JP2002134490A - 化学気相蒸着方法及び装置 - Google Patents

化学気相蒸着方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハ上にパーティクルが発生することを防
止するための化学気相蒸着工程を実施するための装置及
び方法を提供する。 【解決手段】蒸着工程を実施するためのチャンバの内部
へフッ素ラジカルを含む洗浄ガスを供給する。チャンバ
４０にウェーハをローディングし、ウェーハ上に膜を蒸
着するための蒸着ガスをチャンバ内に供給する。洗浄ガ
ス供給ラインへの蒸着ガスの逆流を防止するために洗浄
ガス供給ラインを通じて逆流防止ガスとしての不活性ガ
スを供給する。従って、洗浄ガス供給ラインは蒸着ガス
により汚染されず、膜を蒸着する間にウェーハ上に発生
するパーティクルが減少し、これにより半導体装置の収
率及び信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
で化学気相蒸着方法及びこれを実施するための装置に関
するものであり、より詳細には、ウェーハ上にパーティ
クルが発生することを防止するための化学気相蒸着方法
及びこれを実施するための化学気相蒸着装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近来、コンピュータのような情報媒体の
急速な普及により、半導体装置は飛躍的に発展してい
る。その機能面において、半導体装置は高速で動作する
と同時に大容量の貯蔵能力を有することが要求される。
これにより、半導体装置は、集積度、信頼度および応答
速度などを向上させる方向に製造技術が発展している。
半導体装置の主要な製造技術の中で、ウェーハ上に膜を
形成するための化学気相蒸着工程のような加工技術に関
する要求も厳しくなっている。
【０００３】一般に、化学気相蒸着工程は、ウェーハが
置かれているチャンバ内に蒸着ガス（ソースガス）を供
給し、この蒸着ガスをチャンバ内で反応させることによ
り、膜をウェーハの表面に蒸着する。しかし、化学気相
蒸着装置において膜形成が完了した後に、チャンバ内で
は、蒸着工程の実施中にウェーハと反応しなかった蒸着
ガスの一部がチャンバ内を浮遊していたり、チャンバの
側壁に蒸着されていたりする。チャンバを浮遊する蒸着
ガスやチャンバの側壁に蒸着された蒸着ガスは、パーテ
ィクルの発生原因になる。パーティクルは、チャンバ内
に挿入される新しいウェーハ上に落下し、これによりウ
ェーハが著しい不良を起こすことがある。このような理
由で、新しいウェーハが挿入され前に、洗浄工程がチャ
ンバ内で実施されなければならない。
【０００４】チャンバの洗浄は、チャンバ内のパーティ
クルをエッチングすることができる洗浄ガスをチャンバ
内に導入して実施される。即ち、洗浄ガスをチャンバ内
に供給した後、チャンバ内でインサイチュ（ｉｎ−ｓｉ
ｔｕ）方式によりプラズマを形成する。続いて、洗浄ガ
スによりパーティクルを洗浄した後、パーティクルをチ
ャンバから排気する。
【０００５】しかし、インサイチュ方式によりプラズマ
を形成してチャンバの洗浄を実施する場合、チャンバの
側壁が物理的なスパッタリングにより損傷し、その結
果、チャンバが汚染される。これにより、プラズマ装置
を使用してチャンバの外部でプラズマを形成し、励起さ
れた洗浄ガスをチャンバ内に供給して洗浄する方法も使
用されている。
【０００６】図１は化学気相蒸着工程を実施するための
従来の装置である。
【０００７】図１を参照すれば、この装置は、化学気相
蒸着工程を実施するためのチャンバ１０を具備してい
る。チャンバ１０内部の下部には、ウェーハ（Ｗ）が置
かれるためのヒータ（ｈｅａｔｉｎｇ ｐｌａｔｅ）１
２が配置されている。また、チャンバ１０内部の上部に
は、蒸着ガス及び洗浄ガスを供給するためのシャワーヘ
ッド１４が配置されている。チャンバの外部には、チャ
ンバ内に蒸着ガスを供給する蒸着ガス供給器が設けられ
ている。蒸着ガスは、様々なガスを混合して作られるの
で、ガス供給部２０は、蒸着工程において使用されるガ
スに対応する複数個の蒸着ガス供給部２０ａ、２０ｂ、
２０ｃを含む。ガス混合部１６は、蒸着ガスを混合する
ためにガス供給部２０と連結されている。ガス混合部１
６は、また、チャンバ１０の内部と連結されている。従
って、蒸着ガス供給部２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、各々
に設けられた切換バルブ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを経
て、さらに蒸着ガス供給ライン１８を通じてガス混合部
１６にガスを供給する。その後、ガスはガス混合部１６
で混合され、チャンバ１０の内部へ供給される。
【０００８】また、洗浄ガス供給部２８は、チャンバ１
０の内部を洗浄する洗浄ガスを供給するために設けられ
ている。洗浄ガスは一つ以上のガスにより作ることがで
きるために、洗浄ガス供給部２８は使用されるガスの種
類に対応する複数個の洗浄ガス供給部２８ａ、２８ｂを
含む。洗浄ガス供給部２８は、各々切換バルブ３０ａ、
３０ｂ、３０ｃを経由し、さらに洗浄ガス供給ライン２
４を通じてプラズマ装置２６と連結されており、洗浄ガ
ス供給部２８ａ、２８ｂから供給される洗浄ガスは、チ
ャンバの外部に設けられたプラズマ装置２６で励起され
る。プラズマ装置２６はガス混合部１６と連結されてい
る。プラズマ装置２６で励起された洗浄ガスは、ガス混
合部１６を通じてチャンバ１０内に供給され、これによ
りチャンバ１０が洗浄される。
【０００９】図１に図示した化学気相蒸着装置を使用し
て、ウェーハの表面に膜を蒸着する際は、ウェーハ
（Ｗ）をチャンバ１０内にローディングする前に予めチ
ャンバ１０内を洗浄する。このようなチャンバ１０の洗
浄は、チャンバ１０内へ洗浄ガスを供給することにより
実施される。即ち、チャンバ１０の側壁に蒸着されたパ
ーティクル及びチャンバ内を浮遊するガスは、チャンバ
１０内へ流入する洗浄ガスによりエッチングされ、チャ
ンバ１０の外部へ排気される。チャンバ１０の洗浄が完
了すると、ウェーハ（Ｗ）をチャンバ１０内にローディ
ングする。続いて、蒸着ガス供給部２０ａ、２０ｂ、２
０ｃから蒸着ガスをチャンバ１０内に供給してウェーハ
（Ｗ）上に膜を蒸着する。
【００１０】しかし、蒸着工程を実施する際に、蒸着ガ
ス供給部２０ａ、２０ｂ、２０ｃから供給される蒸着ガ
スの一部が、洗浄ガス供給ライン２４側に逆流すること
になる。チャンバ１０を洗浄する際に供給された洗浄ガ
スの一部が、洗浄ガス供給ライン２４の内に残っている
ために、残っている洗浄ガスの一部と逆流した蒸着ガス
が反応し、その結果、パーティクルが形成される。パー
ティクルは、蒸着工程の実施中にウェーハ上に落下し、
これによりウェーハに致命的な不良を誘発する。また、
逆流する蒸着ガスは、洗浄ガス供給ライン２４上に膜を
蒸着したり、洗浄ガス供給ライン２４内を浮遊したりし
て、洗浄ガス供給ライン２４を汚染する。従って、蒸着
工程を実施するためにチャンバ内に新しく挿入されるウ
ェーハもパーティクルによって汚染される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、化学気相蒸
着方法及びこれを実施するための装置に関するものであ
り、実際に、上記の従来技術が有する限界と不便さに起
因する一つ以上の問題点を克服する。
【００１２】本発明の第１目的は、ウェーハ上に形成さ
れたパーティクルを減少させるための化学気相蒸着方法
を提供することである。
【００１３】本発明の第２目的は、化学気相蒸着工程を
実施するための装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記第１目的を達成する
ための本発明の化学気相蒸着工程方法は、フッ素ラジカ
ルを含む洗浄ガスを工程チャンバ内部に供給して工程チ
ャンバ内を洗浄する。続いて、ウェーハを工程チャンバ
内にローディングする。続いて、蒸着ガスが洗浄ガス供
給ラインに逆流することを防止しながら、工程チャンバ
内部に蒸着ガスを供給してウェーハ上に膜を蒸着する。
【００１５】本発明の第２目的を達成するための化学気
相蒸着を実施するための装置は、化学気相蒸着工程が実
施される工程チャンバを有する。第１供給器は工程チャ
ンバを洗浄するために洗浄ガスを工程チャンバ内に供給
する。プラズマ装置は、工程チャンバと第１供給器との
間に設けられ、第１供給器から供給される洗浄を励起す
る。第２供給器はチャンバの内部へ蒸着ガスを供給し
て、ウェーハ上に膜を蒸着する。混合器は第１供給器と
第２供給器から提供されるガスを混合する。そして、第
１供給器側に蒸着ガスが逆流することを防止するための
機構を具備する。
【００１６】前記技術された方法と装置により、ウェー
ハ上に膜を蒸着するとき、蒸着ガスは洗浄ガス供給ライ
ンに逆流することを防止し、これによりウェーハ上に発
生されるパーティクルを効果的に減少させる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の望
ましい実施形態をより詳細に説明する。
【００１８】図２は本発明の第１実施形態による化学気
相蒸着工程を実施するための装置である。図２を参照す
れば、この化学気相蒸着装置（ＣＶＤ装置）は、ウェー
ハ（Ｗ）上に膜を蒸着するための蒸着工程を実施するた
めのチャンバ４０を有する。チャンバ４０内部の下部に
は、ウェーハ（Ｗ）が載置される加熱プレート（ｈｅａ
ｔｉｎｇ ｐｌａｔｅ）４２が配置されている。加熱プ
レート４２は、ヒータを有し、蒸着工程を実施する際に
４００乃至６００度の温度を維持する。高温に維持され
る加熱プレート４２の上部にウェーハ（Ｗ）が置かれる
ので、多量の蒸着ガスがウェーハ（Ｗ）の表面に膜を形
成するための反応を起こす。チャンバ４０内部の上部に
は、それを通して蒸着ガス及び洗浄ガスが供給されるシ
ャワーヘッド４４が配置されている。シャワーヘッド４
４は、例えば、多数のホールを有するプレート形状であ
る。蒸着ガスはシャワーヘッド４４の多数のホールを通
じて、垂直にウェーハ（Ｗ）の表面上に供給され、これ
によりウェーハ（Ｗ）上に膜が蒸着される。
【００１９】チャンバ４０の外部には、蒸着ガス供給部
５０が設けられている。蒸着ガス供給部５０は、チャン
バ４０内で反応して、ウェーハ（Ｗ）上に膜を蒸着する
ための蒸着ガスとチャンバ４０内部の雰囲気を形成する
ための不活性ガスを供給する。多様な種類のガスが蒸着
ガスとして使用されるために、蒸着ガス供給部５０はガ
スの種類に対応する複数個の蒸着ガス供給部５０ａ、５
０ｂ、５０ｃを含む。本実施形態では、第１乃至第３蒸
着ガス供給部５０ａ、５０ｂ、５０ｃを具備する蒸着装
置を説明する。しかし、蒸着ガス供給部５０の数は３個
に限定されない。ガス混合部４６は蒸着ガス供給ライン
４８を通じて、蒸着ガス供給部５０と連結される。ま
た、ガス混合部４６はチャンバ４０の内部と連結されて
いる。第１乃至第３蒸着ガス供給部５０ａ、５０ｂ、５
０ｃと各々の蒸着ガス供給ライン４８と連結される地点
には、切換バルブ５２ａ、５２ｂ、５２ｃが設けられて
おり、これらにより蒸着ガスの供給を制御することがで
きる。従って、第１乃至第３蒸着ガス供給部５０ａ、５
０ｂ、５０ｃから蒸着ガスが供給され、それらの蒸着ガ
スは蒸着ガス供給ライン４８を通じてガス混合部４６に
供給された後、ガス混合部４６を通じて、チャンバ４０
の内部に供給される。
【００２０】そして、このＣＶＤ装置は、チャンバ４０
の内部を洗浄するための洗浄ガスを供給する洗浄ガス供
給部５８有する。洗浄ガスは、チャンバ４０の側壁に吸
着されたパーティクルやチャンバ４０内を浮遊するパー
ティクルをエッチングすることができるガスと、チャン
バ内の雰囲気を形成するための不活性ガス（即ち、キャ
リアガス）を混合して作られる。従って、洗浄ガスは様
々なガスを混合して作られるので、洗浄ガス供給部５８
は洗浄ガスの種類に対応する複数個の洗浄ガス供給部を
含む。本実施形態では、第１及び第２洗浄ガス供給部５
８ａ、５８ｂが設けられている。洗浄ガス供給部５８は
洗浄ガス供給ライン５４を通じて、プラズマ装置５６と
連結されているので、洗浄ガス供給部５８から供給され
る洗浄ガスは、プラズマ装置５６により励起される。プ
ラズマ装置５６は、洗浄ガス供給ライン５４を通じてガ
ス混合部４６と連結されている。
【００２１】第１及び第２洗浄ガス供給部５８ａ、５８
ｂと洗浄ガス供給ライン５４の連結部との間には、各々
切換バルブ６０ａ、６０ｂが設けられており、これによ
り洗浄ガスの流れを制御することができる。従って、第
１及び第２洗浄ガス供給部５８ａ、５８ｂから供給され
た洗浄ガスは、プラズマ装置５６で励起され、励起され
た洗浄ガスはガス混合部４６を経てチャンバ４０内に供
給される。
【００２２】蒸着工程が実施される際、洗浄ガス供給部
５８と連結されている切換バルブ６０ａ、６０ｂが閉鎖
されることにより、洗浄ガスはチャンバ４０内に供給さ
れない。しかし、洗浄ガス供給ライン５４は開放されて
いるので、洗浄ガス供給ライン５４に蒸着ガスの一部が
逆流することになる。蒸着ガスが洗浄ガス供給ライン５
４に逆流すると、蒸着ガスにより洗浄ガス供給ライン５
４が汚染され、それによってパーティクルが形成され
る。パーティクルは、工程の実施中にウェーハ（Ｗ）上
に落下し、それによりウェーハに激しい不良を起こす。
従って、このＣＶＤ装置は、蒸着ガスの逆流を防止する
ためのガスの逆流防止部をさらに有する。
【００２３】ガス逆流防止部は洗浄ガス供給ライン５４
から分岐された分岐ライン５４ａを含む。分岐ライン５
４ａは、洗浄ガス供給ライン５４の任意の箇所に連結さ
れうる。図２に示す例では、分岐ライン５４ａはプラズ
マ装置５６と洗浄ガス供給部５８を連結する洗浄ガス供
給ライン５４を分岐させるように洗浄ガス供給ライン５
４に連結されている。そして、逆流防止ガス供給部６２
が設けられている。逆流防止ガス供給部６２は分岐ライ
ン５４ａの一端部と連結され、蒸着ガスの逆流を防止す
るための逆流防止ガスを供給する。分岐ライン５４ａと
逆流防止ガス供給部６２が連結される地点には、ガスの
供給を制御するための切換バルブ６４が具備される。
【００２４】この構成により、第１乃至第３蒸着ガス供
給部５０ａ、５０ｂ、５０ｃによってチャンバ内に蒸着
ガスを供給すると同時に、逆流防止ガス供給部６２で洗
浄ガス供給ライン５４を通じて、第２不活性ガス（即
ち、逆流防止ガス）を供給する。したがって、第２不活
性ガスは、蒸着工程の実施中に、連続的に洗浄ガス供給
ライン５４を通じて供給されるので、蒸着ガスが洗浄ガ
ス供給ライン５４に逆流することを防止することができ
る。
【００２５】以下、図２に示した装置を使用した化学気
相蒸着方法を説明する。
【００２６】図３はウェーハ上にＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ
−ｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）膜を形成
する化学気相蒸着方法を示す工程図である。まず、蒸着
工程が実施されるチャンバ内を洗浄する（ステップＳ１
０）。以前に実施した蒸着工程で発生して、チャンバ内
に残っているパーティクルのために、化学気相蒸着工程
を実施する前に、ポリマ性ガス（即ち、以前の蒸着工程
を実施したときに形成されたポリマ）をエッチングして
排気する方法として、チャンバの洗浄を実施する。チャ
ンバをエッチングするために、エッチング特性が優れた
フッ素ラジカル及びチャンバ内の雰囲気を形成するため
の第１不活性ガスをチャンバ内に供給する。
【００２７】具体的に、洗浄ガス供給部はＮＦ３ガス
（チャンバ４０の洗浄のためのアクティブガス）と第１
不活性ガスをプラズマ装置５６に供給する。ここで、プ
ラズマ装置はＮＦ３ガスを励起し、励起されたＮＦ３ガ
ス及び励起されない第１不活性ガスが前記チャンバ４０
内に流入する。第１不活性ガスとしては、例えば、窒
素、ヘリウム、アルゴンなどを好適な例として挙げるこ
とができる。ここでは、一例としてアルゴンを使用す
る。チャンバ４０の側壁に付着したパーティクルやチャ
ンバの内部に浮遊するパーティクルは、流入したフッ素
ラジカルによりエッチングされ、外部へ排気される。
【００２８】チャンバ４０内にフッ素ラジカルを供給す
るために、ＮＦ３と第１不活性ガス（Ａｒ）を１：１の
流量比で３０００乃至４０００ｃｃほどプラズマ装置５
６に供給する。そうすると、プラズマ装置５６で形成さ
れるフッ素ラジカル及び第１不活性ガスがチャンバ内に
流入してチャンバを洗浄する。洗浄を実施するときに、
チャンバ４０内の圧力は、蒸着工程が実施されるときよ
り高圧に維持される。具体的には、チャンバ内の圧力は
４５０乃至５５０Ｔｏｒｒに維持される。
【００２９】チャンバ４０の洗浄が完了すると、洗浄ガ
ス供給部５８は洗浄ガスの供給を停止する。その後、チ
ャンバ内に蒸着ガスを供給してチャンバ４０の側壁及び
ウェーハが置かれた加熱プレート４２の上部をプリコー
ティングする（ステップＳ１２）。プリコーティング
は、時間条件以外はウェーハの蒸着工程条件と同一の条
件で実施される。即ち、プリコーティングは、ウェーハ
の蒸着が実施されるチャンバ４０の雰囲気を予め形成
し、側壁に一定厚さほどの汚染されない蒸着物を形成し
て、ウェーハの蒸着が効果的に実施されるようにする。
この時、プリコーティングを実施するためにチャンバ内
に供給される蒸着ガスの一部が洗浄ガス供給ライン５４
上に逆流し得る。従って、蒸着ガスをチャンバ４０内に
供給するのと同時に、分岐ライン５４ａ及び洗浄ガス供
給ライン５４を通じて、逆流防止ガスとして第２不活性
ガスをチャンバ４０内に流入する。
【００３０】プリコーティングが終了すると、ウェーハ
をチャンバ内のヒータ４２の上部にローディングする
（ステップＳ１４）。ウェーハがローディングされる
と、チャンバ４０の上部に蒸着ガスが供給され、ウェー
ハの上部に膜の蒸着が実施される（ステップＳ１６）。
【００３１】ウェーハにＴＥＯＳ膜を蒸着する際、ＴＥ
ＯＳが２０００乃至２５００ｃｃ、オゾンが１３乃至１
６％及び不活性ガスであるヘリウムガスが１８０００乃
至２２０００ｃｃの混合ガスがチャンバ４０内に供給さ
れる。チャンバ４０内の圧力は、１７０乃至２３０Ｔｏ
ｒｒを維持する。この時、第２不活性ガスは、洗浄ガス
供給ライン５４から分岐された分岐ライン５４ａを通じ
てチャンバ内に提供される。
【００３２】より詳細には、ＴＥＯＳ膜をウェーハ上に
蒸着させる蒸着ガス（反応ガス及び反応ガスを移動させ
るためのキャリアガスを含む）は、ＴＥＯＳ（反応ガ
ス）２０００乃至２５００ｃｃで、不活性ガスであるヘ
リウムガス（反応ガスを移動させるキャリアガス）が１
８０００乃至２２０００ｃｃで、オゾンを１３乃至１６
重量％含む混合ガスである。オゾンは、１４０００乃至
１６０００ｃｃの酸素をオゾンジェネレータに供給して
生成することができる。蒸着ガスは、第１乃至第３蒸着
ガス供給部５０ａ、５０ｂ、５０ｃから供給され、ガス
混合部４６で混合されチャンバ内に供給される。このと
きのチャンバ４０内の温度は５００乃至５５０℃を維持
し、チャンバ４０内の圧力は１７０乃至２３０Ｔｏｒｒ
を維持する。蒸着ガスをチャンバ４０内に供給すると
き、同時に逆流防止ガスとして第２不活性ガスが分岐ラ
イン５４ａを通じてチャンバ内に提供される。第２不活
性ガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴンなどを挙げ
ることができる。第２不活性ガスは洗浄ガス供給ライン
５４を通じてチャンバ４０内に供給されるので、洗浄ガ
ス供給ライン５４に蒸着ガスの逆流を防止することがで
きる。
【００３３】洗浄ガス供給ライン５４を通じてチャンバ
内に供給される第２不活性ガスの量が小さ過ぎると、蒸
着ガスの逆流を防止する効果が減少し、逆に、第２不活
性ガスの量が多すぎると、蒸着ガスの反応が遅くなっ
て、ウェーハの表面に膜の蒸着が正常になされない。洗
浄ガス供給ライン５４を通じてチャンバ内に供給される
第２不活性ガスの量は、蒸着ガスの種類又は蒸着厚さな
どに応じて決定することができ、典型的にはチャンバ内
に流入される蒸着ガス量の３０乃至１００％を供給する
ことが望ましい。また、蒸着工程を実施するとき、反応
ガスのためのキャリアガスを提供する代わりに、洗浄ガ
ス供給ラインを通じて十分な量の第２不活性ガスを供給
して、これを蒸着ガスの一部としてのキャリアガスとし
て機能させることもできる。
【００３４】ウェーハ上への膜の蒸着が完了すると、チ
ャンバ内でウェーハをアンローディングする（ステップ
Ｓ１８）。
【００３５】図４は洗浄ガス、蒸着ガス及び逆流防止ガ
スの供給を説明するためのタイミング図である。図４に
図示されたように逆流防止ガスは、蒸着ガスが供給され
るプリコーティングステップ（Ｓ１２）及び蒸着ステッ
プ（Ｓ１６）で、蒸着ガスと共にチャンバ内に供給され
る。逆流防止ガスは洗浄ステップ（Ｓ１０）では供給さ
れない。洗浄ステップで、第１不活性ガスはアクティブ
ガス（即ち、ＮＦ３ガス）を移送するためのキャリアガ
スとして作用する。
【００３６】前記のように、逆流防止のための不活性ガ
ス供給部６２及び分岐ライン５４ａを洗浄ガス供給部と
は別途に設けることができる。しかし、洗浄ガス供給部
５８にもチャンバ内に第１不活性ガスを供給するための
供給部がある。従って、この供給部を逆流防止ガス供給
部として同時に使用してもよい。この場合、逆流防止ガ
スは、洗浄ガス供給部から供給され、洗浄ガス供給部側
に蒸着ガスの逆流を防止することができる。
【００３７】蒸着ガスが洗浄ガス供給ラインを通じて逆
流しないことにより、洗浄ガス供給ラインが蒸着ガスに
より汚染されない。従って、洗浄ガス供給ラインの汚染
によるウェーハ上へのパーティクルの発生などが減少さ
れるために、半導体装置の収率及び信頼性を向上させる
ことができる。
【００３８】図５は本発明の第２実施形態に化学気相蒸
着装置を説明するための構成図である。本実施形態によ
る方法と装置では、蒸着ガスの逆流を防止するために不
活性ガスを供給する代わりに、切換バルブが設けられ
る。本実施形態で化学気相蒸着工程を実施する装置及び
方法は、第１実施形態での装置及び方法と実施的に同一
である。従って、第１実施形態と同一の部材について
は、同一の参照符号として示す。かつ、実施形態１で説
明した化学気相蒸着装置と同一な部分の説明は省略す
る。
【００３９】図５を参照して、第２実施形態による化学
気相蒸着工程を実施するための装置について説明する。
本実施形態の化学気相蒸着装置において、蒸着工程を実
施するためのチャンバ４０と、洗浄ガスを供給するため
の洗浄ガス供給部５８と、洗浄ガス供給部５８から供給
される洗浄ガスを励起するためのプラズマ装置５６と、
蒸着ガスを供給するための蒸着ガス供給部５０と、ガス
を混合するためのガス混合部４６は、実施形態１と同様
に構成される。しかし、本実施形態では、図２で蒸着ガ
ス逆流防止のために、洗浄ガス供給ライン５４から分岐
される分岐ライン５４ａと、分岐ライン５４ａに連結さ
れた逆流防止ガス供給部６２は具備されない。ここで、
第１実施形態において分岐ライン５４ａを通じて供給さ
れた不活性ガスが、本実施形態において蒸着工程中に雰
囲気ガスとして必要である場合には、蒸着ガス供給部を
さらに具備し、蒸着ガス供給部を通じてチャンバ内に供
給すればよい。
【００４０】本実施形態では、洗浄ガス供給部への蒸着
ガスの逆流を防止するために、洗浄ガス供給ライン５４
とガス混合部４６との間の連結地点に切換バルブ６６を
具備する。切換バルブ６６は、チャンバ４０の洗浄を実
施するときにのみ開放され、チャンバ４０のプリコーテ
ィング又は蒸着工程を実施するときは閉鎖される。
【００４１】上述した図５に示した化学気相蒸着装置を
使用して、本実施形態による化学気相蒸着方法を図６を
参照して説明する。
【００４２】次の化学気相蒸着方法は、第１実施形態と
類似している。
【００４３】まず、蒸着工程が実施されるチャンバ４０
内を洗浄する（ステップＳ２０）。チャンバ４０の洗浄
のために、エッチング特性が優れるフッ素ラジカル及び
チャンバ内の雰囲気を形成するための不活性ガス（フッ
素ラジカルを移送させるためのキャリアガス）をチャン
バ４０内に供給する。フッ素ラジカルはチャンバ４０の
外部に設けられているプラズマ装置５６によりＮＦ３ガ
スを励起することにより形成される。チャンバ４０の洗
浄が完了すると、洗浄ガスの供給を停止する。その後、
洗浄ガス供給ライン５４とガス混合部との間に設けられ
ている切換バルブ６６を閉鎖する（ステップＳ２２）。
【００４４】その後、蒸着ガスをチャンバ４０内に供給
して、チャンバ４０の側壁及びウェーハが置かれている
加熱プレート４２の上部をプリコーティングする（ステ
ップＳ２４）。プリコーティングは、時間条件以外はウ
ェーハを蒸着するための蒸着工程と同一の工程条件によ
り実施される。プリコーティングにより、ウェーハの蒸
着が実施されるチャンバ４０雰囲気を予め組成し、側壁
に一定厚さで汚染されない蒸着物を形成して、ウェーハ
の蒸着が効果的に実施されるようにする。この時、洗浄
ガスが供給されるラインが閉鎖されているので、蒸着工
程が実施されるの間に、蒸着ガスが洗浄ガス供給ライン
に逆流することができない。
【００４５】プリコーティングが完了すると、ウェーハ
をヒータ４２の上部にローディングする（ステップＳ２
６）。ウェーハがローディングされると、チャンバの上
部から蒸着ガスが供給されウェーハの上部に膜が蒸着さ
れる（ステップＳ２８）。膜が蒸着される間も継続して
切換バルブ６６は閉鎖されているので、蒸着ガスは洗浄
ガスが供給されるラインに逆流することができない。従
って、洗浄ガスが供給されるラインに蒸着ガスが逆流す
ることによってウェーハ上にパーティクルが発生するこ
とを防止することができる。蒸着工程が終了すると、チ
ャンバ内でウェーハをアンローディングする（ステップ
Ｓ３０）。
【００４６】以上、本発明の実施例によって詳細に説明
したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技
術分野において通常の知識を有するものであれば本発明
の思想と精神を逸脱することなく、本発明を修正または
変更できるであろう。
【００４７】
【発明の効果】本発明によると、化学気相蒸着工程を実
施して、ウェーハ上に膜を形成するときにチャンバの内
部に供給される蒸着ガスが、チャンバを洗浄するための
洗浄ガス供給ラインに逆流しない。従って、蒸着ガスが
洗浄ガス供給ラインに逆流することによって洗浄ガス供
給ラインが汚染されないので、ウェーハ上に膜を蒸着す
るときに、汚染によりウェーハ上に発生するパーティク
ルを顕著に減少される。従って、パーティクルの減少に
より収率上昇及び信頼性が向上される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の化学気相蒸着工程を実施することができ
る装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による化学気相蒸着工程
を実施することができる装置を示す概略図である。
【図３】図２に図示した装置により化学気相蒸着工程を
実施する方法を示す工程図である。
【図４】図２に図示した化学気相蒸着装置でガスの供給
を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明の第２実施形態による化学気相蒸着工程
を実施することができる装置を示す簡略図である。
【図６】図５に図示した化学気相蒸着装置で化学気相蒸
着工程を実施するための方法を示す工程図である。
【符号の説明】
４０ チャンバ ４２ 加熱プレート ４４ シャワーヘッド ４６ ガス混合部 ５０ 蒸着ガス供給部 ５４ 洗浄ガス供給ライン ５６ プラズマ装置 ５８ 洗浄ガス供給部 ６２ 逆流防止ガス供給部 ６４ 切換バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金光植 韓国京畿道水原市八達区仁渓洞384番地住 公アパート111棟504号 (72)発明者 金鍾優 韓国京畿道水原市八達区霊通洞住公アパー ト107棟404号 Ｆターム(参考） 4K030 CA04 CA12 EA03 EA08 JA05 KA09 KA41 KA47 5F004 AA15 BB28 BC03 BD04 CA01 DA17 DA22 DA27 5F045 AA08 AB32 AC07 AC17 AD09 AE25 BB14 DP03 EB06 EC10 EE04 EE05 EE14 EE18 EF05

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】洗浄ガス供給ラインを通じて洗浄ガスを工
    程チャンバ内に供給して前記工程チャンバを洗浄する段
    階と、 前記工程チャンバが洗浄された後にウェーハをローディ
    ングする段階と、 前記工程チャンバの内部に蒸着ガスを供給して、前記ウ
    ェーハ上に膜を蒸着しながら、同時に前記蒸着ガスが前
    記洗浄ガス供給ラインに逆流することを防止する段階を
    含むことを特徴とする化学気相蒸着方法。
  2. 【請求項２】前記蒸着を実施する間に、前記蒸着ガスが
    洗浄ガス供給ラインに逆流することを防止するために、
    前記洗浄ガスが供給されるラインを通じて、前記チャン
    バ内に逆流防止ガスを供給することを特徴とする請求項
    １に記載の化学気相蒸着方法。
  3. 【請求項３】前記逆流防止ガスは、窒素、アルゴン及び
    ヘリウムからなる群から選択されたいずれか一つである
    ことを特徴とする請求項２に記載の化学気相蒸着方法。
  4. 【請求項４】前記逆流防止ガスの流量は、前記蒸着ガス
    流量の３０乃至１００％であることを特徴とする請求項
    ２に記載の化学気相蒸着方法。
  5. 【請求項５】前記洗浄ガスは、前記チャンバの外部でＮ
    Ｆ３ガスを励起して生成されたフッ素ラジカルを含むガ
    スであることを特徴とする請求項１に記載の化学気相蒸
    着方法。
  6. 【請求項６】前記洗浄ガスは、アクティブガス、及び、
    該アクティブガスを移送するためのキャリアガスとして
    の不活性ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の
    化学気相蒸着方法。
  7. 【請求項７】前記不活性ガスは、窒素、アルゴン及びヘ
    リウムからなる群から選択されたいずれか一つであるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の化学気相蒸着方法。
  8. 【請求項８】前記キャリアガスは、前記蒸着ガスが洗浄
    ガス供給ライン側に逆流することを防止するために前記
    洗浄ガス供給ラインを通じて供給される逆流防止ガスと
    同一のガスであり、同一のソースから供給されることを
    特徴とする請求項６に記載の化学気相蒸着方法。
  9. 【請求項９】前記キャリアガスは、前記蒸着ガスが洗浄
    ガス供給ライン側に逆流することを防止するために前記
    洗浄ガス供給ラインを通じて供給される逆流防止ガスと
    異なるガスであり、前記逆流防止ガスソースと異なるソ
    ースから供給されることを特徴とする請求項６に記載の
    化学気相蒸着方法。
  10. 【請求項１０】前記チャンバを洗浄する段階後、半導体
    ウェーハをローディングしない状態でチャンバの内部に
    蒸着ガスを供給して、前記チャンバ内部の側壁に膜をコ
    ーティングするためのプリコーティング段階をさらに実
    施することを特徴とする請求項１に記載の化学気相蒸着
    方法。
  11. 【請求項１１】前記チャンバの内部に蒸着ガスを供給し
    ながら、前記洗浄ガス供給ラインを通じて、前記チャン
    バ内に逆流防止ガスを流入することを特徴とする請求項
    １０に記載の化学気相蒸着方法。
  12. 【請求項１２】前記蒸着を実施する間に、前記洗浄ガス
    流入ラインに蒸着ガスが逆流することを防止するため
    に、前記洗浄ガスが供給されるラインと前記チャンバと
    を連結する連結部を閉鎖することを特徴とする請求項１
    に記載の化学気相蒸着方法。
  13. 【請求項１３】前記チャンバを洗浄する段階後、半導体
    ウェーハをローディングしない状態でチャンバの内部に
    蒸着ガスを供給して、前記チャンバ内部の側壁に膜をコ
    ーティングするためのプリコーティング段階をさらに実
    施することを特徴とする請求項１２に記載の化学気相蒸
    着方法。
  14. 【請求項１４】前記チャンバの内部に蒸着ガスを供給し
    て前記チャンバ内部の側壁に膜をコーティングする間
    に、前記洗浄ガスが供給されるラインと前記チャンバと
    を連結する連結部を閉鎖することを特徴とする請求項１
    ３に記載の化学気相蒸着方法。
  15. 【請求項１５】化学気相蒸着工程を実施するためのチャ
    ンバと、 前記チャンバと連結されチャンバの洗浄を実施するガス
    を供給するための洗浄ガス供給器と、 前記洗浄ガス供給器から供給される洗浄ガスを励起する
    ためのプラズマ装置と、 前記チャンバの内部に蒸着ガスを供給してウェーハ上に
    膜を蒸着するための蒸着ガス供給器と、 前記洗浄ガス供給器及び蒸着ガス供給器から供給される
    ガスを混合して、チャンバ内に混合ガスを供給するため
    のガス混合器と、 前記蒸着ガスが前記洗浄ガス供給器に逆流することを防
    止するためのガス逆流防止器とを含むことを特徴とする
    化学気相蒸着装置。
  16. 【請求項１６】前記洗浄ガス供給器及び蒸着ガス供給器
    は、各々、 ガスを供給するためのガス供給部と、 前記ガス供給部で供給されるガスを前記チャンバ内に供
    給するためのガス供給ラインと、 前記ガス供給部と前記ガス供給ラインとの間の連結地点
    に設けられ前記供給されるガスを制御するための切換バ
    ルブとを含むことを特徴とする請求項１５に記載化学気
    相蒸着装置。
  17. 【請求項１７】前記ガス逆流防止器は、 不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、 前記不活性ガスを前記洗浄ガス供給器のガス供給ライン
    を通じて、チャンバ内に供給するための不活性ガス供給
    ラインと、 前記不活性ガス供給部と前記ガス供給ラインとが連結さ
    れる連結地点に設けられ、前記不活性ガス供給量を制御
    するための切換バルブとを含むことを特徴とする請求項
    １５に記載の化学気相蒸着装置。
  18. 【請求項１８】前記ガス逆流防止器は、前記洗浄ガス供
    給器と前記ガス混合器との連結部に設けられた切換バル
    ブを含むことを特徴とする請求項１５に記載の化学気相
    蒸着装置。
  19. 【請求項１９】前記切換バルブは、前記蒸着ガス供給器
    によりチャンバ内部に蒸着ガスが供給される場合に自動
    的に閉鎖されることを特徴とする請求項１８に記載の化
    学気相蒸着装置。
  20. 【請求項２０】前記洗浄ガスは、フッ素ラジカルを含む
    ことを特徴とする請求項１５に記載の化学気相蒸着装
    置。
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