[发明专利]成膜方法及成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在半导体晶圆等被处理基板上形成氧化锆 系膜的成膜方法及成膜装置。

背景技术

近来，由于LSI的高集成化、高速化的要求，构成LSI的半 导体元件的设计规则更加细微化。随之，要求DRAM等所采用 的电容器的容量上升，要求电介质膜的高介电常数化。这样的 电解质膜为了获得更高的介电常数而需要结晶化，进一步要求 更高结晶性的膜。另外，由于设备的原因而热预算存在制约， 期望一种能在低温下进行成膜、结晶化的膜。

作为可应用于这些用途的高介电常数材料，研究了氧化锆 (ZrO₂)膜(例如专利文献1)。

作为在低温下形成氧化锆膜的方法，公知有例如将四(乙 基甲基氨基)锆(TEMAZ：Tetrakis-ethylmethylamino Zirconium)用作原料气体(前体)、例如将O₃气体用作氧化剂 来将它们交替供给的ALD工艺(例如专利文献2)。另外，氧化 锆易于结晶化，保持着利用这样的方法在低温下成膜的状态、 或者之后在450℃以下的低温下退火，从而能够不对设备产生 不良影响地结晶化。

但是，这样的电介质膜不仅介电常数较高，而且也要求泄 漏电流较低，但在如上所述那样将电介质膜结晶化时，存在因 自晶界泄漏的晶界泄漏而使泄漏电流增大这样的问题。

专利文献1：日本特开2001-152339号公报

专利文献2：日本特开2006-310754号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供能够进 行结晶化、且形成泄漏电流也很小的氧化锆系膜的成膜方法及 成膜装置。

其目的还在于提供一种存储有执行这样的成膜方法的程序 的存储介质。

为了解决上述课题，本发明的第1技术方案提供一种成膜 方法，其特征在于，将被处理体插入到能保持真空的处理容器 内，使上述处理容器内保持真空的状态，通过对形成ZrO₂膜时 的锆原料和氧化剂的供给次数及形成SiO₂膜时的硅原料和氧 化剂的供给次数进行调整来进行形成ZrO₂膜的工序和形成 SiO₂膜的工序，使得膜中的Si浓度为1～4atm％，将上述供给 次数的ZrO₂膜成膜和SiO₂膜成膜作为1个循环，进行该循环1 个以上而形成规定膜厚的氧化锆系膜，该形成ZrO₂膜的工序是 向上述处理容器内交替地多次供给锆原料和氧化剂而在基板上 形成ZrO₂膜的工序，该形成SiO₂膜的工序是向上述处理容器内 交替地1次或多次供给硅原料和氧化剂而在基板上形成SiO₂膜 的工序。

在上述第1技术方案中，优选对形成ZrO₂膜时的锆原料和 氧化剂的供给次数及形成SiO₂膜时的硅原料和氧化剂的供给 次数进行调整，使得膜中的Si浓度为2～4atm％。

还优选在上述锆原料的供给与上述氧化剂的供给之间、及 上述硅原料的供给与上述氧化剂的供给之间排出上述处理容器 内的气体。优选在上述成膜之后，以450℃以下的温度对获得 的膜进行退火。

并且，作为上述氧化剂，能够采用从O₃气体、H₂O气体、 O₂气体、NO₂气体、NO气体、N₂O气体、O₂气体和H₂气体的 自由基中选出的至少一种。作为上述锆原料及上述硅原料，能 够采用有机金属化合物。优选形成的氧化锆系膜具有氧化锆晶 体。