JP2002134498A

JP2002134498A - 成膜方法および成膜装置

Info

Publication number: JP2002134498A
Application number: JP2000326240A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Tanaka; 泰明田中; Isao Nakayama; 伊佐雄中山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】排気配管からチャンバーに逆流するパーティク
ルを抑制する成膜方法および成膜装置を提供する。【解決手段】反応室Ｃ内に排気配管４１を介して接続さ
れ、当該反応室Ｃ内を所定の圧力に達するまで排気する
排気手段４０を有する反応室Ｃ内において、被処理体Ｗ
に対し成膜する成膜方法であって、反応室Ｃ内を所定の
圧力に達するまで排気する工程と、排気配管４１にガス
を供給し、排気配管４１内の圧力が反応室Ｃ内の圧力よ
りも高くならない圧力に排気配管４１内を加圧する工程
と、被処理体Ｗの表面に膜を形成する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体装
置を製造する過程において、ＣＶＤ（Chemical Vapor D
eposition)法により薄膜を成膜する成膜方法および成膜
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の設計ルールが年々縮小され
つつある現在、ウェーハ上に堆積されるパーティクルに
よる影響はますます無視できないものとなっている。半
導体装置に存在するパーティクルは、配線間のショー
ト、パターン崩れ、絶縁耐圧不良等を引き起こすため、
半導体装置の信頼性低下の原因となる。

【０００３】半導体装置の製造工程は、半導体基板上に
酸化シリコン膜をはじめとした複数種類の膜を堆積させ
る工程が主要なものの一つとなっている。このうち、酸
化シリコン膜は、ガスを反応させて成膜を行う化学蒸着
法（Chemical Vapor Deposition ：ＣＶＤ）により主と
して形成される。特に、一般的に用いられてきたのがＢ
ＰＳＧ膜のリフロー技術であり、アルミニウム配線下層
の平坦下プロセスとして多用されている。

【０００４】すなわち、この技術は、ＳｉＯ₂ 中に、不
純物とししてホウ素化合物、またはリン化合物を含ませ
ると、このＢＰＳＧ膜の軟化点が下がり、７００〜８０
０℃の熱処理により、段差を平坦化することができるも
のである。

【０００５】従来、かかるＢＰＳＧ膜を成膜する方法と
して、オゾン、珪素含有ガスおよびドーパント（不純物
源）含有ガスを、常圧下あるいは準常圧下でＣＶＤ法に
より成膜するものが知られている。

【０００６】図５は、従来例に係る準常圧ＣＶＤ（Sub
Atomosphere Chemical Vapor Deposition ：ＳＡＣＶ
Ｄ）装置の構成図である。当該、準常圧ＣＶＤ装置は、
半導体装置の製造プロセスにおいて、メタル層下の絶縁
膜を形成する際に、一般的に用いられる。以下、本図を
用いてその構成について説明する。

【０００７】チャンバー１１内に、排気可能な成膜室Ｃ
が設けられており、ウェーハＷの被成膜面を上に向けて
保持し所定の温度に加熱する機能と、ウェーハＷの搬送
時に上下動する機能を備えた基板ホルダー１２と、プロ
セスガスおよび反応助剤ガスの混合ガスをウェーハに向
けて噴出するための温度調整されたシャワーヘッド１４
が備えつけられている。シャワーヘッド１４は、チャン
バー１１の側壁から支持枠Ｓにより保持され、成膜室Ｃ
内の機密を保持する構造となっている。

【０００８】シャワーヘッド１４には、プロセスガスと
反応助剤ガスの混合ガスを導入するための混合ガス導入
配管１６が接続され、混合ガス導入配管１６は、上流に
あるガス混合部１７と接続されている。

【０００９】ガス混合部１７には、３種類のプロセスガ
スを導入する第１のプロセスガス導入配管２１、第２の
プロセスガス導入配管２２、第３のプロセスガス導入配
管２３、および反応助剤ガスを導入する反応助剤導入配
管２４が接続されている。

【００１０】第１のプロセスガス導入配管２１は、シリ
コンを含むガスを成膜室Ｃ内に導入し、第２のプロセス
ガス導入配管２２は、ホウ素（Ｂ）を含むガスを成膜室
Ｃ内に導入し、第３のプロセスガス導入配管２３は、リ
ン（Ｐ）を含むガスを成膜室Ｃ内に導入する。また、反
応助剤導入配管２４は、反応助剤ガス、例えば、オゾン
（Ｏ₃ ）ガスを導入する。

【００１１】成膜室Ｃと真空ポンプ４０の間は、排気配
管４１により接続されており、その間には、成膜室Ｃ内
の圧力を測定する圧力計４４、成膜室Ｃ内の圧力を任意
の設定値に制御するための開度可変機構を有する圧力調
整用開度可変バルブ４５と、成膜室Ｃから排出されるプ
ロセスガスにより真空ポンプ４０内の閉塞を防ぐ目的で
パージ用の不活性ガスを供給するパージガス用排気配管
４３が設けられている。

【００１２】次に、上記の成膜装置を用いて、例えばウ
ェーハＷ上にＢＰＳＧ膜を成膜する成膜方法について説
明する。

【００１３】まず、ウェーハＷを不図示の搬送機構によ
り、成膜室Ｃ内の基板ホルダー１２上の所定の場所に設
置する。

【００１４】次に、真空ポンプ４０により、排気配管４
１を介して成膜室Ｃ内を一旦排気し、成膜時の圧力とし
て、例えば２００Ｔｏｒｒとなるように、圧力調整用開
度可変バルブ４５を用いて調整するとともに、基板ホル
ダー１２に埋め込まれたヒータにより、ウェーハＷを約
４８０℃に加熱する。

【００１５】そして、第１のプロセスガス導入配管２１
からＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ
₅ ）₄ ）ガス等のシリコン（Ｓｉ）を含むガスを、第２
のプロセスガス導入配管２２からＴＭＢ（トリメチルボ
レート：Ｂ（ＯＣＨ₃ ）₃ ）ガス等のホウ素（Ｂ）を含
むガスを、第３のプロセスガス導入配管２３からＴＥＰ
Ｏ（トリエチルフォスフェイト：ＰＯ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）
₃ ）等のリン（Ｐ）を含むガスを、ガス混合部１７およ
び混合ガス導入配管１６を介して、シャワーヘッド１４
にそれぞれ所定の流量で導入する。

【００１６】一方、上記のプロセスガスの導入開始と同
時に、反応助剤導入配管２４から、オゾン（Ｏ₃ ）ガス
を、所定の流量で導入する。

【００１７】さらに、プロセスガスの導入開始と同時
に、プロセスガスによる真空ポンプ４０内の閉塞を防止
するために、パージガス用排気配管４３から、不活性ガ
スとして、例えば、窒素（Ｎ₂ ）ガスを所定の流量導入
する。

【００１８】このようにして、上記の混合ガスをシャワ
ーヘッド１４を介して、ウェーハＷに向けて噴射して、
準常圧ＣＶＤ法によって、ＢＰＳＧ膜がウェーハＷ上に
形成される。

【００１９】そして、所定の成膜時間が過ぎたところ
で、各プロセスガスおよび反応助剤ガスの供給を停止す
ることにより、一連の成膜処理が終了する。

【００２０】ここで、成膜中、真空ポンプ４０で成膜室
Ｃ内のガスを排気して、成膜室Ｃ内を減圧している際に
は、成膜室Ｃ内と排気配管４１の圧力は、排気配管４１
内における圧力損失により、圧力差が生じており、すな
わち、成膜室Ｃ内の圧力が排気配管４１内の圧力よりも
高い状態となっている。

【００２１】そして、従来、成膜室Ｃ内の排気を効率的
に行う観点から、パージガス用排気配管４３から排気配
管４１内に供給するパージ用の不活性ガスは、成膜室Ｃ
内と排気配管４１との圧力差が大きくなるように少ない
流量で導入していた。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の成膜方法では、図６に示すようにウェーハＷの排
気配管４１方向（図中、矢印で示す）に位置する部分
に、パーティクルが集中的に付着してしまうという事例
があった。排気配管４１内の圧力と、成膜を行う成膜室
Ｃ内の圧力差が大きすぎるため、排気配管４１内に付着
したパーティクルが成膜室Ｃ内に逆流してしまったと考
えられる。

【００２３】すなわち、準常圧ＣＶＤ法では、成膜処理
における圧力が準常圧であることから、真空ポンプ４０
には、成膜室Ｃ内を最低１００Ｔｏｒｒ程度の準常圧に
する能力を有するものを使用している。従って、減圧Ｃ
ＶＤ法などに使用する圧力に比して、比較的圧力が大き
いことから、真空ポンプ４０へ引かれるガスの流速は、
それほど速くはない。

【００２４】上記に加えて、準常圧ＣＶＤ装置における
ガスの流れは、乱流とされる領域であることから、真空
ポンプ４０によって排気している場合でも、ガス中の分
子の一部やパーティクルなどが成膜室Ｃ内へと逆流する
可能性がある。また、成膜を行う成膜室Ｃ内と排気配管
４１内との圧力差が大きすぎるため、その急激な圧力差
により排気配管４１の壁に付着しているパーティクルを
剥離してしまい、ウェーハに堆積するパーティクルの原
因を作っている可能性も考えられる。

【００２５】ここで、上記の問題を解決するために、大
排気量のポンプを用いて、排気配管４１内を常圧以下の
真空状態とすることが考えられるが、準常圧ＣＶＤ装置
で使用するガス流量が大きいことや、装置コストが増大
してしまい半導体装置の価格の上昇につながることから
非実用的である。

【００２６】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、従って、本発明は、準常圧ＣＶＤ装置を用い
た成膜方法において、排気配管からチャンバーに逆流す
るパーティクルを抑制する成膜方法および成膜装置を提
供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の成膜方法は、反応室内に排気配管を介して
接続され、当該反応室内を所定の圧力に達するまで排気
する排気手段を有する前記反応室内において、被処理体
に対し成膜する成膜方法であって、前記反応室内を所定
の圧力に達するまで排気する工程と、前記排気配管にガ
スを供給し、前記排気配管内の圧力が前記反応室内の圧
力よりも高くならない圧力に前記排気配管内を加圧する
工程と、前記被処理体の表面に膜を形成する工程とを有
する。

【００２８】好適には、前記排気配管内を加圧する工程
において、前記ガスとして不活性ガスを含むガスを前記
排気配管に供給する。

【００２９】例えば、前記不活性ガスとして、窒素、ア
ルゴン、ヘリウムの少なくとも１つを含むガスを供給す
る。

【００３０】好適には、前記排気配管内を加圧する工程
において、前記排気配管内の圧力と前記反応室内の圧力
差が１ｋＰａ以上４ｋＰａ以下の圧力差になるように、
前記排気配管内を加圧する。

【００３１】好適には、前記排気配管内を加圧する工程
において、前記排気配管に５ｓｌｍ以上２０ｓｌｍ以下
の流量で前記ガスを供給する。

【００３２】例えば、前記被処理体の表面に膜を形成す
る工程において、前記被処理体の表面に酸化シリコンを
含む膜を形成する。

【００３３】また、例えば、前記酸化シリコンを含む膜
を形成する工程において、リンとホウ素が添加された酸
化シリコンを含む膜を形成する。

【００３４】上記の本発明の成膜方法によれば、排気配
管にガスを供給し、排気配管内の圧力が反応室内の圧力
よりも高くならない圧力に排気配管内を加圧して、被処
理体の表面に膜を形成することにより、反応室内と排気
配管内の圧力差を緩和して、急激な圧力差から生じる排
気配管の壁などから剥離したパーティクルの逆流等を防
ぐことができ、被処理体の表面に良好な膜を成膜するこ
とができる。

【００３５】また、上記の目的を達成するため、本発明
の成膜装置は、被処理体に所定の処理を行う反応室と、
前記反応室内に排気配管を介して接続され、当該反応室
内を所定の圧力に達するまで排気する排気手段と、前記
排気配管にガスを供給し、前記排気配管内の圧力が前記
反応室内の圧力よりも高くならない圧力に前記排気配管
内を加圧する加圧手段とを有する。

【００３６】上記の本発明の成膜装置によれば、排気配
管にガスを供給し、排気配管内の圧力が反応室内の圧力
よりも高くならない圧力に排気配管内を加圧する加圧手
段を有することにより、反応室内と排気配管内の圧力差
を緩和して、急激な圧力差から生じる排気配管の壁など
から剥離したパーティクルの逆流等を防ぐことができ、
被処理体の表面に良好な膜を成膜することができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の成膜方法および
成膜装置の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。

【００３８】第１実施形態図１は、本実施形態の成膜方法に用いる準常圧ＣＶＤ
（Sub Atomosphere Chemical Vapor Deposition ：ＳＡ
ＣＶＤ）装置の概略構成図である。図１に示す準常圧Ｃ
ＶＤ装置１は、大別して、反応部２と、ガス供給部３
と、排気部４を有している。

【００３９】反応部２においては、チャンバー１１内
に、排気可能な成膜室（反応室）Ｃが設けられており、
ウェーハＷの被成膜面を上に向けて保持し所定の温度に
加熱する機能と、ウェーハＷの搬送時に上下動する機能
を備えた基板ホルダー１２と、プロセスガスおよび反応
助剤ガスの混合ガスをウェーハに向けて噴出するための
温度調整されたシャワーヘッド１４が備えつけられてい
る。シャワーヘッド１４は、チャンバー１１の側壁から
支持枠Ｓにより保持され、成膜室Ｃ内の機密を保持する
構造となっている。

【００４０】基板ホルダー１２は、例えばアルミナ製の
円盤状の部材により構成され、例えばヒータが埋め込ま
れている。このヒータは、上面側に載置される被処理体
としてのウェーハＷを所望の温度に加熱可能となってい
る。

【００４１】基板ホルダー１２の下面中央部には、鉛直
方向下方に伸びる支持柱１３が固定されている。支持柱
１３は、チャンバー１１底部に形成された貫通孔を通じ
てチャンバー１１の外部に突出しており、支持柱１３の
下端部は、成膜室ＣへのウェーハＷの出し入れ時に、不
図示の昇降機構により鉛直方向の図中矢印で示した方向
に移動可能となるように支持されている。

【００４２】シャワーヘッド１４は、基板ホルダー１２
の上面の略全面を覆うように、基板ホルダー１２に対向
して設けられいる。シャワーヘッド１４は、成膜室Ｃ内
に成膜用の原料ガスやパージガス等の各種ガスをシャワ
ー状に供給するものであり、シャワーヘッド１４の下面
には、ウェーハＷに向けてガスを吐出するための不図示
の多数のガス吐出孔が開口している。

【００４３】シャワーヘッド１４には、三方バルブ１５
を介して、プロセスガスと反応助剤ガスの混合ガスを導
入するための混合ガス導入配管１６が接続され、混合ガ
ス導入配管１６は、上流にあるガス混合部１７と接続さ
れている。

【００４４】ガス供給部３は、反応部２内に所定の成膜
を行うために必要なガスを気化状態で供給するものであ
り、第１のプロセスガス導入配管２１、第２のプロセス
ガス導入配管２２、第３のプロセスガス導入配管２３、
反応助剤導入配管２４より構成されており、それぞれ、
チャンバー１１内のガス混合部１７に接続されている。

【００４５】第１のプロセスガス導入配管２１は、シリ
コンを含むガスを成膜室Ｃ内に導入し、例えば、ＴＥＯ
Ｓ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ）等
のガスを導入する。

【００４６】第２のプロセスガス導入配管２２は、ホウ
素（Ｂ）を含むガスを成膜室Ｃ内に導入し、例えば、Ｔ
ＭＢ（トリメチルボレート：Ｂ（ＯＣＨ₃ ）₃ ）等のガ
スを導入する。

【００４７】第３のプロセスガス導入配管２３は、リン
（Ｐ）を含むガスを成膜室Ｃ内に導入し、例えば、ＴＥ
ＰＯ（トリエチルフォスフェイト：ＰＯ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）
₃ ）等のガスを導入する。

【００４８】反応助剤導入配管２４は、反応助剤ガスを
導入し、例えば、酸素ガスやオゾン（Ｏ₃ ）ガスを導入
する。

【００４９】なお、プロセスガス導入配管（２１，２
２，２３）の周囲には、ヒータ４０が設けられている。
これは、これらの配管により導入される原料ガスは、も
ともと、常温常圧では液体の原料を不図示の気化器によ
り気化して導入するため、成膜室Ｃ内に行くまでに、再
液化してしまうのを防止するためである。

【００５０】排気部４は、成膜室Ｃ内におけるガスを真
空ポンプ４０により排気するものであり、成膜室Ｃと真
空ポンプ４０とを接続する排気配管４１、三方バルブ１
５の切り替えにより混合ガスをシャワーヘッド１４へ導
入せずに、排気配管４１を通じて真空ポンプ５０により
外部雰囲気へ排出する混合ガス排気配管４２と、成膜室
Ｃから排出される混合ガスにより真空ポンプ４０内の閉
塞を防ぐ目的でパージ用の不活性ガスを供給するパージ
ガス用排気配管４３が設けられている。

【００５１】排気配管４１には、成膜室Ｃ内の圧力を測
定する成膜室用圧力計４４と、成膜室Ｃ内の圧力を任意
の設定値に制御するための開度可変機構を有する圧力調
整用開度可変バルブ４５と、成膜室Ｃから排気配管４１
を通じて排気されるプロセスガスと、三方バルブ１５に
より混合ガス排気配管４２を通じて排気されるガスとを
切り換える三方バルブ４６が設けられている。

【００５２】パージガス用排気配管４３には、排気配管
４１内の圧力を測定する排気配管用圧力計４７と、パー
ジ用の不活性ガスの排気配管４１への導入量を調節する
ためのパージガス流量可変バルブ４８が設けられてい
る。

【００５３】プロセスガス導入配管（２１，２２，２
３）と同様に、成膜室Ｃから三方バルブ４６までの間の
排気部４については、プロセスガスや排気ガスの配管内
での結露を防ぐためにヒータ４０が設けられている。

【００５４】なお、図示はしないが、成膜室Ｃの側壁の
一部には、ウェーハ搬出入口が設けられ、ゲートバルブ
を介してロードロック室が設けられている。ゲートバル
ブは、ロードロック室と成膜室Ｃ内とを連通、遮断す
る。

【００５５】次に、上記の本実施形態に係る成膜装置の
動作とともに、例えばウェーハＷ上にＢＰＳＧ膜を成膜
する成膜方法について説明する。

【００５６】まず、ウェーハＷを不図示の搬送機構によ
り、成膜室Ｃ内の基板ホルダー１２上の所定の場所に設
置する。

【００５７】次に、真空ポンプ４０により、排気配管４
１を介して成膜室Ｃ内を一旦排気し、成膜時の圧力とし
て、例えば２００Ｔｏｒｒとなるように、圧力調整用開
度可変バルブ４５を用いて調整するとともに、基板ホル
ダー１２に埋め込まれたヒータにより、ウェーハＷを約
４８０℃に加熱する。

【００５８】そして、三方バルブ１５により混合ガス導
入配管１６と混合ガス排気配管４２を導通させた状態
で、第１のプロセスガス導入配管２１から例えばＴＥＯ
Ｓガス等のシリコンを含むガスを６００ｍｇ／ｍｉｎの
流量で、第２のプロセスガス導入配管２２から例えばＴ
ＭＢガス等のＢを含むガスを５０ｍｇ／ｍｉｎ程度の流
量で、第３のプロセスガス導入配管２３から例えばＴＥ
ＰＯ等のＰを含むガスを１００ｍｇ／ｍｉｎ程度の流量
で導入する。なお、このときのガスは、混合ガス導入配
管１６、混合ガス排気配管４２を介して真空ポンプ４０
により外部雰囲気へ排出され、シャワーヘッド１４に
は、導入されないでいる。

【００５９】一方、上記のプロセスガスの導入開始と同
時に、反応助剤導入配管２４から、例えばオゾン（Ｏ
₃ ）ガスを、６ｓｌｍの流量で導入する。なお、このと
きのオゾンガスも上記のプロセスガスと同様、混合ガス
導入配管１６、混合ガス排気配管４２を介して真空ポン
プ４０により外部雰囲気へ排出され、シャワーヘッド１
４には、導入されないでいる。

【００６０】さらに、プロセスガスの導入開始と同時
に、パージガス用排気配管４３から、不活性ガスとし
て、例えば、窒素（Ｎ₂ ）ガスを所定の流量導入し、真
空ポンプ４０内の閉塞を防止するとともに、排気配管４
１内の圧力を、成膜室Ｃ内の圧力よりも高くならない程
度に加圧する。このとき、成膜室Ｃ内と排気配管４１内
の圧力差が、１ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）〜４ｋＰａ（３
０Ｔｏｒｒ）の間になるように、パージガスを導入する
ことが好ましい。パージガス用排気配管４３を流れる窒
素ガスの流量を、例えば５ｓｌｍ〜２０ｓｌｍとするこ
とで、上記の範囲の圧力差になることが確認されてい
る。上記の窒素ガスの流量は、成膜室用圧力計４４と排
気配管用圧力計４７をモニタして、パージガス流量可変
バルブ４８により、調整する。

【００６１】上記の混合ガスが所定の流量になったとこ
ろで、三方バルブ１５を切り換えて、混合ガス導入配管
１６とシャワーヘッド１４間を導通させて、上記の混合
ガスをシャワーヘッド１４を介して、ウェーハＷに向け
て噴射して、準常圧ＣＶＤ法によって、ＢＰＳＧ膜がウ
ェーハＷ上に形成される。

【００６２】所定の成膜時間が過ぎたところで、まず、
ホウ素を含むガスを供給する第２のプロセスガス導入配
管２２に設けられた不図示のバルブを閉めて、ホウ素を
含むプロセスガスの供給を停止し、かつ、リンを含むガ
スを供給する第３のプロセスガス導入配管２３に設けら
れた不図示のバルブを閉めて、リンを含むプロセスガス
の供給を停止する。その後、約３秒後に、シリコンを含
むガスを供給する第１のプロセスガス導入配管２１に設
けられた不図示のバルブを閉めて、シリコンを含むプロ
セスガスの供給を停止し、かつ、反応助剤であるオゾン
ガスを供給する反応助剤導入配管２４に設けられたバル
ブ２５を閉めて、オゾンガスの供給を停止する。

【００６３】これにより、一連の成膜処理が終了する。
上述したバルブの開閉や遮断によるガス供給のタイミン
グ制御は、遅延回路やコンピュータプログラミングやシ
ーケンサーなどの方法を用いることにより容易に行うこ
とが可能である。

【００６４】図２を用いて、本実施形態に係る成膜方法
の効果について説明する。図２は、上述の実施形態に記
載の成膜条件にて、パージＮ₂ ガス流量を２ｓｌｍ、５
ｓｌｍ、１０ｓｌｍ、２０ｓｌｍ、２５ｓｌｍの各条件
にて、各々１０枚ずつウェーハＷ上に成膜を行い、パー
ティクル数を測定した結果を示している。このときの、
成膜室Ｃ内の圧力（成膜室用圧力計４４で測定した）
と、排気配管４１内の圧力（排気配管用圧力計４７で測
定した）との差についても測定を行い、図２に同時に示
した。

【００６５】図２より、明らかなように、パージＮ₂ の
流量が５ｓｌｍ以上の場合には、半導体基板上のパーテ
ィクル数が減少し、流量２０ｓｌｍ程度まではウェーハ
上での個数は２０個程度で飽和することがわかる。しか
し、２５ｓｌｍとなると、パーティクルの量は、再び増
加に転ずる。一方で、パージＮ₂ ガス流量の増加に伴
い、成膜室Ｃ内と排気配管４１内の圧力差が減少してい
る。この圧力差の範囲が１０〜３０Ｔｏｒｒの範囲であ
れば、パーティクル低減作用に関連していると考えられ
る。

【００６６】以上説明したように、本実施形態に係る成
膜方法によれば、排気配管４１に接続されたパージガス
の流量を最適化し、成膜室Ｃ内と排気配管４１内の圧力
差を最適化することで、排気配管４１からの成膜室Ｃへ
のパーティクルの逆流を防止することができる。従っ
て、本実施形態に係る成膜方法によれば、パーティクル
が少なくなるため、パターン崩れや配線間ショートのな
い、信頼性の高い良好な半導体装置を、歩留り良く製造
することができる。

【００６７】第２実施形態図３は、本実施形態の成膜方法に用いる準常圧ＣＶＤ装
置の構成図である。第１実施形態においては、上記のパ
ージガスの流量を、成膜室用圧力計４４と排気配管用圧
力計４７をモニタして、パージガス流量可変バルブ４８
により調整するとしたが、本実施形態では、成膜室用圧
力計４４と排気配管用圧力計４７をモニタして、パージ
ガス流量可変バルブ４８を制御部３０により自動的に調
整する。

【００６８】すなわち、図３に示す準常圧ＣＶＤ装置で
は、第１実施形態に比して、成膜室用圧力計４４と、排
気配管用圧力計４７と、パージガス流量可変バルブ４８
に接続する制御部３０を有している点が異なる。なお、
他の構成は、第１実施形態と同様であるため、その説明
は省略する。

【００６９】制御部３０によるパージガスの流量の制御
を図４を用いて説明する。ステップＳＴ１において、成
膜室用圧力計４４により成膜室Ｃ内の圧力Ｐａが検出さ
れると、当該検出圧力が制御部３０に入力され、排気配
管用圧力計４７により排気配管４１内の圧力Ｐｂが検出
されると、当該検出圧力が制御部３０に入力される。

【００７０】次に、ステップＳＴ２において、当該検出
された圧力から、成膜室Ｃ内の圧力Ｐａと排気配管４１
内の圧力Ｐｂにおける圧力の差Ｄを求める。

【００７１】次に、ステップ３において、成膜室Ｃ内の
圧力Ｐａと排気配管４１内の圧力Ｐｂの圧力差Ｄと、予
め設定された上限ｉ（例えば４ｋＰａ）との大小を判定
する。圧力差Ｄが、上限ｉよりも小さい場合には次の判
定へ進み、圧力差Ｄが、上限ｉよりも大きい場合にはパ
ージガス流量可変バルブ４８に制御指令を与え、当該、
パージガス流量可変バルブ４８は、制御指令に応じて、
弁の開度を上げ、パージガスの流量Ｖを上げる。

【００７２】次に、圧力差Ｄが、予め設定された上限ｉ
（例えば４ｋＰａ）よりも小さい場合には、ステップ４
において、予め設定された下限ｊ（例えば１ｋＰａ）と
の大小を判定する。圧力差Ｄが、下限ｊよりも大きい場
合には制御指令を与えることなく成膜を続行し、圧力差
Ｄが、下限ｊよりも小さい場合にはパージガス流量可変
バルブ４８に制御指令を与え、当該、パージガス流量可
変バルブ４８は、制御指令に応じて、弁の開度を下げ、
パージガスの流量Ｖを下げる。

【００７３】以上の流れにしたがって、成膜室用圧力計
４４と、排気配管用圧力計４７により成膜室Ｃ内の圧力
と、排気配管４１内の圧力の測定を行いながら、排気配
管４１に接続されたパージガスの流量を最適化し、成膜
室Ｃ内と排気配管４１内の圧力差を最適化することで、
排気配管４１からの成膜室Ｃへのパーティクルの逆流を
防止することができる。従って、本実施形態に係る成膜
装置を用いた成膜方法によれば、第１実施形態と同様、
パーティクルが少なくなるため、パターン崩れや配線間
ショートのない、信頼性の高い良好な半導体装置を、歩
留り良く製造することができる。

【００７４】本発明の成膜方法および成膜装置は、上記
の説明に限定されない。例えば、本実施形態の成膜装置
の変形として、プロセスチャンバーの設計、基板ヒータ
の設計、ガス噴射方式、使用原材料の種類等における変
形が可能である。本実施形態では、ＢＰＳＧ膜を例にと
って説明したが、これに限られるものでなく、ＢＳＧ
膜、ＰＳＧ膜、酸化シリコン膜などの他の絶縁膜の他、
種々の材料の成膜に適用可能である。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反応室内と排気配管内の圧力差を緩和して、急激な圧力
差から生じる排気配管の壁などから剥離したパーティク
ルの逆流等を防ぐことができ、被処理体の表面に良好な
膜を成膜することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、第１実施形態に係る成膜方法に使用す
る成膜装置の概略構成図である。

【図２】図２は、本発明の効果を説明するための図であ
る。

【図３】図３は、第２実施形態に係る成膜装置の概略構
成図である。

【図４】図４は、第２実施形態に係る成膜装置の制御部
の処理を表すフローチャートである。

【図５】図５は、従来例に係る成膜装置の概略構成図で
ある。

【図６】図６は、従来例に係る成膜方法による問題点を
説明するための図である。

【符号の説明】

１…準常圧ＣＶＤ装置、１１…チャンバー、１２…基板
ホルダー、１３…支持柱、１４…シャワーヘッド、１５
…三方バルブ、１６…混合ガス導入配管、１７…ガス混
合部、２１…第１のプロセスガス導入配管、２２…第２
のプロセスガス導入配管、２３…第３のプロセスガス導
入配管、２４…反応助剤導入配管、２５…バルブ、４０
…真空ポンプ、４１…排気配管、４２…混合ガス排気配
管、４３…パージガス用排気配管、４４…成膜室用圧力
計、４５…圧力調整用開度可変バルブ、４６…三方バル
ブ、４７…排気配管用圧力計、４８…パージガス流量可
変バルブ、５０…ヒータ、Ｗ…ウェーハ、Ｓ…支持枠、
Ｃ…成膜室。

フロントページの続きＦターム(参考） 4K030 AA09 AA14 BA44 CA04 EA03 FA10 KA08 LA15 5F045 AB32 AC07 AC11 AC19 AD08 AE25 BB15 EC07 EC09 EE05 EE14 EF05 EG04 EG06 EK07 EM10 GB06 5F058 BA20 BC02 BF03 BF25 BF29 BF31 BG01 BG02 BG04 BG10 BJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応室内に排気配管を介して接続され、当
該反応室内を所定の圧力に達するまで排気する排気手段
を有する前記反応室内において、被処理体に対し成膜す
る成膜方法であって、前記反応室内を所定の圧力に達するまで排気する工程
と、前記排気配管にガスを供給し、前記排気配管内の圧力が
前記反応室内の圧力よりも高くならない圧力に前記排気
配管内を加圧する工程と、前記被処理体の表面に膜を形成する工程とを有する成膜
方法。
【請求項２】前記排気配管内を加圧する工程において、
前記ガスとして不活性ガスを含むガスを前記排気配管に
供給する請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】前記不活性ガスとして、窒素、アルゴン、
ヘリウムの少なくとも１つを含むガスを供給する請求項
２記載の成膜方法。
【請求項４】前記排気配管内を加圧する工程において、
前記排気配管内の圧力と前記反応室内の圧力差が１ｋＰ
ａ以上４ｋＰａ以下の圧力差になるように、前記排気配
管内を加圧する請求項１記載の成膜方法。
【請求項５】前記排気配管内を加圧する工程において、
前記排気配管に５ｓｌｍ以上２０ｓｌｍ以下の流量で前
記ガスを供給する請求項１記載の成膜方法。
【請求項６】前記被処理体の表面に膜を形成する工程に
おいて、前記被処理体の表面に酸化シリコンを含む膜を
形成する請求項１記載の成膜方法。
【請求項７】前記酸化シリコンを含む膜を形成する工程
において、少なくともリンとホウ素の一方が添加された
酸化シリコンを含む膜を形成する請求項６記載の成膜方
法。
【請求項８】被処理体に所定の処理を行う反応室と、前記反応室内に排気配管を介して接続され、当該反応室
内を所定の圧力に達するまで排気する排気手段と、前記排気配管にガスを供給し、前記排気配管内の圧力が
前記反応室内の圧力よりも高くならない圧力に前記排気
配管内を加圧する加圧手段とを有する成膜装置。