JP4776054B2 - Thin film forming method by atomic layer deposition - Google Patents

Thin film forming method by atomic layer deposition Download PDF

Info

Publication number
JP4776054B2
JP4776054B2 JP2000032810A JP2000032810A JP4776054B2 JP 4776054 B2 JP4776054 B2 JP 4776054B2 JP 2000032810 A JP2000032810 A JP 2000032810A JP 2000032810 A JP2000032810 A JP 2000032810A JP 4776054 B2 JP4776054 B2 JP 4776054B2
Authority
JP
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
gas
substrate
reaction
thin film
reaction chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2000032810A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001220287A (en )
Inventor
俊樹 伊藤
亮之介 寺
厚司 水谷
博 竹中
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Images

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、反応室内に基板を設置し、吸着ガス及び反応ガスの反応室への供給、及び反応室のパージを交互に行い、吸着ガスと反応ガスとの反応によって原子層成長を行わせることにより、基板の一面上に薄膜を形成するようにした薄膜形成方法関する。 The present invention, reaction substrate was placed in a room, the supply to the reaction chamber of the adsorption gas and reaction gas, and the purge of the reaction chamber are alternately performed, possible to perform an atomic layer deposition by reaction of the reactive gas and the suction gas the relates to a thin film forming method to form a thin film on one surface of the substrate.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この種の一般的な薄膜形成装置は、基板が設置され成膜が行われる反応室、成膜原料である反応ガスおよび吸着ガスを反応室へ供給する原料ガス供給手段、反応室内の余剰ガスを除去するためのパージガスを反応室へ供給するパージ手段、及び反応室内のガスを排気するための排気手段とを備えている。 Common thin film forming apparatus of this type, reaction chamber substrate is deposited is placed is performed, the raw material gas supply means for supplying a reaction gas and adsorbed gas is film-forming source to the reaction chamber, the excess gas in the reaction chamber It comprises purging means for supplying a purge gas to remove the reaction chamber, and an exhaust means for exhausting the reaction chamber of a gas.
【0003】 [0003]
そして、この形成装置を用いた原子層成長による薄膜形成は、一般的には下記の手順で行なわれる。 Then, a thin film formed by atomic layer deposition using the forming apparatus is generally carried out by the following procedure. まず、基板を所望の反応が起こる以上の温度に加熱する。 First, the substrate is heated to a temperature above which the desired reaction takes place. 次に、吸着ガス(第1のガス)を基板近傍に流して基板に吸着させる(吸着ガス供給工程)。 Then, adsorbed on a substrate by flowing a suction gas (first gas) in the vicinity of the substrate (adsorbed gas supply step). その後、基板に吸着した以外の余剰ガスを反応室から除去するため、不活性ガスによってパージを行なう(第1のパージ工程)。 Thereafter, to remove excess gas other than those adsorbed on the substrate from the reaction chamber, to purge the inert gas (the first purge step).
【0004】 [0004]
さらに、反応ガス(第2のガス)を基板近傍に流して基板上で吸着ガスと反応させて、目的とする薄膜を形成させる(反応ガス供給工程)。 Further, the reaction gas is reacted with adsorbed gas on the substrate by passing a (second gas) in the vicinity of the substrate, thin film is formed (reaction gas supply process) of interest. その後、反応に供した以外の余剰ガスを反応室から除去するため、再び不活性ガスによってパージを行なう(第2のパージ工程)。 Thereafter, to remove excess gas other than those subjected to the reaction from the reaction chamber, to purge the inert gas again (second purge step). 以上のようなガスの供給工程を繰り返すことにより、原子層成長を行い、所望の膜厚を有する薄膜を形成することができる。 By repeating the step of supplying or more such gases, perform atomic layer deposition, it is possible to form a thin film having a desired film thickness. このような薄膜形成方法としては、例えば、特表平9−508890号公報に記載されているようなALE(原子層エピタキシャル成長)法が提案されている。 Such a thin film forming method, for example, ALE (atomic layer epitaxy) method has been proposed as disclosed in Japanese Patent Kohyo 9-508890.
【0005】 [0005]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
上記薄膜形成方法においては、吸着ガスを基板に吸着させたり、反応ガスを吸着ガスと反応させるため、ガス流量や反応室の排気量を調整して、少なくとも基板近傍ではガス圧を数百Pa程度に保つ必要がある。 In the thin film forming method, or to adsorb the adsorbed gas on the substrate, to react the reaction gas with the adsorption gas, by adjusting the amount of exhaust gas flow and the reaction chamber hundreds Pa about the gas pressure at least near the substrate there is a need to keep.
【0006】 [0006]
そのような状況下では、吸着ガス、反応ガスといった原料ガスや反応生成ガスが、膜中に取り込まれたり、膜表面に吸着したりして、膜中に不純物として残存してしまう。 Under such circumstances, the adsorption gas, the raw material gas and such reaction gas reaction product gas, or incorporated into the film, or by adsorption on the membrane surface, thus remain as an impurity in the film. 膜中にこれら不純物が残存すると、膜性能が変化してしまう。 When these impurities remain in the film, membrane performance is changed. 例えば、成膜された膜に電圧を印加した場合に、この不純物が分解や移動して膜の電気特性が変化する等の不具合が発生する。 For example, when a voltage is applied to the formed film, problems occur such that the impurity is changed electrical characteristics of the decomposition or moving to film.
【0007】 [0007]
そこで、本発明は上記問題に鑑み、基板が設置された反応室に対して、吸着ガス及び反応ガスの供給、及びパージを交互に行い、吸着ガスと反応ガスとの反応によって原子層成長を行わせることにより、基板の一面上に形成された薄膜において、成膜の際に、膜中に残存する不純物を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, the reaction chamber in which the substrate is placed, the supply of suction gas and reaction gas, and to purge alternately perform atomic layer deposition by reaction of the reactive gas and the suction gas by, in a thin film formed on one surface of the substrate, during the deposition, and an object thereof is to reduce the impurities remaining in the film.
【0008】 [0008]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するため、請求項1〜請求項3記載の発明では、吸着ガス供給工程、第1のパージ工程、反応ガス供給工程、第2のパージ工程を順次繰り返し、吸着ガスと反応ガスとの反応によって原子層成長を行わせることにより、基板の一面上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、 前記吸着ガスとしてAlCl もしくはTiCl を用い、前記反応ガスとしてH Oを用い、第 2のパージ工程に、基板の一面上から紫外線照射を行うことを特徴としている。 To achieve the above object, in the invention of claim 1 to claim 3, wherein the adsorption gas supply step, the first purge step, the reaction gas supply process, sequentially repeating the second purge step, a reaction gas and adsorbed gas by reaction to cause the atomic layer growth by a, in the thin film forming method for forming a thin film on a surface of a substrate, the used AlCl 3 or TiCl 4 as an adsorption gas, using of H 2 O as the reaction gas, the second during the purge step of, it is characterized by performing the ultraviolet irradiation from the one surface of the substrate.
【0009】 [0009]
本薄膜形成方法によれば、成膜中に紫外線照射を行なうことになるため、膜中に取り込まれたり、膜表面に吸着したりした吸着ガス、反応ガスといった原料ガスや反応によって生じた反応生成ガスに、エネルギーが供給される。 According to the thin film forming method, since that would perform UV irradiation during film formation, the reaction product produced or incorporated into the film, adsorbed gas or adsorbed on the membrane surface, by the raw material gas and the reaction such as reactive gas the gas, the energy is supplied. そうすると、不純物である原料ガスや反応生成ガスが活性化したり、分解するため移動し易くなり、これら不純物が膜中から除外されたり、膜表面から脱離される。 Then, or the raw material gas and the reaction product gas is activated which is an impurity, is easily moved to decompose these impurities or excluded from the film are desorbed from the film surface. よって、本薄膜形成方法によれば、成膜の際に、膜中に残存する不純物を低減することができる。 Therefore, according to this film forming method, during the film formation, it is possible to reduce the impurities remaining in the film.
【0011】 [0011]
特に、本発明のように、 2のパージ工程中に、紫外線照射を行なえば、膜中から除外されたり、膜表面から脱離された不純物をパージガスとともに、効率よく反応室外部へ除去することができる。 In particular, as in the present invention, during the second purge step, by performing the ultraviolet irradiation, or excluded from the film, it desorbed impurities together with purge gas from the membrane surface, removing efficiently to the reaction chamber outside can.
【0015】 [0015]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。 The following describes the embodiment shown in FIG present invention. 本実施形態では、吸着ガスとしてAlCl 3ガスを用い、反応ガスとしてH 2 Oガスを用い、パージガスとしてN 2ガスを用いて、アルミナ(Al 23 )薄膜を成膜する場合を例にとって説明する。 In the present embodiment, described with AlCl 3 gas as an adsorption gas, using H 2 O gas as the reaction gas, with N 2 gas as a purge gas, a case of forming an alumina (Al 2 O 3) thin film as an example to. 図1に本発明の実施形態に係る薄膜形成装置の概略断面構成を示す。 It shows a schematic sectional structure of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention in FIG.
【0016】 [0016]
1は例えばステンレス等より区画形成された密閉構造の真空室であり、その内部は排気通路1aとつながっている。 1 is a vacuum chamber of a sealed structure defined and formed of, for example, stainless steel, its interior is connected to the exhaust passage 1a. そして、真空室1の内部は、図示しない真空ポンプ(メカニカルブースターポンプやロータリーポンプ等)を用いて、排気通路1aから真空に引かれている。 The inside of the vacuum chamber 1, with a vacuum pump (not shown) (such as a mechanical booster pump and a rotary pump) are evacuated from the exhaust passage 1a.
【0017】 [0017]
真空室1の内部には、例えばチタン等により密閉構造に形成された反応室2が設置されている。 Inside the vacuum chamber 1, for example, a reaction chamber 2 formed in the sealed structure of titanium or the like is installed. 反応室2の壁部には、図示しない制御回路等にて作動制御される電動開閉式のシャッタ3が形成されている。 The walls of the reaction chamber 2, an electric retractable shutter 3 controlled operating at not-shown control circuit or the like is formed. このシャッタ3を開閉することで反応室2内への基板の出し入れを行ったり、シャッタ3の開度調整によって反応室2内の圧力調整したり、シャッタ3を全開することでパージの促進を行うようになっている。 And go in and out of the substrate into the shutter 3 reaction chamber 2 by opening and closing the, or pressure regulation within the reaction chamber 2 by the opening adjustment of the shutter 3 is performed to promote the purging by fully opening the shutter 3 It has become way.
【0018】 [0018]
また、反応室2内へAlCl 3ガス、H 2 Oガス及びN 2ガスを供給するためのステンレス等よりなる各配管系4、5、6、7が設けられている。 Furthermore, AlCl 3 gas, each piping system 4, 5, 6, 7 made of stainless steel or the like for supplying the H 2 O gas and N 2 gas is provided into the reaction chamber 2. 配管系4は吸着ガスであるAlCl 3ガスの配管系(吸着ガス配管系)であり、反応室2内へAlCl 3ガスを導入するためのものである。 Pipe system 4 is a piping system of AlCl 3 gas is adsorbed gas (adsorbed gas piping system) is intended for introducing the AlCl 3 gas into the reaction chamber 2. 配管系5はN 2ガスの配管系(吸着ガス除去用N 2ガス配管系)であり、吸着ガス配管系4によってAlCl 3ガスを所定の時間流した後に、残存するAlCl 3ガスを除去するためのパージガスとしてのN 2ガスを流すために利用する。 Piping system 5 is N 2 gas piping system (suction gas removing N 2 gas pipe system), after flowing AlCl 3 gas given time by adsorption gas piping system 4, for removing AlCl 3 gas remaining It utilized to stream of N 2 gas as a purge gas.
【0019】 [0019]
配管系6は反応ガスであるH 2 Oガスの配管系(反応ガス配管系)であり、吸着ガス除去用N 2ガス配管系5によってパージガスを流した後、反応室2内へH 2 Oガスを導入するためのものである。 Piping system 6 is a piping system of the H 2 O gas is a reaction gas (reaction gas piping system), after flowing the purge gas through N 2 gas pipe system 5 for adsorbing gas removal, the H 2 O gas into the reaction chamber 2 it is for the introduction of. 配管系7はN 2ガスの配管系(反応ガス除去用N 2ガス配管系)であり、反応ガス配管系6によってH 2 Oガスを所定の時間流した後に、残存するH 2 Oガスを除去するためのパージガスとしてのN 2ガスを流すために利用する。 Pipe system 7 is N 2 gas piping system (reaction gas for removing N 2 gas pipe system), after flowing the H 2 O gas for a predetermined time by the reaction gas piping system 6, removal of H 2 O gas remaining It utilized to flow the N 2 gas as a purge gas to.
【0020】 [0020]
これら吸着ガス配管系4、反応ガス配管系6、各N 2ガス配管系5、7は各々、図示しない制御回路等によって作動制御される図示しないバルブ及びガス供給源を有しており、それぞれ、吸着ガス供給手段、反応ガス供給手段、パージ手段を構成している。 These suction gas piping system 4, each of the reaction gas piping system 6, the N 2 gas pipe system 5,7 has a valve and a gas supply source (not shown) is controlled actuated by a control circuit (not shown) or the like, respectively, suction gas supply means, the reaction gas supply means constitutes a purge means.
【0021】 [0021]
なお、AlCl 3ガスのガス供給源は、固体のAlCl 3が一部昇華した状態で入った容器、H 2 Oガスのガス供給源は、液体の水が一部蒸発した状態で入った容器であり、各容器の温度を調整することにより各ガスの供給流量(昇華量、蒸発量)が決められる。 Incidentally, AlCl 3 gas supply source of the gas, the container solid AlCl 3 of was the part sublimated state, a gas supply source of the H 2 O gas is a container with a state in which liquid water is partially evaporated There, supply flow rate (sublimation amount, evaporation) of the gas by adjusting the temperature of each container is determined.
【0022】 [0022]
そして、各配管系4〜7のバルブは、所定のタイミングにて開閉されるようになっており、それによって、反応室2へのガス供給は、AlCl 3ガス(吸着ガス)、N 2ガス(パージガス)、H 2 Oガス(反応ガス)、N 2ガス(パージガス)の順に、切り替えて交互に供給されるようになっている。 Then, the valve of the piping system 4-7, is adapted to be opened and closed at a predetermined timing, whereby the supply of gas to the reaction chamber 2, AlCl 3 gas (adsorbed gas), N 2 gas ( purge gas), H 2 O gas (reaction gas), in the order of N 2 gas (purge gas), are supplied alternately switched. なお、配管系4〜7は、真空室1を貫通して(貫通部は密封構造となっている)、接続用のボルト等により反応室2に接続されている。 Note that piping system 4 to 7, through the vacuum chamber 1 (penetration portion has a sealing structure), is connected to the reaction chamber 2 by bolts or the like for connection.
【0023】 [0023]
また、反応室2の内部には、薄膜が形成される基板(ガラス基板等)8を搭載するヒータ付き基板ホルダ9が設置されている。 Inside the reaction chamber 2, a heater with a substrate holder 9 for mounting the substrate (glass substrate) 8 thin film is formed is installed. この基板ホルダ9は、例えば、基板8が搭載可能な面積を有する金属板の下に均一加熱可能なようにシースヒータを取り付けたものとできる。 The substrate holder 9, for example, it is assumed that the substrate 8 is fitted with a sheath heater so as to be uniformly heated under metal plate having an area that can be mounted.
【0024】 [0024]
更に、基板ホルダ9は、基板温度を測定するための図示しない熱電対を有しており、図示しない温度制御回路によって該熱電対の測定値を検知しつつ、基板8を所望の温度に加熱可能となっている。 Furthermore, the substrate holder 9 has a thermocouple (not shown) for measuring the substrate temperature, while detecting the measured value of the thermocouple by the temperature control circuit (not shown), capable of heating the substrate 8 to a desired temperature It has become. また、この基板ホルダ9は、反応室2内へ基板8を出し入れするために、搬送可能になっている。 Further, the substrate holder 9 in order to out the substrate 8 into the reaction chamber 2, and is transportable.
【0025】 [0025]
また、真空室1の上方には、紫外線を発生する照射源としてのUVランプ10が設置されている。 Above the vacuum chamber 1, UV lamp 10 as a radiation source for generating ultraviolet rays it is installed. このUVランプ10は低圧水銀ランプでも、高圧水銀ランプでも、エキシマレーザでもよいが、実用性及び膜中の不純物の分解性を考慮すると、波長は350nm以下150nm以上が好ましく、光の強度は50mJ/m 2以上500J/m 2以下が好ましい。 In this UV lamp 10 is a low pressure mercury lamp, at a high pressure mercury lamp, may be an excimer laser, considering degradation of the impurities of practicality and film, the wavelength is less 150nm or more preferably 350 nm, the intensity of light is 50 mJ / m 2 or more 500 J / m 2 or less.
【0026】 [0026]
また、UVランプ10と対向する真空室1の上部壁面及び反応室2の上部壁面には、UVランプ10からの紫外線を透過して基板8の一面上に照射するための窓部としての照射窓11が形成されている。 Further, the upper wall and the upper wall surface of the reaction chamber 2 of the vacuum chamber 1 facing the UV lamp 10, the irradiation window as a window portion for transmitted through the ultraviolet rays from the UV lamp 10 is irradiated on a surface of the substrate 8 11 is formed. この照射窓11は石英ガラス等の板を、真空室1及び反応室2にフランジ等にて取り付けることで設置されている。 The irradiation window 11 a plate such as quartz glass, is installed by attaching at flange or the like in the vacuum chamber 1 and reaction chamber 2. これらUVランプ10及び照射窓11が、紫外線照射手段を構成しており、本装置の主たる特徴点である。 These UV lamps 10 and the irradiation window 11 constitute a UV irradiation means, which is a main aspect of the present apparatus.
【0027】 [0027]
ここで、UVランプ10は、照射毎にオンオフさせてもよい。 Here, UV lamp 10 may be turned on and off for each illumination. 本例では、ランプの耐久性や光の安定性等を考慮して、ランプ10は装置作動中(つまり、装置の電源投入中)は常に発光させておき、図示しないシャッタ手段により、照射窓11との間を遮ったり、開けたりすることで、反応室2内の基板8への照射を所望の時期に開始したり停止することが可能となっている。 In this example, in consideration of the stability of the durability and light the lamp, the lamp 10 during device operation (i.e., during power up of the device) is previously always emit light, the shutter means (not shown), the irradiation window 11 or blocked between, by or open, it has a radiation to the substrate 8 in the reaction chamber 2 can be stopped or started at a desired time. このシャッタ手段の開閉は、図示しない制御回路等により、例えば上記各配管系4〜7のバルブの開閉タイミングに合わせて行うことができる。 Opening and closing of the shutter means can be performed by a control circuit (not shown) or the like, for example, in accordance with the opening and closing timing of valves of the respective piping systems 4-7.
【0028】 [0028]
次に、上記薄膜形成装置に基づき、本実施形態の薄膜形成方法について述べる。 Then, based on the above thin film forming apparatus will be described a thin film forming method of this embodiment. 本薄膜形成方法は、基本的には、基板8が設置された反応室2内へ基板8に吸着するAlCl 3ガス(吸着ガス)を供給する吸着ガス供給工程、反応室2内の余剰ガスを除去するために反応室2内へN 2ガスを供給する第1のパージ工程、反応室2内へ吸着ガスと反応するH 2 Oガス(反応ガス)を供給する反応ガス供給工程、反応室2内の余剰ガスを除去するために反応室2内へN 2ガスを供給する第2のパージ工程を順次繰り返す。 The thin film forming method is basically the adsorption gas supply step of supplying a AlCl 3 gas (adsorbed gas) in which the substrate 8 is adsorbed on the substrate 8 to the installed reaction chamber 2, the excess gas in the reaction chamber 2 reactive gas supply step of supplying the first purge step of feeding N 2 gas into the reaction chamber 2, H 2 O gas reacts with adsorbed gas into the reaction chamber 2 (reaction gas) in order to remove the reaction chamber 2 second purge step of feeding N 2 gas into the reaction chamber 2 in order to remove the excess gas of the inner sequentially repeated. そして、吸着ガスと反応ガスとの反応によって原子層成長を行わせることにより、基板8の一面上にアルミナ薄膜を形成するものである。 By causing the atomic layer deposition by reaction of the reactive gas and the suction gas, and forms an alumina film on one surface of the substrate 8.
【0029】 [0029]
まず、基板8をヒータ付き基板ホルダ9に設置搭載し、真空室1を通して、シャッタ3の部分から反応室2内に搬送する。 First, it sets up equipped with a substrate 8 to a heater with a substrate holder 9, through the vacuum chamber 1, for conveying from the portion of the shutter 3 into the reaction chamber 2. そこで、所望の反応が起こる以上の温度まで、基板8を基板ホルダ9により、加熱する。 Therefore, to a temperature of at least the desired reaction takes place, the substrate 8 by the substrate holder 9 is heated. この加熱に際しては、できる限り基板8のみを加熱して、照射窓11の温度を上げないことが望ましい。 During this heating heats only the substrate 8 as possible, it is desirable not to increase the temperature of the irradiation window 11.
【0030】 [0030]
基板8が所望の温度(例えば500℃)に達したら、吸着ガス配管系4からAlCl 3ガスを反応室2に送り込む。 Once the substrate 8 has reached the desired temperature (e.g., 500 ° C.), feeding the AlCl 3 gas into the reaction chamber 2 from the adsorption gas piping system 4. その供給流量、及び、吸着ガス配管系4とは逆側にあるシャッタ3の開閉度を適宜制御することにより、反応室2内の雰囲気圧を例えば200Pa程度に保つことができ、基板8にAlCl 3が一層だけ吸着する(吸着ガス供給工程)。 As a supply flow rate, and, by appropriately controlling the opening degree of the shutter 3 in the opposite side to the suction gas piping system 4, it is possible to maintain the ambient pressure in the reaction chamber 2, for example, about 200 Pa, AlCl substrate 8 3 is adsorbed by more (suction gas supply step).
【0031】 [0031]
その後、シャッタ3を全開にして、吸着ガス除去用N 2ガス配管系5よりN 2ガスを流すことにより、反応室2内に残留するAlCl 3ガスの多くは除去することができる(第1パージ工程)。 Then the shutter 3 is fully opened, by flowing N 2 gas from the N 2 gas pipe system 5 for adsorbing gas removal, many AlCl 3 gas remaining in the reaction chamber 2 can be removed (first purge process).
【0032】 [0032]
次に、H 2 Oガスを反応ガス配管系6から反応室2へ送り込む。 Then, feeding of H 2 O gas to the reaction chamber 2 from the reaction gas piping system 6. その供給流量、及び、反応ガス配管系6とは逆側にあるシャッタ3の開閉度を適宜制御することにより、反応室2内の水蒸気圧を一定に保つことができ、基板8に吸着したAlCl 3と反応させてAl 23を形成することができる(反応ガス供給工程)。 As a supply flow rate, and, AlCl the reactant gas piping system 6 by controlling the opening and closing of the shutter 3 in the opposite side as appropriate, which can keep the water vapor pressure in the reaction chamber 2 at a constant, and adsorbed on the substrate 8 3 and reacted it is possible to form the Al 2 O 3 (reactive gas supply step).
【0033】 [0033]
この時の水蒸気圧は低い方が好ましいが、あまり低いと反応に時間を要する。 Although water vapor pressure is preferably as low at this time, it takes time to react with too low. 2 Oガスの供給時間を例えば1秒以下で反応を完了させるには、水蒸気圧を数百Pa程度に保つ必要がある。 The supply time of the H 2 O gas to complete the reaction for example in less than 1 second, it is necessary to maintain the water vapor pressure in the order of hundreds of Pa.
【0034】 [0034]
このような状況下では、AlCl 3とH 2 Oとの化学反応により生じたHCl(反応生成ガス)は、膜内や膜表面に留まりやすい。 Under such circumstances, HCl generated by chemical reaction between AlCl 3 and H 2 O (reaction product gas) is likely to remain within the film or membrane surface. そのため、本実施形態では、この反応ガス供給工程において、UVランプ10から照射窓11を通して基板8の一面上から紫外線照射を行う。 Therefore, in this embodiment, in the reaction gas supply step, the ultraviolet radiation from the one side of the substrate 8 through the irradiation window 11 from the UV lamp 10.
【0035】 [0035]
これによって、H 2 Oを活性化したり、分解したり、AlCl 3及びH 2 Oに反応エネルギーが付与されることにより、Al 23の形成を促進するとともに、同様にHClも活性化したり、分解するため、膜内部の不要なAlCl 3 、H 2 OやHClの除去を促進したり、膜表面に吸着したAlCl 3 、H 2 OやHClを除去したりすることができる。 This allows you to activate H 2 O, disassemble, by reacting energy AlCl 3 and H 2 O is applied, thereby facilitating the formation of Al 2 O 3, similarly HCl well or activated, to decompose, or can be removed or facilitate removal of unwanted AlCl 3, H 2 O and HCl internal membrane, the AlCl 3, H 2 O and HCl adsorbed on the membrane surface.
【0036】 [0036]
その後、シャッタ3を全開にして、反応ガス除去用N 2ガス配管系7よりN 2ガスを流す(第2のパージ工程)。 Then the shutter 3 is fully opened, from the reaction gas removing N 2 gas pipe system 7 flowing N 2 gas (the second purge step). それにより、反応室2内に残留するH 2 Oの多くは除去することができるが、膜内に入り込んだおよび膜表面に吸着したH 2 Oはそのまま残りがちである。 Thus, many H 2 O remaining in the reaction chamber 2 can be removed, H 2 O adsorbed to the intruded and the membrane surface in the membrane is intact remaining prone.
【0037】 [0037]
そこで、本実施形態では、この第2パージ工程において、上記同様、紫外線照射を行う。 Therefore, in this embodiment, in the second purge step, the same, with ultraviolet radiation. それによって、上記と同様に膜内部の不要なAlCl 3 、H 2 OやHClの除去を促進したり、膜表面に吸着したAlCl 3 、H 2 OやHClを除去したりすることができる。 Thereby, it is possible to or removed to facilitate removal of the same manner as above film inside unnecessary AlCl 3, H 2 O and HCl, and AlCl 3, H 2 O and HCl adsorbed on the membrane surface.
【0038】 [0038]
以上、本実施形態の薄膜形成方法によれば、AlCl 3 、N 2 、H 2 O、N 2の順に流しながらAl 23を形成するにあたって、成膜中に紫外線照射を行なうことになるため、膜中に取り込まれたり、膜表面に吸着したりした吸着ガス、反応ガスといった原料ガス(AlCl 3 、H 2 O)や反応によって生じた反応生成ガス(HCl)に、エネルギーが供給される。 As described above, according to the thin film forming method of this embodiment, AlCl 3, N 2, H 2 O, when an Al 2 O 3 while flowing in the order of N 2, to become possible to perform ultraviolet irradiation in the film-forming , or incorporated into the film, adsorbed gas or adsorbed on the membrane surface, the reactive gas such as material gas (AlCl 3, H 2 O) and the reaction product gas generated by the reaction (HCl), energy is supplied.
【0039】 [0039]
そうすると、不純物である原料ガスや反応生成ガスが活性化したり、分解するため移動し易くなり、これら不純物が膜中から除外されたり、膜表面から脱離される。 Then, or the raw material gas and the reaction product gas is activated which is an impurity, is easily moved to decompose these impurities or excluded from the film are desorbed from the film surface. よって、本薄膜形成方法によれば、成膜の際に、膜中に残存する不純物を低減することができる。 Therefore, according to this film forming method, during the film formation, it is possible to reduce the impurities remaining in the film.
【0040】 [0040]
特に、反応ガス供給工程中に、紫外線照射を行なうことようにすれば、上記した膜中に残存する不純物を低減する効果を奏することに加えて、基板8に吸着した吸着ガスと供給される反応ガスに、紫外線による反応エネルギーを付加することができるため、成膜反応を促進することができる。 In particular, in the reaction gas supply process, if such be performed with ultraviolet radiation, in addition to the effect of reducing the impurities remaining in the film as described above, it is supplied with adsorbed gases adsorbed to the substrate 8 reaction the gas, it is possible to add a reactive energy by ultraviolet rays, it is possible to promote the deposition reaction.
【0041】 [0041]
また、第2のパージ工程中に、紫外線照射を行なうことにより、膜中から除外されたり、膜表面から脱離された不純物をパージガスとともに、効率よく反応室2の外部へ除去することができる。 Also, during the second purge process, by performing UV irradiation, or excluded from the film, the desorbed impurities from the film surface with a purge gas, can be removed efficiently to the reaction chamber 2 outside. なお、反応ガス供給工程のみ、あるいは、第2のパージ工程のみに紫外線照射を行っても、上記膜中不純物低減効果が得られることは勿論である。 Incidentally, the reaction gas supply step only, or be subjected to ultraviolet radiation only to a second purge step, it is obvious that the impurities in the film reduction effect is obtained.
【0042】 [0042]
また、本実施形態の薄膜形成装置によれば、反応室2内に設置された基板8の一面上に紫外線照射を行う紫外線照射手段10、11を設けたことを特徴としている。 Further, according to the thin film forming apparatus of the present embodiment is characterized in that a UV radiation means 10, 11 for performing ultraviolet irradiation on one side of the installed substrate 8 into the reaction chamber 2. それによれば、紫外線照射手段10、11を有しているため、上記した本実施形態の薄膜形成方法を適切に実行でき、成膜の際に、膜中に残存する不純物を低減することができる。 According to it, since it has an ultraviolet irradiation unit 10, 11, a thin film forming method of this embodiment described above can be properly performed, the time of film formation, it is possible to reduce the impurities remaining in the film .
【0043】 [0043]
ここで、上述のように、紫外線照射手段10、11を、所望の時期に照射の開始及び停止が可能となっているものとしているため、所望の工程時に所望の時間、照射可能となるから、より効率的な紫外線照射を実行することができる。 Here, as described above, the ultraviolet light irradiation means 10, 11, because it is assumed that enables start and stop of radiation at a desired time, the desired time during a desired step, since it is possible irradiation, it is possible to perform more efficient ultraviolet irradiation. なお、工程に応じて照射をオンオフさせるものではなく、例えば装置の電源投入時の間ずっと基板8を照射しているものでもよい。 It is not intended to turn on and off the irradiation in accordance with step, for example, a power-o'clock much substrate 8 of the apparatus may be one that is irradiated.
【0044】 [0044]
また、本実施形態の紫外線照射手段として、反応室2の周囲に設置され紫外線を発生するUVランプ(照射源)10と、反応室2の壁部に設けられUVランプ10からの紫外線が透過可能な照射窓(窓部)11と、を備えたものを用いている。 Further, as the ultraviolet light irradiation means of the present embodiment, the UV lamp (irradiation source) which generates ultraviolet rays is provided around the reaction chamber 2 and 10, ultraviolet rays from the UV lamp 10 provided in a wall portion of the reaction chamber 2 is permeable and Do irradiation window (window) 11 is used, equipped with a. それによれば、照射源を反応室2の外部に設置しているため、反応室2内部に照射源を設ける場合に比べて、原料ガス等による照射源の汚染防止や、照射源の取り替え等のメンテナンスにおいて有効である。 According thereto, since the established radiation source outside the reaction chamber 2, as compared with the case where the radiation source into the reaction chamber 2, pollution or irradiation source according to the raw material gas or the like, such as replacement of illumination source it is effective in maintenance.
【0045】 [0045]
(他の実施形態) (Other embodiments)
なお、上記実施形態では、AlCl 3とH 2 OによるAl 23の成膜例を示したが、本発明は、その他にも、TiCl 4とH 2 OによるTiO 2の成膜、ZnCl 2とH 2 SによるZnSの成膜、Ga(CH 33とAsH 3によるGaAsの成膜や、In(CH 33とPH 3によるInPの成膜等、幅広く利用できる。 In the above embodiment, although the film formation example of Al 2 O 3 by AlCl 3 and H 2 O, the present invention is Besides, deposition of TiO 2 by TiCl 4 and H 2 O, ZnCl 2 the deposition of ZnS by H 2 S, Ga (CH 3 ) 3 and GaAs film formation or by AsH 3, in (CH 3) InP such as film formation by 3 and PH 3, widely available.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施形態に係る薄膜形成装置の概略断面を示す構成図である。 1 is a block diagram showing a schematic cross section of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1…真空室、1a…排気通路、2…反応室、3…シャッタ、 1 ... vacuum chamber, 1a ... exhaust passage, 2 ... reaction chamber, 3 ... shutter,
4…吸着ガス配管系、5…吸着ガス除去用N 2ガス配管系、 4 ... suction gas piping system, 5 ... suction gas removing N 2 gas pipe system,
6…反応ガス配管系、7…反応ガス除去用N 2ガス配管系、8…基板、 6 ... reaction gas piping system, 7 ... reactive gas for removing N 2 gas pipe system, 8 ... substrate,
9…ヒータ付き基板ホルダ、10…UVランプ、11…照射窓。 9 ... heater with the substrate holder, 10 ... UV lamp, 11 ... irradiation window.

Claims (1)

  1. 基板が設置された反応室内へ前記基板に吸着する吸着ガスを供給する吸着ガス供給工程、前記反応室内の余剰ガスを除去する第1のパージ工程、前記反応室内へ前記吸着ガスと反応する反応ガスを供給する反応ガス供給工程、前記反応室内の余剰ガスを除去する第2のパージ工程を順次繰り返し、 Adsorbed gas supply step of supplying a suction gas the substrate is adsorbed to the substrate to the installed reaction chamber, a first purge step of removing the excess gas in the reaction chamber, the reaction gas that reacts with the adsorbed gas into the reaction chamber reactive gas supply step of supplying a sequentially repeated a second purge step to remove excess gas in the reaction chamber,
    前記吸着ガスと前記反応ガスとの反応によって原子層成長を行わせることにより、前記基板の一面上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、 By causing the reaction atomic layer grown by the said reactive gas with the suction gas, a thin film forming method for forming a thin film on one surface of the substrate,
    前記吸着ガスとしてAlCl もしくはTiCl を用い、前記反応ガスとしてH Oを用い、 The used AlCl 3 or TiCl 4 as an adsorption gas, using of H 2 O as the reaction gas,
    記第2のパージ工程に、前記基板の前記一面上から紫外線照射を行うことを特徴とする薄膜形成方法。 Thin film formation method characterized by during the previous SL second purge step, the ultraviolet radiation from the said one surface of the substrate.
JP2000032810A 2000-02-04 2000-02-04 Thin film forming method by atomic layer deposition Active JP4776054B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000032810A JP4776054B2 (en) 2000-02-04 2000-02-04 Thin film forming method by atomic layer deposition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000032810A JP4776054B2 (en) 2000-02-04 2000-02-04 Thin film forming method by atomic layer deposition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001220287A true JP2001220287A (en) 2001-08-14
JP4776054B2 true JP4776054B2 (en) 2011-09-21

Family

ID=18557363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000032810A Active JP4776054B2 (en) 2000-02-04 2000-02-04 Thin film forming method by atomic layer deposition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4776054B2 (en)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620723B1 (en) 2000-06-27 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques
US6551929B1 (en) 2000-06-28 2003-04-22 Applied Materials, Inc. Bifurcated deposition process for depositing refractory metal layers employing atomic layer deposition and chemical vapor deposition techniques
US7405158B2 (en) 2000-06-28 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques
US7964505B2 (en) 2005-01-19 2011-06-21 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of tungsten materials
US7732327B2 (en) 2000-06-28 2010-06-08 Applied Materials, Inc. Vapor deposition of tungsten materials
JP4727085B2 (en) * 2000-08-11 2011-07-20 東京エレクトロン株式会社 The substrate processing apparatus and processing method
US6825447B2 (en) 2000-12-29 2004-11-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for uniform substrate heating and contaminate collection
US6765178B2 (en) 2000-12-29 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
US6951804B2 (en) 2001-02-02 2005-10-04 Applied Materials, Inc. Formation of a tantalum-nitride layer
US6660126B2 (en) 2001-03-02 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6734020B2 (en) 2001-03-07 2004-05-11 Applied Materials, Inc. Valve control system for atomic layer deposition chamber
US6878206B2 (en) 2001-07-16 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6916398B2 (en) 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
US6729824B2 (en) 2001-12-14 2004-05-04 Applied Materials, Inc. Dual robot processing system
US6620670B2 (en) 2002-01-18 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Process conditions and precursors for atomic layer deposition (ALD) of AL2O3
US6911391B2 (en) 2002-01-26 2005-06-28 Applied Materials, Inc. Integration of titanium and titanium nitride layers
US6827978B2 (en) 2002-02-11 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten films
US6833161B2 (en) 2002-02-26 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode
US6720027B2 (en) 2002-04-08 2004-04-13 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of a variable content titanium silicon nitride layer
US7279432B2 (en) 2002-04-16 2007-10-09 Applied Materials, Inc. System and method for forming an integrated barrier layer
JP4747350B2 (en) * 2004-02-05 2011-08-17 農工大ティー・エル・オー株式会社 Vapor deposition apparatus of the epitaxial layer
JP4765025B2 (en) * 2004-02-05 2011-09-07 農工大ティー・エル・オー株式会社 Growth method and vapor phase growth apparatus of the AlN epitaxial layer
JP4694209B2 (en) * 2005-01-05 2011-06-08 株式会社日立国際電気 Method for manufacturing a substrate processing apparatus and a semiconductor device
US7351656B2 (en) 2005-01-21 2008-04-01 Kabushiki Kaihsa Toshiba Semiconductor device having oxidized metal film and manufacture method of the same
JP2007258468A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Visible-light transmitting semiconductor element, and manufacturing method thereof
JP4905315B2 (en) * 2007-10-19 2012-03-28 東京エレクトロン株式会社 A semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing method and a storage medium
JP5434484B2 (en) * 2009-11-02 2014-03-05 東京エレクトロン株式会社 Film forming apparatus, film forming method and a storage medium
KR101579527B1 (en) * 2013-09-16 2015-12-22 코닉이앤씨 주식회사 Atomic layer deposition apparatus with scan-type reactor and method thereof
JP6354539B2 (en) * 2014-11-25 2018-07-11 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus, a substrate processing method, a storage medium

Also Published As

Publication number Publication date Type
JP2001220287A (en) 2001-08-14 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5705224A (en) Vapor depositing method
US5904567A (en) Layer member forming method
US5232749A (en) Formation of self-limiting films by photoemission induced vapor deposition
US5326406A (en) Method of cleaning semiconductor substrate and apparatus for carrying out the same
US4265932A (en) Mobile transparent window apparatus and method for photochemical vapor deposition
US5352327A (en) Reduced temperature suppression of volatilization of photoexcited halogen reaction products from surface of silicon wafer
US6506253B2 (en) Photo-excited gas processing apparatus for semiconductor process
US6645574B1 (en) Method of forming a thin film
US6165273A (en) Equipment for UV wafer heating and photochemistry
US7897215B1 (en) Sequential UV induced chemical vapor deposition
US5108543A (en) Method of surface treatment
US5685949A (en) Plasma treatment apparatus and method
US4901667A (en) Surface treatment apparatus
Nishizava et al. Photo-Assisted Molecular Layer Epitaxy
US4525382A (en) Photochemical vapor deposition apparatus
Takahashi et al. Synchrotron radiation excited Si epitaxial growth using disilane gas source molecular beam system
US5035767A (en) Process for growing compound semiconductor monocrystal
US5154945A (en) Methods using lasers to produce deposition of diamond thin films on substrates
Nishizawa et al. Growth kinetic study in GaAs molecular layer epitaxy in TMG/AsH3 system
US5225378A (en) Method of forming a phosphorus doped silicon film
US20100278717A1 (en) Method and apparatus for manufacturing carbon nanotube
US20090056628A1 (en) Process and apparatus for forming nanoparticles using radiofrequency plasmas
US5863327A (en) Apparatus for forming materials
JPH10321536A (en) Forming method for silicon film
US4936940A (en) Equipment for surface treatment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060303

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080729

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080911

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090120

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110628

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250