JP6291297B2 - 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
処理容器である縦型の反応管内にて、複数の基板を基板保持具に棚状に保持した状態で真空雰囲気にてドープ元素を含む薄膜を前記基板に成膜する方法において、
真空雰囲気とされた処理容器内に原料ガス供給部から原料ガスを供給し、基板に原料を吸着させる工程と、
次に、ドープ元素を含むドープガスをドープガス供給部から処理容器内に供給しながら各ガス供給部から逆流防止用のガスを前記処理容器内に流し、真空排気が停止された処理容器内にドープガスを封じ込めるステップと、その後ドープガスの供給を停止しかつ真空排気が停止された状態で各ガス供給部から逆流防止用のガスを前記処理容器内に流すステップと、続いて前記処理容器内を真空排気するステップと、を複数回繰り返すドーピング工程と、
その後、前記原料と反応して反応生成物を生成する反応ガスを反応ガス供給部から前記処理容器内に供給する工程と、
前記各工程間に介在して行われ、前記処理容器内の雰囲気を置換する工程と、を含むことを特徴とする。
処理容器である縦型の反応管内にて、複数の基板を基板保持具に棚状に保持した状態で真空雰囲気にてドープ元素を含む薄膜を前記基板に成膜する装置において、
原料ガスを前記処理容器内に供給する原料ガス供給部と、
前記ドープ元素を含むドープガスを前記処理容器内に供給するドープガス供給部と、
前記原料ガスに含まれる原料と反応して反応生成物を生成する反応ガスを前記処理容器内に供給する反応ガス供給部と、
前記処理容器内を真空排気するための排気口と、
真空雰囲気とされた前記処理容器内に前記原料ガス供給部から原料ガスを供給して基板に原料を吸着させる工程と、
次に、ドープ元素を含むドープガスをドープガス供給部から処理容器内に供給しながら各ガス供給部から逆流防止用のガスを前記処理容器内に流し、真空排気が停止された処理容器内にドープガスを封じ込めるステップと、その後ドープガスの供給を停止しかつ真空排気が停止された状態で各ガス供給部から逆流防止用のガスを前記処理容器内に流すステップと、続いて前記処理容器内を真空排気するステップと、を複数回繰り返すドーピング工程と、
その後前記原料と反応して反応生成物を生成する反応ガスを反応ガス供給部から前記処理容器内に供給する工程と、
前記各工程間に介在して行われ、処理容器内の雰囲気を置換する工程と、を行うように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
V2≦V1×3%
この数式を反応管12の内部の容積V3を用いて表すと、
V2≦V3×0.5%
となる。
また、以上の各例において、反応管12内や処理容器92内の雰囲気を置換するために供給するパージガスについては、当該パージガス専用のガス供給部(パージガスノズル51dあるいはガス供給路95e)を設けることに代えて、他のガス供給部(ガスノズル51a〜51cやガス供給路95a、95c、95d)から供給しても良い。
また、原料ガス、ドープガス、反応ガス(アンモニアガスあるいは酸素ガス)を供給するにあたって、これら各ガスを単独で反応管12内に供給しても良いし、あるいは窒素ガスなどの不活性ガスをこれら各ガスのキャリアガスとして同時に供給するようにしても良い。
(実験例1)
実験例1では、既述のSi−O−C−Nからなる4成分系の薄膜を成膜するにあたって、第2の反応ガス(酸素ガス)の供給時間を種々変えた時、薄膜の屈折率がどのように変化するか確認する実験を行った。第2の反応ガスの供給時間以外の処理レシピについては、各例にて共通の条件を用いた。
実験例2では、ドープ元素を吸着層にドープするにあたって、ドープガスの供給及び反応管12内の真空排気を停止して反応管12を密閉した状態を保つ時間(ホールド時間)を種々変えた時、薄膜における炭素元素の濃度を各々測定した結果を示している。尚、この実験では、各例において第2の反応ガスの供給時間を15秒に設定している。
その結果、図13に示すように、前記ホールド時間を長くするにつれて、薄膜に含まれる炭素濃度が高くなっていた。
実験例3では、既述のホールド時間及び反応管12にドープガスを密閉した後真空排気するステップの繰り返し回数を種々変えた時、ウエハボート11の上下方向において薄膜の膜質がどのように変化するか確認した。具体的には、以下の表のように各例のホールド時間及び繰り返し回数を設定した。
(表)
11 ウエハボート
12 反応管
51a〜51d ガスノズル
21 排気口
74 サイドウオール
Claims (9)
- 処理容器である縦型の反応管内にて、複数の基板を基板保持具に棚状に保持した状態で真空雰囲気にてドープ元素を含む薄膜を前記基板に成膜する方法において、
真空雰囲気とされた処理容器内に原料ガス供給部から原料ガスを供給し、基板に原料を吸着させる工程と、
次に、ドープ元素を含むドープガスをドープガス供給部から処理容器内に供給しながら各ガス供給部から逆流防止用のガスを前記処理容器内に流し、真空排気が停止された処理容器内にドープガスを封じ込めるステップと、その後ドープガスの供給を停止しかつ真空排気が停止された状態で各ガス供給部から逆流防止用のガスを前記処理容器内に流すステップと、続いて前記処理容器内を真空排気するステップと、を複数回繰り返すドーピング工程と、
その後、前記原料と反応して反応生成物を生成する反応ガスを反応ガス供給部から前記処理容器内に供給する工程と、
前記各工程間に介在して行われ、前記処理容器内の雰囲気を置換する工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。 - 前記ドープ元素は、ホウ素と炭素との少なくとも一方であることを特徴とする請求項1に記載の成膜方法。
- 前記反応生成物は、シリコンと、窒素及び酸素の少なくとも一方と、を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の成膜方法。
- 前記ドーピング工程における前記処理容器内へのドープガスの供給は、真空排気を停止した状態で行われ、
前記真空排気するステップは、前記逆流防止用のガスの供給量がドープガスの供給量の3%に到達する前に開始されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の成膜方法。 - 処理容器である縦型の反応管内にて、複数の基板を基板保持具に棚状に保持した状態で真空雰囲気にてドープ元素を含む薄膜を前記基板に成膜する装置において、
原料ガスを前記処理容器内に供給する原料ガス供給部と、
前記ドープ元素を含むドープガスを前記処理容器内に供給するドープガス供給部と、
前記原料ガスに含まれる原料と反応して反応生成物を生成する反応ガスを前記処理容器内に供給する反応ガス供給部と、
前記処理容器内を真空排気するための排気口と、
真空雰囲気とされた前記処理容器内に前記原料ガス供給部から原料ガスを供給して基板に原料を吸着させる工程と、
次に、ドープ元素を含むドープガスをドープガス供給部から処理容器内に供給しながら各ガス供給部から逆流防止用のガスを前記処理容器内に流し、真空排気が停止された処理容器内にドープガスを封じ込めるステップと、その後ドープガスの供給を停止しかつ真空排気が停止された状態で各ガス供給部から逆流防止用のガスを前記処理容器内に流すステップと、続いて前記処理容器内を真空排気するステップと、を複数回繰り返すドーピング工程と、
その後前記原料と反応して反応生成物を生成する反応ガスを反応ガス供給部から前記処理容器内に供給する工程と、
前記各工程間に介在して行われ、処理容器内の雰囲気を置換する工程と、を行うように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする成膜装置。 - 前記ドープ元素は、ホウ素と炭素との少なくとも一方であることを特徴とする請求項5に記載の成膜装置。
- 前記反応生成物は、シリコンと、窒素及び酸素の少なくとも一方と、を含むことを特徴とする請求項5または6に記載の成膜装置。
- 前記制御部は、前記処理容器内の真空排気を停止した状態で前記処理容器内にドープガスを供給すると共に、前記逆流防止用のガスの供給量がドープガスの供給量の3%に到達する前に前記真空排気するステップを開始するように制御信号を出力することを特徴とする請求項5ないし7のいずれか一つに記載の成膜装置。
- コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項1ないし4のいずれか一つに記載の成膜方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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