JP2003142410A - Film formation method and film formation device - Google Patents
Film formation method and film formation deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜方法及び成膜
装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a film forming method and a film forming apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路を製造する際、基板上に
は様々な膜が形成される。その一例としてチッ化珪素膜
がある。チッ化珪素膜の形成には、プラズマＣＶＤ装置
が広く採用される。2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor integrated circuit, various films are formed on a substrate. An example thereof is a silicon nitride film. A plasma CVD apparatus is widely adopted for forming the silicon nitride film.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】プラズマＣＶＤ装置に
おいて、基板が載置されるステージ面は、絶縁材料から
構成されることが多い。また、ステージを保持する治
具、及びこの治具にステージを固定するのに使用される
ボルトやナットは、一般には、金属製である。In the plasma CVD apparatus, the stage surface on which the substrate is placed is often made of an insulating material. The jig for holding the stage and the bolts and nuts used to fix the stage to the jig are generally made of metal.
【０００４】本発明者は、これらの材料が、製造される
半導体装置に与える影響を調べるために構成材料につい
て調査した。その一例について示す。ステージがチッ化
アルミニウム(ＡｌＮ)又はアルミナ(Ａｌ2Ｏ3)といった
Ａｌ系の材料で構成される場合、ステージの温度が例え
ば５００℃を超えると、ステージからＡｌ原子が脱離し
てしまう。ステージを保持する治具、ボルト、及びナッ
トが鉄(Ｆｅ)やクロム(Ｃｒ)を含有するステンレスステ
ィールから構成される場合には、ステージが加熱される
と共にこれらもまた加熱され、微量ながらもＦｅ原子や
Ｃｒ原子が脱離してしまう。このようなＡｌ、Ｆｅ、及
びＣｒの原子は、プロセスチャンバ内を浮遊することと
なるため、プロセスチャンバ内に基板が搬入される際
に、これらの物質が基板に付着される可能性がある。付
着する量が増大すれば、基板はこれらの物質で汚染され
ることとなる。基板の汚染は、基板上に製造される半導
体装置の特性に悪影響を生じさせる。The present inventor investigated constituent materials in order to investigate the influence of these materials on a semiconductor device to be manufactured. An example will be shown. When the stage is made of an Al-based material such as aluminum nitride (AlN) or alumina (Al 2 O 3 ), when the temperature of the stage exceeds 500 ° C., Al atoms are desorbed from the stage. When the jig, bolts, and nuts that hold the stage are made of stainless steel containing iron (Fe) or chromium (Cr), the stage is heated and these are also heated. Atoms and Cr atoms are desorbed. Since such Al, Fe, and Cr atoms float inside the process chamber, these substances may be attached to the substrate when the substrate is loaded into the process chamber. If the amount of deposition increases, the substrate will be contaminated with these substances. Substrate contamination adversely affects the characteristics of semiconductor devices manufactured on the substrate.
【０００５】本発明は、ステージ及びステージを保持す
るための治具を構成する構成元素が基板に到達するのを
抑止できる成膜方法及び成膜装置を提供することを目的
とする。It is an object of the present invention to provide a film forming method and a film forming apparatus capable of suppressing the constituent elements forming the stage and the jig for holding the stage from reaching the substrate.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る成膜方法
は、基板上に膜を形成する成膜方法であって、(ａ)基板
を正に帯電させる工程と、(ｂ)帯電された基板をプロセ
スチャンバ内のステージ上に載置する工程と、(ｃ)ステ
ージ上に配置された基板に膜を形成する工程と、を含
む。上記の方法によれば、基板は正に帯電された後、プ
ロセスチャンバ内に入れられてステージ上に載置され
る。そのため、ステージ及びステージを保持するための
治具から脱離する正イオンが基板に到達するのを抑制で
きる。A film forming method according to the present invention is a film forming method for forming a film on a substrate, which comprises (a) a step of positively charging the substrate, and (b) a charged step. The method includes the steps of placing the substrate on the stage in the process chamber, and (c) forming a film on the substrate placed on the stage. According to the above method, after the substrate is positively charged, it is placed in the process chamber and placed on the stage. Therefore, positive ions released from the stage and the jig for holding the stage can be prevented from reaching the substrate.
【０００７】また、上記の帯電させる工程において、基
板に正イオンを照射すると好適である。このようにすれ
ば、基板を容易かつ確実に正に帯電できる。Further, it is preferable that the substrate is irradiated with positive ions in the step of charging. By doing so, the substrate can be positively charged easily and surely.
【０００８】さらに、膜を形成する工程において、形成
されるべき膜の構成元素を含むプロセスガスをプロセス
チャンバ内に供給し、プロセスチャンバ内に供給された
プロセスガスをプラズマ化して膜を形成すると好まし
い。このようにすれば、プロセスガスがプラズマにより
分解されて基板上に所望の膜が形成される。また、膜を
形成する工程において、形成されるべき膜の構成元素を
含むプロセスガスをプロセスチャンバ内に供給し、基板
が載置されたステージを加熱して膜を形成すると好まし
い。このようにすれば、プロセスガスが熱分解されて、
基板上に所望の膜を形成することができる。しかも、い
ずれの場合においても、基板をステージ上に載置する前
に、基板は正に帯電されているため、ステージ及びステ
ージを保持するための治具から脱離する正イオンが基板
に到達するのを抑制できる。よって、基板上に堆積され
る膜が汚染されるのを防止できる。Further, in the step of forming the film, it is preferable that a process gas containing a constituent element of the film to be formed is supplied into the process chamber and the process gas supplied into the process chamber is converted into plasma to form the film. . In this way, the process gas is decomposed by the plasma and a desired film is formed on the substrate. In the step of forming the film, it is preferable that a process gas containing a constituent element of the film to be formed is supplied into the process chamber and the stage on which the substrate is placed is heated to form the film. By doing this, the process gas is thermally decomposed,
A desired film can be formed on the substrate. Moreover, in any case, since the substrate is positively charged before the substrate is placed on the stage, positive ions desorbed from the stage and the jig for holding the stage reach the substrate. Can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the film deposited on the substrate from being contaminated.
【０００９】また、上記のプロセスガスは、ケイ素元素
を含むガスと、酸素元素を含むガス又は窒素元素を含む
ガスと、を含むと好ましい。このようにすれば、酸化ケ
イ素膜又はチッ化珪素膜を形成できるとともに、これら
の膜が汚染されるのを防止できる。Further, the above process gas preferably contains a gas containing a silicon element and a gas containing an oxygen element or a gas containing a nitrogen element. This makes it possible to form a silicon oxide film or a silicon nitride film and prevent these films from being contaminated.
【００１０】さらに、帯電させる工程は、(ａ)プロセス
チャンバに搬送されるべき基板が通過できるよう設けら
れた搬送室に基板を搬送する工程と、(ｂ)搬送室におい
て、搬送室に搬送された基板を正に帯電させる工程と、
を含むと好適である。このようにすれば、プロセスチャ
ンバにより近い位置で基板を正に帯電させることが可能
となる。したがって、基板が確実に正に帯電した状態
で、基板をステージ上に載置できる。Further, in the step of charging, (a) the step of transferring the substrate to a transfer chamber provided so that the substrate to be transferred to the process chamber can pass, and (b) in the transfer chamber, the step of transferring the substrate to the transfer chamber. And the step of positively charging the substrate,
Is preferably included. This makes it possible to positively charge the substrate at a position closer to the process chamber. Therefore, the substrate can be placed on the stage while the substrate is positively charged.
【００１１】本発明に係る成膜装置は、基板上に膜を形
成する成膜装置であって、(ａ)プロセスチャンバと、
(ｂ)プロセスチャンバ内に設けられたステージと、(ｃ)
基板を正に帯電させる帯電手段と、(ｄ)基板をステージ
上に載置するための基板搬送部と、(ｅ)プロセスチャン
バ内にプロセスガスを供給するガス供給部と、を備え
る。この装置によれば、膜を形成する前に、基板を正に
帯電させることができる。A film forming apparatus according to the present invention is a film forming apparatus for forming a film on a substrate, comprising: (a) a process chamber;
(b) a stage provided in the process chamber, and (c)
The substrate includes a charging unit that positively charges the substrate, (d) a substrate transfer unit for mounting the substrate on the stage, and (e) a gas supply unit that supplies a process gas into the process chamber. According to this apparatus, the substrate can be positively charged before the film is formed.
【００１２】上記の帯電手段は正イオンを発生するイオ
ン発生器を含むと好適である。このようなイオン発生器
を用いれば、基板を容易かつ確実に正に帯電させること
ができる。The charging means preferably includes an ion generator that generates positive ions. By using such an ion generator, the substrate can be positively charged easily and surely.
【００１３】また、上記の成膜装置は、(ａ)基板が収容
される収容室と、(ｂ)収容室とプロセスチャンバとの間
に位置しており帯電手段が設けられた搬送室と、を更に
備えると好適である。Further, in the above film forming apparatus, (a) an accommodating chamber in which the substrate is accommodated, (b) a transfer chamber located between the accommodating chamber and the process chamber and provided with a charging means, It is preferable to further include
【００１４】また、上記の成膜装置は、プロセスガスを
プラズマ化する高周波電力をプロセスチャンバに対して
供給する高周波電源を更に備えると好ましく、基板が載
置されたステージの温度を調整する温度調整器を更に備
えると好ましい。ガス供給部は、ケイ素元素を含むガス
と、酸素元素を含むガス又は窒素元素を含むガスと、を
プロセスチャンバに供給できるよう構成されると好まし
い。このようにすれば、酸化ケイ素膜やチッ化珪素膜を
始めとする様々な膜を形成できる。しかも、基板をステ
ージ上に載置する前に、基板は正に帯電されているた
め、ステージ及びステージを保持するための治具から脱
離する正イオンが基板に到達するのを抑制できる。よっ
て、基板上に堆積される膜が汚染されるのを防止でき
る。Further, it is preferable that the film forming apparatus further comprises a high frequency power source for supplying a high frequency power for converting the process gas into plasma to the process chamber, and temperature adjustment for adjusting the temperature of the stage on which the substrate is placed. It is preferable to further include a container. It is preferable that the gas supply unit be configured to supply a gas containing a silicon element and a gas containing an oxygen element or a gas containing a nitrogen element to the process chamber. By doing so, various films including a silicon oxide film and a silicon nitride film can be formed. Moreover, since the substrate is positively charged before being placed on the stage, it is possible to prevent the positive ions desorbed from the stage and the jig for holding the stage from reaching the substrate. Therefore, it is possible to prevent the film deposited on the substrate from being contaminated.
【００１５】基板搬送部は基板と接触する基板支持部を
有し、基板支持部は絶縁体で構成されると好適である。
このようにすれば、基板を確実に正に帯電された状態で
ステージ上に載置できる。It is preferable that the substrate carrying section has a substrate supporting section which is in contact with the substrate, and the substrate supporting section is made of an insulator.
In this way, the substrate can be placed on the stage while being positively charged.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る成膜装置の好
適な実施形態について図面を参照しながら説明する。本
実施形態では、プラズマＣＶＤ装置、及び当該プラズマ
ＣＶＤ装置を用いた成膜方法について説明する。なお、
図面の説明においては、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a film forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a plasma CVD apparatus and a film forming method using the plasma CVD apparatus will be described. In addition,
In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【００１７】図１は、本実施形態によるプラズマＣＶＤ
装置の平面図である。図２は、図１のＩ−Ｉ線に沿った
断面図である。図１及び図２を参照しながら、プラズマ
ＣＶＤ装置１を説明する。図１において、プラズマＣＶ
Ｄ装置１は、基板カセット収容部２、搬送室３、チャン
バ格納部４、高周波電源５、及びガス供給部６を有す
る。基板カセット収容部２及び搬送室３は、ゲート弁７
を介して設けられている。搬送室３及びチャンバ格納部
４は、ゲート弁８を介して設けられている。FIG. 1 shows plasma CVD according to the present embodiment.
It is a top view of an apparatus. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. The plasma CVD apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, plasma CV
The D device 1 includes a substrate cassette accommodation unit 2, a transfer chamber 3, a chamber storage unit 4, a high frequency power supply 5, and a gas supply unit 6. The substrate cassette accommodating portion 2 and the transfer chamber 3 are provided with a gate valve 7
It is provided through. The transfer chamber 3 and the chamber storage unit 4 are provided via a gate valve 8.
【００１８】チャンバ格納部４はチャンバ４０を有す
る。チャンバ４０は基板Ｗが載置されるステージ４１を
有する。ステージ４１の基板載置面は、ＡｌＮやＡｌ2
Ｏ3といったＡｌ系の絶縁材料から構成されることがで
きる。また、ステージ４１は、図２に示す通り、ヒータ
４２を内蔵する。ヒータ４２には温度調整器４３が接続
され、温度調整器４３によりステージ４１の温度が調整
される。さらに、ステージ４１は接地されることができ
る。The chamber storage section 4 has a chamber 40. The chamber 40 has a stage 41 on which the substrate W is placed. The substrate mounting surface of the stage 41 is made of AlN or Al 2
It can be composed of an Al-based insulating material such as O 3 . Further, the stage 41 contains a heater 42 as shown in FIG. A temperature controller 43 is connected to the heater 42, and the temperature of the stage 41 is adjusted by the temperature controller 43. Further, the stage 41 can be grounded.
【００１９】また、チャンバ４０は、図２に図示の通
り、シャワーヘッド４４を有する。シャワーヘッド４４
にはガス供給部６が接続されており、ガス供給部６から
シャワーヘッド４４に対してプロセスガスが供給され
る。プロセスガスは、チッ化珪素膜を堆積する場合に
は、シラン(ＳｉＨ4)といったケイ素を含むガスと、窒
素(Ｎ 2)ガス又はアンモニア(ＮＨ3)ガスとを含むことが
できる。酸化ケイ素膜を堆積する場合には、プロセスガ
スは、シラン(ＳｉＨ4)といったケイ素を含むガスと、
一酸化二窒素 (Ｎ2Ｏ)ガスといった窒素を含むガスとを
含むことができる。シャワーヘッド４４に供給されたプ
ロセスガスは、シャワーヘッド４４が有する複数の貫通
孔を通して基板Ｗ上に均一に分配される。また、シャワ
ーヘッド４４には、高周波電源５が接続される。高周波
電源５からシャワーヘッド４４に対して高周波電力が供
給されると、チャンバ４０内にプラズマが発生する。プ
ラズマによりプロセスガスが分解され、基板Ｗ上に所定
の絶縁膜が堆積される。Further, the chamber 40 is connected to the chamber shown in FIG.
And has a shower head 44. Shower head 44
The gas supply unit 6 is connected to the
Process gas is supplied to the shower head 44.
It Process gas is used for depositing silicon nitride film.
Is silane (SiHFour) Gas containing silicon such as
Elementary (N 2) Gas or ammonia (NH3) May include gas
it can. When depositing a silicon oxide film, process gas
Is silane (SiHFourGas containing silicon such as),
Nitrous oxide (N2O) gas and a gas containing nitrogen
Can be included. The pump supplied to the shower head 44
The process gas has a plurality of penetrations that the shower head 44 has.
It is evenly distributed on the substrate W through the holes. Also, shower
A high frequency power source 5 is connected to the head 44. high frequency
High frequency power is supplied from the power source 5 to the shower head 44.
When supplied, plasma is generated in the chamber 40. The
The process gas is decomposed by the plasma, and it is deposited on the substrate W
An insulating film is deposited.
【００２０】基板カセット収容部２には、基板Ｗが収納
される基板カセット９が保持される。また、基板カセッ
ト収容部２はロボット２０を有する。ロボット２０は、
基板Ｗの裏面に接して基板Ｗを吸着するチャック部２０
ａといった基板指示部と、チャック部を保持するととも
に伸縮自在に設けられたアーム部２０ｂとを有する。チ
ャック部２０ａは、アルミナ(Ａｌ2Ｏ3)又はＡｌＮとい
った絶縁体から構成される。ロボット２０は基板カセッ
ト９から基板Ｗを抜き出す。また、ロボット２０は基板
Ｗを基板カセット９に挿入する。A substrate cassette 9 in which a substrate W is stored is held in the substrate cassette storage section 2. The substrate cassette housing unit 2 also has a robot 20. The robot 20
A chuck unit 20 that contacts the back surface of the substrate W and adsorbs the substrate W
It has a substrate pointing portion such as a, and an arm portion 20b that holds the chuck portion and is provided to be expandable and contractible. The chuck portion 20a is made of an insulator such as alumina (Al 2 O 3 ) or AlN. The robot 20 extracts the substrate W from the substrate cassette 9. Further, the robot 20 inserts the substrate W into the substrate cassette 9.
【００２１】搬送室３はロボット３０を有する。ロボッ
ト３０は、ロボット２０と同様に、チャック部３０ａ及
びアーム部３０ｂを有する。ロボット３０は、ロボット
２０から基板Ｗを受け取ってチャンバ４０に搬入する。
また、ロボット３０はチャンバ４０から基板Ｗを取り出
してロボット２０へ受け渡す。また、搬送室３は、正イ
オンを発生させるイオン発生器３１を有する。イオン発
生器３１は、例えば直流コロナ放電を利用して正イオン
を発生させる機器であることができる。図２に示す通
り、イオン発生器３１は、基板Ｗが通過する搬送路に面
して配置されている。また、イオン発生器３１は、その
イオン放出部が搬送中の基板面に対面するように配置さ
れていることが好ましい。このようにすれば、イオン発
生器３１から放出される正イオンは基板面に直接に到達
する。よって、基板Ｗを確実に正に帯電させることがで
きる。また、イオン発生器３１は、図１に示す通り、ゲ
ート弁７よりむしろゲート弁８の近くに設けられると好
ましい。これは次の理由による。正に帯電させた後、長
時間が経過してしまうと、正の電荷が中和されてしま
う。ゲート弁８の近くにイオン発生器３１を設ければ、
帯電された後より短い時間でチャンバ４０内に基板Ｗを
搬入できる。そのため、基板Ｗがステージ上に載置され
る際、基板Ｗが確実に正に帯電した状態とできる。The transfer chamber 3 has a robot 30. Like the robot 20, the robot 30 has a chuck portion 30a and an arm portion 30b. The robot 30 receives the substrate W from the robot 20 and loads it into the chamber 40.
Further, the robot 30 takes out the substrate W from the chamber 40 and transfers it to the robot 20. The transfer chamber 3 also includes an ion generator 31 that generates positive ions. The ion generator 31 can be a device that generates positive ions using, for example, a DC corona discharge. As shown in FIG. 2, the ion generator 31 is arranged facing the transport path through which the substrate W passes. Further, the ion generator 31 is preferably arranged such that its ion emitting portion faces the surface of the substrate being transported. By doing so, the positive ions emitted from the ion generator 31 reach the substrate surface directly. Therefore, the substrate W can be reliably positively charged. The ion generator 31 is preferably provided near the gate valve 8 rather than the gate valve 7 as shown in FIG. This is for the following reason. If a long time elapses after being positively charged, the positive charges will be neutralized. If an ion generator 31 is provided near the gate valve 8,
The substrate W can be loaded into the chamber 40 in a shorter time after being charged. Therefore, when the substrate W is placed on the stage, the substrate W can be positively charged positively.
【００２２】以下、図３(ａ)〜(ｄ)を参照しながら、プ
ラズマＣＶＤ装置１を用いたチッ化珪素膜の成膜方法に
ついて説明する。チッ化珪素膜を堆積する際には、チッ
化珪素膜中に混入する水素を低減するため、基板Ｗの温
度を例えば５５０℃程度の高温とすると好ましい。以下
では、ステージの温度は、チッ化珪素膜の堆積工程中に
変化されることなく、常に５５０℃に保たれることとす
る。A method of forming a silicon nitride film using the plasma CVD apparatus 1 will be described below with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (d). When depositing the silicon nitride film, the temperature of the substrate W is preferably set to a high temperature of, for example, about 550 ° C. in order to reduce hydrogen mixed in the silicon nitride film. In the following, it is assumed that the temperature of the stage is always kept at 550 ° C. without being changed during the step of depositing the silicon nitride film.
【００２３】先ず、図３(ａ)を参照すると、チッ化珪素
膜が堆積されるべき基板Ｗが基板カセット９内に収めら
れている。ここで、基板Ｗは、例えば、シリコン(Ｓｉ)
基板であってよく、また、その上に酸化シリコン(Ｓｉ
Ｏ2)膜といった絶縁膜が形成されたＳｉ基板であってよ
い。さらに、基板Ｗは、半導体集積回路を製造する過程
の途中にあるＳｉ基板であってもよい。次に、基板Ｗが
収められた基板カセット９が基板カセット収容部２に保
持される。First, referring to FIG. 3A, the substrate W on which the silicon nitride film is to be deposited is housed in the substrate cassette 9. Here, the substrate W is, for example, silicon (Si).
It may be a substrate and has silicon oxide (Si
It may be a Si substrate on which an insulating film such as an O 2 ) film is formed. Further, the substrate W may be a Si substrate in the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit. Next, the substrate cassette 9 containing the substrate W is held in the substrate cassette housing unit 2.
【００２４】基板カセット収容部２において、ロボット
２０は基板カセット９から基板Ｗを抜き出す。次に、ゲ
ート弁７が開き、基板Ｗは搬送室３の内部に搬入され
る。続いて、搬送室３の内部において、基板Ｗはロボッ
ト２０からロボット３０へ受け渡される。基板Ｗをロボ
ット３０に受け渡したロボット２０は、基板カセット収
容部２に戻り、ゲート弁７が閉まる。In the substrate cassette housing unit 2, the robot 20 extracts the substrate W from the substrate cassette 9. Next, the gate valve 7 is opened, and the substrate W is loaded into the transfer chamber 3. Subsequently, the substrate W is transferred from the robot 20 to the robot 30 inside the transfer chamber 3. The robot 20, which has transferred the substrate W to the robot 30, returns to the substrate cassette housing unit 2 and the gate valve 7 is closed.
【００２５】続いて、基板Ｗは、ロボット３０により移
動されて、イオン発生器３１の下方に位置する。ここ
で、イオン発生器３１から正イオンＰが放出され、図３
(ｂ)に示す通り、正イオンＰが基板Ｗに対して照射され
る。正イオンＰの照射により、基板Ｗが正に帯電され
る。正イオンＰが基板Ｗに照射される時間、及びイオン
発生器３１の動作条件は適宜決定されてよい。基板Ｗが
正に帯電された後、ゲート弁８が開き、基板Ｗはチャン
バ４０内へ搬入される。チャンバ４０内に搬入された基
板Ｗは、図３(ｃ)に示す通り、ステージ４１上に載置さ
れる。その後、ロボット３０は搬送室３に戻り、ゲート
弁８が閉まる。Subsequently, the substrate W is moved by the robot 30 and positioned below the ion generator 31. Here, the positive ions P are emitted from the ion generator 31,
As shown in (b), the positive ions P are irradiated onto the substrate W. The irradiation of the positive ions P causes the substrate W to be positively charged. The time for which the positive ions P are applied to the substrate W and the operating conditions of the ion generator 31 may be appropriately determined. After the substrate W is positively charged, the gate valve 8 is opened and the substrate W is loaded into the chamber 40. The substrate W loaded into the chamber 40 is placed on the stage 41 as shown in FIG. After that, the robot 30 returns to the transfer chamber 3, and the gate valve 8 is closed.
【００２６】この後、ガス供給部６からチャンバ４０内
に所定の流量のＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとが供給されると
ともに、シャワーヘッド４４に対して高周波電力が印加
される。高周波電力の印加によりチャンバ４０内にプラ
ズマが発生する。プラズマ中に含まれる高エネルギー粒
子によりＳｉＨ4ガス及びＮ2ガスが分解されて、図３
(ｄ)に示すように、基板Ｗ上にチッ化珪素膜Ｆが堆積さ
れる。このとき、チッ化珪素膜の主な堆積条件は、例え
ば、以下の通りとできる。
・ＳｉＨ4ガス供給量：１００ｓｃｃｍ
・Ｎ2ガス供給量：９０００ｓｃｃｍ
・チャンバ内の圧力：８．０×１０2Ｐａ
・ステージ温度：５５０℃
・高周波電力：４２３ＷThereafter, the gas supply unit 6 supplies a predetermined flow rate of SiH 4 gas and N 2 gas into the chamber 40, and high frequency power is applied to the shower head 44. Plasma is generated in the chamber 40 by applying high-frequency power. SiH 4 gas and N 2 gas are decomposed by the high-energy particles contained in the plasma, as shown in FIG.
As shown in (d), a silicon nitride film F is deposited on the substrate W. At this time, the main deposition conditions of the silicon nitride film can be as follows, for example.・ SiH 4 gas supply amount: 100 sccm ・ N 2 gas supply amount: 9000 sccm ・ Chamber pressure: 8.0 × 10 2 Pa ・ Stage temperature: 550 ° C. ・ High frequency power: 423 W
【００２７】基板Ｗ上に堆積されるチッ化珪素膜Ｆの厚
さが所定の値となった後、高周波電力の印加を停止する
とともに、ＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの供給を停止する。
この後、ロボット３０がチャンバ４０から基板Ｗを取り
出して、ロボット２０に受け渡す。ロボット２０は基板
Ｗを基板カセット９に収納する。以上により、チッ化珪
素膜Ｆの成膜が終了する。After the thickness of the silicon nitride film F deposited on the substrate W reaches a predetermined value, application of high frequency power is stopped and supply of SiH 4 gas and N 2 gas is stopped.
After that, the robot 30 takes out the substrate W from the chamber 40 and transfers it to the robot 20. The robot 20 stores the substrate W in the substrate cassette 9. With the above, the formation of the silicon nitride film F is completed.
【００２８】以上のように、本実施形態のチッ化珪素膜
の成膜方法においては、基板Ｗが正に帯電されてチャン
バ４０内に搬入される。本発明者の知見によれば、上述
の通り、Ａｌ系の材料から成るステージを５００℃を超
える程度の温度に加熱すると、ＡｌがＡｌ3+といったＡ
ｌイオンとなってステージより脱離する。そのため、チ
ャンバ４０の雰囲気中、及びステージ４１上にはＡｌ3+
イオンが存在している。本実施形態のチッ化珪素膜の成
膜方法によれば、基板Ｗは正に帯電されてチャンバ４０
内に搬入されるため、基板ＷにＡｌ3+イオンが吸着され
るのが抑制される。したがって、基板ＷのＡｌによる汚
染が低減される。As described above, in the method for forming a silicon nitride film of this embodiment, the substrate W is positively charged and carried into the chamber 40. According to the knowledge of the present inventor, as described above, when a stage made of an Al-based material is heated to a temperature higher than 500 ° C., Al becomes Al 3+
It becomes l-ion and is desorbed from the stage. Therefore, Al 3+ is present in the atmosphere of the chamber 40 and on the stage 41.
Ions are present. According to the method for forming the silicon nitride film of the present embodiment, the substrate W is positively charged and the chamber 40
Since it is carried in, the adsorption of Al 3+ ions on the substrate W is suppressed. Therefore, the contamination of the substrate W with Al is reduced.
【００２９】以上、実施形態を参照しながら、本発明に
係る成膜方法及び成膜装置を説明したが、本発明はこれ
に限られることなく、種々の変形が可能である。上記実
施形態においては、チッ化珪素膜を形成する場合につい
て説明したが、酸化ケイ素膜を形成する場合に本発明の
成膜方法を適用できることは言うまでもない。この場
合、珪素元素を含むガスとしては、ＳｉＨ4ガスに限ら
ず、例えばテトラエチルオルソシリコン(Tetra Ethyl O
rso Silicon：ＴＥＯＳ)ガスを使用できる。酸素元素を
含むガスとしては、一酸化二窒素(Ｎ2Ｏ)ガスを使用で
きる。酸素元素を含むガスとしてオゾン(Ｏ3)ガスを用
いても構わない。Although the film forming method and the film forming apparatus according to the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to this and various modifications can be made. In the above embodiment, the case where the silicon nitride film is formed has been described, but it goes without saying that the film forming method of the present invention can be applied to the case where the silicon oxide film is formed. In this case, the gas containing silicon element is not limited to SiH 4 gas, but may be, for example, tetraethylorthosilicon (Tetra Ethyl O 2
rso Silicon (TEOS) gas can be used. Dinitrogen monoxide (N 2 O) gas can be used as the gas containing the oxygen element. Ozone (O 3 ) gas may be used as the gas containing oxygen element.
【００３０】さらに、例えば、タングステン(Ｗ)膜やチ
タン(Ｔｉ)膜といった金属膜、又はチッ化タングステン
(ＷＮx)膜やチッ化チタン(ＴｉＮ)膜といったチッ化金
属膜を基板Ｗ上に形成する場合にも、本発明に係る成膜
方法を適用できる。この場合には、プラズマＣＶＤ装置
１において、これらの膜の構成元素を含むプロセスガス
を六フッ化タングステン(ＷＦ6)ガス及びＳｉＨ4ガスを
ガス供給部６からチャンバ４０に対して供給できるよう
に変形する必要がある。Further, for example, a metal film such as a tungsten (W) film or a titanium (Ti) film, or tungsten nitride
The film forming method according to the present invention can also be applied to the case where a metal nitride film such as a (WN x ) film or a titanium nitride (TiN) film is formed on the substrate W. In this case, in the plasma CVD apparatus 1, the process gas containing the constituent elements of these films can be supplied from the gas supply unit 6 to the chamber 40 from the tungsten hexafluoride (WF 6 ) gas and the SiH 4 gas. It needs to be transformed.
【００３１】さらにまた、Ａｌ、銅(Ｃｕ)、及びＳｉを
含む金属膜を基板Ｗ上に形成する場合についても、本発
明に係る成膜方法を適用できる。この場合、プラズマＣ
ＶＤ装置１は、Ａｌ、Ｃｕ、及びＳｉを構成元素として
含む固体原料をチャンバ４０内に有することができる。Furthermore, the film forming method according to the present invention can be applied to the case where a metal film containing Al, copper (Cu), and Si is formed on the substrate W. In this case, plasma C
The VD device 1 can have a solid raw material containing Al, Cu, and Si as constituent elements in the chamber 40.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る成膜
方法及び成膜装置においては、基板を正に帯電した後
に、プロセスチャンバ内のステージ上に載置できる。そ
のため、ステージ及びステージを保持するための治具か
ら脱離する正イオンが基板に到達するのを抑制できる。
すなわち、ステージ及びステージを保持するための治具
を構成する構成元素が基板に到達するのを抑止できる成
膜方法及び成膜装置が提供される。As described above, in the film forming method and the film forming apparatus according to the present invention, the substrate can be placed on the stage in the process chamber after being positively charged. Therefore, positive ions released from the stage and the jig for holding the stage can be prevented from reaching the substrate.
That is, there is provided a film forming method and a film forming apparatus capable of suppressing the constituent elements forming the stage and the jig for holding the stage from reaching the substrate.
【図１】図１は、実施形態によるプラズマＣＶＤ装置の
平面図である。FIG. 1 is a plan view of a plasma CVD apparatus according to an embodiment.
【図２】図２は、図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
【図３】図３(ａ)〜図３(ｄ)は、実施形態による成膜方
法を説明する図である。FIG. 3A to FIG. 3D are diagrams illustrating a film forming method according to an embodiment.
１…プラズマＣＶＤ装置、２…基板カセット収容部、３
…搬送室、４…チャンバ格納部、５…高周波電源、６…
ガス供給部、７…ゲート弁、８…ゲート弁、９…基板カ
セット、２０…ロボット、２０ａ…チャック部、２０ｂ
…アーム部、３０…ロボット、３０ａ…チャック部、３
０ｂ…アーム部、３１…イオン発生器、４０…チャン
バ、４１…ステージ、４２…ヒータ、４３…温度調整
器、４４…シャワーヘッド。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma CVD apparatus, 2 ... Substrate cassette accommodation part, 3
... Transfer chamber, 4 ... Chamber storage, 5 ... High frequency power supply, 6 ...
Gas supply section, 7 ... Gate valve, 8 ... Gate valve, 9 ... Substrate cassette, 20 ... Robot, 20a ... Chuck section, 20b
... arm part, 30 ... robot, 30a ... chuck part, 3
0b ... Arm part, 31 ... Ion generator, 40 ... Chamber, 41 ... Stage, 42 ... Heater, 43 ... Temperature controller, 44 ... Shower head.
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 洋一 千葉県成田市新泉14ー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 AA06 AA13 AA14 BA40 DA02 FA01 GA12 JA10 KA23 KA41 KA46 LA15 4M104 AA01 BB02 BB04 BB14 BB18 BB30 BB33 DD43 DD44 EE14 EE17 HH20 5F045 AA06 AA08 BB14 DP02 Continued front page (72) Inventor Yoichi Suzuki 14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Prefecture Nogedaira Industrial Park Applied Materials Japan Co., Ltd. Inside the company F-term (reference) 4K030 AA06 AA13 AA14 BA40 DA02 FA01 GA12 JA10 KA23 KA41 KA46 LA15 4M104 AA01 BB02 BB04 BB14 BB18 BB30 BB33 DD43 DD44 EE14 EE17 HH20 5F045 AA06 AA08 BB14 DP02
Claims (13)
て、 基板を正に帯電させる工程と、 前記帯電された基板をプロセスチャンバ内のステージ上
に載置する工程と、 前記ステージ上に配置された基板に膜を形成する工程
と、を含む成膜方法。1. A method for forming a film on a substrate, comprising the steps of positively charging the substrate, placing the charged substrate on a stage in a process chamber, and on the stage. And a step of forming a film on the substrate arranged on the substrate.
に正イオンを照射する請求項１記載の成膜方法。2. The film forming method according to claim 1, wherein the substrate is irradiated with positive ions in the step of charging.
プロセスチャンバ内に供給し、 前記プロセスチャンバ内に供給された前記プロセスガス
をプラズマ化して膜を形成する請求項１又は２に記載の
成膜方法。3. In the step of forming the film, a process gas containing a constituent element of the film to be formed is supplied into the process chamber, and the process gas supplied into the process chamber is turned into plasma to form the film. The film forming method according to claim 1, wherein the film is formed.
プロセスチャンバ内に供給し、 前記基板が載置されたステージを加熱して膜を形成する
請求項１又は２に記載の成膜方法。4. In the step of forming the film, a process gas containing a constituent element of the film to be formed is supplied into the process chamber, and a stage on which the substrate is placed is heated to form the film. The film forming method according to claim 1.
ガスと、酸素元素を含むガス又は窒素元素を含むガス
と、を含む請求項３又は４に記載の成膜方法。5. The film forming method according to claim 3, wherein the process gas includes a gas containing a silicon element and a gas containing an oxygen element or a gas containing a nitrogen element.
できるよう設けられた搬送室に前記基板を搬送する工程
と、 前記搬送室において、前記搬送室に搬送された前記基板
を正に帯電させる工程と、を含む請求項１〜５のいずれ
かに記載の成膜方法。6. The step of charging includes the step of transporting the substrate to a transport chamber provided so that the substrate to be transported to the process chamber can pass through; and in the transport chamber, the substrate is transported to the transport chamber. 6. The film forming method according to claim 1, further comprising the step of positively charging the substrate.
て、 プロセスチャンバと、 前記プロセスチャンバ内に設けられたステージと、 前記基板を正に帯電させる帯電手段と、 前記基板を前記ステージ上に載置するための基板搬送部
と、 前記形成されるべき膜の構成元素を含むプロセスガスを
前記プロセスチャンバ内に供給するガス供給部と、を備
える成膜装置。7. A film forming apparatus for forming a film on a substrate, comprising a process chamber, a stage provided in the process chamber, a charging unit for positively charging the substrate, and the stage for holding the substrate. A film forming apparatus comprising: a substrate carrying unit to be placed on the substrate; and a gas supply unit that supplies a process gas containing a constituent element of the film to be formed into the process chamber.
ン発生器を含む請求項７記載の成膜装置。8. The film forming apparatus according to claim 7, wherein the charging unit includes an ion generator that generates positive ions.
り前記帯電手段が設けられた搬送室と、を更に備える請
求項７又は８に記載の成膜装置。9. The storage chamber according to claim 7, further comprising a storage chamber in which the substrate is stored, and a transfer chamber that is located between the storage chamber and the process chamber and is provided with the charging unit. Film deposition equipment.
周波電力を前記プロセスチャンバに対して供給する高周
波電源を更に備える請求項７〜９のいずれか記載の成膜
装置。10. The film forming apparatus according to claim 7, further comprising a high-frequency power supply that supplies high-frequency power for plasmaizing the process gas to the process chamber.
を調整する温度調整器を更に備える請求項７〜１０のい
ずれかに記載の成膜装置。11. The film forming apparatus according to claim 7, further comprising a temperature adjuster that adjusts a temperature of a stage on which the substrate is placed.
ガスと、酸素元素を含むガス又は窒素元素を含むガス
と、を前記プロセスチャンバに供給できるよう構成され
る請求項７〜１１のいずれかに記載の成膜装置。12. The gas supply unit is configured to supply a gas containing a silicon element and a gas containing an oxygen element or a gas containing a nitrogen element to the process chamber. The film forming apparatus according to.
基板支持部を有し、前記基板支持部は絶縁体で構成され
る請求項７〜１２のいずれかに記載の成膜装置。13. The film forming apparatus according to claim 7, wherein the substrate transport unit has a substrate support unit that is in contact with the substrate, and the substrate support unit is made of an insulator.
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