JP5956972B2 - 成膜方法 - Google Patents
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Description
前記回転テーブルの前記上面の上方において区画され、前記回転テーブルの前記上面に向けてガスを供給する第1のガス供給部を有する第1の処理領域と、
前記回転テーブルの周方向に沿って前記第1の処理領域から離間して配置され、前記回転テーブルの前記上面に対してガスを供給する第2のガス供給部を有する第2の処理領域と、
前記第1の処理領域と前記第2の処理領域との間に設けられ、前記回転テーブルの前記上面に対して分離ガスを供給する分離ガス供給部と、該分離ガス供給部からの前記分離ガスを前記第1の処理領域と前記第2の処理領域へ導く狭い空間を前記回転テーブルの前記上面に対して形成する天井面とを有する分離領域と、を備える成膜装置を用いて、前記複数の基板上に所定の第1の元素及び第2の元素を含む酸化膜を成膜する成膜方法であって、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第1の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第1の元素を含む第1の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から酸化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第1の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第1の元素を含む第1の酸化膜を成膜する第2の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第3の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第2の元素を含む第2の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第2の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第2の元素を含む第2の酸化膜を成膜する第4の工程と、を含み、
前記第1乃至第4の工程を1サイクルとし、該サイクルを所定回繰り返して前記第1の酸化膜と前記第2の酸化膜のラミネート構造を形成し、
前記サイクルを前記所定回繰り返した後、前記第1及び第2の工程を行い、
次いで、前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第5の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から不活性ガスを供給した状態で前記回転テーブルを所定回数回転させる第6の工程と、を行う。
前記回転テーブルの前記上面の上方において区画され、前記回転テーブルの前記上面に向けてガスを供給する第1のガス供給部を有する第1の処理領域と、
前記回転テーブルの周方向に沿って前記第1の処理領域から離間して配置され、前記回転テーブルの前記上面に対してガスを供給する第2のガス供給部を有する第2の処理領域と、
前記第1の処理領域と前記第2の処理領域との間に設けられ、前記回転テーブルの前記上面に対して分離ガスを供給する分離ガス供給部と、該分離ガス供給部からの前記分離ガスを前記第1の処理領域と前記第2の処理領域へ導く狭い空間を前記回転テーブルの前記上面に対して形成する天井面とを有する分離領域と、を備える成膜装置を用いて、前記複数の基板上に所定の第1の元素及び第2の元素を含む窒化膜を成膜する成膜方法であって、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第1の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第1の元素を含む第1の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第1の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第1の元素を含む第1の窒化膜を成膜する第2の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第3の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第2の元素を含む第2の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第2の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第2の元素を含む第2の窒化膜を成膜する第4の工程と、を含み、
前記第1乃至第4の工程を1サイクルとし、該サイクルを所定回繰り返して前記第1の窒化膜と前記第2の窒化膜のラミネート構造を形成し、
前記サイクルを前記所定回繰り返した後、前記第1及び第2の工程を行い、
次いで、前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第5の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から不活性ガスを供給した状態で前記回転テーブルを所定回数回転させる第6の工程と、を行う。
(成膜装置)
まず、図1乃至図3を用いて、本発明の実施形態1に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置について説明する。
次に、図1乃至図5において説明した成膜装置を用いた本発明の実施形態1に係る成膜方法について説明する。
図8は、本発明の実施形態2に係る成膜方法の一例を示したシーケンス図である。実施形態2に係る成膜方法においては、酸化ハフニウム(HfO)膜と酸化シリコン(総称的に「SiO」と称し、SiO2を含んでもよい)膜とをラミネート構造としたHfSiO膜を成膜する例について説明する。HfSiO膜も、高誘電率を有するいわゆるHigh−k膜として利用されている膜である。
図10は、本発明の実施形態3に係る成膜方法のシーケンスの一例を示した図である。実施形態1、2においては、酸化膜を成膜する例を挙げて説明したが、実施形態3においては、窒化膜を成膜する例について説明する。具体的には、実施形態3に係る成膜方法においては、TiN膜とAlN膜からなるラミネート構造のTiAlN膜の成膜を例に挙げて説明する。なお、TiAlN膜も、高誘電率を有するいわゆるHigh−k膜として利用されている膜である。
2 回転テーブル
4 凸状部
11 天板
12 容器本体
15 搬送口
24 凹部(ウエハ載置部)
31、32 反応ガスノズル
41、42 分離ガスノズル
D 分離領域
P1 第1の処理領域
P2 第2の処理領域
H 分離空間
W ウエハ
Claims (18)
- チャンバ内に回転可能に収容され、複数の基板を上面に載置可能な載置部を有する回転テーブルと、
前記回転テーブルの前記上面の上方において区画され、前記回転テーブルの前記上面に向けてガスを供給する第1のガス供給部を有する第1の処理領域と、
前記回転テーブルの周方向に沿って前記第1の処理領域から離間して配置され、前記回転テーブルの前記上面に対してガスを供給する第2のガス供給部を有する第2の処理領域と、
前記第1の処理領域と前記第2の処理領域との間に設けられ、前記回転テーブルの前記上面に対して分離ガスを供給する分離ガス供給部と、該分離ガス供給部からの前記分離ガスを前記第1の処理領域と前記第2の処理領域へ導く狭い空間を前記回転テーブルの前記上面に対して形成する天井面とを有する分離領域と、を備える成膜装置を用いて、前記複数の基板上に所定の第1の元素及び第2の元素を含む酸化膜を成膜する成膜方法であって、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第1の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第1の元素を含む第1の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から酸化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第1の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第1の元素を含む第1の酸化膜を成膜する第2の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第3の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第2の元素を含む第2の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第2の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第2の元素を含む第2の酸化膜を成膜する第4の工程と、を含み、
前記第1乃至第4の工程を1サイクルとし、該サイクルを所定回繰り返して前記第1の酸化膜と前記第2の酸化膜のラミネート構造を形成し、
前記サイクルを前記所定回繰り返した後、前記第1及び第2の工程を行い、
次いで、前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第5の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から不活性ガスを供給した状態で前記回転テーブルを所定回数回転させる第6の工程と、を行う成膜方法。 - 前記第5の工程は、前記第1及び第3の工程よりも長時間行う請求項1に記載の成膜方法。
- チャンバ内に回転可能に収容され、複数の基板を上面に載置可能な載置部を有する回転テーブルと、
前記回転テーブルの前記上面の上方において区画され、前記回転テーブルの前記上面に向けてガスを供給する第1のガス供給部を有する第1の処理領域と、
前記回転テーブルの周方向に沿って前記第1の処理領域から離間して配置され、前記回転テーブルの前記上面に対してガスを供給する第2のガス供給部を有する第2の処理領域と、
前記第1の処理領域と前記第2の処理領域との間に設けられ、前記回転テーブルの前記上面に対して分離ガスを供給する分離ガス供給部と、該分離ガス供給部からの前記分離ガスを前記第1の処理領域と前記第2の処理領域へ導く狭い空間を前記回転テーブルの前記上面に対して形成する天井面とを有する分離領域と、を備える成膜装置を用いて、前記複数の基板上に所定の第1の元素及び第2の元素を含む酸化膜を成膜する成膜方法であって、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第1の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第1の元素を含む第1の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から酸化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第1の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第1の元素を含む第1の酸化膜を成膜する第2の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第3の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第2の元素を含む第2の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第2の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第2の元素を含む第2の酸化膜を成膜する第4の工程と、を含み、
前記第1乃至第4の工程を1サイクルとし、該サイクルを所定回繰り返して前記第1の酸化膜と前記第2の酸化膜のラミネート構造を形成し、
前記サイクルを前記所定回繰り返した後、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記酸化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第5の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から不活性ガスを供給した状態で前記回転テーブルを所定回数回転させる第6の工程と、を行う成膜方法。 - 前記第5の工程は、前記第1及び第3の工程よりも長時間行う請求項3に記載の成膜方法。
- 前記第1の所定回数は前記第2の所定回数よりも多く、前記第1の酸化膜は前記第2の酸化膜よりも厚く成膜される請求項1乃至4のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記第1及び第2の元素は、金属元素又は半導体元素である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記金属元素は、Hf、Zr、Al、Ti、Srのいずれかであり、
前記半導体元素は、Siである請求項6に記載の成膜方法。 - 前記酸化ガスは、O3ガスである請求項1乃至7のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記分離ガスは、不活性ガスである請求項1乃至8のいずれか一項に記載の成膜方法。
- チャンバ内に回転可能に収容され、複数の基板を上面に載置可能な載置部を有する回転テーブルと、
前記回転テーブルの前記上面の上方において区画され、前記回転テーブルの前記上面に向けてガスを供給する第1のガス供給部を有する第1の処理領域と、
前記回転テーブルの周方向に沿って前記第1の処理領域から離間して配置され、前記回転テーブルの前記上面に対してガスを供給する第2のガス供給部を有する第2の処理領域と、
前記第1の処理領域と前記第2の処理領域との間に設けられ、前記回転テーブルの前記上面に対して分離ガスを供給する分離ガス供給部と、該分離ガス供給部からの前記分離ガスを前記第1の処理領域と前記第2の処理領域へ導く狭い空間を前記回転テーブルの前記上面に対して形成する天井面とを有する分離領域と、を備える成膜装置を用いて、前記複数の基板上に所定の第1の元素及び第2の元素を含む窒化膜を成膜する成膜方法であって、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第1の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第1の元素を含む第1の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第1の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第1の元素を含む第1の窒化膜を成膜する第2の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第3の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第2の元素を含む第2の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第2の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第2の元素を含む第2の窒化膜を成膜する第4の工程と、を含み、
前記第1乃至第4の工程を1サイクルとし、該サイクルを所定回繰り返して前記第1の窒化膜と前記第2の窒化膜のラミネート構造を形成し、
前記サイクルを前記所定回繰り返した後、前記第1及び第2の工程を行い、
次いで、前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第5の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から不活性ガスを供給した状態で前記回転テーブルを所定回数回転させる第6の工程と、を行う成膜方法。 - 前記第5の工程は、前記第1及び第3の工程よりも長時間行う請求項10に記載の成膜方法。
- チャンバ内に回転可能に収容され、複数の基板を上面に載置可能な載置部を有する回転テーブルと、
前記回転テーブルの前記上面の上方において区画され、前記回転テーブルの前記上面に向けてガスを供給する第1のガス供給部を有する第1の処理領域と、
前記回転テーブルの周方向に沿って前記第1の処理領域から離間して配置され、前記回転テーブルの前記上面に対してガスを供給する第2のガス供給部を有する第2の処理領域と、
前記第1の処理領域と前記第2の処理領域との間に設けられ、前記回転テーブルの前記上面に対して分離ガスを供給する分離ガス供給部と、該分離ガス供給部からの前記分離ガスを前記第1の処理領域と前記第2の処理領域へ導く狭い空間を前記回転テーブルの前記上面に対して形成する天井面とを有する分離領域と、を備える成膜装置を用いて、前記複数の基板上に所定の第1の元素及び第2の元素を含む窒化膜を成膜する成膜方法であって、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第1の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第1の元素を含む第1の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第1の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第1の元素を含む第1の窒化膜を成膜する第2の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第3の工程と、
前記第1のガス供給部から前記第2の元素を含む第2の反応ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給し、前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給した状態で前記回転テーブルを第2の所定回数分回転させ、前記基板上に前記第2の元素を含む第2の窒化膜を成膜する第4の工程と、を含み、
前記第1乃至第4の工程を1サイクルとし、該サイクルを所定回繰り返して前記第1の窒化膜と前記第2の窒化膜のラミネート構造を形成し、
前記サイクルを前記所定回繰り返した後、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から前記窒化ガスを供給した状態で前記回転テーブルを少なくとも1回回転させる第5の工程と、
前記第1のガス供給部及び前記分離ガス供給部から前記分離ガスを供給し、前記第2のガス供給部から不活性ガスを供給した状態で前記回転テーブルを所定回数回転させる第6の工程と、を行う成膜方法。 - 前記第5の工程は、前記第1及び第3の工程よりも長時間行う請求項12に記載の成膜方法。
- 前記第1の所定回数は前記第2の所定回数よりも多く、前記第1の窒化膜は前記第2の窒化膜よりも厚く成膜される請求項10乃至13のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記第1及び第2の元素は、金属元素又は半導体元素である請求項10乃至14のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記金属元素は、Hf、Zr、Al、Ti、Srのいずれかであり、
前記半導体元素は、Siである請求項15に記載の成膜方法。 - 前記窒化ガスは、NH3ガスである請求項10乃至16のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記分離ガスは、不活性ガスである請求項10乃至17のいずれか一項に記載の成膜方法。
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