JP2002053963A - クリーニング装置を備えたａｌｄ薄膜蒸着装置及びそのクリーニング方法 - Google Patents
クリーニング装置を備えたａｌｄ薄膜蒸着装置及びそのクリーニング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率良く乾式クリーニングし、クリーニング
後、薄膜蒸着が容易に行えるクリーニング装置を備えた
ＡＬＤ薄膜蒸着装置を提供する。 【解決手段】 ＡＬＤ薄膜蒸着装置は、ウェーハが内蔵
されて蒸着される反応容器１００と、第１反応ガス供給
部２１０と反応容器１００とを連結する第１反応ガス供
給ライン２２０と、第１反応ガス供給ライン２２０と連
結されて反応容器１００をクリーニングするためのクリ
ーニングガスを供給するクリーニングガス供給ライン３
４０とを含む。蒸着装置は、ウェーハが反応容器１００
に収納されていない状態で、薄膜蒸着に先立って、クリ
ーニングガス及び不活性ガスを混合し、その混合ガスを
反応容器１００の複数の噴射口を通じてウェーハを載置
するウェーハブロックの上部の表面に噴射し、不活性ガ
スを反応容器１００の複数のノズルを通じてウェーハブ
ロックの縁側に噴射する。
後、薄膜蒸着が容易に行えるクリーニング装置を備えた
ＡＬＤ薄膜蒸着装置を提供する。 【解決手段】 ＡＬＤ薄膜蒸着装置は、ウェーハが内蔵
されて蒸着される反応容器１００と、第１反応ガス供給
部２１０と反応容器１００とを連結する第１反応ガス供
給ライン２２０と、第１反応ガス供給ライン２２０と連
結されて反応容器１００をクリーニングするためのクリ
ーニングガスを供給するクリーニングガス供給ライン３
４０とを含む。蒸着装置は、ウェーハが反応容器１００
に収納されていない状態で、薄膜蒸着に先立って、クリ
ーニングガス及び不活性ガスを混合し、その混合ガスを
反応容器１００の複数の噴射口を通じてウェーハを載置
するウェーハブロックの上部の表面に噴射し、不活性ガ
スを反応容器１００の複数のノズルを通じてウェーハブ
ロックの縁側に噴射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原子層蒸着（Ａｔｏ
ｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）薄
膜蒸着装置に係り、より詳細には、クリーニング装置を
備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置及びＡＬＤ薄膜蒸着装置のク
リーニング方法に関する。
ｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）薄
膜蒸着装置に係り、より詳細には、クリーニング装置を
備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置及びＡＬＤ薄膜蒸着装置のク
リーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜蒸着装置は、反応容器内に収納され
たウェーハに反応ガスを供給することにより、ウェーハ
上に所定の薄膜を形成する装置である。このような薄膜
蒸着装置としては、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＡＬＥ（Ａｔｏｍｉｃ
Ｌａｙｅｒ Ｅｐｉｔａｘｙ）など、各種の方式による
ものがあり、半導体を製造するための様々な分野におい
て応用されている。
たウェーハに反応ガスを供給することにより、ウェーハ
上に所定の薄膜を形成する装置である。このような薄膜
蒸着装置としては、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＡＬＥ（Ａｔｏｍｉｃ
Ｌａｙｅｒ Ｅｐｉｔａｘｙ）など、各種の方式による
ものがあり、半導体を製造するための様々な分野におい
て応用されている。
【０００３】薄膜蒸着装置において、流入される反応ガ
スにより、ウェーハだけに薄膜が形成されるのではな
く、反応容器の内壁や構成要素または反応ガスが噴射さ
れる穴に薄膜や工程副産物が蒸着される。このような不
要な薄膜や工程副産物から分離されたパーティクルがウ
ェーハに落ちる場合、ウェーハ上に蒸着された薄膜の特
性が低下してしまう。この理由から、前記のように反応
容器の内壁や構成要素または穴に蒸着される薄膜や工程
副産物を効率良く除去するためのクリーニング装置及び
クリーニング方法が望まれている。
スにより、ウェーハだけに薄膜が形成されるのではな
く、反応容器の内壁や構成要素または反応ガスが噴射さ
れる穴に薄膜や工程副産物が蒸着される。このような不
要な薄膜や工程副産物から分離されたパーティクルがウ
ェーハに落ちる場合、ウェーハ上に蒸着された薄膜の特
性が低下してしまう。この理由から、前記のように反応
容器の内壁や構成要素または穴に蒸着される薄膜や工程
副産物を効率良く除去するためのクリーニング装置及び
クリーニング方法が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、その目的は、反応容器内また
は構成要素の表面に蒸着される薄膜や工程副産物を反応
容器を開けずに効率良く乾式クリーニングし、クリーニ
ング後に薄膜蒸着工程が容易に行えるようなクリーニン
グ装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置及びそのクリーニン
グ方法を提供することである。
みてなされたものであり、その目的は、反応容器内また
は構成要素の表面に蒸着される薄膜や工程副産物を反応
容器を開けずに効率良く乾式クリーニングし、クリーニ
ング後に薄膜蒸着工程が容易に行えるようなクリーニン
グ装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置及びそのクリーニン
グ方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によるクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜
蒸着装置は、ウェーハが内蔵されて蒸着される反応容器
と、第１反応ガスを前記反応容器に供給するための第１
反応ガス供給部と、第２反応ガスを前記反応容器に供給
するための第２反応ガス供給部と、前記第１反応ガス供
給部と前記反応容器とを連結する第１反応ガス供給ライ
ンと、前記第２反応ガス供給部と前記反応容器とを連結
する第２反応ガス供給ラインと、不活性ガス供給源から
供給される不活性ガスを前記第１反応ガス供給ラインに
供給する第１不活性ガス供給ラインと、不活性ガス供給
源から供給される不活性ガスを前記第２反応ガス供給ラ
インに供給する第２不活性ガス供給ラインと、前記反応
容器内のガスを外部に排出する排気ラインと、前記第１
反応ガス供給ラインと連結されて前記反応容器をクリー
ニングするためのクリーニングガスを供給するクリーニ
ングガス供給ラインとを含むことを特徴とする。
に、本発明によるクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜
蒸着装置は、ウェーハが内蔵されて蒸着される反応容器
と、第１反応ガスを前記反応容器に供給するための第１
反応ガス供給部と、第２反応ガスを前記反応容器に供給
するための第２反応ガス供給部と、前記第１反応ガス供
給部と前記反応容器とを連結する第１反応ガス供給ライ
ンと、前記第２反応ガス供給部と前記反応容器とを連結
する第２反応ガス供給ラインと、不活性ガス供給源から
供給される不活性ガスを前記第１反応ガス供給ラインに
供給する第１不活性ガス供給ラインと、不活性ガス供給
源から供給される不活性ガスを前記第２反応ガス供給ラ
インに供給する第２不活性ガス供給ラインと、前記反応
容器内のガスを外部に排出する排気ラインと、前記第１
反応ガス供給ラインと連結されて前記反応容器をクリー
ニングするためのクリーニングガスを供給するクリーニ
ングガス供給ラインとを含むことを特徴とする。
【０００６】ここで、前記クリーニングガスはＣｌＦ3
であり、前記クリーニングガス供給ラインは、供給され
るクリーニングガスの流量を制御するクリーニングガス
流量制御器と、前記クリーニングガスの流れをオン／オ
フする少なくとも一つ以上の弁とをさらに含む。
であり、前記クリーニングガス供給ラインは、供給され
るクリーニングガスの流量を制御するクリーニングガス
流量制御器と、前記クリーニングガスの流れをオン／オ
フする少なくとも一つ以上の弁とをさらに含む。
【０００７】そして、前記クリーニングガス供給ライン
は、クリーニングガス内に存在する異物をフィルタリン
グするフィルターをさらに含む。前記目的を達成するた
めに、本発明によるＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング
方法は、ウェーハが位置づけられるリアクターブロック
と、前記リアクターブロックの内部に設けられ、前記ウ
ェーハが置かれるウェーハブロックと、前記ウェーハブ
ロックの上部に形成された多数の噴射口及び前記ウェー
ハブロックの縁側に向かって前記リアクターブロックの
内側壁の方向に斜めに形成された多数のノズルが形成さ
れた拡散板を含む反応容器とが具備され、第１反応ガス
及び第２反応ガスを使用して蒸着を行うＡＬＤ薄膜蒸着
装置をクリーニングする方法であって、前記反応容器１
００内にウェーハが収納されない状態で行うものであっ
て、クリーニングガス及び不活性ガスを混合させて前記
噴射口を通じて前記ウェーハブロックの上部の表面に噴
射し、不活性ガスを前記ノズルを通じて前記ウェーハブ
ロックの縁側に噴射するメインクリーニング工程を含む
ことを特徴とする。
は、クリーニングガス内に存在する異物をフィルタリン
グするフィルターをさらに含む。前記目的を達成するた
めに、本発明によるＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング
方法は、ウェーハが位置づけられるリアクターブロック
と、前記リアクターブロックの内部に設けられ、前記ウ
ェーハが置かれるウェーハブロックと、前記ウェーハブ
ロックの上部に形成された多数の噴射口及び前記ウェー
ハブロックの縁側に向かって前記リアクターブロックの
内側壁の方向に斜めに形成された多数のノズルが形成さ
れた拡散板を含む反応容器とが具備され、第１反応ガス
及び第２反応ガスを使用して蒸着を行うＡＬＤ薄膜蒸着
装置をクリーニングする方法であって、前記反応容器１
００内にウェーハが収納されない状態で行うものであっ
て、クリーニングガス及び不活性ガスを混合させて前記
噴射口を通じて前記ウェーハブロックの上部の表面に噴
射し、不活性ガスを前記ノズルを通じて前記ウェーハブ
ロックの縁側に噴射するメインクリーニング工程を含む
ことを特徴とする。
【０００８】ここで、前記反応容器内にウェーハが収納
されてない状態で行うものであって、前記クリーニング
ガスを前記反応容器の内部に周期的なパルス流入によっ
て流入し、前記パルス流入に伴う圧力揺動による瞬間拡
散を誘導してクリーニングを行うサブクリーニング工程
をさらに含む。
されてない状態で行うものであって、前記クリーニング
ガスを前記反応容器の内部に周期的なパルス流入によっ
て流入し、前記パルス流入に伴う圧力揺動による瞬間拡
散を誘導してクリーニングを行うサブクリーニング工程
をさらに含む。
【０００９】また、前記反応容器内にウェーハが収納さ
れてない状態で行うものであって、前記反応容器の内部
に残っている微細なパーティクルをその反応容器の内部
の表面に固着させるための容器内プレコーティング工程
をさらに含む。
れてない状態で行うものであって、前記反応容器の内部
に残っている微細なパーティクルをその反応容器の内部
の表面に固着させるための容器内プレコーティング工程
をさらに含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき、本
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１１】図１は、本発明によるクリーニング装置を
備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置の第１実形態を示した図であ
る。第１実施形態のＡＬＤ薄膜蒸着装置はウェーハｗに
ＴｉＮ、ＴａＮなどの薄膜を蒸着でき、このうち、Ｔｉ
Ｎ薄膜蒸着を例として説明すれば、下記の通りである。
すなわち、ＴｉＮ薄膜を形成するために、第１反応ガス
としてＴｉＣｌ4を使用し、第２反応ガスとしてＮＨ3を
使用し、不活性ガスとしてＡｒを使用する。
備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置の第１実形態を示した図であ
る。第１実施形態のＡＬＤ薄膜蒸着装置はウェーハｗに
ＴｉＮ、ＴａＮなどの薄膜を蒸着でき、このうち、Ｔｉ
Ｎ薄膜蒸着を例として説明すれば、下記の通りである。
すなわち、ＴｉＮ薄膜を形成するために、第１反応ガス
としてＴｉＣｌ4を使用し、第２反応ガスとしてＮＨ3を
使用し、不活性ガスとしてＡｒを使用する。
【００１２】図面を参照すれば、ＡＬＤ薄膜蒸着装置
は、ウェーハが内蔵されて蒸着される反応容器１００
と、反応容器１００に反応ガスを供給するガスジャング
ルと、反応容器１００内のガスを外部に排出する排気ラ
イン４００とを含む。
は、ウェーハが内蔵されて蒸着される反応容器１００
と、反応容器１００に反応ガスを供給するガスジャング
ルと、反応容器１００内のガスを外部に排出する排気ラ
イン４００とを含む。
【００１３】図２は、図１のＡＬＤ薄膜蒸着装置におい
て、反応容器１００の分解斜視図であり、図３は、図２
に採用される反応容器１００において、シャワーヘッド
及び拡散板を分離して示した斜視図であり、図４は、図
２の反応容器１００の断面図であり、図５は、図４の反
応容器１００の第１混合部１３４の拡大図である。
て、反応容器１００の分解斜視図であり、図３は、図２
に採用される反応容器１００において、シャワーヘッド
及び拡散板を分離して示した斜視図であり、図４は、図
２の反応容器１００の断面図であり、図５は、図４の反
応容器１００の第１混合部１３４の拡大図である。
【００１４】図面を参照すれば、反応容器１００は、ウ
ェーハｗが収納されるリアクターブロック１１０と、リ
アクターブロック１１０にヒンジ１２８、１２９により
結合されたシャワーヘッド板１２０と、シャワーヘッド
板１２０の下部に設けられ、反応ガス及び／又は不活性
ガスを噴射する拡散板１３０と、リアクターブロック１
１０の内部に設けられ、ウェーハｗが置かれるウェーハ
ブロック１４０とを含む。シャワーヘッド板１２０に
は、供給される第１反応ガス及び／又は不活性ガスが移
送される第１連結ライン１２１と、供給される第２反応
ガス及び／又は不活性ガスが移送される第２連結ライン
１２２とが設けられている。
ェーハｗが収納されるリアクターブロック１１０と、リ
アクターブロック１１０にヒンジ１２８、１２９により
結合されたシャワーヘッド板１２０と、シャワーヘッド
板１２０の下部に設けられ、反応ガス及び／又は不活性
ガスを噴射する拡散板１３０と、リアクターブロック１
１０の内部に設けられ、ウェーハｗが置かれるウェーハ
ブロック１４０とを含む。シャワーヘッド板１２０に
は、供給される第１反応ガス及び／又は不活性ガスが移
送される第１連結ライン１２１と、供給される第２反応
ガス及び／又は不活性ガスが移送される第２連結ライン
１２２とが設けられている。
【００１５】リアクターブロック１１０には、後述する
第１、第２反応ガス供給ライン２２０、２４０と連結さ
れる第１接続パイプ１１１及び第２接続パイプ１１２が
設けられている。接続パイプ１１１、１１２は、接続部
１１３及びＯリング１１３ａを通じてシャワーヘッド板
１２０に設けられた第１、第２連結ライン１２１、１２
２と密封されるように接続される。
第１、第２反応ガス供給ライン２２０、２４０と連結さ
れる第１接続パイプ１１１及び第２接続パイプ１１２が
設けられている。接続パイプ１１１、１１２は、接続部
１１３及びＯリング１１３ａを通じてシャワーヘッド板
１２０に設けられた第１、第２連結ライン１２１、１２
２と密封されるように接続される。
【００１６】また、リアクターブロック１１０には、流
入される不活性ガス及び／又は反応ガスが排出できる排
気ホール１１７、１１８が２つ以上相互対称するように
形成されている。リアクターブロック１１０の上部には
シャワーヘッド板１２０を閉じるとき、リアクターブロ
ック１１０とシャワーヘッド板１２０との間の密封が確
実になされるようにメインＯリング１１４が設けられ
る。
入される不活性ガス及び／又は反応ガスが排出できる排
気ホール１１７、１１８が２つ以上相互対称するように
形成されている。リアクターブロック１１０の上部には
シャワーヘッド板１２０を閉じるとき、リアクターブロ
ック１１０とシャワーヘッド板１２０との間の密封が確
実になされるようにメインＯリング１１４が設けられ
る。
【００１７】シャワーヘッド板１２０はリアクターブロ
ック１１０を覆ってリアクターブロック１１０の内部の
圧力を所定の圧力に一定に保ち、シャワーヘッド板１２
０がリアクターブロック１１０を覆うとき、拡散板１３
０をリアクターブロック１１０の内部に位置づける。
ック１１０を覆ってリアクターブロック１１０の内部の
圧力を所定の圧力に一定に保ち、シャワーヘッド板１２
０がリアクターブロック１１０を覆うとき、拡散板１３
０をリアクターブロック１１０の内部に位置づける。
【００１８】拡散板１３０は、薄膜蒸着工程時にガスを
噴射する手段であって、拡散板１３０には第１連結ライ
ン１２１と連結されてウェーハブロック１４０の上部に
第１反応ガス及び／又は不活性ガスを噴射する多数の噴
射口１３１と、第２連結ライン１２２と連通された流路
１３２と連結されて、第２反応ガス及び／又は不活性ガ
スをウェーハブロック１４０の縁側に噴射可能にリアク
ターブロック１１０の内側壁に向かって斜めに形成され
た多数のノズル１３３とが形成されている。
噴射する手段であって、拡散板１３０には第１連結ライ
ン１２１と連結されてウェーハブロック１４０の上部に
第１反応ガス及び／又は不活性ガスを噴射する多数の噴
射口１３１と、第２連結ライン１２２と連通された流路
１３２と連結されて、第２反応ガス及び／又は不活性ガ
スをウェーハブロック１４０の縁側に噴射可能にリアク
ターブロック１１０の内側壁に向かって斜めに形成され
た多数のノズル１３３とが形成されている。
【００１９】拡散板１３０の内部の中心には、図４及び
図５に示されるように、第１反応ガス及び不活性ガスを
均一に混合させて噴射口１３１に流す第１混合部１３４
が形成されている。第１連結ライン１２１に流れる第１
反応ガス及び不活性ガスは、第１混合部１３４において
渦巻いて混合された後に拡散されて全ての噴射口１３１
からウェーハ上に均一に噴射される。
図５に示されるように、第１反応ガス及び不活性ガスを
均一に混合させて噴射口１３１に流す第１混合部１３４
が形成されている。第１連結ライン１２１に流れる第１
反応ガス及び不活性ガスは、第１混合部１３４において
渦巻いて混合された後に拡散されて全ての噴射口１３１
からウェーハ上に均一に噴射される。
【００２０】噴射口１３１は、第１混合部１３４に対応
する第１拡散板１３０ａの下部には形成されていない。
そして、噴射口１３１が形成された第１拡散板１３０ａ
の全体面積は、望ましくは、噴射されるガスがウェーハ
全面に均一に噴射可能に、ウェーハブロック１４０に置
かれるウェーハｗの面積よりも大きい。
する第１拡散板１３０ａの下部には形成されていない。
そして、噴射口１３１が形成された第１拡散板１３０ａ
の全体面積は、望ましくは、噴射されるガスがウェーハ
全面に均一に噴射可能に、ウェーハブロック１４０に置
かれるウェーハｗの面積よりも大きい。
【００２１】ノズル１３３は第２混合部１３５を中心と
して放射状に形成された流路１３２と連通されており、
図４に示されるように、リアクターブロック１１０の内
側壁に向かって斜めに形成されている。
して放射状に形成された流路１３２と連通されており、
図４に示されるように、リアクターブロック１１０の内
側壁に向かって斜めに形成されている。
【００２２】一方、第２連結ライン１２２とシャワーヘ
ッド板１２０との間には、図４に示されるように、第２
反応ガス及び不活性ガスを互いに均一に混合するための
第２混合部１３５が形成されている。第２混合部１３５
は、隔壁１３５ａに穴１３５ｂが形成された構造を有す
る。
ッド板１２０との間には、図４に示されるように、第２
反応ガス及び不活性ガスを互いに均一に混合するための
第２混合部１３５が形成されている。第２混合部１３５
は、隔壁１３５ａに穴１３５ｂが形成された構造を有す
る。
【００２３】ウェーハブロック１４０はウェーハｗが置
かれる場所であって、蒸着作業がなされるとき所定温度
以上に保たれるようにヒータＨが設けられる。拡散板１
３０とウェーハブロック１４０との間の間隔Ｄは２０ｍ
ｍ〜５０ｍｍの範囲にある。図６は、薄膜蒸着時に、間
隔Ｄと比抵抗との関係を示したグラフである。これを参
照すれば、拡散板１３０とウェーハブロック１４０との
間の間隔Ｄが３０ｍｍである場合、比抵抗が最も低いと
いうことが分かる。しかし、他の条件、例えば第１、第
２反応ガスの種類及び流量、ウェーハブロック１４０の
温度などの条件を異ならしめたとき、間隔Ｄは略２０ｍ
ｍ〜５０ｍｍの範囲内において比抵抗が低かった。これ
から、このような間隔Ｄが優れた特性の薄膜を形成する
のに重要な構造的な特徴を有するという結論が得られ
る。
かれる場所であって、蒸着作業がなされるとき所定温度
以上に保たれるようにヒータＨが設けられる。拡散板１
３０とウェーハブロック１４０との間の間隔Ｄは２０ｍ
ｍ〜５０ｍｍの範囲にある。図６は、薄膜蒸着時に、間
隔Ｄと比抵抗との関係を示したグラフである。これを参
照すれば、拡散板１３０とウェーハブロック１４０との
間の間隔Ｄが３０ｍｍである場合、比抵抗が最も低いと
いうことが分かる。しかし、他の条件、例えば第１、第
２反応ガスの種類及び流量、ウェーハブロック１４０の
温度などの条件を異ならしめたとき、間隔Ｄは略２０ｍ
ｍ〜５０ｍｍの範囲内において比抵抗が低かった。これ
から、このような間隔Ｄが優れた特性の薄膜を形成する
のに重要な構造的な特徴を有するという結論が得られ
る。
【００２４】このような値は、従来のＣＶＤ反応容器に
おいて、反応ガスが噴射される拡散板とウェーハが置か
れるウェーハブロックとの間隔が略５０ｍｍ〜１００ｍ
ｍであったのと対照される。本発明においては、従来に
比べて間隔Ｄが狭いため、噴射口１３１から噴射される
第１反応ガス及び／又は不活性ガスの噴射圧力によって
ウェーハｗ上に密な第１反応ガス層が形成され、この第
１反応ガス層は以降に流入される第２反応ガスと反応し
て、より高純度及び電気特性に優れた薄膜の形成を可能
にする。
おいて、反応ガスが噴射される拡散板とウェーハが置か
れるウェーハブロックとの間隔が略５０ｍｍ〜１００ｍ
ｍであったのと対照される。本発明においては、従来に
比べて間隔Ｄが狭いため、噴射口１３１から噴射される
第１反応ガス及び／又は不活性ガスの噴射圧力によって
ウェーハｗ上に密な第１反応ガス層が形成され、この第
１反応ガス層は以降に流入される第２反応ガスと反応し
て、より高純度及び電気特性に優れた薄膜の形成を可能
にする。
【００２５】ウェーハブロック１４０の縁部には、ポン
ピングバッフル１５０が設けられる。ポンピングバッフ
ル１５０は、ウェーハブロック１４０の縁側に設けられ
た側壁１５０ａと、対称する穴１５０ｃが形成された底
壁１５０ｂとを含む。このとき、ポンピングバッフルの
底壁１５０ｂの下部、すなわち、リアクターブロック１
１０の底面には、排気ライン１１７、１１８と連結され
たドーナツ状のポンピングポート１１５が形成されてい
る。
ピングバッフル１５０が設けられる。ポンピングバッフ
ル１５０は、ウェーハブロック１４０の縁側に設けられ
た側壁１５０ａと、対称する穴１５０ｃが形成された底
壁１５０ｂとを含む。このとき、ポンピングバッフルの
底壁１５０ｂの下部、すなわち、リアクターブロック１
１０の底面には、排気ライン１１７、１１８と連結され
たドーナツ状のポンピングポート１１５が形成されてい
る。
【００２６】ポンピングバッフル１５０において、側壁
１５０ａ及び底壁１５０ｂは、リアクターブロック１１
０の内側壁に向かって噴射される第２反応ガス及び／又
は不活性ガスがウェーハブロック１４０に置かれるウェ
ーハｗ上に形成された第１反応ガス層とより均一に反応
可能にする空間を与える。穴１５０ｃは、薄膜蒸着工程
中に排出される工程副産物及び薄膜蒸着に利用できなか
ったガスを排出し、これらのガスは排気ホール１１７、
１１８を経由し、ポンピングポート１１５を通じて排出
される。
１５０ａ及び底壁１５０ｂは、リアクターブロック１１
０の内側壁に向かって噴射される第２反応ガス及び／又
は不活性ガスがウェーハブロック１４０に置かれるウェ
ーハｗ上に形成された第１反応ガス層とより均一に反応
可能にする空間を与える。穴１５０ｃは、薄膜蒸着工程
中に排出される工程副産物及び薄膜蒸着に利用できなか
ったガスを排出し、これらのガスは排気ホール１１７、
１１８を経由し、ポンピングポート１１５を通じて排出
される。
【００２７】一方、薄膜蒸着工程を行うに当たって、反
応容器の内部の圧力は１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲
内に保たれる必要があるが、このような圧力を観察及び
制御するために、反応容器には圧力測定部１６０が設け
られる。
応容器の内部の圧力は１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲
内に保たれる必要があるが、このような圧力を観察及び
制御するために、反応容器には圧力測定部１６０が設け
られる。
【００２８】前記のような薄膜蒸着用反応容器１００の
内部及び外部にはヒータＨが設けられていて、薄膜蒸着
工程が行われるときに反応容器１００を加熱する。例え
ば、ＴｉＮ薄膜蒸着工程時に、リアクターブロック１１
０の内部の表面温度は約１２０℃〜２００℃の範囲に保
たれ、拡散板１３０は約１５０℃〜２６０℃の範囲に保
たれる。また、ウェーハブロック１４０は約４２５℃〜
６５０℃の範囲に保たれ、ポンピングバッフル１５０は
約１５０℃〜２３０℃の範囲に保たれる。そして、ウェ
ーハｗを供給及び移送する移送モジュール１０２と反応
容器１００との間のバット弁１０１は、その温度を約１
４０℃〜１７０℃の範囲に保たれる。前記のように温度
を設定することにより、工程副産物の形成を最小化でき
る。
内部及び外部にはヒータＨが設けられていて、薄膜蒸着
工程が行われるときに反応容器１００を加熱する。例え
ば、ＴｉＮ薄膜蒸着工程時に、リアクターブロック１１
０の内部の表面温度は約１２０℃〜２００℃の範囲に保
たれ、拡散板１３０は約１５０℃〜２６０℃の範囲に保
たれる。また、ウェーハブロック１４０は約４２５℃〜
６５０℃の範囲に保たれ、ポンピングバッフル１５０は
約１５０℃〜２３０℃の範囲に保たれる。そして、ウェ
ーハｗを供給及び移送する移送モジュール１０２と反応
容器１００との間のバット弁１０１は、その温度を約１
４０℃〜１７０℃の範囲に保たれる。前記のように温度
を設定することにより、工程副産物の形成を最小化でき
る。
【００２９】一方、シャワーヘッド板１２０には、冷媒
が流れる冷媒流路１２３が形成されている。冷媒流路１
２３にオイル、水、空気などの冷媒を流すことにより、
拡散板１３０の温度を所望の範囲内に下げることができ
る。
が流れる冷媒流路１２３が形成されている。冷媒流路１
２３にオイル、水、空気などの冷媒を流すことにより、
拡散板１３０の温度を所望の範囲内に下げることができ
る。
【００３０】薄膜蒸着工程に際し、反応容器１００の内
部の温度は重要な変数となる。反応容器１００の内部の
温度が適正温度範囲を超えると、拡散板１３０の表面に
過度な薄膜及び工程副産物が蒸着され、これは、ウェー
ハｗ上にパーティクルをたくさん落とす原因となる。し
かも、拡散板１３０の腐食ももたらされる。したがっ
て、拡散板１３０の温度もやはり重要な変数として作用
する。これを、図７を参照して説明すれば、下記の通り
である。
部の温度は重要な変数となる。反応容器１００の内部の
温度が適正温度範囲を超えると、拡散板１３０の表面に
過度な薄膜及び工程副産物が蒸着され、これは、ウェー
ハｗ上にパーティクルをたくさん落とす原因となる。し
かも、拡散板１３０の腐食ももたらされる。したがっ
て、拡散板１３０の温度もやはり重要な変数として作用
する。これを、図７を参照して説明すれば、下記の通り
である。
【００３１】図７は、ＴｉＣｌ4ガス及びＮＨ3ガスを用
いたＴｉＮ蒸着に際し、拡散板１３０の底面の温度とＴ
ｉＮ薄膜蒸着速度との関係を示したグラフである。図面
には拡散板１３０の底面の温度がＴ1であるときのグラ
フと、Ｔ2であるときのグラフが示されている。このと
き、Ｔ2の温度はＴ1よりも高い。
いたＴｉＮ蒸着に際し、拡散板１３０の底面の温度とＴ
ｉＮ薄膜蒸着速度との関係を示したグラフである。図面
には拡散板１３０の底面の温度がＴ1であるときのグラ
フと、Ｔ2であるときのグラフが示されている。このと
き、Ｔ2の温度はＴ1よりも高い。
【００３２】グラフに示されたように、拡散板１３０の
温度が適正温度範囲よりも高くなれば（すなわち、Ｔ1<
Ｔ2）、同一のＴｉＮ薄膜蒸着速度を得るために、より
多くのＴｉＣｌ4ガスを反応容器１００内に流入させる
必要がある。これは、ＴｉＣｌ4ガスのうちほとんどの
ガスがウェーハｗ上に薄膜を蒸着するのに使用できず、
拡散板１３０の底面と反応してパーティクルを生成した
り、或いは拡散板１３０の表面において薄膜を蒸着する
のに費やされるからである。
温度が適正温度範囲よりも高くなれば（すなわち、Ｔ1<
Ｔ2）、同一のＴｉＮ薄膜蒸着速度を得るために、より
多くのＴｉＣｌ4ガスを反応容器１００内に流入させる
必要がある。これは、ＴｉＣｌ4ガスのうちほとんどの
ガスがウェーハｗ上に薄膜を蒸着するのに使用できず、
拡散板１３０の底面と反応してパーティクルを生成した
り、或いは拡散板１３０の表面において薄膜を蒸着する
のに費やされるからである。
【００３３】したがって、高くなった拡散板１３０の温
度を必要に応じて下げ易くする必要がある。この場合に
は、シャワーヘッド板１２０に形成された冷媒流路１２
３に冷媒を流して拡散板１３０の温度を下げることがで
きる。結論的に、薄膜蒸着工程時に、拡散板１３０の温
度を所望通りに下げたり、或いは上げたりして、拡散板
の底面に蒸着される薄膜や工程副産物をより最小化でき
る。これにより、パーティクル及び望ましくない工程へ
の影響を排除でき、究極的にクリーニング周期を増やせ
ると共に、クリーニング効果も上げられる。
度を必要に応じて下げ易くする必要がある。この場合に
は、シャワーヘッド板１２０に形成された冷媒流路１２
３に冷媒を流して拡散板１３０の温度を下げることがで
きる。結論的に、薄膜蒸着工程時に、拡散板１３０の温
度を所望通りに下げたり、或いは上げたりして、拡散板
の底面に蒸着される薄膜や工程副産物をより最小化でき
る。これにより、パーティクル及び望ましくない工程へ
の影響を排除でき、究極的にクリーニング周期を増やせ
ると共に、クリーニング効果も上げられる。
【００３４】前記のような構造の薄膜蒸着用反応容器１
００は、図８に示されたように、ウェーハｗを供給及び
移送する移送モジュール１０２にバット弁１０１を挟ん
で装着される。ウェーハｗは、移送モジュール１０２の
ロボットアーム（図示せず）によりウェーハ移送穴１１
６を通じて反応容器１００の内部に移送されてウェーハ
ブロック１４０に置かれる。
００は、図８に示されたように、ウェーハｗを供給及び
移送する移送モジュール１０２にバット弁１０１を挟ん
で装着される。ウェーハｗは、移送モジュール１０２の
ロボットアーム（図示せず）によりウェーハ移送穴１１
６を通じて反応容器１００の内部に移送されてウェーハ
ブロック１４０に置かれる。
【００３５】ガスジャングルは、図１に示されたよう
に、第１反応ガスを反応容器１００に供給するための第
１反応ガス供給部２１０と、第２反応ガスを反応容器１
００に供給するための第２反応ガス供給部２３０とを含
む。
に、第１反応ガスを反応容器１００に供給するための第
１反応ガス供給部２１０と、第２反応ガスを反応容器１
００に供給するための第２反応ガス供給部２３０とを含
む。
【００３６】第１反応ガス供給部２１０は第１反応ガス
供給ライン２２０を通じて反応容器１００と連結され、
第２反応ガス供給部２３０は第２反応ガス供給ライン２
４０を通じて反応容器１００と連結される。
供給ライン２２０を通じて反応容器１００と連結され、
第２反応ガス供給部２３０は第２反応ガス供給ライン２
４０を通じて反応容器１００と連結される。
【００３７】不活性ガス供給源２５０からの不活性ガス
が移送される第１不活性ガス供給ライン２６０は第１反
応ガス供給ライン２２０と連結され、不活性ガス供給源
２５０からの不活性ガスが移送される第２不活性ガス供
給ライン２７０は第２反応ガス供給ライン２４０と連結
される。
が移送される第１不活性ガス供給ライン２６０は第１反
応ガス供給ライン２２０と連結され、不活性ガス供給源
２５０からの不活性ガスが移送される第２不活性ガス供
給ライン２７０は第２反応ガス供給ライン２４０と連結
される。
【００３８】第１反応ガス供給部２１０は、第１反応原
料をガス化するバブラー２１１と、バブラー２１１から
供給される第１反応ガスの流量を制御する第１反応ガス
流量制御器（ＭＦＣ；Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌｌｅｒ）２１２と、バブラー２１１と第１反応ガスＭ
ＦＣ ２１２との間のラインに設けられて第１反応ガス
の流れをオン／オフする第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２を含
む。
料をガス化するバブラー２１１と、バブラー２１１から
供給される第１反応ガスの流量を制御する第１反応ガス
流量制御器（ＭＦＣ；Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌｌｅｒ）２１２と、バブラー２１１と第１反応ガスＭ
ＦＣ ２１２との間のラインに設けられて第１反応ガス
の流れをオン／オフする第１弁Ｖ１及び第２弁Ｖ２を含
む。
【００３９】第１反応ガス供給ライン２２０には、第１
反応ガスＭＦＣ ２１２により制御された第１反応ガス
の流れをオン／オフする第３弁Ｖ３が設けられる。第２
反応ガス供給部２３０は、第２反応ガスの流れをオン／
オフする第４弁Ｖ４と、第４弁Ｖ４を経由した第２反応
ガスの流量を制御する第２反応ガスＭＦＣ２３２とを含
む。第２反応ガス供給ライン２４０には、第２反応ガス
ＭＦＣ ２３２により制御された第２反応ガスの流れを
オン／オフする第５弁Ｖ５が設けられる。
反応ガスＭＦＣ ２１２により制御された第１反応ガス
の流れをオン／オフする第３弁Ｖ３が設けられる。第２
反応ガス供給部２３０は、第２反応ガスの流れをオン／
オフする第４弁Ｖ４と、第４弁Ｖ４を経由した第２反応
ガスの流量を制御する第２反応ガスＭＦＣ２３２とを含
む。第２反応ガス供給ライン２４０には、第２反応ガス
ＭＦＣ ２３２により制御された第２反応ガスの流れを
オン／オフする第５弁Ｖ５が設けられる。
【００４０】第１不活性ガス供給ライン２６０には、供
給される不活性ガスの流れをオン／オフする第６弁Ｖ６
と、前記第６弁Ｖ６を経由した不活性ガスの流量を制御
する第１不活性ガスＭＦＣ ２６２と、第１不活性ガス
ＭＦＣ ２６２により制御された不活性ガスの流れをオ
ン／オフする第７弁Ｖ７とが設けられる。
給される不活性ガスの流れをオン／オフする第６弁Ｖ６
と、前記第６弁Ｖ６を経由した不活性ガスの流量を制御
する第１不活性ガスＭＦＣ ２６２と、第１不活性ガス
ＭＦＣ ２６２により制御された不活性ガスの流れをオ
ン／オフする第７弁Ｖ７とが設けられる。
【００４１】第２不活性ガス供給ライン２７０には、供
給される不活性ガスの流れをオン／オフする第８弁Ｖ８
と、第８弁Ｖ８を経由した不活性ガスの流量を制御する
第２不活性ガスＭＦＣ ２７２と、第２不活性ガスＭＦ
Ｃ ２７２により制御された不活性ガスの流れをオン／
オフする第９弁Ｖ９とが設けられる。
給される不活性ガスの流れをオン／オフする第８弁Ｖ８
と、第８弁Ｖ８を経由した不活性ガスの流量を制御する
第２不活性ガスＭＦＣ ２７２と、第２不活性ガスＭＦ
Ｃ ２７２により制御された不活性ガスの流れをオン／
オフする第９弁Ｖ９とが設けられる。
【００４２】ガスジャングルは、第１反応ガス及び／又
は不活性ガスを反応容器１００を経ずに直ちに排気ライ
ン４００に流すための第１バイパスライン２８０と、第
２反応ガス及び／又は不活性ガスを反応容器１００を経
ずに直ちに排気ライン４００に流すための第２バイパス
ライン２９０とを含む。
は不活性ガスを反応容器１００を経ずに直ちに排気ライ
ン４００に流すための第１バイパスライン２８０と、第
２反応ガス及び／又は不活性ガスを反応容器１００を経
ずに直ちに排気ライン４００に流すための第２バイパス
ライン２９０とを含む。
【００４３】第１バイパスライン２８０は、第１反応ガ
スＭＦＣ ２１２と第３弁Ｖ３との間のラインに連結さ
れて排気ライン４００への第１反応ガスの流れをオン／
オフする第１０弁Ｖ１０と、第１不活性ガスＭＦＣ ２
６２と第７弁Ｖ７との間のラインに連結されて排気ライ
ン４００への不活性ガスの流れをオン／オフする第１１
弁Ｖ１１とを含む。
スＭＦＣ ２１２と第３弁Ｖ３との間のラインに連結さ
れて排気ライン４００への第１反応ガスの流れをオン／
オフする第１０弁Ｖ１０と、第１不活性ガスＭＦＣ ２
６２と第７弁Ｖ７との間のラインに連結されて排気ライ
ン４００への不活性ガスの流れをオン／オフする第１１
弁Ｖ１１とを含む。
【００４４】第２バイパスライン２９０は、第２反応ガ
スＭＦＣ ２３２と第５弁Ｖ５との間のラインと連結さ
れて排気ライン４００への第２反応ガスの流れをオン／
オフする第１２弁Ｖ１２と、第２不活性ガスＭＦＣ ２
７２と第９弁Ｖ９との間のラインと連結されて排気ライ
ン４００への不活性ガスの流れをオン／オフする第１３
弁Ｖ１３とを含む。
スＭＦＣ ２３２と第５弁Ｖ５との間のラインと連結さ
れて排気ライン４００への第２反応ガスの流れをオン／
オフする第１２弁Ｖ１２と、第２不活性ガスＭＦＣ ２
７２と第９弁Ｖ９との間のラインと連結されて排気ライ
ン４００への不活性ガスの流れをオン／オフする第１３
弁Ｖ１３とを含む。
【００４５】第１、第２バイパスライン２８０、２９０
は、第１反応ガスや第２反応ガスまたは不活性ガスなど
の原料を取り替える時に流入される少量の空気を反応容
器１００を経ずに直ちに排気ライン４００に流す場合
に、またはライン内に汚染源が生じる場合に、またはガ
スジャングルを新しいものに取り替える場合に、ガスジ
ャングル内のラインをパージするために使用される。
は、第１反応ガスや第２反応ガスまたは不活性ガスなど
の原料を取り替える時に流入される少量の空気を反応容
器１００を経ずに直ちに排気ライン４００に流す場合
に、またはライン内に汚染源が生じる場合に、またはガ
スジャングルを新しいものに取り替える場合に、ガスジ
ャングル内のラインをパージするために使用される。
【００４６】このように、ライン内に残存する第１、第
２反応ガスや空気または汚染源などは不活性ガスによっ
て第１、第２バイパスライン２８０、２９０を通じて直
ちに排気ライン４００にパージされるので、反応容器１
００が汚染されることを防止できる。したがって、これ
ら第１、第２バイパスライン２８０、２９０は、薄膜を
蒸着する工程などでは使用されず、特殊な場合に限って
使用される。
２反応ガスや空気または汚染源などは不活性ガスによっ
て第１、第２バイパスライン２８０、２９０を通じて直
ちに排気ライン４００にパージされるので、反応容器１
００が汚染されることを防止できる。したがって、これ
ら第１、第２バイパスライン２８０、２９０は、薄膜を
蒸着する工程などでは使用されず、特殊な場合に限って
使用される。
【００４７】ガスジャングルは、ラインに残存するガス
及び／又は汚染源をパージするためのものであって、不
活性ガス供給源３１０からの不活性ガスを供給する別途
の不活性ガス供給ライン３２０をさらに含む。不活性ガ
ス供給ライン３２０は、第１反応ガス供給部２１０、第
２反応ガス供給部２３０、第１不活性ガス供給ライン２
６０、第２不活性ガス供給ライン２７０、第１バイパス
ライン２８０、第２バイパスライン２９０、及び排気ラ
イン４００などと有機的に連結されている。
及び／又は汚染源をパージするためのものであって、不
活性ガス供給源３１０からの不活性ガスを供給する別途
の不活性ガス供給ライン３２０をさらに含む。不活性ガ
ス供給ライン３２０は、第１反応ガス供給部２１０、第
２反応ガス供給部２３０、第１不活性ガス供給ライン２
６０、第２不活性ガス供給ライン２７０、第１バイパス
ライン２８０、第２バイパスライン２９０、及び排気ラ
イン４００などと有機的に連結されている。
【００４８】このような不活性ガス供給ライン３２０
は、第１反応ガス供給部２１０への不活性ガスの流れを
オン／オフするための第１４弁Ｖ１４、第２反応ガス供
給部２３０への不活性ガスの流れをオン／オフするため
の第１５弁Ｖ１５、第１不活性ガス供給ライン２６０へ
の不活性ガスの流れをオン／オフするための第１６弁Ｖ
１６、第２不活性ガス供給ライン２７０への不活性ガス
の流れをオン／オフするための第１７弁Ｖ１７、第１バ
イパスライン２８０への不活性ガスの流れをオン／オフ
するための第１８弁Ｖ１８、及び第２バイパスライン２
９０への不活性ガスの流れをオン／オフするための第１
９弁Ｖ１９を通じて、工程に必要な基本的なガスライン
に接続される。
は、第１反応ガス供給部２１０への不活性ガスの流れを
オン／オフするための第１４弁Ｖ１４、第２反応ガス供
給部２３０への不活性ガスの流れをオン／オフするため
の第１５弁Ｖ１５、第１不活性ガス供給ライン２６０へ
の不活性ガスの流れをオン／オフするための第１６弁Ｖ
１６、第２不活性ガス供給ライン２７０への不活性ガス
の流れをオン／オフするための第１７弁Ｖ１７、第１バ
イパスライン２８０への不活性ガスの流れをオン／オフ
するための第１８弁Ｖ１８、及び第２バイパスライン２
９０への不活性ガスの流れをオン／オフするための第１
９弁Ｖ１９を通じて、工程に必要な基本的なガスライン
に接続される。
【００４９】排気ライン４００には、反応容器１００及
び第１、第２バイパスライン２８０、２９０、本発明に
よる後述するクリーニングガス供給ライン３４０などが
連結されている。排気ライン４００には、圧力測定部１
６０において測定された反応容器１００内の圧力によっ
て制御されるものであって、排出されるガス量を調節す
るスロットル弁ＴＶ、排気ガスの流れをオン／オフする
ための第２３弁Ｖ２３、第２４弁Ｖ２４、第２５弁Ｖ２
５、及び排気ポンプ４１０などが設けられている。第１
バイパスライン２８０は、第２３弁Ｖ２３と第２４弁Ｖ
２４との間のラインに連結され、第２バイパスライン２
９０は第２５弁Ｖ２５と排気ポンプ４１０との間のライ
ンに連結されている。
び第１、第２バイパスライン２８０、２９０、本発明に
よる後述するクリーニングガス供給ライン３４０などが
連結されている。排気ライン４００には、圧力測定部１
６０において測定された反応容器１００内の圧力によっ
て制御されるものであって、排出されるガス量を調節す
るスロットル弁ＴＶ、排気ガスの流れをオン／オフする
ための第２３弁Ｖ２３、第２４弁Ｖ２４、第２５弁Ｖ２
５、及び排気ポンプ４１０などが設けられている。第１
バイパスライン２８０は、第２３弁Ｖ２３と第２４弁Ｖ
２４との間のラインに連結され、第２バイパスライン２
９０は第２５弁Ｖ２５と排気ポンプ４１０との間のライ
ンに連結されている。
【００５０】一方、前記のようなガスジャングルにおい
て、反応ガスが流れる時に望ましくない凝縮現象による
コールドスポットが形成される場合がある。コールドス
ポットは薄膜蒸着工程時に悪影響を及ぼすため、ライン
にはコールドスポットの発生を抑えるためのヒータ（図
示せず）が設けられる。望ましくは、これらのヒータを
ライン別にできる限り多くの領域区分をして独立的に設
け、ライン内の全ての領域において温度勾配を形成す
る。この実施形態においては、反応容器１００に行くほ
ど温度勾配を４０℃〜２００℃の範囲に設定される。
て、反応ガスが流れる時に望ましくない凝縮現象による
コールドスポットが形成される場合がある。コールドス
ポットは薄膜蒸着工程時に悪影響を及ぼすため、ライン
にはコールドスポットの発生を抑えるためのヒータ（図
示せず）が設けられる。望ましくは、これらのヒータを
ライン別にできる限り多くの領域区分をして独立的に設
け、ライン内の全ての領域において温度勾配を形成す
る。この実施形態においては、反応容器１００に行くほ
ど温度勾配を４０℃〜２００℃の範囲に設定される。
【００５１】ガスジャングルは、反応容器１００をクリ
ーニングするためのクリーニングガス供給ライン３４０
を含む。クリーニングガス供給ライン３４０は第１反応
ガス供給ライン２２０と連結されている。
ーニングするためのクリーニングガス供給ライン３４０
を含む。クリーニングガス供給ライン３４０は第１反応
ガス供給ライン２２０と連結されている。
【００５２】クリーニングガス供給ライン３４０は、ク
リーニングガスを供給するクリーニングガス供給部３３
０と、供給されるクリーニングガスの流れをオン／オフ
する第２１弁Ｖ２１と、第２１弁Ｖ２１を通過したクリ
ーニングガスの流量を制御するクリーニングガスＭＦＣ
３４２と、クリーニングガスＭＦＣ ３４２により制御
されたクリーニングガスの流れをオン／オフする第２２
弁Ｖ２２とを含む。また、クリーニングガス供給部３３
０と第２１弁Ｖ２１との間のラインには、クリーニング
ガス内に存在する異物をフィルタリングするフィルター
３３２が設けられる。前記のような構造において、クリ
ーニングガスとしてＣｌＦ3ガスを使用できる。
リーニングガスを供給するクリーニングガス供給部３３
０と、供給されるクリーニングガスの流れをオン／オフ
する第２１弁Ｖ２１と、第２１弁Ｖ２１を通過したクリ
ーニングガスの流量を制御するクリーニングガスＭＦＣ
３４２と、クリーニングガスＭＦＣ ３４２により制御
されたクリーニングガスの流れをオン／オフする第２２
弁Ｖ２２とを含む。また、クリーニングガス供給部３３
０と第２１弁Ｖ２１との間のラインには、クリーニング
ガス内に存在する異物をフィルタリングするフィルター
３３２が設けられる。前記のような構造において、クリ
ーニングガスとしてＣｌＦ3ガスを使用できる。
【００５３】クリーニングガス供給ライン３４０は、ク
リーニングガスを反応容器１００を経ずに直ちに排気ラ
イン４００に流すために、排気ライン４００に連結され
ている第２バイパスライン２９０と第２６弁Ｖ２６を介
して連結されている。クリーニングガス供給ライン３４
０を経由して流入されるクリーニングガスは、第２２弁
Ｖ２２を閉じ、第２６弁Ｖ２６を開くとき、第２バイパ
スライン２９０及び排気ライン４００を経て外部に排出
される。
リーニングガスを反応容器１００を経ずに直ちに排気ラ
イン４００に流すために、排気ライン４００に連結され
ている第２バイパスライン２９０と第２６弁Ｖ２６を介
して連結されている。クリーニングガス供給ライン３４
０を経由して流入されるクリーニングガスは、第２２弁
Ｖ２２を閉じ、第２６弁Ｖ２６を開くとき、第２バイパ
スライン２９０及び排気ライン４００を経て外部に排出
される。
【００５４】なお、クリーニング装置は、上記、クリー
ニングガス供給部３３０、フィルター３３２、クリーニ
ングガス供給ライン３４０、クリーニングガスＭＦＣ
３４２、第２１弁Ｖ２１、第２２弁Ｖ２２、第２６弁Ｖ
２６、及び排気ライン４００等を含む。
ニングガス供給部３３０、フィルター３３２、クリーニ
ングガス供給ライン３４０、クリーニングガスＭＦＣ
３４２、第２１弁Ｖ２１、第２２弁Ｖ２２、第２６弁Ｖ
２６、及び排気ライン４００等を含む。
【００５５】次に、前記のような構造のクリーニング装
置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置の第１実施形態の動作に
ついて説明する。この実施例においては、ウェーハにＴ
ｉＮ薄膜を蒸着するための構成が示されており、このた
めに、第１反応ガスとしてＴｉＣｌ4を使用し、第２反
応ガスとしてＮＨ3を使用し、不活性ガスとしてＡｒを
使用する。したがって、バブラー２１１には液状のＴｉ
Ｃｌ4が入れられている。
置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置の第１実施形態の動作に
ついて説明する。この実施例においては、ウェーハにＴ
ｉＮ薄膜を蒸着するための構成が示されており、このた
めに、第１反応ガスとしてＴｉＣｌ4を使用し、第２反
応ガスとしてＮＨ3を使用し、不活性ガスとしてＡｒを
使用する。したがって、バブラー２１１には液状のＴｉ
Ｃｌ4が入れられている。
【００５６】ウェーハｗは、移送モジュール１０２のロ
ボットアーム（図示せず）によってウェーハ移送穴１１
６を通じて反応容器１００の内部に移送されてウェーハ
ブロック１４０に置かれる。
ボットアーム（図示せず）によってウェーハ移送穴１１
６を通じて反応容器１００の内部に移送されてウェーハ
ブロック１４０に置かれる。
【００５７】ウェーハｗがウェーハブロック１４０上に
置かれると、ウェーハブロック１４０の温度は４２５℃
〜６５０℃まで上がってウェーハｗを４００℃〜６００
℃まで上昇させる。ウェーハ温度が安定化した後に、反
応容器１００へのガスの流入を行う。
置かれると、ウェーハブロック１４０の温度は４２５℃
〜６５０℃まで上がってウェーハｗを４００℃〜６００
℃まで上昇させる。ウェーハ温度が安定化した後に、反
応容器１００へのガスの流入を行う。
【００５８】ガスの流入は、先ず、第１弁Ｖ１、第６弁
Ｖ６、第８弁Ｖ８、第４弁Ｖ４を数秒間開くことにより
始まる。これにより、バブリングされたＴｉＣｌ4ガス
は第２弁Ｖ２まで満たされ、Ａｒガスは第１、第２不活
性ガスＭＦＣ ２６２、２７２により適切に流量制御さ
れた後、第７弁Ｖ７及び第９弁Ｖ９まで満たされ、ＮＨ
3ガスは第２反応ガスＭＦＣ ２３２により適切に流量制
御された後、第５弁Ｖ５まで満たされる。
Ｖ６、第８弁Ｖ８、第４弁Ｖ４を数秒間開くことにより
始まる。これにより、バブリングされたＴｉＣｌ4ガス
は第２弁Ｖ２まで満たされ、Ａｒガスは第１、第２不活
性ガスＭＦＣ ２６２、２７２により適切に流量制御さ
れた後、第７弁Ｖ７及び第９弁Ｖ９まで満たされ、ＮＨ
3ガスは第２反応ガスＭＦＣ ２３２により適切に流量制
御された後、第５弁Ｖ５まで満たされる。
【００５９】次に、第７弁Ｖ７、第９弁Ｖ９を開いてＡ
ｒガスを反応容器１００の内部に流入させる。Ａｒガス
が流入される前に、反応容器１００の内部の圧力は１０
-4〜５×１０-3Ｔｏｒｒに保たれるが、Ａｒガスが流入
されるに伴い、反応容器１００の内部の圧力は１〜１０
Ｔｏｒｒとなる。このような圧力は、反応容器１００に
設けられた圧力測定部１６０が排気ライン４００のスロ
ットル弁ＴＶを適切に開くことにより可能である。ここ
で、第７、第９弁Ｖ７、Ｖ９を第６、第８弁Ｖ６、Ｖ８
を開いた後で順次的に開く理由は、突然第７、第９弁Ｖ
７、Ｖ９を開く場合、これらの弁を経由して反応容器１
００内にガスが逆流する場合があるからである。
ｒガスを反応容器１００の内部に流入させる。Ａｒガス
が流入される前に、反応容器１００の内部の圧力は１０
-4〜５×１０-3Ｔｏｒｒに保たれるが、Ａｒガスが流入
されるに伴い、反応容器１００の内部の圧力は１〜１０
Ｔｏｒｒとなる。このような圧力は、反応容器１００に
設けられた圧力測定部１６０が排気ライン４００のスロ
ットル弁ＴＶを適切に開くことにより可能である。ここ
で、第７、第９弁Ｖ７、Ｖ９を第６、第８弁Ｖ６、Ｖ８
を開いた後で順次的に開く理由は、突然第７、第９弁Ｖ
７、Ｖ９を開く場合、これらの弁を経由して反応容器１
００内にガスが逆流する場合があるからである。
【００６０】次に、反応容器１００内にＮＨ3ガス及び
ＴｉＣｌ4ガスを交互に流入させることにより、ウェー
ハｗ上にＴｉＮ薄膜を蒸着する。例えば、ＴｉＣｌ4ガ
スを先に流入する場合には、反応容器に、先ず第１段階
としてＴｉＣｌ4ガス及びＡｒガスを共に流入させ、所
定時間経過後にＴｉＣｌ4ガスを排除させる。これによ
り、ウェーハｗ上にＴｉＣｌ4ガス層が形成され、この
ガス層は継続して流入されるＡｒガスにより圧着され
る。
ＴｉＣｌ4ガスを交互に流入させることにより、ウェー
ハｗ上にＴｉＮ薄膜を蒸着する。例えば、ＴｉＣｌ4ガ
スを先に流入する場合には、反応容器に、先ず第１段階
としてＴｉＣｌ4ガス及びＡｒガスを共に流入させ、所
定時間経過後にＴｉＣｌ4ガスを排除させる。これによ
り、ウェーハｗ上にＴｉＣｌ4ガス層が形成され、この
ガス層は継続して流入されるＡｒガスにより圧着され
る。
【００６１】次に、第２段階として、ＮＨ3ガス及びＡ
ｒガスを共に流入させてから、ＮＨ3ガスの供給を所定
時間遮断する。ＮＨ3ガスは、既にウェーハｗ上に形成
されているＴｉＣｌ4ガス層と反応してウェーハｗにＴ
ｉＮ薄膜を形成する。すなわち、第１、第２段階の連続
的な遂行を通じてＴｉＮ＋ＮＨ3層が形成される。
ｒガスを共に流入させてから、ＮＨ3ガスの供給を所定
時間遮断する。ＮＨ3ガスは、既にウェーハｗ上に形成
されているＴｉＣｌ4ガス層と反応してウェーハｗにＴ
ｉＮ薄膜を形成する。すなわち、第１、第２段階の連続
的な遂行を通じてＴｉＮ＋ＮＨ3層が形成される。
【００６２】次に、ＴｉＮ＋ＮＨ3層上に継続的な薄膜
成長のために第１段階を再び行う。これにより、ＴｉＮ
＋ＮＨ3層はＴｉＮ＋ＴｉＮ＋ＴｉＣｌ4層に変わる。次
に、第２段階の実施によりＴｉＮ＋ＴｉＮ＋ＴｉＮ＋Ｎ
Ｈ3層を形成し、これらの工程を繰り返すことにより、
所望の厚さのＴｉＮ薄膜が得られる。
成長のために第１段階を再び行う。これにより、ＴｉＮ
＋ＮＨ3層はＴｉＮ＋ＴｉＮ＋ＴｉＣｌ4層に変わる。次
に、第２段階の実施によりＴｉＮ＋ＴｉＮ＋ＴｉＮ＋Ｎ
Ｈ3層を形成し、これらの工程を繰り返すことにより、
所望の厚さのＴｉＮ薄膜が得られる。
【００６３】このようなＴｉＮ薄膜蒸着工程は、第６、
第７弁Ｖ６、Ｖ７及び第８、第９弁Ｖ８、Ｖ９を開いて
Ａｒガスを反応容器１００内に流入しつつ、第１弁Ｖ１
及び第４弁Ｖ４を常に開いた状態で第３弁Ｖ３及び第５
弁Ｖ５を交互にオン／オフすることにより行われる。
第７弁Ｖ６、Ｖ７及び第８、第９弁Ｖ８、Ｖ９を開いて
Ａｒガスを反応容器１００内に流入しつつ、第１弁Ｖ１
及び第４弁Ｖ４を常に開いた状態で第３弁Ｖ３及び第５
弁Ｖ５を交互にオン／オフすることにより行われる。
【００６４】このとき、第２弁Ｖ２は、第３弁Ｖ３が開
く前に開かれてＴｉＣｌ4ガスを第１反応ガスＭＦＣ ２
１２を経由して第３弁Ｖ３まで満たし、次に、第３弁Ｖ
３を開いて第１反応ガスを反応容器１００に送るときに
第２弁Ｖ２は閉じるようにする。すなわち、第１反応ガ
スは、弁及び弁を順次経由して第１反応ガス供給ライン
２２０に進む。そして、反応工程を通じて生じる工程副
産物は排気ライン４００のスロットル弁ＴＶ、及び常に
開かれた第２３、第２４、第２５弁Ｖ２３、Ｖ２４、Ｖ
２５を経由して排出される。
く前に開かれてＴｉＣｌ4ガスを第１反応ガスＭＦＣ ２
１２を経由して第３弁Ｖ３まで満たし、次に、第３弁Ｖ
３を開いて第１反応ガスを反応容器１００に送るときに
第２弁Ｖ２は閉じるようにする。すなわち、第１反応ガ
スは、弁及び弁を順次経由して第１反応ガス供給ライン
２２０に進む。そして、反応工程を通じて生じる工程副
産物は排気ライン４００のスロットル弁ＴＶ、及び常に
開かれた第２３、第２４、第２５弁Ｖ２３、Ｖ２４、Ｖ
２５を経由して排出される。
【００６５】要約すれば、ＴｉＣｌ4ガスは第１、第２
弁Ｖ１、Ｖ２を経て流量制御された後、第３弁Ｖ３を通
じて第１反応ガス供給ライン２２０に流れ、Ａｒガスは
流量制御された後、第７弁Ｖ７を経て第１反応ガス供給
ライン２２０においてＴｉＣｌ4ガスと混合されて反応
容器１００に流れる。
弁Ｖ１、Ｖ２を経て流量制御された後、第３弁Ｖ３を通
じて第１反応ガス供給ライン２２０に流れ、Ａｒガスは
流量制御された後、第７弁Ｖ７を経て第１反応ガス供給
ライン２２０においてＴｉＣｌ4ガスと混合されて反応
容器１００に流れる。
【００６６】次に、混合されたＴｉＣｌ4及びＡｒガス
は、第１接続パイプ１１１及び第１連結ライン１２１を
経由し、第１混合部１３４において再び均一に混合され
て噴射口１３１を通じてウェーハｗ上に一様に噴射され
る。ＮＨ3ガスは第４弁Ｖ４を経て流量制御された後、
第５弁Ｖ５を通じて第２反応ガス供給ライン２４０に流
れ、Ａｒガスは流量制御された後、第９弁Ｖ９を経て第
２反応ガス供給ライン２４０においてＮＨ3ガスと混合
されて反応容器１００に流れる。
は、第１接続パイプ１１１及び第１連結ライン１２１を
経由し、第１混合部１３４において再び均一に混合され
て噴射口１３１を通じてウェーハｗ上に一様に噴射され
る。ＮＨ3ガスは第４弁Ｖ４を経て流量制御された後、
第５弁Ｖ５を通じて第２反応ガス供給ライン２４０に流
れ、Ａｒガスは流量制御された後、第９弁Ｖ９を経て第
２反応ガス供給ライン２４０においてＮＨ3ガスと混合
されて反応容器１００に流れる。
【００６７】次に、混合されたＮＨ3ガス及びＡｒガス
は、第２接続パイプ１１２及び第２連結ライン１２２を
経由し、第２混合部１３５において再び均一に混合され
た後、ノズル１３３を通じてリアクターブロック１１０
の内側壁に向かって噴射される。
は、第２接続パイプ１１２及び第２連結ライン１２２を
経由し、第２混合部１３５において再び均一に混合され
た後、ノズル１３３を通じてリアクターブロック１１０
の内側壁に向かって噴射される。
【００６８】このとき、望ましくは、流量制御されるＴ
ｉＣｌ4ガスの流量を１ＳＣＣＭ以上、ＴｉＣｌ4ガスと
混合されるＡｒガスの流量を５０ＳＣＣＭ以上、ＮＨ3
の流量を５０ＳＣＣＭ以上、ＮＨ3ガスと混合されるＡ
ｒガスの流量を６０ＳＣＣＭ以上にする。このような値
は何回かに亘っての実験により得られたものであり、少
なくとも流量が前述した値以上であるとき、高純度及び
電気特性に優れ、しかもステップカバーレッジが良好な
薄膜が得られる。
ｉＣｌ4ガスの流量を１ＳＣＣＭ以上、ＴｉＣｌ4ガスと
混合されるＡｒガスの流量を５０ＳＣＣＭ以上、ＮＨ3
の流量を５０ＳＣＣＭ以上、ＮＨ3ガスと混合されるＡ
ｒガスの流量を６０ＳＣＣＭ以上にする。このような値
は何回かに亘っての実験により得られたものであり、少
なくとも流量が前述した値以上であるとき、高純度及び
電気特性に優れ、しかもステップカバーレッジが良好な
薄膜が得られる。
【００６９】前記のような方式により行う薄膜蒸着工程
は、反応容器１００への連続的なガス噴射によりなさ
れ、また、圧力測定部１６０及びスロットル弁を含む弁
との適切な信号のやり取り及び制御により反応容器１０
０の工程圧力が一定に保たれる。したがって、蒸着され
る薄膜の均一化がさらに向上される。
は、反応容器１００への連続的なガス噴射によりなさ
れ、また、圧力測定部１６０及びスロットル弁を含む弁
との適切な信号のやり取り及び制御により反応容器１０
０の工程圧力が一定に保たれる。したがって、蒸着され
る薄膜の均一化がさらに向上される。
【００７０】そして、第１反応ガスとしてＴａ元素を含
む化合物ガスを使用し、第２反応ガスとしてＮを含む化
合物であるＮＨ3ガスを使用する場合にも、前記のよう
な方法を採用することにより、ウェーハｗ上にＴａＮ薄
膜を蒸着できる。
む化合物ガスを使用し、第２反応ガスとしてＮを含む化
合物であるＮＨ3ガスを使用する場合にも、前記のよう
な方法を採用することにより、ウェーハｗ上にＴａＮ薄
膜を蒸着できる。
【００７１】ここで、前述したＡｒガスなどの不活性ガ
スは、第１、第２反応ガスを適切に希釈して円滑に反応
容器１００に送る役目をし、重要な工程変数として作用
する。また、不活性ガスは、第１、第２反応ガス供給ラ
イン２２０、２４０に、ウェーハの薄膜蒸着工程及びそ
の前後に亘って常に一定量以上が流れることにより、反
応ガス供給ラインへのガスの逆流を防止する役目をす
る。
スは、第１、第２反応ガスを適切に希釈して円滑に反応
容器１００に送る役目をし、重要な工程変数として作用
する。また、不活性ガスは、第１、第２反応ガス供給ラ
イン２２０、２４０に、ウェーハの薄膜蒸着工程及びそ
の前後に亘って常に一定量以上が流れることにより、反
応ガス供給ラインへのガスの逆流を防止する役目をす
る。
【００７２】次に、本発明によるクリーニング方法につ
いて説明すれば、下記の通りである。クリーニング方法
は、クリーニングガス及び不活性ガスを用いて反応容器
１００の内壁及び構成要素に形成された薄膜や工程副産
物を除去するためのメインクリーニング工程及びサブク
リーニング工程と、反応容器１００内に残っているパー
ティクルを反応容器１００の内壁及び構成要素に固着さ
せて分離されないようにするための容器内プレコーティ
ング工程とを含む。
いて説明すれば、下記の通りである。クリーニング方法
は、クリーニングガス及び不活性ガスを用いて反応容器
１００の内壁及び構成要素に形成された薄膜や工程副産
物を除去するためのメインクリーニング工程及びサブク
リーニング工程と、反応容器１００内に残っているパー
ティクルを反応容器１００の内壁及び構成要素に固着さ
せて分離されないようにするための容器内プレコーティ
ング工程とを含む。
【００７３】メインクリーニング工程は、ウェーハｗが
反応容器１００に収納されていない状態で行われるもの
であって、反応容器１００の内壁や各種の構成要素（拡
散板１３０、ウェーハブロック１４０、ポンピングバッ
フルの側壁１５０ａなど）に形成された薄膜や工程副産
物（パウダー、不純物を含む薄膜など）が蒸着し過ぎて
そこから分離されるパーティクルの数が所定の値を超え
る場合に、或いは定まった周期毎に行われる。クリーニ
ング周期は形成する薄膜に応じて違いがあるが、Ｔｉ
Ｎ、Ｔｉ、ＴｉＡＩＮ薄膜などを蒸着する場合、メイン
クリーニング工程は、少なくとも５００枚以上のウェー
ハを蒸着した後に行われる。
反応容器１００に収納されていない状態で行われるもの
であって、反応容器１００の内壁や各種の構成要素（拡
散板１３０、ウェーハブロック１４０、ポンピングバッ
フルの側壁１５０ａなど）に形成された薄膜や工程副産
物（パウダー、不純物を含む薄膜など）が蒸着し過ぎて
そこから分離されるパーティクルの数が所定の値を超え
る場合に、或いは定まった周期毎に行われる。クリーニ
ング周期は形成する薄膜に応じて違いがあるが、Ｔｉ
Ｎ、Ｔｉ、ＴｉＡＩＮ薄膜などを蒸着する場合、メイン
クリーニング工程は、少なくとも５００枚以上のウェー
ハを蒸着した後に行われる。
【００７４】メインクリーニング工程は、クリーニング
ガスＭＦＣ ３４２により流量制御されたクリーニング
ガス及び第１不活性ガスＭＦＣ ２６２により流量制御
された不活性ガスを第１反応ガス供給ライン２２０にお
いて混合させた後、この混合ガスを拡散板１３０の噴射
口１３１を通じてウェーハブロック１４０の上部の表面
に噴射する。また、メインクリーニング工程は、第２不
活性ガスＭＦＣ ２７２により流量制御された不活性ガ
スを、第２反応ガス供給ライン２４０及び拡散板１３０
のノズル１３３を通じてウェーハブロック１４０の縁側
に噴射する。この実施形態において、クリーニングガス
としてＣｌＦ3ガスを使用し、不活性ガスとしてＡｒガ
スを使用する。
ガスＭＦＣ ３４２により流量制御されたクリーニング
ガス及び第１不活性ガスＭＦＣ ２６２により流量制御
された不活性ガスを第１反応ガス供給ライン２２０にお
いて混合させた後、この混合ガスを拡散板１３０の噴射
口１３１を通じてウェーハブロック１４０の上部の表面
に噴射する。また、メインクリーニング工程は、第２不
活性ガスＭＦＣ ２７２により流量制御された不活性ガ
スを、第２反応ガス供給ライン２４０及び拡散板１３０
のノズル１３３を通じてウェーハブロック１４０の縁側
に噴射する。この実施形態において、クリーニングガス
としてＣｌＦ3ガスを使用し、不活性ガスとしてＡｒガ
スを使用する。
【００７５】ＣｌＦ3ガスは常温においてほとんど無色
透明であり、沸点が１１．７５℃である。このようなＣ
ｌＦ3ガスは、反応容器１００の内部に流入されるまで
液化しない必要があり、適切な温度に加熱するためにラ
インにヒータを設ける。
透明であり、沸点が１１．７５℃である。このようなＣ
ｌＦ3ガスは、反応容器１００の内部に流入されるまで
液化しない必要があり、適切な温度に加熱するためにラ
インにヒータを設ける。
【００７６】Ａｒガスは、ＣｌＦ3ガスを第１反応ガス
供給ライン２２０を通じて拡散板１３０に流すことによ
り、ＣｌＦ3ガスを適切に希薄させて、ＣｌＦ3ガスを反
応容器１００の内部に円滑に流す。
供給ライン２２０を通じて拡散板１３０に流すことによ
り、ＣｌＦ3ガスを適切に希薄させて、ＣｌＦ3ガスを反
応容器１００の内部に円滑に流す。
【００７７】メインクリーニング工程に際し、反応容器
１００の内部にオーバエッチングによる材質の損傷を防
止するための温度の設定が必要である。ほとんどの反応
容器内の構成要素は、その表面の温度が１７０℃以下に
おいて、ＣｌＦ3ガスに対し安定的である。同じく、排
気ラインの温度も１７０℃以下であれば適切である。し
たがって、反応容器１００の内部の表面温度が、ウェー
ハブロック１４０を除いて、高くとも２００℃を超えな
いように、望ましくは、１７０℃以下になるようにヒー
タを調整する。また、薄膜蒸着工程では４２５℃〜６５
０℃の温度範囲であるウェーハブロック１４０の温度を
約３００℃まで下げた状態で行う。
１００の内部にオーバエッチングによる材質の損傷を防
止するための温度の設定が必要である。ほとんどの反応
容器内の構成要素は、その表面の温度が１７０℃以下に
おいて、ＣｌＦ3ガスに対し安定的である。同じく、排
気ラインの温度も１７０℃以下であれば適切である。し
たがって、反応容器１００の内部の表面温度が、ウェー
ハブロック１４０を除いて、高くとも２００℃を超えな
いように、望ましくは、１７０℃以下になるようにヒー
タを調整する。また、薄膜蒸着工程では４２５℃〜６５
０℃の温度範囲であるウェーハブロック１４０の温度を
約３００℃まで下げた状態で行う。
【００７８】ここで、望ましくは、流量制御されるＣｌ
Ｆ3ガスの流量は５０ＳＣＣＭ以上、ＣｌＦ3ガスと混合
されて前記噴射口１３１に流れるＡｒガスの流量制御さ
れた流量は５０ＳＣＣＭ以上、前記第２反応ガス供給ラ
イン２４０を経由してノズル１３３に流れるＡｒガスの
流量制御された流量は３００ＳＣＣＭ以上にする。
Ｆ3ガスの流量は５０ＳＣＣＭ以上、ＣｌＦ3ガスと混合
されて前記噴射口１３１に流れるＡｒガスの流量制御さ
れた流量は５０ＳＣＣＭ以上、前記第２反応ガス供給ラ
イン２４０を経由してノズル１３３に流れるＡｒガスの
流量制御された流量は３００ＳＣＣＭ以上にする。
【００７９】このとき、望ましくは、反応容器１００内
の圧力を、０．５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲に設定
する。前記のような方式により行うガスクリーニング工
程には、略５０分〜９０分の時間がかかる。
の圧力を、０．５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲に設定
する。前記のような方式により行うガスクリーニング工
程には、略５０分〜９０分の時間がかかる。
【００８０】サブクリーニング工程も、ウェーハｗを反
応容器１００に収納しない状態で行う工程で、十分な量
の工程副産物が反応容器１００内に堆積しなかったにも
拘わらず、反応容器１００内の局部的な過剰堆積により
そこから分離されるパーティクルの数が所定数以上とな
る場合に行われる。サブクリーニング工程は、メインク
リーニング工程に比べて簡素化したクリーニング工程で
ある。
応容器１００に収納しない状態で行う工程で、十分な量
の工程副産物が反応容器１００内に堆積しなかったにも
拘わらず、反応容器１００内の局部的な過剰堆積により
そこから分離されるパーティクルの数が所定数以上とな
る場合に行われる。サブクリーニング工程は、メインク
リーニング工程に比べて簡素化したクリーニング工程で
ある。
【００８１】サブクリーニング工程は、第２２弁Ｖ２２
を周期的にオン／オフすることによりＣｌＦ3ガスを反
応容器１００の内部に流入させるパルス流入を行う。第
２２弁Ｖ２２を周期的にオン／オフすれば、反応容器１
００の内部においてはＣｌＦ 3ガスによる圧力揺動が生
じる。圧力揺動によってＣｌＦ3ガスは反応容器１００
への流入時に瞬間的に均一に拡散しつつ、反応容器１０
０の内部に局部的に過剰堆積された薄膜や工程副産物を
エッチングして除去する。
を周期的にオン／オフすることによりＣｌＦ3ガスを反
応容器１００の内部に流入させるパルス流入を行う。第
２２弁Ｖ２２を周期的にオン／オフすれば、反応容器１
００の内部においてはＣｌＦ 3ガスによる圧力揺動が生
じる。圧力揺動によってＣｌＦ3ガスは反応容器１００
への流入時に瞬間的に均一に拡散しつつ、反応容器１０
０の内部に局部的に過剰堆積された薄膜や工程副産物を
エッチングして除去する。
【００８２】ここで、望ましくは、流量制御されるＣｌ
Ｆ3ガスの流量は５０ＳＣＣＭ以上、ＣｌＦ3ガスと混合
されて噴射口１３１に流れるＡｒガスの流量制御された
流量は５０ＳＣＣＭ以上、前記第２反応ガス供給ライン
２４０において混合されてノズル１３３に流れるＡｒガ
スの流量制御された流量は３００ＳＣＣＭ以上にする。
Ｆ3ガスの流量は５０ＳＣＣＭ以上、ＣｌＦ3ガスと混合
されて噴射口１３１に流れるＡｒガスの流量制御された
流量は５０ＳＣＣＭ以上、前記第２反応ガス供給ライン
２４０において混合されてノズル１３３に流れるＡｒガ
スの流量制御された流量は３００ＳＣＣＭ以上にする。
【００８３】パルス流入は、Ａｒガスをノズル１３３を
通じて連続的に噴射しつつ、第２２弁Ｖ２２を周期的に
オン／オフすることにより、ＣｌＦ3ガスを反応容器１
００の内部に流す。第２２弁Ｖ２２のオン／オフ周期は
約１〜２秒にし、総パルス流入時間は約５分以上にす
る。このとき、反応容器１００内の圧力は０．５Ｔｏｒ
ｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲に設定する。また、温度条件
は、ウェーハブロック１４０の温度を約４００℃以下に
し、反応容器１００の内部の表面の温度を、ウェーハブ
ロック１４０を除いて高くとも２００℃を超えないよう
に、望ましくは１７０℃以下にした状態に保つ。
通じて連続的に噴射しつつ、第２２弁Ｖ２２を周期的に
オン／オフすることにより、ＣｌＦ3ガスを反応容器１
００の内部に流す。第２２弁Ｖ２２のオン／オフ周期は
約１〜２秒にし、総パルス流入時間は約５分以上にす
る。このとき、反応容器１００内の圧力は０．５Ｔｏｒ
ｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲に設定する。また、温度条件
は、ウェーハブロック１４０の温度を約４００℃以下に
し、反応容器１００の内部の表面の温度を、ウェーハブ
ロック１４０を除いて高くとも２００℃を超えないよう
に、望ましくは１７０℃以下にした状態に保つ。
【００８４】前記のようなメインクリーニング工程また
はサブクリーニング工程において、反応容器１００に流
入させるＣｌＦ3ガスの流入量とその反応容器１００内
の圧力を一定にする場合、反応容器１００の内部の表面
全体に亘って蒸着された薄膜の平均的なエッチング速度
を一定にするためには、望ましくは、噴射口１３１から
噴射されるＡｒガス量及び前記ノズル１３３に噴射され
るＡｒガス量の合計を一定にする。
はサブクリーニング工程において、反応容器１００に流
入させるＣｌＦ3ガスの流入量とその反応容器１００内
の圧力を一定にする場合、反応容器１００の内部の表面
全体に亘って蒸着された薄膜の平均的なエッチング速度
を一定にするためには、望ましくは、噴射口１３１から
噴射されるＡｒガス量及び前記ノズル１３３に噴射され
るＡｒガス量の合計を一定にする。
【００８５】容器内プレコーティング工程も、ウェーハ
ｗを反応容器２００に収納しない状態で行うものであっ
て、ＣｌＦ3ガスを用いたメインクリーニング工程後に
反応容器１００の内部に残っている微細なパーティクル
をその反応容器１００の内部の表面に固着させるための
工程である。この工程を通じて薄膜蒸着工程時にウェー
ハｗにパーティクルが落ちることを防止できる。
ｗを反応容器２００に収納しない状態で行うものであっ
て、ＣｌＦ3ガスを用いたメインクリーニング工程後に
反応容器１００の内部に残っている微細なパーティクル
をその反応容器１００の内部の表面に固着させるための
工程である。この工程を通じて薄膜蒸着工程時にウェー
ハｗにパーティクルが落ちることを防止できる。
【００８６】容器内プレコーティング工程を行う前に、
反応容器１００内に残っているガスを十分に排出する必
要がある。このために、メインクリーニング工程やサブ
クリーニング工程の完了後、反応容器１００内へのあら
ゆるガスの流入を中断すると同時に、スロットル弁ＴＶ
を完全に開いて最大限のポンピングを行い、反応容器１
００の内部に残っているＣｌＦ3及びＡｒガス、及び工
程副産物を素早く排気ライン４００に排出させる。
反応容器１００内に残っているガスを十分に排出する必
要がある。このために、メインクリーニング工程やサブ
クリーニング工程の完了後、反応容器１００内へのあら
ゆるガスの流入を中断すると同時に、スロットル弁ＴＶ
を完全に開いて最大限のポンピングを行い、反応容器１
００の内部に残っているＣｌＦ3及びＡｒガス、及び工
程副産物を素早く排気ライン４００に排出させる。
【００８７】反応容器１００の内部が十分に真空状態と
なったとき、メインクリーニング工程時に低下させたウ
ェーハブロック１４０の温度を薄膜蒸着工程の温度（約
４２５℃〜６５０℃）に上げ始める。ウェーハブロック
１４０の温度を上げる過程において、Ａｒガスを反応容
器１００に流入させるフラッシング（ｆｌｕｓｈｉｎ
ｇ）を併行する。フラッシングは、第６弁Ｖ６及び第７
弁Ｖ７を開いてＡｒガスを第１反応ガス供給ライン２２
０を通じて反応容器１００に流すと同時に、第８弁Ｖ８
及び第９弁Ｖ９を開いてＡｒガスを第２反応ガス供給ラ
イン２４０を通じて反応容器１００に流すことにより行
われる。
なったとき、メインクリーニング工程時に低下させたウ
ェーハブロック１４０の温度を薄膜蒸着工程の温度（約
４２５℃〜６５０℃）に上げ始める。ウェーハブロック
１４０の温度を上げる過程において、Ａｒガスを反応容
器１００に流入させるフラッシング（ｆｌｕｓｈｉｎ
ｇ）を併行する。フラッシングは、第６弁Ｖ６及び第７
弁Ｖ７を開いてＡｒガスを第１反応ガス供給ライン２２
０を通じて反応容器１００に流すと同時に、第８弁Ｖ８
及び第９弁Ｖ９を開いてＡｒガスを第２反応ガス供給ラ
イン２４０を通じて反応容器１００に流すことにより行
われる。
【００８８】フラッシングが行われる間に、ウェーハブ
ロック１４０の温度は薄膜蒸着工程の温度まで上がる。
ウェーハブロック１４０の温度が薄膜蒸着工程の温度ま
で上がって安定化すれば、前述した薄膜蒸着工程とほと
んど類似した容器内プレコーティング工程を行う。
ロック１４０の温度は薄膜蒸着工程の温度まで上がる。
ウェーハブロック１４０の温度が薄膜蒸着工程の温度ま
で上がって安定化すれば、前述した薄膜蒸着工程とほと
んど類似した容器内プレコーティング工程を行う。
【００８９】容器内プレコーティング工程は、流量制御
されたＴｉＣｌ4ガス及びＡｒガスを混合して噴射口１
３１を通じてウェーハブロック１４０の上部の表面に噴
射し、ＮＨ3ガス及び流量制御されたＡｒガスを混合し
てノズル１３３を通じてウェーハブロック１４０の縁側
に噴射することにより行われる。
されたＴｉＣｌ4ガス及びＡｒガスを混合して噴射口１
３１を通じてウェーハブロック１４０の上部の表面に噴
射し、ＮＨ3ガス及び流量制御されたＡｒガスを混合し
てノズル１３３を通じてウェーハブロック１４０の縁側
に噴射することにより行われる。
【００９０】このとき、ＴｉＣｌ4ガスを反応容器に流
入させる少なくとも数秒前にＮＨ3ガスを先に流入させ
ることが重要である。これは、ＴｉＣｌ4ガス自体に強
い腐食性があるため、もし、ＴｉＣｌ4ガスが反応容器
１００の内部に先に流入されれば、反応容器１００の内
部の構成要素が瞬間エッチングされて固相の極めて小さ
いパーティクルが生じる。
入させる少なくとも数秒前にＮＨ3ガスを先に流入させ
ることが重要である。これは、ＴｉＣｌ4ガス自体に強
い腐食性があるため、もし、ＴｉＣｌ4ガスが反応容器
１００の内部に先に流入されれば、反応容器１００の内
部の構成要素が瞬間エッチングされて固相の極めて小さ
いパーティクルが生じる。
【００９１】したがって、ＴｉＣｌ4ガスが流入される
少なくとも数秒前にＮＨ3ガスを流入させて、反応容器
１００の内部の表面にＮＨ3ガス層を予め存在させる。
そして、以降にＴｉＣｌ4ガスが流入されるとき、Ｔｉ
Ｃｌ4ガスとＮＨ3ガスとを反応させることにより、Ｔｉ
Ｃｌ4ガスのエッチング作用を最小化する。
少なくとも数秒前にＮＨ3ガスを流入させて、反応容器
１００の内部の表面にＮＨ3ガス層を予め存在させる。
そして、以降にＴｉＣｌ4ガスが流入されるとき、Ｔｉ
Ｃｌ4ガスとＮＨ3ガスとを反応させることにより、Ｔｉ
Ｃｌ4ガスのエッチング作用を最小化する。
【００９２】すなわち、前記第１反応ガスとしてＣｌ元
素を含む化合物ガスを使用し、前記第２反応ガスとして
ＮＨ3を使用する場合、パーティクルの生成を最小化す
るために、初期第１反応ガスを前記反応容器１００に流
入させる少なくとも数秒前にＮＨ3ガスを予め流入させ
る。
素を含む化合物ガスを使用し、前記第２反応ガスとして
ＮＨ3を使用する場合、パーティクルの生成を最小化す
るために、初期第１反応ガスを前記反応容器１００に流
入させる少なくとも数秒前にＮＨ3ガスを予め流入させ
る。
【００９３】次に、反応容器１００に前記ＴｉＣｌ4ガ
ス及びＡｒガスを混合して流入させつつ、ＴｉＣｌ4ガ
スを所定時間排除させる第１工程と、反応容器１００に
ＮＨ3ガス及びＡｒガスを流入させつつ、ＮＨ3ガスを所
定時間排除させる第２工程とを繰り返すことによって、
容器内プレコーティング工程を行う。或いは、前記ＮＨ
3及び不活性ガスを流入し続けつつ、且つＴｉＣｌ4ガス
及びＡｒガスを混合して流入させつつＴｉＣｌ4ガスを
所定時間排除させる工程を繰り返すことにより、容器内
プレコーティング工程を行う。
ス及びＡｒガスを混合して流入させつつ、ＴｉＣｌ4ガ
スを所定時間排除させる第１工程と、反応容器１００に
ＮＨ3ガス及びＡｒガスを流入させつつ、ＮＨ3ガスを所
定時間排除させる第２工程とを繰り返すことによって、
容器内プレコーティング工程を行う。或いは、前記ＮＨ
3及び不活性ガスを流入し続けつつ、且つＴｉＣｌ4ガス
及びＡｒガスを混合して流入させつつＴｉＣｌ4ガスを
所定時間排除させる工程を繰り返すことにより、容器内
プレコーティング工程を行う。
【００９４】前記のような容器内プレコーティング工程
は、ウェーハｗを反応容器１００に収納しない状態で行
う点を除いては、実質的に薄膜蒸着工程と極めて類似し
ており、その蒸着条件もほとんど類似している。すなわ
ち、薄膜蒸着工程でのように、第１反応ガスとしてＴ
ｉ、Ｔａ、Ｗ転移金属元素を含む化合物ガスを使用し、
第２反応ガスとしてＮＨ3ガスを使用する場合、薄膜蒸
着工程時に、前記ウェーハｗの温度を４００℃〜６００
℃の範囲に保ち、前記反応容器１００に連結されるライ
ンの温度を４０℃〜２００℃の範囲に保つ。
は、ウェーハｗを反応容器１００に収納しない状態で行
う点を除いては、実質的に薄膜蒸着工程と極めて類似し
ており、その蒸着条件もほとんど類似している。すなわ
ち、薄膜蒸着工程でのように、第１反応ガスとしてＴ
ｉ、Ｔａ、Ｗ転移金属元素を含む化合物ガスを使用し、
第２反応ガスとしてＮＨ3ガスを使用する場合、薄膜蒸
着工程時に、前記ウェーハｗの温度を４００℃〜６００
℃の範囲に保ち、前記反応容器１００に連結されるライ
ンの温度を４０℃〜２００℃の範囲に保つ。
【００９５】前記のような構造の薄膜蒸着装置を適用し
て試験したデータが図９に示されている。図９は、クリ
ーニング工程前後に、反応容器１００において検出され
るパーティクルの数を示したものである。
て試験したデータが図９に示されている。図９は、クリ
ーニング工程前後に、反応容器１００において検出され
るパーティクルの数を示したものである。
【００９６】図中、Ａは５００枚のウェーハを薄膜蒸着
した後に検出されたパーティクルの数であり、Ｂはメイ
ンクリーニング工程後に検出されたパーティクルの数で
あり、Ｃは容器内プレコーティング工程後に検出された
パーティクルの数である。
した後に検出されたパーティクルの数であり、Ｂはメイ
ンクリーニング工程後に検出されたパーティクルの数で
あり、Ｃは容器内プレコーティング工程後に検出された
パーティクルの数である。
【００９７】参考として、ＡＬＤ薄膜形成の種類、設備
の条件によってウェーハ枚数に準拠するモニターリング
周期に違いがありうる。この実施形態においては、５０
０枚のウェーハを連続的に薄膜蒸着した後に検出された
パーティクルの数は２８であり、６０分間のクリーニン
グ工程後に２７５個のパーティクルが検出され、続く１
０分間の容器内プレコーティング工程後には１５個に減
った。ここで、クリーニング工程後に２７５個のパーテ
ィクルが検出されたのは、反応容器１００の内部が汚染
されたからではなく、クリーニング工程を通じて拡散板
１３０の表面に存在するクリーニング工程副産物が排気
ラインに排出できずウェーハｗ上に落ちたからである。
次に、容器内プレコーティング工程を行えば、検出され
るパーティクルの数を顕著に低減できる。
の条件によってウェーハ枚数に準拠するモニターリング
周期に違いがありうる。この実施形態においては、５０
０枚のウェーハを連続的に薄膜蒸着した後に検出された
パーティクルの数は２８であり、６０分間のクリーニン
グ工程後に２７５個のパーティクルが検出され、続く１
０分間の容器内プレコーティング工程後には１５個に減
った。ここで、クリーニング工程後に２７５個のパーテ
ィクルが検出されたのは、反応容器１００の内部が汚染
されたからではなく、クリーニング工程を通じて拡散板
１３０の表面に存在するクリーニング工程副産物が排気
ラインに排出できずウェーハｗ上に落ちたからである。
次に、容器内プレコーティング工程を行えば、検出され
るパーティクルの数を顕著に低減できる。
【００９８】前記のようなクリーニング工程は、従来の
反応容器を開いて行っていた湿式クリーニング工程とは
違いがあり、湿式クリーニング工程を行う時に生じる時
間的損失を最大限に減少させた。この実施形態において
は、クリーニング工程は、形成する薄膜によって少し違
いがあるが、約５００枚以上を周期として５-１０回以
上問題なく行える。
反応容器を開いて行っていた湿式クリーニング工程とは
違いがあり、湿式クリーニング工程を行う時に生じる時
間的損失を最大限に減少させた。この実施形態において
は、クリーニング工程は、形成する薄膜によって少し違
いがあるが、約５００枚以上を周期として５-１０回以
上問題なく行える。
【００９９】次に、図１０を参照し、本発明によるクリ
ーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置の第２実施形
態について説明する。ここで、図１と同一の符号は同一
の機能をする同一の部材である。
ーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置の第２実施形
態について説明する。ここで、図１と同一の符号は同一
の機能をする同一の部材である。
【０１００】第２実施形態が第１実施形態と異なる点
は、第１実施形態がウェーハｗ上にＴｉＮまたはＴａＮ
薄膜を蒸着できるのに比べて、第２実施形態において
は、ＷＮなどの薄膜を形成できる。これを可能にするた
めに、第１実施形態の構成のうち、第１反応ガス供給部
２１０が第１反応ガス供給部５１０に取り替えられる。
は、第１実施形態がウェーハｗ上にＴｉＮまたはＴａＮ
薄膜を蒸着できるのに比べて、第２実施形態において
は、ＷＮなどの薄膜を形成できる。これを可能にするた
めに、第１実施形態の構成のうち、第１反応ガス供給部
２１０が第１反応ガス供給部５１０に取り替えられる。
【０１０１】第１反応ガス供給部５１０は、第１反応ガ
スの流れをオン／オフする第３１弁Ｖ３１と、第３１弁
Ｖ３１を通過した第１反応ガスの流量を制御する第１反
応ガスＭＦＣ ５１２とを含む。この第１反応ガス供給
部５１０は第３弁Ｖ３と連結される。
スの流れをオン／オフする第３１弁Ｖ３１と、第３１弁
Ｖ３１を通過した第１反応ガスの流量を制御する第１反
応ガスＭＦＣ ５１２とを含む。この第１反応ガス供給
部５１０は第３弁Ｖ３と連結される。
【０１０２】すなわち、前述のような構成において、Ｗ
Ｎ薄膜を形成する場合、第１反応ガスの原料としてＷＦ
6を使用し、第２反応ガスとしてＮを含む化合物ガス、
例えば、ＮＨ3を使用し、不活性ガスとしてＡｒガスを
使用する。前記のようなガスを使っての薄膜蒸着方法は
ＴｉＮを蒸着する方法とほとんど類似しているため、詳
細な説明を省略する。
Ｎ薄膜を形成する場合、第１反応ガスの原料としてＷＦ
6を使用し、第２反応ガスとしてＮを含む化合物ガス、
例えば、ＮＨ3を使用し、不活性ガスとしてＡｒガスを
使用する。前記のようなガスを使っての薄膜蒸着方法は
ＴｉＮを蒸着する方法とほとんど類似しているため、詳
細な説明を省略する。
【０１０３】次に、図１１を参照し、本発明によるクリ
ーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置の第３実施形
態について説明する。ここで、図１と同一の符号は同一
の機能をする同一の部材である。
ーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置の第３実施形
態について説明する。ここで、図１と同一の符号は同一
の機能をする同一の部材である。
【０１０４】第３実施形態が第１実施形態と異なる点
は、第１実施形態がＴｉＮまたはＴａＮ薄膜などを蒸着
できるのに比べて、第３実施形態においてはＴｉＮまた
はＴａＮはもちろん、Ｔｉ、ＴｉＡＩＮ薄膜を形成でき
る。これを可能にするために、第１実施形態の構成に加
え、第３反応ガスであるＴＭＡガスが移送される第３反
応ガス移送ラインと、第４反応ガスであるＨ2ガスが移
送される第４反応ガス移送ラインとをさらに加える。
は、第１実施形態がＴｉＮまたはＴａＮ薄膜などを蒸着
できるのに比べて、第３実施形態においてはＴｉＮまた
はＴａＮはもちろん、Ｔｉ、ＴｉＡＩＮ薄膜を形成でき
る。これを可能にするために、第１実施形態の構成に加
え、第３反応ガスであるＴＭＡガスが移送される第３反
応ガス移送ラインと、第４反応ガスであるＨ2ガスが移
送される第４反応ガス移送ラインとをさらに加える。
【０１０５】第４反応ガス供給部６１０は、供給するＨ
2の流れをオン／オフする第３２弁Ｖ３２と、第３２弁
Ｖ３２を通過したＨ2の流量を制御する第４反応ガスＭ
ＦＣ６１２と、第４反応ガスＭＦＣ ６１２により制御
されたＨ2ガスの流れをオン／オフする第３３弁Ｖ３３
とを含む。
2の流れをオン／オフする第３２弁Ｖ３２と、第３２弁
Ｖ３２を通過したＨ2の流量を制御する第４反応ガスＭ
ＦＣ６１２と、第４反応ガスＭＦＣ ６１２により制御
されたＨ2ガスの流れをオン／オフする第３３弁Ｖ３３
とを含む。
【０１０６】第３反応ガス供給部６２０は、第３反応原
料をガス化するバブラー６２１と、流れる第３反応ガス
の流れ量を制御する第３反応ガス流れ量制御器６２２
と、バブラー６２１と第３反応ガス流れ量制御器６２２
との間に設けられて第３反応ガスの流れをオン／オフす
る第３４弁Ｖ３４と、第２反応ガス供給ライン２４０
に、第３反応ガス流れ量制御器６２２により制御された
第３反応ガスの流れをオン／オフする第３５弁Ｖ３５と
を含む。
料をガス化するバブラー６２１と、流れる第３反応ガス
の流れ量を制御する第３反応ガス流れ量制御器６２２
と、バブラー６２１と第３反応ガス流れ量制御器６２２
との間に設けられて第３反応ガスの流れをオン／オフす
る第３４弁Ｖ３４と、第２反応ガス供給ライン２４０
に、第３反応ガス流れ量制御器６２２により制御された
第３反応ガスの流れをオン／オフする第３５弁Ｖ３５と
を含む。
【０１０７】すなわち、前述した構成において、ＴｉＮ
またはＴａＮはもちろん、Ｔｉ、ＴｉＡＩＮなどの薄膜
を形成するために、第１反応ガスとしてＴｉまたはＴａ
転移金属元素を含む化合物ガスを使用する。また、不活
性ガスとしてＡｒを使用し、第２反応ガスとしてＮ元素
を含む化合物ガスを使用し、第３反応ガスとしてＴＭＡ
ガスを使用し、第４反応ガスとしてＨ2ガスを使用す
る。
またはＴａＮはもちろん、Ｔｉ、ＴｉＡＩＮなどの薄膜
を形成するために、第１反応ガスとしてＴｉまたはＴａ
転移金属元素を含む化合物ガスを使用する。また、不活
性ガスとしてＡｒを使用し、第２反応ガスとしてＮ元素
を含む化合物ガスを使用し、第３反応ガスとしてＴＭＡ
ガスを使用し、第４反応ガスとしてＨ2ガスを使用す
る。
【０１０８】このような構造の薄膜蒸着装置の第３実施
形態は、前述した第１実施形態とほぼ同一なため、これ
についての詳細な説明は省略する。前記各実施形態にお
いて言及されたＡＬＤ薄膜は、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌ
Ｎ、ＷＮ、ＴａＮ薄膜であった。前記例は代表的に言及
されたものであって、反応ガスを変えてＷＳｉＮ、Ｔｉ
ＳｉＮ、ＴａＳｉＮなどの転移金属元素を含むＡＬＤ薄
膜を蒸着する場合にも、本発明を適用できる。
形態は、前述した第１実施形態とほぼ同一なため、これ
についての詳細な説明は省略する。前記各実施形態にお
いて言及されたＡＬＤ薄膜は、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌ
Ｎ、ＷＮ、ＴａＮ薄膜であった。前記例は代表的に言及
されたものであって、反応ガスを変えてＷＳｉＮ、Ｔｉ
ＳｉＮ、ＴａＳｉＮなどの転移金属元素を含むＡＬＤ薄
膜を蒸着する場合にも、本発明を適用できる。
【０１０９】
【発明の効果】本発明によるＡＬＤ薄膜蒸着装置のクリ
ーニング装置及びクリーニング方法によれば、反応容器
内または構成要素の表面に蒸着される薄膜や工程副産物
が、反応容器を開かずに効率良く乾式クリーニングされ
る。そのため、クリーニング後に薄膜蒸着工程を容易に
行える。
ーニング装置及びクリーニング方法によれば、反応容器
内または構成要素の表面に蒸着される薄膜や工程副産物
が、反応容器を開かずに効率良く乾式クリーニングされ
る。そのため、クリーニング後に薄膜蒸着工程を容易に
行える。
【０１１０】さらに、本発明によれば、Ｔｉ、ＴｉＡｌ
Ｎ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＷＮ、ＷＳｉＮ、ＴｉＳｉＮ、Ｔ
ａＳｉＮなどの薄膜を形成するに当たって、薄膜蒸着工
程後に、クリーニング工程時に反応容器の内壁または構
成要素に積層された薄膜及び工程副産物を効率良く除去
できるという効果がある。
Ｎ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＷＮ、ＷＳｉＮ、ＴｉＳｉＮ、Ｔ
ａＳｉＮなどの薄膜を形成するに当たって、薄膜蒸着工
程後に、クリーニング工程時に反応容器の内壁または構
成要素に積層された薄膜及び工程副産物を効率良く除去
できるという効果がある。
【図１】本発明によるクリーニング装置を備えたＡＬＤ
薄膜蒸着装置の第１実施形態を示した図である。
薄膜蒸着装置の第１実施形態を示した図である。
【図２】図１のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸
着装置において、反応容器の分解斜視図である。
着装置において、反応容器の分解斜視図である。
【図３】図２に採用される反応容器において、シャワー
ヘッド及び拡散板を分離して示した斜視図である。
ヘッド及び拡散板を分離して示した斜視図である。
【図４】図２の反応容器の断面図である。
【図５】図４の反応容器の第１混合部を拡大した図であ
る。
る。
【図６】薄膜形成に際し、間隔Ｄと比抵抗との関係を示
したグラフである。
したグラフである。
【図７】ＴｉＣｌ4ガス及びＮＨ3ガスを使ってのＴｉＮ
蒸着時に、拡散板の底面の温度とＴｉＮ薄膜蒸着速度と
の関係を示したグラフである。
蒸着時に、拡散板の底面の温度とＴｉＮ薄膜蒸着速度と
の関係を示したグラフである。
【図８】反応容器が移送モジュールにバット弁を通じて
結合された状態を示した図である。
結合された状態を示した図である。
【図９】クリーニング工程前後に、反応容器において検
出されるパーティクルの数を示したデータである。
出されるパーティクルの数を示したデータである。
【図１０】本発明によるクリーニング装置を備えたＡＬ
Ｄ薄膜蒸着装置の第２実施形態を示した図である。
Ｄ薄膜蒸着装置の第２実施形態を示した図である。
【図１１】本発明によるクリーニング装置を備えたＡＬ
Ｄ薄膜蒸着装置の第３実施形態を示した図である。
Ｄ薄膜蒸着装置の第３実施形態を示した図である。
１００…反応容器、１１０…リアクターブロック、１２
０…シャワーヘッド板、１２３…冷媒流路、１３０…拡
散板、１３１…噴射口、１３３…ノズル、１４０…ウェ
ーハブロック、２１０，５１０…第１反応ガス供給部、
２１１…バブラー、２１２，５１２…第１反応ガス流量
制御部、２２０…第１反応ガス供給ライン、２３０…第
２反応ガス供給部、２３２…第２反応ガス流量制御部、
２４０…第２反応ガス供給ライン、２６０…第１不活性
ガス供給ライン、２６２…第１不活性ガス流量制御部、
２７０…第２不活性ガス供給ライン、２７２…第２不活
性ガス流量制御部、２８０…第１バイパスライン、２９
０…第２バイパスライン、３３０…クリーニングガス供
給部、３３２…フィルター、３４０…クリーニングガス
供給ライン、３４２…クリーニングガス流量制御部、４
００…排気ライン、６１０…第４反応ガス供給部、６１
２…第４反応ガス流量制御部、６２０…第３反応ガス供
給部、６２１…バブラー、６２２…第３反応ガス流量制
御部、Ｖ１…第１弁、Ｖ２１…第２１弁、Ｖ３１…第３
１弁、Ｖ３２…第３２弁、Ｖ３３…第３３弁、Ｖ３４…
第３４弁、Ｖ３５…第３５弁。
０…シャワーヘッド板、１２３…冷媒流路、１３０…拡
散板、１３１…噴射口、１３３…ノズル、１４０…ウェ
ーハブロック、２１０，５１０…第１反応ガス供給部、
２１１…バブラー、２１２，５１２…第１反応ガス流量
制御部、２２０…第１反応ガス供給ライン、２３０…第
２反応ガス供給部、２３２…第２反応ガス流量制御部、
２４０…第２反応ガス供給ライン、２６０…第１不活性
ガス供給ライン、２６２…第１不活性ガス流量制御部、
２７０…第２不活性ガス供給ライン、２７２…第２不活
性ガス流量制御部、２８０…第１バイパスライン、２９
０…第２バイパスライン、３３０…クリーニングガス供
給部、３３２…フィルター、３４０…クリーニングガス
供給ライン、３４２…クリーニングガス流量制御部、４
００…排気ライン、６１０…第４反応ガス供給部、６１
２…第４反応ガス流量制御部、６２０…第３反応ガス供
給部、６２１…バブラー、６２２…第３反応ガス流量制
御部、Ｖ１…第１弁、Ｖ２１…第２１弁、Ｖ３１…第３
１弁、Ｖ３２…第３２弁、Ｖ３３…第３３弁、Ｖ３４…
第３４弁、Ｖ３５…第３５弁。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA03 AA13 DA06 EA01 EA06 JA05 JA09 JA10 KA12 KA26 KA41 5F004 AA15 BA19 BB28 BD04 BD05 CA02 CA04 DA00 DA23 DA24 DB08 DB10 DB12 EA34
Claims (28)
- 【請求項１】 ウェーハが内蔵されて蒸着される反応容
器と、 第１反応ガスを前記反応容器に供給するための第１反応
ガス供給部と、 第２反応ガスを前記反応容器に供給するための第２反応
ガス供給部と、 前記第１反応ガス供給部と前記反応容器とを連結する第
１反応ガス供給ラインと、 前記第２反応ガス供給部と前記反応容器とを連結する第
２反応ガス供給ラインと、 不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを前記第１
反応ガス供給ラインに供給する第１不活性ガス供給ライ
ンと、 不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを前記第２
反応ガス供給ラインに供給する第２不活性ガス供給ライ
ンと、 前記反応容器内のガスを外部に排出する排気ラインと、 前記第１反応ガス供給ラインと連結されて、前記反応容
器をクリーニングするためのクリーニングガスを供給す
るクリーニングガス供給ラインとを含むことを特徴とす
るクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項２】 前記クリーニングガスは、ＣｌＦ3である
ことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置を
備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項３】 前記クリーニングガス供給ラインは、 供給されるクリーニングガスの流量を制御するクリーニ
ングガス流量制御器と、前記クリーニングガスの流れを
オン／オフする少なくとも一つ以上の弁とをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置を
備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項４】 前記クリーニングガスは、ＣｌＦ3である
ことを特徴とする請求項３に記載のクリーニング装置を
備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項５】 前記クリーニングガス供給ラインは、ク
リーニングガス内に存在する異物をフィルタリングする
フィルターをさらに含むことを特徴とする請求項３に記
載のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項６】 前記第１反応ガス供給部は、 第１反応原料をガス化するバブラーと、 前記バブラーから供給される第１反応ガスの流量を制御
する第１反応ガス流量制御器と、 前記バブラーと前記第１反応ガス流量制御器との間のラ
インに設けられて前記第１反応ガスの流れをオン／オフ
する第１弁とを含むことを特徴とする請求項１に記載の
クリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項７】 前記第１反応ガスはＴｉＣｌ4またはＴａ
元素を含む化合物ガスであり、第２反応ガスはＮＨ3で
あることを特徴とする請求項６に記載のクリーニング装
置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項８】 前記第１反応ガス供給部は、 供給される第１反応ガスの流れをオン／オフする第３１
弁と、前記第３１弁を経由した第１反応ガスの流量を制
御する第１反応ガス流量制御器とを含むことを特徴とす
る請求項１に記載のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄
膜蒸着装置。 - 【請求項９】 前記第１反応ガスはＷＦ6であり、第２反
応ガスはＮＨ3であることを特徴とする請求項８に記載
のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項１０】 ＡＬＤ薄膜蒸着装置は、さらに、 第３反応ガスを前記第２反応ガス供給ラインに供給する
第３反応ガス供給部と、第４反応ガスを第２反応ガス供
給ラインに供給する第４反応ガス供給部とを備え、 前記第４反応ガス供給部は、 供給される第４反応ガスの流れをオン／オフする第３２
弁と、前記第３２弁を経由した第４反応ガスの流量を制
御する第４反応ガス流量制御器と、前記第４反応ガス流
量制御器により制御された第４反応ガスの流れをオン／
オフする第３３弁とを有することを特徴とする請求項１
に記載のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装
置。 - 【請求項１１】 前記第３反応ガス供給部は、 第３反応原料をガス化するバブラーと、 前記バブラーから供給される第３反応ガスの流量を制御
する第３反応ガス流量制御器と、 前記バブラーと前記第３反応ガス流量制御器との間のラ
インに設けられて第３反応ガスの流れをオン／オフする
第３４弁と、 前記第２反応ガス供給ラインに、前記第３反応ガス流量
制御器により制御された第３反応ガスの流れをオン／オ
フする第３５弁とをさらに含むことを特徴とする請求項
１０に記載のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着
装置。 - 【請求項１２】 前記第１反応ガスはＴｉまたはＴａま
たはＷである転移金属元素を含む化合物ガスであり、第
２反応ガスはＮＨ3であり、前記第３反応ガスはＴＭＡ
であり、第４反応ガスはＨ2であることを特徴とする請
求項１０に記載のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜
蒸着装置。 - 【請求項１３】 前記反応容器は、 ウェーハが収納されるリアクターブロックと、 前記リアクターブロックを覆って所定の圧力を一定に保
つシャワーヘッド板と、 前記シャワーヘッド板の下部に設けられるものであっ
て、前記第１反応ガス供給ラインを経由して移送される
第１反応ガス及び／又は不活性ガスを前記ウェーハの上
部の表面に噴射するように前記ウェーハの上部に形成さ
れた多数の噴射口、及び前記第２反応ガス供給ラインを
経由して移送される第２反応ガス及び／又は不活性ガス
をウェーハの縁側に噴射するように前記リアクターブロ
ックの内側壁の方向に斜めに形成された多数のノズルを
有する拡散板と、 前記リアクターブロックの内部に設けられ、前記ウェー
ハが置かれるウェーハブロックとを含むことを特徴とす
る請求項１に記載のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄
膜蒸着装置。 - 【請求項１４】 前記拡散板の温度を所望の範囲内に下
げるために、前記シャワーヘッド板には冷媒が流れる冷
媒流路が形成されていることを特徴とする請求項１３に
記載のクリーニング装置を備えたＡＬＤ薄膜蒸着装置。 - 【請求項１５】 ウェーハが位置づけられるリアクター
ブロックと、前記リアクターブロックの内部に設けら
れ、前記ウェーハが置かれるウェーハブロックと、前記
ウェーハブロックの上部に形成された多数の噴射口及び
前記ウェーハブロックの縁側に向かって前記リアクター
ブロックの内側壁の方向に斜めに形成された多数のノズ
ルが形成された拡散板を含む反応容器とが具備され、第
１反応ガス及び第２反応ガスを使用して蒸着を行うＡＬ
Ｄ薄膜蒸着装置をクリーニングする方法であって、 前記反応容器内にウェーハが収納されない状態で行うも
のであって、クリーニングガス及び不活性ガスを混合さ
せて前記噴射口を通じて前記ウェーハブロックの上部の
表面に噴射し、不活性ガスを前記ノズルを通じて前記ウ
ェーハブロックの縁側に噴射するメインクリーニング工
程を含むことを特徴とするＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリー
ニング方法。 - 【請求項１６】 前記メインクリーニング工程におい
て、 前記クリーニングガスの流量は５０ＳＣＣＭ以上であ
り、前記クリーニングガスと混合されて前記噴射口に流
れる不活性ガスの流量は５０ＳＣＣＭ以上であり、前記
ノズルに流れる不活性ガスの流量は３００ＳＣＣＭ以上
であることを特徴とする請求項１５に記載のＡＬＤ薄膜
蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項１７】 前記メーンクリーニング工程におい
て、 前記反応容器内の圧力は０．５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ
の範囲内に設定されることを特徴とする請求項１６に記
載のＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項１８】 前記メインクリーニング工程におい
て、 前記反応容器の内部の表面の温度がウェーハブロックを
除いて２００℃を超えないようにすることを特徴とする
請求項１６に記載のＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング
方法。 - 【請求項１９】 前記反応容器内にウェーハが収納され
ない状態で行うものであって、前記クリーニングガスを
前記反応容器の内部に周期的なパルス流入によって流入
させ、前記パルス流入に伴う圧力揺動による瞬間拡散を
誘導してクリーニングを行うサブクリーニング工程をさ
らに含むことを特徴とする請求項１５に記載のＡＬＤ薄
膜蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項２０】 前記サブクリーニング工程において、 前記クリーニングガスの流量は５０ＳＣＣＭ以上であ
り、前記クリーニングガスと混合されて前記噴射口に流
れる不活性ガスの流量は５０ＳＣＣＭ以上であり、前記
ノズルに流れる不活性ガスの流量は３００ＳＣＣＭ以上
であることを特徴とする請求項１９に記載のＡＬＤ薄膜
蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項２１】 前記サブクリーニング工程において、 前記反応容器内の圧力は、０．５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒ
ｒの範囲内に設定されることを特徴とする請求項１９に
記載のＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項２２】 前記サブクリーニング工程において、 前記反応容器内の表面の温度がウェーハブロックを除い
て２００℃を超えないようにした状態で行うことを特徴
とする請求項１９に記載のＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリー
ニング方法。 - 【請求項２３】 前記反応容器内にウェーハが収納され
ない状態で行うものであって、前記反応容器の内部に残
っている微細なパーティクルをその反応容器の内部の表
面に固着させるための容器内プレコーティング工程をさ
らに含むことを特徴とする請求項１５に記載のＡＬＤ薄
膜蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項２４】 前記容器内プレコーティング工程は、 前記第１反応ガス及び不活性ガスを混合させて前記噴射
口を通じて前記ウェーハブロックの上部の表面に噴射
し、前記第２反応ガス及び不活性ガスを混合させて前記
ノズルを通じて前記ウェーハブロックの縁側に噴射する
ことにより行うことを特徴とする請求項２３に記載のＡ
ＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項２５】 前記容器内プレコーティング工程は、 前記反応容器に前記第１反応ガス及び不活性ガスを混合
して流入させつつ前記第１反応ガスを所定時間排除させ
る第１工程と、前記反応容器に前記第２反応ガス及び不
活性ガスを流入させつつ前記第２反応ガスを所定時間排
除させる第２工程とを繰り返し行うことを特徴とする請
求項２３に記載のＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング装
置。 - 【請求項２６】 前記容器内プレコーティング工程は、 前記第２反応ガス及び不活性ガスを反応容器に流入し続
けつつ、且つ前記第１反応ガス及び不活性ガスを混合し
て流入させつつ前記第１反応ガスを所定時間排除させる
工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項２３に記載
のＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項２７】 前記容器内プレコーティング工程は、 前記第１反応ガスとしてＣｌ元素を含む化合物ガスを使
用し、前記第２反応ガスとしてＮＨ3を使用する場合、
初期の第１反応ガスを前記反応容器１００に流入させる
少なくとも数秒前に前記ＮＨ3ガスを反応容器１００の
内部に流入させることを特徴とする請求項２３に記載の
ＡＬＤ薄膜蒸着装置用クリーニング方法。 - 【請求項２８】 前記クリーニングガスは、ＣｌＦ3であ
ることを特徴とする請求項１５に記載のＡＬＤ薄膜蒸着
装置用クリーニング方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR00-42169 | 2000-07-22 | ||
| KR10-2000-0042169A KR100444149B1 (ko) | 2000-07-22 | 2000-07-22 | Ald 박막증착설비용 클리닝방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002053963A true JP2002053963A (ja) | 2002-02-19 |
| JP3705426B2 JP3705426B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=19679375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001213702A Expired - Fee Related JP3705426B2 (ja) | 2000-07-22 | 2001-07-13 | クリーニング装置を備えたａｌｄ薄膜蒸着装置及びそのクリーニング方法 |
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| Country | Link |
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| US (1) | US6796316B2 (ja) |
| EP (1) | EP1174527A1 (ja) |
| JP (1) | JP3705426B2 (ja) |
| KR (1) | KR100444149B1 (ja) |
| SG (1) | SG90249A1 (ja) |
| TW (1) | TWI245310B (ja) |
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