[發(fā)明專利]成膜方法、成膜裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210082649.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102703877A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 兩角友一朗;菅原卓也;秋山浩二;菱屋晉吾;廣田俊幸;清村貴利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 爾必達(dá)存儲(chǔ)器株式會(huì)社;東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23C16/40
• 分類號(hào): C23C16/40;C23C16/44;C23C16/455;H01L21/316;H01L21/8242
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

相關(guān)申請(qǐng)文獻(xiàn)

本發(fā)明要求基于2011年3月25日提交的日本專利申請(qǐng)第2011-068855號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該日本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參照文獻(xiàn)并入到此處。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體晶片等被處理基板上成膜包含氧化鋯(ZrO₂)膜的電介質(zhì)膜的成膜方法和成膜裝置以及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

最近，根據(jù)大規(guī)模集成電路(LSI)的高集成化、高速化的要求，構(gòu)成LSI的半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)規(guī)則(design?rule)日益微細(xì)化。與之相隨，要求提高用于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的電容器的容量，并要求提高用于其中的電介質(zhì)膜的介電常數(shù)。

作為用于這種DRAM的電容器中的高介電常數(shù)的電介質(zhì)膜，研究了氧化鋯(ZrO₂)膜。

作為成膜氧化鋯膜的方法，已知有一種原子層沉積(ALD)工藝，其使用例如四(乙基甲基氨基)鋯(TEMAZ)作為原料氣體(前體)，使用例如O₃氣體作為氧化劑，將它們交替地供給。

然而，單獨(dú)應(yīng)用氧化鋯膜作為DRAM電容器的電介質(zhì)膜時(shí)，難以使作為下一代的DRAM的電介質(zhì)膜所要求的高介電常數(shù)化和低泄漏電流化得到兼顧。

與此相對(duì)，以往，通過(guò)使用ZrO₂膜和TiO₂膜等含有Ti的金屬氧化物膜的2層結(jié)構(gòu)的膜作為電介質(zhì)膜的電容器，可以達(dá)成高介電常數(shù)化和低泄漏電流化。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，由于氧化鋯膜是容易引起氧缺損的膜，即使單純使用ZrO₂膜與TiO₂膜等含有Ti的金屬氧化物膜的2層結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)膜，也不容易使高介電常數(shù)化和低泄漏電流化達(dá)到目標(biāo)水平。

本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的是提供包含氧化鋯膜的電介質(zhì)膜的成膜方法和成膜裝置，該電介質(zhì)膜能夠兼顧DRAM電容器的電介質(zhì)膜所要求的高介電常數(shù)化和低泄漏電流化。

此外，本發(fā)明的目的是提供存儲(chǔ)有執(zhí)行這種成膜方法的程序的存儲(chǔ)介質(zhì)。

用于解決問(wèn)題的方案

為了解決上述課題，在本發(fā)明的第一個(gè)方面中，提供一種成膜方法，其特征在于，其是包含氧化鋯膜的電介質(zhì)膜的成膜方法，該成膜方法具有：供給由在結(jié)構(gòu)中含有環(huán)戊二烯基環(huán)的鋯化合物構(gòu)成的鋯原料和氧化劑，在被處理基板上形成氧化鋯膜的工序；供給由在結(jié)構(gòu)中含有環(huán)戊二烯基環(huán)的鈦化合物構(gòu)成的鈦原料和氧化劑，在上述氧化鋯膜上形成氧化鈦膜的工序。

在本發(fā)明的第二個(gè)方面中，提供一種成膜裝置，其特征在于，其是成膜包含氧化鋯膜的電介質(zhì)膜的成膜裝置，該裝置具備：可保持真空的立式的呈筒體狀的處理容器，將被處理基板以保持多段的狀態(tài)保持在上述處理容器內(nèi)的保持部件，設(shè)置在上述處理容器的外周的加熱裝置，將鋯原料供給到上述處理容器內(nèi)的鋯原料供給機(jī)構(gòu)，將鈦原料供給到上述處理容器內(nèi)的鈦原料供給機(jī)構(gòu)，將氧化劑供給到上述處理容器內(nèi)的氧化劑供給機(jī)構(gòu)，以及控制上述鋯原料供給機(jī)構(gòu)、上述鈦原料供給機(jī)構(gòu)和上述氧化劑供給機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)，

所述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制以進(jìn)行如下工序：

將在結(jié)構(gòu)中含有環(huán)戊二烯基環(huán)的鋯化合物作為鋯原料供給上述處理容器內(nèi)，并供給氧化劑，在被處理基板上形成氧化鋯膜的工序；將在結(jié)構(gòu)中含有環(huán)戊二烯基環(huán)的鈦化合物作為鈦原料供給上述處理容器內(nèi)，并供給氧化劑，在上述氧化鋯膜上形成氧化鈦膜的工序。

在本發(fā)明的第三個(gè)方面中，提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其是存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的、用于控制成膜裝置的程序的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述程序在執(zhí)行時(shí)使計(jì)算機(jī)控制所述成膜裝置，以進(jìn)行上述第一個(gè)方面的成膜方法。

附圖說(shuō)明

圖1所示為適用于本發(fā)明的成膜方法的成膜裝置的一個(gè)例子的縱向剖面圖。

圖2所示為適用于本發(fā)明的成膜方法的成膜裝置的一個(gè)例子的橫向剖面圖。

圖3所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的成膜方法的流程圖。

圖4所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的成膜方法的氧化鋯膜成膜中氣體供給的時(shí)間安排的時(shí)間圖。

圖5所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的成膜方法的氧化鈦膜成膜中氣體供給的時(shí)間安排的時(shí)間圖。

圖6為說(shuō)明使用在結(jié)構(gòu)中含有環(huán)戊二烯基環(huán)的鋯化合物形成ZrO₂膜時(shí)的鋯化合物的分子狀態(tài)的模式圖。