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JP2015149461A - 金属酸化物膜の成膜方法および成膜装置 - Google Patents

金属酸化物膜の成膜方法および成膜装置 Download PDF

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JP2015149461A JP2014023148A JP2014023148A JP2015149461A JP 2015149461 A JP2015149461 A JP 2015149461A JP 2014023148 A JP2014023148 A JP 2014023148A JP 2014023148 A JP2014023148 A JP 2014023148A JP 2015149461 A JP2015149461 A JP 2015149461A
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film
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和雄 矢部
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Abstract

【課題】膜厚の均一性を損なうことなく、炭素等の不純物の濃度が低い金属酸化物膜を得ることが可能な金属酸化物膜の成膜方法を提供すること。
【解決手段】有機金属プリカーサを用いて、被処理体の被処理面上に金属酸化物膜を成膜する金属酸化物膜の成膜方法であって、被処理体が収容された処理室内に有機金属プリカーサを含むガスを供給する工程（ステップ１）、有機金属プリカーサを含むガスを処理室内に供給した後、処理室内に酸素ガスを供給する工程（ステップ４）を、設定された回数繰り返した後、処理室内にオゾンガスを供給する工程（ステップ８）を備え、上記ステップ１、およびステップ４、並びにステップ８の工程を、さらに設定された回数繰り返して、被処理体の被処理面上に金属酸化物膜を成膜する。
【選択図】図１

Description

この発明は、金属酸化物膜の成膜方法および成膜装置に関する。
近時、トランジスタのゲート絶縁膜やキャパシタの誘電体として、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が注目されている。酸化アルミニウムの比誘電率はＳｉＯ２の約３．９の２倍を超える約９〜１１である。このため、ＳｉＯ２に比較して、トンネリング電流を抑制しつつ、ゲート絶縁膜の薄膜化が可能となり、トランジスタの更なる微細化に貢献できる。
酸化アルミニウムをゲート絶縁膜に用いたトランジスタは、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１においては、ＡＬＤ装置内において、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ：Ａｌ（ＣＨ３）３）およびオゾン（Ｏ３）を交互に供給し、Ａｌ２Ｏ３を成長させることでゲート絶縁膜を形成する。
国際公開第２０１０／０４４４３０号
特許文献１は、アルミニウム膜を酸化する酸化剤として、酸化力の高いＯ３を用いる。このため、ＴＭＡのような有機アルミニウムをアルミニウム膜の原料に用いても、炭素の濃度が低い酸化アルミニウム膜が得られる、という利点がある。
しかしながら、アルミニウム膜を酸化力の高いＯ３を用いて酸化するため、膜厚の均一性が、例えば、Ｏ２を用いて酸化した場合に比較して低下する、という事情がある。
この発明は、膜厚の均一性を損なうことなく、炭素等の不純物の濃度が低い金属酸化物膜を得ることが可能な金属酸化物膜の成膜方法およびその成膜方法を実行することが可能な成膜装置を提供する。
この発明の第１の態様に係る金属酸化物膜の成膜方法は、有機金属プリカーサを用いて、被処理体の被処理面上に金属酸化物膜を成膜する金属酸化物膜の成膜方法であって、(１)前記被処理体が収容された処理室内に有機金属プリカーサを含むガスを供給する工程と、前記有機金属プリカーサを含むガスを前記処理室内に供給した後、前記処理室内に酸素ガスを供給する工程とを、設定された回数繰り返した後、(２)前記処理室内にオゾンガスを供給する工程を備え、(３)前記(１)の工程、および前記(２)の工程を、さらに設定された回数繰り返して、前記被処理体の被処理面上に金属酸化物膜を成膜する。
この発明の第２の態様に係る成膜装置は、有機金属プリカーサを用いて被処理体の被処理面上に金属酸化物膜を成膜する成膜装置であって、前記被処理体を収容する処理室と、前記処理室内に、有機金属プリカーサを含むガス、酸素ガス、およびオゾンガスを供給するガス供給機構と、前記処理室内を加熱する加熱装置と、前記処理室内を排気する排気装置と、前記ガス供給機構、前記加熱装置、前記排気装置を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラが、前記処理室内において、上記第１の態様に係る金属酸化物膜の成膜方法が前記被処理体に対して実行されるように、前記ガス供給機構、前記加熱装置、前記排気装置を制御する。
この発明によれば、膜厚の均一性を損なうことなく、炭素等の不純物の濃度が低い金属酸化物膜を得ることが可能な金属酸化物膜の成膜方法およびその成膜方法を実行することが可能な成膜装置を提供できる。
この発明の第１の実施形態に係る金属酸化物膜の成膜方法の一例を示す流れ図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図 ＳＩＭＳによる酸化アルミニウム膜中の不純物の分析結果を示す図 ＳＩＭＳによる酸化アルミニウム膜中の不純物の分析結果を示す図 ＳＩＭＳによる酸化アルミニウム膜中の不純物の分析結果を示す図 ＳＩＭＳによる酸化アルミニウム膜中の不純物の分析結果を示す図 ＳＩＭＳによる酸化アルミニウム膜中の不純物の分析結果を示す図 ＳＩＭＳによる酸化アルミニウム膜中の不純物の分析結果を示す図 ＸＲＲによる酸化アルミニウム膜の膜密度の分析結果を示す図 この発明の第２の実施形態に係る成膜装置の一例を概略的に示す断面図
以下、この発明の実施形態のいくつかを、図面を参照して説明する。なお、全図にわたり、共通の部分には共通の参照符号を付す。
（第１の実施形態）
＜成膜方法＞
図１はこの発明の第１の実施形態に係る金属酸化物膜の成膜方法の一例を示す流れ図、図２Ａ〜図２Ｌは図１に示すシーケンス中の被処理体の状態を概略的に示す断面図である。
まず、成膜装置の処理室内に、被処理体を収容する。被処理体の一例は、図２Ａに示すように、シリコンウエハ（以下ウエハという）１である。
次に、図１中のステップ１に示すように、ウエハ１が収容された処理室内に有機金属プリカーサ、例えば、有機アルミニウムを含むガス（Ａｌプリカーサガス）を供給する。有機アルミニウムの一例は、Ｃ１１Ｈ２９Ｎ４Ａｌ（（２−ジメチルアミノエチルメチルアミノ）ビス（エチルメチルアミノ）アルミニウム）である。これにより、図２Ｂに示すように、ウエハ１の被処理面上には、アルミニウムが堆積され、第１アルミニウム層２ａ−１が形成される。
ステップ１における処理条件の一例は、
Ｃ１１Ｈ２９Ｎ４Ａｌ流量： １０００ｓｃｃｍ（キャリアガス：窒素（Ｎ２））
処 理 時 間： １０〜３０ｓｅｃ
処 理 温 度： 室温（２５℃）〜３５０℃
処 理 圧 力： ５３．３Ｐａ（０．４Ｔｏｒｒ）
である。
次に、図１中のステップ２に示すように、処理室内からＡｌプリカーサガスを排気した後、図１中のステップ３に示すように、処理室内を不活性ガスによってパージする。
次に、図１中のステップ４に示すように、処理室内に酸素ガス（Ｏ２ガス）を供給する。これにより、図２Ｃに示すように、第１アルミニウム層２ａ−１は酸化され、第１酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層３ａ−１となる。
ステップ４における処理条件の一例は、
酸 素 流 量： ６５００〜１００００ｓｃｃｍ
処 理 時 間： １５〜３０ｓｅｃ
処 理 温 度： 室温（２５℃）〜３５０℃
処 理 圧 力： １３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）
である。
次に、図１中のステップ５に示すように、処理室内から酸素ガスを排気した後、図１中のステップ６に示すように、処理室内を不活性ガスによってパージする。
次に、図１中のステップ７に示すように、ステップ１〜ステップ６の繰り返し回数が、設定回数か否かを判断する。設定回数に達していない場合（Ｎｏ）には、ステップ１に戻り、ステップ１〜ステップ６を繰り返す。このようにして、第１酸化アルミニウム層３ａ−１上には、Ｎ層の第１アルミニウム層２ａ−Ｎの形成（図２Ｄ参照）、Ｎ層の第１アルミニウム層２ａ−Ｎの酸化によるＮ層の第１酸化アルミニウム層３ａ−Ｎの形成（図２Ｅ参照）が行われる（ここで、Ｎは２以上の自然数である）。
また、ステップ７において、設定回数に達した場合（Ｙｅｓ）には、ステップ８へと進む。図１中のステップ８に示すように、処理室内にオゾンガス（Ｏ３ガス）を供給する。これにより、図２Ｆに示すように、第１酸化アルミニウム層３ａ−１〜Ｎ層の第１酸化アルミニウム層３ａ−Ｎは改質され、第１層改質酸化アルミニウム層４ａとなる。
ステップ８における処理条件の一例は、
オゾン 流 量： ６５００〜１００００ｓｃｃｍ
処 理 時 間： ６０〜１２０ｓｅｃ
処 理 温 度： 室温（２５℃）〜３５０℃
処 理 圧 力： １３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）
である。
次に、図１中のステップ９に示すように、処理室内からオゾンガスを排気した後、図１中のステップ１０に示すように、処理室内を不活性ガスによってパージする。
次に、図１中のステップ１１に示すように、ステップ８〜ステップ１０の繰り返し回数が、設定回数か否かを判断する。設定回数に達していない場合（Ｎｏ）には、ステップ１に戻り、ステップ１〜ステップ６、並びにステップ８〜１０を繰り返す。
これにより、第１層改質酸化アルミニウム層４ａ上には、第２アルミニウム層２ｂ−１の形成（図２Ｇ参照）、第２アルミニウム層２ｂ−１の酸化による第２酸化アルミニウム層３ｂ−１の形成（図２Ｈ参照）が行われる。さらに、第２酸化アルミニウム層３ｂ−１上には、Ｎ層の第２アルミニウム層２ｂ−Ｎの形成（図２Ｉ参照）、Ｎ層の第２アルミニウム層２ｂ−Ｎの酸化によるＮ層の第２酸化アルミニウム層３ｂ−Ｎの形成（図２Ｊ参照）が行われる。そして、第２酸化アルミニウム層３ｂ−１〜Ｎ層の第２酸化アルミニウム層３ｂ−Ｎは改質され、第２層改質酸化アルミニウム層４ｂとなる（図２Ｋ）。
また、ステップ１１において、設定回数に達した場合（Ｙｅｓ）には、第１の実施形態に係る金属酸化物膜の成膜方法を終了する。このようにして、最終的には、図２Ｌに示すように、第１層改質酸化アルミニウム層４ａ〜第Ｍ層改質酸化アルミニウム層４Ｍからなる酸化アルミニウム膜４が、ウエハ１の被処理面上に成膜される（ここで、Ｍは２以上の自然数である）。
＜酸化アルミニウム膜４中の不純物の分析結果＞
次に、酸化アルミニウム膜４中の不純物の分析結果について説明する。
図３Ａ〜図３Ｃ、並びに図４Ａ〜図４ＣはＳＩＭＳ（二次イオン質量分析）による酸化アルミニウム膜４中の不純物分析結果を示す図である。図３Ａ〜図３Ｃは比較例であり、ステップ８におけるオゾン改質処理を行わなかった例、図４Ａ〜図４Ｃは第１の実施形態に係る例であり、ステップ８におけるオゾン改質処理を行った例をそれぞれ示している。
<比較例１>
図３Ａは、オゾン改質処理を行わずに、温度３００℃で酸素ガスによるアルミニウム層の酸化のみを行った例の結果を示す。
図３Ａに示すように、比較例１においては、深さ５ｎｍまでの範囲において、炭素（Ｃ）、および水素（Ｈ）の濃度が１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダーとなっており、窒素（Ｎ）の濃度についても１０２０〜１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダーとなっている。
<比較例２>
図３Ｂは、オゾン改質処理を行わずに、温度３５０℃で酸素ガスによるアルミニウム層の酸化のみを行った例の結果を示す。
図３Ｂに示すように、比較例２においては、深さ５ｎｍまでの範囲において、水素（Ｈ）の濃度は比較例１に比較して低下したが、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）については比較例１に比較して大きな改善はみられない。
<比較例３>
図３Ｃは、オゾン改質処理を行わずに、温度３００℃でオゾンガスによるアルミニウム層の酸化のみを行った例の結果を示す。
図３Ｃに示すように、比較例３においては、深さ５ｎｍまでの範囲において、炭素（Ｃ）の濃度が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダー、水素（Ｈ）の濃度が１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダー、並びに窒素（Ｎ）の濃度が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダーのように、比較例１、２に比較して約１桁改善されている。しかしながら、オゾンガスを用いてアルミニウム層を酸化するために、酸素ガスを用いてアルミニウム膜を酸化する比較例１、２に比較して、膜厚の均一性が劣る。
<第１の実施形態：ケース１>
図４Ａは、温度３００℃で酸素ガスによるアルミニウム層の酸化と、温度３００℃でオゾンガスによるオゾン改質処理を６０ｓｅｃ行った例の結果を示す。
図４Ａに示すように、ケース１においては、深さ５ｎｍまでの範囲において、炭素（Ｃ）の濃度が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダー、水素（Ｈ）の濃度が１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダー、並びに窒素（Ｎ）の濃度が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダーのように、オゾンガスを用いて酸化した比較例３と同程度まで、不純物の濃度が改善されている。もちろん、アルミニウム層は酸素ガスを用いて酸化するので、酸素ガスを用いてアルミニウム膜を酸化する比較例１、２と同程度の膜厚の均一性を誇る。
<第１の実施形態：ケース２>
図４Ｂは、温度３５０℃で酸素ガスによるアルミニウム層の酸化と、温度３５０℃でオゾンガスによるオゾン改質処理を６０ｓｅｃ行った例の結果を示す。
図４Ｂに示すように、ケース１に比較して、酸化温度および改質処理温度を高めたケース２においては、深さ５ｎｍまでの範囲において、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、窒素（Ｎ）それぞれの濃度がケース１に比較してさらに改善された。ケース２においては炭素（Ｃ）の濃度は、１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダー、水素（Ｈ）の濃度が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダー、並びに窒素（Ｎ）の濃度が１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダーである。
<第１の実施形態：ケース３>
図４Ｃは、温度３００℃で酸素ガスによるアルミニウム層の酸化と、温度３００℃でオゾンガスによるオゾン改質処理を１２０ｓｅｃ行った例の結果を示す。
図４Ｃに示すように、ケース１に比較して改質処理時間を延長したケース３においては、深さ５ｎｍまでの範囲において、特に、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）それぞれの濃度がケース１に比較して、若干改善された。ケース３においては炭素（Ｃ）の濃度は、１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダー、水素（Ｈ）の濃度が１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダー、並びに窒素（Ｎ）の濃度が１０１９〜１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｃのオーダーである。
＜酸化アルミニウム膜４の膜密度の分析結果＞
次に、酸化アルミニウム膜４の膜密度の分析結果について説明する。
図５はＸＲＲ（Ｘ線反射率法）による酸化アルミニウム膜４の膜密度の分析結果を示す図である。
<比較例１、２>
図５に示すように、酸素ガスを用いてアルミニウム層を酸化した比較例１、２は、膜密度が２．６６〜２．７１ｇ／ｃｍ３であり、膜密度は低いものである。
<比較例３>
対して、オゾンガスを用いてアルミニウム層を酸化した比較例３は、膜密度については３．００ｇ／ｃｍ３となり、比較例１、２に比較して膜密度は向上する。しかしながら、上述した通り、比較例３は、酸素ガスを用いてアルミニウム膜を酸化する比較例１、２に比較して、膜厚の均一性が劣る。
<第１の実施形態：ケース１>
酸素ガスを用いてアルミニウム層を３００℃で酸化し、かつ、オゾンガスを用いて６０ｓｅｃ、３００℃でオゾン改質処理を行ったケース１においては、膜密度が２．９８ｇ／ｃｍ３となり、比較例１に比較して膜密度が０．２７ｇ／ｃｍ３改善され、比較例３と同等の膜密度となった。
<第１の実施形態：ケース２>
さらに、酸化の温度、およびオゾン改質処理の温度を、ケース１に比較して５０℃高めたケース２においては、ケース１に比較して膜密度が０．０２ｇ／ｃｍ３改善された。この結果から、特に、オゾン改質処理の温度を高めることは、膜密度の向上に有効であることが分かった。
<第１の実施形態：ケース３>
また、オゾン改質処理の時間を、ケース１に比較して６０ｓｅｃ延長したケース３においては、ケース１に比較して膜密度が０．０６ｇ／ｃｍ３改善された。この結果から、オゾン改質処理の時間を延長することも、膜密度の向上に有効であることが分かった。
このように、アルミニウム層をオゾンガスによる改質処理を繰り返しつつ、設定された厚みまで積み増していくことで、設定された膜厚を持つ酸化アルミニウム膜を成膜する第１の実施形態に係る金属酸化物膜の成膜方法によれば、膜厚の均一性を損なうことなく、炭素等の不純物の濃度を低減でき、かつ、膜密度が高く、例えば、リーク電流等も少ない良好な膜質を持つ酸化アルミニウム膜が得られる、という利点を得ることができる。
（第２の実施形態）
＜成膜装置＞
次に、この発明の第１の実施形態に係る金属酸化物膜の成膜方法を実施することが可能な成膜装置を、この発明の第２の実施形態として説明する。
図６はこの発明の第２の実施形態に係る成膜装置の一例を概略的に示す断面図である。
図６に示すように、成膜装置１００は、下端が開口され、有天井で円筒体状の内管１０１と、内管１０１の外側に同心円状に配置された外管１０２とからなる２重筒構造の処理室１０３を有している。内管１０１および外管１０２は、例えば、石英により形成されている。処理室１０３を構成する外管１０２の下端は、例えば、ステンレススチール製の円筒体状のマニホールド１０４に、Ｏリング等のシール部材１０５を介して連結されている。同じく処理室１０３を構成する内管１０１は、マニホールド１０４の内壁に取り付けられている支持リング１０６上に支持されている。
マニホールド１０４の下端は開口されており、下端開口部を介して縦型ウエハボート１０７が内管１０１内に挿入される。縦型ウエハボート１０７は、複数本の図示せぬ支持溝が形成されたロッド１０８を複数本有しており、上記支持溝に被処理体として複数枚、例えば、５０〜１００枚の被処理体、本例では、ウエハ１の周縁部の一部を支持させる。これにより、縦型ウエハボート１０７には、ウエハ１が高さ方向に多段に載置される。
縦型ウエハボート１０７は、石英製の保温筒１０９を介してテーブル１１０上に載置される。テーブル１１０は、マニホールド１０４の下端開口部を開閉する、例えば、ステンレススチール製の蓋部１１１を貫通する回転軸１１２上に支持される。回転軸１１０の貫通部には、例えば、磁性流体シール１１３が設けられ、回転軸１１２を気密にシールしつつ回転可能に支持している。蓋部１１１の周辺部とマニホールド１０４の下端部との間には、例えば、Ｏリングよりなるシール部材１１４が介設されている。これにより処理室１０３内のシール性が保持されている。回転軸１１２は、例えば、ボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム１１５の先端に取り付けられている。これにより、縦型ウエハボート１０７および蓋部１１１等は、一体的に昇降されて処理室１０３の内管１０１内に対して挿脱される。
成膜装置１００は、内管１０１内に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構１２０、および内管１０１内に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構１２１を有している。
処理ガス供給機構１２０は、酸化ガス供給源としてＯ２ガス供給源１２２ａ、改質処理ガス供給源としてＯ３ガス供給源１２２ｂ、および金属原料ガス供給源として有機金属ガス供給源１２２ｃを含んでいる。有機金属ガス供給源１２２ｃは、例えば、有機金属が溶融されている液体原料１２３を貯留する貯留槽１２４と、貯留槽１２４を加熱するヒータ１２５を備えている。有機金属の一例はＴＭＡである。貯留槽１２４内には、キャリアガス供給源１２２ｄから、流量制御器１２６ｄおよび開閉弁１２７ｄを介してキャリアガスが供給される。キャリアガスの一例は窒素（Ｎ２）ガスである。
Ｏ２ガス供給源１２２ａは流量制御器（ＭＦＣ）１２６ａおよび開閉弁１２７ａを介して分散ノズル１２８ａに接続されている。Ｏ３ガス供給源１２２ｂは流量制御器（ＭＦＣ）１２６ｂおよび開閉弁１２７ｂを介して分散ノズル１２８ｂに接続されている。有機金属ガス供給源１２２ｃは流量制御器（ＭＦＣ）１２６ｃおよび開閉弁１２７ｃを介して分散ノズル１２８ｃに接続されている。
不活性ガス供給機構１２１は、不活性ガス供給源１２２ｅを含んでいる。不活性ガスの一例は窒素（Ｎ２）ガスである。不活性ガスは、内管１０１内のパージなどに使用される。不活性ガス供給源１２２ｅは流量制御器（ＭＦＣ）１２６ｅおよび開閉弁１２７ｅを介してノズル１２８ｅに接続されている。
分散ノズル１２８ａ〜１２８ｃはそれぞれ、例えば、石英管よりなり、マニホールド１０４の側壁を内側へ貫通し、マニホールド１０４の内部において内管１０１に向かって高さ方向へ屈曲されて垂直に延びる。分散ノズル１２８ａ〜１２８ｃの垂直部分には、複数のガス吐出孔１２９が所定の間隔を隔てて形成されている。これにより、各ガスは、ガス吐出孔１２９から水平方向に内管１０１の内部に向けて略均一に吐出される。また、ノズル１２８ｅは、マニホールド１０４の側壁を貫通し、その先端から不活性ガスを、水平方向に吐出させる。
内管１０１の、分散ノズル１２８ａ〜１２８ｃに対して反対側に位置する側壁部分には、内管１０１内を排気するための排気口１３０が設けられている。内管１０１は、排気口１３０を介して外管１０２の内部に通じている。外管１０２の内部は、マニホールド１０４の側壁に設けられたガス出口１３１に通じており、ガス出口１３１には、真空ポンプ等を含む排気装置１３２が接続されている。排気装置１３２は、外管１０２の内部および排気口１３０を介して内管１０１内を排気する。これにより、内管１０１内から処理に使用した処理ガスを排気したり、内管１０１内の圧力を処理に応じた処理圧力としたりする。
外管１０２の外周には筒体状の加熱装置１３３が設けられている。加熱装置１３３は、内管１０１内に供給されたガスを活性化するとともに、内管１０１内に収容されたウエハ１を加熱する。
成膜装置１００の各部の制御は、例えばマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるコントローラ１５０により行われる。コントローラ１５０には、オペレータが成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うタッチパネルや、成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１５１が接続されている。
コントローラ１５０には記憶部１５２が接続されている。記憶部１５２は、成膜装置１００で実行される各種処理をコントローラ１５０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて成膜装置１００の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわちレシピが格納される。レシピは、例えば、記憶部１５２の中の記憶媒体に記憶される。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。レシピは、必要に応じて、ユーザーインターフェース１５１からの指示等にて記憶部１５２から読み出され、読み出されたレシピに従った処理をコントローラ１５０が実行することで、成膜装置１００は、コントローラ１５０の制御のもと、所望の成膜処理、例えば、図１を参照して説明したステップ１〜ステップ１１を実施する。
この発明の第１の実施形態に係る金属酸化物膜の成膜方法は、例えば、図６に示したような成膜装置１００によって実施することができる。
以上、この発明をいくつかの実施形態によって説明したが、この発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々に変形して実施することが可能である。
例えば、上記実施形態においては、金属酸化物膜の原料となる有機金属として、Ｃ１１Ｈ２９Ｎ４Ａｌ（（２−ジメチルアミノエチルメチルアミノ）ビス（エチルメチルアミノ）アルミニウム）を用いたが、原料となる有機金属については、Ｃ１１Ｈ２９Ｎ４Ａｌに限られるものではない。例えば、Ｃ１１Ｈ２９Ｎ４Ａｌの他、以下のような有機金属についても、金属酸化物膜の金属原料として用いることができる。
トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）
トリスジメチルアミノアルミニウム（ＴＤＭＡＡ）
塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）
ＣＸＨＹＮＺＡｌ（ただし、Ｘ：１１〜１７、Ｙ：２９〜８８、Ｚ：１〜６）
また、上記実施形態では、本発明を実施する成膜装置として、複数のウエハ１を搭載して一括して成膜を行うバッチ式の成膜装置１００を例示したが、成膜装置は、バッチ式に限らず、一枚のウエハ１毎に成膜を行う枚葉式の成膜装置とすることも可能である。
また、被処理体としてはウエハ１に限定されることもなく、ＬＣＤガラス基板等の他の基板にも本発明を適用することができる。その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
１…シリコンウエハ、２ａ−１〜２ａ−Ｎ…第１アルミニウム層、３ａ−１〜３ａ−Ｎ…第１酸化アルミニウム層、４ａ〜４Ｍ…改質酸化アルミニウム層、４…酸化アルミニウム膜。

Claims (8)

  1. 有機金属プリカーサを用いて、被処理体の被処理面上に金属酸化物膜を成膜する金属酸化物膜の成膜方法であって、
    (１) 前記被処理体が収容された処理室内に有機金属プリカーサを含むガスを供給する工程と、前記有機金属プリカーサを含むガスを前記処理室内に供給した後、前記処理室内に酸素ガスを供給する工程とを、設定された回数繰り返した後、
    (２) 前記処理室内にオゾンガスを供給する工程
    を備え、
    (３) 前記(１)の工程、および前記(２)の工程を、さらに設定された回数繰り返して、前記被処理体の被処理面上に金属酸化物膜を成膜することを特徴とする金属酸化物膜の成膜方法。
  2. 前記(１)の工程は、前記被処理面上に前記有機金属プリカーサをソースとして金属膜を堆積し、堆積された前記金属膜を酸化して金属酸化物膜を得る工程であり、
    前記(２)の工程は、前記(１)の工程において得られた前記金属酸化物膜を改質する工程であり、
    前記(１)の工程において得られた前記金属酸化物膜を、前記(２)工程における前記オゾンガスによる改質を繰り返しつつ、設定された厚みまで積み増していくことを特徴とする請求項１に記載の金属酸化物膜の成膜方法。
  3. 前記金属酸化物膜の改質は、前記金属酸化物膜から少なくとも前記有機金属プリカーサに含まれる炭素、および水素を前記金属酸化物膜から減少させること、および前記金属酸化物膜の膜密度を高めることを含むことを特徴とする請求項２に記載の金属酸化物膜の成膜方法。
  4. 前記(２)工程における温度は、３００℃以上３５０℃以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金属酸化物膜の成膜方法。
  5. 前記(２)工程における時間は、６０ｓｅｃ以上１２０ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金属酸化物膜の成膜方法。
  6. 前記有機金属プリカーサは、有機アルミニウムプリカーサであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の金属酸化物膜の成膜方法。
  7. 前記有機金属プリカーサは、炭素、水素、窒素、アルミニウムを含む有機アルミニウムプリカーサであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の金属酸化物膜の成膜方法。
  8. 有機金属プリカーサを用いて被処理体の被処理面上に金属酸化物膜を成膜する成膜装置であって、
    前記被処理体を収容する処理室と、
    前記処理室内に、有機金属プリカーサを含むガス、酸素ガス、およびオゾンガスを供給するガス供給機構と、
    前記処理室内を加熱する加熱装置と、
    前記処理室内を排気する排気装置と、
    前記ガス供給機構、前記加熱装置、前記排気装置を制御するコントローラと、を備え、
    前記コントローラが、前記処理室内において、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載された金属酸化物膜の成膜方法が前記被処理体に対して実行されるように、前記ガス供給機構、前記加熱装置、前記排気装置を制御することを特徴とする成膜装置。
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