JP2002069650A - Method and apparatus for vapor phase deposition, and method and device for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method and apparatus for vapor phase deposition, and method and device for manufacturing semiconductor device

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JP2002069650A
JP2002069650A JP2000263643A JP2000263643A JP2002069650A JP 2002069650 A JP2002069650 A JP 2002069650A JP 2000263643 A JP2000263643 A JP 2000263643A JP 2000263643 A JP2000263643 A JP 2000263643A JP 2002069650 A JP2002069650 A JP 2002069650A
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gases
perforated plate
types
substrate
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Masahiro Morimoto
正宏 守本
Toshihiko Nishiyama
俊彦 西山
Mamiko Miyanaga
真美子 宮永
Hiroyuki Makizaki
広行 牧崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vapor phase deposition apparatus which forms wiring having stress and resistivity which are sufficiently controlled not to be increased, on a base substance, as well as sufficiently controls the generation of particles. SOLUTION: A CVD apparatus 1 comprises a chamber 2 having a susceptor 3 which supports a wafer 5 consisting of Si, and having a shower head 4 which is connected to a gas supplying system 30. This showerhead 4 consists of a body 41, a base plate 43, a face plate 45, and a blocker plate 47, and comprises space parts, Sa and Sb inside. A pore size ϕ of several through holes 47a provided on the blocker plate 47 has a predetermined value so that gas pressure in the space part Sa can be about the same as that in the upper part of the wafer 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、気相堆積方法及び
装置、並びに、半導体装置の製造方法及び装置に関し、
詳しくは、複数の貫通孔を有する少なくとも一つの多孔
板を介して複数種類のガスを基体上に供給し、その基体
上に所定の化合物を堆積せしめる気相堆積方法及びその
装置、並びに、半導体装置の製造方法及びその装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor deposition method and apparatus, and a method and apparatus for manufacturing a semiconductor device.
More specifically, a vapor deposition method and apparatus for supplying a plurality of types of gases onto a substrate through at least one perforated plate having a plurality of through holes to deposit a predetermined compound on the substrate, and a semiconductor device And a device therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の微細化等に伴
い、配線抵抗の低減、配線の信頼性向上及び配線レベル
での平坦性の更なる改善という観点から、半導体ウェハ
等の基体上に形成される金属配線の全部又は一部とし
て、いわゆるタングステンプラグ(W−plug)が用
いられるようになってきた。これは、層間結線(スルー
コンタクト、Via等)を形成するために絶縁層に設け
られた孔をタングステン(W)により埋めるものであ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, a semiconductor integrated circuit is formed on a substrate such as a semiconductor wafer from the viewpoint of reducing wiring resistance, improving wiring reliability, and further improving flatness at a wiring level. A so-called tungsten plug (W-plug) has come to be used as all or a part of the metal wiring to be formed. In this method, holes provided in an insulating layer for forming interlayer connections (through contacts, vias, etc.) are filled with tungsten (W).

【0003】このようなW−plugを形成する従来の
方法としては、多孔板を有するシャワーヘッドといった
プロセスガスの供給部を備える化学的気相堆積(CV
D)チャンバを用い、バリア層及びW層を順次形成し、
その後、層間結線孔以外に堆積したWを化学機械的研磨
(CMP)により除去する方法等が挙げられる。
A conventional method of forming such a W-plug is chemical vapor deposition (CV) having a process gas supply such as a shower head having a perforated plate.
D) using a chamber, sequentially forming a barrier layer and a W layer,
After that, there is a method of removing W deposited on the portions other than the interlayer connection holes by chemical mechanical polishing (CMP).

【0004】このとき、CVD法においてW層を形成す
るのに先立ち、通常は、Wの原料であるWF6とともに
シラン(SiH4)をチャンバ内へと供給し、シード層
としてのタングステンシリサイド(WxSiy)層を形成
する核形成ステップが実行される。
At this time, prior to forming a W layer in the CVD method, usually, silane (SiH 4 ) is supplied into a chamber together with WF 6 which is a raw material of W, and tungsten silicide (W) is used as a seed layer. nucleation step of forming the x Si y) layer is performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者ら
は、従来のCVDチャンバを用いた配線の形成方法につ
いて検討を重ねたところ、以下の問題点があることを見
出した。 (1)形成された配線層のストレス(内部応力(残留応
力))が増大する傾向にあり、場合によっては、配線の
各種特性の劣化、後工程におけるW層上層部の形状変化
等が生じるおそれがあった。 (2)形成された配線層の抵抗率が不都合な程に高くな
ってしまい、これによるシート抵抗又は配線抵抗の増大
が生じるおそれがあった。 (3)また、CVD法により基体上にWを成膜するいわ
ゆるW−CVDプロセスでは、パーティクルが生じ易い
という問題があった。これについては、例えば、成膜に
用いられる複数の原料ガスの使用量叉はチャンバへの供
給タイミングを調節したり、上述のシャワーヘッド内の
温度を低下させたりといった対処法が考えられる。しか
し、このようにしても、上記(1)及び(2)を解決す
るには至らず、パーティクルの低減も十分ではないこと
があった。
The inventors of the present invention have repeatedly studied a method for forming a wiring using a conventional CVD chamber, and have found the following problems. (1) The stress (internal stress (residual stress)) of the formed wiring layer tends to increase, and in some cases, various characteristics of the wiring may be deteriorated, and the shape of the upper layer portion of the W layer may be changed in a later process. was there. (2) The resistivity of the formed wiring layer becomes undesirably high, which may increase the sheet resistance or the wiring resistance. (3) In a so-called W-CVD process in which W is formed on a substrate by a CVD method, there is a problem that particles are easily generated. For this purpose, for example, there are conceivable countermeasures such as adjusting the amount of use of a plurality of source gases used for film formation or the timing of supply to the chamber, or reducing the temperature in the showerhead described above. However, even in this case, the above-mentioned (1) and (2) cannot be solved, and the reduction of particles may not be sufficient.

【0006】そこで、本発明は、このような事情に鑑み
てなされたものであり、パーティクルの発生を十分に抑
えることができると共に、ストレス及び抵抗率の増大が
十分に抑制された配線を基体上に形成できる気相堆積方
法及びその装置を提供することを目的とする。また、本
発明は、ストレス及び抵抗率の増大が十分に抑制された
導電層から成る配線を有する半導体装置の製造方法及び
その装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to sufficiently suppress the generation of particles and to form a wiring on a substrate on which stress and an increase in resistivity are sufficiently suppressed. It is an object of the present invention to provide a vapor deposition method and apparatus which can be formed on a substrate. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device having a wiring formed of a conductive layer in which an increase in stress and resistivity is sufficiently suppressed, and an apparatus therefor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、鋭意研究を進めた結果、以下に示す
更なる知見を得た。すなわち、成膜された基体(半導体
装置)の物性の観点から; (1)ストレスの増大は、配線層(導電層)を形成する
化合物(W等)の結晶性の変化に依る可能性が非常に高
いこと、(2)この結晶性の変化は、特に核形成ステッ
プにおいて所望の組成比を有するWxSiy層が得られな
いためであること、(3)シート抵抗等の増大も、配線
層を形成する化合物の結晶性の変化が主要因であるこ
と、を見出すに至った。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made intensive studies and, as a result, have obtained the following further findings. That is, from the viewpoint of the physical properties of the formed substrate (semiconductor device); (1) It is highly possible that the increase in stress depends on the change in the crystallinity of the compound (W or the like) forming the wiring layer (conductive layer). (2) This change in crystallinity is because a W x Si y layer having a desired composition ratio cannot be obtained, particularly in the nucleation step. It has been found that a change in crystallinity of a compound forming a layer is a main factor.

【0008】また、成膜処理におけるプロセス特性の観
点から; (4)W−CVDプロセスにおいて、パーティクルの低
減のために、WF6ガスに対してSiH4ガスのシャワー
ヘッドへの供給量を多くしたにも拘わらず、基体上では
WF6がリッチになっている可能性があり、この直接的
な原因としては、シャワーヘッド内で両ガスが反応して
いると推定される、と考察するに至った。そして、本発
明者らは、これらの知見に基づいて更に研究を行い、本
発明に到達した。
(4) In the W-CVD process, the supply amount of the SiH 4 gas to the shower head was increased with respect to the WF 6 gas in order to reduce particles in the W-CVD process. Nevertheless, WF 6 may be enriched on the substrate, and the direct cause is considered to be that both gases are presumed to have reacted in the showerhead. Was. The present inventors have further studied based on these findings, and reached the present invention.

【0009】すなわち、本発明による気相堆積方法は、
複数の貫通孔を有する少なくとも一つの多孔板を介して
複数種類のガスを基体上に供給し、この基体上に所定の
化合物を堆積せしめる方法であって、下記式(1); P1/P2≦1.15 …(1)、 叉は、下記式(2); P1−P2≦0.7 …(2)、 で表される関係を満たすように、複数種類のガスを前記
基体上に供給することを特徴とする。
That is, the vapor deposition method according to the present invention comprises:
A method of supplying a plurality of types of gases onto a substrate through at least one perforated plate having a plurality of through holes and depositing a predetermined compound on the substrate, wherein the following formula (1): P1 / P2 ≦ 1.15 (1) or a plurality of gases are supplied onto the substrate so as to satisfy the relationship represented by the following formula (2): P1−P2 ≦ 0.7 (2) It is characterized by the following.

【0010】ここで、式中、P1は、複数種類のガスの
流路における最上流側に位置する多孔板に流入するそれ
ら複数種類のガスの圧力合計値(kPa)を示し、P2
は、複数種類のガスの流路における最下流側に位置する
多孔板から流出したそれら複数種類のガスの圧力合計値
(kPa)を示す。また、P1/P2は、好ましくは
1.12以下、より好ましくは1.05以下、特に好ま
しくは略1(つまりP1≒P2)であると好適であり、
(P1−P2)は、好ましくは0.5kPa以下、より
好ましくは0.3kPa以下、特に好ましくは略0kP
aである。
Here, in the formula, P1 indicates the total pressure (kPa) of the plurality of gases flowing into the porous plate located on the most upstream side in the flow path of the plurality of gases, and P2
Indicates the total pressure (kPa) of the plurality of gases flowing out of the perforated plate located at the most downstream side in the flow path of the plurality of gases. P1 / P2 is preferably 1.12 or less, more preferably 1.05 or less, and particularly preferably approximately 1 (that is, P1 ≒ P2).
(P1−P2) is preferably 0.5 kPa or less, more preferably 0.3 kPa or less, and particularly preferably about 0 kP.
a.

【0011】このような気相堆積方法においては、複数
種類のガスが少なくとも一つの多孔板によって十分に分
散且つ混合されて、多孔板に設けられた複数の貫通孔を
通って基体側へ流出する。これにより、混合された複数
種類のガスが基体上に、十分に均一な濃度で供給され、
所定の化合物が堆積し、均一性に優れた膜が形成され
る。なお、複数種類のガスを十分に混合する観点から
は、それらのガスが供給される供給部として、多孔板と
他の部材で構成されて内部空間が画成されたいわゆるシ
ャワーヘッド等のガス分配部を通してそれらのガスを基
体上に供給することが望ましい。
In such a vapor phase deposition method, a plurality of types of gases are sufficiently dispersed and mixed by at least one perforated plate and flow out to the substrate side through a plurality of through holes provided in the perforated plate. . Thereby, a plurality of mixed gases are supplied on the substrate at a sufficiently uniform concentration,
A predetermined compound is deposited, and a film having excellent uniformity is formed. In addition, from the viewpoint of sufficiently mixing a plurality of types of gases, as a supply unit to which those gases are supplied, a gas distribution unit such as a so-called shower head having an internal space defined by a perforated plate and other members and defining an internal space is provided. It is desirable to supply those gases onto the substrate through a section.

【0012】このとき、式(1)叉は式(2)で表され
る関係を満たすように、つまり、多孔板へ複数種類のガ
スが流入する側と、多孔板からそれらのガスが流出する
側とにおける圧力差を実質的に略同等とすると、多孔板
から流出する前にそれらのガスが気相中で反応してしま
うことが十分に抑制される。よって、気相における複数
種類のガスのうち少なくともいずれか一種類のガスと他
のガスとの比率が、当初の所望の比率と異なってしまう
ことが防止される。
At this time, the relationship represented by the equation (1) or (2) is satisfied, that is, the side on which a plurality of types of gas flows into the perforated plate and the gas flows out from the perforated plate. When the pressure difference on the side is substantially equal to that on the side, the reaction of these gases in the gas phase before flowing out of the perforated plate is sufficiently suppressed. Therefore, the ratio of at least one of the plurality of gases in the gas phase to the other gas is prevented from being different from the initially desired ratio.

【0013】また、多孔板の上流側で反応が生じた場合
には、その反応生成物が多孔板上に堆積するために多孔
板の貫通孔が徐々に閉塞してしまう傾向にある。こうな
ると、多孔板の前後での圧力差が高まり、多孔板の上流
側で反応が更に促進される傾向となる。これに対し本発
明では、上述の如く、多孔板から流出する前の気相中で
のガスの反応が十分に抑制されるので、このような多孔
板の上流側での反応が促進されることを抑止できる。
When a reaction occurs on the upstream side of the perforated plate, the reaction product accumulates on the perforated plate, so that the through-holes in the perforated plate tend to gradually close. In this case, the pressure difference before and after the perforated plate increases, and the reaction tends to be further promoted on the upstream side of the perforated plate. On the other hand, in the present invention, as described above, the reaction of the gas in the gas phase before flowing out of the perforated plate is sufficiently suppressed, so that the reaction on the upstream side of such a perforated plate is promoted. Can be suppressed.

【0014】また、より具体的には、本発明による気相
堆積方法は、多孔板のうち少なくとも一つの多孔板とし
て、下記式(3)及び下記式(4); 0.01≦φ≦0.10 …(3)、 1≦K≦40 …(4)、 で表される関係を満たすものを用いると好ましい。ここ
で、式中、φは、上記少なくとも一つの多孔板に設けら
れた貫通孔の孔径(mm)を示し、Kは、上記の少なく
とも一つの多孔板における貫通孔の開口率(%)を示
す。
More specifically, in the vapor deposition method according to the present invention, the following formulas (3) and (4) are used as at least one of the perforated plates: 0.01 ≦ φ ≦ 0 .10 (3), 1 ≦ K ≦ 40 (4) It is preferable to use a material that satisfies the following relationship. Here, in the formula, φ indicates the hole diameter (mm) of the through hole provided in the at least one perforated plate, and K indicates the aperture ratio (%) of the through hole in the at least one perforated plate. .

【0015】さらに、より好ましくは、下記式(5)及
び下記式(6); 0.02≦φ≦0.05 …(5)、 5≦K≦30 …(6)、 で表される関係を満たすものを用い、特に好ましくは、
下記式(7)及び下記式(8); 0.02≦φ≦0.035 …(7)、 10≦K≦25 …(8)、 で表される関係を満たすものを用いると好適である。
More preferably, the relationship represented by the following formulas (5) and (6): 0.02 ≦ φ ≦ 0.05 (5), 5 ≦ K ≦ 30 (6) Use those satisfying, particularly preferably,
It is preferable to use those satisfying the following expressions (7) and (8): 0.02 ≦ φ ≦ 0.035 (7), 10 ≦ K ≦ 25 (8) .

【0016】なお、本発明における「貫通孔の開口率」
とは、多孔板の片面の面積に対する貫通孔の合計面積の
割合を百分率で表した値を示す。このように構成された
多孔板を用いることにより、式(1)叉は式(2)で表
される関係が好適に達成されることが確認された。
The "opening ratio of through-holes" in the present invention.
The term "percentage" means a value representing the ratio of the total area of the through holes to the area of one surface of the perforated plate in percentage. It has been confirmed that the relationship represented by the formula (1) or the formula (2) is suitably achieved by using the porous plate configured as described above.

【0017】さらに、本発明の気相堆積方法において
は、複数種類のガスを、多孔板のうちそれら複数種類の
ガスの流路において最上流側に位置する多孔板に対向配
置させた蓋部に設けられたガス供給口からその多孔板に
流入させ、蓋部として、多孔板に対向する面が略平滑面
を成すものを用いることが望ましい。
Further, in the vapor deposition method of the present invention, a plurality of types of gases are supplied to the lid portion of the perforated plate, which is opposed to the most upstream perforated plate in the flow path of the plurality of gases. It is desirable to allow the gas to flow into the perforated plate from the provided gas supply port, and to use a lid whose surface facing the perforated plate forms a substantially smooth surface.

【0018】先に述べたように複数種類のガスをシャワ
ーヘッド等のガス分配部に導入する際には、そのガス供
給部の内部形状によっては、流入直後にガスの圧力損失
が生じることがある。例えば、ガス供給部の上部を構成
する蓋部には、ガス供給部の製造上、位置決め用の凹凸
部、段差、等が設けられることがある。特に、凸部がガ
ス供給部の内部空間に突設するような構造であると、そ
の空間内での圧力損失が発生し易い傾向にある。そこ
で、蓋部として、多孔板に対向する面が略平滑面を成す
ものを用いれば、複数種類のガスが、最上流側に位置す
る多孔板に対向配置させた蓋部のガス供給口からその多
孔板に流入する際の障壁がなく、ガスの圧力損失の発生
を十分に防止できる。
As described above, when a plurality of types of gases are introduced into a gas distribution unit such as a shower head, a pressure loss of the gas may occur immediately after the gas is introduced, depending on the internal shape of the gas supply unit. . For example, the lid constituting the upper part of the gas supply unit may be provided with a concave / convex portion for positioning, a step, or the like in manufacturing the gas supply unit. In particular, if the projection is configured to protrude into the internal space of the gas supply unit, pressure loss in the space tends to occur easily. Therefore, if the surface facing the perforated plate forms a substantially smooth surface as the lid, a plurality of types of gases can be supplied from the gas supply port of the lid disposed opposite to the perforated plate located on the most upstream side. Since there is no barrier when flowing into the perforated plate, it is possible to sufficiently prevent pressure loss of gas.

【0019】さらに具体的には、複数種類のガスとし
て、タングステン原子を含有する化合物(例えばWF6
等)から成るガスと、ケイ素原子を含有する化合物から
成るガス(例えばシラン類、アルキルシラン類等)と、
を基体上に供給してもよい。
More specifically, a compound containing a tungsten atom (for example, WF 6
A gas comprising a compound containing a silicon atom (for example, silanes, alkylsilanes, etc.);
May be supplied on the substrate.

【0020】なお、上記の「シラン類」とはモノシラン
に限定されず、分子中にケイ素原子を少なくとも一つ有
する水素化ケイ素、つまり、メタン列炭化水素の炭素を
ケイ素で置換した分子形を有するものを示し、水素原子
がハロゲン原子で置換されていてもよい。これらのなか
では、工業上の利用性の観点からモノシラン、ジシラ
ン、ジクロロシラン等が好ましい。また、「アルキルシ
ラン類」としては、メチルシラン、ジメチルシラン、ト
リメチルシラン、テトラメトルシラン、1,1,1−ト
リメチルジシラン、及び、ヘキサメチルジシランのうち
の少なくも一つが挙げられる。
The above-mentioned "silanes" are not limited to monosilane, but have a molecular form in which silicon hydride having at least one silicon atom in the molecule, that is, a carbon in which methane series hydrocarbon is substituted with silicon. And a hydrogen atom may be replaced by a halogen atom. Among these, monosilane, disilane, dichlorosilane and the like are preferable from the viewpoint of industrial utility. Examples of the “alkylsilanes” include at least one of methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, tetramethylsilane, 1,1,1-trimethyldisilane, and hexamethyldisilane.

【0021】このような複数種類のガスを用いると、前
述したように核形成ステップとしてシード層であるタン
グステンシリサイド(WxSiy)層が形成され得る。本
発明による気相堆積方法では、多孔板の上流側における
ガスの反応が抑制されるので、所望の組成比を有するタ
ングステンシリサイド層を確実に形成せしめることが可
能となる。そして、このようなシード層上に、導電性を
有するタングステン層が形成される。
When a plurality of such gases are used, a tungsten silicide (W x Si y ) layer serving as a seed layer can be formed as a nucleation step as described above. In the vapor deposition method according to the present invention, the reaction of gas on the upstream side of the perforated plate is suppressed, so that a tungsten silicide layer having a desired composition ratio can be surely formed. Then, a tungsten layer having conductivity is formed on such a seed layer.

【0022】また、本発明による気相堆積装置は、本発
明の気相堆積方法を有効に実施するための装置であり、
基体上に所定の化合物を堆積させるものであって、
(a)複数種類のガスが供給されるガス供給口を有して
おり、且つ、基体が支持される基体支持部が設けられた
チャンバと、(b)ガス供給口と連通する少なくとも一
つの空間部が画成されるように、基体支持部に対向配置
された少なくとも一つの多孔板を有するガス分配部と、
を備えており、(c)ガス分配部が、上記式(1)又は
上記式(2)で表わされる関係を満たすように設けられ
たものである。
The vapor deposition apparatus according to the present invention is an apparatus for effectively implementing the vapor deposition method of the present invention.
Depositing a predetermined compound on a substrate,
(A) a chamber provided with a gas supply port to which a plurality of types of gases are supplied, and provided with a substrate supporting portion for supporting a substrate; and (b) at least one space communicating with the gas supply port. A gas distributor having at least one perforated plate disposed opposite to the base support so that a portion is defined;
And (c) the gas distribution unit is provided so as to satisfy the relationship represented by the above formula (1) or the above formula (2).

【0023】さらに、(d)多孔板のうち少なくとも一
つの多孔板が、上記式(3)及び上記式(4)で表され
る関係を満たすように設けられたものである、と好適で
ある。
Further, it is preferable that at least one of the perforated plates (d) is provided so as to satisfy the relationship represented by the above formulas (3) and (4). .

【0024】またさらに、(e)ガス分配部は、多孔板
のうち複数種類のガスの流路において最上流側に位置す
る多孔板に対向して配置されており且つ前記ガス供給口
が設けられた蓋部を有しており、(f)この蓋部は、多
孔板に対向する面が略平滑面を成すものである、とより
好ましい。
Further, (e) the gas distribution portion is disposed so as to face a perforated plate located on the most upstream side in a flow path of a plurality of types of gas among the perforated plates, and is provided with the gas supply port. (F) It is more preferable that the surface of the lid facing the perforated plate forms a substantially smooth surface.

【0025】さらにまた、(g)ガス分配部に接続され
且つタングステン原子を含有する化合物から成るガスを
供給する第1のガス供給源と、(h)ガス分配部に接続
され且つケイ素原子を含有する化合物から成るガスを供
給する第2のガス供給源と、を備えると有用である。
Furthermore, (g) a first gas supply source connected to the gas distribution unit and supplying a gas comprising a compound containing tungsten atoms, and (h) a first gas supply source connected to the gas distribution unit and containing silicon atoms. And a second gas supply source for supplying a gas composed of a compound having the following characteristics.

【0026】また、本発明による半導体装置の製造方法
は、導電層を有する半導体装置を製造する方法であっ
て、本発明の気相堆積方法を用い、基体としての半導体
基板上に所定の化合物として導電性を有する化合物を形
成せしめる、ことを特徴とする。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a conductive layer, wherein a predetermined compound is formed on a semiconductor substrate as a base by using the vapor deposition method of the present invention. A compound having conductivity is formed.

【0027】或いは、本発明による半導体装置の製造方
法は、複数の貫通孔を有する少なくとも一つの多孔板を
介して複数種類のガスを半導体基板上に供給し、この半
導体基板上に導電性を有する化合物から成る導電層を形
成せしめる方法であって、上記式(1)叉は上記式
(2)で表される関係を満たすように、複数種類のガス
を半導体基板上に供給することを特徴としてもよい。
Alternatively, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a plurality of types of gases are supplied to a semiconductor substrate through at least one perforated plate having a plurality of through holes, and the semiconductor substrate has conductivity. A method for forming a conductive layer made of a compound, wherein a plurality of types of gases are supplied onto a semiconductor substrate so as to satisfy the relationship represented by the above formula (1) or the above formula (2). Is also good.

【0028】また、本発明による半導体装置の製造装置
は、本発明の半導体装置の製造方法の実施に好適なもの
であり、導電層を有する半導体装置を製造する装置であ
って、本発明の気相堆積装置を備えており、この気相堆
積装置を構成するチャンバは、基体として半導体基板が
収容されるものである、ことを特徴とする。
A semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention is suitable for carrying out the semiconductor device manufacturing method of the present invention, and is an apparatus for manufacturing a semiconductor device having a conductive layer. A phase deposition apparatus is provided, and a chamber constituting the vapor deposition apparatus accommodates a semiconductor substrate as a base.

【0029】或いは、本発明による半導体装置の製造装
置は、導電層を有する半導体装置を製造する装置であっ
て、複数種類のガスが供給されるガス供給口を有してお
り、且つ、半導体基板が支持される基体支持部が設けら
れたチャンバと、ガス供給口と連通する少なくとも一つ
の空間部が画成されるように基体支持部に対向配置され
た少なくとも一つの多孔板を有し、且つ、上記式(1)
又は上記式(2)で表わされる関係を満たすように設け
られたガス分配部と、を備えるものである。
Alternatively, a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention is an apparatus for manufacturing a semiconductor device having a conductive layer, having a gas supply port through which a plurality of types of gases are supplied, and a semiconductor substrate. A chamber provided with a base supporting portion, and at least one perforated plate disposed opposite to the base supporting portion so as to define at least one space communicating with the gas supply port, and , The above equation (1)
Or a gas distribution unit provided so as to satisfy the relationship represented by the above equation (2).

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置
関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づ
くものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に
限られるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Note that the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Unless otherwise specified, the positional relationship such as up, down, left, and right is based on the positional relationship shown in the drawings. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

【0031】図1は、本発明による気相堆積装置を兼ね
る本発明による半導体装置の製造装置の好適な一実施形
態を概略的に示す構成図(一部断面)である。CVD装
置1(気相堆積装置、半導体装置の製造装置)は、Si
から成るウェハ5(基体、半導体基板)が収容されるチ
ャンバ2にガス供給系30が接続されたものである。
FIG. 1 is a schematic view (partly in section) schematically showing a preferred embodiment of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention which also serves as a vapor deposition apparatus according to the present invention. The CVD apparatus 1 (a vapor deposition apparatus and a semiconductor device manufacturing apparatus) includes Si
A gas supply system 30 is connected to a chamber 2 in which a wafer 5 (substrate, semiconductor substrate) formed of is housed.

【0032】このチャンバ2は、ウェハ5が載置される
サセプタ3(基体支持部)を有しており、このサセプタ
3の上方には、中空の円盤状を成すシャワーヘッド4
(ガス分配部)が設けられている。サセプタ3は、Oリ
ング、メタルシール等により、チャンバ2に気密に設け
られると共に、図示しない可動機構により上下駆動可能
に設けられている。これにより、ウェハ5とシャワーヘ
ッド4との間隔が調整されるようになっている。さら
に、サセプタ3にはヒーター3aが内設されており、こ
のヒーター3aによりウェハ5が所望の温度に加熱され
る。
The chamber 2 has a susceptor 3 (substrate support) on which a wafer 5 is placed. Above the susceptor 3, a shower head 4 having a hollow disk shape is provided.
(Gas distribution unit) is provided. The susceptor 3 is hermetically provided in the chamber 2 by an O-ring, a metal seal, or the like, and is provided so as to be vertically movable by a movable mechanism (not shown). Thereby, the distance between the wafer 5 and the shower head 4 is adjusted. Further, a heater 3a is provided inside the susceptor 3, and the wafer 3 is heated to a desired temperature by the heater 3a.

【0033】また、シャワーヘッド4は、略円筒状を成
す胴部41の上端部及び下端部に、それぞれ、中央部に
後述する各ガスが供給されるガス供給口9が穿設された
ベースプレート43(蓋部)、及び、フェイスプレート
45(多孔板)が配設されている。また、シャワーヘッ
ド4の内部には、フェイスプレート45と略平行にブロ
ッカープレート47(多孔板)が設置されている。そし
て、胴部41、ベースプレート43及びブロッカープレ
ート47によって空間部Saが画成されており、胴部4
1、フェイスプレート45及びブロッカープレート47
によって空間部Sbが画成されている。なお、ベースプ
レート43は、ブロッカープレート47に対向する面が
略平滑面、すなわち、凹凸部を実質的に有しない面形状
とされている。
The shower head 4 has a base plate 43 having a substantially cylindrical body 41 at the upper end and the lower end with a gas supply port 9 through which a gas to be described later is supplied at the center. (Lid) and a face plate 45 (perforated plate). A blocker plate 47 (perforated plate) is provided inside the shower head 4 substantially in parallel with the face plate 45. A space Sa is defined by the body 41, the base plate 43, and the blocker plate 47.
1. Face plate 45 and blocker plate 47
Defines a space Sb. The base plate 43 has a substantially smooth surface facing the blocker plate 47, that is, a surface shape having substantially no irregularities.

【0034】さらに、チャンバ2の下部には、開口部4
0が設けられており、この開口部40には、チャンバ2
の内部を減圧する真空ポンプ(図示せず)が図示しない
配管を介して接続されている。
Further, an opening 4 is provided in the lower part of the chamber 2.
0, and the opening 40 is provided with the chamber 2
A vacuum pump (not shown) for decompressing the inside of the device is connected via a pipe (not shown).

【0035】一方、ガス供給系30は、WF6ガス供給
源31(第1のガス供給源)、SiH4ガス供給源32
(第2のガス供給源)、Ar(アルゴン)ガス供給源3
3及びH2(水素)ガス供給源34を備えている。これ
らの各ガス供給源31〜34は、各ガスの質量流量を制
御するMFC(質量流量コントローラ)31a〜34a
が設けられた配管10を介して、シャワーヘッド4のベ
ースプレート43に設けられたガス供給口9に接続され
ている。これにより、各ガス(WF6ガス、SiH4
ス、Arガス、H2ガス)がガス供給系30からシャワ
ーヘッド4に導入され、ブロッカープレート47及びフ
ェイスプレート45を介してチャンバ2内に供給され
る。
On the other hand, the gas supply system 30 includes a WF 6 gas supply source 31 (first gas supply source), a SiH 4 gas supply source 32
(Second gas supply source), Ar (argon) gas supply source 3
3 and an H 2 (hydrogen) gas supply source 34. These gas supply sources 31 to 34 are provided with MFCs (mass flow controllers) 31a to 34a for controlling the mass flow rate of each gas.
Is connected to a gas supply port 9 provided in a base plate 43 of the shower head 4 via a pipe 10 provided with a gas supply port. Thereby, each gas (WF 6 gas, SiH 4 gas, Ar gas, H 2 gas) is introduced into the shower head 4 from the gas supply system 30 and supplied into the chamber 2 via the blocker plate 47 and the face plate 45. You.

【0036】ここで、シャワーヘッド4を構成するフェ
イスプレート45及びブロッカープレート47には、そ
れぞれ複数の貫通孔45a,47aが設けられており、
空間部Sa,Sbは、ガスの流通が可能なように連通し
ている。そして、シャワーヘッド4は、下記式(1); P1/P2≦1.15 …(1)、 叉は、下記式(2); P1−P2≦0.7 …(2)、 で表される関係を満たすように設けられている。
Here, the face plate 45 and the blocker plate 47 constituting the shower head 4 are provided with a plurality of through holes 45a and 47a, respectively.
The spaces Sa and Sb communicate with each other so that gas can flow. The shower head 4 is represented by the following equation (1): P1 / P2 ≦ 1.15 (1) or the following equation (2): P1−P2 ≦ 0.7 (2) It is provided to satisfy the relationship.

【0037】これらの式(1)及び式(2)中、P1
は、シャワーヘッド4内に供給された複数種類のガス
(以下、「WF6ガス及びSiH4ガス」について例示す
る)の空間部Sa内における合計圧力値(kPa)、つ
まり、ブロッカープレート47に流入する複数種類のガ
ス(WF6ガス及びSiH4ガス)の圧力合計値を示す。
また、P2は、シャワーヘッド4のフェイスプレート4
5から流出した複数種類のガス(WF6ガス及びSiH4
ガス)の圧力合計値(kPa)、つまり、チャンバ2内
におけるサセプタ3とシャワーヘッド4との間の空間に
おける複数種類のガス(WF6ガス及びSiH4ガス)の
圧力合計値を示す。
In these equations (1) and (2), P1
Is a total pressure value (kPa) in the space Sa of a plurality of types of gases (hereinafter, exemplified as “WF 6 gas and SiH 4 gas”) supplied into the shower head 4, that is, flows into the blocker plate 47. The total pressure value of a plurality of types of gases (WF 6 gas and SiH 4 gas) is shown.
P2 is the face plate 4 of the shower head 4.
5 gases (WF 6 gas and SiH 4 gas)
Gas), that is, the total pressure of a plurality of types of gases (WF 6 gas and SiH 4 gas) in the space between the susceptor 3 and the shower head 4 in the chamber 2.

【0038】また、シャワーヘッド4は、好ましくは式
(1)におけるP1/P2が1.12以下、より好まし
くは1.05以下、特に好ましくは略1(つまりP1≒
P2)とされるように構成され、或いは、好ましくは式
(2)における(P1−P2)が0.5kPa以下、よ
り好ましくは0.3kPa以下、特に好ましくは略0k
Paとされるように構成される。
The showerhead 4 preferably has P1 / P2 in the formula (1) of 1.12 or less, more preferably 1.05 or less, and particularly preferably about 1 (that is, P1 ≒).
P2), or (P1-P2) in Formula (2) is preferably 0.5 kPa or less, more preferably 0.3 kPa or less, and particularly preferably approximately 0 kPa.
It is configured to be Pa.

【0039】このP1/P2が1.15を超えると、叉
は、(P1−P2)が0.7kPa(5.3Torr)
を超えると、空間部Sa叉は空間部Sb内においてWF
6ガスとSiH4ガスとが反応し易くなる傾向にある。通
常、WF6ガスに対するSiH4ガスの供給量は成膜条件
等に応じて適宜決定され、例えば、WF6ガスに比して
SiH4ガスの供給量が多くされることがある。このと
き、空間部Sa,Sb内で両ガスが反応してしまうと、
チャンバ2内に供給したWF6ガスとSiH4ガスとの濃
度比と、サセプタ3上に載置されたウェハ5上に実際に
達したWF6ガスとSiH4ガスとの濃度比とが異なるお
それがある。
When P1 / P2 exceeds 1.15, or (P1-P2) becomes 0.7 kPa (5.3 Torr).
Exceeds WF in the space Sa or the space Sb.
6 gas and SiH 4 gas tend to react easily. Usually, the supply amount of the SiH 4 gas with respect to the WF 6 gas is appropriately determined according to the film forming conditions and the like. For example, the supply amount of the SiH 4 gas may be larger than that of the WF 6 gas. At this time, if both gases react in the spaces Sa and Sb,
The concentration ratio between the WF 6 gas and the SiH 4 gas supplied into the chamber 2 may be different from the concentration ratio between the WF 6 gas and the SiH 4 gas that has actually reached the wafer 5 placed on the susceptor 3. There is.

【0040】また、シャワーヘッド4、チャンバ2、処
理されるウェハ5等の大きさや形状、シャワーヘッド4
へのガス供給流量等によっても最適値が異なるものの、
式(1)叉は式(2)の関係を満たすべく、ブロッカー
プレート47の貫通孔47a、及び、フェイスプレート
45の貫通孔45aのうち少なくともいずれか一方が、
好ましくは下記式(3)及び下記式(4); 0.01≦φ≦0.10 …(3)、 1≦K≦40 …(4)、 で表される関係を満たすように、より好ましくは、下記
式(5)及び下記式(6); 0.02≦φ≦0.05 …(5)、 5≦K≦30 …(6)、 で表される関係を満たすように、特に好ましくは、下記
式(7)及び下記式(8); 0.02≦φ≦0.035 …(7)、 10≦K≦25 …(8)、 で表される関係を満たすように設けられると好適であ
る。
The size and shape of the shower head 4, the chamber 2, the wafer 5 to be processed, etc.
Although the optimum value differs depending on the gas supply flow rate to
At least one of the through hole 47a of the blocker plate 47 and the through hole 45a of the face plate 45 satisfies the relationship of the expression (1) or the expression (2).
More preferably, the following expressions (3) and (4) are satisfied: 0.01 ≦ φ ≦ 0.10 (3), 1 ≦ K ≦ 40 (4) Is particularly preferably so as to satisfy the following expressions (5) and (6): 0.02 ≦ φ ≦ 0.05 (5), 5 ≦ K ≦ 30 (6) Is provided so as to satisfy the relationship represented by the following formulas (7) and (8): 0.02 ≦ φ ≦ 0.035 (7), 10 ≦ K ≦ 25 (8) It is suitable.

【0041】ここで、式中、φは、貫通孔47a及び/
叉は貫通孔45aの孔径(mm)を示し、Kは、ブロッ
カープレート47における貫通孔47aの開口率
(%)、及び/叉は、フェイスプレート45における貫
通孔45aの開口率(%)を示す。
Where φ is the through hole 47a and / or
Or, indicates the hole diameter (mm) of the through hole 45a, and K indicates the opening ratio (%) of the through hole 47a in the blocker plate 47 and / or the opening ratio (%) of the through hole 45a in the face plate 45. .

【0042】これらの貫通孔47a,45aの孔径φが
0.01mm未満であると、叉は、貫通孔47a,45
aの開口率Kが1%未満であると、上述のP1/P2叉
は(P1−P2)が、それぞれ式(1)及び式(2)で
示す上限値を超える程度に、ブロッカープレート47及
び/叉はフェイスプレート45により圧力損失が増大す
る傾向にある。
If the hole diameter φ of these through holes 47a, 45a is less than 0.01 mm, or if the through holes 47a, 45a
If the opening ratio K of a is less than 1%, the blocker plate 47 and the blocker plate 47 and (P1−P2) are set to the extent that the above-mentioned P1 / P2 or (P1-P2) exceeds the upper limit shown by the equations (1) and (2), respectively. And / or the face plate 45 tends to increase the pressure loss.

【0043】これに対し、孔径φが0.10mmを超え
ると、叉は、貫通孔47a,45aの開口率Kが40%
を超えると、ガス供給口9から空間部Sa内に導入され
たWF6ガス及びSiH4ガスがブロッカープレート47
によって十分に拡散されることなく空間部Sbひいては
シャワーヘッド4の外部へ移行してしまう傾向にある。
On the other hand, if the hole diameter φ exceeds 0.10 mm, or the opening ratio K of the through holes 47a and 45a is 40%
Is exceeded, the WF 6 gas and the SiH 4 gas introduced into the space Sa from the gas supply port 9 are supplied to the blocker plate 47.
Therefore, there is a tendency that the water is not sufficiently diffused and moves to the outside of the space portion Sb and thus the shower head 4.

【0044】なお、ブロッカープレート47の貫通孔4
7aの孔径φ及び開口率Kが上記式(3)及び式(4)
の関係を満たす場合には、フェイスプレート45の貫通
孔45aの孔径φ及び開口率Kは、特に制限されなくて
もよく、つまり、式(3)及び式(4)の関係を満たす
ような形状に限定されるものではない。
The through holes 4 of the blocker plate 47
The hole diameter φ and aperture ratio K of 7a are calculated by the above equations (3) and (4).
When the relationship is satisfied, the hole diameter φ and the aperture ratio K of the through hole 45a of the face plate 45 may not be particularly limited, that is, a shape that satisfies the relationship of Expressions (3) and (4). However, the present invention is not limited to this.

【0045】以下、このように構成されたCVD装置1
を用いた本発明による気相堆積方法を兼ねる半導体装置
の製造方法の一例について説明する。なお、CVD装置
1の以下に述べる各動作は、自動叉は操作者による操作
に基づき、図示しない制御装置(系)によって制御す
る。
Hereinafter, the CVD apparatus 1 configured as described above will be described.
An example of a method for manufacturing a semiconductor device which also serves as a vapor deposition method according to the present invention using a semiconductor device will be described. Each operation of the CVD apparatus 1 described below is controlled by a control device (system) (not shown) based on an operation by an automatic or operator.

【0046】まず、チャンバ2内を真空ポンプにより減
圧する。この減圧下において、ウェハ5(ここでは、ホ
ール、トレンチ等の凹部が形成された、或いは、形成さ
れていないSiウェハ上に、チタン(Ti)及び窒化チ
タン(TiN)がこの順で堆積されたもの)を、ロード
ロックチャンバ、他のチャンバ、他のウェハ準備室等の
所定場所からチャンバ2内へと搬送し、サセプタ3上に
載置して収容する。次に、ArガスとH2ガスを、それ
ぞれの供給源33,34から配管10を通してチャンバ
2内へ供給すると共に、チャンバ2内が所定の圧力とな
るように圧力調整を行う。
First, the pressure in the chamber 2 is reduced by a vacuum pump. Under this reduced pressure, titanium (Ti) and titanium nitride (TiN) were deposited in this order on a wafer 5 (in this case, a concave portion such as a hole, a trench, or the like was formed or not formed). Is transported into the chamber 2 from a predetermined location such as a load lock chamber, another chamber, another wafer preparation chamber, etc., and is placed on the susceptor 3 and accommodated therein. Next, the Ar gas and the H 2 gas are supplied from the respective supply sources 33 and 34 into the chamber 2 through the pipe 10, and the pressure is adjusted so that the inside of the chamber 2 has a predetermined pressure.

【0047】チャンバ2内の圧力が所定値で安定した
後、成膜用の原料ガスとしてWF6ガス及びSiH4ガス
を、それぞれの供給源31,32から配管10を通して
シャワーヘッド4へ供給する。ガス供給口9から空間部
Saへ導入された両ガスは、ブロッカープレート47に
より分散されて十分に混合され、複数の貫通孔47aを
通して空間部Sbへ流出する。このとき、ブロッカープ
レート47が上述の式(3)及び式(4)に示す関係を
満たしているので、両ガスの分散性及び混合性が十分に
高められると共に、空間部Saから空間部Sbへ移行す
る際の圧力損失の増大を十分に抑制できる。
After the pressure in the chamber 2 is stabilized at a predetermined value, WF 6 gas and SiH 4 gas are supplied as source gases for film formation from the respective supply sources 31 and 32 to the shower head 4 through the pipe 10. Both gases introduced into the space Sa from the gas supply port 9 are dispersed and sufficiently mixed by the blocker plate 47, and flow out to the space Sb through the plurality of through holes 47a. At this time, since the blocker plate 47 satisfies the relations shown in the above formulas (3) and (4), the dispersibility and mixing properties of both gases are sufficiently enhanced, and the space portion Sa is changed from the space portion Sa to the space portion Sb. An increase in pressure loss during the transition can be sufficiently suppressed.

【0048】空間部Sbへ導入されたWF6ガス及びS
iH4ガスの混合ガスは、フェイスプレート45の貫通
孔45aを通してシャワーヘッド4の下方に流出し、ウ
ェハ5上に供給される。このとき、フェイスプレート4
5の貫通孔45aの孔径叉は開口率によっては、両ガス
は空間部Sb内で更に良く分散及び混合され得る。ま
た、このとき、空間部SaにおけるWF6ガス及びSi
4ガスの圧力合計値P1と、ウェハ5上へ供給される
WF6ガス及びSiH4ガスの圧力合計値P2との間に
は、式(1)叉は式(2)で表される関係が成立する。
WF 6 gas and S introduced into the space Sb
The mixed gas of the iH 4 gas flows out below the shower head 4 through the through hole 45 a of the face plate 45, and is supplied onto the wafer 5. At this time, face plate 4
Depending on the hole diameter or the opening ratio of the through-hole 45a of No. 5, both gases can be further dispersed and mixed in the space Sb. At this time, the WF 6 gas and Si in the space Sa are
The relationship expressed by the formula (1) or (2) between the total pressure value P1 of the H 4 gas and the total pressure value P2 of the WF 6 gas and the SiH 4 gas supplied onto the wafer 5. Holds.

【0049】一方、WF6ガス及びSiH4ガスをチャン
バ2内へ供給すると共に、サセプタ3のヒーター3aに
電力を供給し、サセプタ3を介してウェハ5が所定温度
となるように加熱する。これにより、ウェハ5上に達し
たWF6ガスとSiH4ガスとを反応させて(核形成)、
ウェハ5上にタングステンシリサイド(WxSiy)(所
定の化合物)を堆積せしめる。このWxSiy膜の形成
を、所定時間、例えば数秒〜十秒程度の間実施した後、
SiH4ガスの供給を停止すると共に、WF6ガスの流量
を調整する。これにより、ウェハ5上のWxSiy膜上に
タングステン(W)を堆積せしめる。
On the other hand, WF 6 gas and SiH 4 gas are supplied into the chamber 2, and electric power is supplied to the heater 3 a of the susceptor 3 to heat the wafer 5 via the susceptor 3 to a predetermined temperature. Thereby, the WF 6 gas reaching the wafer 5 reacts with the SiH 4 gas (nucleation),
Tungsten silicide (W x Si y ) (predetermined compound) is deposited on the wafer 5. After performing the formation of the W x Si y film for a predetermined time, for example, about several seconds to about ten seconds,
The supply of the SiH 4 gas is stopped, and the flow rate of the WF 6 gas is adjusted. As a result, tungsten (W) is deposited on the W x Si y film on the wafer 5.

【0050】所定の時間、W層の形成(成膜)を継続し
た後、WF6ガス及びSiH4ガスの供給を停止して成膜
を終了する。次いで、必要に応じて、チャンバ2内に残
留するWF6ガス及びSiH4ガスをArガスによりパー
ジした後、WxSiy層及びW層が形成されたウェハ5
(半導体装置)をチャンバ2の外部へ搬出する。
After the formation (film formation) of the W layer is continued for a predetermined time, the supply of the WF 6 gas and the SiH 4 gas is stopped, and the film formation is completed. Next, if necessary, the WF 6 gas and the SiH 4 gas remaining in the chamber 2 are purged with an Ar gas, and then the wafer 5 on which the W x Si y layer and the W layer are formed is formed.
The (semiconductor device) is carried out of the chamber 2.

【0051】このように構成されたCVD装置1及びそ
れを用いた半導体装置の製造方法によれば、ブロッカー
プレート47の貫通孔47a及びフェイスプレート45
の貫通孔45aの少なくともいずれか一方が、式(3)
及び式(4)で表される関係を満たし、これにより、ガ
ス供給系30からのWF6ガス及びSiH4ガスが、式
(1)叉は式(2)で表される関係を満たすようにチャ
ンバ2内に供給されるので、両ガスが十分に分散及び混
合されつつ、両ガスのシャワーヘッド4内での反応が十
分に抑制される。
According to the CVD apparatus 1 configured as described above and the method of manufacturing a semiconductor device using the same, the through hole 47 a of the blocker plate 47 and the face plate 45
At least one of the through holes 45a of the formula (3)
And the relationship represented by the formula (4) is satisfied, whereby the WF 6 gas and the SiH 4 gas from the gas supply system 30 satisfy the relationship represented by the formula (1) or the formula (2). Since the two gases are supplied into the chamber 2, the two gases are sufficiently dispersed and mixed, and the reaction of the two gases in the shower head 4 is sufficiently suppressed.

【0052】よって、ウェハ5上に達した両ガスの濃度
比が、ガス供給系30から供給された両ガスの濃度比に
比して不都合な程度に変化してしまうことを防止でき
る。換言すれば、両ガスの濃度比のバランスを好適に維
持することができる。したがって、核形成において生じ
るタングステンシリサイド(WxSiy)の組成比を、W
層の形成に適した所望の組成比とすることが確実にでき
る。その結果、WxSiy層における結晶構造を所望の好
適な構造ならしめることができ、WxSiy層及びW層の
残留ストレスを十分に低減可能である。これにより、W
xSiy層及びW層から構成される配線層の膜特性の劣化
叉は低下を十分に抑止でき、その配線層のストレス及び
抵抗率の増大を抑制できる。
Accordingly, it is possible to prevent the concentration ratio of the two gases reaching the wafer 5 from changing to an inconvenient extent as compared with the concentration ratio of the two gases supplied from the gas supply system 30. In other words, the balance between the concentration ratios of the two gases can be suitably maintained. Therefore, the composition ratio of tungsten silicide (W x Si y ) generated during nucleation is expressed as W
It can be ensured that the desired composition ratio is suitable for forming the layer. As a result, the crystal structure of W x Si y layer can occupy not desired suitable construction, it is sufficiently possible to reduce the residual stress of the W x Si y layer and W layer. Thereby, W
x Si y layer and W degradation or the film properties of the formed wiring layers from layer can sufficiently suppress the deterioration, it is possible to suppress the increase of stress and resistivity of the wiring layer.

【0053】また、WF6ガスとSiH4ガスとのシャワ
ーヘッド4内の空間部Sa,Sbにおける反応を十分に
抑制できるので、両者の反応生成物に起因する結晶性パ
ーティクル等のパーティクルの発生をも十分に防止でき
る。また、パーティクルの発生を防止するために、WF
6ガス及びSiH4ガスの供給量の比、叉は、それらをチ
ャンバ2内へ供給するタイミングを調節したり、シャワ
ーヘッド4を冷却して温度を低下させるといったことが
必要ない。よって、そのような操作に係る手間を省くこ
とができるので、操作性及び装置の制御性ひいては処理
効率を向上できる。
Further, since the reaction between the WF 6 gas and the SiH 4 gas in the space portions Sa and Sb in the shower head 4 can be sufficiently suppressed, the generation of particles such as crystalline particles due to the reaction products of the two. Can also be prevented sufficiently. In order to prevent the generation of particles, WF
It is not necessary to adjust the ratio of the supply amounts of the 6 gas and the SiH 4 gas, or to adjust the timing of supplying them into the chamber 2 or to cool the shower head 4 to lower the temperature. Therefore, the labor involved in such an operation can be saved, so that the operability and the controllability of the apparatus, and further, the processing efficiency can be improved.

【0054】さらに、シャワーヘッド4内での両ガスの
反応が十分に抑制されるので、シャワーヘッド4内のブ
ロッカープレート47等に反応生成物が堆積して貫通孔
47aが閉塞され易くなることを十分に防止できる。そ
の結果、ブロッカープレート47等による圧力損失の増
大が促進されるおそれが極めて少ない。よって、ウェハ
5上に形成されたWxSiy層及びW層で構成される配線
層の膜特性の劣化叉は低下を一層抑止でき、配線層のス
トレス及び抵抗率の増大を更に抑制できる。しかも、貫
通孔47aが閉塞され難いので、ブロッカープレート4
7等の部材の交換頻度を低減できる。
Further, since the reaction between the two gases in the showerhead 4 is sufficiently suppressed, the reaction products are deposited on the blocker plate 47 and the like in the showerhead 4 and the through holes 47a are easily blocked. Can be sufficiently prevented. As a result, an increase in pressure loss due to the blocker plate 47 or the like is extremely unlikely to be promoted. Therefore, deterioration or deterioration of the film characteristics of the wiring layer formed of the W x Si y layer and the W layer formed on the wafer 5 can be further suppressed, and the stress and the resistivity of the wiring layer can be further suppressed from increasing. Moreover, since the through holes 47a are hard to be closed, the blocker plate 4
The frequency of replacing members such as 7 can be reduced.

【0055】また、ベースプレート43のブロッカープ
レート47に対向する面(つまり内面)が実質的に平滑
面とされているので、例えば凹凸部等が設けられている
場合に比して、ガス供給口9から導入されたWF6ガス
及びSiH4ガスの空間部Saにおける圧力損失を軽減
できる利点がある。よって、空間部Saにおける両ガス
の反応をより一層抑えることができる。したがって、パ
ーティクルの更なる低減が可能となり、且つ、ウェハ5
上に形成されたWxSiy層及びW層で構成される配線層
の膜特性の劣化叉は低下を更に一層抑止できる。
Further, since the surface (that is, the inner surface) of the base plate 43 facing the blocker plate 47 is substantially a smooth surface, the gas supply port 9 can be provided as compared with the case where, for example, an uneven portion or the like is provided. There is an advantage that the pressure loss in the space Sa of the WF 6 gas and the SiH 4 gas introduced from the air can be reduced. Therefore, the reaction between the two gases in the space Sa can be further suppressed. Therefore, particles can be further reduced and the wafer 5
Deterioration or deterioration of the film characteristics of the wiring layer composed of the W x Si y layer and the W layer formed thereon can be further suppressed.

【0056】[0056]

【実施例】以下、本発明に係る具体的な実施例について
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples according to the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

【0057】〈実施例1〉図1に示すCVD装置1と同
様に構成され、ブロッカープレート47の貫通孔47a
の孔径φが0.028mm及び0.032mm(孔径の
異なる貫通孔が二種類設けられている)、且つ、フェイ
スプレート45下面とサセプタ3上面との間隔が400
mils(約10.2mm)であるCVD装置(Applie
d Materials社製;CENTURA(登録商標)Main Frame,Wx
Z+ チャンバをベースとした)を準備した。このCVD
装置のチャンバ2内を減圧した状態で、チャンバ2内
に、ヴィア(Via)を有し且つ厚さ60nmのTiN層
が成膜された8インチ径のSiウェハを収容した。
<Embodiment 1> A structure similar to that of the CVD apparatus 1 shown in FIG.
And the gap between the lower surface of the face plate 45 and the upper surface of the susceptor 3 is 400 mm.
Mils (approximately 10.2 mm) CVD equipment (Applie
d Materials manufactured by CENTURA (registered trademark) Main Frame, Wx
(Based on Z + chamber). This CVD
While the pressure in the chamber 2 of the apparatus was reduced, an 8-inch Si wafer having a via and a 60-nm-thick TiN layer formed thereon was housed in the chamber 2.

【0058】この状態で、チャンバ2内にWF6ガス、
SiH4ガス、Arガス、H2ガスを供給して核形成ステ
ップを実施し、ウェハ上に厚さ50nmのWxSiy層を
形成せしめた。このときの成膜条件を以下に示す。 ・WF6ガス流量:20sccm(cm3/min;以下
同様) ・SiH4ガス流量:5,10,15,20,30sc
cm ・Arガス流量:2800sccm ・H2ガス流量:1000sccm ・成膜温度:440℃
In this state, WF 6 gas,
A nucleation step was performed by supplying SiH 4 gas, Ar gas, and H 2 gas to form a 50 nm thick W x Si y layer on the wafer. The film forming conditions at this time are shown below.・ WF 6 gas flow rate: 20 sccm (cm 3 / min; the same applies hereinafter) ・ SiH 4 gas flow rate: 5, 10, 15, 20, 30 sc
cm · Ar gas flow rate: 2800 sccm · H 2 Gas flow rate: 1000 sccm · film formation temperature: 440 ° C.

【0059】このとき、シャワーヘッド4の空間部Sa
内におけるガス圧力(P1に相当)及び、チャンバ2内
で且つシャワーヘッド4の外部のガス圧力(P2)を測
定したところ、両者とも30Torr(4kPa)であ
った。
At this time, the space Sa of the shower head 4 is
When the gas pressure (corresponding to P1) inside the chamber and the gas pressure (P2) inside the chamber 2 and outside the shower head 4 were measured, both were 30 Torr (4 kPa).

【0060】次に、SiH4ガスの供給を停止し、Wx
y層上に、下記の成膜条件で厚さ350nmのW層を
形成せしめ(Via fill)、W層から成る配線層が形成さ
れた半導体装置を得た。 ・WF6ガス流量:150sccm ・Arガス流量:1200sccm ・H2ガス流量:500sccm ・成膜温度:440℃
Next, the supply of the SiH 4 gas is stopped, and W x S
On the i y layer, a W layer having a thickness of 350 nm was formed (Via fill) under the following film forming conditions to obtain a semiconductor device in which a wiring layer composed of the W layer was formed.・ WF 6 gas flow rate: 150 sccm ・ Ar gas flow rate: 1200 sccm ・ H 2 gas flow rate: 500 sccm ・ Film forming temperature: 440 ° C.

【0061】〈実施例2〉CVD装置として、フェイス
プレート45下面とサセプタ3上面との間隔が700m
ils(17.8mm)のものを用いたこと以外は、実
施例1と同様にしてW層から成る配線層が形成された半
導体装置を得た。なお、核形成ステップにおいて、シャ
ワーヘッド4の空間部Sa内におけるガス圧力(P1に
相当)及び、チャンバ2内で且つシャワーヘッド4の外
部のガス圧力(P2)を測定したところ、両者とも30
Torr(4kPa)であった。
<Embodiment 2> In the CVD apparatus, the distance between the lower surface of the face plate 45 and the upper surface of the susceptor 3 is 700 m.
A semiconductor device having a wiring layer formed of a W layer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ils (17.8 mm) was used. In the nucleation step, the gas pressure (corresponding to P1) in the space Sa of the shower head 4 and the gas pressure (P2) in the chamber 2 and outside the shower head 4 were measured.
Torr (4 kPa).

【0062】〈比較例1〉ブロッカープレートとして貫
通孔の孔径φが0.014mm及び0.016mm(実
施例1の1/2の孔径)のものを有し、且つ、ベースプ
レートとしてガス供給口の周囲が凸状を成すもの(空間
部Saに対して凸)を有するCVD装置を用いたこと以
外は、実施例1と同様にしてW層から成る配線層が形成
された半導体装置を得た。なお、核形成ステップにおい
て、シャワーヘッドの空間部Sa内におけるガス圧力
(P1に相当)及び、チャンバ内で且つシャワーヘッド
の外部のガス圧力(P2)を測定したところ、P1が3
6Torr(4.8kPa)であり、P2が30Tor
r(4kPa)であった。
<Comparative Example 1> A blocker plate having a through hole having a hole diameter φ of 0.014 mm or 0.016 mm (half the hole diameter of Example 1) was used, and a base plate around a gas supply port was used. A semiconductor device having a wiring layer formed of a W layer was obtained in the same manner as in Example 1 except that a CVD device having a convex shape (convex with respect to the space portion Sa) was used. In the nucleation step, the gas pressure (corresponding to P1) in the space Sa of the shower head and the gas pressure (P2) in the chamber and outside the shower head were measured.
6 Torr (4.8 kPa) and P2 is 30 Torr
r (4 kPa).

【0063】〈残留ストレス測定試験〉実施例1及び2
並びに比較例1で得た半導体装置について、W層の残留
ストレス(内部応力)を測定した。図2は、実施例1及
び2並びに比較例1で得た半導体装置のW層の残留スト
レスの測定結果を示すグラフである。同図中、曲線L
0,L1,L2は、それぞれ比較例1、実施例1及び実
施例2の結果を示す目安線である。
<Residual Stress Measurement Test> Examples 1 and 2
In addition, with respect to the semiconductor device obtained in Comparative Example 1, the residual stress (internal stress) of the W layer was measured. FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the residual stress of the W layer of the semiconductor devices obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. In the figure, curve L
0, L1, and L2 are reference lines indicating the results of Comparative Example 1, Example 1, and Example 2, respectively.

【0064】図2より、本発明によるCVD装置1及び
本発明による方法を用いた実施例1及び2で形成したW
層の残留ストレスは、SiH4ガス流量が同一の条件で
は、比較例1で形成したW層に比して有意に小さいこと
が判明した。また、比較例1では、SiH4ガス流量に
依らず残留ストレスが500MPaを超えていたのに対
し、実施例1では、WF6ガスとSiH4ガスとの流量比
によっては、残留ストレスが0(ゼロ)となることが確
認された。これらのことから、本発明によれば、W層の
残留ストレスを十分に低減できることが理解される。
FIG. 2 shows that the CVD apparatus 1 according to the present invention and the W formed in Examples 1 and 2 using the method according to the present invention.
It was found that the residual stress of the layer was significantly smaller than that of the W layer formed in Comparative Example 1 under the same SiH 4 gas flow rate. In Comparative Example 1, the residual stress exceeded 500 MPa irrespective of the flow rate of the SiH 4 gas, whereas in Example 1, the residual stress was 0 (depending on the flow rate ratio between the WF 6 gas and the SiH 4 gas). Zero). From these, it is understood that the present invention can sufficiently reduce the residual stress of the W layer.

【0065】〈抵抗率測定試験〉実施例1及び2並びに
比較例1で得た半導体装置について、W層の抵抗率を測
定した。図3は、実施例1及び2並びに比較例1で得た
半導体装置のW層の抵抗率の測定結果を示すグラフであ
る。同図中、曲線L10,L11,L12は、それぞれ
比較例1、実施例1及び実施例2の結果(データ)を結
ぶ目安線である。
<Resistance Measurement Test> With respect to the semiconductor devices obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the resistivity of the W layer was measured. FIG. 3 is a graph showing the measurement results of the resistivity of the W layer of the semiconductor devices obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. In the figure, curves L10, L11, L12 are reference lines connecting the results (data) of Comparative Example 1, Example 1, and Example 2, respectively.

【0066】図3より、本発明によるCVD装置1及び
本発明による方法を用いた実施例1及び2で形成したW
層の抵抗率は、SiH4ガス流量が20sccmまでは
比較例1と有意な差異が認められない(抵抗率の変動幅
は、5μΩ・cm以下であった)。これに対し、SiH
4ガス流量が、30sccmのときには、実施例1及び
2で形成したW層の抵抗率は、比較例1に比して極めて
軽減されること、具体的には比較例1に比して、実施例
では約200〜500μΩ・cmも抵抗率が小さくなる
ことが判明した(図中の縦軸スケールに注意)。
FIG. 3 shows that the CVD apparatus 1 according to the present invention and the W formed in Examples 1 and 2 using the method according to the present invention.
No significant difference in the resistivity of the layer from that of Comparative Example 1 was observed until the flow rate of the SiH 4 gas was 20 sccm (the fluctuation range of the resistivity was 5 μΩ · cm or less). In contrast, SiH
(4) When the gas flow rate is 30 sccm, the resistivity of the W layer formed in Examples 1 and 2 is significantly reduced as compared with Comparative Example 1; In the example, it was found that the resistivity was reduced by about 200 to 500 μΩ · cm (note the vertical scale in the figure).

【0067】これらの結果から、本発明によれば、WF
6ガス流量とSiH4ガス流量との所定の流量比条件にお
いて、W層の抵抗率が格段に低減されることが判明し
た。また、抵抗率はW層の結晶性に大きく依存するもの
であり、その結晶性は下地層であるWxSiy層の品質に
大きく左右されることを考慮すると、本発明によれば、
従来に比して高品質なWxSiy層が得られることが理解
される。
From these results, according to the present invention, WF
It has been found that the resistivity of the W layer is significantly reduced under a predetermined flow ratio condition between the 6 gas flow rate and the SiH 4 gas flow rate. Further, the resistivity greatly depends on the crystallinity of the W layer, and considering that the crystallinity greatly depends on the quality of the W x Si y layer as the underlayer, according to the present invention,
It is understood that a high quality W x Si y layer can be obtained as compared with the related art.

【0068】〈パーティクルの生成評価試験〉実施例1
及び2並びに比較例1によるそれぞれのウェハ処理を、
複数且つ同一枚数のウェハに対して連続して実施し、実
施前後におけるブロッカープレートの重量を測定した。
図4は、実施例1及び2並びに比較例1でそれぞれ用い
たCVD装置のブロッカープレートの処理前後の重量増
量を示すグラフである。図中、グラフR0,R1,R2
は、それぞれ比較例1、実施例1及び2の結果を示す。
<Evaluation Test of Particle Generation> Example 1
And 2 and each wafer processing according to Comparative Example 1,
The measurement was continuously performed on a plurality of and the same number of wafers, and the weight of the blocker plate before and after the measurement was measured.
FIG. 4 is a graph showing the weight increase before and after the treatment of the blocker plate of the CVD apparatus used in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, respectively. In the figure, graphs R0, R1, R2
Indicates the results of Comparative Example 1, Examples 1 and 2, respectively.

【0069】図4より、比較例1の処理後のブロッカー
プレートは、処理前に比して重量が0.9mg増加して
いた。これは、シャワーヘッド内においてWF6ガスと
SiH4ガスとが気相反応し、その反応生成物がブロッ
カープレートに付着叉は堆積したためと考えられる。こ
れに対し、実施例1及び2の処理後のブロッカープレー
ト47は、重量増分がそれぞれ0.6mg及び僅かに
0.2mgであった。
FIG. 4 shows that the weight of the blocker plate after the treatment of Comparative Example 1 was increased by 0.9 mg as compared with that before the treatment. This is probably because the WF 6 gas and the SiH 4 gas undergo a gas phase reaction in the shower head, and the reaction product adheres or accumulates on the blocker plate. In contrast, the blocker plate 47 after the treatment of Examples 1 and 2 had a weight increase of 0.6 mg and only 0.2 mg, respectively.

【0070】これらの結果より、本発明によれば、WF
6ガスとSiH4ガスとのシャワーヘッド4内での気相反
応が十分に抑制できることが確認された。また、ブロッ
カープレート47に付着叉は堆積する反応生成物が低減
されるので、このような付着物や堆積物がパーティクル
源となって発生するパーティクルを十分に低減できる。
From these results, according to the present invention, WF
It has been confirmed that the gas phase reaction between the 6 gas and the SiH 4 gas in the shower head 4 can be sufficiently suppressed. In addition, since reaction products adhering or accumulating on the blocker plate 47 are reduced, particles generated by such adhering substances or deposits as a particle source can be sufficiently reduced.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明による気相堆
積方法及びその装置並びに半導体装置の製造方法及びそ
の装置によれば、基体への配線層の形成に際してパーテ
ィクルの発生を十分に抑えることができると共に、スト
レス及び抵抗率の増大が十分に抑制された配線を基体上
に形成することが可能となる。
As described above, according to the vapor deposition method and apparatus of the present invention and the method of manufacturing a semiconductor device and the apparatus of the present invention, it is possible to sufficiently suppress the generation of particles when forming a wiring layer on a substrate. In addition to the above, it is possible to form a wiring on the substrate in which stress and an increase in resistivity are sufficiently suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による気相堆積装置を兼ねる本発明によ
る半導体装置の製造装置の好適な一実施形態を概略的に
示す構成図(一部断面)である。
FIG. 1 is a configuration diagram (partial cross section) schematically showing a preferred embodiment of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention which also serves as a vapor deposition apparatus according to the present invention.

【図2】実施例1及び2並びに比較例1で得た半導体装
置のW層の残留ストレスの測定結果を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing measurement results of residual stress in a W layer of the semiconductor devices obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.

【図3】実施例1及び2並びに比較例1で得た半導体装
置のW層の抵抗率の測定結果を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the measurement results of the resistivity of the W layer of the semiconductor devices obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.

【図4】実施例1及び2並びに比較例1でそれぞれ用い
たCVD装置のブロッカープレートの処理前後の重量増
量を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an increase in weight of a blocker plate of a CVD apparatus used in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 before and after processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…CVD装置(気相堆積装置、半導体装置の製造装
置)、2…チャンバ、30…ガス供給系、3…サセプタ
(基体支持部)、4…シャワーヘッド(ガス分配部)、
5…ウェハ(基体、半導体基板)、9…ガス供給口、3
1…WF6ガス供給源(第1のガス供給源)、32…S
iH4ガス供給源(第2のガス供給源)、43…ベース
プレート(蓋部)、45…フェイスプレート(多孔
板)、45a,47a…貫通孔、47…ブロッカープレ
ート(多孔板)、Sa,Sb…空間部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CVD apparatus (vapor deposition apparatus, semiconductor device manufacturing apparatus), 2 ... chamber, 30 ... gas supply system, 3 ... susceptor (substrate support part), 4 ... shower head (gas distribution part),
5 wafer (substrate, semiconductor substrate), 9 gas supply port, 3
1 ... WF 6 gas supply source (first gas supply source), 32 ... S
iH 4 gas supply source (second gas supply source), 43: base plate (cover), 45: face plate (perforated plate), 45a, 47a: through hole, 47: blocker plate (perforated plate), Sa, Sb ... space.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守本 正宏 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 西山 俊彦 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 宮永 真美子 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 牧崎 広行 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA04 AA05 AA06 AA17 BA20 BA35 BA38 BB12 CA04 EA04 FA10 JA01 JA07 JA09 KA08 LA15 4M104 BB18 BB30 DD44 DD45 HH16 HH20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masahiro Morimoto 14-3 Shinizumi, Narita-shi, Chiba Applied Materials Japan Co., Ltd. (72) Inventor Toshihiko Nishiyama 14-3 Shinizumi, Narita-shi, Chiba Nogedaira Industrial Park Applied Materials Japan Co., Ltd. (72) Inventor Mamiko Miyanaga 14-3 Shinsen, Narita-shi, Chiba Applied Materials Japan Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Makizaki Narita-shi, Chiba 14-3 Shinizumi Nogedaira Industrial Park Applied Materials Japan Co., Ltd. F-term (reference) 4K030 AA04 AA05 AA06 AA17 BA20 BA35 BA38 BB12 CA04 EA04 FA10 JA01 JA07 JA09 KA08 LA15 4M104 BB18 BB30 DD44 DD45 HH16 HH20

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の貫通孔を有する少なくとも一つの
多孔板を介して複数種類のガスを基体上に供給し、該基
体上に所定の化合物を堆積せしめる気相堆積方法であっ
て、 下記式(1); P1/P2≦1.15 …(1)、 叉は、下記式(2); P1−P2≦0.7 …(2)、 P1:前記複数種類のガスの流路における最上流側に位
置する前記多孔板に流入する該複数種類のガスの圧力合
計値(kPa)、 P2:前記複数種類のガスの流路における最下流側に位
置する前記多孔板から流出した該複数種類のガスの圧力
合計値(kPa)、で表される関係を満たすように、前
記複数種類のガスを前記基体上に供給する、ことを特徴
とする気相堆積方法。
1. A gas phase deposition method comprising: supplying a plurality of types of gases onto a substrate through at least one perforated plate having a plurality of through holes to deposit a predetermined compound on the substrate; (1); P1 / P2 ≦ 1.15 (1), or the following equation (2): P1-P2 ≦ 0.7 (2), P1: the most upstream gas in the flow path of the plurality of types of gases Pressure value (kPa) of the plurality of types of gases flowing into the perforated plate located on the side of the side, P2: the plurality of types of gases flowing out of the perforated plate positioned at the most downstream side in the flow paths of the plurality of types of gases. A gas phase deposition method comprising: supplying the plurality of types of gases onto the substrate so as to satisfy a relationship represented by a total pressure value of a gas (kPa).
【請求項2】 当該気相堆積方法においては、 前記多孔板のうち少なくとも一つの多孔板として、下記
式(3); 0.01≦φ≦0.10 …(3)、 φ:前記少なくとも一つの多孔板に設けられた前記貫通
孔の孔径(mm)、及び、下記式(4); 1≦K≦40 …(4)、 K:前記少なくとも一つの多孔板における前記貫通孔の
開口率(%)、で表される関係を満たすものを用いる、
ことを特徴とする請求項1記載の気相堆積方法。
2. The vapor-phase deposition method according to claim 1, wherein at least one of the perforated plates has the following formula (3); 0.01 ≦ φ ≦ 0.10 (3), φ: the at least one perforated plate. And the following formula (4): 1 ≦ K ≦ 40 (4), K: aperture ratio of the through hole in the at least one perforated plate ( %), Those that satisfy the relationship represented by
The method of claim 1, wherein:
【請求項3】 当該気相堆積方法においては、 前記複数種類のガスを、前記多孔板のうち該複数種類の
ガスの流路において最上流側に位置する多孔板に対向配
置させた蓋部に設けられたガス供給口から該多孔板に流
入させ、 前記蓋部として、前記多孔板に対向する面が略平滑面を
成すものを用いる、ことを特徴とする請求項1又は2に
記載の気相堆積方法。
3. The vapor-phase deposition method according to claim 1, wherein the plurality of types of gases are provided on a lid portion of the perforated plate facing the most upstream side of the perforated plate in the flow path of the plurality of types of gases. 3. The gas according to claim 1, wherein the gas flows into the perforated plate from a gas supply port provided, and the lid has a surface facing the perforated plate forming a substantially smooth surface. 4. Phase deposition method.
【請求項4】 前記複数種類のガスとして、タングステ
ン原子を含有する化合物から成るガスと、ケイ素原子を
含有する化合物から成るガスと、を前記基体上に供給す
る、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記
載の気相堆積方法。
4. The method according to claim 1, wherein a gas composed of a compound containing a tungsten atom and a gas composed of a compound containing a silicon atom are supplied to the substrate as the plurality of types of gases. The vapor phase deposition method according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 基体上に所定の化合物を堆積させる気相
堆積装置であって、 複数種類のガスが供給されるガス供給口を有しており、
且つ、前記基体が支持される基体支持部が設けられたチ
ャンバと、 前記ガス供給口と連通する少なくとも一つの空間部が画
成されるように、前記基体支持部に対向配置された少な
くとも一つの多孔板を有するガス分配部と、を備えてお
り、 前記ガス分配部が、上記式(1)又は上記式(2)で表
わされる関係を満たすように設けられたものである、こ
とを特徴とする気相堆積装置。
5. A vapor-phase deposition apparatus for depositing a predetermined compound on a substrate, comprising: a gas supply port through which a plurality of types of gases are supplied;
A chamber provided with a substrate supporter on which the substrate is supported; and at least one space disposed opposite to the substrate supporter so as to define at least one space communicating with the gas supply port. A gas distribution unit having a perforated plate, wherein the gas distribution unit is provided so as to satisfy the relationship represented by the above formula (1) or the above formula (2). Vapor deposition equipment.
【請求項6】 前記多孔板のうち少なくとも一つの多孔
板が、上記式(3)及び上記式(4)で表される関係を
満たすように設けられたものである、ことを特徴とする
請求項5記載の気相堆積装置。
6. The method according to claim 1, wherein at least one of the perforated plates is provided so as to satisfy a relationship represented by the above formulas (3) and (4). Item 6. A vapor deposition apparatus according to Item 5.
【請求項7】 前記ガス分配部は、前記多孔板のうち前
記複数種類のガスの流路において最上流側に位置する多
孔板に対向して配置されており且つ前記ガス供給口が設
けられた蓋部を有しており、 前記蓋部は、前記多孔板に対向する面が略平滑面を成す
ものである、ことを特徴とする請求項5又は6に記載の
気相堆積装置。
7. The gas distribution unit is disposed to face a perforated plate located on the most upstream side in the flow path of the plurality of types of gas among the perforated plates, and is provided with the gas supply port. The vapor phase deposition apparatus according to claim 5, further comprising a cover, wherein the surface of the cover facing the perforated plate forms a substantially smooth surface.
【請求項8】 前記ガス分配部に接続され且つタングス
テン原子を含有する化合物から成るガスを供給する第1
のガス供給源と、 前記ガス分配部に接続され且つケイ素原子を含有する化
合物から成るガスを供給する第2のガス供給源と、を備
える、ことを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に
記載の気相堆積装置。
8. A first gas supply means for supplying a gas comprising a compound containing a tungsten atom and connected to the gas distribution section.
And a second gas supply source connected to the gas distribution unit and configured to supply a gas made of a compound containing a silicon atom. A vapor deposition apparatus according to claim 1.
【請求項9】 導電層を有する半導体装置の製造方法で
あって、 請求項1〜4のいずれか一項に記載の気相堆積方法を用
い、前記基体としての半導体基板上に前記所定の化合物
として導電性を有する化合物を形成せしめる、ことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
9. A method for manufacturing a semiconductor device having a conductive layer, wherein the predetermined compound is formed on a semiconductor substrate as the base by using the vapor deposition method according to claim 1. Forming a compound having conductivity as a semiconductor device.
【請求項10】 複数の貫通孔を有する少なくとも一つ
の多孔板を介して複数種類のガスを半導体基板上に供給
し、該半導体基板上に導電性を有する化合物から成る導
電層を形成せしめる半導体装置の製造方法であって、 上記式(1)叉は上記式(2)で表される関係を満たす
ように、前記複数種類のガスを前記半導体基板上に供給
する、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. A semiconductor device in which a plurality of gases are supplied onto a semiconductor substrate through at least one perforated plate having a plurality of through holes, and a conductive layer made of a conductive compound is formed on the semiconductor substrate. Wherein the plurality of types of gases are supplied onto the semiconductor substrate so as to satisfy the relationship represented by the above formula (1) or the above formula (2). Manufacturing method.
【請求項11】 導電層を有する半導体装置の製造装置
であって、 請求項5〜8のいずれか一項に記載の気相堆積装置を備
えており、 前記気相堆積装置を構成する前記チャンバは、前記基体
として半導体基板が収容されるものである、ことを特徴
とする半導体装置の製造装置。
11. A manufacturing apparatus for a semiconductor device having a conductive layer, comprising: the vapor deposition apparatus according to claim 5; and the chamber forming the vapor deposition apparatus. Is a device for manufacturing a semiconductor device, wherein a semiconductor substrate is accommodated as the base.
【請求項12】 導電層を有する半導体装置の製造装置
であって、 複数種類のガスが供給されるガス供給口を有しており、
且つ、半導体基板が支持される基体支持部が設けられた
チャンバと、 前記ガス供給口と連通する少なくとも一つの空間部が画
成されるように前記基体支持部に対向配置された少なく
とも一つの多孔板を有し、且つ、上記式(1)又は上記
式(2)で表わされる関係を満たすように設けられたガ
ス分配部と、を備えることを特徴とする半導体装置の製
造装置。
12. An apparatus for manufacturing a semiconductor device having a conductive layer, comprising: a gas supply port through which a plurality of types of gases are supplied;
A chamber provided with a base support for supporting the semiconductor substrate; and at least one porous member opposed to the base support so as to define at least one space communicating with the gas supply port. An apparatus for manufacturing a semiconductor device, comprising: a plate; and a gas distribution unit provided so as to satisfy a relationship represented by the above formula (1) or the above formula (2).
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