JP2003188161A - プラズマ化学蒸着装置及びこれを利用したナイトライド膜形成方法 - Google Patents
プラズマ化学蒸着装置及びこれを利用したナイトライド膜形成方法Info
- Publication number
- JP2003188161A JP2003188161A JP2002311039A JP2002311039A JP2003188161A JP 2003188161 A JP2003188161 A JP 2003188161A JP 2002311039 A JP2002311039 A JP 2002311039A JP 2002311039 A JP2002311039 A JP 2002311039A JP 2003188161 A JP2003188161 A JP 2003188161A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- process chamber
- plasma
- gas
- nitride film
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/4558—Perforated rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インテンシティが高いプラズマを発生させて
良質のナイトライド膜を形成できるプラズマ化学蒸着装
置及びこれを利用したナイトライド膜形成方法を提供す
る。 【解決手段】 プラズマ化学蒸着装置は、上部チャンバ
４０と下部チャンバ４２からなる工程チャンバ、反応ガ
スを放出する反応ガス放出リング４４、ヒーターが内設
され、ウェーハ５６を固定して回転させるサセプタ５
２、プラズマ補正リング５４、真空ポンプ６０及び電源
を備える。サセプタ５２上にウェーハ５６をローディン
グし、窒素成分を含む第１反応ガスを供給してプラズマ
状態に転換することによりウェーハ上に基礎層を形成す
る。工程チャンバ内部にシリコン成分を含む第２反応ガ
スを供給してプラズマ状態に転換し、ウェーハ上にナイ
トライド膜を形成する。第１反応ガス及び第２反応ガス
の供給を中断し、電力印加を中断し、ウェーハ５６をア
ンローディングする。
良質のナイトライド膜を形成できるプラズマ化学蒸着装
置及びこれを利用したナイトライド膜形成方法を提供す
る。 【解決手段】 プラズマ化学蒸着装置は、上部チャンバ
４０と下部チャンバ４２からなる工程チャンバ、反応ガ
スを放出する反応ガス放出リング４４、ヒーターが内設
され、ウェーハ５６を固定して回転させるサセプタ５
２、プラズマ補正リング５４、真空ポンプ６０及び電源
を備える。サセプタ５２上にウェーハ５６をローディン
グし、窒素成分を含む第１反応ガスを供給してプラズマ
状態に転換することによりウェーハ上に基礎層を形成す
る。工程チャンバ内部にシリコン成分を含む第２反応ガ
スを供給してプラズマ状態に転換し、ウェーハ上にナイ
トライド膜を形成する。第１反応ガス及び第２反応ガス
の供給を中断し、電力印加を中断し、ウェーハ５６をア
ンローディングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ化学蒸着
装置及びこれを利用したナイトライド膜形成方法に関
し、さらに詳細には半導体素子製造工程で多用途に用い
られる良質のナイトライド膜（Ｎｉｔｒｉｄｅ ｌａｙ
ｅｒ）を形成することができるプラズマ化学蒸着装置及
びこれを利用したナイトライド膜形成方法に関する。
装置及びこれを利用したナイトライド膜形成方法に関
し、さらに詳細には半導体素子製造工程で多用途に用い
られる良質のナイトライド膜（Ｎｉｔｒｉｄｅ ｌａｙ
ｅｒ）を形成することができるプラズマ化学蒸着装置及
びこれを利用したナイトライド膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、半導体素子のナイトライド膜
は、アルミニウム（Ａｌ）またはチタン（Ｔｉ）などの
材質で金属パターンを形成するためのマスク用、導電体
間の絶縁のための絶縁用、不純物の汚染を防ぐための保
護膜用、ならびにエッチング工程のエッチング終末点を
検出するためのエッチング中止（Ｓｔｏｐｐｉｎｇ）用
などの用途に多様に用いられている。
は、アルミニウム（Ａｌ）またはチタン（Ｔｉ）などの
材質で金属パターンを形成するためのマスク用、導電体
間の絶縁のための絶縁用、不純物の汚染を防ぐための保
護膜用、ならびにエッチング工程のエッチング終末点を
検出するためのエッチング中止（Ｓｔｏｐｐｉｎｇ）用
などの用途に多様に用いられている。
【０００３】このようなナイトライド膜は、プラズマ化
学蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法で形
成することができ、前記プラズマ化学蒸着方法を利用し
て薄膜を形成する方法として、次のものが公知である。
学蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法で形
成することができ、前記プラズマ化学蒸着方法を利用し
て薄膜を形成する方法として、次のものが公知である。
【０００４】例えば、３５０℃から４５０℃程度の工程
温度でソースガスと運搬ガスを１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒ
ｒ（０．１３３ｋＰａ〜１．３３ｋＰａ）程度の工程チ
ャンバ内部に供給した後、５０Ｗ〜２００Ｗで１３．５
６ＭＨｚの高周波電力を印加してプラズマ状態に転換し
基板上に薄膜を形成する方法が開示されている（特許文
献１参照）。
温度でソースガスと運搬ガスを１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒ
ｒ（０．１３３ｋＰａ〜１．３３ｋＰａ）程度の工程チ
ャンバ内部に供給した後、５０Ｗ〜２００Ｗで１３．５
６ＭＨｚの高周波電力を印加してプラズマ状態に転換し
基板上に薄膜を形成する方法が開示されている（特許文
献１参照）。
【０００５】しかし、このプラズマ化学蒸着方法は、３
５０℃から４５０℃程度の低温で工程が進められるの
で、ウェーハ上に注入された不純物の高熱による拡散な
どの原因で半導体素子の動作特性が劣化する等の問題点
は発生しないが、水素（Ｈ）不純物含有量が高く、形成
された薄膜の密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ）が低く、耐酸化性
に脆弱であり、後続熱処理工程によって熱的ストレス変
化が大きく、形成された薄膜がリフティング（Ｌｉｆｔ
ｉｎｇ）される等の問題点がある。
５０℃から４５０℃程度の低温で工程が進められるの
で、ウェーハ上に注入された不純物の高熱による拡散な
どの原因で半導体素子の動作特性が劣化する等の問題点
は発生しないが、水素（Ｈ）不純物含有量が高く、形成
された薄膜の密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ）が低く、耐酸化性
に脆弱であり、後続熱処理工程によって熱的ストレス変
化が大きく、形成された薄膜がリフティング（Ｌｉｆｔ
ｉｎｇ）される等の問題点がある。
【０００６】このような従来のプラズマ化学蒸着装置
は、図１に示すように円筒形の下部チャンバ１２及び上
部チャンバ１０が絶縁体１４をはさんで相互締結され工
程チャンバを形成している。ここで、前記上部チャンバ
１０及び下部チャンバ１２は、各々上部電極及び下部電
極として機能し、電源から印加された所定の電力によっ
て、上部チャンバ１０及び下部チャンバ１２からなる工
程チャンバ内部に電界を形成することができるように形
成されている。
は、図１に示すように円筒形の下部チャンバ１２及び上
部チャンバ１０が絶縁体１４をはさんで相互締結され工
程チャンバを形成している。ここで、前記上部チャンバ
１０及び下部チャンバ１２は、各々上部電極及び下部電
極として機能し、電源から印加された所定の電力によっ
て、上部チャンバ１０及び下部チャンバ１２からなる工
程チャンバ内部に電界を形成することができるように形
成されている。
【０００７】そして、前記上部チャンバ１０上側部に反
応ガス供給源２０と連結された反応ガス供給ライン１８
が貫通挿入され、前記反応ガス供給ライン１８端部にガ
ス噴射板１６が連結されている。前記ガス噴射板１６
は、図２に示すように円板状に形成され、前記円板状の
ガス噴射板１６下部表面には工程チャンバ下方に反応ガ
スを放出できるように複数のガス放出口１７が形成され
ている。また、前記下部チャンバ１２底面部外側から内
側に、駆動源（図示せず）の駆動によって回転する回転
軸２２が内設され、前記回転軸２２端部にはウェーハ２
６を固定して回転させることができるＡｌＮ材質のサセ
プタ（Ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）２４が設けられている。
応ガス供給源２０と連結された反応ガス供給ライン１８
が貫通挿入され、前記反応ガス供給ライン１８端部にガ
ス噴射板１６が連結されている。前記ガス噴射板１６
は、図２に示すように円板状に形成され、前記円板状の
ガス噴射板１６下部表面には工程チャンバ下方に反応ガ
スを放出できるように複数のガス放出口１７が形成され
ている。また、前記下部チャンバ１２底面部外側から内
側に、駆動源（図示せず）の駆動によって回転する回転
軸２２が内設され、前記回転軸２２端部にはウェーハ２
６を固定して回転させることができるＡｌＮ材質のサセ
プタ（Ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）２４が設けられている。
【０００８】前記サセプタ２４内部には、上部に安着し
たウェーハ２６を所定温度で加熱して前記工程チャンバ
の内部温度を調節することができるヒーター（図示せ
ず）が内設されている。そして、下部チャンバ１２一側
底面部には工程チャンバの内部圧力を調節するためのポ
ンピングライン３２が連結され、前記ポンピングライン
３２と真空ポンプ３０が連結されている。
たウェーハ２６を所定温度で加熱して前記工程チャンバ
の内部温度を調節することができるヒーター（図示せ
ず）が内設されている。そして、下部チャンバ１２一側
底面部には工程チャンバの内部圧力を調節するためのポ
ンピングライン３２が連結され、前記ポンピングライン
３２と真空ポンプ３０が連結されている。
【０００９】また、前記下部チャンバ１２一側には工程
チャンバのサセプタ２４上にウェーハ２６がローディン
グ及びアンローディングされる以前及び以後に待機する
ためのロードロックチャンバ２８が連結されている。
チャンバのサセプタ２４上にウェーハ２６がローディン
グ及びアンローディングされる以前及び以後に待機する
ためのロードロックチャンバ２８が連結されている。
【００１０】図３は、従来のナイトライド膜形成用化学
蒸着装置の作用、ならびにこれを利用したナイトライド
膜形成方法を説明するためのブロック図である。以下、
図３を参照して従来のナイトライド膜形成用化学蒸着装
置の作用、ならびにこれを利用したナイトライド膜形成
方法を説明する。従来のナイトライド膜形成方法は、ま
ずＳ２段階で工程チャンバ内壁に誘電率約３．８〜３．
９程度である酸化膜、または誘電率約７．５程度である
ナイトライド膜からなる保護膜を形成する。
蒸着装置の作用、ならびにこれを利用したナイトライド
膜形成方法を説明するためのブロック図である。以下、
図３を参照して従来のナイトライド膜形成用化学蒸着装
置の作用、ならびにこれを利用したナイトライド膜形成
方法を説明する。従来のナイトライド膜形成方法は、ま
ずＳ２段階で工程チャンバ内壁に誘電率約３．８〜３．
９程度である酸化膜、または誘電率約７．５程度である
ナイトライド膜からなる保護膜を形成する。
【００１１】前記保護膜は、工程チャンバ内壁自体のキ
ャパシタンス（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）に起因してプ
ラズマ状態のイオンが工程チャンバ内壁に移動すること
により初期ウェーハ上に形成されたナイトライド膜の膜
厚均一度などが低下することを防止するために形成され
る。
ャパシタンス（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）に起因してプ
ラズマ状態のイオンが工程チャンバ内壁に移動すること
により初期ウェーハ上に形成されたナイトライド膜の膜
厚均一度などが低下することを防止するために形成され
る。
【００１２】そして、前記工程チャンバ内壁に酸化膜か
らなる保護膜を形成する方法では、反応ガス供給源２０
から運搬ガスとして機能する窒素（Ｎ2）ガスと反応ガ
スとして働く酸化窒素（Ｎ2ＯまたはＮＯ）ガスとを各
々工程チャンバ内部に供給した後、前記工程チャンバの
内部温度、電力量及び内部圧力などの各プラズマ発生要
因を適切に調節することによって酸化窒素（Ｎ2Ｏまた
はＮＯ）ガスをプラズマ状態に転換して保護膜を形成す
ることができる。
らなる保護膜を形成する方法では、反応ガス供給源２０
から運搬ガスとして機能する窒素（Ｎ2）ガスと反応ガ
スとして働く酸化窒素（Ｎ2ＯまたはＮＯ）ガスとを各
々工程チャンバ内部に供給した後、前記工程チャンバの
内部温度、電力量及び内部圧力などの各プラズマ発生要
因を適切に調節することによって酸化窒素（Ｎ2Ｏまた
はＮＯ）ガスをプラズマ状態に転換して保護膜を形成す
ることができる。
【００１３】また、前記工程チャンバ内壁にナイトライ
ド膜からなる保護膜を形成する方法では、反応ガス供給
源２０からシラン（ＳｉＨ4）ガス及びアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガスを工程チャンバ内部に供給した後、前記工程
チャンバの内部温度、電力量及び内部圧力などの各プラ
ズマ発生要因を適切に調節することによってシラン（Ｓ
ｉＨ4）ガス及びアンモニア（ＮＨ3）ガスをプラズマ状
態に転換して保護膜を形成することができる。
ド膜からなる保護膜を形成する方法では、反応ガス供給
源２０からシラン（ＳｉＨ4）ガス及びアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガスを工程チャンバ内部に供給した後、前記工程
チャンバの内部温度、電力量及び内部圧力などの各プラ
ズマ発生要因を適切に調節することによってシラン（Ｓ
ｉＨ4）ガス及びアンモニア（ＮＨ3）ガスをプラズマ状
態に転換して保護膜を形成することができる。
【００１４】次に、Ｓ４段階で、ロードロックチャンバ
２８に待機中である複数のウェーハ中一枚のウェーハを
ロボットアームなどの移動手段によって工程チャンバの
サセプタ２４上にローディングする。このとき、前記工
程チャンバは、真空ポンプ３０が稼動されることによっ
て０．５ｍＴｏｒｒ〜０．７ｍＴｏｒｒ（６６．５ｍＰ
ａ〜９３．１ｍＰａ）程度の内部圧力を維持し、前記サ
セプタ２４内部に設けられたヒーターの稼動によって、
サセプタ２４上に配置されたウェーハ２６の温度と工程
チャンバの内部温度とは４００℃程度の温度を維持して
いる。
２８に待機中である複数のウェーハ中一枚のウェーハを
ロボットアームなどの移動手段によって工程チャンバの
サセプタ２４上にローディングする。このとき、前記工
程チャンバは、真空ポンプ３０が稼動されることによっ
て０．５ｍＴｏｒｒ〜０．７ｍＴｏｒｒ（６６．５ｍＰ
ａ〜９３．１ｍＰａ）程度の内部圧力を維持し、前記サ
セプタ２４内部に設けられたヒーターの稼動によって、
サセプタ２４上に配置されたウェーハ２６の温度と工程
チャンバの内部温度とは４００℃程度の温度を維持して
いる。
【００１５】そして、前記サセプタ２４上にウェーハ２
６が配置されれば、前記駆動源の駆動によって、回転軸
２２と連結されたサセプタ２４は所定の速度で回転する
ようになる。続いて、Ｓ６段階で反応ガス供給源２０
は、反応ガス供給ライン１８及びガス噴射板１６を通し
て所定のアンモニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（Ｓｉ
Ｈ4）からなる反応ガスを工程チャンバ内部に供給し、
前記電源は上部チャンバ１０及び下部チャンバ１２に５
００Ｗ〜１，０００Ｗ程度の電力を印加する。
６が配置されれば、前記駆動源の駆動によって、回転軸
２２と連結されたサセプタ２４は所定の速度で回転する
ようになる。続いて、Ｓ６段階で反応ガス供給源２０
は、反応ガス供給ライン１８及びガス噴射板１６を通し
て所定のアンモニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（Ｓｉ
Ｈ4）からなる反応ガスを工程チャンバ内部に供給し、
前記電源は上部チャンバ１０及び下部チャンバ１２に５
００Ｗ〜１，０００Ｗ程度の電力を印加する。
【００１６】このとき、前記工程チャンバ内部に供給さ
れたアンモニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）か
らなる反応ガスは、上部チャンバ１０及び下部チャンバ
１２に印加された５００Ｗ〜１，０００Ｗの電力によっ
て工程チャンバ内部に形成された電界により、活性化さ
れてプラズマ状態に転換される。
れたアンモニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）か
らなる反応ガスは、上部チャンバ１０及び下部チャンバ
１２に印加された５００Ｗ〜１，０００Ｗの電力によっ
て工程チャンバ内部に形成された電界により、活性化さ
れてプラズマ状態に転換される。
【００１７】次に、Ｓ８段階で所定のディレイタイム
（Ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ）を有することによって、サセ
プタ２４上に配置されたウェーハ２６上にプラズマ状態
のイオンが蒸着されナイトライド膜が形成される。続い
て、Ｓ１０段階で反応ガス供給源２０は、アンモニア
（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）からなる反応ガス
の工程チャンバ内部への供給を中断し、前記電源は上部
チャンバ１０及び下部チャンバ１２への５００Ｗ〜１，
０００Ｗの電力印加を中断する。
（Ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ）を有することによって、サセ
プタ２４上に配置されたウェーハ２６上にプラズマ状態
のイオンが蒸着されナイトライド膜が形成される。続い
て、Ｓ１０段階で反応ガス供給源２０は、アンモニア
（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）からなる反応ガス
の工程チャンバ内部への供給を中断し、前記電源は上部
チャンバ１０及び下部チャンバ１２への５００Ｗ〜１，
０００Ｗの電力印加を中断する。
【００１８】引続き、Ｓ１２段階で、工程チャンバのサ
セプタ２４上に配置されたウェーハ２６をロボットアー
ムなどの移動手段によってロードロックチャンバ２８に
アンローディングする。続いて、Ｓ１４段階で真空ポン
プ３０を稼動させ、工程チャンバ内部に残留する未反応
ガス及びパーティクルなどをポンピングライン３２で強
制ポンピングし、前記反応ガス供給源２０により工程チ
ャンバ内部にアルゴン（Ａｒ）ガスなどの洗浄ガスを供
給することによって工程チャンバ内部を洗浄する。
セプタ２４上に配置されたウェーハ２６をロボットアー
ムなどの移動手段によってロードロックチャンバ２８に
アンローディングする。続いて、Ｓ１４段階で真空ポン
プ３０を稼動させ、工程チャンバ内部に残留する未反応
ガス及びパーティクルなどをポンピングライン３２で強
制ポンピングし、前記反応ガス供給源２０により工程チ
ャンバ内部にアルゴン（Ａｒ）ガスなどの洗浄ガスを供
給することによって工程チャンバ内部を洗浄する。
【００１９】前述したような動作原理によって工程チャ
ンバ内部で約２５枚程度のウェーハ上にナイトライド膜
を形成した後、最後にＳ１６段階を遂行することによっ
て、工程チャンバ内壁及び各種部品に蒸着された保護
膜、ナイトライド膜及び反応副産物などをプラズマエッ
チング洗浄する。
ンバ内部で約２５枚程度のウェーハ上にナイトライド膜
を形成した後、最後にＳ１６段階を遂行することによっ
て、工程チャンバ内壁及び各種部品に蒸着された保護
膜、ナイトライド膜及び反応副産物などをプラズマエッ
チング洗浄する。
【００２０】このとき、前記Ｓ１６段階は、反応ガス供
給源２０から反応ガスとして働くナイトロジェントリフ
ルオライド（ＮＦ3）ガスと運搬用ガスとして機能する
アルゴン（Ａｒ）ガスとを工程チャンバ内部に供給した
後、印加電力量及び内部圧力などの各プラズマ発生要因
を適切に調節することによってナイトロジェントリフル
オライド（ＮＦ3）ガスをプラズマ状態に転換すること
により、遂行することができる。
給源２０から反応ガスとして働くナイトロジェントリフ
ルオライド（ＮＦ3）ガスと運搬用ガスとして機能する
アルゴン（Ａｒ）ガスとを工程チャンバ内部に供給した
後、印加電力量及び内部圧力などの各プラズマ発生要因
を適切に調節することによってナイトロジェントリフル
オライド（ＮＦ3）ガスをプラズマ状態に転換すること
により、遂行することができる。
【００２１】しかし、従来のプラズマ化学蒸着装置は、
上部チャンバが円筒状に形成され、工程チャンバ内部に
形成されたプラズマが工程チャンバ全領域に拡散するの
で、プラズマのインテンシティ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）
が低下する問題点があった。また、工程チャンバ内壁と
サセプタ間に一定の離隔空間が形成されているので、プ
ラズマ状態のイオンが工程チャンバ内壁とサセプタ間の
離隔空間に拡散してさらにプラズマのインテンシティが
低下する問題点があった。
上部チャンバが円筒状に形成され、工程チャンバ内部に
形成されたプラズマが工程チャンバ全領域に拡散するの
で、プラズマのインテンシティ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）
が低下する問題点があった。また、工程チャンバ内壁と
サセプタ間に一定の離隔空間が形成されているので、プ
ラズマ状態のイオンが工程チャンバ内壁とサセプタ間の
離隔空間に拡散してさらにプラズマのインテンシティが
低下する問題点があった。
【００２２】そして、上部チャンバとサセプタ間に配置
されたガス噴射板が工程チャンバ下方に反応ガスを噴射
するようになっているので、ガス噴射板から噴射された
反応ガスは十分にプラズマ状態に転換されずウェーハ上
にすぐ蒸着され、ナイトライド膜の材質特性が劣化し、
特に未反応性パーティクルがウェーハ上に蒸着される等
の問題点があった。
されたガス噴射板が工程チャンバ下方に反応ガスを噴射
するようになっているので、ガス噴射板から噴射された
反応ガスは十分にプラズマ状態に転換されずウェーハ上
にすぐ蒸着され、ナイトライド膜の材質特性が劣化し、
特に未反応性パーティクルがウェーハ上に蒸着される等
の問題点があった。
【００２３】また、工程チャンバ内壁に形成された保護
膜は約３．８〜３．９程度の誘電率を有した酸化膜、ま
たは約７．５程度の誘電率を有したナイトライド膜から
なり、保護膜の誘電率が高く、誘電率と比例関係である
キャパシタンスも高まることによって、工程チャンバ内
部に形成されたプラズマ状態のイオンが工程チャンバ内
壁に移動しウェーハ上に十分なプラズマ状態のイオンが
蒸着できず、ナイトライド膜厚均一性などの膜質特性が
劣化する問題点があった。
膜は約３．８〜３．９程度の誘電率を有した酸化膜、ま
たは約７．５程度の誘電率を有したナイトライド膜から
なり、保護膜の誘電率が高く、誘電率と比例関係である
キャパシタンスも高まることによって、工程チャンバ内
部に形成されたプラズマ状態のイオンが工程チャンバ内
壁に移動しウェーハ上に十分なプラズマ状態のイオンが
蒸着できず、ナイトライド膜厚均一性などの膜質特性が
劣化する問題点があった。
【００２４】そして、ナイトライド膜を形成するために
アンモニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）からな
る反応ガスを工程チャンバ内部に同時に供給することに
よって、シラン（ＳｉＨ4）ガスがアンモニア（ＮＨ3）
ガスより先にまずプラズマ状態に転換されて反応するの
で、ポリシリコン（Ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ）成分のパ
ーティクルを発生させる問題点があった。
アンモニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）からな
る反応ガスを工程チャンバ内部に同時に供給することに
よって、シラン（ＳｉＨ4）ガスがアンモニア（ＮＨ3）
ガスより先にまずプラズマ状態に転換されて反応するの
で、ポリシリコン（Ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ）成分のパ
ーティクルを発生させる問題点があった。
【００２５】また、約４００℃程度の低温でアンモニア
（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）からなる反応ガス
をプラズマ状態に転換することによって形成されたナイ
トライド膜は後続熱処理工程による熱的ストレスが大き
くリフティングされ、水素（Ｈ）不純物含有量が高く、
形成された薄膜の密度が低く、耐酸化性に脆弱であるな
どの問題点を誘発した。
（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）からなる反応ガス
をプラズマ状態に転換することによって形成されたナイ
トライド膜は後続熱処理工程による熱的ストレスが大き
くリフティングされ、水素（Ｈ）不純物含有量が高く、
形成された薄膜の密度が低く、耐酸化性に脆弱であるな
どの問題点を誘発した。
【００２６】
【特許文献１】米国特許第６，２８１，１４６号明細書
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、工程
チャンバ内部にインテンシティが高いプラズマを発生さ
せて良質のナイトライド膜を形成することができるプラ
ズマ化学蒸着装置及びこれを利用したナイトライド膜形
成方法を提供することにある。
チャンバ内部にインテンシティが高いプラズマを発生さ
せて良質のナイトライド膜を形成することができるプラ
ズマ化学蒸着装置及びこれを利用したナイトライド膜形
成方法を提供することにある。
【００２８】本発明の他の目的は、工程チャンバ内部に
供給された反応ガスを十分にプラズマ状態に転換するこ
とによって、未反応性パーティクルがウェーハ上に蒸着
されることを防止できるプラズマ化学蒸着装置及びこれ
を利用したナイトライド膜形成方法を提供することにあ
る。
供給された反応ガスを十分にプラズマ状態に転換するこ
とによって、未反応性パーティクルがウェーハ上に蒸着
されることを防止できるプラズマ化学蒸着装置及びこれ
を利用したナイトライド膜形成方法を提供することにあ
る。
【００２９】本発明のさらに他の目的は、工程チャンバ
内壁に誘電率が低い保護膜を形成してキャパシタンスを
縮少させることによって、プラズマ状態のイオンが工程
チャンバ内壁に移動してプラズマのインテンシティが低
くなることを防止できるプラズマ化学蒸着装置及びこれ
を利用したナイトライド膜形成方法を提供することにあ
る。
内壁に誘電率が低い保護膜を形成してキャパシタンスを
縮少させることによって、プラズマ状態のイオンが工程
チャンバ内壁に移動してプラズマのインテンシティが低
くなることを防止できるプラズマ化学蒸着装置及びこれ
を利用したナイトライド膜形成方法を提供することにあ
る。
【００３０】本発明のさらに他の目的は、ナイトライド
膜を形成するために工程チャンバ内部に供給されたシラ
ン（ＳｉＨ4）ガスが早期にプラズマ状態に転換される
ことに起因するポリシリコン成分のパーティクルの発生
を防止できるプラズマ化学蒸着装置及びこれを利用した
ナイトライド膜形成方法を提供することにある。
膜を形成するために工程チャンバ内部に供給されたシラ
ン（ＳｉＨ4）ガスが早期にプラズマ状態に転換される
ことに起因するポリシリコン成分のパーティクルの発生
を防止できるプラズマ化学蒸着装置及びこれを利用した
ナイトライド膜形成方法を提供することにある。
【００３１】本発明のさらに他の目的は、約４００℃程
度の低温で反応ガスをプラズマ状態に転換することによ
って形成されたナイトライド膜の後続熱処理工程での熱
的ストレスが大きく、水素（Ｈ）不純物含有量が高く、
形成された薄膜の密度が低く、耐酸化性に脆弱であるな
どの問題点の発生を防止できるプラズマ化学蒸着装置及
びこれを利用したナイトライド膜形成方法を提供するこ
とにある。
度の低温で反応ガスをプラズマ状態に転換することによ
って形成されたナイトライド膜の後続熱処理工程での熱
的ストレスが大きく、水素（Ｈ）不純物含有量が高く、
形成された薄膜の密度が低く、耐酸化性に脆弱であるな
どの問題点の発生を防止できるプラズマ化学蒸着装置及
びこれを利用したナイトライド膜形成方法を提供するこ
とにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明によるプラズマ化学蒸着装置は、ドーム型の上
部チャンバ、ならびに前記上部チャンバと絶縁体をはさ
んで締結された下部チャンバからなる工程チャンバと、
前記工程チャンバ内部に設けられて前記工程チャンバ内
側上方に反応ガスを放出する反応ガス放出リングと、前
記反応ガス放出リング下部の前記工程チャンバ内部に設
けられ、前記工程チャンバの内部温度、ならびに上部に
配置されたウェーハの温度とを調節するためのヒーター
が内設され、前記ウェーハを固定して回転させることが
できるサセプタと、前記サセプタ上端部外側に設けられ
たプラズマ補正リングと、前記工程チャンバと連結され
た真空ポンプと、前記上部チャンバ及び下部チャンバと
連結された電源とを備えることを特徴とする。
の本発明によるプラズマ化学蒸着装置は、ドーム型の上
部チャンバ、ならびに前記上部チャンバと絶縁体をはさ
んで締結された下部チャンバからなる工程チャンバと、
前記工程チャンバ内部に設けられて前記工程チャンバ内
側上方に反応ガスを放出する反応ガス放出リングと、前
記反応ガス放出リング下部の前記工程チャンバ内部に設
けられ、前記工程チャンバの内部温度、ならびに上部に
配置されたウェーハの温度とを調節するためのヒーター
が内設され、前記ウェーハを固定して回転させることが
できるサセプタと、前記サセプタ上端部外側に設けられ
たプラズマ補正リングと、前記工程チャンバと連結され
た真空ポンプと、前記上部チャンバ及び下部チャンバと
連結された電源とを備えることを特徴とする。
【００３３】ここで、前記反応ガス放出リング内側部に
は前記反応ガスを放出する複数のガス放出口が形成さ
れ、前記ガス放出口は前記工程チャンバ内側上方に向け
て３０゜〜６０゜程度の角度で傾斜することができる。
そして、前記反応ガス放出リングは、ステンレススチー
ル（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）からなることが
でき、前記工程チャンバ一側部にウェーハローディング
及びアンローディング用として連結されたロードロック
チャンバを備えることができる。また、前記サセプタ表
面に酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）がコーティングされ
ることによって、前記工程チャンバ内壁をプラズマエッ
チング洗浄する過程でサセプタ表面がエッチングされる
ことを防止できる。
は前記反応ガスを放出する複数のガス放出口が形成さ
れ、前記ガス放出口は前記工程チャンバ内側上方に向け
て３０゜〜６０゜程度の角度で傾斜することができる。
そして、前記反応ガス放出リングは、ステンレススチー
ル（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）からなることが
でき、前記工程チャンバ一側部にウェーハローディング
及びアンローディング用として連結されたロードロック
チャンバを備えることができる。また、前記サセプタ表
面に酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）がコーティングされ
ることによって、前記工程チャンバ内壁をプラズマエッ
チング洗浄する過程でサセプタ表面がエッチングされる
ことを防止できる。
【００３４】そして、本発明によるプラズマ化学蒸着装
置を利用したナイトライド膜形成方法は、サセプタ上に
ウェーハをローディングする段階と、工程チャンバ内部
に窒素（Ｎ）成分を含む第１反応ガスを供給する段階
と、所定の１次ディレイタイムを有した後、前記工程チ
ャンバに電力を印加して前記第１反応ガスをプラズマ状
態に転換することにより前記ウェーハ上に基礎層を形成
する段階と、所定の２次ディレイタイムを有した後、前
記工程チャンバ内部にシリコン（Ｓｉ）成分を含む第２
反応ガスを供給して前記第２反応ガスをプラズマ状態に
転換することにより、前記基礎層が形成されたウェーハ
上にナイトライド膜を形成する段階と、所定の３次ディ
レイタイムを有した後、前記第１反応ガス及び第２反応
ガスの供給を中断する段階と、所定の４次ディレイタイ
ムを有した後、前記電力の印加を中断する段階と、前記
サセプタ上に配置されたウェーハをアンローディングす
る段階とを含むことを特徴とする。
置を利用したナイトライド膜形成方法は、サセプタ上に
ウェーハをローディングする段階と、工程チャンバ内部
に窒素（Ｎ）成分を含む第１反応ガスを供給する段階
と、所定の１次ディレイタイムを有した後、前記工程チ
ャンバに電力を印加して前記第１反応ガスをプラズマ状
態に転換することにより前記ウェーハ上に基礎層を形成
する段階と、所定の２次ディレイタイムを有した後、前
記工程チャンバ内部にシリコン（Ｓｉ）成分を含む第２
反応ガスを供給して前記第２反応ガスをプラズマ状態に
転換することにより、前記基礎層が形成されたウェーハ
上にナイトライド膜を形成する段階と、所定の３次ディ
レイタイムを有した後、前記第１反応ガス及び第２反応
ガスの供給を中断する段階と、所定の４次ディレイタイ
ムを有した後、前記電力の印加を中断する段階と、前記
サセプタ上に配置されたウェーハをアンローディングす
る段階とを含むことを特徴とする。
【００３５】ここで、前記サセプタ上のウェーハのロー
ディング及びアンローディングが前記工程チャンバと連
設されたロードロックチャンバを通して遂行されること
により、ウェーハ上に形成されたタングステン膜などが
外部環境に露出して酸化することを防止できる。そし
て、前記第１反応ガスとしてアンモニア（ＮＨ3）ガス
を用い、前記第２反応ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）ガ
スを用いることができる。
ディング及びアンローディングが前記工程チャンバと連
設されたロードロックチャンバを通して遂行されること
により、ウェーハ上に形成されたタングステン膜などが
外部環境に露出して酸化することを防止できる。そし
て、前記第１反応ガスとしてアンモニア（ＮＨ3）ガス
を用い、前記第２反応ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）ガ
スを用いることができる。
【００３６】また、前記工程チャンバの内部温度は、５
８０℃〜６７０℃になされ、前記工程チャンバの内部圧
力は０．５ｍＴｏｒｒ〜０．７ｍＴｏｒｒ（６６．５ｍ
Ｐａ〜９３．１ｍＰａ）になされ、前記電力は１００Ｗ
〜７００Ｗになされることができる。そして、前記サセ
プタ上にウェーハをローディングする以前に、前記工程
チャンバ内壁に誘電率が相異なった２つ以上の薄膜、す
なわち酸化膜及びナイトライド膜からなる保護膜を形成
する段階を含むことができる。
８０℃〜６７０℃になされ、前記工程チャンバの内部圧
力は０．５ｍＴｏｒｒ〜０．７ｍＴｏｒｒ（６６．５ｍ
Ｐａ〜９３．１ｍＰａ）になされ、前記電力は１００Ｗ
〜７００Ｗになされることができる。そして、前記サセ
プタ上にウェーハをローディングする以前に、前記工程
チャンバ内壁に誘電率が相異なった２つ以上の薄膜、す
なわち酸化膜及びナイトライド膜からなる保護膜を形成
する段階を含むことができる。
【００３７】このとき、前記酸化膜は、前記工程チャン
バ内部に酸化窒素（Ｎ2ＯまたはＮＯ）ガスを供給して
プラズマ状態に転換することにより形成することがで
き、前記ナイトライド膜は前記工程チャンバ内部にアン
モニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）ガスを供給
してプラズマ状態に転換することにより形成することが
できる。
バ内部に酸化窒素（Ｎ2ＯまたはＮＯ）ガスを供給して
プラズマ状態に転換することにより形成することがで
き、前記ナイトライド膜は前記工程チャンバ内部にアン
モニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（ＳｉＨ4）ガスを供給
してプラズマ状態に転換することにより形成することが
できる。
【００３８】また、前記サセプタ上に配置されたウェー
ハをアンローディングした後、前記工程チャンバ内部の
残留ガスを外部に強制ポンピングして、前記工程チャン
バ内部に洗浄ガスを供給する段階をさらに含むことがで
きる。そして、前記サセプタ上に配置されたウェーハを
アンローディングした後、インサイチュ（Ｉｎ−ｓｉｔ
ｕ）で前記工程チャンバ内壁及び各種部品をプラズマエ
ッチング洗浄する段階をさらに含むことができる。この
とき、前記プラズマエッチング洗浄は、前記工程チャン
バ内部にナイトロジェントリフルオライド（ＮＦ3）ガ
スを供給してプラズマ状態に転換することにより遂行す
ることができる。
ハをアンローディングした後、前記工程チャンバ内部の
残留ガスを外部に強制ポンピングして、前記工程チャン
バ内部に洗浄ガスを供給する段階をさらに含むことがで
きる。そして、前記サセプタ上に配置されたウェーハを
アンローディングした後、インサイチュ（Ｉｎ−ｓｉｔ
ｕ）で前記工程チャンバ内壁及び各種部品をプラズマエ
ッチング洗浄する段階をさらに含むことができる。この
とき、前記プラズマエッチング洗浄は、前記工程チャン
バ内部にナイトロジェントリフルオライド（ＮＦ3）ガ
スを供給してプラズマ状態に転換することにより遂行す
ることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の具
体的な実施例を詳細に説明する。本発明の一実施例によ
る半導体素子製造用のプラズマ化学蒸着装置は、図４に
示すように円形の下部チャンバ４２とドーム型の上部チ
ャンバ４０とがステンレススチール材質の反応ガス放出
リング４４をはさんで相互締結され、工程チャンバを形
成している。
体的な実施例を詳細に説明する。本発明の一実施例によ
る半導体素子製造用のプラズマ化学蒸着装置は、図４に
示すように円形の下部チャンバ４２とドーム型の上部チ
ャンバ４０とがステンレススチール材質の反応ガス放出
リング４４をはさんで相互締結され、工程チャンバを形
成している。
【００４０】前記上部チャンバ４０及び下部チャンバ４
２は、各々上部電極及び下部電極として機能し、電源か
ら印加された所定の電力によって上部チャンバ４０及び
下部チャンバ４２からなる工程チャンバ内部に電界を形
成することができるように形成されている。そして、前
記上部チャンバ４０及び下部チャンバ４２は、反応ガス
放出リング４４以外の他の絶縁部品によって相互絶縁さ
れうるが、前記反応ガス放出リング４４は工程チャンバ
内部に固定手段によって取り付けられる場合もある。
２は、各々上部電極及び下部電極として機能し、電源か
ら印加された所定の電力によって上部チャンバ４０及び
下部チャンバ４２からなる工程チャンバ内部に電界を形
成することができるように形成されている。そして、前
記上部チャンバ４０及び下部チャンバ４２は、反応ガス
放出リング４４以外の他の絶縁部品によって相互絶縁さ
れうるが、前記反応ガス放出リング４４は工程チャンバ
内部に固定手段によって取り付けられる場合もある。
【００４１】前記上部チャンバ４０がドーム型に製作さ
れることによって、工程チャンバ内部に形成されるプラ
ズマのインテンシティを向上させることができる。ま
た、前記反応ガス放出リング４４は、図５に示すように
下部チャンバ４２及び上部チャンバ４０と締結されるこ
とができる適正な大きさで製作されており、前記反応ガ
ス放出リング４４内面には３０゜〜６０゜、望ましくは
約４５゜程度上方に傾斜した複数のガス放出口４５が形
成されており、約４５゜程度の上方に反応ガスを放出で
きるようになっている。そして、前記反応ガス放出リン
グ４４と反応ガス供給源４８が反応ガス供給ライン４６
によって相互連結されている。
れることによって、工程チャンバ内部に形成されるプラ
ズマのインテンシティを向上させることができる。ま
た、前記反応ガス放出リング４４は、図５に示すように
下部チャンバ４２及び上部チャンバ４０と締結されるこ
とができる適正な大きさで製作されており、前記反応ガ
ス放出リング４４内面には３０゜〜６０゜、望ましくは
約４５゜程度上方に傾斜した複数のガス放出口４５が形
成されており、約４５゜程度の上方に反応ガスを放出で
きるようになっている。そして、前記反応ガス放出リン
グ４４と反応ガス供給源４８が反応ガス供給ライン４６
によって相互連結されている。
【００４２】前記反応ガス放出リング４４は、約４５゜
程度の角度で工程チャンバ内側上方に反応ガスを放出す
ることによって、反応ガスがウェーハに到達する以前に
工程チャンバ内部で所定時間滞留して十分にプラズマ状
態に転換されうるように形成されている。そして、前記
下部チャンバ４２底面部外側から内側に、駆動源（図示
せず）の駆動によって回転する回転軸５０が内設されて
おり、前記回転軸５０端部にはウェーハ５６を固定する
ＡｌＮ材質のサセプタ５２が設けられている。
程度の角度で工程チャンバ内側上方に反応ガスを放出す
ることによって、反応ガスがウェーハに到達する以前に
工程チャンバ内部で所定時間滞留して十分にプラズマ状
態に転換されうるように形成されている。そして、前記
下部チャンバ４２底面部外側から内側に、駆動源（図示
せず）の駆動によって回転する回転軸５０が内設されて
おり、前記回転軸５０端部にはウェーハ５６を固定する
ＡｌＮ材質のサセプタ５２が設けられている。
【００４３】前記サセプタ５２内部には上部に安着した
ウェーハ５６を約６５０℃程度の温度で加熱して、工程
チャンバの内部温度も約６５０℃程度の温度で加熱でき
るヒーターが内設されている。特に、前記サセプタ５２
表面には約６５０℃程度の温度でプラズマ状態に転換さ
れたイオンによってＡｌＮ材質のサセプタ５２がエッチ
ングされることを防止するように、高温に対する耐性が
優れた酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）がコーティングさ
れている。
ウェーハ５６を約６５０℃程度の温度で加熱して、工程
チャンバの内部温度も約６５０℃程度の温度で加熱でき
るヒーターが内設されている。特に、前記サセプタ５２
表面には約６５０℃程度の温度でプラズマ状態に転換さ
れたイオンによってＡｌＮ材質のサセプタ５２がエッチ
ングされることを防止するように、高温に対する耐性が
優れた酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）がコーティングさ
れている。
【００４４】そして、前記サセプタ５２上端部外側には
ステンレススチール材質のプラズマ補正リング５４が設
けられている。前記プラズマ補正リング５４は、下部チ
ャンバ４２内壁とサセプタ５２間の離隔距離を縮少させ
ることによって、工程チャンバ内部に形成されたプラズ
マ状態のイオンが下部チャンバ４２の内壁とサセプタ５
２間に拡散することを防止するように形成されている。
そして、前記下部チャンバ４２一側部にはサセプタ５２
にウェーハ５６がローディング及びアンローディングさ
れる際に使用されるロードロックチャンバ５８が連結さ
れており、前記下部チャンバ４２一側底面部には工程チ
ャンバの内部圧力を調節するための真空ポンプ６０がポ
ンピングライン６２によって連結されている。
ステンレススチール材質のプラズマ補正リング５４が設
けられている。前記プラズマ補正リング５４は、下部チ
ャンバ４２内壁とサセプタ５２間の離隔距離を縮少させ
ることによって、工程チャンバ内部に形成されたプラズ
マ状態のイオンが下部チャンバ４２の内壁とサセプタ５
２間に拡散することを防止するように形成されている。
そして、前記下部チャンバ４２一側部にはサセプタ５２
にウェーハ５６がローディング及びアンローディングさ
れる際に使用されるロードロックチャンバ５８が連結さ
れており、前記下部チャンバ４２一側底面部には工程チ
ャンバの内部圧力を調節するための真空ポンプ６０がポ
ンピングライン６２によって連結されている。
【００４５】図６は、本発明の一実施例によるナイトラ
イド膜形成用のプラズマ化学蒸着装置の作用、ならびに
これを用いたナイトライド膜形成方法を説明するための
ブロック図である。以下、図６を参照して、本発明の一
実施例によるナイトライド膜形成用のプラズマ化学蒸着
装置の作用及びナイトライド膜形成方法を具体的に説明
する。
イド膜形成用のプラズマ化学蒸着装置の作用、ならびに
これを用いたナイトライド膜形成方法を説明するための
ブロック図である。以下、図６を参照して、本発明の一
実施例によるナイトライド膜形成用のプラズマ化学蒸着
装置の作用及びナイトライド膜形成方法を具体的に説明
する。
【００４６】本実施例によるナイトライド膜の形成方法
は、図６に示すようにＳ２０段階で工程チャンバの内壁
に約３．８〜３．９程度の誘電率を有した酸化膜（Ａ）
と、約７．５程度の誘電率を有したナイトライド膜
（Ｂ）とからなる保護膜をまず形成する。このとき、前
記保護膜は、工程チャンバ内壁自体のキャパシタンスに
起因してプラズマ状態のイオンが工程チャンバ内壁に移
動することにより、初期ウェーハ上に形成されたナイト
ライド膜の膜厚均一度などが低下することを防止するた
めに形成される。
は、図６に示すようにＳ２０段階で工程チャンバの内壁
に約３．８〜３．９程度の誘電率を有した酸化膜（Ａ）
と、約７．５程度の誘電率を有したナイトライド膜
（Ｂ）とからなる保護膜をまず形成する。このとき、前
記保護膜は、工程チャンバ内壁自体のキャパシタンスに
起因してプラズマ状態のイオンが工程チャンバ内壁に移
動することにより、初期ウェーハ上に形成されたナイト
ライド膜の膜厚均一度などが低下することを防止するた
めに形成される。
【００４７】ここで、本実施例による保護膜の誘電率
は、酸化膜の誘電率（Ａ）×ナイトライド膜の誘電率
（Ｂ）／（酸化膜の誘電率（Ａ）＋ナイトライド膜の誘
電率（Ｂ））で計算されて約２．５程度を示す。したが
って、本実施例による保護膜は、酸化膜またはナイトラ
イド膜の誘電率より低く工程チャンバ内壁のキャパシタ
ンスを従来より低めることによって、工程チャンバ内部
で形成されたプラズマ状態のイオンが工程チャンバ内壁
に移動することを効果的に防止できるように形成され
る。
は、酸化膜の誘電率（Ａ）×ナイトライド膜の誘電率
（Ｂ）／（酸化膜の誘電率（Ａ）＋ナイトライド膜の誘
電率（Ｂ））で計算されて約２．５程度を示す。したが
って、本実施例による保護膜は、酸化膜またはナイトラ
イド膜の誘電率より低く工程チャンバ内壁のキャパシタ
ンスを従来より低めることによって、工程チャンバ内部
で形成されたプラズマ状態のイオンが工程チャンバ内壁
に移動することを効果的に防止できるように形成され
る。
【００４８】また、本実施例による保護膜の酸化膜は、
反応ガス供給源４８から運搬ガスとして用いられる窒素
（Ｎ2）ガスと反応ガスとして働く酸化窒素（Ｎ2Ｏまた
はＮＯ）ガスとを工程チャンバ内部に供給した後、前記
工程チャンバの内部温度、電力量及び内部圧力などの各
プラズマ発生要因を適切に調節して酸化窒素（Ｎ2Ｏガ
スまたはＮＯ）ガスをプラズマ状態に転換することによ
って形成することができる。
反応ガス供給源４８から運搬ガスとして用いられる窒素
（Ｎ2）ガスと反応ガスとして働く酸化窒素（Ｎ2Ｏまた
はＮＯ）ガスとを工程チャンバ内部に供給した後、前記
工程チャンバの内部温度、電力量及び内部圧力などの各
プラズマ発生要因を適切に調節して酸化窒素（Ｎ2Ｏガ
スまたはＮＯ）ガスをプラズマ状態に転換することによ
って形成することができる。
【００４９】そして、本実施例による保護膜のナイトラ
イド膜は、反応ガス供給源４８から工程チャンバ内部に
シラン（ＳｉＨ4）ガス及びアンモニア（ＮＨ3）ガスを
供給した後、前記工程チャンバの内部温度、電力量及び
内部圧力などの各プラズマ発生要因を適切に調節してシ
ラン（ＳｉＨ4）ガス及びアンモニア（ＮＨ3）ガスをプ
ラズマ状態に転換することによって形成することができ
る。
イド膜は、反応ガス供給源４８から工程チャンバ内部に
シラン（ＳｉＨ4）ガス及びアンモニア（ＮＨ3）ガスを
供給した後、前記工程チャンバの内部温度、電力量及び
内部圧力などの各プラズマ発生要因を適切に調節してシ
ラン（ＳｉＨ4）ガス及びアンモニア（ＮＨ3）ガスをプ
ラズマ状態に転換することによって形成することができ
る。
【００５０】次に、Ｓ２２段階で、ロードロックチャン
バ５８に待機中である複数のウェーハ中一枚のウェーハ
５６をロボットアームなどの移動手段によってサセプタ
５２上にローディングする。このとき、前記ウェーハ５
６は約２００ｍＴｏｒｒ（２６．６Ｐａ）程度の真空状
態のロードロックチャンバ５８内部に待機するので、一
連の半導体製造工程の遂行によってウェーハ５６上に形
成されたタングステン（Ｗ）材質の特定膜の酸化が防止
される。
バ５８に待機中である複数のウェーハ中一枚のウェーハ
５６をロボットアームなどの移動手段によってサセプタ
５２上にローディングする。このとき、前記ウェーハ５
６は約２００ｍＴｏｒｒ（２６．６Ｐａ）程度の真空状
態のロードロックチャンバ５８内部に待機するので、一
連の半導体製造工程の遂行によってウェーハ５６上に形
成されたタングステン（Ｗ）材質の特定膜の酸化が防止
される。
【００５１】そして、前記ウェーハ５６がサセプタ５２
上にローディングされる真空チャンバは、真空ポンプ６
０が稼動されることによって０．５ｍＴｏｒｒ〜０．７
ｍＴｏｒｒ（６６．５ｍＰａ〜９３．１ｍＰａ）程度の
真空状態を維持し、前記サセプタ５２内部に設けられた
ヒーターが稼動されることによってウェーハ５６は５８
０℃〜６７０℃程度の温度に加熱され、前記工程チャン
バ内部も５８０℃〜６７０℃程度に加熱される。また、
前記ウェーハがサセプタ５２上にローディングされる
と、回転軸５０と連結されたサセプタ５２は前記駆動源
の駆動によって所定の速度で回転しウェーハ５６を回転
させる。
上にローディングされる真空チャンバは、真空ポンプ６
０が稼動されることによって０．５ｍＴｏｒｒ〜０．７
ｍＴｏｒｒ（６６．５ｍＰａ〜９３．１ｍＰａ）程度の
真空状態を維持し、前記サセプタ５２内部に設けられた
ヒーターが稼動されることによってウェーハ５６は５８
０℃〜６７０℃程度の温度に加熱され、前記工程チャン
バ内部も５８０℃〜６７０℃程度に加熱される。また、
前記ウェーハがサセプタ５２上にローディングされる
と、回転軸５０と連結されたサセプタ５２は前記駆動源
の駆動によって所定の速度で回転しウェーハ５６を回転
させる。
【００５２】引続き、Ｓ２４段階で反応ガス供給源４８
は、反応ガス供給ライン４６及び反応ガス放出リング４
４を通して２００ＳＣＣＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｂ
ｉｃｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）程度のアン
モニア（ＮＨ3）ガスを工程チャンバ内部にまず供給す
る。
は、反応ガス供給ライン４６及び反応ガス放出リング４
４を通して２００ＳＣＣＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｂ
ｉｃｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）程度のアン
モニア（ＮＨ3）ガスを工程チャンバ内部にまず供給す
る。
【００５３】次に、Ｓ２６段階で約１０秒程度の１次デ
ィレイタイムを有する。続いて、Ｓ２８段階で、上部電
極及び下部電極として働く上部チャンバ４０及び下部チ
ャンバ４２に１００Ｗ〜７００Ｗの電力を印加すること
によって、工程チャンバ内部に供給されるアンモニア
（ＮＨ3）ガスはプラズマ状態に転換される。
ィレイタイムを有する。続いて、Ｓ２８段階で、上部電
極及び下部電極として働く上部チャンバ４０及び下部チ
ャンバ４２に１００Ｗ〜７００Ｗの電力を印加すること
によって、工程チャンバ内部に供給されるアンモニア
（ＮＨ3）ガスはプラズマ状態に転換される。
【００５４】このとき、前記アンモニア（ＮＨ3）ガス
は反応ガス供給源４８の供給圧力によって反応ガス放出
リング４４のガス放出口４５を通して約４５゜の角度で
工程チャンバ内側上部に噴射され、十分な反応時間を有
してプラズマ状態に転換される。そして、プラズマ状態
のアンモニア（ＮＨ3）ガスの窒素（Ｎ）成分がまずウ
ェーハ５６上に蒸着され、シード（Ｓｅｅｄ）として働
く基礎膜を形成するので、後続のシラン（ＳｉＨ4）ガ
スの供給によってウェーハ５６上に形成されるナイトラ
イド膜の膜厚均一度、反射率及び吸収率などを改善する
ことができる。
は反応ガス供給源４８の供給圧力によって反応ガス放出
リング４４のガス放出口４５を通して約４５゜の角度で
工程チャンバ内側上部に噴射され、十分な反応時間を有
してプラズマ状態に転換される。そして、プラズマ状態
のアンモニア（ＮＨ3）ガスの窒素（Ｎ）成分がまずウ
ェーハ５６上に蒸着され、シード（Ｓｅｅｄ）として働
く基礎膜を形成するので、後続のシラン（ＳｉＨ4）ガ
スの供給によってウェーハ５６上に形成されるナイトラ
イド膜の膜厚均一度、反射率及び吸収率などを改善する
ことができる。
【００５５】また、アンモニア（ＮＨ3）ガスをプラズ
マ状態に転換するために１００Ｗ〜７００Ｗ程度の低電
力を用いることによって、プラズマ状態のイオンがウェ
ーハ上に衝撃を加えることが防止される。そして、本実
施例によって工程チャンバの上部チャンバ４０がドーム
型に製作され、前記サセプタ５２上端部外側にプラズマ
補正リング５４が備えられることによって、工程チャン
バ内部に形成されたプラズマ状態のアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガスのインテンシティは向上される。
マ状態に転換するために１００Ｗ〜７００Ｗ程度の低電
力を用いることによって、プラズマ状態のイオンがウェ
ーハ上に衝撃を加えることが防止される。そして、本実
施例によって工程チャンバの上部チャンバ４０がドーム
型に製作され、前記サセプタ５２上端部外側にプラズマ
補正リング５４が備えられることによって、工程チャン
バ内部に形成されたプラズマ状態のアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガスのインテンシティは向上される。
【００５６】続いて、Ｓ３０段階で約１０秒程度の２次
ディレイタイムを有する。次に、Ｓ３２段階で反応ガス
供給源４８は、反応ガス供給ライン４６及び反応ガス放
出リング４４を通して７０ＳＣＣＭ〜１００ＳＣＣＭ程
度のシラン（ＳｉＨ4）ガスを工程チャンバ内部に供給
する。
ディレイタイムを有する。次に、Ｓ３２段階で反応ガス
供給源４８は、反応ガス供給ライン４６及び反応ガス放
出リング４４を通して７０ＳＣＣＭ〜１００ＳＣＣＭ程
度のシラン（ＳｉＨ4）ガスを工程チャンバ内部に供給
する。
【００５７】このとき、前記工程チャンバ内部に供給さ
れるシラン（ＳｉＨ4）ガスは、工程チャンバの内部圧
力、温度及び電界などのプラズマ発生要因によってすぐ
プラズマ状態に転換され、プラズマ状態のシラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスはプラズマ状態に転換されたアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガスと反応してウェーハ５６上にナイトライド膜
（Ｓｉ3Ｎ4）が形成され、反応副産物として発生する水
素（Ｈ2）ガスは外部に放出される。
れるシラン（ＳｉＨ4）ガスは、工程チャンバの内部圧
力、温度及び電界などのプラズマ発生要因によってすぐ
プラズマ状態に転換され、プラズマ状態のシラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスはプラズマ状態に転換されたアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガスと反応してウェーハ５６上にナイトライド膜
（Ｓｉ3Ｎ4）が形成され、反応副産物として発生する水
素（Ｈ2）ガスは外部に放出される。
【００５８】そして、前記工程チャンバの内部温度が５
８０℃〜６７０℃程度の高温を維持することによって、
前記工程チャンバ内部で形成されたナイトライド膜は後
続熱処理によってリフティングされたり、水素（Ｈ）不
純物含有量が高くて密度が低く、耐酸化性に脆弱である
などの問題点は発生しない。
８０℃〜６７０℃程度の高温を維持することによって、
前記工程チャンバ内部で形成されたナイトライド膜は後
続熱処理によってリフティングされたり、水素（Ｈ）不
純物含有量が高くて密度が低く、耐酸化性に脆弱である
などの問題点は発生しない。
【００５９】そして、前記シラン（ＳｉＨ4）ガスは、
反応ガス供給源４８の供給圧力によって反応ガス放出リ
ング４４のガス放出口４５を通して約４５゜の角度で工
程チャンバ内側上部に噴射され、十分な反応時間を有し
てプラズマ状態に転換されるので、未反応性パーティク
ルがウェーハ上に蒸着されることが防止される。
反応ガス供給源４８の供給圧力によって反応ガス放出リ
ング４４のガス放出口４５を通して約４５゜の角度で工
程チャンバ内側上部に噴射され、十分な反応時間を有し
てプラズマ状態に転換されるので、未反応性パーティク
ルがウェーハ上に蒸着されることが防止される。
【００６０】また、本実施例によってシラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスがアンモニア（ＮＨ3）ガス以後に工程チャン
バ内部に供給されてプラズマ状態に転換されることによ
っり、シラン（ＳｉＨ4）ガスが早期に工程チャンバ内
部でプラズマ状態に転換されてポリシリコン成分のパー
ティクルを発生させることを防止できる。
Ｈ4）ガスがアンモニア（ＮＨ3）ガス以後に工程チャン
バ内部に供給されてプラズマ状態に転換されることによ
っり、シラン（ＳｉＨ4）ガスが早期に工程チャンバ内
部でプラズマ状態に転換されてポリシリコン成分のパー
ティクルを発生させることを防止できる。
【００６１】また、本実施例によって工程チャンバの上
部チャンバ４０がドーム型に製作され、前記サセプタ５
２上端部外側にプラズマ補正リング５４が備えられるこ
とによって、工程チャンバ内部に形成されたプラズマ状
態のシラン（ＳｉＨ4）ガスのインテンシティは向上さ
れ、ウェーハ上に形成されるナイトライド膜の膜厚均一
度などの膜質特性は向上される。そして、シラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスをプラズマ状態に転換するために１００Ｗ〜
７００Ｗ程度の低電力を用いることによって、プラズマ
状態のイオンがウェーハ上に衝撃を加えることが防止さ
れる。
部チャンバ４０がドーム型に製作され、前記サセプタ５
２上端部外側にプラズマ補正リング５４が備えられるこ
とによって、工程チャンバ内部に形成されたプラズマ状
態のシラン（ＳｉＨ4）ガスのインテンシティは向上さ
れ、ウェーハ上に形成されるナイトライド膜の膜厚均一
度などの膜質特性は向上される。そして、シラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスをプラズマ状態に転換するために１００Ｗ〜
７００Ｗ程度の低電力を用いることによって、プラズマ
状態のイオンがウェーハ上に衝撃を加えることが防止さ
れる。
【００６２】引続き、Ｓ３４段階で約１０秒程度の３次
ディレイタイムを有する。続いて、Ｓ３６段階で、前記
反応ガス供給源４８はアンモニア（ＮＨ3）ガスとシラ
ン（ＳｉＨ4）ガスの供給を中断する。次に、Ｓ３８段
階で約１０秒程度の４次ディレイタイムを有する。この
とき、工程チャンバ内部に残留するアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガスとシラン（ＳｉＨ4）ガスは十分に反応するの
で、未反応性ガスによるパーティクルがウェーハ上に蒸
着されることが防止される。
ディレイタイムを有する。続いて、Ｓ３６段階で、前記
反応ガス供給源４８はアンモニア（ＮＨ3）ガスとシラ
ン（ＳｉＨ4）ガスの供給を中断する。次に、Ｓ３８段
階で約１０秒程度の４次ディレイタイムを有する。この
とき、工程チャンバ内部に残留するアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガスとシラン（ＳｉＨ4）ガスは十分に反応するの
で、未反応性ガスによるパーティクルがウェーハ上に蒸
着されることが防止される。
【００６３】続いて、Ｓ４０段階で前記電源は、上部電
極及び下部電極として働く上部チャンバ４０及び下部チ
ャンバ４２に印加された１００Ｗ〜７００Ｗの電力の供
給を中断する。引続き、Ｓ４２段階で、工程チャンバ内
部でナイトライド膜形成工程が完了したサセプタ５２上
のウェーハ５６をロードロックチャンバ５８にアンロー
ディングする。
極及び下部電極として働く上部チャンバ４０及び下部チ
ャンバ４２に印加された１００Ｗ〜７００Ｗの電力の供
給を中断する。引続き、Ｓ４２段階で、工程チャンバ内
部でナイトライド膜形成工程が完了したサセプタ５２上
のウェーハ５６をロードロックチャンバ５８にアンロー
ディングする。
【００６４】続いて、Ｓ４４段階で、工程チャンバ内部
に残留する未反応ガスを真空ポンプ６０を利用してポン
ピングライン６２で強制ポンピングした後、前記工程チ
ャンバ内部に洗浄用窒素ガスなどを供給して工程チャン
バ内部に残留するすべての未反応ガス及び反応副産物な
どを除去する。
に残留する未反応ガスを真空ポンプ６０を利用してポン
ピングライン６２で強制ポンピングした後、前記工程チ
ャンバ内部に洗浄用窒素ガスなどを供給して工程チャン
バ内部に残留するすべての未反応ガス及び反応副産物な
どを除去する。
【００６５】前述したような動作原理によって工程チャ
ンバ内部で約２５枚程度のウェーハ上にナイトライド膜
を形成した後、最後にＳ４６段階を遂行することによっ
て、工程チャンバ内壁及び各種部品に蒸着された保護
膜、ナイトライド膜及び反応副産物などをプラズマエッ
チング洗浄する。このとき、前記Ｓ４６段階は、反応ガ
ス供給源４８により、工程チャンバ内部に反応ガスとし
て機能するナイトロジェントリフルオライド（ＮＦ3）
ガスと運搬用ガスとして機能するアルゴンガスとからな
る混合ガスを工程チャンバ内部に供給した後、前記混合
ガスをプラズマ状態に転換して、工程チャンバ内壁にコ
ーティングされた酸化膜及びナイトライド膜からなる保
護膜、ならびにそれ以外の部品等に蒸着形成されたナイ
トライド膜などをプラズマエッチング洗浄することによ
ってなされる。
ンバ内部で約２５枚程度のウェーハ上にナイトライド膜
を形成した後、最後にＳ４６段階を遂行することによっ
て、工程チャンバ内壁及び各種部品に蒸着された保護
膜、ナイトライド膜及び反応副産物などをプラズマエッ
チング洗浄する。このとき、前記Ｓ４６段階は、反応ガ
ス供給源４８により、工程チャンバ内部に反応ガスとし
て機能するナイトロジェントリフルオライド（ＮＦ3）
ガスと運搬用ガスとして機能するアルゴンガスとからな
る混合ガスを工程チャンバ内部に供給した後、前記混合
ガスをプラズマ状態に転換して、工程チャンバ内壁にコ
ーティングされた酸化膜及びナイトライド膜からなる保
護膜、ならびにそれ以外の部品等に蒸着形成されたナイ
トライド膜などをプラズマエッチング洗浄することによ
ってなされる。
【００６６】そして、前記プラズマエッチング洗浄工程
を進める工程チャンバは、６５０℃に維持されているの
で、プラズマ状態のナイトロジェントリフルオライド
（ＮＦ 3）ガスを利用したプラズマエッチング洗浄過程
でＡｌＮ材質のサセプタ５２がエッチングされパーティ
クルを発生させる場合がある。しかし、本実施例では、
サセプタ５２上に高温に対する耐性が優れた酸化アルミ
ニウム（Ａｌ2Ｏ3）がコーティングされているので、サ
セプタ５２がエッチングされてパーティクルを発生させ
ることを防止できる。
を進める工程チャンバは、６５０℃に維持されているの
で、プラズマ状態のナイトロジェントリフルオライド
（ＮＦ 3）ガスを利用したプラズマエッチング洗浄過程
でＡｌＮ材質のサセプタ５２がエッチングされパーティ
クルを発生させる場合がある。しかし、本実施例では、
サセプタ５２上に高温に対する耐性が優れた酸化アルミ
ニウム（Ａｌ2Ｏ3）がコーティングされているので、サ
セプタ５２がエッチングされてパーティクルを発生させ
ることを防止できる。
【００６７】（実験例）以下、前述したような工程条件
を維持して、工程チャンバの内部温度を４００℃、４５
０℃、５５０℃、６００℃及び６５０℃の工程温度に変
化させ、６７３ｎｍの光源に対する屈折率、すなわち、
Ｒ＆Ｉ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ）が１．８
６、１．９、１．９４、１．９８、２．０３、２．１で
ある複数のナイトライド膜を繰り返して形成した後、形
成された各ウェーハ上にナイトライド膜が突出して破れ
る現象すなわち、ポッピング（Ｐｏｐｐｉｎｇ）現象の
発生頻度を測定した。その測定結果を以下の表１に示
す。
を維持して、工程チャンバの内部温度を４００℃、４５
０℃、５５０℃、６００℃及び６５０℃の工程温度に変
化させ、６７３ｎｍの光源に対する屈折率、すなわち、
Ｒ＆Ｉ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ）が１．８
６、１．９、１．９４、１．９８、２．０３、２．１で
ある複数のナイトライド膜を繰り返して形成した後、形
成された各ウェーハ上にナイトライド膜が突出して破れ
る現象すなわち、ポッピング（Ｐｏｐｐｉｎｇ）現象の
発生頻度を測定した。その測定結果を以下の表１に示
す。
【００６８】
【表１】
【００６９】表１に示すように、４００℃（第１比較
例）で形成された屈折率１．９８であるナイトライド膜
には１００個のポッピング現象が発生し、４５０℃（第
２比較例）で形成された屈折率１．９であるナイトライ
ド膜には１６個のポッピング現象が発生し、５５０℃
（第３比較例）で形成された屈折率１．９８であるナイ
トライド膜には１０個のポッピング現象が発生した。
例）で形成された屈折率１．９８であるナイトライド膜
には１００個のポッピング現象が発生し、４５０℃（第
２比較例）で形成された屈折率１．９であるナイトライ
ド膜には１６個のポッピング現象が発生し、５５０℃
（第３比較例）で形成された屈折率１．９８であるナイ
トライド膜には１０個のポッピング現象が発生した。
【００７０】そして、６００℃（第１実験例）で形成さ
れた屈折率１．８６及び１．９であるナイトライド膜で
は各々２個及び３個のポッピング現象が発生したが、屈
折率が１．９４、１．９８及び２．０３及び２．１であ
るナイトライド膜では全くポッピング現象が発生しなか
った。特に、６５０℃（第２実験例）で形成されたすべ
てのナイトライド膜ではポッピング現象が発生しなかっ
た。
れた屈折率１．８６及び１．９であるナイトライド膜で
は各々２個及び３個のポッピング現象が発生したが、屈
折率が１．９４、１．９８及び２．０３及び２．１であ
るナイトライド膜では全くポッピング現象が発生しなか
った。特に、６５０℃（第２実験例）で形成されたすべ
てのナイトライド膜ではポッピング現象が発生しなかっ
た。
【００７１】次に、前述したような工程条件を維持し
て、工程チャンバの内部温度を４００℃、４５０℃、５
５０℃、６００℃及び６５０℃の工程温度に変化させ、
６７３ｎｍの光源に対する屈折率、すなわちＲ＆Ｉが
１．８６、１．９、１．９４、１．９８、２．０３、
２．１である複数のナイトライド膜を繰り返して形成し
た後、形成された各ウェーハ上のナイトライド膜に含ま
れた水素不純物の量を測定した。その測定結果を以下の
表２に示す。
て、工程チャンバの内部温度を４００℃、４５０℃、５
５０℃、６００℃及び６５０℃の工程温度に変化させ、
６７３ｎｍの光源に対する屈折率、すなわちＲ＆Ｉが
１．８６、１．９、１．９４、１．９８、２．０３、
２．１である複数のナイトライド膜を繰り返して形成し
た後、形成された各ウェーハ上のナイトライド膜に含ま
れた水素不純物の量を測定した。その測定結果を以下の
表２に示す。
【００７２】
【表２】
【００７３】表２に示すように、４００℃（第４比較
例）で形成された屈折率１．９８であるナイトライド膜
には１０．５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の水素不純物が検出さ
れ、４５０℃（第５比較例）で形成された屈折率１．９
であるナイトライド膜には１１．６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３
の水素不純物が検出され、５５０℃（第６比較例）で形
成された屈折率１．９８であるナイトライド膜には７．
５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の水素不純物が検出された。
例）で形成された屈折率１．９８であるナイトライド膜
には１０．５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の水素不純物が検出さ
れ、４５０℃（第５比較例）で形成された屈折率１．９
であるナイトライド膜には１１．６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３
の水素不純物が検出され、５５０℃（第６比較例）で形
成された屈折率１．９８であるナイトライド膜には７．
５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の水素不純物が検出された。
【００７４】そして、６００℃（第３実験例）で形成さ
れた屈折率１．８６、１．９、１．９４、２．０３及び
２．１であるナイトライド膜では各々７．０ａｔｏｍｓ
／ｃｍ３、６．９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、６．８ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ３、５．８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３及び５．４ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ３の水素不純物が検出された。
れた屈折率１．８６、１．９、１．９４、２．０３及び
２．１であるナイトライド膜では各々７．０ａｔｏｍｓ
／ｃｍ３、６．９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、６．８ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ３、５．８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３及び５．４ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ３の水素不純物が検出された。
【００７５】また、６５０℃（第４実験例）で形成され
た屈折率１．９、１．９４、１．９８、２．０３及び
２．１であるナイトライド膜では各々５．５ａｔｏｍｓ
／ｃｍ ３、５．３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、４．８ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ３、３．８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３及び４．０ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ３の水素不純物が検出された。
た屈折率１．９、１．９４、１．９８、２．０３及び
２．１であるナイトライド膜では各々５．５ａｔｏｍｓ
／ｃｍ ３、５．３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、４．８ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ３、３．８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３及び４．０ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ３の水素不純物が検出された。
【００７６】したがって、第３実験例及び第４実験例に
よって形成されたナイトライド膜内部に含まれた水素不
純物の量が第４比較例から第６比較例によって形成され
たナイトライド膜内部に含まれた水素不純物の量より相
対的に少ないことが確認できた。
よって形成されたナイトライド膜内部に含まれた水素不
純物の量が第４比較例から第６比較例によって形成され
たナイトライド膜内部に含まれた水素不純物の量より相
対的に少ないことが確認できた。
【００７７】続いて、工程チャンバ内壁に保護膜として
ナイトライド膜を形成した後、本発明の実施例による工
程条件でナイトライド膜を形成する場合（第７比較
例）、工程チャンバ内壁に保護膜で酸化膜を形成した
後、本発明の実施例による工程条件でナイトライド膜を
形成する場合（第８比較例）、ならびに本発明の実施例
によって工程チャンバ内壁に保護膜として酸化膜及びナ
イトライド膜を形成した後、本発明の実施例による工程
条件でナイトライド膜を形成する場合（第５実験例）に
対して各々ウェーハ上に形成されたナイトライド膜の膜
厚を測定した。
ナイトライド膜を形成した後、本発明の実施例による工
程条件でナイトライド膜を形成する場合（第７比較
例）、工程チャンバ内壁に保護膜で酸化膜を形成した
後、本発明の実施例による工程条件でナイトライド膜を
形成する場合（第８比較例）、ならびに本発明の実施例
によって工程チャンバ内壁に保護膜として酸化膜及びナ
イトライド膜を形成した後、本発明の実施例による工程
条件でナイトライド膜を形成する場合（第５実験例）に
対して各々ウェーハ上に形成されたナイトライド膜の膜
厚を測定した。
【００７８】図７に示すように、前記第７比較例及び第
８比較例の場合において一枚目のウェーハのナイトライ
ド膜厚が後続のウェーハ上に形成されたナイトライド膜
の膜厚より過度に厚くあらわれることが確認できた。し
かし、本発明の実施例による第５実験例の場合において
は一枚目のウェーハのナイトライド膜厚と後続のウェー
ハ上に形成されたナイトライド膜の膜厚との差がほとん
ど発生せず、厚さ均一度が高いことが確認できた。
８比較例の場合において一枚目のウェーハのナイトライ
ド膜厚が後続のウェーハ上に形成されたナイトライド膜
の膜厚より過度に厚くあらわれることが確認できた。し
かし、本発明の実施例による第５実験例の場合において
は一枚目のウェーハのナイトライド膜厚と後続のウェー
ハ上に形成されたナイトライド膜の膜厚との差がほとん
ど発生せず、厚さ均一度が高いことが確認できた。
【００７９】したがって、第７比較例及び第８比較例に
よるナイトライド膜より第５実験例によるナイトライド
膜厚均一度が高いことが確認できた。最後に、工程チャ
ンバの工程温度を４００℃（第９比較例）、５５０℃
（第１０比較例）、６００℃（第６実験例）及び６５０
℃（第７実験例）に変化させて、他の工程条件は前述し
たような本発明の実施例による工程条件でナイトライド
膜を形成した後、形成された各ナイトライド膜を０℃か
ら９００℃に上昇及び下降させて、熱的ストレス特性を
測定した。
よるナイトライド膜より第５実験例によるナイトライド
膜厚均一度が高いことが確認できた。最後に、工程チャ
ンバの工程温度を４００℃（第９比較例）、５５０℃
（第１０比較例）、６００℃（第６実験例）及び６５０
℃（第７実験例）に変化させて、他の工程条件は前述し
たような本発明の実施例による工程条件でナイトライド
膜を形成した後、形成された各ナイトライド膜を０℃か
ら９００℃に上昇及び下降させて、熱的ストレス特性を
測定した。
【００８０】図８に示すように、第９比較例及び第１０
比較例によるナイトライド膜のストレスの可変幅が本発
明の実施例による第６実験例及び第７実験例よりはるか
に大きいということが確認できた。したがって、本発明
の実施例による第６実験例及び第７実験例によるナイト
ライド膜が熱的ストレス可変幅が小さく熱的に安定する
ことが確認できた。
比較例によるナイトライド膜のストレスの可変幅が本発
明の実施例による第６実験例及び第７実験例よりはるか
に大きいということが確認できた。したがって、本発明
の実施例による第６実験例及び第７実験例によるナイト
ライド膜が熱的ストレス可変幅が小さく熱的に安定する
ことが確認できた。
【００８１】以上では本発明の一部の具体例に対しての
み詳細に説明したが、本発明の技術思想範囲内で多様な
変形及び修正が可能なことは当業者において明白なこと
であり、このような変形及び修正が添付された特許請求
の範囲に属することは当然なことである。
み詳細に説明したが、本発明の技術思想範囲内で多様な
変形及び修正が可能なことは当業者において明白なこと
であり、このような変形及び修正が添付された特許請求
の範囲に属することは当然なことである。
【００８２】
【発明の効果】本発明によると、工程チャンバの上部チ
ャンバをドーム状に製作して、工程チャンバ内側上方に
約４５゜の角度で反応ガスを噴射できる反応ガス放出リ
ングを採用し、サセプタ上端部側部にプラズマ補正リン
グを備えることによって、工程チャンバ内部に形成され
るプラズマのインテンシティを高めることができる。
ャンバをドーム状に製作して、工程チャンバ内側上方に
約４５゜の角度で反応ガスを噴射できる反応ガス放出リ
ングを採用し、サセプタ上端部側部にプラズマ補正リン
グを備えることによって、工程チャンバ内部に形成され
るプラズマのインテンシティを高めることができる。
【００８３】特に、工程チャンバ内側上方に反応ガスを
噴射して反応ガスが十分にプラズマ状態に転換されうる
ようにすることによって、未反応ガスがウェーハ上に蒸
着されてパーティクルとして働くことを防止できる。
噴射して反応ガスが十分にプラズマ状態に転換されうる
ようにすることによって、未反応ガスがウェーハ上に蒸
着されてパーティクルとして働くことを防止できる。
【００８４】また、工程チャンバ内壁に誘電率が低い酸
化膜及びナイトライド膜からなる保護膜を形成してキャ
パシタンスを縮少させることによって、プラズマ状態の
イオンが工程チャンバ内壁に移動してプラズマのインテ
ンシティが低くなることを防止できる効果がある。
化膜及びナイトライド膜からなる保護膜を形成してキャ
パシタンスを縮少させることによって、プラズマ状態の
イオンが工程チャンバ内壁に移動してプラズマのインテ
ンシティが低くなることを防止できる効果がある。
【００８５】そして、ナイトライド膜を形成するために
アンモニア（ＮＨ3）ガスをまず供給してプラズマ状態
に転換することによって、プラズマ状態のアンモニア
（ＮＨ 3）ガスの窒素（Ｎ）成分がウェーハ上に早期に
蒸着されて初期膜を形成するので、後続のシラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスの供給で形成されるナイトライド膜の膜厚均
一度などの材質特性を向上させることができる効果があ
る。また、シラン（ＳｉＨ4）ガスをアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガス供給以後に供給することによって、シラン
（ＳｉＨ4）ガスが早期にプラズマ状態に転換してポリ
シリコン成分のパーティクルを発生させることを防止で
きる効果がある。
アンモニア（ＮＨ3）ガスをまず供給してプラズマ状態
に転換することによって、プラズマ状態のアンモニア
（ＮＨ 3）ガスの窒素（Ｎ）成分がウェーハ上に早期に
蒸着されて初期膜を形成するので、後続のシラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスの供給で形成されるナイトライド膜の膜厚均
一度などの材質特性を向上させることができる効果があ
る。また、シラン（ＳｉＨ4）ガスをアンモニア（Ｎ
Ｈ3）ガス供給以後に供給することによって、シラン
（ＳｉＨ4）ガスが早期にプラズマ状態に転換してポリ
シリコン成分のパーティクルを発生させることを防止で
きる効果がある。
【００８６】そして、プラズマ状態のシラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスとアンモニア（ＮＨ3）ガスが反応してウェー
ハ上にナイトライド膜が形成された後、まずガス供給を
中断して所定のディレイタイムを有した後、電源の電力
印加を中断させることによって前記所定のディレイタイ
ム期間工程チャンバ内部に残留する反応ガスが十分に反
応するようにし、未反応ガスがパーティクルとして働く
ことを防止できる効果がある。また、５８０℃〜６７０
℃程度の工程温度で、水素などの不純物含有量が低く、
厚さの均一度が優れ、熱的ストレスが低いなどの特性を
有した良質のナイトライド膜を形成することができる効
果がある。
Ｈ4）ガスとアンモニア（ＮＨ3）ガスが反応してウェー
ハ上にナイトライド膜が形成された後、まずガス供給を
中断して所定のディレイタイムを有した後、電源の電力
印加を中断させることによって前記所定のディレイタイ
ム期間工程チャンバ内部に残留する反応ガスが十分に反
応するようにし、未反応ガスがパーティクルとして働く
ことを防止できる効果がある。また、５８０℃〜６７０
℃程度の工程温度で、水素などの不純物含有量が低く、
厚さの均一度が優れ、熱的ストレスが低いなどの特性を
有した良質のナイトライド膜を形成することができる効
果がある。
【図１】従来のプラズマ化学蒸着装置を示す模式図であ
る。
る。
【図２】従来のプラズマ化学蒸着装置のガス噴射板を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】従来のプラズマ化学蒸着装置を利用したナイト
ライド膜形成方法を説明するためのブロック図である。
ライド膜形成方法を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の一実施例によるプラズマ化学蒸着装置
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施例によるプラズマ化学蒸着装置
の反応ガス放出リングを部分的に切開した状態を示す斜
視図である。
の反応ガス放出リングを部分的に切開した状態を示す斜
視図である。
【図６】本発明の一実施例によるプラズマ化学蒸着装置
を利用したナイトライド膜形成方法を説明するためのブ
ロック図である。
を利用したナイトライド膜形成方法を説明するためのブ
ロック図である。
【図７】本発明の一実施例によるプラズマ化学蒸着装置
を利用したナイトライド膜形成方法において、酸化膜、
ナイトライド膜または酸化膜／ナイトライド膜からなる
保護膜が各々形成された工程チャンバでナイトライド膜
を形成した場合の厚さ均一度を示すグラフである。
を利用したナイトライド膜形成方法において、酸化膜、
ナイトライド膜または酸化膜／ナイトライド膜からなる
保護膜が各々形成された工程チャンバでナイトライド膜
を形成した場合の厚さ均一度を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施例によるプラズマ化学蒸着装置
を利用したナイトライド膜形成方法において、工程チャ
ンバの内部温度を変化させてウェーハ上に形成されたナ
イトライド膜の熱的ストレスを測定した結果を示すグラ
フである。
を利用したナイトライド膜形成方法において、工程チャ
ンバの内部温度を変化させてウェーハ上に形成されたナ
イトライド膜の熱的ストレスを測定した結果を示すグラ
フである。
１０、４０ 上部チャンバ
１２、４２ 下部チャンバ
１４ 絶縁体
１６ ガス噴射板
１７、４５ ガス放出口
１８、４６ ガス供給ライン
２０、４８ 反応ガス供給源
２２、５０ 回転軸
２４、５２ サセプタ
２６、５６ ウェーハ
２８、５８ ロードロックチャンバ
３０、６０ 真空ポンプ
３２、６２ ポンピングライン
４４ 反応ガス放出リング
５４ プラズマ補正リング
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/318 Ｈ０１Ｌ 21/302 １０１Ｈ
(72)発明者 安 炳浩
大韓民国京畿道平沢珍原面葛串里239−２
ハニルアパート104−807
(72)発明者 申 昇穆
大韓民国京畿道水原市八達区栄通洞シンナ
ムウシルジュコンアパート501−303
(72)発明者 金 和埴
大韓民国京畿道龍仁市器興邑濃西理７−１
月桂樹洞108
(72)発明者 朴 洪培
大韓民国ソウル市永登浦区大林１洞887−
１ダエリム１ハンシンアパート101−404
Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA13 BA38 CA04 CA12
EA05 FA01 GA05 GA12 JA09
JA10 JA16 KA23 KA30 KA45
KA46
5F004 AA15 BA04 BB30 BD04 CA02
CA04 DA17 DA23 DB03 DB07
5F045 AA08 AB32 AB33 AC01 AC12
AC16 AD09 AD10 AE13 AF03
BB15 DQ10 EB02 EB06 EC05
EF04 EH13 HA13 HA22
5F058 BA20 BC08 BF07 BF23 BF30
BF37 BF39 BG01 BG02 BH12
Claims (18)
- 【請求項１】 ドーム型の上部チャンバ、ならびに前記
上部チャンバと絶縁体をはさんで締結された下部チャン
バからなる工程チャンバと、 前記工程チャンバの内部に設けられ、前記工程チャンバ
の内側上方に反応ガスを放出する反応ガス放出リング
と、 前記反応ガス放出リングの下部の工程チャンバ内部に設
けられ、前記工程チャンバの内部温度、ならびに上部に
配置されたウェーハの温度を調節するためのヒーターが
内設され、前記ウェーハを固定して回転させることが可
能であるサセプタと、 前記サセプタの上端部外側に設けられたプラズマ補正リ
ングと、 前記工程チャンバと連結された真空ポンプと、 前記上部チャンバ及び前記下部チャンバと連結された電
源と、 を備えることを特徴とするプラズマ化学蒸着装置。 - 【請求項２】 前記反応ガス放出リングの内側部には前
記反応ガスを放出する複数のガス放出口が形成され、前
記ガス放出口は前記工程チャンバの内側上方に向けて所
定角度傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の
プラズマ化学蒸着装置。 - 【請求項３】 前記ガス放出口の傾斜角度は、３０゜〜
６０゜であることを特徴とする請求項２に記載のプラズ
マ化学蒸着装置。 - 【請求項４】 前記反応ガス放出リングは、ステンレス
スチールからなることを特徴とする請求項１に記載のプ
ラズマ化学蒸着装置。 - 【請求項５】 前記工程チャンバの一側部に連結された
ロードロックチャンバを備えることを特徴とする請求項
１に記載のプラズマ化学蒸着装置。 - 【請求項６】 前記サセプタの表面に酸化アルミニウム
（Ａｌ2Ｏ3）がコーティングされていることを特徴とす
る請求項１に記載のプラズマ化学蒸着装置。 - 【請求項７】 前記プラズマ補正リングは、ステンレス
スチールからなることを特徴とする請求項１に記載のプ
ラズマ化学蒸着装置。 - 【請求項８】 サセプタ上にウェーハをローディングす
る段階と、 窒素（Ｎ）成分を含む第１反応ガスを工程チャンバの内
部に供給する段階と、 所定の１次ディレイタイムを有した後、前記工程チャン
バに電力を印加して前記第１反応ガスをプラズマ状態に
転換することによりウェーハ上に基礎層を形成する段階
と、 所定の２次ディレイタイムを有した後、シリコン（Ｓ
ｉ）成分を含む第２反応ガスを前記工程チャンバの内部
に供給して前記第２反応ガスをプラズマ状態に転換する
ことにより、前記基礎層が形成されたウェーハ上にナイ
トライド膜を形成する段階と、 所定の３次ディレイタイムを有した後、前記第１反応ガ
ス及び前記第２反応ガスの供給を中断する段階と、 所定の４次ディレイタイムを有した後、前記電力の印加
を中断する段階と、 前記サセプタ上に配置されたウェーハをアンローディン
グする段階と、 を含むことを特徴とするプラズマ化学蒸着装置を利用し
たナイトライド膜形成方法。 - 【請求項９】 前記サセプタ上のウェーハのローディン
グ及びアンローディングは、前記工程チャンバと連設さ
れたロードロックチャンバを通して遂行されることを特
徴とする請求項８に記載のプラズマ化学蒸着装置を利用
したナイトライド膜形成方法。 - 【請求項１０】 前記第１反応ガスとしてアンモニア
（ＮＨ3）ガスを用い、前記第２反応ガスとしてシラン
（ＳｉＨ4）ガスを用いることを特徴とする請求項８に
記載のプラズマ化学蒸着装置を利用したナイトライド膜
形成方法。 - 【請求項１１】 前記工程チャンバの内部温度は５８０
℃〜６７０℃であり、前記工程チャンバの内部圧力は６
６．５ｍＰａ〜９３．１ｍＰａ（０．５ｍＴｏｒｒ〜
０．７ｍＴｏｒｒ）であり、前記電力は１００Ｗ〜７０
０Ｗであることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ
化学蒸着装置を利用したナイトライド膜形成方法。 - 【請求項１２】 前記サセプタ上にウェーハをローディ
ングする以前に、前記工程チャンバの内壁に誘電率が相
異なった２つ以上の薄膜からなる保護膜を形成する段階
を含むことを特徴とする請求項８に記載のプラズマ化学
蒸着装置を利用したナイトライド膜形成方法。 - 【請求項１３】 前記保護膜の形成段階は、前記工程チ
ャンバの内壁に酸化膜を形成する工程と、酸化膜上にナ
イトライド膜を形成する工程とを含むことを特徴とする
請求項１２に記載のプラズマ化学蒸着装置を利用したナ
イトライド膜形成方法。 - 【請求項１４】 前記酸化膜は、前記工程チャンバの内
部に酸化窒素（ＮxＯy）ガスを供給してプラズマ状態に
転換することにより形成されることを特徴とする請求項
１３に記載のプラズマ化学蒸着装置を利用したナイトラ
イド膜形成方法。 - 【請求項１５】 前記ナイトライド膜は、前記工程チャ
ンバの内部にアンモニア（ＮＨ3）ガス及びシラン（Ｓ
ｉＨ4）ガスを供給してプラズマ状態に転換することに
より形成されることを特徴とする請求項１３に記載のプ
ラズマ化学蒸着装置を利用したナイトライ膜形成方法。 - 【請求項１６】 前記サセプタ上に配置されたウェーハ
をアンローディングした後、前記工程チャンバの内部の
残留ガスを外部に強制ポンピングし、前記工程チャンバ
の内部に洗浄ガスを供給する段階をさらに含むことを特
徴とする請求項８に記載のプラズマ化学蒸着装置を利用
したナイトライド膜形成方法。 - 【請求項１７】 前記サセプタ上に配置されたウェーハ
をアンローディングした後、インサイチュで前記工程チ
ャンバの内壁と各種部品とをプラズマエッチング洗浄す
る段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の
プラズマ化学蒸着装置を利用したナイトライド膜形成方
法。 - 【請求項１８】 前記プラズマエッチング洗浄は、前記
工程チャンバの内部にナイトロジェントリフルオライド
（ＮＦ3）ガスを供給してプラズマ状態に転換すること
により遂行されることを特徴とする請求項１７に記載の
プラズマ化学蒸着装置を利用したナイトライド膜形成方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2001-66104 | 2001-10-25 | ||
| KR10-2001-0066104A KR100443908B1 (ko) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 플라즈마 화학기상증착장치 및 이를 이용한나이트라이드막 형성방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003188161A true JP2003188161A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=19715399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002311039A Pending JP2003188161A (ja) | 2001-10-25 | 2002-10-25 | プラズマ化学蒸着装置及びこれを利用したナイトライド膜形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6828254B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003188161A (ja) |
| KR (1) | KR100443908B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008503036A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | ライボルト オプティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 媒体インジェクタ |
| US7332038B2 (en) * | 2000-09-01 | 2008-02-19 | Aixtron Ag | Device for depositing in particular crystalline layers on one or more, in particular likewise crystalline substrates |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6951821B2 (en) * | 2003-03-17 | 2005-10-04 | Tokyo Electron Limited | Processing system and method for chemically treating a substrate |
| US7514374B2 (en) * | 2005-06-29 | 2009-04-07 | Oerlikon Trading Ag, Trubbach | Method for manufacturing flat substrates |
| US7862683B2 (en) * | 2005-12-02 | 2011-01-04 | Tokyo Electron Limited | Chamber dry cleaning |
| JP4550040B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2010-09-22 | セメス株式会社 | カーボンナノチューブの合成装置及び方法 |
| DE102007037527B4 (de) * | 2006-11-10 | 2013-05-08 | Schott Ag | Verfahren zum Beschichten von Gegenständen mit Wechselschichten |
| JP4418027B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2010-02-17 | キヤノンアネルバ株式会社 | 真空処理装置 |
| KR100977146B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2010-08-23 | 세메스 주식회사 | 유체 공급유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치 |
| TWI498053B (zh) * | 2008-12-23 | 2015-08-21 | Ind Tech Res Inst | 電漿激發模組 |
| KR101071937B1 (ko) * | 2009-08-10 | 2011-10-11 | 이승룡 | 질소가스 분사장치 |
| JP5323628B2 (ja) * | 2009-09-17 | 2013-10-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP5432686B2 (ja) * | 2009-12-03 | 2014-03-05 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| CN102420109B (zh) * | 2011-06-15 | 2014-12-10 | 上海华力微电子有限公司 | 一种提高mim器件电容均匀性的方法 |
| CN103305906A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-09-18 | 光垒光电科技（上海）有限公司 | 外延沉积氮化iii族或氮化ii族材料的反应腔室 |
| CN107835868B (zh) | 2015-06-17 | 2020-04-10 | 应用材料公司 | 在处理腔室中的气体控制 |
| JP6586328B2 (ja) * | 2015-09-04 | 2019-10-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体を処理する方法 |
| CN108292588B (zh) * | 2015-12-04 | 2022-02-18 | 应用材料公司 | 用以防止hdp-cvd腔室电弧放电的先进涂层方法及材料 |
| TWI730419B (zh) * | 2019-09-20 | 2021-06-11 | 力晶積成電子製造股份有限公司 | 鋁層的蝕刻後保護方法 |
| US11515195B2 (en) * | 2020-10-26 | 2022-11-29 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor chamber components with high-performance coating |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6016419A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Nippon Denshi Kogyo Kk | プラズマｃｖｄ処理装置 |
| JPS62274627A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-11-28 | Hitachi Ltd | 薄膜の製造方法 |
| US5426311A (en) * | 1989-12-18 | 1995-06-20 | International Business Machines Corporation | Solid-state variable-conductance device |
| US5164359A (en) * | 1990-04-20 | 1992-11-17 | Eaton Corporation | Monolithic integrated circuit having compound semiconductor layer epitaxially grown on ceramic substrate |
| JPH0653209A (ja) * | 1992-07-30 | 1994-02-25 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5846332A (en) * | 1996-07-12 | 1998-12-08 | Applied Materials, Inc. | Thermally floating pedestal collar in a chemical vapor deposition chamber |
| US6060743A (en) * | 1997-05-21 | 2000-05-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device having multilayer group IV nanocrystal quantum dot floating gate and method of manufacturing the same |
| US6063441A (en) * | 1997-12-02 | 2000-05-16 | Applied Materials, Inc. | Processing chamber and method for confining plasma |
| US6200911B1 (en) * | 1998-04-21 | 2001-03-13 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for modifying the profile of narrow, high-aspect-ratio gaps using differential plasma power |
| US6125062A (en) * | 1998-08-26 | 2000-09-26 | Micron Technology, Inc. | Single electron MOSFET memory device and method |
| US6141260A (en) * | 1998-08-27 | 2000-10-31 | Micron Technology, Inc. | Single electron resistor memory device and method for use thereof |
| JP2000100811A (ja) * | 1998-09-18 | 2000-04-07 | Rohm Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2000269141A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-29 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ処理装置 |
| US6281146B1 (en) | 1999-09-15 | 2001-08-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method for forming microelectronic layer with enhanced film thickness uniformity |
-
2001
- 2001-10-25 KR KR10-2001-0066104A patent/KR100443908B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-10-23 US US10/277,801 patent/US6828254B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-10-25 JP JP2002311039A patent/JP2003188161A/ja active Pending
-
2004
- 2004-03-22 US US10/805,335 patent/US6815370B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7332038B2 (en) * | 2000-09-01 | 2008-02-19 | Aixtron Ag | Device for depositing in particular crystalline layers on one or more, in particular likewise crystalline substrates |
| JP2008503036A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | ライボルト オプティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 媒体インジェクタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040173157A1 (en) | 2004-09-09 |
| US6815370B2 (en) | 2004-11-09 |
| US20030091753A1 (en) | 2003-05-15 |
| KR100443908B1 (ko) | 2004-08-09 |
| KR20030033914A (ko) | 2003-05-01 |
| US6828254B2 (en) | 2004-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003188161A (ja) | プラズマ化学蒸着装置及びこれを利用したナイトライド膜形成方法 | |
| US6432479B2 (en) | Method for in-situ, post deposition surface passivation of a chemical vapor deposited film | |
| US6309966B1 (en) | Apparatus and method of a low pressure, two-step nucleation tungsten deposition | |
| US5342652A (en) | Method of nucleating tungsten on titanium nitride by CVD without silane | |
| TWI413179B (zh) | 用於溝槽與介層洞輪廓修飾之方法 | |
| JP5241499B2 (ja) | プラズマクリーニング方法、プラズマｃｖｄ方法、およびプラズマ処理装置 | |
| JP4032872B2 (ja) | タングステン膜の形成方法 | |
| US7484513B2 (en) | Method of forming titanium film by CVD | |
| JPH10144628A (ja) | 薄膜の改良堆積法 | |
| JP2004064018A (ja) | 成膜方法 | |
| JP2011068984A (ja) | 半導体装置の製造方法、クリーニング方法および基板処理装置 | |
| US20090071404A1 (en) | Method of forming titanium film by CVD | |
| US5827408A (en) | Method and apparatus for improving the conformality of sputter deposited films | |
| US7592256B2 (en) | Method of forming tungsten film | |
| US20020168468A1 (en) | Method of TiSiN deposition using a chemical vapor deposition (CVD) process | |
| JP4511721B2 (ja) | インサイチュプレクリーニングステップを含むウェーハ上のチタン化学気相堆積法 | |
| JP3667038B2 (ja) | Ｃｖｄ成膜方法 | |
| KR101102739B1 (ko) | 성막 방법, 기판 처리 장치, 및 반도체 장치 | |
| US6482477B1 (en) | Method for pretreating dielectric layers to enhance the adhesion of CVD metal layers thereto | |
| JP2014192484A (ja) | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 | |
| JP3887123B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP2007270309A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| US11615957B2 (en) | Method for forming boron-based film, formation apparatus | |
| JP2005064017A (ja) | プラズマ処理方法及び成膜方法 | |
| US7268089B2 (en) | Method for forming PE-TEOS layer of semiconductor integrated circuit device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050614 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081001 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081006 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090105 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090721 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090724 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090807 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100205 |