成膜方法和成膜装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够形成杂质少的金属氧化膜的成膜方法和成膜装置。对处理容器内的基片成膜金属氧化膜的成膜方法包括：向处理容器内供给含有有机金属前体的原料气体的步骤；在供给原料气体的步骤之后去除残留在处理容器内的残留气体的步骤；接着进行的向处理容器内供给使原料气体氧化的氧化剂的步骤；在供给氧化剂的步骤之后去除残留在处理容器内的残留气体的步骤；和与供给原料气体的步骤同时，或者在供给原料气体的步骤后相继地，向处理容器内供给含氢的还原气体的步骤。给含氢的还原气体的步骤。给含氢的还原气体的步骤。

【技术实现步骤摘要】
成膜方法和成膜装置


[0001]本专利技术涉及成膜方法和成膜装置。

技术介绍

[0002]作为形成金属氧化膜的方法，已知有交替地供给有机金属前体和氧化剂的原子层沉积法(Atomic Layer Deposition：ALD法)。在专利文献1中记载了在利用ALD法形成IGZO那样的多元金属氧化膜时将各个金属氧化膜依次成膜，并记载了通过变更特定的金属氧化膜的形成步骤的频率，来变更多元金属氧化膜的膜厚方向的含有比例。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特表2016
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511936号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术问题
[0007]本专利技术提供能够形成杂质少的金属氧化膜的成膜方法和成膜装置。
[0008]用于解决技术问题的技术方案
[0009]本专利技术的一个实施方式的成膜方法是对处理容器内的基片成膜金属氧化膜的成膜方法，其包括：向上述处理容器内供给含有有机金属前体的原料气体的步骤；在上述供给原料气体的步骤之后去除残留在上述处理容器内的残留气体的步骤；接着进行的向上述处理容器内供给使上述原料气体氧化的氧化剂的步骤；在上述供给氧化剂的步骤之后去除残留在上述处理容器内的残留气体的步骤；与上述供给原料气体的步骤同时，或者在上述供给原料气体的步骤后相继地，向上述处理容器内供给含氢的还原气体的步骤。
[0010]专利技术效果
[0011]依照本专利技术，提供能够形成杂质少的金属氧化膜的成膜方法和成膜装置。
附图说明
[0012]图1是表示第一实施方式的成膜方法的一例中的气体供给时机的时序图。
[0013]图2是表示第一实施方式的成膜方法的另一例中的气体供给时机的时序图。
[0014]图3是用于说明供给了H2气体的情况下的杂质减少效果的图。
[0015]图4是用于说明供给了H2气体的情况下的H2O产生降低效果的图。
[0016]图5是表示第一实施方式的成膜方法的又一例中的气体供给时机的时序图。
[0017]图6是表示第二实施方式的成膜方法的一例中的气体供给时机的时序图。
[0018]图7是表示第二实施方式的成膜方法的另一例中的气体供给时机的时序图。
[0019]图8是表示第二实施方式的成膜方法的又一例中的气体供给时机的时序图。
[0020]图9是表示第二实施方式中成膜的多元金属氧化膜的具体例即IGZO膜的概略剖面图。
[0021]图10是表示利用通常的ALD法形成InO
x
膜时的基片温度与膜厚的关系以及基片温度与杂质浓度的关系的图。
[0022]图11是表示利用通常的ALD法成膜GaO
x
膜时的基片温度与膜厚的关系以及基片温度与杂质浓度的关系的图。
[0023]图12是表示利用通常的ALD法形成ZnO
x
膜时的基片温度与膜厚的关系以及基片温度与杂质浓度的关系的图。
[0024]图13是表示在成膜GaO
x
膜时同时供给三乙基镓和H2气体的情况下的ALD窗口的温度区域的低温化的图。
[0025]图14是表示用于成膜方法的成膜装置的一例的剖视图。
[0026]附图标记说明
[0027]1：腔室
[0028]2：基座
[0029]3：喷淋头
[0030]4：排气部
[0031]5：气体供给机构
[0032]6：控制部
[0033]51：Ga原料气体供给源
[0034]52：Zn原料气体供给源
[0035]53：In原料气体供给源
[0036]54、55、58：连续Ar气体供给源
[0037]56：H2气体供给源
[0038]57：O3气体供给源
[0039]100：成膜装置
[0040]200：基片
[0041]201：InO
x
膜
[0042]202：GaO
x
膜
[0043]203：ZnO
x
膜
[0044]W：基片。
具体实施方式
[0045]以下，参照附图，对实施方式进行说明。
[0046]＜成膜方法＞
[0047]首先，对成膜方法的实施方式进行说明。
[0048][第一实施方式][0049]在本实施方式中，在将基片收纳于处理容器内的状态下利用ALD法成膜金属氧化膜。
[0050]图1是表示第一实施方式的成膜方法的一例中的气体供给时机的时序图。如图1所示，第一实施方式的成膜方法具有步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S4、步骤S5。将步骤S1～S4的顺序(sequence)反复所希望的循环(所希望次数的循环)，并且在各循环中进行步骤S5。
[0051]步骤S1是向处理容器内供给含有有机金属前体的原料气体(MO气体)的步骤。MO气体例如通过将液体状或固体状的有机金属前体气化而生成。步骤S2是在进行了步骤S1之后，对处理容器内进行吹扫，将残留于处理容器的气体排出的步骤。步骤S3是在步骤S2之后向处理容器内供给氧化剂的步骤。步骤S4是在进行了步骤S3之后，对处理容器内进行吹扫，将残留于处理容器的气体排出的步骤。步骤S5是向处理容器内供给含氢的还原气体，例如氢气(H2气体)的步骤。在图1的例子中，表示与步骤S1的MO气体的供给同时进行步骤S5的含氢的还原气体的供给的例子。另外，在图1的例子中，表示有机金属前体的供给期间与含氢的还原气体的供给期间完全一致的情况，但“同时”也包括这些期间的一部分一致的情况。
[0052]图2是表示第一实施方式的成膜方法的另一例中的气体供给时机的时序图。本例表示在步骤S1之后接着实施步骤S5的例子。步骤S1～S4与图1的例子相同。
[0053]以下，对图1和图2的顺序(sequence)更详细地进行说明。
[0054]在步骤S1中，通过向处理容器内供给MO气体，使MO气体吸附于基片表面。在ALD法中，为了实现饱和吸附而使用成膜速度(膜厚)一定的温度区域(ALD窗口(ALD Window))。
[0055]步骤S1中使用的有机金属前体是在要成膜的金属氧化膜的金属元素结合有机配体而成的前体。作为金属元素能够例举出铟、镓、锌、锡、铝、铜、钛、钒、镍、钴、锰和钨。另外，作为有机配体能够例举出CH3或C2H5等烷基。作为有机配体，除此以外，还能够使用氨基、醇盐(醇基)、羰基等。
[0056]在步骤S3中，通过向处理容器内供给氧化剂，使吸附于基片表面的MO气体氧化，形成金属氧化膜。作为步骤S3中使用的氧化剂，只要是与MO气体反应而形成金属氧化物的氧化剂即可，能够例举出臭氧(O3)气体、氧(O2)气、水蒸气(H2O)。
[0057]步骤S2和步骤S4的吹扫可以通过对处理容器内抽真空来进行，也可以向处理容器内供给吹扫气体而排出残留气体，也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对处理容器内的基片成膜金属氧化膜的成膜方法，其特征在于，包括：向所述处理容器内供给含有有机金属前体的原料气体的步骤；在所述供给原料气体的步骤之后，去除残留在所述处理容器内的残留气体的步骤；接着进行的向所述处理容器内供给使所述原料气体氧化的氧化剂的步骤；在所述供给氧化剂的步骤之后，去除残留在所述处理容器内的残留气体的步骤；与所述供给原料气体的步骤同时，或者在所述供给原料气体的步骤后相继地，向所述处理容器内供给含氢的还原气体的步骤。2.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于：将所述供给原料气体的步骤、所述供给原料气体的步骤之后的去除残留气体的步骤、所述供给氧化剂的步骤、和所述供给氧化剂的步骤之后的去除残留气体的步骤反复多个循环，在各循环中进行供给所述含氢的还原气体的步骤。3.一种对处理容器内的基片成膜多元金属氧化膜的成膜方法，其中，所述元金属氧化膜由分别含有不同金属的多个金属氧化膜构成，所述成膜方法的特征在于：所述成膜方法具有将所述多个金属氧化膜分别进行成膜的多个阶段，所述阶段各自包括：向所述处理容器内供给含有有机金属前体的原料气体的步骤；在所述供给原料气体的步骤之后，去除残留在所述处理容器内的残留气体的步骤；接着进行的向所述处理容器内供给使所述原料气体氧化的氧化剂的步骤；和在所述供给氧化剂的步骤之后，去除残留在所述处理容器内的残留气体去除的步骤，所述多个阶段中的至少一者包括：与所述供给原料气体的步骤同时，或者在所述供给原料气体的步骤后相继地，向所述处理容器内供给含氢的还原气体的步骤。4.如权利要求3所述的成膜方法，其特征在于：所述多个阶段中的、具有所述供给含氢的还原气体的步骤的阶段，将以下步骤反复多个循环，并在各循环中进行所述供给含氢的还原气体的步骤：所述供给原料气体的步骤；所述供给原料气体的步骤之后的去除残留气体的步骤；所述供给氧化剂的步骤；和所述供给氧化剂的步骤之后的去除残留气体的步骤。5.如权利要求3或4所述的成膜方法，其特征在于：将所述多个阶段反复进行多个循环。6.如权利要求3至5中任一项所述的成膜方法，其特征在于：所述供给含氢的还原气体的步骤与所述供给原料气体的步骤同时进行，在具有所述供给含氢的还原气体的步骤的所述阶段中，使所述金属氧化膜的成膜温度降低，使所述多元金属氧化膜的最佳成膜温度一致。7.如权利要求3至6中任一项所述的成膜方法，其特征在于：所述多个金属氧化膜是InO
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膜、GaO
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膜、ZnO
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膜，所述多元金属氧化膜是InGaZnO膜。8.如权利要求7所述的成膜方法，其特征在于：成膜所述GaO
x
膜的阶段具有所述供给含氢的还原气体的步骤，所述供给含氢的还原气体的步骤与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：根石浩司，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：