成膜方法和成膜裝置制造方法
【專利摘要】在步驟1的升壓步驟中，利用PCV(54)對原料容器(60)內供給運載氣體，使原料容器(60)內上升至第一壓力P1。在步驟2的降壓步驟中，使排氣裝置(35)工作，從原料氣體供給管(71)經由排氣旁通管(75)將原料氣體廢棄，使原料容器(60)內下降至作為第二壓力的壓力P2。在步驟3的穩定化步驟中，一邊將運載氣體導入原料容器(60)內，一邊使排氣裝置(35)工作，從原料氣體供給管(71)經由排氣旁通管(75)將原料氣體廢棄，使原料容器(60)內的原料氣化的氣化效率(k)穩定化。在步驟4的成膜步驟中，經由原料氣體供給管(71)將原料氣體供給到處理容器(1)內，利用CVD法使薄膜沉積在晶片(W)上。
【專利說明】成膜方法和成膜裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及例如在半導體器件的制造中能夠利用的成膜方法和成膜裝置。
【背景技術】
[0002] 作為在半導體器件的制造過程中在襯底上成膜各種膜的技術，利用CVD(Chemical Vapor Deposition:化學氣相沉積）法和 ALD(Atomic Layer Deposition:原子層沉積）法。 這些成膜方法中，將原料氣體導入到收納襯底的處理容器內，利用化學反應將所期望的薄 膜沉積在襯底上。
[0003] 在CVD法或ALD法中，使液體或固體的原料（前驅物）氣化而生成原料氣體，將該 原料氣體供給到處理容器內。這樣供給原料氣體的方法之一已知有起泡（bubbling)方式。 起泡方式將不活潑氣體等在其送入到加入揮發性原料的原料容器使原料氣化。起泡方式在 其性質上是僅在自身蒸氣壓下就能氣化的部分供給到處理容器側的結構，所以與噴霧方式 相比，由未氣化成分引起的顆粒的產生較少，這是其優點。另外，起泡方式能夠利用不具有 流路被極端地縮窄的噴霧噴嘴的部件的裝置結構實施，所以原料供給路徑發生阻塞等的可 能性也小。
[0004] 起泡方式的原料供給量（從原料容器供給到處理容器側的氣體中氣化后的原料 氣體量。以下稱作收集（pick up)量）qs在理論上可由下式算出。
[0005] [數學式1]
【權利要求】
1. 一種使用成膜裝置進行的成膜方法，其特征在于： 所述成膜裝置包括： 能夠抽真空的處理容器； 設置于所述處理容器內的、載置被處理體的載置臺； 對所述處理容器內進行減壓排氣的排氣裝置； 具有氣體導入部和氣體導出部，在內部保持成膜原料的原料容器； 對所述原料容器供給運載氣體的運載氣體供給源； 將所述運載氣體供給源和所述原料容器連接，對該原料容器內供給所述運載氣體的運 載氣體供給路徑； 將所述原料容器和所述處理容器連接，對該處理容器內供給原料氣體的原料氣體供給 路徑； 從所述原料氣體供給路徑分支，不經由所述處理容器地與所述排氣裝置連接的排氣旁 通路徑訊 對所述原料容器內的壓力進行調節的壓力調節機構， 所述成膜方法包括： 升壓步驟，在關閉所述原料容器的所述氣體導出部的狀態下，利用所述壓力調節機構， 對所述原料容器內供給所述運載氣體，使該原料容器內上升至第一壓力Pi; 降壓步驟，在切斷所述運載氣體向所述原料容器的導入且開放所述氣體導出部的狀態 下，經由所述排氣旁通路徑將所述原料容器內的所述原料氣體廢棄，使所述原料容器內下 降至第二壓力P2;和 穩定化步驟，將所述運載氣體導入到所述原料容器內并且經由所述排氣旁通路徑將所 述原料氣體廢棄，使所述原料容器內的所述原料的氣化效率穩定化；和 成膜步驟，經由所述原料氣體供給路徑向所述處理容器內供給所述原料氣體，利用CVD法使薄膜沉積在被處理體上。
2. 如權利要求1所述的成膜方法，其特征在于： 所述成膜裝置在所述運載氣體供給路徑上具有質量流量計、作為所述壓力調節機構的 壓力控制閥、和多個閥口，在所述原料氣體供給路徑上具有質量流量控制器和多個閥口， 在所述升壓步驟中，通過所述壓力控制閥對所述原料容器內供給所述運載氣體， 在所述降壓步驟中，一邊利用所述質量流量控制器對所述原料容器內的所述原料氣體 進行流量調節一邊將所述原料容器內的所述原料氣體廢棄。
3. 如權利要求2所述的成膜方法，其特征在于： 在所述穩定化步驟中，對所述質量流量控制器處的所述原料氣體的測量流量Fs和所 述質量流量計處的所述運載氣體的測量流量化的差Fs-Fc進行監測，由此決定從所述穩定 化步驟向所述成膜步驟轉移的時機。
4. 如權利要求2所述的成膜方法，其特征在于： 在所述成膜步驟中，對所述質量流量控制器處的所述原料氣體的測量流量Fs和質量 流量控制器處的所述運載氣體的測量流量化的差Fs-Fc進行監測，由此使所述成膜步驟繼 續或中止，或者改變原料的氣化條件。
5. 如權利要求1所述的成膜方法，其特征在于： 在對一個被處理體的所述成膜步驟結束后，至對下一個被處理體進行處理為止所述處 理容器處于待命狀態期間，實施所述升壓步驟，由此對多個被處理體反復進行成膜處理。
6. 如權利要求1所述的成膜方法，其特征在于： 在所述成膜步驟中的所述原料容器內的所述原料的分壓Ps為266Pa W上400Pa W下 的范圍內的情況下，所述升壓步驟中升壓時的所述原料容器內的第一壓力Pi為21331Pa W 上31997Pa W下的范圍內。
7. -種成膜裝置，其特征在于，包括： 能夠抽真空的處理容器； 設置于所述處理容器內的、載置被處理體的載置臺； 對所述處理容器內進行減壓排氣的排氣裝置； 具有氣體導入部和氣體導出部，在內部保持成膜原料的原料容器； 對所述原料容器供給運載氣體的運載氣體供給源； 將所述運載氣體供給源和所述原料容器連接，對該原料容器內供給所述運載氣體的運 載氣體供給路徑； 將所述原料容器和所述處理容器連接，對該處理容器內供給原料氣體的原料氣體供給 路徑； 從所述原料氣體供給路徑分支，不經由所述處理容器地與所述排氣裝置連接的排氣旁 通路徑； 對所述原料容器內的壓力進行調節的壓力調節機構；和 控制部，其進行控制，使得在所述處理容器內進行成膜處理， 所述成膜裝置進行W下步驟： 升壓步驟，在關閉所述原料容器的所述氣體導出部的狀態下，利用所述壓力調節機構， 對所述原料容器內供給所述運載氣體，使該原料容器內上升至第一壓力Pi; 降壓步驟，在切斷所述運載氣體向所述原料容器的導入且開放所述氣體導出部的狀態 下，經由所述排氣旁通路徑將所述原料容器內的所述原料氣體廢棄，使所述原料容器內下 降至第二壓力P2;和 穩定化步驟，將所述運載氣體導入到所述原料容器內并且經由所述排氣旁通路徑將所 述原料氣體廢棄，使所述原料容器內的所述原料的氣化效率穩定化；和 成膜步驟，經由所述原料氣體供給路徑向所述處理容器內供給所述原料氣體，利用CVD 法使薄膜沉積在被處理體上。
【文檔編號】C23C16/448GK104471106SQ201380035584
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年6月11日 優先權日:2012年7月4日
【發明者】大倉成幸, 山中孟 申請人:東京毅力科創株式會社