[發(fā)明專利]成膜方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210296623.9
• 申請(qǐng)日: 2009-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN102820222A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 河野有美子;有馬進(jìn);柿本明修;廣田俊幸;清村貴利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社;爾必達(dá)存儲(chǔ)器株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L21/316
• 分類號(hào): H01L21/316;C23C16/40;H01L21/31;H01L21/8242;H01L27/108
• 代理公司: 北京尚誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本案是申請(qǐng)日為2009年2月18日、申請(qǐng)?zhí)枮?u style=single>200980105722.0（PCT/JP2009/052727）、發(fā)明名稱為成膜方法的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及形成Sr-Ti-O系膜等的AxByOz型的氧化物膜的成膜方法及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體設(shè)備中，集成電路的高集成化日益發(fā)展，在DRAM中也要求減小存儲(chǔ)單元的面積、并增大存儲(chǔ)容量。與該要求相對(duì)應(yīng)，MIM（金屬-絕緣體-金屬）結(jié)構(gòu)的電容器受到關(guān)注。作為這種MIM結(jié)構(gòu)的電容器，使用鈦酸鍶（SrTiO₃）等高介電常數(shù)材料作為絕緣膜（電介質(zhì)膜）。

作為如SrTiO₃膜這種AxByOz型高介電氧化膜的成膜方法，以往，多使用含有各金屬的有機(jī)金屬化合物原料和氧化劑，利用ALD法在半導(dǎo)體晶片等基板上進(jìn)行成膜的方法（例如J.H.Lee等的“Plasma?enhanced?atomic?layer?deposition?of?SrTiO₃?thin?films?with?Sr(tmhd)₂?and?Ti(i-OPr)₄”J.Vac.Scl.Technol.A20（5），Sep/Oct?2002）。

但是，當(dāng)作為有機(jī)金屬化合物使用蒸氣壓低且有機(jī)配體容易被氧化劑分解而產(chǎn)生CO的化合物，例如Sr(C₅(CH₃)₅)₂這種環(huán)戊二烯化合物時(shí)，如果使用O₂或O₃作為氧化劑，則分解過度進(jìn)行，過度分解有機(jī)配體而生成的CO與金屬結(jié)合，形成蒸氣壓低的金屬碳酸鹽，殘留在高介電氧化膜中，作為膜中雜質(zhì)的C的濃度上升。這樣的C濃度上升則導(dǎo)致高介電氧化膜在之后的退火中難以結(jié)晶化。另一方面，當(dāng)使用H₂O作為氧化劑時(shí)，雖然不發(fā)生這樣的問題，但是與O₂或O₃相比，存在容易在腔室內(nèi)殘留、清掃步驟花費(fèi)時(shí)間、成膜的總處理量顯著降低的問題。

另外，本發(fā)明的發(fā)明人此前發(fā)現(xiàn)通過組合SrO層和TiO層而形成Sr-Ti-O系膜時(shí)，由于它們僅僅是交替形成，所以引起吸附阻礙，故而成膜后的組成不是所期望的組成，因此，提出了包括SrO膜成膜階段彼此或TiO膜成膜階段彼此連續(xù)進(jìn)行多次的順序的技術(shù)（專利2007-228745）。但是，當(dāng)使用上述Sr(C₅(CH₃)₅)₂這樣的環(huán)戊二烯化合物作為有機(jī)金屬化合物時(shí)，由于蒸汽壓低，例如使用Sr(C₅(CH₃)₅₎₂形成SrO層時(shí)，通過ALD順序多次重復(fù)，則擔(dān)心在半導(dǎo)體晶片的中央部難以除去剩余的Sr有機(jī)化合物，導(dǎo)致膜中殘留的C濃度提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種成膜方法，該成膜方法即使在使用蒸氣壓低且有機(jī)配體容易被氧化劑分解而產(chǎn)生CO的有機(jī)化合物原料時(shí)，也能夠不提高膜中的C濃度而以高的處理量形成AxByOz型氧化物膜。

本發(fā)明的其它目的在于提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有實(shí)施用于實(shí)現(xiàn)上述目的的方法的程序的。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種成膜方法，該成膜方法包括在處理容器內(nèi)配置基板的工序；向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入含有第一金屬的氣態(tài)第一有機(jī)金屬化合物原料、含有第二金屬的氣態(tài)第二有機(jī)金屬化合物原料和氧化劑的工序，在基板上形成AxByOz型的氧化物膜，作為上述第一有機(jī)金屬化合物原料，使用有機(jī)配體被氧化劑分解而產(chǎn)生CO的化合物，作為上述第二有機(jī)金屬化合物原料，使用金屬醇鹽，作為氧化劑，使用氣態(tài)的O₃或者O₂，在即將導(dǎo)入氧化劑之前，必須導(dǎo)入上述第二有機(jī)金屬化合物原料。

在上述第一方面中，依次進(jìn)行向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入上述第一有機(jī)金屬化合物原料的工序、對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行清掃的工序、向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入上述第二有機(jī)金屬化合物原料的工序、對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行清掃的工序、向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入上述氧化劑的工序、對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行清掃的工序，將其作為一個(gè)循環(huán)，進(jìn)行多個(gè)循環(huán)，從而能夠在基板上形成AxByOz型的氧化物膜。