JP2003313666A - ガス処理装置 - Google Patents
ガス処理装置Info
- Publication number
- JP2003313666A JP2003313666A JP2002119607A JP2002119607A JP2003313666A JP 2003313666 A JP2003313666 A JP 2003313666A JP 2002119607 A JP2002119607 A JP 2002119607A JP 2002119607 A JP2002119607 A JP 2002119607A JP 2003313666 A JP2003313666 A JP 2003313666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- gas
- substrate
- processed
- wafer
- 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
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Abstract
減することができるガス処理装置を提供すること。 【解決手段】 被処理基板Wに対してハロゲンを含む処
理ガスによりガス処理するガス処理装置3であって、被
処理基板Wを収容するチャンバー31と、チャンバー3
1内の被処理基板Wに処理ガスを供給するためにチャン
バー内に配置されたシャワーヘッド40とを具備し、チ
ャンバー31およびシャワーヘッド40の少なくとも一
方のうち、少なくとも前記処理ガスと接触する部分31
c,40dが、実質的にCr,Ni,Co,Mnからな
るか、または実質的にCr,Ni,Co,Mn,Mgの
うち2以上の金属の合金からなる、低蒸気圧金属化合物
が形成される金属材で構成されている。
Description
被処理基板に対してCVD成膜等のハロゲンを含む処理
ガスによる処理を行うガス処理装置に関する。
被処理基板である半導体ウエハ(以下、単にウエハと記
す)に成膜処理、エッチング処理等の種々のガス処理が
施される。このようなガス処理は、ウエハをチャンバー
内に収容し、チャンバー内を減圧しつつ反応性ガス(腐
食性ガス)、例えばCl、F等のハロゲンを含む処理ガ
スを供給することにより行われる。例えばTi,Ti
N,W等のCVD成膜処理では、ウエハを例えば700
℃程度まで加熱し、必要に応じて処理ガスをプラズマ化
し、所定の減圧下で成膜ガスとしてのハロゲン含有ガス
と還元ガス等をチャンバー内に導入して成膜処理が行わ
れる。
用いたガス処理では、チャンバーの内壁やチャンバー内
に設けられたシャワーヘッド等の部材を構成するAl合
金(例えばJIS A 5052)やステンレス鋼の構
成成分であるAl,Fe,Cu等がガス処理により副産
するHClやHF等のハロゲン化水素と反応し、これら
の金属ハロゲン化物が生成する。そして、このような金
属ハロゲン化物は減圧に保持されたチャンバー内では高
蒸気圧性であり容易に気化し、チャンバー内に拡散する
ことによりチャンバー内でパーティクルとなったり、成
膜時に堆積物中に取り込まれ、ウエハ上でメタルコンタ
ミネーションとなってしまうという問題がある。
エハのコンタクトホール底部に形成されたSi拡散層に
混入してSi中を容易に拡散し、耐電圧やオーミック性
等のトランジスタ特性を劣化させるおそれがある。
細化が進んでおり、従来はφ0.25μmであったコン
タクトホールはφ0.15〜0.13μmまで微細化さ
れ、150nm程度であったSi拡散層も100〜80
nmまで微細化されている。このようにSi拡散層の深
さが浅い接合(シャロージャンクション)が使用される
につれて、上述したメタルコンタミネーションによるト
ランジスタ特性の劣化が顕著になってきており、メタル
コンタミネーションの低減化の要求が益々強くなってい
る。このようなメタルコンタミネーションの低減化は、
特に、CVDによるメタル成膜において極めて重要であ
る。
に鑑みてなされたものであって、被処理基板のメタルコ
ンタミネーションを低減することができるガス処理装置
を提供することを目的とする。
に、本発明の第1の観点では、被処理基板に対してハロ
ゲンを含む処理ガスによりガス処理するガス処理装置で
あって、被処理基板を収容するチャンバーと、前記チャ
ンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記チャンバ
ー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するためにチャ
ンバー内に配置されるチャンバー内部材とを具備し、前
記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少なくとも
1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触する部分
が、実質的にCrからなる金属材で構成されていること
を特徴とするガス処理装置を提供する。
してハロゲンを含む処理ガスによりガス処理するガス処
理装置であって、被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材とを具
備し、前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少
なくとも1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触す
る部分が、実質的にNiからなる金属材で構成されてい
ることを特徴とするガス処理装置。
してハロゲンを含む処理ガスによりガス処理するガス処
理装置であって、被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材とを具
備し、前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少
なくとも1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触す
る部分が、実質的にCoからなる金属材で構成されてい
ることを特徴とするガス処理装置を提供する。
してハロゲンを含む処理ガスによりガス処理するガス処
理装置であって、被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材とを具
備し、前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少
なくとも1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触す
る部分が、実質的にMnからなる金属材で構成されてい
ることを特徴とするガス処理装置を提供する。
してハロゲンを含む処理ガスによりガス処理するガス処
理装置であって、被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材とを具
備し、前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少
なくとも1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触す
る部分が、実質的にCr、Ni、Co、Mn、Mgから
選択された2以上の金属の合金からなる金属材で構成さ
れていることを特徴とするガス処理装置を提供する。
体をガス処理する際には、チャンバー、およびチャンバ
ー内部材の表面にハロゲンを含有する処理ガスが接触
し、金属ハロゲン化物を生成するが、ハロゲンを含有す
る処理ガスが接触する部分を実質的にハロゲン化物の蒸
気圧がFeやAlよりも低いCr、Ni、Co、Mnの
いずれかの金属で構成することにより、ハロゲン化物が
蒸発し難いものとなる。また、単体では酸化しやすく使
用が困難なMgもそのハロゲン化物の蒸気圧が低いた
め、ハロゲンを含有する処理ガスが接触する部分を実質
的にこのMgと、上記Cr、Ni、Co、Mnから選択
された2以上の金属の合金で構成することにより、ハロ
ゲン化物が蒸発し難いものとなる。したがって、前記チ
ャンバー、およびチャンバー内部材の少なくとも1つの
うち、少なくとも前記処理ガスと接触する部分を実質的
にこのような金属や合金で構成することにより、その部
分に形成されたハロゲン化物が蒸発し難く、それがチャ
ンバー内に拡散してメタルコンタミネーションになるこ
とが抑制され、メタルコンタミネーションの低減を図る
ことができる。
材の少なくとも1つの全てが上記金属や合金で構成され
ていてもよいが、これらのうち、少なくとも前記処理ガ
スと接触する部分が、実質的に前記金属または合金から
なるめっき層を有している構成であってもよい。このよ
うなめっき層を形成すれば、簡易かつ安価に所期の目的
を達成することができる。
少なくとも1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触
する部分は、実質的に上記金属または合金で構成されて
いればよく、2〜3%程度の不純物や添加物が含まれて
いてもよい。特にめっき層を形成する場合には、通常、
微量の添加物が含有されるが、その程度のものは許容さ
れる。
の実施形態について具体的に説明する。図1は本発明の
一実施形態に係るTiN成膜装置が搭載されたマルチチ
ャンバータイプの成膜システムを示す概略構成図であ
る。
0は、CVDによりTi膜を成膜する2つのTi成膜装
置1,2、およびCVDによりTiN膜を成膜する2つ
のTiN成膜装置3,4の合計4つの成膜装置を有して
おり、これら成膜装置1,2,3,4は、六角形をなす
ウエハ搬送室5の4つの辺にそれぞれ対応して設けられ
ている。また、ウエハ搬送室5の他の2つの辺にはそれ
ぞれロードロック室6,7が設けられている。これらロ
ードロック室6,7のウエハ搬送室5と反対側にはウエ
ハ搬入出室8が設けられており、ウエハ搬入出室8のロ
ードロック室6,7と反対側にはウエハWを収容可能な
3つのフープ(FOUP)Fを取り付けるポート9,1
0,11が設けられている。なお、Ti成膜装置1と
2、およびTiN成膜装置3と4は、それぞれ同じ構造
を有している。
3,4およびロードロック室6,7は、同図に示すよう
に、ウエハ搬送室5の各辺にゲートバルブGを介して接
続され、これらは各ゲートバルブGを開放することによ
りウエハ搬送室5と連通され、各ゲートバルブGを閉じ
ることによりウエハ搬送室5から遮断される。また、ロ
ードロック室6,7のウエハ搬入出室8に接続される部
分にもゲートバルブGが設けられており、ロードロック
室6,7は、ゲートバルブGを開放することによりウエ
ハ搬入出室8に連通され、これらを閉じることによりウ
エハ搬入出室8から遮断される。
2、TiN成膜装置3,4、およびロードロック室6,
7に対して、被処理体であるウエハWの搬入出を行うウ
エハ搬送装置12が設けられている。このウエハ搬送装
置12は、ウエハ搬送室5の略中央に配設されており、
回転および伸縮可能な回転・伸縮部13の先端にウエハ
Wを保持する2つのブレード14a,14bを有してお
り、これら2つのブレード14a,14bは互いに反対
方向を向くように回転・伸縮部13に取り付けられてい
る。なお、このウエハ搬送室5内は所定の真空度に保持
されるようになっている。
ィルタ(図示せず)が設けられており、このHEPAフ
ィルタを通過した清浄な空気がウエハ搬入出室8内にダ
ウンフロー状態で供給され、大気圧の清浄空気雰囲気で
ウエハWの搬入出が行われるようになっている。ウエハ
搬入出室8のフープF取り付け用の3つのポート9,1
0,11にはそれぞれシャッター(図示せず)が設けら
れており、これらポート9,10,11にウエハWを収
容したまたは空のフープが直接取り付けられ、取り付け
られた際にシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ
ウエハ搬出入室8と連通するようになっている。また、
ウエハ搬入出室8の側面にはアライメントチャンバー1
5が設けられており、そこでウエハWのアライメントが
行われる。
るウエハWの搬入出およびロードロック室6,7に対す
るウエハWの搬入出を行うウエハ搬送装置16が設けら
れている。このウエハ搬送装置16は、多関節アーム構
造を有しており、フープFの配列方向に沿ってレール1
8上を走行可能となっており、その先端のハンド17上
にウエハWを載せてその搬送を行う。
は、まず、大気圧の清浄空気雰囲気に保持されたウエハ
搬入出室8内のウエハ搬送装置16により、いずれかの
フープFからウエハWを一枚取り出してアライメントチ
ャンバー15に搬入し、ウエハWの位置合わせを行う。
次いで、ウエハWをロードロック室6,7のいずれかに
搬入し、そのロードロック室内を真空引きした後、ウエ
ハ搬送室5内のウエハ搬送装置12によりそのロードロ
ック室内のウエハWを取り出し、ウエハWをTi成膜装
置1または2に装入してTi膜の成膜を行い、Ti成膜
後のウエハWを引き続きTiN成膜装置3または4に装
入してTiN膜の成膜を行う。その後成膜後のウエハW
をウエハ搬送装置12によりロードロック室6,7のい
ずれかに搬入し、その中を大気圧に戻した後、ウエハ搬
入出室8内のウエハ搬送装置16によりロードロック室
内のウエハWを取り出し、フープFのいずれかに収容さ
れる。このような動作を1ロットのウエハWに対して行
い、1セットの処理が終了する。このような成膜処理に
より、図2に示すように、層間絶縁膜21に形成され
た、不純物拡散領域20aに達するコンタクトホール2
2内にコンタクト層としてのTi膜23およびバリア層
としてのTiN膜24が形成される。その後、他の装置
により、AlやW等の成膜を行い、コンタクトホール2
2の埋め込みと配線層の形成を行う。
膜装置3について説明する。なお、上述したようにTi
N成膜装置4も全く同一の構成を有する。また、このT
iN成膜装置でTi膜を成膜することもできる。図3
は、TiN成膜装置3を示す断面図である。このTiN
成膜装置3は、略円筒状のチャンバー31を有してい
る。このチャンバー31はアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金(例えばJISA5052)からなる基材の内
壁表面には、実質的にCr、Ni、Co、Mnのいずれ
か、または、実質的にCr、Ni、Co、Mn、および
Mgから選択された2以上の金属の合金からなる被覆層
31cが形成されている。これらはハロゲン含有処理ガ
スと反応して、低蒸気圧金属化合物を形成する。この被
覆層31cは、例えば、イオンプレーティング、めっ
き、溶射等で形成される。この被覆層31cは純度が高
いほうが好ましいが、不可避的不純物や微量添加物は2
〜3%程度は許容される。特にめっき層を形成する場合
には、通常、微量の添加物が必要であるがその程度のも
のは許容される。上記2以上の金属の合金としては、N
i−Crや、Mg−Mn、Ni−Co等が例示される。
るウエハWを水平に支持するためのサセプタ32がその
中央下部に設けられた円筒状の支持部材33により支持
された状態で配置されている。サセプタ32の外縁部に
はウエハWをガイドするためのガイドリング34が設け
られている。また、サセプタ32にはヒーター35が埋
め込まれており、このヒーター35はヒーター電源36
から給電されることにより被処理基板であるウエハWを
所定の温度に加熱する。図示しないが、サセプタ32の
表面近傍には電極が埋設されており、プラズマ処理する
際にプラズマの安定性を維持するために用いられる。た
だし、その電極は、特にこのチャンバー内でTi膜を形
成するときに主に用いられる。なお、サセプタ32はセ
ラミックス例えばAlNで構成することができ、この場
合には、セラミックスヒーターが構成される。
材39を介してシャワーヘッド40が設けられている。
このシャワーヘッド40は、上段ブロック体40a、中
段ブロック体40b、下段ブロック体40cで構成され
ている。シャワーヘッド40はアルミニウムからなり、
そのチャンバー31内に露出した部分の表面は、前述し
た内壁層31c同様の材料からなる被覆層40dによっ
て被覆されている。そして、下段ブロック体40cには
ガスを吐出する吐出孔47と48とが交互に形成されて
いる。上段ブロック体40aの上面には、第1のガス導
入口41と、第2のガス導入口42とが形成されてい
る。上段ブロック体40aの中では、第1のガス導入口
41から多数のガス通路43が分岐している。中段ブロ
ック体40bにはガス通路45が形成されており、上記
ガス通路43が水平に延びる連通路43aを介してこれ
らガス通路45に連通している。さらにこのガス通路4
5が下段ブロック体40cの吐出孔47に連通してい
る。また、上段ブロック体40aの中では、第2のガス
導入口42から多数のガス通路44が分岐している。中
段ブロック体40bにはガス通路46が形成されてお
り、上記ガス通路44がこれらガス通路46に連通して
いる。さらにこのガス通路46が中段ブロック体40b
内に水平に延びる連通路46aに接続されており、この
連通路46aが下段ブロック体40cの多数の吐出孔4
8に連通している。そして、上記第1および第2のガス
導入口41,42は、ガス供給機構50のガスラインに
接続されている。
あるClF3ガスを供給するClF 3ガス供給源51、
Ti含有ガスであるTiCl4ガスを供給するTiCl
4ガス供給源52、N2ガスを供給する第1のN2ガス
供給源53および第2のN2ガス供給源55、NH3ガ
スを供給するNH3ガス供給源54を有している。そし
て、ClF3ガス供給源51にはClF3ガス供給ライ
ン56が、TiCl4ガス供給源52にはTiCl4ガ
ス供給ライン57が、第1のN2ガス供給源53には第
1のN2ガス供給ライン58が、NH3ガス供給源54
にはNH3ガス供給ライン59が、第2のN2ガス供給
源53には第2のN2ガス供給ライン60がそれぞれ接
続されている。そして、各ガス供給ラインにはマスフロ
ーコントローラ62およびマスフローコントローラ62
を挟んで2つのバルブ61が設けられている。前記第1
のガス導入口41にはTiCl4ガス供給源52から延
びるTiCl4ガス供給ライン57が接続されており、
このTiCl4ガス供給ライン57にはClF3ガス供
給源51から延びるClF3ガス供給ライン56および
第1のN2ガス供給源53から延びる第1のN2ガス供
給ライン58が接続されている。また、前記第2のガス
導入口42にはNH3ガス供給源54から延びるNH3
ガス供給ライン59が接続されており、このNH3ガス
供給ライン59には第2のN2ガス供給源55から延び
る第2のN2ガス供給ライン60が接続されている。し
たがって、プロセス時には、TiCl4ガス供給源52
からのTiCl4ガスが第1のN2ガス供給源53から
のN2ガスとともにTiCl4ガス供給ライン57を介
してシャワーヘッド40の第1のガス導入口41からシ
ャワーヘッド40内に至り、ガス通路43,45を経て
吐出孔47からチャンバー31内へ吐出される一方、N
H3ガス供給源54からのNH3ガスが第2のN 2ガス
供給源55からのN2ガスとともにNH3ガス供給ガス
ライン59を介してシャワーヘッド40の第2のガス導
入口42からシャワーヘッド40内に至り、ガス通路4
4,46を経て吐出孔48からチャンバー31内へ吐出
される。すなわち、シャワーヘッド40は、TiCl4
ガスとNH3ガスとが全く独立してチャンバー31内に
供給されるマトリックスタイプとなっており、これらは
吐出後に混合され反応が生じる。
して高周波電源64が接続されており、必要に応じてこ
の高周波電源64からシャワーヘッド40に高周波電力
が供給されるようになっている。通常はこの高周波電源
64は必要ないが、成膜反応の反応性を高めて成膜する
場合、特にTi膜を成膜する場合には、高周波電源64
から高周波電力を供給することにより、シャワーヘッド
40を介してチャンバー31内に供給されたガスをプラ
ズマ化して成膜することも可能である。
円形の穴65が形成されており、底壁31bにはこの穴
65を覆うように下方に向けて突出する排気室66が設
けられている。この排気室66の内側は、前述した内壁
層31c同様の材料からなる被覆層66aによって被覆
されている。排気室66の側面には排気管が67が接続
されており、この排気管67には排気装置68が接続さ
れている。そしてこの排気装置68を作動させることに
よりチャンバー31内を所定の真空度まで減圧すること
が可能となっている。
降させるための3本(2本のみ図示)のウエハ支持ピン
69がサセプタ32の表面に対して突没可能に設けら
れ、これらウエハ支持ピン69は支持板70に固定され
ている。そして、ウエハ支持ピン69は、エアシリンダ
等の駆動機構71により支持板70を介して昇降され
る。
5との間でウエハWの搬入出を行うための搬入出口72
と、この搬入出口72を開閉するゲートバルブ73とが
設けられている。
TiN膜を成膜するプロセスについて説明する。まず、
チャンバー31内にウエハWが存在しない状態で、排気
装置68によりチャンバー31内を引き切り状態とし、
第1および第2のN2ガス供給源53および55からN
2ガスをシャワーヘッド40を介してチャンバー31内
に導入しつつ、ヒーター35によりチャンバー31内を
予備加熱する。温度が安定した時点で、第1のN2ガス
供給源53、NH3ガス供給源54およびTiCl4ガ
ス供給源52からそれぞれN2ガス、NH3ガスおよび
TiCl4ガスをシャワーヘッド40を介して所定流量
で導入し、チャンバー内圧力を所定値に維持しつつプリ
フローを行う。そして、ガス流量および圧力を同じに保
ったまま、ヒーター35による加熱によりチャンバー3
1内壁、排気室66内壁およびシャワーヘッド40等の
チャンバー内部材表面にTiN膜をプリコートする。
びTiCl4ガスを停止し、第1および第2のN2ガス
供給源53および55からN2ガスをパージガスとして
チャンバー31内に供給してチャンバー31内のパージ
を行い、その後、N2ガスおよびNH3ガスを流し、成
膜したTiN薄膜の表面のナイトライド処理を行う。こ
の際のN2ガスの供給は、第1および第2のN2ガス供
給源53および55のいずれかから供給してもよいし、
これらの両方から供給してもよい。なお、このナイトラ
イド処理は、必要に応じて行われる。
1内を急激に真空排気して引き切り状態とし、ゲートバ
ルブ73を開にして、真空状態のウエハ搬送室5からウ
エハ搬送装置12により搬入出口72を介してウエハW
をチャンバー31内へ搬入する。そして、チャンバー3
1内にN2ガスを供給してウエハWを予備加熱する。ウ
エハの温度がほぼ安定した時点で、N2ガス、NH3ガ
スおよびTiCl4ガスをシャワーヘッド40を介して
所定流量で導入し、チャンバー内圧力を所定値に維持し
つつプリフローを行う。そして、ガス流量および圧力を
同じに保ったまま、ヒーター35によるウエハWの加熱
によりウエハWにTiN膜を成膜する。この成膜工程に
おいては5〜100nmの範囲のTiN膜が成膜され
る。膜厚は成膜時間に比例するから、成膜時間は所望の
膜厚に応じて適宜設定される。つまり成膜の際の膜厚
は、上記5〜100nmの範囲において成膜時間で調整
することができる。例えば、膜厚を20nmにする場合
には35秒間実施される。この際の基板の加熱温度は4
00〜700℃程度、好ましくは600℃程度である。
この成膜の際には、必ずしも高周波電源64から高周波
電力を供給してガスをプラズマ化する必要はないが、反
応性を高めるために高周波電力によりガスをプラズマ化
してもよい。この場合に、450kHz〜60MHz、
好ましくは450kHz〜13.56MHzの周波数
で、200〜1000W、好ましくは200〜500W
の高周波電力を供給する。このようにプラズマを形成す
る場合には、ガスの反応性が高いのでウエハWの温度は
300〜700℃、好ましくは400〜600℃程度で
ある。
l4ガスを停止し、N2ガス供給源53,55からN2
ガスをパージガスとして好ましくはそれぞれ1〜10L
/minの流量で流して、チャンバー31内のパージを
行い、その後、N2ガスおよびNH3ガスを流し、ウエ
ハWに成膜したTiN薄膜の表面のナイトライド処理を
行う。この際のN2ガスの供給は、第1および第2のN
2ガス供給源53および55のいずれかから供給しても
よいし、これらの両方から供給してもよい。なお、この
ナイトライド処理は、必要に応じて行われる。
スを徐々に停止し、これらのガスの供給が完全に停止さ
れた時点で成膜プロセスを終了する。
搬送装置12のブレード14aまたは14bをチャンバ
ー31内に挿入し、ウエハWをブレード14aまたは1
4b上に載せ、ウエハ搬送室5へ搬出する。
膜後、チャンバー31内の温度を300℃程度に低下さ
せて、ClF3ガス供給源51からClF3ガスをチャ
ンバー31内供給することによりクリーニング処理が行
われる。
4とNH3とを反応させてチャンバー31の内壁、シャ
ワーヘッド40等のチャンバー内部材表面、および排気
室66の内壁にTiNのプリコート処理を行い、その後
同様にTiCl4とNH3とを反応させてウエハW上に
TiN膜の成膜を行うが、このTiN生成反応の副生成
物としてHClがチャンバー31内に生成する。従来の
プロセスでは、このHClと、チャンバー31やシャワ
ーヘッド40を構成するAl材やステンレス鋼材に含ま
れるAl、Cu、Fe等の金属元素とが反応して高蒸気
圧金属化合物であるAlCl3、CuCl2、FeCl
2、FeCl3等の金属塩化物が生成し、これらの物質
がウエハWの成膜処理中に気化してチャンバー内に拡散
することにより膜中に取り込まれてメタルコンタミネー
ションが多く発生していた。また、同様に、ClF3に
よるクリーニング時に金属フッ化物が生成してメタルコ
ンタミネーションの原因となっていたとも考えられる。
31の内壁、シャワーヘッド40のチャンバー31内に
露出した部分、および排気室66の内壁が上述したよう
に低蒸気圧金属化合物が形成される金属材で構成された
被覆層31c,40d,66aで被覆されているので、
プリコート処理、成膜処理、クリーニング処理の際に
は、これら被覆層31c,40d,66aに上述のHC
lやClF3ガスのようなハロゲン含有ガスが接触し、
それを構成する金属の低蒸気圧のハロゲン化物を生成す
る。
Crからなる場合には、被覆層31c,40d,66a
表面に、プリコート時や成膜時には主にCrCl2やC
rCl3が生成し、クリーニング時には主にCrF2や
CrF3が生成する。被覆層31c,40d,66aが
実質的にNiからなる場合には、被覆層31c,40
d,66a表面に、プリコート時や成膜時には主にNi
Cl2が生成し、クリーニング時には主にNiF2が生
成する。被覆層31c,40d,66aが実質的にCo
からなる場合には、それらの表面に主にCoCl2,C
oF2が生成し、実質的にMnからなる場合には、主に
MnCl2,MnF2が生成する。
に温度をとり、縦軸にその温度における蒸気圧をとって
示したグラフであり、図5は、種々の金属フッ化物につ
いて、横軸に温度をとり、縦軸にその温度における蒸気
圧をとって示したグラフである。これらの図に示すよう
に、上記CrCl2,CrCl3,NiCl2,CoC
l2,MnCl2は、いずれも従来から生成しているA
lCl3,CuCl2,FeCl2,FeCl3よりも
蒸気圧が低く、また、上記CrF2,CrF3,NiF
2,CoF2,MnF2は、いずれも従来から生成して
いるAlF3,CuF2、FeF2,FeF3よりも蒸
気圧が低い傾向にあり、いずれも蒸発しにくい性質を有
している。
ワーヘッド40のチャンバー31内に露出した部分、お
よび排気室66の内壁を、このようにハロゲン含有ガス
と接して低蒸気圧化合物を形成可能な上記金属から実質
的になる被覆層31c,40d,66aで構成すること
により、これらにハロゲン含有ガスが接触して形成され
た金属ハロゲン化合物は蒸発し難く、それがチャンバー
内に拡散してメタルコンタミネーションになることが抑
制され、メタルコンタミネーションの低減を図ることが
できる。
が低減される機構は上述の通りであるから、被覆層31
c,40d,66aの構成材料を実質的にCr,Ni,
Co,MnおよびNiのうち2以上からなる合金として
もよい。一方、図4および図5から明らかなように、M
gCl2やMgF2の蒸気圧が極めて低く、被覆層30
c,40d,66aを構成する金属としてMgも有望で
あるが、金属Mgは極めて酸化しやすいためMg単体で
使用することは困難である。したがって、上記Cr,N
i,Co,MnおよびNiにMgを加え、実質的にこれ
らのうち2以上からなる合金を用いることができる。
て説明する。まず、ステンレス鋼(SUS316L)上
にCo−Pめっきを厚さ20μmを施したテストピース
およびCrめっきを厚さ20μmで施したテストピース
(いずれもサイズが30×60×5mm)を図6に示す
ような評価装置に組み込んで、HCl:0.1L/mi
n、N2:0.2L/minの流量で試験装置の頂上か
ら石英チャンバー内に流し、チャンバー内圧力:13
3.3Pa、テストピース付近の温度:240℃に設定
し、上記ガスの暴露時間を20分間とし、チャンバー内
に水平に設置されているSiウエハ表面の吸着成分をI
CP−MSにて分析した。また、比較のため、被覆層を
設けないテストピースについても同様の試験を行った。
その際のFeとCuの吸着量を図7に示す。図7に示す
ように、被覆層を形成することにより、コンタミネーシ
ョンの低減が見られた。
表面にそれぞれNi−Pめっき層、Co−Pめっき層、
Crめっき層を厚さ20μmで施したシャワーヘッド
(基材はアルミニウム合金(Al5052))を図3の
ように取り付け、TiN膜を成膜した。比較のため、め
っき層を形成しないシャワーヘッドも同様に取り付けて
TiN膜を成膜した。いずれのシャワーヘッドを用いた
ものも、クリーニング、プリコート直後の2枚目に成膜
されたウエハのTiN膜に含まれる金属元素をICP−
MSにて分析した。その際のFeとAlの量を図8に示
す。図8に示すように、めっき層を形成したものは、め
っき層を形成しない比較のものよりもコンタミネーショ
ンが低いことが確認された。
れることなく種々変形可能である。例えば、上記実施の
形態ではTiN膜を成膜する場合について示したが、本
発明はこれに限らず、Ti、Al、W等の他の材料の膜
を形成する場合にも有効である。また、上記実施の形態
ではチャンバー内壁およびシャワーヘッドに本発明を適
用した場合について示したが、これらのいずれかでもよ
く、またはチャンバー内の他の部材に適用することも可
能である。また、上記実施形態では、チャンバーやシャ
ワーヘッドに被覆層を形成したが、チャンバーやシャワ
ーヘッド自体をCr、Ni等で構成するようにしてもよ
い。さらにまた、上記実施の形態ではガス処理装置とし
てCVD装置について示したが、本発明は、エッチング
装置やアッシング装置等の他のガス処理装置に適用する
ことも可能である。さらにまた、被処理基板としては、
半導体ウエハに限らず例えば液晶表示装置(LCD)用
基板等の他のものであってもよい。
チャンバーおよびチャンバー内部材の少なくとも1つの
うち、少なくとも処理ガスと接触する部分を実質的にハ
ロゲン化物の蒸気圧がFeやAlよりも低いCr、N
i、Co、Mnのいずれかの金属、または、実質的にC
r、Ni、Co、Mnとやはり蒸気圧が低いMgとのう
ち2以上の金属からなる合金で構成することにより、ハ
ロゲン化物が蒸発し難いものとなり、それがチャンバー
内に拡散してメタルコンタミネーションになることが抑
制され、メタルコンタミネーションの低減を図ることが
できる。
されたマルチチャンバータイプの成膜システムを示す概
略構成図。
タクトホール部分を示す断面図。
成膜装置を示す断面図。
り、縦軸にその温度における蒸気圧をとって示したグラ
フ。
り、縦軸にその温度における蒸気圧をとって示したグラ
フ。
略構成を示す図。
ネーションの結果を示すグラフ。
金属を用いた場合におけるメタルコンタミネーションの
結果を示すグラフ。
Claims (6)
- 【請求項1】 被処理基板に対してハロゲンを含む処理
ガスによりガス処理するガス処理装置であって、 被処理基板を収容するチャンバーと、 前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材と、を
具備し、 前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少なくと
も1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触する部分
が、実質的にCrからなる金属材で構成されていること
を特徴とするガス処理装置。 - 【請求項2】 被処理基板に対してハロゲンを含む処理
ガスによりガス処理するガス処理装置であって、 被処理基板を収容するチャンバーと、 前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材と、を
具備し、 前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少なくと
も1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触する部分
が、実質的にNiからなる金属材で構成されていること
を特徴とするガス処理装置。 - 【請求項3】 被処理基板に対してハロゲンを含む処理
ガスによりガス処理するガス処理装置であって、 被処理基板を収容するチャンバーと、 前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材と、 を具備し、 前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少なくと
も1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触する部分
が、実質的にCoからなる金属材で構成されていること
を特徴とするガス処理装置。 - 【請求項4】 被処理基板に対してハロゲンを含む処理
ガスによりガス処理するガス処理装置であって、 被処理基板を収容するチャンバーと、 前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材と、を
具備し、 前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少なくと
も1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触する部分
が、実質的にMnからなる金属材で構成されていること
を特徴とするガス処理装置。 - 【請求項5】 被処理基板に対してハロゲンを含む処理
ガスによりガス処理するガス処理装置であって、 被処理基板を収容するチャンバーと、 前記チャンバー内で被処理基板の保持のためまたは前記
チャンバー内の被処理基板に前記処理ガスを供給するた
めにチャンバー内に配置されるチャンバー内部材と、を
具備し、 前記チャンバーおよび前記チャンバー内部材の少なくと
も1つのうち、少なくとも前記処理ガスと接触する部分
が、実質的にCr、Ni、Co、Mn、Mgから選択さ
れた2以上の金属の合金からなる金属材で構成されてい
ることを特徴とするガス処理装置。 - 【請求項6】 前記金属材は、めっき、イオンプレーテ
ィング、または溶射で形成されることを特徴とする請求
項1から請求項5のいずれか1項に記載のガス処理装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002119607A JP2003313666A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002119607A JP2003313666A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | ガス処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003313666A true JP2003313666A (ja) | 2003-11-06 |
Family
ID=29536120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002119607A Pending JP2003313666A (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | ガス処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003313666A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006137402A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Tokyo Electron Limited | ガス処理方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体 |
WO2007105432A1 (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-20 | Tokyo Electron Limited | Ti系膜の成膜方法および記憶媒体 |
WO2009119177A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法、成膜装置および記憶媒体 |
-
2002
- 2002-04-22 JP JP2002119607A patent/JP2003313666A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006137402A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Tokyo Electron Limited | ガス処理方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体 |
KR100887446B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2009-03-10 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 가스 처리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 |
US7906442B2 (en) | 2005-06-24 | 2011-03-15 | Tokyo Electron Limited | Gas treatment method and computer readable storage medium |
JP5171253B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2013-03-27 | 東京エレクトロン株式会社 | ガス処理方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体 |
WO2007105432A1 (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-20 | Tokyo Electron Limited | Ti系膜の成膜方法および記憶媒体 |
US8257790B2 (en) | 2006-02-24 | 2012-09-04 | Tokyo Electron Limited | Ti-containing film formation method and storage medium |
JP5020230B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2012-09-05 | 東京エレクトロン株式会社 | Ti系膜の成膜方法および記憶媒体 |
WO2009119177A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法、成膜装置および記憶媒体 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7737005B2 (en) | Method for forming Ti film and TiN film, contact structure, computer readable storing medium and computer program | |
US8021717B2 (en) | Film formation method, cleaning method and film formation apparatus | |
JP5046506B2 (ja) | 基板処理装置,基板処理方法,プログラム,プログラムを記録した記録媒体 | |
TWI446404B (zh) | 半導體裝置的製造方法、清潔方法及基板處理裝置 | |
TWI415190B (zh) | 半導體裝置之製造方法及基板處理裝置 | |
JP4703810B2 (ja) | Cvd成膜方法 | |
US20100240216A1 (en) | Film formation method and apparatus utilizing plasma cvd | |
KR100934511B1 (ko) | Ti계 막의 성막 방법 및 기억 매체 | |
KR101775203B1 (ko) | 성막 방법 | |
JP2000200779A (ja) | エッチング方法,化学気相成長装置,化学気相成長装置のクリ―ニング方法,及び化学気相成長装置用の石英部材 | |
JP5208756B2 (ja) | Ti系膜の成膜方法および記憶媒体 | |
KR100885834B1 (ko) | 질화티타늄막의 성막 | |
KR101862907B1 (ko) | 성막 방법 | |
JP2010065309A (ja) | Ti系膜の成膜方法および記憶媒体 | |
JP2003077863A (ja) | Cvd成膜方法 | |
JP2003313666A (ja) | ガス処理装置 | |
JP2003221671A (ja) | ガス処理方法 | |
TWI743086B (zh) | 基板處理方法及記憶媒體 | |
JP4114746B2 (ja) | 成膜方法 | |
JP4105120B2 (ja) | 成膜方法 | |
WO2006137402A1 (ja) | ガス処理方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体 | |
JP2011190499A (ja) | 半導体装置の製造方法および基板処理システム | |
JP4157508B2 (ja) | Cvd成膜方法 | |
JP2001192832A (ja) | 成膜方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20041001 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070515 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070717 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071016 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20071214 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080422 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090127 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |