成膜方法和成膜装置制造方法及图纸

在步骤1的升压步骤中，利用PCV(54)对原料容器(60)内供给运载气体，使原料容器(60)内上升至第一压力P1。在步骤2的降压步骤中，使排气装置(35)工作，从原料气体供给管(71)经由排气旁通管(75)将原料气体废弃，使原料容器(60)内下降至作为第二压力的压力P2。在步骤3的稳定化步骤中，一边将运载气体导入原料容器(60)内，一边使排气装置(35)工作，从原料气体供给管(71)经由排气旁通管(75)将原料气体废弃，使原料容器(60)内的原料气化的气化效率(k)稳定化。在步骤4的成膜步骤中，经由原料气体供给管(71)将原料气体供给到处理容器(1)内，利用CVD法使薄膜沉积在晶片(W)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成膜方法和成膜装置
本专利技术涉及例如在半导体器件的制造中能够利用的成膜方法和成膜装置。
技术介绍
作为在半导体器件的制造过程中在衬底上成膜各种膜的技术，利用CVD(ChemicalVaporDeposition：化学气相沉积)法和ALD(AtomicLayerDeposition：原子层沉积)法。这些成膜方法中，将原料气体导入到收纳衬底的处理容器内，利用化学反应将所期望的薄膜沉积在衬底上。在CVD法或ALD法中，使液体或固体的原料(前驱物)气化而生成原料气体，将该原料气体供给到处理容器内。这样供给原料气体的方法之一已知有起泡(bubbling)方式。起泡方式将不活泼气体等在其送入到加入挥发性原料的原料容器使原料气化。起泡方式在其性质上是仅在自身蒸气压下就能气化的部分供给到处理容器侧的结构，所以与喷雾方式相比，由未气化成分引起的颗粒的产生较少，这是其优点。另外，起泡方式能够利用不具有流路被极端地缩窄的喷雾喷嘴的部件的装置结构实施，所以原料供给路径发生阻塞等的可能性也小。起泡方式的原料供给量(从原料容器供给到处理容器侧的气体中气化后的原料气体量。以下称作收集(pickup)量)qs在理论上可由下式算出。[数学式1][式中，k指表示原料气化效率的0～1范围内的数，Ps(Tb)指原料容器内的温度Tb的原料蒸气压，Pb指原料容器内的压力，qc指运载气体的流量]在上述式中，实现气化效率k＝1(100％)通常比较困难，低蒸气压原料为k＝0.3～0.6(30～60％)的程度。该原料的收集量qs例如根据原料容器内的液面的高度、运载气体的流量qc等而变动。具体而言，作为收集量qs的变动因素，能够列举如下：1)气化效率k的变化；2)原料容器中的原料的残量变化或原料变质而导致原料的蒸气压的变化；3)因加热功能的外扰导致的原料的蒸气压的变化；4)从原料容器到处理容器的二次侧的阀门的传导的变化(例如压力损失所致的原料容器内压力Pb的变化)等。另外，由上述式可知，仅在自身蒸气压下能够气化的部分供给到处理容器侧的现有的气泡方式中，原料的收集量qs也依赖于原料容器内的压力Pb。该压力Pb与处理容器内的成膜处理的压力大致相等，所以，存在需要考虑对原料的收集量qs的影响来决定处理条件，处理条件的构建变的繁杂的问题。针对这种问题，专利文献1(日本国特开2006-52424号公报)中，在起泡方式的成膜装置中，提出了如下的一种起泡系统：在与原料气体连接的运载气体供给管上设置质量流量控制器(以下称作“MFC”)，并且在将气化了的原料气体从原料容器供给到处理容器的原料气体供给管上设置有质量流量计(以下称作“MFM”)。在该起泡系统中，能够根据MFM的测量流量值和MFC的设定流量值的差，对原料容器内的原料的收集量qs进行监测。专利文献1中提出的起泡系统能够对原料的收集量qs进行监测，所以在产生使收集量qs变动的因素的情况下，它是行之有效的方法。在现有技术的起泡方式中，在处理容器内未对衬底进行处理的状态(待命状态)下，密闭的原料容器内成为饱和状态。因此，为了处理下一个衬底，在气化的原料气体开始流动的时刻，气化效率k大致为1(100％)，但随着时间的经过，如上所述收敛于固定值。然而，例如在CVD处理中，为了确保成膜处理的均匀性，需要花费一定时间将一定量的原料稳定地送入处理容器内。因此，在现有技术的成膜处理中，采用如下方法：从原料气体开始流动开始至气化效率k变稳定期间，切换至绕过处理容器的排气旁通管，将原料气体废弃。这样，至气化效率k变稳定为止花费相应的时间，结果是，导致生产率的下降、原料的损失等问题。
技术实现思路
本专利技术的成膜方法是一种使用成膜装置进行的成膜方法，上述成膜装置包括：能够抽真空的处理容器；设置于上述处理容器内的、载置被处理体的载置台；对上述处理容器内进行减压排气的排气装置；具有气体导入部和气体导出部，在内部保持成膜原料的原料容器；对上述原料容器供给运载气体的运载气体供给源；将上述运载气体供给源和上述原料容器连接，对该原料容器内供给上述运载气体的运载气体供给路径；将上述原料容器和上述处理容器连接，对该处理容器内供给原料气体的原料气体供给路径；从上述原料气体供给路径分支，不经由上述处理容器地与上述排气装置连接的排气旁通路径；和对上述原料容器内的压力进行调节的压力调节机构。而且，本专利技术的成膜方法包括：升压步骤，在关闭上述原料容器的上述气体导出部的状态下，利用上述压力调节机构，对上述原料容器内供给上述运载气体，使该原料容器内上升至第一压力P1；降压步骤，在切断上述运载气体向上述原料容器的导入且开放上述气体导出部的状态下，经由上述排气旁通路径将上述原料容器内的上述原料气体废弃，使上述原料容器内下降至第二压力P2；和稳定化步骤，将上述运载气体导入到上述原料容器内并且经由上述排气旁通路径将上述原料气体废弃，使上述原料容器内的上述原料的气化效率稳定化；和成膜步骤，经由上述原料气体供给路径向上述处理容器内供给上述原料气体，利用CVD法使薄膜沉积在被处理体上。本专利技术的成膜方法也可以：上述成膜装置在上述运载气体供给路径上具有质量流量计、作为上述压力调节机构的压力控制阀、和多个阀门，在上述原料气体供给路径上具有质量流量控制器和多个阀门，在上述升压步骤中，通过上述压力控制阀对上述原料容器内供给上述运载气体，在上述降压步骤中，一边利用上述质量流量控制器对上述原料容器内的上述原料气体进行流量调节一边将上述原料容器内的上述原料气体废弃。本专利技术的成膜方法也可以：在上述稳定化步骤中，对上述质量流量控制器处的上述原料气体的测量流量Fs和上述质量流量计处的上述运载气体的测量流量Fc的差Fs-Fc进行监测，由此决定从上述稳定化步骤向上述成膜步骤转移的时机。本专利技术的成膜方法也可以：在上述成膜步骤中，对上述质量流量控制器处的上述原料气体的测量流量Fs和质量流量控制器处的上述运载气体的测量流量Fc的差Fs-Fc进行监测，由此使上述成膜步骤继续或中止，或者改变原料的气化条件。本专利技术的成膜方法也可以：在对一个被处理体的上述成膜步骤结束后，至对下一个被处理体进行处理为止上述处理容器处于待命状态期间，实施上述升压步骤，由此对多个被处理体反复进行成膜处理。本专利技术的成膜方法也可以：在上述成膜步骤中的上述原料容器内的上述原料的分压Ps为266Pa以上400Pa以下的范围内的情况下，上述升压步骤中升压时的上述原料容器内的第一压力P1为21331Pa以上31997Pa以下的范围内。本专利技术的成膜装置，包括：能够抽真空的处理容器；设置于上述处理容器内的、载置被处理体的载置台；对上述处理容器内进行减压排气的排气装置；具有气体导入部和气体导出部，在内部保持成膜原料的原料容器；对上述原料容器供给运载气体的运载气体供给源；将上述运载气体供给源和上述原料容器连接，对该原料容器内供给上述运载气体的运载气体供给路径；将上述原料容器和上述处理容器连接，对该处理容器内供给原料气体的原料气体供给路径；从上述原料气体供给路径分支，不经由上述处理容器地与上述排气装置连接的排气旁通路径；对上述原料容器内的压力进行调节的压力调节机构；和控制部，其进行控制，使得在上述处理容器内进行成膜处理。而且，在本专利技术的成膜装置中进行以下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用成膜装置进行的成膜方法，其特征在于：所述成膜装置包括：能够抽真空的处理容器；设置于所述处理容器内的、载置被处理体的载置台；对所述处理容器内进行减压排气的排气装置；具有气体导入部和气体导出部，在内部保持成膜原料的原料容器；对所述原料容器供给运载气体的运载气体供给源；将所述运载气体供给源和所述原料容器连接，对该原料容器内供给所述运载气体的运载气体供给路径；将所述原料容器和所述处理容器连接，对该处理容器内供给原料气体的原料气体供给路径；从所述原料气体供给路径分支，不经由所述处理容器地与所述排气装置连接的排气旁通路径；和对所述原料容器内的压力进行调节的压力调节机构，所述成膜方法包括：升压步骤，在关闭所述原料容器的所述气体导出部的状态下，利用所述压力调节机构，对所述原料容器内供给所述运载气体，使该原料容器内上升至第一压力P1；降压步骤，在切断所述运载气体向所述原料容器的导入且开放所述气体导出部的状态下，经由所述排气旁通路径将所述原料容器内的所述原料气体废弃，使所述原料容器内下降至第二压力P2；和稳定化步骤，将所述运载气体导入到所述原料容器内并且经由所述排气旁通路径将所述原料气体废弃，使所述原料容器内的所述原料的气化效率稳定化；和成膜步骤，经由所述原料气体供给路径向所述处理容器内供给所述原料气体，利用CVD法使薄膜沉积在被处理体上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.04 JP 2012-1502631.一种使用成膜装置进行的成膜方法，其特征在于：所述成膜装置包括：能够抽真空的处理容器；设置于所述处理容器内的、载置被处理体的载置台；对所述处理容器内进行减压排气的排气装置；具有气体导入部和气体导出部，在内部保持成膜原料的原料容器；对所述原料容器供给运载气体的运载气体供给源；将所述运载气体供给源和所述原料容器连接，对该原料容器内供给所述运载气体的运载气体供给路径；将所述原料容器和所述处理容器连接，对该处理容器内供给原料气体的原料气体供给路径；从所述原料气体供给路径分支，不经由所述处理容器地与所述排气装置连接的排气旁通路径；和对所述原料容器内的压力进行调节的压力调节机构，所述成膜方法依次包括：升压步骤，在关闭所述原料容器的所述气体导出部的状态下，利用所述压力调节机构，对收纳有所述原料的原料容器内供给所述运载气体，使该原料容器内上升至第一压力P1；降压步骤，在切断所述运载气体向所述原料容器的导入且开放所述气体导出部的状态下，经由所述排气旁通路径将所述原料容器内的所述原料气体废弃，使收纳有所述原料的原料容器内下降至第二压力P2；稳定化步骤，将所述运载气体导入到所述原料容器内并且经由所述排气旁通路径将所述原料气体废弃，使所述原料容器内的所述原料的气化效率稳定化；和成膜步骤，经由所述原料气体供给路径向所述处理容器内供给所述原料气体，利用CVD法使薄膜沉积在被处理体上。2.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于：所述成膜装置在所述运载气体供给路径上具有质量流量计、作为所述压力调节机构的压力控制阀、和多个阀门，在所述原料气体供给路径上具有质量流量控制器和多个阀门，在所述升压步骤中，通过所述压力控制阀对所述原料容器内供给所述运载气体，在所述降压步骤中，一边利用所述质量流量控制器对所述原料容器内的所述原料气体进行流量调节一边将所述原料容器内的所述原料气体废弃。3.如权利要求2所述的成膜方法，其特征在于：在所述稳定化步骤中，对所述质量流量控制器处的所述原料气体的测量流量Fs和所述质量流量计处的所述运载气体的测量流量Fc的差Fs-Fc进行监测，由此决定从所述稳定化步骤向所述成膜步骤转...

【专利技术属性】
技术研发人员：大仓成幸，山中孟，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP