理基板の実質的に全体に亘るように前記被処理基板のエッジの横で垂直方向に配列された複数の排気孔を具備し、前記第1及び第2供給孔は前記処理室の第1側に配置され、前記排気孔は前記第1側に対向する前記処理室の第2側に配置され、前記方法は、前記第1及び第2工程において、前記排気孔を通して排気することにより、前記被処理基板間に前記第1及び第2反応ガスの層流を夫々形成する請求項1に記載のCVD方法。
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