TWI666338B - 氣體供給機構及氣體供給方法以及使用其之成膜裝置及成膜方法 - Google Patents

氣體供給機構及氣體供給方法以及使用其之成膜裝置及成膜方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI666338B
TWI666338B TW104109663A TW104109663A TWI666338B TW I666338 B TWI666338 B TW I666338B TW 104109663 A TW104109663 A TW 104109663A TW 104109663 A TW104109663 A TW 104109663A TW I666338 B TWI666338 B TW I666338B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
raw material
gas
gas supply
valve
chamber
Prior art date
Application number
TW104109663A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201600630A (zh
Inventor
諸井政幸
山中孟
饗場康
堀田隼史
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
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
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW201600630A publication Critical patent/TW201600630A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI666338B publication Critical patent/TWI666338B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/08—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

以短時間且大流量來供給從液體原料或固體原料所生成的原料氣體，並避免原料之浪費。
具備有：原料容器，係收容固體狀或液體狀原料；加熱器，係在原料容器中加熱原料；載體氣體供給配管，係將載體氣體供給至原料容器內；流量控制器，係控制載體氣體流量；原料氣體供給配管5，係將原料氣體供給至腔室；原料氣體供給．阻斷閥，係設置於原料氣體供給配管之腔室附近；以及氣體供給控制器，係以在控制流量控制器，並關閉原料氣體供給．阻斷閥的狀態下，藉由流通載體氣體，來在原料容器及原料氣體供給配管成為高壓狀態後，開啟原料氣體供給．阻斷閥的方式來加以控制。

Description

氣體供給機構及氣體供給方法以及使用其之成膜裝置及成膜方法
本發明係關於一種被用於如原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD)法等般將原料氣體間歇性地供給至腔室用的氣體供給機構及氣體供給方法以及使用其之成膜裝置及成膜方法。
近年來，半導體元件微細化有所進展，在成膜工序中，低成膜溫度，且階段覆蓋良好的ALD法便受到矚目。
在藉由ALD法加以成膜的情況，係將複數種原料氣體交互地供給至收容有為被處理體之半導體晶圓(以下，僅稱為晶圓)的腔室。已知一種在該氣體供給時，於使用蒸氣壓較低之液體原料或固體原料來作為成膜原料的情況，會以載體氣體來將收容於容器內之原料通氣供給至腔室內的方法。又，亦已知一種藉由氣化器來讓液體原料氣化，而藉由載體氣體來供給至腔室方法(例如，記載於專利文獻1之先前技術)。又，專利文獻1係揭露一種藉由在容器內讓液體原料蒸發，而以自動壓力調整器來將原料氣體供給壓力控制為所欲壓力，並且將設定流量之原料氣體供給至腔室，便可不使用載體氣體，而供給所欲流量的技術。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2013-19003號公報
另外，在ALD法的情況，係需要在短時間將原料氣體開啟．關閉，並且以大流量來供給原料氣體。然而，在以上述方式來供給低蒸氣壓之液體原料或固體原料的情況，會有下述問題。
亦即，在以載體氣體來通氣供給原料氣體的方式之情況，以往係以開閉閥來將從通氣用的容器所送出的原料氣體開啟．關閉，但卻難以短時間的開啟.關閉來供給大流量的原料氣體。又，在不使用載體氣體而以自動壓力控制器來控制原料氣體之供給壓力的情況亦難以短時間的開啟．關閉來供給大流量的原料氣體。又，藉由載體氣體來供給氣化器所氣化的原料氣體的方式之情況，由於當氣化器之後段側的二次壓力較高時則原料便無法氣化，故雖藉由交互地開啟．關閉設置於引導原料氣體至腔室的氣體供給配管的開閉閥以及設置於從氣化器分流至排氣管線之分流配管的開閉閥來開啟．關閉原料氣體，但由於此時會伴隨著氣化器內的壓力變化，故無法讓壓力上升至最大極限的氣化分壓，而使得氣體供給量有本身的極限。又，在未將原料氣體供給至腔室內的期間便會捨棄原料，而使得原料浪費。
本發明係有鑑於相關情事，課題在於提供一種在從液體原料或固體原料生成原料氣體而供給至腔室時，可以短時間來供給大流量的原料氣體，並避免原料之浪費的氣體供給機構及氣體供給方法以及使用其之成膜裝置及成膜方法。
為了解決上述課題，本發明之第一觀點係提供一種氣體供給機構，係供給從固體狀或液體狀的原料所得到的原料氣體至對被處理體進行成膜處理之腔室的氣體供給機構，具備有：原料容器，係收容固體狀或液體狀原料；加熱器，係在該原料容器中加熱該原料以昇華或氣化；載體氣體供給配管，係將載體氣體供給至該原料容器內；流量控制器，係控制該載體氣體供給配管中之載體氣體的流量；原料氣體供給配管，係將在該原料容器內被昇華或氣化而生成的原料氣體與該載體氣體一同地供給至該腔室；原料氣體供給．阻斷閥，係設置於該原料氣體供給配管之該腔室附近，並為了在成膜處理時將該原料氣體朝該腔室供給或阻斷而加以開閉；以及氣體供給控制器，係以在利用該流量控制器控制該載體氣體之流量，並且將該原料氣體供給．阻斷閥關閉的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器及該原料氣體供給配管內成為高壓狀態後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥 的方式來加以控制。
上述本發明之第1觀點中，該氣體供給控制器係構成為以將該載體氣體控制為既定流量，並且經過對應於其流量的既定時間後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥的方式來加以控制。又，亦可為構成為進一步地具備有設置於該原料容器或該原料氣體供給配管的壓力計。該氣體供給控制器在監測該壓力計的檢出值，並在該檢出值超過設定值的情況，亦可以停止該載體氣體之供給的方式來加以控制。又，該氣體供給控制器亦可以求出該壓力計之檢出值與預設之設定值的差距，並消除該差距的方式來控制該載體氣體之流量。
又，該氣體供給控制器亦可構成為在關閉該原料氣體供給．阻斷閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器內及該原料氣體供給配管內成為高壓狀態後，開閉該原料氣體供給．阻斷閥，而以間歇性地供給該原料氣體的方式來加以控制。
進一步地，該原料氣體供給配管亦可構成為被插入至該原料容器；且進一步地具備有包覆該原料氣體供給配管之該原料容器內的前端部分之捕集機構，以及加熱該捕集機構之加熱器。
本發明之第2觀點係提供一種氣體供給方法，將固體狀或液體狀原料收容至原料容器內，並在該原料容器中加熱該原料而昇華或氣化，透過載體氣體供給配管來將載體氣體供給至該原料容器內，將在該原料容器內所昇華或氣化而生成的原料氣體與該載體氣體一同地透過原料氣體供給配管供給至對被處理體進行成膜處理的腔室之氣體供給方法，其係：於該原料氣體供給配管之該腔室附近，設置有為了在成膜處理時將該原料氣體朝該腔室供給或阻斷而加以開閉之原料氣體供給．阻斷閥；在控制該載體氣體之流量，並且關閉該原料氣體供給．阻斷閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器內及該原料氣體供給配管內成為高壓狀態後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥。
上述本發明之第2觀點中，可構成為以既定流量來流通該載體氣體，並在經過對應於其流量的既定時間後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥。又，亦可檢出該原料容器或該原料氣體供給配管之壓力，並在該檢出值超過設 定值的情況，停止該載體氣體之供給。進一步地，亦可以檢出該原料容器或該原料氣體供給配管之壓力，並求出該檢出值與預設之設定值的差距，而消除該差距的方式來控制該載體氣體之流量。
又，亦可在關閉該原料氣體供給．阻斷閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料氣體容器內及該原料氣體供給配管內成為高壓狀態後，開閉該原料氣體供給．阻斷閥以間歇性地供給該原料氣體。
本發明之第3觀點係提供一種成膜裝置，係交互地供給為從固體狀或液體狀原料所生成的原料氣體的第1氣體以及為還原氣體之第2氣體，而藉由使該等反應之原子層沉積法來於被處理體上成膜出既定之膜的成膜裝置，具備有：腔室，係收容被處理體；第1氣體供給機構，係將為原料氣體之該第1氣體供給至該腔室內；第2氣體供給機構，係將為還原氣體之該第2氣體供給至該腔室內；排氣機構，係將該腔室排氣；以及控制部，係以該第1氣體供給機構及第2氣體供給機構會交互地供給該第1氣體及該第2氣體的方式來加以控制；該第1氣體供給機構係具有：原料容器，係收容固體狀或液體狀原料；加熱器，係在該原料容器中加熱該原料以昇華或氣化；載體氣體供給配管，係將載體氣體供給至該原料容器內；流量控制器，係控制該載體氣體供給配管中之載體氣體的流量；原料氣體供給配管，係將在為該原料容器內被昇華或氣化而生成的原料氣體之第1氣體與該載體氣體一同地供給至該腔室；原料氣體供給．阻斷閥，係設置於該原料氣體供給配管之該腔室附近，並為了在成膜處理時將為原料氣體之該第1氣體朝該腔室供給或阻斷而加以開閉；以及氣體供給控制器，係以在利用該流量控制器控制該載體氣體之流量，並且將該原料氣體供給．阻斷閥關閉的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器及該原料氣體供給配管內成為高壓狀態後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥的方式來加以控制。
上述本發明之第3觀點中，該氣體供給控制器係可構成為以將該載體氣體控制為既定流量，並且經過對應於其流量的既定時間後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥的方式來加以控制。又，該第1氣體供給機構係可構成為進一步地具備有設置於該原料容器或該原料氣體供給配管的壓力計。該氣體供給控制器亦可監測該壓力計的檢出值，並在該檢出值超過設定值的情況，以停止該載體氣體之供給的方式來加以控制。又，該氣體供給控制器 亦可以求出該壓力之檢出值與預設之設定值的差距，並消除該差距的方式來控制該載體氣體之流量。
本發明之第4觀點，係提供一種成膜方法，係藉由交互地進行將為從固體狀或液體狀原料所生成的原料氣體的第1氣體供給至收容被處理體之腔室的工序以及將為還原氣體的第2氣體供給至該腔室之工序，而以原子層沉積法來於被處理體上成膜出既定之膜的成膜方法，其中：該供給該第1氣體之工序係藉由將固體狀或液體狀原料收容至原料容器內，並在該原料容器中加熱該原料以昇華或氣化，而透過載體氣體供給配管來將載體氣體供給至該原料容器內，將為該原料容器內昇華或氣化而生成的原料氣體之該第1氣體與該載體氣體一同地透過原料氣體供給配管供給至該腔室來加以進行；於該原料氣體供給配管之該腔室附近，設置有為了在成膜處理時將該原料氣體朝該腔室供給或阻斷而加以開閉之原料氣體供給．阻斷閥；在控制該載體氣體之流量，並且關閉該原料氣體供給．阻斷閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器內及該原料氣體供給配管內成為高壓狀態後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥以供給該第1氣體。
上述本發明之第4觀點中，供給該第1氣體之工序係可以既定流量來流通該載體氣體，並在經過對應於其流量的既定時間後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥。又，亦可在檢出該原料容器或該原料氣體供給配管之壓力，並該檢出值超過設定值的情況，便停止該載體氣體之供給，而中止供給該第1氣體之工序。進一步地，亦可以檢出該原料容器或該原料氣體供給配管之壓力，並求出該檢出值與預設之設定值的差距，而消除該差距的方式來控制該載體氣體之流量。
本發明之第5觀點係提供一種記憶有在電腦上動作，並用以控制成膜裝置之程式的記憶媒體，該程式在實行時，係以進行如上述第4觀點之成膜方法之方式來讓電腦控制該成膜裝置。
根據本發明，便可在關閉原料氣體供給．阻斷閥時將原料容器內及原料氣體供給配管內成為高壓狀態，而藉由開啟原料氣體供給．阻斷閥，便可以高壓來將原料氣體導入至腔室內。又，藉由在原料氣體供給時開啟原料氣體供給．阻斷閥，雖會使得原料容器內及原料氣體供給配管內之壓力下降，但在關閉原料氣體供給．阻斷閥時會再度以短時間來使得壓力上升。因此， 在間歇性地供給原料氣體時的短時間供給原料氣體時，亦可在開啟原料氣體供給．阻斷閥的時間點以高壓來將大流量的原料氣體導入至腔室內。又，由於無須將原料氣體分流至排氣管線，故可避免原料之浪費。
1‧‧‧原料容器
2‧‧‧加熱器
3‧‧‧載體氣體供給配管
4‧‧‧質流控制器
5‧‧‧原料氣體供給配管
6‧‧‧原料氣體供給．阻斷閥
7‧‧‧壓力計
8‧‧‧氣體供給控制器
18‧‧‧N2氣體供給源(載體氣體供給源)
21‧‧‧腔室
22‧‧‧晶座
25‧‧‧加熱器
30‧‧‧噴淋頭
62‧‧‧H2氣體供給源
70‧‧‧控制部
81、91‧‧‧N2氣體供給源(沖淨氣體供給源)
100‧‧‧氣體供給裝置
200‧‧‧成膜裝置
S‧‧‧原料
W‧‧‧半導體晶圓
圖1係顯示本發明一實施形態相關的氣體供給機構之概略圖。
圖2係顯示氣體供給機構之其他範例的概略圖。
圖3係顯示具有本發明一實施形態相關之氣體供給機構的成膜裝置之剖面圖。
圖4係顯示圖3之成膜裝置中的成膜配方之圖式。
圖5係顯示ALD成膜時的原料氣體供給配管之壓力變化的圖式。
以下，便參照添附圖式就本發明之實施形態來具體地說明。
<氣體供給機構>
圖1係顯示本發明一實施形態相關之氣體供給機構的概略圖。本實施形態之氣體供給機構係將蒸氣壓較低之固體狀或液體狀的成膜原料作為原料氣體，而藉由載體氣體來間歇性地供給至成膜裝置之腔室者，為使用於ALD成膜處理者。
如圖1所示，氣體供給機構100係具有收容固體狀或液體狀之原料S的原料容器1、加熱原料容器1以讓原料昇華或氣化的加熱器2、用以從原料容器1上方朝其中供給載體氣體之載體氣體供給配管3、作為設置於載體氣體供給配管3之流量控制器的質流控制器4、將在原料容器1內所產生之原料氣體與載體氣體一同地朝腔室10供給的原料氣體供給配管5、設置於原料氣體供給配管5之腔室10附近位置，並為了在成膜處理時將原料氣體朝腔室10供給或阻斷而加以開閉的原料氣體供給．阻斷閥6、檢出原料氣體供給配管5內之氣體壓力的壓力計7以及控制質流控制器4及原料氣體供給．阻斷閥6之氣體供給控制器8。
載體氣體供給配管3之原料容器1附近位置係設置有開閉閥11，原料氣體供給配管5之原料容器1附近位置係設置有開閉閥12，該等係在進行 成膜處理時持續開放。又，原料氣體供給配管5周圍係設置有用以防止原料氣體凝聚的加熱器13。
另外，在載體氣體供給配管3之質流控制器4前後係設置有開閉閥14。又，氣體供給控制器8亦控制除了原料氣體供給．阻斷閥6以外的閥(閥11、12、14等)之開閉。
如此般所構成之氣體供給機構100中，在供給原料氣體時，會在關閉開閉閥11、12及原料氣體供給．阻斷閥6的狀態下，藉由加熱器2來將原料容器1內之原料加熱至任意溫度(例如，80~300℃)以讓原料S昇華或氣化。接著，開啟開閉閥11、12，並基於來自氣體供給控制器8之指令，來開啟閥14，且藉由質流控制器4來流量控制，而透過載體氣體供給配管3以任意流量來將載體氣體流通於原料容器1內而通氣，並在原料容器1內讓原料昇華或氣體以生成原料氣體。然後，將原料氣體與載體氣體一同地供給至原料氣體供給配管5，而使得原料容器1及原料氣體供給配管5成為高壓狀態。在該狀態下開啟原料氣體供給．阻斷閥6，而進行將原料氣體供給至腔室10內之操作。以任意週期來進行上述操作以及關閉原料氣體供給．阻斷閥6，以阻斷原料氣體供給之操作，而將原料氣體間歇性地供給至腔室10。作為此時之具體控制係可舉例有例如，氣體供給控制器8會以進行控制載體氣體之流量為既定流量，而在經過對應於其流量的既定時間後開啟原料氣體供給．阻斷閥6，並將原料氣體供給至腔室10內之操作的方式來加以控制，並以任意週期來進行上述般之原料氣體的供給操作與阻斷供給之操作的控制。此時原料氣體之供給週期係例如為0.01~10sec左右。原料氣體供給配管5之壓力係可以壓力計7來加以檢出。然後，氣體供給控制器8係以壓力計7來監測原料氣體供給配管5之壓力，並在壓力計7之檢出值為超過預設之設定值的情況，便關閉開閉閥11而停止載體氣體的方式來加以控制。又，氣體供給控制器8亦可將原料氣體供給配管5之壓力設定為既定之設定值，求出壓力計7之檢出值與設定值之差距，並以消除該差距的方式來將控制指令輸出至質流控制器4，以控制載體氣體之流量。此時的控制從進行高精度的控制之觀點看來，較佳地係PID控制。另外，亦可將壓力計設置於原料容器1以檢出原料容器1內之壓力。
如此般，在關閉原料氣體供給．阻斷閥6時，原料容器1內及原料氣體供給配管5內會成為高壓狀態，而藉由開啟原料氣體供給．阻斷閥6，便可以高壓來將原料氣體導入至腔室10內。又，藉由在原料氣體供給時開啟原料氣體供給．阻斷閥6，雖會使得原料容器1內及原料氣體供給配管5內之壓力下降，但在關閉原料氣體．阻斷閥6時會再度以短時間來使得壓力上升。因此，在間歇性地供給原料氣體時，亦可在開啟原料氣體供給．阻斷閥6時間點以高壓來將大流量的原料氣體導入至腔室10內。此時，亦可以在關閉及開啟原料氣體．阻斷閥6時分別成為既定之壓力的方式來控制質流控制器4。
此時之原料氣體的壓力為任意的，而可上升至原料之加熱溫度中的最大極限蒸氣壓，亦即飽和蒸氣壓，藉此，便可將原料氣體之流量為最大極限。又，如同在使用氣化器來讓原料氣體氣化而加以供給的情況，由於在未供給原料氣體至腔室時無須拋棄原料氣體，故原料不會被浪費。
如本實施形態般之以通氣方式來供給固體原料或液體原料之氣體供給機構自以往便已存在，但以往係僅將原料容器作為擴散器來加以使用，而不存在有讓原料容器與原料氣體供給管之壓力加大而將原料氣體供給至腔室的構想，在以ALD法來成膜時的間歇性原料供給基本上係藉由從原料容器所送出之原料氣體的開．關來加以進行。然而，在該情況，為了以大流量來供給原料氣體至腔室，便有需要將原料之加熱溫度為高溫或為低壓，但從維持原料化學構造的觀點及裝置保全的觀點看來，加熱溫度自身便有上限，又，低壓條件中則難以在間歇性地供給原料氣體般在短時間讓氣體供給為大流量。相對於此，本實施形態中，係以所謂在成膜處理時，以既定流量持續流通載體氣體於原料容器1內，而將原料容器1與原料氣體供給配管5內之壓力維持為高壓，並開閉設置於原料氣體供給配管5之腔室10附近位置的原料氣體供給．阻斷閥6而與以往完全相異的構想來供給原料氣體，故即便在間歇性地供給原料氣體的情況，仍可以短時間來供給大流量的原料氣體至腔室10內。
接著，便就氣體供給機構之其他範例來加以說明。圖2係顯示氣體供給機構之其他範例的概略構成圖。本範例中，係於原料容器1中，具有包覆從上方所插入的氣體供給配管5之前端部分的捕集機構(過濾器)15。又， 捕集機構15係設置有加熱器16。
藉由設置有捕集機構15，便可在原料S為粉體的情況，將因載體氣體而飛舞的粉體捕集，在原料S為液體的情況，可將飛散之噴霧捕集。又，藉由加熱器16，便可使得附著於捕集機構15的粉體或噴霧昇華或氣化，而防止捕集機構15之堵塞。
<成膜裝置>
接著，便就適用上述氣體供給機構的成膜裝置來加以說明。
在此係舉出將為固體原料之WCl6用作原料S，使用H2氣體作為還原氣體，而於為被處理體之晶圓W成膜出鎢膜的成膜裝置為範例來加以說明。
圖3係顯示具有本發明一實施形態相關之氣體供給機構的成膜裝置之剖面圖。如圖3所示，成膜裝置200係具有氣密地構成之略圓筒狀的腔室21，其中係在藉由從後述之排氣室底部到達其中央下部的圓筒狀支撐構件23來被加以支撐的狀態下而配置有用以水平地支撐為被處理基板的晶圓W之晶座22。該晶座22係由例如AlN等陶瓷所構成。又，晶座22係埋入有加熱器25，該加熱器25係連接有加熱器電源26。另一方面，晶座22上面附近係設置有熱電偶27，熱電偶27之訊號係傳送至加熱器控制器28。然後，加熱器控制器28會對應於熱電偶27之訊號來傳送指令至加熱器電源26，以控制加熱器25之加熱而將晶圓W控制為既定溫度。另外，晶座22係相對於晶座22表面而可出沒地設置有3根晶圓升降銷(未圖示)，並在搬送晶圓W時，成為從晶座22表面突出的狀態。又，晶座22係可藉由升降機構(未圖示)來加以升降。
腔室21之頂壁21a係形成有圓形孔21b，並以從該處朝腔室21內突出之方式來嵌入有噴淋頭30。噴淋頭30係用以將為原料氣體之WCl6氣體、為還原氣體之H2氣體以及沖淨氣體噴出至腔室21內者，其上部係具有將WCl6氣體及作為沖淨氣體之N2氣體導入的第1導入路徑31以及將作為還原氣體之H2氣體及作為沖淨氣體之N2氣體導入的第2導入路徑32。
噴淋頭30內部係設置有上下兩段的空間33、34。上側空間33係連接有第1導入路徑31，從該空間33至噴淋頭30底面會延伸有第1氣體噴出路徑35。下側空間34係連接有第2導入路徑32，從該空間34至噴淋頭30 底面會延伸有第2氣體噴出路徑36。亦即，噴淋頭30係讓作為成膜原料之WCl6氣體與為還原氣體之H2氣體個別獨立而從噴出路徑35及36噴出。
腔室21底壁係設置有朝向下方突出的排氣室41。排氣室41側面係連接有排氣管42，該排氣管42係連接有具有真空泵或壓力控制閥等之排氣裝置43。然後，藉由讓該排氣裝置43作動，便可將腔室21內成為既定之減壓狀態。
腔室21側壁係設置有用以進行晶圓W之搬出入的搬出入口44以及開閉該搬出入口44之閘閥45。又，腔室21壁部係設置有加熱器46，並可於成膜處理時控制腔室21內壁之溫度。
成膜裝置200係具有用以將WCl6氣體供給至腔室21之噴淋頭30而為圖1所示的構成之氣體供給機構100。氣體供給機構100係於原料容器1內收容作為原料S而常溫為固體的WCl6，藉由加熱器2來讓原料S昇華，並且藉由從載體氣體供給配管3所供給之載體氣體來通氣，而將原料容器1內所生成之WCl6氣體與載體氣體一同地透過原料氣體供給配管5來供給至腔室21之噴淋頭。此時之氣體供給係藉由氣體供給控制器8來加以控制。由於詳細構成係與圖1相同，故省略詳細的說明。另外，本範例中，係使用N2氣體來作為透過載體氣體供給配管3所供給之載體氣體，載體氣體供給配管3係連接有N2氣體供給源18。又，原料容器1內係藉由加熱器2而以例如80~300℃範圍之適當溫度來進行加熱。
原料氣體供給配管5係透過沖淨氣體配管94來連接有N2氣體供給源91。沖淨氣體配管94係介設有作為流量控制器之質流控制器92及其前後之開閉閥93。來自N2氣體供給源91之N2氣體係作為原料氣體管線側之沖淨氣體而被加以使用。
噴淋頭30之第2導入路徑32係連接有成為還原氣體之H2氣體管線的配管60，配管60係連接有供給為還原氣體之H2之H2氣體供給源62以及透過沖淨氣體配管84之N2氣體供給源81。又，配管60係介設有作為流量控制器的質流控制器64及其前後之開閉閥65，沖淨氣體配管84係介設有作為流量控制器之質流控制器82及其前後之開閉閥83。來自N2氣體供給源81之N2氣體係作為H2氣體管線側之沖淨氣體而被加以使用。
另外，作為載體氣體及沖淨氣體並不限於N2氣體，亦可為Ar氣體等其他非活性氣體。又，作為還原氣體並不限於H2氣體，而可使用NH3氣體、SiH4氣體、B2H6氣體。亦可供給H2氣體、NH3氣體、SiH4氣體、B2H6氣體中之2個以上的氣體。又，亦可使用該等以外的還原氣體。
該成膜裝置200係具有控制各構成部，具體而言係電源、加熱器控制器28、氣體供給控制器8、開閉閥65,83,93、泵等之控制部70。該控制部70係具有具備微處理器(電腦)之程序控制器71、使用者介面72以及記憶部73。程序控制器71係構成為電性連接成膜裝置200之各構成部而加以控制。使用者介面72係連接於程序控制器71，並由用以讓操作者管理成膜裝置200之各構成部而進行指令之輸入操作的鍵盤以及將成膜裝置之各構成部的運作狀況可視化而加以顯示的顯示器等所構成。記憶部73亦連接於程序控制器71，該記憶部73係儲存有以程序控制器71之控制來實現在成膜裝置200所實行之各種處理用的控制程式、用以對應於處理條件而讓成膜裝置200之各構成部實行既定處理用的控制程式，亦即處理配方，以及各種資料庫等。處理配方係被記憶於記憶部73中之記憶媒體(未圖示)。記憶媒體係可為硬碟等固定設置者，亦可為CDROM、DVD、快閃記憶體等之可搬性者。又，亦可從其他裝置透過例如專用迴路來適當傳送配方。
然後，依必要藉由從使用者介面之指示等來從記憶部73叫出既定處理配方，以讓程序控制器71實行，便可在程序控制器71之控制下，以成膜裝置200來進行所欲之處理。
接著，便就使用如上述般所構成的成膜裝置200而進行的成膜處理動作來加以說明。
首先，開啟閘閥45，並藉由搬送裝置(未圖示)來將晶圓W透過搬出入口44搬入至腔室21內，而載置於以加熱器25加熱至既定溫度的晶座22上，並在減壓至既定真空度後，如下述般藉由ALD法來進行鎢膜之成膜。作為晶圓W係可使用於例如熱氧化膜表面或具有溝槽或孔洞等之凹部的層間絕緣膜表面形成有阻隔金屬膜(例如TiN膜)來作為基底膜者。
然後，基於圖4所示之處理配方來進行ALD法之鎢膜的成膜。
首先，維持讓氣體供給機構100之開閉閥11、12及原料氣體供給．阻斷閥6以及成為還原氣體H2氣體管線的配管60之開閉閥65關閉的狀態，並 開啟開閉閥83及93，而從N2氣體供給源81及91將作為沖淨氣體之N2氣體(原料氣體管線側之沖淨氣體及H2氣體管線側之沖淨氣體)供給至腔室21內以使得壓力上升，並讓晶座22上之晶圓W溫度穩定。
另一方面，氣體供給機構100中，係如上述般在將開閉閥11、12及原料氣體供給．阻斷閥6關閉的狀態下，藉由加熱器2來將原料容器1內之原料加熱為任意溫度(例如80~300℃)以使得原料S昇華。接著，將開閉閥11、12、14開啟，並且藉由質流控制器4來流量控制，而透過載體氣體供給配管3以任意流量來將為載體氣體之N2氣體流通通氣於原料容器1內，並在容料容器1內讓固體狀之WCl6昇華以生成為原料氣體之WCl6氣體。然後，將WCl6氣體與載體氣體一同地供給至氣體供給配管5，以使得原料容器1內及原料氣體供給配管5內成為高壓狀態。在該狀態下開啟原料氣體供給．阻斷閥6，而進行將為原料氣體之WCl6氣體供給至腔室21內的操作，以讓WCl6氣體吸附於晶圓W表面所形成的基底膜上(WCl6氣體供給步驟)。作為此時具體的控制係可舉例有例如進行氣體供給控制器8會將載體氣體之流量控制為既定流量，並在經過對應於該流量之既定時間後開啟原料氣體供給．阻斷閥6以將原料氣體供給至腔室21內的操作般之控制。另外，該情況亦如上述般，氣體供給控制器8係可以壓力計7來監測原料氣體供給配管5，並在壓力計7之檢出值超出預設之設定值的情況，便以關閉開閉閥11而停止載體氣體之方式來加以控制。又，氣體控制器8亦可將原料氣體供給配管5之壓力設定為既定設定值，並求出壓力計7之檢出值與其設定值之差距，而以消除該差距之方式來對質流控制器4輸出控制指令以控制載體氣體之流量。此時之控制從進行高精度之控制的觀點看來較佳地係PID控制。
接著，流通為沖淨氣體之N2氣體，並關閉原料氣體供給．阻斷閥6，而停止WCl6氣體，並沖淨腔室21內之剩餘WCl6氣體(沖淨步驟)。
接著，在流通為沖淨氣體之N2氣體下，開啟閥65來從H2氣體供給源62以短時間將H2氣體供給至腔室21內，而與吸附於晶圓W上之WCl6反應(H2氣體供給步驟)。
接著，在流通為沖淨氣體之N2氣體下，關閉閥65，而停止H2氣體之供給，並沖淨腔室21內之剩餘H2氣體(沖淨步驟)。
藉由上述之WCl6氣體供給步驟、沖淨步驟、H2氣體供給步驟、沖淨步驟之1個循環，便能形成薄鎢單位膜。然後，藉由複數循環反覆該等步驟，來成膜出所欲膜厚之鎢膜。鎢膜之膜厚可藉由上述循環的反覆次數來加以控制。
在該情況，於供給為原料氣體之WCl6氣體時，如上述般，係可將原料容器1內及原料氣體供給配管5內維持於高壓，又，原料氣體供給時，藉由開啟原料氣體供給．阻斷閥6，則即便原料容器1內及原料氣體供給配管5內之壓力會下降，仍可在關閉原料氣體供給．阻斷閥6時再度以短時間來使得壓力上升。因此，即便在ALD法之成膜時時會間歇性地供給原料氣體時，仍可在開啟原料氣體．阻斷閥6的時間點以高壓來將原料氣體導入至腔室21內，而可以大流量來供給原料氣體。從而，即便在需要藉由載體氣體來供給的常溫下將固體WCl6作為原料來加以使用，仍可利用短循環之ALD法來進行成膜，而可以高產率來成膜出鎢膜。
使用WCl6來作為鎢原料的情況之條件，雖會依基底膜之種類而有所差異，但較佳地係晶圓溫度(晶座表面溫度)：400℃以上，腔室內壓力：10Torr(1333Pa)以上。這是因為當晶圓溫度為低於400℃以下的溫度時，會難以產生成膜反應，又，當壓力低於10Torr時，在400℃以上便會容易產生蝕刻反應之故。從裝置之限制及反應性的觀點看來，實際之上限為800℃左右。較佳地為400~700℃，更佳地為400~650℃。又，關於壓力，同樣地從裝置之限制及反應性的觀點看來，實際之上限為100Torr(13333Pa)。較佳地為10~30Torr(1333~4000Pa)。
另外，此般鎢膜的成膜中，為載體氣體之N2氣體的流量為50~5000sccm(mL/min)的任意範圍，原料容器1及原料氣體配管5內之壓力為50~200Torr(6.65~26.6kPa)的範圍，藉此，便可將包含有為原料氣體的WCl6之流量的載體氣體之流量，以所謂與所供給之載體氣體幾乎相同的50~5000sccm(mL/min)之較以往要大的流量來朝腔室21流通。上述般ALD法的成膜中，較佳地係WCl6氣體供給時間(每次)：0.5~10sec，H2氣體流量：500~5000sccm(mL/min)，H2氣體供給時間(每次)：0.5~10sec，原料容器之加溫溫度：130~170℃。
另外，作為還原氣體，除了H2氣體以外，係如上述般可使用SiH4氣體、B2H6氣體，於使用該等的情況，雖仍可以同樣的條件來進行較佳的成膜，但從進一步地降低膜中之雜質的觀點看來，較佳地係使用H2氣體。
<實驗例>
接著，便就實驗例來加以說明。
(實驗例1)
在此，係對具有TiN膜來作為基底膜的晶圓W，使用WCl6作為原料氣體，使用H2氣體作為還原氣體，並以下述條件來成膜出鎢膜。
腔室內壓力：30Torr(4000Pa)
晶圓溫度：500℃
載體氣體(N2氣體)流量：500sccm(mL/min)
H2氣體流量：4500sccm(mL/min)
WCl6氣體供給/沖淨/H2氣體供給/沖淨：0.3/0.3/0.3/0.3(sec)
此時，於圖5表示設置於原料氣體供給配管之壓力計的壓力。如該圖所示，確認了在關閉原料氣體供給．阻斷閥6時的壓力為100Torr，而在開啟原料氣體供給．阻斷閥6時的壓力為50Torr，即便在高速的ALD配方中，仍可將原料供給時的壓力維持為高壓，並可以大流量來供給原料氣體。然後，確認了在此般高速的ALD配方中，仍可以高階段覆蓋來成膜出鎢膜。
<其他適用>
以上，雖已就本發明實施形態來加以說明，但本發明並不被限定於上述實施形態，而可為各種變形。例如，上述實施形態中，雖已表示關於使用WCl6氣體來成膜出鎢膜時適用本發明的範例，但並不限定於此，無需贅言地，可適用於使用載體氣體來供給固體原料或液體原料時。
進一步地，雖已舉將半導體晶圓作為被處理基板的範例來加以說明，但半導體晶圓可為矽，亦可為GaAs、SiC、GaN等化合物半導體，進一步地，並不限定於半導體晶圓，而可適用本發明於液晶顯示裝置等FPD(平面顯示器)所使用之玻璃基板或陶瓷基板等。

Claims (22)

  1. 一種氣體供給機構，係供給從固體狀或液體狀的原料所得到的原料氣體至對被處理體進行成膜處理之腔室的氣體供給機構，具備有：原料容器，係收容固體狀或液體狀原料；加熱器，係在該原料容器中加熱該原料以昇華或氣化；載體氣體供給配管，係將載體氣體供給至該原料容器內；流量控制器，係控制該載體氣體供給配管中之載體氣體的流量；原料氣體供給配管，係將在該原料容器內被昇華或氣化而生成的原料氣體與該載體氣體一同地供給至該腔室；原料氣體供給．阻斷閥，係設置於該原料氣體供給配管之該腔室側的該腔室附近，並為了在成膜處理時將該原料氣體朝該腔室供給或阻斷而加以開閉；開閉閥，係在該原料氣體供給配管之該原料容器側設置於該原料氣體供給．阻斷閥與該原料容器之間；以及氣體供給控制器，係以在利用該流量控制器控制該載體氣體之流量，並且將該原料氣體供給．阻斷閥關閉，並開啟該開閉閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器及該原料氣體供給配管內成為較該腔室內壓力要高壓狀態後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥的方式來加以控制。
  2. 如申請專利範圍第1項之氣體供給機構，其中該氣體供給控制器係以將該載體氣體控制為既定流量，並且經過對應於其流量的既定時間後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥的方式來加以控制。
  3. 如申請專利範圍第2項之氣體供給機構，其係進一步地具備有設置於該原料容器或該原料氣體供給配管的壓力計。
  4. 如申請專利範圍第3項之氣體供給機構，其中該氣體供給控制器係以監測該壓力計的檢出值，並在該檢出值超過設定值的情況，停止該載體氣體之供給的方式來加以控制。
  5. 如申請專利範圍第4項之氣體供給機構，其中該氣體供給控制器係以求出該壓力計之檢出值與預設之設定值的差距，並消除該差距的方式來控制該載體氣體之流量。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之氣體供給機構，其中該氣體供給控制器係以在關閉該原料氣體供給．阻斷閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器內及該原料氣體供給配管內成為高壓狀態後，開閉該原料氣體供給．阻斷閥，而間歇性地供給該原料氣體的方式來加以控制。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之氣體供給機構，其中該原料氣體供給配管係被插入至該原料容器；並進一步地具備有包覆該原料氣體供給配管之該原料容器內的前端部分之捕集機構，以及加熱該捕集機構之加熱器。
  8. 一種氣體供給方法，係將固體狀或液體狀原料收容至原料容器內，並在該原料容器中加熱該原料而昇華或氣化，透過載體氣體供給配管來將載體氣體供給至該原料容器內，將在該原料容器內所昇華或氣化而生成的原料氣體與該載體氣體一同地透過原料氣體供給配管供給至對被處理體進行成膜處理的腔室之氣體供給方法，其係：於該原料氣體供給配管之該腔室側的該腔室附近，設置有為了在成膜處理時將該原料氣體朝該腔室供給或阻斷而加以開閉之原料氣體供給．阻斷閥；在該原料氣體供給配管之該原料容器側，於該原料氣體供給．阻斷閥與該原料容器之間設置有開閉閥；在控制該載體氣體之流量，並且關閉該原料氣體供給．阻斷閥，並開啟該開閉閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器內及該原料氣體供給配管內成為較該腔室內壓力要高壓狀態後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥。
  9. 如申請專利範圍第8項之氣體供給方法，其係以既定流量來流通該載體氣體，並在經過對應於其流量的既定時間後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥。
  10. 如申請專利範圍第9項之氣體供給方法，其係檢出該原料容器或該原料氣體供給配管之壓力，並在該檢出值超過設定值的情況，停止該載體氣體之供給。
  11. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之氣體供給方法，其係以檢出該原料容器或該原料氣體供給配管之壓力，並求出該檢出值與預設之設定值的差距，而消除該差距的方式來控制該載體氣體之流量。
  12. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之氣體供給方法，其係在關閉該原料氣體供給．阻斷閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料氣體容器內及該原料氣體供給配管內成為高壓狀態後，開閉該原料氣體供給．阻斷閥以間歇性地供給該原料氣體。
  13. 一種成膜裝置，係交互地供給為從固體狀或液體狀原料所生成的原料氣體的第1氣體以及為還原氣體之第2氣體，而藉由使該等反應之原子層沉積法來於被處理體上成膜出既定之膜的成膜裝置，具備有：腔室，係收容被處理體；第1氣體供給機構，係將為原料氣體之該第1氣體供給至該腔室內；第2氣體供給機構，係將為還原氣體之該第2氣體供給至該腔室內；排氣機構，係將該腔室排氣；以及控制部，係以該第1氣體供給機構及第2氣體供給機構會交互地供給該第1氣體及該第2氣體的方式來加以控制；該第1氣體供給機構係具有：原料容器，係收容固體狀或液體狀原料；加熱器，係在該原料容器中加熱該原料以昇華或氣化；載體氣體供給配管，係將載體氣體供給至該原料容器內；流量控制器，係控制該載體氣體供給配管中之載體氣體的流量；原料氣體供給配管，係將在為該原料容器內被昇華或氣化而生成的原料氣體之第1氣體與該載體氣體一同地供給至該腔室；原料氣體供給．阻斷閥，係設置於該原料氣體供給配管之該腔室側的該腔室附近，並為了在成膜處理時將為原料氣體之該第1氣體朝該腔室供給或阻斷而加以開閉；開閉閥，係在該原料氣體供給配管之該原料容器側設置於該原料氣體供給．阻斷閥與該原料容器之間；以及氣體供給控制器，係以在利用該流量控制器控制該載體氣體之流量，並且將該原料氣體供給．阻斷閥關閉，並開啟該開閉閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器及該原料氣體供給配管內成為較該腔室內壓力要高壓狀態後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥的方式來加以控制。
  14. 如申請專利範圍第13項之成膜裝置，其中該氣體供給控制器係以將該載體氣體控制為既定流量，並且經過對應於其流量的既定時間後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥的方式來加以控制。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之成膜裝置，其中該第1氣體供給機構係進一步地具備有設置於該原料容器或該原料氣體供給配管的壓力計。
  16. 如申請專利範圍第15項之成膜裝置，其中該氣體供給控制器係以監測該壓力計的檢出值，並在該檢出值超過設定值的情況，停止該載體氣體之供給的方式來加以控制。
  17. 如申請專利範圍第16項之成膜裝置，其中該氣體供給控制器係以求出該壓力之檢出值與預設之設定值的差距，並消除該差距的方式來控制該載體氣體之流量。
  18. 一種成膜方法，係藉由交互地進行將為從固體狀或液體狀原料所生成的原料氣體的第1氣體供給至收容被處理體之腔室的工序以及將為還原氣體的第2氣體供給至該腔室之工序，而以原子層沉積法來於被處理體上成膜出既定之膜的成膜方法，其中：該供給該第1氣體之工序係藉由將固體狀或液體狀原料收容至原料容器內，並在該原料容器中加熱該原料以昇華或氣化，而透過載體氣體供給配管來將載體氣體供給至該原料容器內，將為該原料容器內昇華或氣化而生成的原料氣體之該第1氣體與該載體氣體一同地透過原料氣體供給配管供給至該腔室來加以進行；於該原料氣體供給配管之該腔室側的該腔室附近，設置有為了在成膜處理時將該原料氣體朝該腔室供給或阻斷而加以開閉之原料氣體供給．阻斷閥；在該原料氣體供給配管之該原料容器側，於該原料氣體供給．阻斷閥與該原料容器之間設置有開閉閥；在控制該載體氣體之流量，並且關閉該原料氣體供給．阻斷閥，並開啟該開閉閥的狀態下，藉由流通該載體氣體，來在將該原料容器內及該原料氣體供給配管內成為較腔室內壓力要高壓狀態後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥以供給該第1氣體。
  19. 如申請專利範圍第18項之成膜方法，其中供給該第1氣體之工序係以既定流量來流通該載體氣體，並在經過對應於其流量的既定時間後，開啟該原料氣體供給．阻斷閥。
  20. 如申請專利範圍第18或19項之成膜方法，其中在檢出該原料容器或該原料氣體供給配管之壓力，並該檢出值超過設定值的情況，便停止該載體氣體之供給，而中止供給該第1氣體之工序。
  21. 如申請專利範圍第18或19項之成膜方法，其係以檢出該原料容器或該原料氣體供給配管之壓力，並求出該檢出值與預設之設定值的差距，而消除該差距的方式來控制該載體氣體之流量。
  22. 一種記憶媒體，係記憶有在電腦上動作，並用以控制成膜裝置之程式的記憶媒體，其中該程式在實行時，係以進行如申請專利範圍第18至21項中任一項的成膜方法之方式來讓電腦控制該成膜裝置。
TW104109663A 2014-03-28 2015-03-26 氣體供給機構及氣體供給方法以及使用其之成膜裝置及成膜方法 TWI666338B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014069964A JP2015190035A (ja) 2014-03-28 2014-03-28 ガス供給機構およびガス供給方法、ならびにそれを用いた成膜装置および成膜方法
JP2014-069964 2014-03-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201600630A TW201600630A (zh) 2016-01-01
TWI666338B true TWI666338B (zh) 2019-07-21

Family

ID=54162132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104109663A TWI666338B (zh) 2014-03-28 2015-03-26 氣體供給機構及氣體供給方法以及使用其之成膜裝置及成膜方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9938620B2 (zh)
JP (1) JP2015190035A (zh)
KR (1) KR20150112804A (zh)
CN (1) CN104947082B (zh)
TW (1) TWI666338B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11072860B2 (en) 2014-08-22 2021-07-27 Lam Research Corporation Fill on demand ampoule refill
US10094018B2 (en) * 2014-10-16 2018-10-09 Lam Research Corporation Dynamic precursor dosing for atomic layer deposition
US11970772B2 (en) 2014-08-22 2024-04-30 Lam Research Corporation Dynamic precursor dosing for atomic layer deposition
CN108430916B (zh) * 2016-01-15 2021-10-01 电子系统股份有限公司 氮气发生装置的电源控制装置
JP6959921B2 (ja) 2016-08-05 2021-11-05 株式会社堀場エステック ガス制御システム及び該ガス制御システムを備えた成膜装置
EP3340280A1 (en) * 2016-12-26 2018-06-27 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate treating apparatus and substrate treating method
KR102639507B1 (ko) * 2017-05-11 2024-02-23 가부시키가이샤 호리바 에스텍 액체 재료 기화 공급 장치 및 제어 프로그램
JP7018748B2 (ja) * 2017-11-28 2022-02-14 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜条件の算出方法
JP7129798B2 (ja) * 2018-03-16 2022-09-02 東京エレクトロン株式会社 流量制御方法及び成膜装置
US20210147975A1 (en) * 2018-04-18 2021-05-20 Applied Materials, Inc. Evaporation source for deposition of evaporated material on a substrate, deposition apparatus, method for measuring a vapor pressure of evaporated material, and method for determining an evaporation rate of an evaporated material
JP7281285B2 (ja) * 2019-01-28 2023-05-25 株式会社堀場エステック 濃度制御装置、及び、ゼロ点調整方法、濃度制御装置用プログラム
JP2021001361A (ja) * 2019-06-19 2021-01-07 東京エレクトロン株式会社 処理方法及び基板処理システム
CN110331382A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 暨南大学 液态反应溶液微流注入式真空气相沉积装置及方法
JP7382893B2 (ja) * 2020-04-17 2023-11-17 東京エレクトロン株式会社 原料供給装置及び成膜装置
JP2022048820A (ja) * 2020-09-15 2022-03-28 東京エレクトロン株式会社 原料供給装置及び原料供給方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491005A (en) * 1992-05-25 1996-02-13 Fujitsu Limited Gold thin film vapor growing method
US6098964A (en) * 1997-09-12 2000-08-08 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring the condition of a vaporizer for generating liquid chemical vapor
US20020170484A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Toshihisa Katamine Method and system for manufacturing III-V Group compound semiconductor and III-V Group compound semiconductor
US20090325389A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-31 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and manufacturing method of semiconductor device
US20100012026A1 (en) * 2006-06-27 2010-01-21 Fujikin Incorporated Evaporation supply apparatus for raw material and automatic pressure regulating device used therewith
US20100304567A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing a semiconductor device and substrate processing apparatus

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3049829B2 (ja) * 1991-06-06 2000-06-05 日本電気株式会社 Ｔｅｏｓ供給装置
JP2000334860A (ja) * 1999-05-27 2000-12-05 R:Kk 圧縮保存袋の製造方法
JP5264039B2 (ja) * 2004-08-10 2013-08-14 東京エレクトロン株式会社 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
JP5103983B2 (ja) * 2007-03-28 2012-12-19 東京エレクトロン株式会社 ガス供給方法、ガス供給装置、半導体製造装置及び記憶媒体
JP4418001B2 (ja) * 2008-03-12 2010-02-17 三井造船株式会社 原料供給装置
JP5461786B2 (ja) * 2008-04-01 2014-04-02 株式会社フジキン 気化器を備えたガス供給装置
JP5703114B2 (ja) * 2011-04-28 2015-04-15 株式会社フジキン 原料の気化供給装置
JP5755958B2 (ja) 2011-07-08 2015-07-29 株式会社フジキン 半導体製造装置の原料ガス供給装置
JP2013030569A (ja) 2011-07-27 2013-02-07 Ihi Corp 加圧ガス供給システム、ｍｏｃｖｄ装置、および、加圧ガス供給方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491005A (en) * 1992-05-25 1996-02-13 Fujitsu Limited Gold thin film vapor growing method
US6098964A (en) * 1997-09-12 2000-08-08 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring the condition of a vaporizer for generating liquid chemical vapor
US20020170484A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Toshihisa Katamine Method and system for manufacturing III-V Group compound semiconductor and III-V Group compound semiconductor
US20100012026A1 (en) * 2006-06-27 2010-01-21 Fujikin Incorporated Evaporation supply apparatus for raw material and automatic pressure regulating device used therewith
US20090325389A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-31 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and manufacturing method of semiconductor device
US20100304567A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing a semiconductor device and substrate processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN104947082B (zh) 2018-03-30
US9938620B2 (en) 2018-04-10
US20150275367A1 (en) 2015-10-01
TW201600630A (zh) 2016-01-01
CN104947082A (zh) 2015-09-30
JP2015190035A (ja) 2015-11-02
KR20150112804A (ko) 2015-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI666338B (zh) 氣體供給機構及氣體供給方法以及使用其之成膜裝置及成膜方法
JP6700459B2 (ja) タングステン膜の成膜方法および成膜装置
KR102133625B1 (ko) 텅스텐 막의 성막 방법
US20120183689A1 (en) Ni film forming method
JP6081720B2 (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP2016098406A (ja) モリブデン膜の成膜方法
JP2007154297A (ja) 成膜方法および成膜装置
TW201843341A (zh) 氣體供給裝置、氣體供給方法及成膜方法
TWI639191B (zh) Etching device, etching method, and substrate mounting mechanism
US20160115594A1 (en) Source gas supply apparatus and film forming apparatus
TWI827770B (zh) ＲｕＳｉ膜之形成方法及成膜裝置
JP6964473B2 (ja) ガス供給装置及び成膜装置
JP6391355B2 (ja) タングステン膜の成膜方法
JP7382893B2 (ja) 原料供給装置及び成膜装置
CN105714275A (zh) 衬底处理装置及半导体器件的制造方法
JP5792438B2 (ja) 成膜装置及び成膜方法
US20120040085A1 (en) METHOD FOR FORMING Cu FILM AND STORAGE MEDIUM
US20120064247A1 (en) Method for forming cu film, and storage medium
US20130115367A1 (en) Method for forming ruthenium oxide film
JP5656683B2 (ja) 成膜方法および記憶媒体
JP2010111889A (ja) 成膜方法および成膜装置、ならびに記憶媒体
JP5659041B2 (ja) 成膜方法および記憶媒体
JP2014013841A (ja) 処理方法およびコンデショニング方法
JP2012175073A (ja) 成膜方法および記憶媒体
JP2015040337A (ja) 基板処理装置、気化器及び半導体装置の製造方法