[发明专利]成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种成膜方法，特别是涉及一种在氧化膜中掺杂规定元素的成膜方法。

背景技术

在半导体集成电路（IC、Integrated Circuit）的制造工艺中存在在半导体晶圆上形成薄膜的工序。对于该工序，从IC进一步微细化的方面考虑，要求提高晶圆面内的均匀性。作为响应该要求的成膜方法，期待一种被称作原子层成膜（ALD、Atomic Layer Deposition）法或分子层成膜（MLD、Molecular Layer Deposition）法的成膜方法。在ALD法中，通过重复使互相进行反应的两种反应气体中的一种反应气体（反应气体A）吸附于晶圆表面、使吸附的反应气体A在另一种反应气体（反应气体B）中进行反应的循环，在晶圆表面上形成由反应生成物构成的薄膜。由于ALD法利用反应气体吸附于晶圆表面的现象，因此具有膜厚均匀性及膜厚控制性优异这样的优点。

作为实施ALD法的成膜装置，存在日本专利4661990号所述的所谓的旋转台式的成膜装置。该成膜装置具有以能够旋转的方式配置在真空容器内且可载置多个晶圆的旋转台、将在旋转台的上方划分的反应气体A的供给区域和反应气体B的供给区域分离的分离区域、与反应气体A及反应气体B的供给区域相对应地设置的排气口、以及连接于这些排气口的排气装置。在该成膜装置中，通过旋转台旋转，晶圆会通过反应气体A的供给区域、分离区域、反应气体B的供给区域、以及分离区域。由此，在反应气体A的供给区域中反应气体A吸附于晶圆表面，在反应气体B的供给区域中反应气体A和反应气体B在晶圆表面进行反应。因此，在成膜过程中不必切换供给反应气体A及反应气体B，能够持续供给反应气体A及反应气体B。因而，不需要排气／吹扫工序，存在能够缩短成膜时间这样的优点。

在利用上述旋转台式的成膜装置形成含有规定元素的氧化膜的情况下，只要反应气体A为含有上述规定元素的反应气体（例如含有硅的硅类气体等），反应气体B为臭氧等氧化气体，就能够形成含有规定元素的氧化膜。在这种情况下，含有规定元素的气体（反应气体A）首先吸附于晶圆的表面，在该状态下供给氧化气体（反应气体B），在晶圆的表面上反应气体A和反应气体B进行反应，形成有含有规定元素的氧化膜的分子层。这样，含有规定元素的反应气体首先吸附在晶圆的表面上，接着在晶圆表面上与氧化气体进行反应，从而在晶圆的表面上形成有含有规定元素的氧化膜。

采用该成膜方法，在含有不同种类的元素的氧化膜层叠成膜而成为层叠构造的情况下，重复上述成膜工艺就能够形成各氧化膜。例如利用该成膜工艺，能够形成ZrAlO、HfAlO、HfSiO这样的具有层叠构造的氧化膜，也期待应用于High－k膜等。

但是，近年来，对于形成栅极氧化膜等所采用的High－k膜，寻求在含有两种金属元素的复合氧化膜中还掺杂氮而成的膜，例如寻求确立一种HfSiON、HfAlON等的成膜方法。

像上述那样，旋转台式的成膜装置存在能够缩短成膜时间的优点，期待开发一种使用该旋转台式的成膜装置高效且高品质地形成在复合氧化膜中掺杂氮而成的HfSiON、HfAlON等的工艺。此外，这样的在氧化膜中掺杂氮的成膜存在各种应用范围，也存在在单膜中掺杂氮的情况、或寻求在单膜中掺杂除氮之外的元素、例如硅等的成膜的情况。

发明内容

因此，本发明的实施例的目的在于提供一种新式且有用的成膜方法。

根据本发明的一个技术方案，成膜方法利用成膜装置在多个基板上形成在含有规定的第1元素的氧化膜中掺杂第2元素而成的掺杂氧化膜；上述成膜装置包括：旋转台，其以能够旋转的方式收容在腔室内，具有能够在上表面载置上述多个基板的载置部；第1处理区域，其在上述旋转台的上述上表面的上方被划分而成，具有用于朝向上述旋转台的上述上表面供给气体的第1气体供给部；第2处理区域，其沿着上述旋转台的圆周方向与上述第1处理区域分开地配置，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及分离区域，其设于上述第1处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面相对于上述旋转台的上述上表面形成用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第1处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，

该成膜方法包括以下工序：

成膜工序，在从上述第1气体供给部供给含有上述第1元素的第1反应气体、从上述第2气体供给部供给氧化气体、从上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定圈数，在上述基板上形成含有上述第1元素的氧化膜；以及