[發明專利]成膜方法和成膜裝置

有效

• 申請號: 201810400288.X
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108796471B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 蘆澤宏明;藤井康;高橋毅;洪錫亨;山崎和良;中村秀雄;布重裕;神尾卓史
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/34
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明涉及成膜方法和成膜裝置，能夠確保高生產性且得到高覆蓋性的膜，并且能夠供給具有規定的功能的添加氣體。將被處理基板配置于處理容器內，使以下步驟實施規定個循環：經由第一載氣流路和第二載氣流路總是向處理容器內供給載氣，經由原料氣體流路向處理容器內供給原料氣體的步驟；經由與載氣相獨立地設置的吹掃氣體流路向處理容器內供給吹掃氣體來吹掃原料氣體的步驟；經由反應氣體流路向處理容器內供給反應氣體的步驟；以及經由吹掃氣體流路向處理容器內供給吹掃氣體來吹掃反應氣體的步驟，在吹掃原料氣體的步驟和吹掃反應氣體的步驟中的至少一方中供給具有規定的功能的添加氣體來作為吹掃氣體的至少一部分。

技術領域

本發明涉及一種向處理容器內導入規定的氣體來形成規定的膜的成膜方法和成膜裝置。

背景技術

在對作為基板的半導體晶圓(以下稱作“晶圓”)形成規定的膜時，有時使用原子層堆積法(Atomic Layer Deposition；ALD)。在ALD中，向被設為真空氣氛的處理容器內交替地多次供給要吸附于晶圓的表面的原料氣體和與該原料氣體反應的反應氣體，從而使在晶圓的表面堆積反應生成物的原子層來進行成膜。另外，為了防止原料氣體與反應氣體在處理容器內的晶圓的表面以外的區域發生氣相反應而產生微粒，彼此隔開間隔地供給原料氣體和反應氣體，在進行原料氣體的供給的時段與進行反應氣體的供給的時段之間供給非活性氣體，由此進行處理容器內的吹掃，使得處理容器內被置換為非活性氣體氣氛。例如在專利文獻1、2中記載有進行這樣的ALD的成膜裝置。

即，在專利文獻1中記載有如下一種成膜裝置：在將針對處理氣體(原料氣體和反應氣體)的載氣和作為吹掃氣體的N₂(氮)氣體的供給源與處理容器相連接的氣體流路上具備上游端和下游端相連接的旁路流路，并且進行ALD。另外，在專利文獻2中記載有如下一種成膜裝置：具備連接原料氣體的供給源和處理容器的原料氣體流路、從該原料氣體流路分支出來的第一N₂氣體流路、相對于原料氣體流路和第一N₂氣體流路獨立并且向處理容器供給作為吹掃氣體的N₂氣體的第二N₂氣體流路，并且進行ALD。

在ALD中，需要如上述的那樣利用非活性氣體對處理容器內進行吹掃，另外，在供給原料氣體或反應氣體的期間，供給非活性氣體作為載氣，因此在ALD處理的期間，以規定的流量連續地向處理容器內供給非活性氣體。

另一方面，在通過這樣的ALD成膜規定的膜時，有時需要具有規定的功能的氣體下的處理。作為這樣的技術，在專利文獻3中記載有如下一種技術：在成膜TiN膜時，夾帶吹掃地交替供給TiCl₄氣體和NH₃氣體，之后供給具有使膜中的氯氣脫離的功能的H₂氣體。

專利文獻1：日本特開2016-23324號公報

專利文獻2：日本特開2014-198872號公報

專利文獻3：日本特開2011-6782號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，由于配線越來越微細化，具有在進行ALD的晶圓的表面形成長寬比大的凹部的傾向，需要即使在形成有這樣的凹部的情況下也以能夠確保良好的分步覆蓋率(覆蓋性)的方式進行ALD。因此，考慮使原料氣體的流量增加，提高處理容器內的原料氣體的分壓。

但是，在這樣使原料氣體的流量增加的情況下，當為了防止上述的微粒的產生而使進行吹掃的時間延長時，成膜處理所需的時間變長而導致生產性(生產率)下降。

另外，在通過ALD形成規定的膜時，在如專利文獻3那樣在ALD工序之后進行具有規定的功能的氣體下的處理的情況下，當想要得到足夠的效果時，該工序的時間變長，仍然使得生產性(生產率)下降。