【手続補正書】
【提出日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明の第４の態様に係る成膜装置は、下地上に金属酸化物膜を成膜する成膜装置であって、前記金属酸化物膜が形成される下地を有した被処理体を収容する処理室と、前記処理室内に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構と、前記処理室内に収容された前記被処理体を加熱する加熱装置と、前記処理ガス供給機構、及び前記加熱装置を制御するコントローラと、を具備し、前記コントローラが、第２の態様に係る金属酸化物膜の形成方法の（３）工程及び（４）工程が実施されるように前記処理ガス供給機構、及び前記加熱装置を制御する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明の第５の態様に係る成膜装置は、下地上に金属酸化物膜を成膜する成膜装置であって、前記金属酸化物膜が形成される下地を有した被処理体を収容する第１、第２の処理室と、前記第１の処理室内に処理に使用するガスを供給する第１の処理ガス供給機構と、前記第２の処理室内に処理に使用するガスを供給する第２の処理ガス供給機構と、前記第２処理室内に収容された前記被処理体を加熱する加熱装置と、前記第１の処理ガス供給機構、前記第２の処理ガス供給機構、及び前記加熱装置を制御するコントローラと、を具備し、前記コントローラが、第２の態様に係る金属酸化物膜の形成方法の（３）工程が実施されるように前記第１の処理ガス供給機構を制御するとともに、第２の態様に係る金属酸化物膜の形成方法の（４）工程が実施されるように前記第２の処理ガス供給機構、及び前記加熱装置を制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法を実施することが可能な成膜装置の一例を概略的に示す断面図
【図２】試料の断面例を示す断面図
【図３】この発明の第１の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法の制御例を示すタイミングチャート
【図４】この発明の第１の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法における成膜メカニズムを示す断面図
【図５】比較例に係る金属酸化物膜の形成方法の制御例を示すタイミングチャート
【図６】比較例に係る金属酸化物膜の形成方法における成膜メカニズムを示す断面図
【図７】第１の下地温度制御例を示すタイミングチャート
【図８】金属酸化物膜の膜厚の金属原料ガス供給前の昇温時間依存性を示す図
【図９】第２の下地温度制御例を示すタイミングチャート
【図１０Ａ】第３の下地温度制御例を示す断面図
【図１０Ｂ】第３の下地温度制御例を示す断面図
【図１０Ｃ】第３の下地温度制御例を示す断面図
【図１１】ウエハと載置台との距離とウエハの昇温速度との関係を示す図
【図１２】この発明の第２の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法の制御例を示すタイミングチャート
【図１３】この発明の第３の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法の制御例を示すタイミングチャート
【図１４】この発明の第３の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法を実施することが可能な成膜システムの一例を概略的に示す平面図
【図１５】この発明の第３の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法を実施することが可能な熱処理装置の一例を概略的に示す断面図
【図１６】この発明の第４の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法を実施することが可能な成膜システムの一例を概略的に示す平面図
【図１７】この発明の第４の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法を実施することが可能な熱処理装置の一例を概略的に示す断面図
【図１８】この発明の第４の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法の制御例を示すタイミングチャート
【図１９】この発明の第４の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法における成膜メカニズムを示す断面図
【図２０】金属酸化物膜の膜厚の金属原料ガス供給前の昇温時間依存性を示す図
【図２１】プレアニール温度と金属酸化物膜の膜厚との関係を示す図
【図２２】プレアニール時間と金属酸化物膜の膜厚との関係を示す図
【図２３】この発明の第４の実施形態の変形例１に係る金属酸化物膜の形成方法の制御例を示すタイミングチャート
【図２４】この発明の第４の実施形態の変形例２に係る金属酸化物膜の形成方法の制御例を示すタイミングチャート
【図２５】ウエハの表面温度と蒸発する水分量との関係を示す図
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、バルブ１７ｂとガスシャワーヘッド１６のガス室１６ａとの間には、パージ機構２１が接続されている。パージ機構２１は、例えば、パージ用ガスが貯留されたパージ用ガス貯留部２１ａと、パージ用ガスを原料ガス供給路１７ａに導く供給管２１ｂと、供給管２１ｂ中を流れるパージ用ガスの流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１ｃ、バルブ２１ｄ及び２１ｅとを含んで構成される。バルブ２１ｄは、パージ用ガス貯留部２１ａとマスフローコントローラ２１ｃとの間に設けられ、バルブ２１ｅは、原料ガス供給路１７ａとマスフローコントローラ２１ｃとの間に設けられる。パージ用ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）ガス、水素（Ｈ２）ガス、及び窒素（Ｎ２）ガス等である。原料ガス供給路１７ａの内部、ガス室１６ａの内部、及び処理容器１１の内部をパージする際には、バルブ１７ｂを閉じ、バルブ２１ｄ、２１ｅを開けることで、パージガスを、原料ガス供給路１７ａに供給管２１ｂを介して流す。また、パージ用ガスは、金属原料ガスのバブリング用ガスとしても使用することができる。つまり、バブリング用ガス貯留部１９ａとパージ用ガス貯留部２１ａは共通の構成としてもよい。また、以後はパージ用ガスとバブリング用ガスと後述の圧力調整用ガスとを含めて、キャリアガスと表記する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図８は金属酸化物膜の膜厚の金属原料ガス供給前の昇温時間依存性を示す図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
ただし、最終的な到達ウエハ温度は処理容器内圧力を変更することで変化してしまう（例えば、１３３Ｐａのときにはウエハ温度は２００℃まで到達したとしても、１３．３Ｐａのときにはウエハ温度は１９０℃までしか到達しないことが起こる）ため、適宜ヒータ１２ａの設定温度を補正する必要がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
次に、ヒータ１２ａを用いてウエハＷを、成膜温度、本例では、２００℃まで昇温する（時刻ｔ２４）。これとともに、キャリアガスを圧力調整用ガスとして、本例では、アルゴン（Ａｒ）ガスを処理容器１１の内部に供給する。また、処理容器１１の内部の圧力は、本例では、圧力調整用ガスの供給開始と同時に１３３Ｐａへの昇圧制御をスタートする。ウエハＷの温度が成膜温度に達したら（時刻ｔ２５）、成膜温度を維持し、所定の成膜時間を経過させる。成膜時間が経過したら（時刻ｔ２６）、ウエハＷの加熱を止めるとともに、本例では、圧力調整用ガスの流量、及び処理容器１１の内部の圧力を、本例では段階的に下げる。処理容器１１の内部の圧力が、ウエハＷの搬出が可能な圧力まで下がったら、ウエハＷを載置台１２から離脱させ、ウエハＷを処理容器１１から外部へ搬出する（時刻ｔ２７）。これで金属酸化物膜の形成工程が終了する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
図１４は、この発明の第３の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法を実行することが可能な成膜システムの一例を概略的に示す平面図である。本例は、成膜システムの一例として、半導体装置の製造に用いられ、例えば、基板として半導体ウエハ（以下ウエハという）に成膜処理を施す成膜システムを例示する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
搬入出部５０は、搬入出室（ＬＭ）５１を備えている。搬入出室５１は、内部を大気圧、又はほぼ大気圧、例えば、外部の大気圧に対してわずかに陽圧に調圧可能に構成されている。搬入出室５１の平面形状は、本例では、平面から見て長辺、この長辺に直交する短辺を有した矩形である。矩形の長辺は処理部４０に隣接する。搬入出部５０はさらに、ウエハＷが収容されているキャリアＣが取り付けられるロードポート（ＬＰ）を備えている。本例では、搬入出室５１の処理部４０に相対した長辺に、三つのロードポート５２ａ、５２ｂ、及び５２ｃが設けられている。本例においては、ロードポートの数を三つとしているが、これらに限られるものではなく、数は任意である。ロードポート５２ａ〜５２ｃには各々、図示せぬシャッターが設けられており、ウエハＷを格納した、あるいは空のキャリアＣがこれらのロードポート５２ａ〜５２ｃに取り付けられると、図示せぬシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ、キャリアＣの内部と搬入出室５１の内部とが連通される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
次に、ヒータ７２ａを用いてウエハＷを、成膜温度、本例では、２００℃への昇温を開始する（時刻ｔ３６）。これとともに、キャリアガスを圧力調整用ガスとして、本例では、アルゴン（Ａｒ）ガスを処理容器４１ｂの内部に供給する。また、処理容器４１ｂの内部の圧力は、本例では、圧力調整用ガスの供給開始と同時に１３３Ｐａへの昇圧制御をスタートする。ウエハＷの温度が成膜温度に達したら（時刻ｔ３７）、成膜温度を維持し、所定の成膜時間を経過させる。成膜時間が経過したら（時刻ｔ３８）、ウエハＷの加熱を止めるとともに、本例では、圧力調整用ガスの流量、及び処理容器４１ｂの内部の圧力を、本例では段階的に下げる。処理容器４１ｂの内部の圧力が、ウエハＷの搬出が可能な圧力まで下がったら、ウエハＷを載置台７２から離脱させ、ウエハＷを処理容器４１ｂから搬送室４２へ搬出する（時刻ｔ３９）。これで金属酸化物膜の形成工程が終了する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
（装置構成）
図１６は、この発明の第４の実施形態に係る金属酸化物膜の形成方法を実行することが可能な成膜システムの一例を概略的に示す平面図である。本例は、成膜システムの一例として、半導体装置の製造に用いられ、例えば、基板として半導体ウエハ（以下ウエハという）に成膜処理を施す成膜システムを例示する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
処理容器４１ｄは、成膜装置であり、例えば、図１に示した熱ＣＶＤ装置１０を利用することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
（膜厚の昇温時間依存性）
図２０は、金属酸化物膜の膜厚の金属原料ガス供給前の昇温時間依存性を示す図である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６１】
即ち、プレアニール処理する工程（５）、金属原料を下地の表面に吸着させる工程（３）、及び金属酸化物膜を形成する工程（４）を、それぞれ別々の処理容器で行うことも可能である。また、工程（５）から工程（３）、工程（３）から工程（４）に移る際には、下地、例えば、ウエハＷ上に形成されたＴＥＯＳ膜１０１を大気暴露することなく連続して行う。これには、クラスターツール型の半導体製造装置を用いれば良く、例えば、図１４に示した成膜システム３０の搬送室４２に、図１６に示した成膜システム８０の処理容器４１ｃをさらに接続した成膜システムが用いられれば良い。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２３】
前記金属がマンガンであり、前記金属酸化物膜が酸化マンガン膜であることを特徴とする請求項２２に記載の金属酸化物膜の形成方法。