JP2013007121A - Film forming apparatus and film forming method - Google Patents

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英亮 山▲崎▼
Yumiko Kono
有美子 河野
Kazuyoshi Yamazaki
和良 山▲崎▼
Daisuke Kuroiwa
大祐 黒岩
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film forming apparatus in which even if an unnecessary adhered film deposits on the surface of a shower head part, the variation of the emissivity is suppressed, and thereby the temperature change of each workpiece can be suppressed.SOLUTION: The film forming apparatus includes: a processing vessel 4 made to be evacuable; a mounting table 24 provided within the processing vessel, for mounting a workpiece W; a heater 30 for heating the workpiece; and a shower head part 6 provided at a ceiling of the processing vessel to be opposite to the mounting table, for supplying a raw material gas for film formation, and deposits a prescribed thin film on a surface of the workpiece, wherein a surface of the shower head part is made to have an emissivity of at least 0.5 by a surface treatment. Thereby, the variation of the emissivity thereof can be suppressed even an unnecessary adhering film is deposited on the surface of the shower head part.

Description

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に薄膜を形成する成膜装置、成膜方法、プリコート層及びその形成方法に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus, a film forming method, a precoat layer, and a method for forming the same, which form a thin film on a target object such as a semiconductor wafer.

一般に、半導体集積回路を製造するには、半導体ウエハ等の被処理体に、成膜処理、エッチング処理、熱処理、改質処理、結晶化処理等の各種の枚葉処理を繰り返し行なって、所望する集積回路を形成するようになっている。
そして、このような集積回路に関して、最近にあっては、高集積化及び薄膜化の更なる要請により、線幅や膜厚等がより微細化されているが、このように、微細化及び薄膜化しても抵抗率がある程度小さく、異種材料との密着性もよく、しかも比較的低温での成膜も可能なことから、高融点金属を用いた薄膜が多用される傾向にあり、この高融点金属薄膜が用いられる部位としては、配線層、電極層、拡散バリヤ層等が挙げられる。またこの高融点金属薄膜としては、高融点金属自体の薄膜、この金属窒化膜、この金属炭化膜、この金属珪化膜等を挙げることができる。
In general, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, it is desired to repeatedly perform various single wafer processes such as a film forming process, an etching process, a heat treatment, a modification process, and a crystallization process on a target object such as a semiconductor wafer. An integrated circuit is formed.
In recent years, with regard to such an integrated circuit, the line width, the film thickness, and the like have been further miniaturized due to further demands for higher integration and thin film formation. However, since the resistivity is somewhat small, adhesion to dissimilar materials is good, and film formation at a relatively low temperature is possible, thin films using refractory metals tend to be used frequently. Examples of the site where the metal thin film is used include a wiring layer, an electrode layer, a diffusion barrier layer, and the like. Examples of the refractory metal thin film include a refractory metal thin film, a metal nitride film, a metal carbide film, and a metal silicide film.

そして、上記した薄膜を、例えば枚葉式の成膜装置でウエハ上に形成する場合には、ウエハを処理する毎に成膜装置の処理容器内の温度管理を十分に行って熱的に安定化させ、各ウエハ表面に堆積する膜厚を均一化して膜厚の面間均一性、すなわちウエハ間の膜厚の再現性を高く維持する必要がある。   When the above-mentioned thin film is formed on a wafer using, for example, a single-wafer type film forming apparatus, the temperature in the processing container of the film forming apparatus is sufficiently controlled every time the wafer is processed, so that it is thermally stable. Therefore, it is necessary to make the film thickness deposited on the surface of each wafer uniform so as to maintain the uniformity of the film thickness between surfaces, that is, the reproducibility of the film thickness between wafers.

ところで、上述したような成膜処理を行った場合、ウエハの処理枚数が増加するに従って、処理容器内の構造物にはパーティクルの原因となる不要な付着物が次第に積層して付着することは避けられず、従って、或る程度の枚数のウエハを処理する毎に、定期的、或いは不定期的に上記した不要な付着膜をクリーニングガスにより除去するクリーニング処理が行われている。
そして、そのようなクリーニング処理を行うと、上記不要な付着膜が除去されるので容器内の熱的条件が変化することになり、この熱的条件の変化がウエハ温度に影響を及ぼすことを防止するために、実際に製品ウエハに成膜を施す前に、ウエハを処理容器内へ搬入しない状態で、すなわち空状態で成膜用の原料ガスを処理容器内へ流してプリコート層を容器内構造物の表面に付着させる、いわゆるプリコート処理を行うようにしている(特許文献1、2)。
By the way, when the film forming process as described above is performed, it is avoided that unnecessary deposits that cause particles are gradually stacked and adhered to the structure in the processing container as the number of processed wafers increases. Therefore, every time a certain number of wafers are processed, a cleaning process for removing the above-mentioned unnecessary adhered film with a cleaning gas is performed regularly or irregularly.
When such a cleaning process is performed, the unnecessary adhered film is removed, so that the thermal condition in the container changes, and the change in the thermal condition prevents the wafer temperature from being affected. Therefore, before the film is actually formed on the product wafer, the film is not carried into the processing container, that is, the raw material gas for film formation is allowed to flow into the processing container in an empty state so that the precoat layer is structured in the container. A so-called pre-coating treatment for adhering to the surface of an object is performed (Patent Documents 1 and 2).

このプリコート処理では上述のように、空状態の容器内へ実際に原料ガスを流すことから、スループット向上の観点からはできるだけ時間を短縮するのが望ましいが、反面、プリコート処理の時間が短過ぎてプリコート処理が不十分な場合には、膜厚の再現性が不十分になってしまう。従って、ウエハに形成すべき膜種や膜種にもよるが、通常はウエハの十数枚〜数十枚の成膜時間に相当する時間だけプリコート処理を行うようにしている。   In this pre-coating process, as described above, since the raw material gas is actually flowed into the empty container, it is desirable to shorten the time as much as possible from the viewpoint of improving the throughput. However, the pre-coating process time is too short. If the precoat treatment is insufficient, the reproducibility of the film thickness becomes insufficient. Therefore, although it depends on the type of film to be formed on the wafer and the type of film, the pre-coating process is usually performed for a time corresponding to the film formation time of several tens to several tens of wafers.

特開平4−191379号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-191379 特開平8−246154号公報JP-A-8-246154

ところで、上述したように、ある程度以上の時間を要してプリコート処理を行っても、実際に製品ウエハに対する成膜処理を行うと、ウエハを処理する毎にウエハ温度が僅かずつ変動することは避けられず、特に、ウエハ処理枚数が少ない初期の段階における温度変化、すなわち膜厚変化が大きくなる、という問題があった。この温度変化の理由は、上述したようにウエハ処理が行われるに従って、成膜対象膜やその反応中間物がシャワーヘッド部に次第に堆積して、その輻射率を変動させるからである、と考えられる。
特に、成膜処理を比較的低圧で行う場合には、ウエハへの熱伝導の形態が、ガスによる熱伝導から輻射による熱伝導へ移行してこの輻射による熱伝導が支配的になるため、ウエハ毎の温度変化(膜厚変化)が一層大きくなる、といった問題があった。
By the way, as described above, even if the pre-coating process takes a certain amount of time, when the film forming process is actually performed on the product wafer, the wafer temperature is prevented from changing slightly every time the wafer is processed. In particular, there is a problem that the temperature change, that is, the film thickness change becomes large at an initial stage where the number of processed wafers is small. The reason for this temperature change is thought to be that as the wafer processing is performed as described above, the film to be deposited and its reaction intermediate are gradually deposited on the shower head unit, and the radiation rate thereof is fluctuated. .
In particular, when the film forming process is performed at a relatively low pressure, the form of heat conduction to the wafer shifts from heat conduction by gas to heat conduction by radiation, and the heat conduction by this radiation becomes dominant. There was a problem that the temperature change (film thickness change) at each time was further increased.

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、シャワーヘッド部自体の輻射率を予め所定値以上になるように設定することにより、シャワーヘッド部の表面に不要な付着膜が堆積しても、その輻射率の変動を抑えて被処理体毎の温度変化を抑制することが可能な成膜装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、上記成膜装置を用いて熱効率が良好となるプリコート層を形成することができる成膜方法を提供することにある。
また本発明の更に他の目的は、載置台とこの上に載置される被処理体との間の温度差を小さくでき、しかも載置台の中央部と周辺部との間の温度差を抑制して載置台の熱伸縮応力による破損を防止することができるプリコート層及びその形成方法を提供することにある。
The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. The object of the present invention is to suppress the fluctuation of the radiation rate even if an unnecessary adhesion film is deposited on the surface of the shower head unit by setting the radiation rate of the shower head unit itself to a predetermined value or more in advance. An object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of suppressing a temperature change for each object to be processed.
Another object of the present invention is to provide a film forming method capable of forming a precoat layer with good thermal efficiency using the film forming apparatus.
Still another object of the present invention is to reduce the temperature difference between the mounting table and the object to be processed mounted thereon, and to suppress the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the mounting table. Another object of the present invention is to provide a precoat layer and a method for forming the same that can prevent the mounting table from being damaged due to thermal expansion and contraction stress.

本発明者は、シャワーヘッド部の輻射率がウエハ表面の膜厚に対する影響を鋭意研究した結果、シャワーヘッド部自体の輻射率を予め0.5以上に設定することにより、成膜時にシャワーヘッド部に不要な付着膜が堆積しても、ウエハ温度の変動量を大幅に抑制することができる、という知見を得ることにより、本発明に至ったものである。   As a result of earnestly studying the influence of the emissivity of the shower head unit on the film thickness of the wafer surface, the present inventor has set the emissivity of the shower head unit itself to 0.5 or more in advance, thereby forming the shower head unit during film formation. Thus, the present invention has been achieved by obtaining the knowledge that even if an unnecessary adhesion film is deposited, the fluctuation amount of the wafer temperature can be greatly suppressed.

請求項1に係る発明は、排気可能になされた処理容器と、前記処理容器内に設けられて被処理体を載置するための載置台と、前記被処理体を加熱するための加熱手段と、前記載置台と対向するように前記処理容器の天井部に設けられて成膜用の原料ガスを供給するシャワーヘッド部と、を有して前記被処理体の表面に所定の薄膜を堆積する成膜装置において、前記シャワーヘッド部の表面を、表面処理により輻射率が0.5以上になるように設定するように構成したことを特徴とする成膜装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a processing container that can be evacuated, a mounting table that is provided in the processing container for mounting the processing object, and a heating unit that heats the processing object. And a shower head portion that is provided on the ceiling portion of the processing container so as to face the mounting table and supplies a source gas for film formation, and deposits a predetermined thin film on the surface of the object to be processed In the film forming apparatus, the surface of the shower head unit is configured so that the emissivity is set to 0.5 or more by surface treatment.

このように、シャワーヘッド部の表面を、表面処理により輻射率が0.5以上になるように設定するように構成したので、成膜時にシャワーヘッド部に不要な付着膜が堆積しても、被処理体温度の変動量を大幅に抑制することができる。
従って、処理毎の被処理体の温度変動を抑制することができるので、被処理体間の膜厚均一性の向上を図ることができ、もって膜厚の再現性を高く維持することができる。
In this way, the surface of the shower head portion is configured to be set so that the emissivity is 0.5 or more by surface treatment, so even if an unnecessary adhesion film is deposited on the shower head portion during film formation, The amount of change in the temperature of the object to be processed can be greatly suppressed.
Therefore, the temperature fluctuation of the object to be processed can be suppressed for each process, so that the film thickness uniformity between the objects to be processed can be improved, and the reproducibility of the film thickness can be kept high.

この場合、例えば請求項2に規定するように、前記シャワーヘッド部は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりなり、前記シャワーヘッド部の表面には、前記表面処理により形成されたアルマイト層が設けられている。
また例えば請求項3に規定するように、前記シャワーヘッド部の母材は、JIS規格のA6061による金属であり、前記アルマイト層の厚さは17μm以上である。
また例えば請求項4に規定するように、前記シャワーヘッド部の母材は、JIS規格のA5052による金属であり、前記アルマイト層の厚さは28μm以上である。
また例えば請求項5に規定するように、前記載置台には、前記加熱手段として抵抗加熱ヒータが内蔵されている。
In this case, for example, as defined in claim 2, the shower head portion is made of aluminum or an aluminum alloy, and an alumite layer formed by the surface treatment is provided on a surface of the shower head portion.
For example, as defined in claim 3, the base material of the shower head portion is a metal according to JIS standard A6061, and the thickness of the alumite layer is 17 μm or more.
Further, for example, as defined in claim 4, the base material of the shower head portion is a metal according to JIS standard A5052, and the thickness of the alumite layer is 28 μm or more.
For example, as defined in claim 5, the mounting table includes a resistance heater as the heating means.

請求項6に係る発明は、前記いずれかに記載の成膜装置を用いて被処理体の表面に所定の薄膜を堆積するに際して、前記処理容器内に前記被処理体を搬入しない空状態で前記処理容器内へ所定のガスを流すことにより少なくとも載置台の表面にプリコート層を形成するプリコート層形成工程と、前記プリコート層形成工程の後に前記処理容器内へ前記被処理体を搬入して前記被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成工程を行うようにしたことを特徴とする成膜方法である。
この場合、例えば請求項7に規定するように、前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、前記被処理体の表面に形成される前記薄膜と同じ材料よりなる。
When depositing a predetermined thin film on the surface of the object to be processed using the film forming apparatus according to any one of the above, the invention according to claim 6 is an empty state in which the object to be processed is not carried into the processing container. A precoat layer forming step of forming a precoat layer on at least the surface of the mounting table by flowing a predetermined gas into the processing vessel; and after the precoat layer forming step, the object to be processed is carried into the processing vessel and The film forming method is characterized in that a thin film forming step of forming the thin film on a processing body is performed.
In this case, for example, as defined in claim 7, the thin film is a metal film or a metal-containing film, and the precoat layer in the precoat layer forming step is the same as the thin film formed on the surface of the object to be processed. Made of material.

また例えば請求項8に規定するように、前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、前記金属の珪化物よりなる。
また例えば請求項9に規定するように、前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、シリコン膜と、該シリコン膜上に形成された前記金属の珪化物との2層構造よりなる。
このように、プリコート層を2層構造に設定することにより、被処理体を加熱するために投入する熱量を少なくでき、その分、加熱効率を向上させることができる。
For example, as defined in claim 8, the thin film is a metal film or a metal-containing film, and the precoat layer in the precoat layer forming step is made of a silicide of the metal.
Further, for example, as defined in claim 9, the thin film is a metal film or a metal-containing film, and the precoat layer in the precoat layer forming step is a silicon film and silicidation of the metal formed on the silicon film. It consists of a two-layer structure with the object.
Thus, by setting the precoat layer to a two-layer structure, the amount of heat input to heat the object to be processed can be reduced, and the heating efficiency can be improved accordingly.

また例えば請求項10に規定するように、前記金属含有膜は、前記金属の窒化物、炭化物、珪化物、或いはこれらの2以上の物質の混合物よりなる。
また例えば請求項11に規定するように、前記金属は、タングステン、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウムよりなる群の内のいずれか1以上の金属である。
For example, as defined in claim 10, the metal-containing film is made of a nitride, carbide, silicide, or a mixture of two or more of these metals.
For example, as defined in claim 11, the metal is one or more metals selected from the group consisting of tungsten, titanium, tantalum, hafnium, and zirconium.

請求項12に係る発明によれば、被処理体の表面に所定の薄膜を堆積するために排気可能になされた処理容器内にて前記被処理体を載置する載置台の表面を覆うプリコート層において、前記薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜と、前記高輻射率プリコート膜の上層に形成されて前記薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜と、よりなることを特徴とするプリコート層である。   According to the twelfth aspect of the present invention, the precoat layer covers the surface of the mounting table on which the object to be processed is mounted in a processing container that can be evacuated to deposit a predetermined thin film on the surface of the object to be processed. A high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film, and an upper precoat film formed on the upper layer of the high emissivity precoat film and made of the same film type as the thin film. It is the precoat layer characterized.

このように、被処理体に堆積させる薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜と、高輻射率プリコート膜の上層に形成されて薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜とによりプリコート層を形成するようにしたので、載置台とこの上に載置される被処理体との間の温度差を小さくでき、しかも載置台の中央部と周辺部との間の温度差を抑制して載置台の熱伸縮応力による破損を防止することができる。また成膜処理の再現性も向上させることができる。   Thus, a high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film deposited on the object to be processed, and an upper precoat film made of the same film type as the thin film formed on the high emissivity precoat film Since the precoat layer is formed by this, the temperature difference between the mounting table and the object to be processed placed thereon can be reduced, and the temperature difference between the central part and the peripheral part of the mounting table can be reduced. It can suppress and the damage by the thermal expansion-contraction stress of a mounting base can be prevented. In addition, the reproducibility of the film forming process can be improved.

この場合、例えば請求項13に記載したように、前記高輻射率プリコート膜は、前記載置台を構成する材料よりも輻射率が高い材料で形成される。
また例えば請求項14に記載したように、前記上層プリコート膜は、前記載置台の上面であって、前記被処理体を直接的に載置する載置領域を除いて形成されている。
また例えば請求項15に記載したように、前記上層プリコート膜の下層には、前記薄膜と同じ膜種よりなる下地プリコート膜が形成されている。
In this case, for example, as described in claim 13, the high emissivity precoat film is formed of a material having a higher emissivity than a material constituting the mounting table.
Further, for example, as described in claim 14, the upper layer precoat film is formed on the upper surface of the mounting table except for a mounting region on which the object to be processed is directly mounted.
For example, as described in claim 15, a base precoat film made of the same film type as the thin film is formed below the upper layer precoat film.

また例えば請求項16に記載したように、前記各プリコート膜間の界面には、該界面における下層のプリコート膜を形成する材料の窒化膜が形成されている。
また例えば請求項17に記載したように、前記高輻射率プリコート膜は、シリコン膜、カーボン膜、SiC膜、SiN膜よりなる群の内のいずれか1よりなる。
また例えば請求項18に記載したように、前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜よりなる。
For example, as described in claim 16, a nitride film of a material for forming a lower precoat film at the interface is formed at the interface between the precoat films.
For example, as described in claim 17, the high emissivity precoat film is made of any one of a group consisting of a silicon film, a carbon film, a SiC film, and a SiN film.
For example, as described in claim 18, the thin film is formed of a metal film or a metal-containing film.

また例えば請求項19に記載したように、前記金属含有膜は、前記金属膜を形成する金属の窒化物、炭化物、珪化物よりなる群から選択される1よりなる。
また例えば請求項20に記載したように、前記金属は、タングステン、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウムよりなる群の内のいずれか1以上の金属である。
Further, for example, as described in claim 19, the metal-containing film is made of one selected from the group consisting of a metal nitride, a carbide, and a silicide forming the metal film.
For example, as described in claim 20, the metal is at least one metal selected from the group consisting of tungsten, titanium, tantalum, hafnium, and zirconium.

請求項21に係る発明は、被処理体の表面に所定の薄膜を堆積するために排気可能になされた処理容器内にて前記被処理体を載置する載置台の表面を覆うプリコート層の形成方法において、前記薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜を形成する工程と、前記高輻射率プリコート膜の上層に前記薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜を形成する工程と、よりなることを特徴とするプリコート層の形成方法である。
この場合、例えば請求項22に記載したように、前記上層プリコート膜を形成する工程は、前記載置台の上面にダミー被処理体を載置した状態で行う。
また例えば請求項23に記載したように、前記高輻射率プリコート膜を形成する工程の前工程で、前記薄膜と同じ膜種よりなる下地プリコート膜を形成する工程を行う。
また例えば請求項24に記載したように、前記各プリコート膜を形成する各工程の直後には、該プリコート膜の表面を窒化する窒化工程を行う。
The invention according to claim 21 is the formation of a precoat layer that covers the surface of the mounting table on which the object to be processed is mounted in a processing container that can be evacuated to deposit a predetermined thin film on the surface of the object to be processed. In the method, a step of forming a high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film, and a step of forming an upper layer precoat film made of the same film type as the thin film on the upper layer of the high emissivity precoat film And a method of forming a precoat layer.
In this case, for example, as described in claim 22, the step of forming the upper layer precoat film is performed in a state where the dummy object to be processed is mounted on the upper surface of the mounting table.
Further, for example, as described in claim 23, a step of forming a base precoat film made of the same film type as the thin film is performed in a pre-process of the step of forming the high emissivity precoat film.
Further, for example, as described in claim 24, immediately after each step of forming each precoat film, a nitriding step of nitriding the surface of the precoat film is performed.

本発明に係る成膜装置及び成膜方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
シャワーヘッド部の表面を、表面処理により輻射率が0.5以上になるように設定するように構成したので、成膜時にシャワーヘッド部に不要な付着膜が堆積しても、被処理体温度の変動量を大幅に抑制することができる。
従って、処理毎の被処理体の温度変動を抑制することができるので、被処理体間の膜厚均一性の向上を図ることができ、もって膜厚の再現性を高く維持することができる。
特に請求項9に係る発明によれば、プリコート層を2層構造に設定するようにしたので、被処理体を加熱するために投入する熱量を少なくでき、その分、加熱効率を向上させることができる。
According to the film forming apparatus and the film forming method of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
Since the surface of the shower head is set so that the emissivity is 0.5 or more by surface treatment, even if an unnecessary adhesion film is deposited on the shower head during film formation, the temperature of the object to be processed The amount of fluctuation can be greatly suppressed.
Therefore, the temperature fluctuation of the object to be processed can be suppressed for each process, so that the film thickness uniformity between the objects to be processed can be improved, and the reproducibility of the film thickness can be kept high.
In particular, according to the invention of claim 9, since the precoat layer is set to a two-layer structure, the amount of heat input to heat the object to be processed can be reduced, and the heating efficiency can be improved accordingly. it can.

請求項12〜24に係る発明によれば、被処理体に堆積させる薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜と、高輻射率プリコート膜の上層に形成されて薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜とによりプリコート層を形成するようにしたので、載置台とこの上に載置される被処理体との間の温度差を小さくでき、しかも載置台の中央部と周辺部との間の温度差を抑制して載置台の熱伸縮応力による破損を防止することができる。また成膜処理の再現性も向上させることができる。   According to the invention which concerns on Claims 12-24, it is the same as a thin film formed in the upper layer of the high emissivity precoat film | membrane which consists of a film type with a higher emissivity than the thin film deposited on a to-be-processed object, and a high emissivity precoat film | membrane. Since the precoat layer is formed by the upper layer precoat film made of the film type, the temperature difference between the mounting table and the object to be processed placed thereon can be reduced, and the center and the periphery of the mounting table It is possible to prevent the mounting table from being damaged due to thermal expansion and contraction stress by suppressing the temperature difference between the mounting part and the part. In addition, the reproducibility of the film forming process can be improved.

本発明に係る成膜装置を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing the film deposition system concerning the present invention. アルマイト層が形成されたシャワーヘッド部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing a shower head part in which an alumite layer was formed. プリコート層の形成態様を示す図である。It is a figure which shows the formation aspect of a precoat layer. 輻射率に対するウエハ温度及びウエハ温度変化量の依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the dependence of the wafer temperature and the wafer temperature variation | change_quantity with respect to an emissivity. アルミニウム母材に対するアルマイト層の厚さと輻射率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the thickness of an alumite layer with respect to an aluminum base material, and a radiation rate. 本発明装置と従来装置による薄膜のシート抵抗の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the sheet resistance of the thin film by this invention apparatus and a conventional apparatus. 本発明のプリコート層の第1の変形例の形成方法を説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the formation method of the 1st modification of the precoat layer of this invention. 載置台温度が一定の条件下にてタングステンのプリコート時間がウエハ温度と載置台の輻射率に与える影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which the pre-coat time of tungsten has on the wafer temperature and the radiation rate of a mounting base on the conditions where a mounting base temperature is constant. 載置台温度が一定の条件下にてタングステンのプリコート時間がヒータ電力と載置台の輻射率に与える影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which the precoat time of tungsten has on the heater power and the radiation rate of a mounting base on mounting base temperature constant conditions.

以下に、本発明に係る成膜装置、成膜方法、プリコート層及びその形成方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図1は本発明に係る成膜装置を示す断面構成図、図2はアルマイト層が形成されたシャワーヘッド部を示す拡大断面図である。ここでは薄膜として高融点金属、例えばタングステン或いはタングステンの珪化物(シリサイド)の薄膜を形成する場合を例にとって説明する。
図示するようにこの成膜装置2は、例えば断面の内部が略円形状になされたアルミニウム又はアルミニウム合金製の処理容器4を有している。この処理容器4内の天井部には必要な処理ガス、例えば成膜用の原料ガスであるW(CO) やSiH の他に、N 、Ar等を導入するためにガス導入手段であるシャワーヘッド部6が設けられており、この下面のガス噴射面8に設けた多数のガス噴射孔10から処理空間Sに向けて処理ガスを吹き出すようにして噴射するようになっている。
In the following, an embodiment of a film forming apparatus, a film forming method, a precoat layer and a method for forming the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a film forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a shower head portion on which an alumite layer is formed. Here, a case where a thin film of a refractory metal such as tungsten or tungsten silicide is formed as an example will be described.
As shown in the figure, this film forming apparatus 2 has a processing container 4 made of aluminum or aluminum alloy, for example, whose inside is substantially circular. In addition to a necessary processing gas, for example, W (CO) 6 or SiH 4 which is a raw material gas for film formation, N 2 , Ar or the like is introduced into the ceiling portion in the processing container 4 by a gas introducing means. A certain shower head unit 6 is provided, and the processing gas is jetted out from the numerous gas jetting holes 10 provided on the gas jetting surface 8 on the lower surface toward the processing space S.

尚、ここではシャワーヘッド部6の構造を概略的に示しており、実際の装置では、ガス種によってシャワーヘッド部6から別々に処理容器4内へガスを導入して処理容器4内で混合するようにした、いわゆるポストミックス構造のシャワーヘッド部6も用いられる。このシャワーヘッド部6の母材は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金よりなっている。
このシャワーヘッド部6と処理容器4の上端開口部との接合部には、例えばOリング等よりなるシール部材12がそれぞれ介在されており、処理容器4内の気密性を維持するようになっている。
Here, the structure of the shower head unit 6 is schematically shown. In an actual apparatus, gas is separately introduced from the shower head unit 6 into the processing container 4 according to the gas type and mixed in the processing container 4. The so-called postmix structure shower head section 6 is also used. The base material of the shower head unit 6 is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy.
Seal members 12 made of, for example, O-rings are interposed at the joints between the shower head unit 6 and the upper end opening of the processing container 4 so as to maintain the airtightness in the processing container 4. Yes.

また、処理容器4の側壁には、この処理容器4内に対して被処理体としての半導体ウエハMを搬入搬出するための搬出入口14が設けられると共に、この搬出入口14には、気密に開閉可能になされたゲートバルブ16が設けられている。
そして、この処理容器4の底部18に排気落とし込め空間20が形成されている。具体的には、この容器底部18の中央部には大きな開口が形成されており、この開口に、その下方へ延びる有底円筒体状の円筒区画壁22を連結してその内部に上記排気落とし込め空間20を形成している。そして、この空間20を区画する円筒区画壁22の底部22Aには、これより起立させて例えば円筒体状の支柱25が設けられており、この上端部に保持手段としての載置台24が固定されている。この載置台24上に上記ウエハMを載置して保持(支持)することになる。
In addition, a loading / unloading port 14 for loading / unloading a semiconductor wafer M as an object to / from the processing container 4 is provided on the side wall of the processing container 4, and the loading / unloading port 14 is opened and closed in an airtight manner. An enabled gate valve 16 is provided.
An exhaust dropping space 20 is formed in the bottom 18 of the processing container 4. Specifically, a large opening is formed in the central part of the container bottom 18, and a cylindrical partition wall 22 having a bottomed cylindrical shape extending downward is connected to the opening, and the exhaust drop is formed in the inside. A storage space 20 is formed. Further, for example, a cylindrical column 25 is provided on the bottom 22A of the cylindrical partition wall 22 that partitions the space 20, and a mounting table 24 as a holding means is fixed to the upper end of the column. ing. The wafer M is placed on the mounting table 24 and held (supported).

そして、上記排気落とし込め空間20の開口は、載置台24の直径よりも小さく設定されており、上記載置台24の周縁部の外側を流下する処理ガスが載置台24の下方に回り込んで空間20へ流入するようになっている。そして、上記円筒区画壁22の下部側壁には、この排気落とし込め空間20に臨ませて排気口26が形成されており、この排気口26には、図示しない真空ポンプや圧力調整弁が介設された真空排気系28が接続されており、処理容器4内及び排気落とし込め空間20の雰囲気を排気できるようになっている。そして、上記圧力調整弁の弁開度を自動的に調整することにより、上記処理容器4内の圧力を一定値に維持したり、或いは所望する圧力へ迅速に変化させ得るようになっている。   The opening of the exhaust drop space 20 is set to be smaller than the diameter of the mounting table 24, and the processing gas flowing down outside the peripheral edge of the mounting table 24 wraps around the mounting table 24 to enter the space. 20 to flow into. An exhaust port 26 is formed in the lower side wall of the cylindrical partition wall 22 so as to face the exhaust drop space 20, and a vacuum pump and a pressure control valve (not shown) are provided in the exhaust port 26. The evacuated system 28 is connected so that the atmosphere in the processing container 4 and the exhaust dropping space 20 can be exhausted. Then, by automatically adjusting the valve opening degree of the pressure regulating valve, the pressure in the processing container 4 can be maintained at a constant value or can be rapidly changed to a desired pressure.

また、上記載置台24は、加熱手段として例えば内部に所定のパターン形状に配置された抵抗加熱ヒータ30を内蔵した状態で有しており、この外側は焼結された例えばAlN等よりなるセラミックスやアルミニウム、或いはアルミニウム合金により構成され、前述したように上面に被処理体としての半導体ウエハMを載置し得るようになっている。この加熱手段としての抵抗加熱ヒータ30は、複数の同心円状のゾーン、例えば内側と外側の2ゾーンに分離されており、各ゾーン毎に互いに関連付けて、或いは関連付けないで供給電力を独立制御可能になされている。また、上記抵抗加熱ヒータ30は上記支柱25内に配設された給電線32に接続されて、電力を制御しつつ供給できるようになっている。そして、上記載置台24の上面側には、温度検出手段として例えば熱電対33が設けられており、この熱電対33から延びるリード線35が上記支柱25内を通って外部へ引き出されている。そして、この熱電対33の検出値に基づいて上記ウエハMの温度が制御されることになる。尚、上記加熱手段として、抵抗加熱ヒータ30に代えて加熱ランプを用いるようにしてもよい。   Further, the mounting table 24 has a built-in resistance heater 30 arranged in a predetermined pattern shape as a heating means, and the outside is sintered ceramic such as AlN or the like. It is made of aluminum or an aluminum alloy, and as described above, a semiconductor wafer M as an object to be processed can be placed on the upper surface. The resistance heater 30 as the heating means is divided into a plurality of concentric zones, for example, two zones on the inner side and the outer side, and the supplied power can be independently controlled with or without being associated with each zone. Has been made. The resistance heater 30 is connected to a power supply line 32 disposed in the support column 25 so that power can be supplied while being controlled. For example, a thermocouple 33 is provided on the upper surface side of the mounting table 24 as temperature detecting means, and a lead wire 35 extending from the thermocouple 33 is drawn outside through the support column 25. The temperature of the wafer M is controlled based on the detected value of the thermocouple 33. Note that a heating lamp may be used in place of the resistance heater 30 as the heating means.

また上記載置台24には、この上下方向に貫通して複数、例えば3本のピン挿通孔34が形成されており(図1においては2つのみ示す)、上記各ピン挿通孔34に上下移動可能に遊嵌状態で挿通させた押し上げピン36を配置している。この押し上げピン36の下端には、円形リング形状の一部を欠いてなる円弧形状に形成された例えばアルミナのようなセラミックス製の押し上げリング38が配置されており、この押し上げリング38の上面に、上記各押し上げピン36の下端は支持されている。   In addition, a plurality of, for example, three pin insertion holes 34 are formed in the mounting table 24 so as to penetrate in the vertical direction (only two are shown in FIG. 1), and the pin insertion holes 34 are moved up and down. A push-up pin 36 that is inserted in a loosely fitted state is arranged. At the lower end of the push-up pin 36, a push-up ring 38 made of ceramics such as alumina formed in an arc shape lacking a part of the circular ring shape is disposed, and on the upper surface of the push-up ring 38, The lower end of each push-up pin 36 is supported.

この押し上げリング38から延びるアーム部38Aは、容器底部18を貫通して設けられる出没ロッド40に連結されており、この出没ロッド40はアクチュエータ42により昇降可能になされている。これにより、上記各押し上げピン36をウエハMの受け渡し時に各ピン挿通孔34の上端から上方へ出没させるようになっている。また、アクチュエータ42の出没ロッド40の容器底部の貫通部には、伸縮可能なベローズ44が介設されており、上記出没ロッド40が処理容器4内の気密性を維持しつつ昇降できるようになっている。   The arm portion 38 </ b> A extending from the push-up ring 38 is connected to a retracting rod 40 provided through the container bottom 18, and the retracting rod 40 can be moved up and down by an actuator 42. As a result, the push-up pins 36 are projected and retracted upward from the upper ends of the pin insertion holes 34 when the wafer M is transferred. In addition, an extendable bellows 44 is interposed in the through-hole portion of the bottom of the retractable rod 40 of the actuator 42 so that the retractable rod 40 can be raised and lowered while maintaining the airtightness in the processing container 4. ing.

そして、上記シャワーヘッド部6には、必要な処理ガスを供給するためのガス供給系が接続されている。具体的には、このシャワーヘッド部6には、主たる成膜用の原料ガスとして高融点金属材料の1つであるW(タングステン)金属を含むW(CO) を供給する原料ガス供給系46と、他の必要なガスを供給するガス供給系、例えば窒素ガスを供給する窒素ガス供給系48と、SiH ガスを供給するシランガス供給系50と、Arガスを供給するアルゴンガス供給系52とがそれぞれ接続されている。 The shower head unit 6 is connected to a gas supply system for supplying necessary processing gas. Specifically, a raw material gas supply system 46 for supplying W (CO) 6 containing W (tungsten) metal, which is one of refractory metal materials, as a main film forming raw material gas is supplied to the shower head 6. A gas supply system that supplies other necessary gases, for example, a nitrogen gas supply system 48 that supplies nitrogen gas, a silane gas supply system 50 that supplies SiH 4 gas, and an argon gas supply system 52 that supplies Ar gas Are connected to each other.

上記W(CO) は固体なので、これを加熱気化(昇華)すると共に例えばArガスをキャリアガスとして用い、このArガスによってバブリングにより搬送される。具体的には、各ガス供給系46〜52は、それぞれガス通路54、56、58、60を有しており、各ガス通路54〜60には、最終段に開閉弁54A、56A、58A、60Aがそれぞれ介設されて、各ガスの供給開始と供給停止とを自在に制御できるようになっている。また各ガス通路46〜60の上流側には、例えばマスフローコントローラのような流量制御器(図示せず)がそれぞれ介設されており、供給するガスの流量を制御できるようになっている。 Since the W (CO) 6 is solid, it is vaporized (sublimated) by heating and, for example, Ar gas is used as a carrier gas and is transported by bubbling with this Ar gas. Specifically, each gas supply system 46 to 52 has gas passages 54, 56, 58, and 60, respectively, and each gas passage 54 to 60 has an on-off valve 54 </ b> A, 56 </ b> A, 58 </ b> A, 60A is interposed, so that the start and stop of the supply of each gas can be freely controlled. In addition, a flow rate controller (not shown) such as a mass flow controller is provided on the upstream side of each gas passage 46 to 60 so that the flow rate of the supplied gas can be controlled.

そして、本発明の特徴として上記シャワーヘッド部6の表面は、表面処理により輻射率が0.5以上になるように設定されている。具体的には、アルミニウムやアルミニウム合金よりなる上記シャワーヘッド部6の表面、すなわちシャワーヘッド部6の処理容器4内に面している表面、例えばガス噴射面8やその側面等は表面処理としてアルマイト処理が施されており、図2にも示すように、この表面にアルマイト層62が形成されている。このアルマイト層62の厚さH1は、シャワーヘッド部6を形成する母材の種類にもよるが、例えば17〜50μm程度であり、上述のように輻射率が0.5以上になるように設定される。このように、このシャワーヘッド部6の輻射率が0.5以上となるように設定することにより、後述するようにプリコート層を施した後に製品ウエハに対して成膜処理を行う際に、ウエハ間の温度変動(変化)を抑制して、膜厚の面間均一性を向上させることが可能となる。   As a feature of the present invention, the surface of the shower head 6 is set so that the emissivity is 0.5 or more by surface treatment. Specifically, the surface of the shower head portion 6 made of aluminum or aluminum alloy, that is, the surface facing the inside of the processing container 4 of the shower head portion 6, for example, the gas injection surface 8 or its side surface is anodized as a surface treatment. The alumite layer 62 is formed on this surface as shown in FIG. The thickness H1 of the alumite layer 62 is, for example, about 17 to 50 μm, and is set so that the emissivity is 0.5 or more as described above, although it depends on the type of the base material forming the shower head portion 6. Is done. In this way, when the emissivity of the shower head unit 6 is set to be 0.5 or more, the wafer is formed when the film is formed on the product wafer after the precoat layer is applied as described later. It is possible to improve the uniformity of the film thickness between the surfaces by suppressing the temperature fluctuation (change) between them.

そして、この成膜装置2の全体の動作、すなわち各種ガスの供給開始、供給停止、ウエハ温度、プロセス圧力等の各種の制御をするために例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御手段64を有している。そして、この制御手段64は、上記した制御を行うためのプロラムを記憶する記憶媒体66を有しており、この記憶媒体66は例えばフレキシブルディスク、CD−ROM、DVD、ハードディスク、フラッシュメモリよりなる。   In order to perform various controls such as the start and stop of supply of various gases, the wafer temperature, and the process pressure of the entire film forming apparatus 2, a control means 64 such as a microcomputer is provided. . The control means 64 has a storage medium 66 for storing a program for performing the above-described control. The storage medium 66 is composed of, for example, a flexible disk, a CD-ROM, a DVD, a hard disk, and a flash memory.

次に、以上のように構成された成膜装置の動作について図3も参照して説明する。上述したように、以下に説明する各動作は、上記記憶媒体66に記憶されたプログラムに基づいて行われる。図3はプリコート層の形成態様を示す図である。
<プリコート処理>
まず、処理容器4内がクリーニング処理された直後の場合には、直接的に製品ウエハに対する成膜処理を行わないで、前述したように処理容器4内の輻射率等の熱的条件を安定化させるためにプリコート膜形成工程を行う。このプリコート膜形成工程では、例えば製品ウエハに対する成膜時と同じ、或いは類似したプロセス条件で原料ガスや他の必要なガスを流し、少なくとも載置台24の表面等に、図3に示すようにプリコート層70を形成する。
Next, the operation of the film forming apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. As described above, each operation described below is performed based on the program stored in the storage medium 66. FIG. 3 is a diagram showing a form of forming the precoat layer.
<Precoat treatment>
First, when the inside of the processing container 4 is immediately after the cleaning process, the film forming process is not directly performed on the product wafer, and the thermal conditions such as the radiation rate in the processing container 4 are stabilized as described above. Therefore, a precoat film forming step is performed. In this precoat film forming step, for example, a raw material gas or other necessary gas is allowed to flow under the same or similar process conditions as those for film formation on a product wafer, and at least the surface of the mounting table 24 is precoated as shown in FIG. Layer 70 is formed.

この場合、上記各プリコート層70としては、図3(A)に示すように、例えば1層構造としてもよいし、図3(B)に示すように、予め形成した下層膜70Aと、この上に形成した上層70Bとよりなる2層構造にしてもよい。   In this case, each of the precoat layers 70 may have, for example, a single-layer structure as shown in FIG. 3 (A), or a previously formed lower layer film 70A and an upper layer thereof as shown in FIG. 3 (B). Alternatively, a two-layer structure including the upper layer 70B formed in the above may be used.

図3(A)に示すように、プリコート層70が1層構造の場合は、製品ウエハに形成する薄膜に含まれる金属の金属膜であるタングステン(W)膜の1層構造としてもよいし、上記金属を含む金属含有膜、例えばタングステンの珪化物(WSi:タングステンシリサイド)膜の1層構造としてもよい。   As shown in FIG. 3A, when the precoat layer 70 has a single-layer structure, it may have a single-layer structure of a tungsten (W) film that is a metal metal film included in a thin film formed on a product wafer. A single-layer structure of a metal-containing film containing the above metal, for example, a tungsten silicide (WSi: tungsten silicide) film may be used.

また図3(B)に示すように、プリコート層70が2層構造の場合には、1層目の下層膜70Aをシリコン膜、例えばポリシリコン膜とし、2層目の上層膜70Bを上記金属を含む金属含有膜、例えばタングステン珪化物(WSi)膜としてもよい。この場合、1層目のシリコン膜を形成するには、SiH とArとを用いることにより成膜することができる。また2層目のWSi膜を形成する場合、W(CO) とを同時に流して成膜するようにしてもよいし、後述するようにSiH とW(CO) との間にパージ工程を挟みながら交互に複数回繰り返し流して成膜するようにしてもよい。尚、このプリコート層70を更に3層以上の構造としてもよいのは勿論である。
上述のようにして所望のプリコート層70を形成したならば、次に製品ウエハに対する薄膜の形成を行う薄膜形成工程へ移行する。
As shown in FIG. 3B, when the precoat layer 70 has a two-layer structure, the first lower layer film 70A is a silicon film, for example, a polysilicon film, and the second upper layer film 70B is made of the above metal. It is good also as a metal containing film | membrane containing, for example, a tungsten silicide (WSi) film | membrane. In this case, the first silicon film can be formed by using SiH 4 and Ar. When the second WSi film is formed, W (CO) 6 may be flown simultaneously, and a purge process may be performed between SiH 4 and W (CO) 6 as will be described later. Alternatively, a film may be formed by alternately and repeatedly flowing a plurality of times while sandwiching the film. Of course, the precoat layer 70 may have a structure of three or more layers.
If the desired precoat layer 70 is formed as described above, the process proceeds to a thin film forming process for forming a thin film on the product wafer.

<薄膜形成工程>
この薄膜形成工程では、まず、半導体ウエハMの搬入に先立って、例えば図示しないロードロック室に接続されたこの成膜装置2の処理容器4内は例えば真空引きされており、また、ウエハMを載置する載置台24は加熱手段である抵抗加熱ヒータ30によって所定の温度に昇温されて安定的に維持されている。
<Thin film formation process>
In this thin film forming step, first, prior to the transfer of the semiconductor wafer M, for example, the inside of the processing container 4 of the film forming apparatus 2 connected to a load lock chamber (not shown) is evacuated, for example. The mounting table 24 to be mounted is heated to a predetermined temperature by a resistance heater 30 as a heating means and is stably maintained.

さて、このような状態において、まず、未処理の例えば300mmの半導体ウエハMは、図示しない搬送アームに保持されて開状態となったゲートバルブ16、搬出入口14を介して処理容器4内へ搬入され、このウエハMは、上昇された押し上げピン36に受け渡された後に、この押し上げピン36を降下させることにより、ウエハMを載置台24の上面に載置してこれを支持する。   In such a state, first, an unprocessed, for example, 300 mm semiconductor wafer M is loaded into the processing container 4 through the gate valve 16 and the loading / unloading port 14 which are opened by being held by a transfer arm (not shown). Then, after the wafer M is delivered to the raised push-up pins 36, the push-up pins 36 are lowered to place the wafer M on the upper surface of the mounting table 24 and support it.

次に、シャワーヘッド部6へ原料ガスを含む各処理ガスを流量制御しつつ供給すると同時に、真空排気系28に設けた真空ポンプの駆動を継続することにより、処理容器4内や排気落とし込め空間20内の雰囲気を真空引きし、そして、圧力調整弁の弁開度を調整して処理空間Sの雰囲気を所定のプロセス圧力に維持する。これにより、半導体ウエハMの表面に金属含有膜としてタングステン膜が形成されることになる。
そして、このような成膜処理は、処理済みの半導体Mを未処理のウエハと入れ替えて連続的に所定の枚数行われることになる。
Next, each processing gas including the raw material gas is supplied to the shower head unit 6 while controlling the flow rate, and at the same time, the vacuum pump provided in the vacuum exhaust system 28 is continuously driven, so that the inside of the processing container 4 and the exhaust dropping space are provided. The atmosphere in 20 is evacuated, and the opening degree of the pressure regulating valve is adjusted to maintain the atmosphere in the processing space S at a predetermined process pressure. As a result, a tungsten film is formed as a metal-containing film on the surface of the semiconductor wafer M.
Such a film forming process is performed continuously by replacing the processed semiconductor M with an unprocessed wafer.

ここで本発明では、シャワーヘッド部6の表面にアルマイト層62を形成して、この輻射率を予め0.5以上となるように大きく設定してあることから、その後に、製品ウエハの成膜時の不要な付着膜が堆積しても、輻射率の変化に対するウエハ温度の変化を小さくすることができる。換言すれば、輻射率を予め0.5以上に設定しておけば、その後のウエハに対する成膜により輻射率が更に大きくなっても、ウエハ温度の変化はそれ程大きくなく、この温度変化を抑制することができる。従って、シャワーヘッド部6の表面の輻射率を0.5以上に大きくしておくことにより、ウエハ間の温度差を抑制することができる。   Here, in the present invention, since the alumite layer 62 is formed on the surface of the shower head unit 6 and this emissivity is set to be large in advance to be 0.5 or more, the product wafer is subsequently formed. Even if an unnecessary adhesion film is deposited, the change in the wafer temperature with respect to the change in the emissivity can be reduced. In other words, if the emissivity is set to 0.5 or more in advance, even if the emissivity is further increased by subsequent film formation on the wafer, the change in the wafer temperature is not so large, and this temperature change is suppressed. be able to. Therefore, the temperature difference between the wafers can be suppressed by increasing the radiation rate of the surface of the shower head unit 6 to 0.5 or more.

このようにウエハ間の温度差を抑制することができることから、各ウエハに形成される膜厚の差を抑制でき、結果的に膜厚の面間均一性を大幅に向上させることができる。
この場合、シャワーヘッド部6の表面の輻射率を0.5以上に設定するためには、シャワーヘッド部6の母材としてJIS規格のA6061によるアルミニウム合金を用いた場合にはアルマイト層62の厚さH1を17μm以上に設定し、シャワーヘッド部6の母材としてJIS規格のA5052によるアルミニウム合金を用いた場合にはアルマイト層62の厚さH1を28μm以上に設定する。
Since the temperature difference between the wafers can be suppressed in this way, the difference in film thickness formed on each wafer can be suppressed, and as a result, the uniformity of the film thickness can be greatly improved.
In this case, in order to set the emissivity of the surface of the shower head 6 to 0.5 or more, the thickness of the anodized layer 62 is used when an aluminum alloy according to JIS A6061 is used as the base material of the shower head 6. The thickness H1 is set to 17 μm or more, and when an aluminum alloy according to JIS standard A5052 is used as the base material of the shower head unit 6, the thickness H1 of the alumite layer 62 is set to 28 μm or more.

また、プリコート層70として、図3(B)に示すような2層構造のプリコート層を適用するようにすると、金属膜又は金属含有膜単膜の場合に比べて、載置台24の表面からウエハMへの輻射をより調整できるようになり、この結果、抵抗加熱ヒータ30への少ない電力投入量でウエハを所望のプロセス温度に加熱でき、ウエハMへの加熱効率を向上させることができる。   In addition, when a precoat layer having a two-layer structure as shown in FIG. 3B is applied as the precoat layer 70, the wafer can be removed from the surface of the mounting table 24 as compared with a metal film or a metal-containing film single film. The radiation to M can be further adjusted. As a result, the wafer can be heated to a desired process temperature with a small amount of power input to the resistance heater 30, and the heating efficiency to the wafer M can be improved.

<ウエハ温度に対する輻射率の依存性>
次に、輻射率に対するウエハ温度の依存性を評価する実験を行ったので、その評価結果について説明する。
図4は輻射率に対するウエハ温度及びウエハ温度変化量の依存性を示すグラフである。ここでは、シャワーヘッド部にアルマイト層を設けていない従来のシャワーヘッド部を備えた成膜装置で、多数枚のウエハ表面にタングステン膜を形成した時のウエハ温度と輻射率の変化を調べた。また載置台の温度を691℃に設定している。図4において、横軸は輻射率を取っており、左側縦軸にはウエハ温度を取り、右側縦軸にはウエハ温度変化量(輻射率0.1の変化に対するウエハ温度の変化量)を取っている。
<Dependence of emissivity on wafer temperature>
Next, an experiment for evaluating the dependence of the wafer temperature on the emissivity was performed, and the evaluation result will be described.
FIG. 4 is a graph showing the dependence of the wafer temperature and the wafer temperature change amount on the emissivity. Here, changes in the wafer temperature and the emissivity when a tungsten film was formed on the surface of a large number of wafers in a film forming apparatus having a conventional shower head portion in which an alumite layer was not provided in the shower head portion were examined. The temperature of the mounting table is set to 691 ° C. In FIG. 4, the horizontal axis represents the emissivity, the left vertical axis represents the wafer temperature, and the right vertical axis represents the wafer temperature change (the change in wafer temperature relative to the change in emissivity 0.1). ing.

ここでウエハの処理枚数が増加するに従って、不要な付着膜がより多くシャワーヘッド部に付着するので、輻射率は次第に大きくなっている。そして、輻射率が0.2〜0.8の間では、1枚のウエハに厚さ50nmのタングステン膜を成膜する処理を50枚のウエハに対して行っている。このシャワーヘッド部の輻射率の0.8〜0.2の変化に対して、ウエハ温度は526℃から401℃まで125℃も低下するように変化してしまっており、この大きな温度変化が膜厚の変化として現れることになる。   Here, as the number of processed wafers increases, more unnecessary adhesion films adhere to the shower head portion, so that the emissivity gradually increases. When the emissivity is between 0.2 and 0.8, the process of forming a tungsten film with a thickness of 50 nm on one wafer is performed on 50 wafers. The wafer temperature has changed from 526 ° C. to 401 ° C. as much as 125 ° C. with respect to the change in the emissivity of the shower head portion from 0.8 to 0.2. It will appear as a change in thickness.

ここでウエハ温度の変化量に着目すると、このウエハ温度の変化量は、輻射率が大きくなるに従って、次第に小さくなってきている。そして輻射率の変化とウエハ温度の変化は輻射率が大きくなる程、輻射率の変化に対するウエハ温度の変化は小さくなっている。
そこで、シャワーヘッド部の輻射率を予め大きくしておけば、その後のウエハに対する成膜により輻射率が大きくなっても、ウエハ温度の低下はそれ程大きくならないことが判る。従って、本発明ではこの点に着目して、シャワーヘッド部にアルマイト層62(図2参照)を予め設けて輻射率が0.5以上になるように設定しており、これにより輻射率変化0.1当たりのウエハ温度変化量を18℃以下となるように抑制できることが確認することができた。この場合、輻射率を0.8以上に設定すればウエハ温度の変化量を10℃以下にできるのでより好ましい。このように、ウエハ温度の変化量を18℃以下にすることができるので、ウエハに成膜された膜厚の変化量を大幅に抑制して小さくすることができ、この結果、膜厚の面間均一性を大幅に向上させることができる。
When attention is paid to the amount of change in wafer temperature, the amount of change in wafer temperature gradually decreases as the radiation rate increases. As the emissivity changes and the wafer temperature changes, the change in wafer temperature with respect to the change in emissivity decreases as the emissivity increases.
Therefore, it can be seen that if the emissivity of the shower head portion is increased in advance, even if the emissivity is increased by the subsequent film formation on the wafer, the decrease in the wafer temperature does not increase so much. Therefore, in the present invention, paying attention to this point, an alumite layer 62 (see FIG. 2) is provided in advance in the shower head portion and the emissivity is set to be 0.5 or more. It was confirmed that the amount of change in wafer temperature per 1 can be suppressed to 18 ° C. or less. In this case, it is more preferable to set the emissivity to 0.8 or more because the amount of change in wafer temperature can be made 10 ° C. or less. As described above, since the change amount of the wafer temperature can be set to 18 ° C. or less, the change amount of the film thickness formed on the wafer can be greatly suppressed and reduced. The uniformity can be greatly improved.

<シャワーヘッドの母材の検討>
次にシャワーヘッド部6の母材に対する検討を行ったので、その検討結果について説明する。
ここではシャワーヘッド部6を形成する母材として、JIS規格のA5052とA6061で規定されるアルミニウム合金について検討した。図5はアルミニウム母材に対するアルマイト層の厚さと輻射率との関係を示すグラフであり、上述のようにここではJIS規格のA5052とA6061のアルミニウム合金について検討した。
<Examination of showerhead base material>
Next, since the examination of the base material of the shower head unit 6 was performed, the examination result will be described.
Here, as a base material for forming the shower head portion 6, an aluminum alloy defined by JIS standards A5052 and A6061 was examined. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the thickness of the anodized layer and the emissivity with respect to the aluminum base material. As described above, JIS standard A5052 and A6061 aluminum alloys were examined here.

図5に示すグラフから明らかなように、上記図4にて求めた輻射率0.5以上を得るには、A6061アルミニウム合金の場合には厚さ17μm以上のアルマイト層を形成することが必要であり、A5052アルミニウム合金の場合には厚さ28μm以上のアルマイト層を形成することが必要であることが確認できた。
これらのシャワーヘッド部6の材料は単に一例を示したに過ぎず、輻射率0.5以上を実現できるのであれば、どのようなアルミニウム、或いはアルミニウム合金を用いてもよい。
As is clear from the graph shown in FIG. 5, in order to obtain the emissivity of 0.5 or more obtained in FIG. 4, it is necessary to form an alumite layer having a thickness of 17 μm or more in the case of A6061 aluminum alloy. In the case of A5052 aluminum alloy, it has been confirmed that it is necessary to form an alumite layer having a thickness of 28 μm or more.
The material of these shower head portions 6 is merely an example, and any aluminum or aluminum alloy may be used as long as the emissivity is 0.5 or more.

<本発明と比較例による評価>
次に、本発明装置を用いて実際にプリコート処理と成膜処理を行って、従来装置による比較例と比較して評価を行ったので、その評価結果について説明する。
上記評価結果は、下記の表1にまとめられており、図6は本発明装置と従来装置による薄膜のシート抵抗の変化を示すグラフである。尚、シート抵抗は膜厚に対応する。
<Evaluation according to the present invention and a comparative example>
Next, the pre-coating process and the film forming process were actually performed using the apparatus of the present invention, and the evaluation was performed in comparison with the comparative example using the conventional apparatus. The evaluation result will be described.
The evaluation results are summarized in Table 1 below, and FIG. 6 is a graph showing changes in sheet resistance of the thin film by the device of the present invention and the conventional device. The sheet resistance corresponds to the film thickness.

ここでは比較例として従来装置(アルマイト層なし)を用いてタングステン膜をウエハに成膜しており、またプリコート層としてタングステン膜を形成している。また本発明装置(アルマイト層あり)を用いてタングステン膜を成膜しており、この場合、プリコート層としてはタングステン膜よりなる1層構造のプリコート層を成膜する場合(図3(A)参照)と、ポリシリコン膜とWSi膜とよりなる2層構造のプリコート層を成膜する場合(図3(B)参照)の2種類行っている。
ここでは50枚のウエハに対して連続してタングステン膜を成膜処理しており、その50枚の内のウエハ温度変化量を求めている。またシート抵抗の変化量については25枚の平均値を求めている。図6は、この25枚のウエハのシート抵抗値の変化を示している。尚、図6中では1層構造のプリコート層の場合のデータの記載を省略している。
Here, as a comparative example, a tungsten film is formed on a wafer using a conventional apparatus (without an alumite layer), and a tungsten film is formed as a precoat layer. In addition, a tungsten film is formed using the apparatus of the present invention (with an alumite layer), and in this case, as a precoat layer, a single-layer precoat layer made of a tungsten film is formed (see FIG. 3A). ) And a two-layer precoat layer composed of a polysilicon film and a WSi film (see FIG. 3B).
Here, a tungsten film is continuously formed on 50 wafers, and the wafer temperature change amount of the 50 wafers is obtained. The average value of 25 sheets is obtained for the amount of change in sheet resistance. FIG. 6 shows changes in sheet resistance values of the 25 wafers. In FIG. 6, the description of data in the case of a precoat layer having a single layer structure is omitted.

各装置によるプロセス条件は下記の通りである。
[従来装置のプリコート条件]
載置台温度:550℃
プロセス圧力:6.7Pa
W(CO) に対するArキャリアガス/希釈Arガス=90/700sccm
成膜時間:2400sec
プリコート層の種類:W膜
The process conditions by each apparatus are as follows.
[Pre-coating conditions for conventional equipment]
Mounting table temperature: 550 ° C
Process pressure: 6.7 Pa
Ar carrier gas / diluted Ar gas for W (CO) 6 = 90/700 sccm
Deposition time: 2400 sec
Precoat layer type: W film

[1層プリコート層の本発明装置のプリコート条件]
上記従来装置の場合と同じ
プリコート層の種類:W膜の1層構造
[Pre-coating conditions of the device of the present invention for a single pre-coating layer]
Same as in the case of the above-mentioned conventional device Type of precoat layer: single layer structure of W film

[2層プリコート層の本発明装置のプリコート条件]
載置台温度:591℃
プロセス圧力:6.7Pa(一定)
1層目(下層膜):ポリシリコン膜の成膜
Ar/SiH =600/100sccm
成膜時間:360sec
2層目(上層膜):WSi膜の成膜(下記の1〜4stepを33回繰り返す)
1step:Ar/SiH =200/100sccm、時間:5sec
2step:パージAr=300sccm、時間:10sec
3step:W(CO) に対するArキャリアガス/希釈Arガス=60/240sccm、時間:5sec
4step:パージAr=300sccm、時間:10sec
プリコート層の種類:PolySi膜/WSi膜の2層構造
[Pre-coating conditions of the device of the present invention for a two-layer pre-coating layer]
Mounting table temperature: 591 ° C
Process pressure: 6.7 Pa (constant)
First layer (lower layer film): Formation of a polysilicon film
Ar / SiH 4 = 600/100 sccm
Deposition time: 360 sec
Second layer (upper layer film): Formation of WSi film (repeat 1 to 4 steps below 33 times)
1 step: Ar / SiH 4 = 200/100 sccm, time: 5 sec
2step: purge Ar = 300 sccm, time: 10 sec
3step: Ar carrier gas / diluted Ar gas for W (CO) 6 = 60/240 sccm, time: 5 sec
4step: purge Ar = 300 sccm, time: 10 sec
Precoat layer type: PolySi film / WSi film two-layer structure

[ウエハに対する成膜時のプロセス条件]
従来装置及び本発明装置共に同じ条件
ウエハ温度:500℃
プロセス圧力:20Pa
W(CO) に対するArキャリアガス/希釈Arガス=90/700sccm
成膜時間:340sec
以上の結果を下記の表1に示す。
[Process conditions for wafer deposition]
Same conditions for both the conventional device and the present device Wafer temperature: 500 ° C
Process pressure: 20Pa
Ar carrier gas / diluted Ar gas for W (CO) 6 = 90/700 sccm
Deposition time: 340 sec
The above results are shown in Table 1 below.

Figure 2013007121
Figure 2013007121

この表1から明らかなように、従来装置の場合には、1枚目のウエハ温度526℃から50枚のウエハ温度104℃まで125℃も大きく変化しており、その時の25枚ウエハのシート抵抗値の面内均一性も8.8%と、大きく変化して好ましくない。尚、シート抵抗値は、周知のように膜厚に対応しており、このシート抵抗値の変化を見れば膜厚の変化も認識することができる。   As is apparent from Table 1, in the case of the conventional apparatus, the temperature of the first wafer is greatly changed by 125 ° C. from the wafer temperature of 526 ° C. to the wafer temperature of 50 wafers of 104 ° C., and the sheet resistance of the 25 wafers at that time The in-plane uniformity of the value is also unfavorably changed to 8.8%. The sheet resistance value corresponds to the film thickness as is well known, and the change in the film thickness can be recognized by looking at the change in the sheet resistance value.

これに対して、本発明装置に関しては、1層構造のプリコート層の場合には、1枚目のウエハ温度501℃から50枚目のウエハ温度487℃まで14℃しか変化しておらず、非常にウエハ温度の変化を抑制できることが確認できた。また、その時の25枚ウエハのシート抵抗値の面間均一性は3.1%と、従来装置の場合と比較して大きく抑制でき、良好な結果が得られることが確認できた。
また2層構造のプリコート層の場合には、1枚目のウエハ温度500℃から50枚目のウエハ温度488℃まで12℃しか変化しておらず、非常にウエハ温度の変化を抑制できることが確認できた。また、その時の25枚ウエハのシート抵抗値の面間均一性は2.9%と、従来装置の場合と比較して更に大きく抑制でき、良好な結果が得られることが確認できた。この時の従来装置と本発明装置の2層構造プリコート層の場合のシート抵抗の変化状態が図6に示されている。
On the other hand, in the case of the pre-coating layer having a single-layer structure, the apparatus of the present invention changes only 14 ° C. from the first wafer temperature 501 ° C. to the 50th wafer temperature 487 ° C. It was confirmed that changes in wafer temperature can be suppressed. Further, the uniformity between the sheet resistance values of the 25 wafers at that time was 3.1%, which was greatly suppressed as compared with the case of the conventional apparatus, and it was confirmed that good results were obtained.
In the case of the precoat layer having a two-layer structure, only 12 ° C. is changed from the first wafer temperature of 500 ° C. to the 50th wafer temperature of 488 ° C., confirming that the change in the wafer temperature can be extremely suppressed. did it. In addition, it was confirmed that the uniformity between the sheet resistance values of the 25 wafers at that time was 2.9%, which can be further suppressed as compared with the case of the conventional apparatus, and a good result was obtained. FIG. 6 shows a change in sheet resistance in the case of the two-layer structure precoat layer of the conventional device and the device of the present invention at this time.

また、表1から明らかなように、本発明装置において、ウエハ温度を略一定の温度に維持するために、1層構造のプリコート層を採用した場合には、載置台の温度を780℃に維持する必要があることから大電力を投入しなければならないが、2層構造のプリコート層を採用した場合には、載置台の温度を上記780℃よりも98℃も低い682℃に維持すればよく、従って、2層構造のプリコート層を採用した場合には、投入電力が少なくて済み、その分、エネルギー効率を上げて省エネルギーに寄与することができる。   Further, as is apparent from Table 1, in the apparatus of the present invention, in order to maintain the wafer temperature at a substantially constant temperature, when the precoat layer having a single layer structure is employed, the temperature of the mounting table is maintained at 780 ° C. However, if a two-layered precoat layer is used, the temperature of the mounting table may be maintained at 682 ° C., which is 98 ° C. lower than 780 ° C. Therefore, when the precoat layer having the two-layer structure is adopted, the input power can be reduced, and the energy efficiency can be increased correspondingly, thereby contributing to energy saving.

<プリコート層の変形例>
次に、上記載置台等の内部構造物の表面に形成されるプリコート層の変形例について説明する。
図7は本発明のプリコート層の第1の変形例の形成方法を説明するための工程図、図8は載置台温度が一定の条件下にてタングステンのプリコート時間がウエハ温度と載置台の輻射率に与える影響を示すグラフ、図9は載置台温度が一定の条件下にてタングステンのプリコート時間がヒータ電力と載置台の輻射率に与える影響を示すグラフである。
<Modification of precoat layer>
Next, a modified example of the precoat layer formed on the surface of the internal structure such as the mounting table will be described.
FIG. 7 is a process diagram for explaining a method for forming a first modified example of the precoat layer of the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating a tungsten precoat time and radiation of the mounting table under a constant mounting table temperature. FIG. 9 is a graph showing the influence of the precoat time of tungsten on the heater power and the radiation rate of the mounting table under the condition that the mounting table temperature is constant.

前述したように、ウエハに成膜する膜種と同じ材料よりなるプリコート層は、処理容器内をクリーニングした後に、処理容器4内の熱的条件等を安定化させるために形成するものであり、これにより、載置台24や抵抗加熱ヒータ30から放出される不純物をブロックしてウエハMが汚染されることを防止し、且つ1枚ずつ連続して成膜されたウエハ間の膜厚差を抑制して、成膜処理の再現性を向上させるようにしている。
この際、プリコート層を過度に厚くすると、載置台からウエハ自体への熱輻射が減少し、載置台温度とウエハ温度との差(温度差)が大きくなってしまい、この結果、ヒータに過度の電力を投入しなければならないのでヒータ等の短寿命化を招いてしまう。
As described above, the precoat layer made of the same material as the film type to be deposited on the wafer is formed to stabilize the thermal conditions in the processing container 4 after cleaning the processing container, As a result, the impurities released from the mounting table 24 and the resistance heater 30 are blocked to prevent the wafer M from being contaminated, and the difference in film thickness between the wafers successively formed one by one is suppressed. Thus, the reproducibility of the film forming process is improved.
At this time, if the precoat layer is excessively thick, the heat radiation from the mounting table to the wafer itself is reduced, and the difference between the mounting table temperature and the wafer temperature (temperature difference) increases. Since power must be input, the life of the heater and the like is shortened.

そこで、ウエハを直接接触させて載置する載置台領域のプリコート層を薄くし、ダミーウエハを用いた状態で更にプリコート層を堆積することにより載置台の外周の周縁部に厚くプリコート層を形成することも行われる。この場合には、載置台とウエハとの間の温度差は小さくできるが、ウエハを搬出入するために載置台上が空状態になった時、載置領域における放熱量がその周辺部と比較して大きくなり、この結果、載置台の中央部と周辺部との間の温度差が大きくなり過ぎて、この熱応力により載置台自体が破損する場合が生ずる、といった問題があった。   Therefore, the precoat layer in the mounting table area on which the wafer is placed in direct contact is thinned, and a precoat layer is further deposited in a state where a dummy wafer is used to form a thick precoat layer on the peripheral edge of the mounting table. Is also done. In this case, the temperature difference between the mounting table and the wafer can be reduced, but when the mounting table is emptied to load and unload the wafer, the heat dissipation amount in the mounting region is compared with the surrounding area. As a result, the temperature difference between the central part and the peripheral part of the mounting table becomes too large, and the mounting table itself may be damaged by this thermal stress.

この変形例では、ウエハに堆積する膜種、例えばタングステン膜(W膜)と、これよりも輻射率の大きな膜種、例えばシリコン膜(Si膜)とを適宜組み合わせることにより、上記問題点を解決するようにしている。   In this modification, the above problems are solved by appropriately combining a film type deposited on the wafer, for example, a tungsten film (W film) and a film type having a higher emissivity, for example, a silicon film (Si film). Like to do.

まず、図7を参照してプリコート層の第1の変形例の構造と、その形成方法について説明する。尚、先の図面を参照して説明した構成部分と同一構成部分については同一符号を付す。図7(E)には完全されたプリコート層が示されており、この載置台24は例えば図1に示すような成膜装置に用いられ、ウエハMに例えばタングステン膜を形成する。
この載置台24は、窒化アルミ(AlN)やアルミナ(Al )やシリコンカーバイト(SiC)等のセラミック、アルミニウム、アルミニウム合金等により形成されており、ここでは例えばAlNにより形成されているものとする。尚、抵抗加熱ヒータやピン挿通孔等の記載は省略している。以下に説明する事項において、下層とは載置台24に近い側を指し、上層とは載置台24から遠い側を指すものとする。
First, with reference to FIG. 7, the structure of the 1st modification of a precoat layer and its formation method are demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as the component demonstrated with reference to previous drawing. FIG. 7E shows a complete precoat layer, and this mounting table 24 is used in a film forming apparatus as shown in FIG. 1, for example, and forms a tungsten film on the wafer M, for example.
The mounting table 24 is made of ceramic such as aluminum nitride (AlN), alumina (Al 2 O 3 ), or silicon carbide (SiC), aluminum, aluminum alloy, or the like. Here, the mounting table 24 is made of, for example, AlN. Shall. In addition, description of a resistance heater, a pin insertion hole, etc. is abbreviate | omitted. In the matters described below, the lower layer refers to the side closer to the mounting table 24, and the upper layer refers to the side far from the mounting table 24.

まず、プリコート層80の最下層、すなわち載置台24の表面と直接的に接触する膜としては、ウエハに成膜する薄膜と同じ膜種、すなわちW膜よりなる下地プリコート膜80Aが全面に形成されている。
そして、この下地プリコート膜82の上層には、界面に上記下地プリコート膜82を形成する材料の窒化膜であるタングステン窒化膜(WN)82Aを介して高輻射率プリコート膜84が全面に形成されている。このタングステン窒化膜82Aはバリヤ層としての機能を有している。上記高輻射率プリコート膜84は、ウエハに成膜する膜種、すなわちここではタングステン膜よりも輻射率の高い膜種、例えばここではシリコン膜(Si)により形成されている。この高輻射率プリコート膜84の材料としては、上記載置台24を構成する材料、例えばAlNよりも輻射率が高い材料を選択するのがよい。
First, as a film that is in direct contact with the lowermost layer of the precoat layer 80, that is, the surface of the mounting table 24, a base precoat film 80A made of the same film type as the thin film formed on the wafer, that is, a W film is formed on the entire surface. ing.
A high emissivity precoat film 84 is formed on the entire surface of the base precoat film 82 via a tungsten nitride film (WN) 82A, which is a nitride film of the material forming the base precoat film 82, at the interface. Yes. The tungsten nitride film 82A functions as a barrier layer. The high emissivity precoat film 84 is formed of a film type to be formed on the wafer, that is, a film type having a higher emissivity than the tungsten film, for example, a silicon film (Si) here. As a material of the high emissivity precoat film 84, it is preferable to select a material having a higher emissivity than the material constituting the mounting table 24, for example, AlN.

次に、この高輻射率プリコート膜84の上層には、界面にこの高輻射率プリコート膜84を形成する材料の窒化膜であるシリコン窒化膜(SiN)84Aを介して上層プリコート膜86が形成されている。上記シリコン窒化膜84Aは全面に形成されており、上記上層プリコート膜86に対するバリヤ層として機能する。   Next, an upper precoat film 86 is formed on the high emissivity precoat film 84 via a silicon nitride film (SiN) 84A, which is a nitride film of a material for forming the high emissivity precoat film 84, at the interface. ing. The silicon nitride film 84A is formed on the entire surface and functions as a barrier layer for the upper precoat film 86.

また上記上層プリコート膜86は、ウエハに成膜する膜種と同じ材料、例えばタングステン膜により形成されている。この上層プリコート膜86は、ウエハを直接的に載置する載置領域90には形成されておらず、それ以外の表面全体に形成されている。この上層プリコート膜86は、後述するように、載置台24上にダミーウエハ(ダミー被処理体)DMを載置した状態で成膜処理することにより、形成することができる。尚、輻射率に関しては、一般的には、Wが0.15〜0.20程度、Siが0.65程度、WSiが0.3〜0.5程度、WN及びSiNはそれぞれW及びSiと同程度である。   The upper precoat film 86 is formed of the same material as the film type to be formed on the wafer, for example, a tungsten film. The upper precoat film 86 is not formed in the mounting area 90 where the wafer is directly mounted, but is formed over the entire other surface. As will be described later, the upper layer precoat film 86 can be formed by performing a film formation process in a state where a dummy wafer (dummy object) DM is mounted on the mounting table 24. Regarding the emissivity, generally, W is about 0.15 to 0.20, Si is about 0.65, WSi is about 0.3 to 0.5, WN and SiN are W and Si, respectively. It is about the same.

次に、上記プリコート層80の形成方法について説明する。
まず、図7(A)に示すように、載置台24の表面に、原料ガスとしてW(CO) を用いてタングステンを形成することにより、下地プリコート膜82を形成する。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
載置台温度:550℃
プロセス圧力:6.7Pa
W(CO) に対するArキャリアガス/希釈Arガス=40/320sccm
成膜時間:60sec
Next, a method for forming the precoat layer 80 will be described.
First, as shown in FIG. 7A, a base precoat film 82 is formed on the surface of the mounting table 24 by forming tungsten using W (CO) 6 as a source gas.
The process conditions at this time are as follows.
Mounting table temperature: 550 ° C
Process pressure: 6.7 Pa
Ar carrier gas / diluted Ar gas for W (CO) 6 = 40/320 sccm
Deposition time: 60 sec

次に、図7(B)に示すように、NH ガスを用いて上記下地プリコート膜82の表面を窒化して窒化膜(WN)82Aを形成した。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
載置台温度:600℃
プロセス圧力:133.3Pa
ガス流量:Ar/NH =50/310sccm
プロセス時間:60sec
Next, as shown in FIG. 7B, the surface of the base precoat film 82 was nitrided using NH 3 gas to form a nitride film (WN) 82A.
The process conditions at this time are as follows.
Mounting table temperature: 600 ° C
Process pressure: 133.3 Pa
Gas flow rate: Ar / NH 3 = 50/310 sccm
Process time: 60 sec

次に、図7(C)に示すように、原料ガスとしてSiH ガスを用いて上記下地プリコート膜82A上にシリコンを堆積して高輻射率プリコート膜84を形成した。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
載置台温度:600℃
プロセス圧力:326.6Pa
ガス流量:Ar/SiH =600/100sccm
成膜時間:1800sec
Next, as shown in FIG. 7C, silicon was deposited on the base precoat film 82A using SiH 4 gas as a source gas to form a high emissivity precoat film 84.
The process conditions at this time are as follows.
Mounting table temperature: 600 ° C
Process pressure: 326.6 Pa
Gas flow rate: Ar / SiH 4 = 600/100 sccm
Deposition time: 1800 sec

次に、図7(D)に示すように、NH ガスを用いて上記高輻射率プリコート膜84の表面を窒化して窒化膜(SiN)84A(図7(D))を形成した。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
載置台温度:600℃
プロセス圧力:133.3Pa
ガス流量:Ar/NH =50/310sccm
プロセス時間:60sec
Next, as shown in FIG. 7D, the surface of the high emissivity precoat film 84 is nitrided using NH 3 gas to form a nitride film (SiN) 84A (FIG. 7D).
The process conditions at this time are as follows.
Mounting table temperature: 600 ° C
Process pressure: 133.3 Pa
Gas flow rate: Ar / NH 3 = 50/310 sccm
Process time: 60 sec

次に、図7(E)に示すように、上記窒化膜84A上にタングステンを堆積して上層プリコート層86を形成した。この上層プリコート層86の膜厚は、載置台表面の輻射率が収束(飽和)するような膜厚とする。この場合、予め載置台24上にダミーウエハDWを載置した状態で成膜処理を行い、載置領域90にはタングステン膜が堆積しないようにした。更にプリコート膜の堆積速度を上げるため、載置台温度をウエハ成膜処理時と同じにした。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
載置台温度:675℃
プロセス圧力:20Pa
W(CO) に対するArキャリアガス/希釈ガス=90/700sccm
成膜時間:300sec
Next, as shown in FIG. 7E, tungsten was deposited on the nitride film 84A to form an upper precoat layer 86. The film thickness of the upper precoat layer 86 is set such that the radiation rate on the surface of the mounting table converges (saturates). In this case, the film formation process was performed in a state where the dummy wafer DW was previously placed on the placement table 24 so that the tungsten film was not deposited on the placement region 90. Further, in order to increase the deposition rate of the precoat film, the mounting table temperature was made the same as that during the wafer film formation process.
The process conditions at this time are as follows.
Mounting table temperature: 675 ° C
Process pressure: 20Pa
Ar carrier gas / dilution gas for W (CO) 6 = 90/700 sccm
Deposition time: 300 sec

上述したようにして、プリコート層80を形成した後、製品ウエハに対してタングステン膜の成膜処理を連続的に施した。この時の載置台24の温度を675℃(ウエハ温度:500℃)に設定することにより、ウエハ温度を目標温度である上記500℃に維持することができた。すなわち、載置台24とウエハMとの温度差は175℃であり、両者間の温度差を、従来の例えば279℃よりも大幅に抑制して小さくすることができた。   As described above, after the precoat layer 80 was formed, a tungsten film was continuously formed on the product wafer. By setting the temperature of the mounting table 24 at this time to 675 ° C. (wafer temperature: 500 ° C.), the wafer temperature could be maintained at the target temperature of 500 ° C. That is, the temperature difference between the mounting table 24 and the wafer M is 175 ° C., and the temperature difference between the two can be made smaller by suppressing the temperature difference than the conventional 279 ° C., for example.

また25枚のウエハ間の膜厚の差は、シート抵抗を測定して換算したところ、±6.0%であり、膜厚の再現性を大幅に向上させることができた。
更には、載置台24自体の破損等も生ずることがなく、この耐久性を向上させ、長寿命化を図ることができた。
このように、被処理体である半導体ウエハMに堆積させる薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜84と、薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜86とを適宜組み合わせてプリコート層80を形成するようにしたので、載置台24とこの上に載置される被処理体Wとの間の温度差を小さくでき、しかも載置台24の中央部と周辺部との間の温度差を抑制して載置台24の熱伸縮応力による破損を防止することができる。また成膜処理の再現性も向上させることができる。
The difference in film thickness between the 25 wafers was ± 6.0% when the sheet resistance was measured and converted, and the reproducibility of the film thickness could be greatly improved.
Further, the mounting table 24 itself was not damaged, and this durability was improved and the life could be extended.
As described above, the high emissivity precoat film 84 made of a film type having a higher emissivity than the thin film deposited on the semiconductor wafer M as the object to be processed and the upper precoat film 86 made of the same film type as the thin film are appropriately combined. Since the precoat layer 80 is formed, the temperature difference between the mounting table 24 and the target object W mounted thereon can be reduced, and between the central portion and the peripheral portion of the mounting table 24. The temperature difference can be suppressed and the mounting table 24 can be prevented from being damaged due to thermal expansion and contraction stress. In addition, the reproducibility of the film forming process can be improved.

ここで上記第1の変形例のプリコート層80における各膜の作用について、より詳しく説明する。
<プリコートの第1の目的>
高温のプロセスでは一般的に耐熱性のあるセラミック材料に抵抗加熱ヒータ30を埋め込んだ載置台24が用いられる。セラミック材料は焼結助剤のような不純物を含有しており、高温時にこの不純物が放出され、ウエハを載置する際にウエハ裏面を汚染する可能性がある。また、載置台表面は処理容器4のクリーニングの際にクリーニングガスによる腐食で脆弱となり、ウエハを載置した際にウエハ裏面に大量のパーティクルが付着する。
Here, the effect | action of each film | membrane in the precoat layer 80 of the said 1st modification is demonstrated in detail.
<First purpose of precoat>
In a high-temperature process, a mounting table 24 in which a resistance heater 30 is embedded in a heat-resistant ceramic material is generally used. The ceramic material contains impurities such as a sintering aid, and the impurities are released at a high temperature, which may contaminate the back surface of the wafer when the wafer is mounted. Further, the surface of the mounting table becomes fragile due to corrosion by the cleaning gas when the processing container 4 is cleaned, and a large amount of particles adhere to the back surface of the wafer when the wafer is mounted.

そこで、製品ウエハへの成膜を開始する前段階として、一般的にはウエハに成膜する膜と同じ膜で載置台上の少なくともウエハが載置/接触する面をプリコート膜で被覆して、上記の問題を回避する。このプリコート膜がここでは下地プリコート膜82となる。   Therefore, as a pre-stage for starting film formation on the product wafer, generally, at least the surface on which the wafer is placed / contacted is coated with a precoat film on the mounting table with the same film as the film formed on the wafer, Avoid the above problems. Here, this precoat film becomes the base precoat film 82.

<プリコートの弊害>
ところが、例えばW膜などの金属膜のように輻射率が低い材料ではプリコート処理により載置台表面のプリコート膜を厚くして行くと、載置台24の温度を一定に維持しても、ウエハの実温がプリコート膜厚の増加に伴って下がって行く。特にウエハへの成膜条件が1Torr以下の低圧の場合は、載置台24からウエハへの熱伝導は輻射が支配的となり、載置台表面の輻射率の変化でウエハ温度も大きく変化する。本実施例のように載置台24の構成材料(AlN)の輻射率は金属膜より高いので、プリコート膜が薄い間は構成材料の輻射率の影響を受けるが、厚くなるに従って次第に金属固有の低い輻射率に収束する。
<Adverse effects of precoat>
However, in the case of a material having a low emissivity such as a metal film such as a W film, if the precoat film on the surface of the mounting table is made thicker by precoating, the actual wafer performance is maintained even if the temperature of the mounting table 24 is kept constant. The temperature decreases as the precoat film thickness increases. In particular, when the film forming condition on the wafer is a low pressure of 1 Torr or less, the heat conduction from the mounting table 24 to the wafer is dominated by radiation, and the wafer temperature changes greatly due to the change of the radiation rate on the surface of the mounting table. Since the emissivity of the constituent material (AlN) of the mounting table 24 is higher than that of the metal film as in this embodiment, it is affected by the emissivity of the constituent material while the precoat film is thin. Convergence to emissivity.

この時の状態は図8に示されており、載置台温度を550℃に一定に維持していても、タングステンのプリコート時間が長くなるに従って、ウエハ温度及び載置台の輻射率は共に次第に低下し、最終的に低い値に収束している。このことは、プリコート膜が厚くなるに従って輻射率が低下し、載置台とウエハとの温度差が次第に大きくなることを意味する。このように、載置台の表面の輻射率が下がると、低圧プロセスではヒータによるウエハの加熱効率が極端に下がるため、所定のウエハ温度を維持するためには、載置台の温度を大幅に上げる必要がある。   The state at this time is shown in FIG. 8, and even if the mounting table temperature is kept constant at 550 ° C., both the wafer temperature and the mounting table radiation rate gradually decrease as the tungsten pre-coating time increases. , Finally has converged to a low value. This means that the emissivity decreases as the precoat film becomes thicker, and the temperature difference between the mounting table and the wafer gradually increases. As described above, when the radiation rate of the surface of the mounting table is lowered, the heating efficiency of the wafer by the heater is extremely lowered in the low-pressure process. Therefore, in order to maintain the predetermined wafer temperature, it is necessary to greatly increase the temperature of the mounting table. There is.

本実施例のような高温成膜プロセスでは、プリコート処理を実施することで、その分、ヒータの設定温度を上げざるを得なくなり、載置台やヒータに大きな負担が掛かり、短寿命化を招くことになる。   In the high-temperature film forming process as in this example, the pre-coating process has to increase the set temperature of the heater accordingly, which places a heavy burden on the mounting table and heater, and shortens the service life. become.

<温度低下の対策>
そこで、載置台をW膜よりなる金属膜の下地プリコート膜82で一旦被覆した後に、輻射率の高いSiのような非金属材料で少なくとも載置台の基板載置/接触する面を高輻射率プリコート膜84で被覆する。輻射率が載置台の構成材料、例えばAlNより高いSiを用いれば、薄い被覆でも載置台表面の輻射率を本来のAlNのレベルに復帰できる。また、Si膜を十分厚く堆積することにより、AlN以上の輻射率も可能になる。
<Countermeasures for temperature drop>
Therefore, after the mounting table is once covered with a base precoat film 82 made of a metal film made of a W film, at least the substrate mounting / contacting surface of the mounting table is made of a high emissivity precoat with a non-metallic material such as Si having a high emissivity. Cover with membrane 84. If the emissivity of the mounting table, for example, Si higher than that of AlN, is used, the emissivity on the surface of the mounting table can be restored to the original AlN level even with a thin coating. Further, by depositing the Si film sufficiently thick, a radiation rate higher than that of AlN becomes possible.

Si膜の被覆の際に、これが下地金属(W)膜と反応して金属シリサイド(WSi)となって輻射率下げないようにするために、Si被覆の前段階で下地金属膜表面を窒化してバリヤ層として窒化膜(WN)82Aを形成する。一般的にシリコン窒化膜や金属窒化膜はお互いに反応し易い材料間に挟むことで両者の反応を防止するバリヤ機能がある。   When coating the Si film, the surface of the base metal film is nitrided before the Si coating so that it reacts with the base metal (W) film to become metal silicide (WSi) and does not reduce the emissivity. Then, a nitride film (WN) 82A is formed as a barrier layer. In general, a silicon nitride film or a metal nitride film has a barrier function for preventing a reaction between the two by sandwiching it between materials that easily react with each other.

<プリコートの第2の目的>
実施例の載置台24は、抵抗加熱ヒータ30の埋設領域が、例えば内側、外側の2ゾーンになっており、各ゾーンの投入パワー比率を設定することにより、載置台24の温度分布を調整できるようになっている。ところが、ウエハへの成膜処理を重ねるに連れて載置台24のウエハ載置面以外に膜が堆積され、結果的にこの部分の輻射率が低下していく。載置台24の輻射率が部分的に変化すると、載置台24全体の放熱バランスが崩れ、設定したゾーンパワー比率ではウエハの面内均熱性を保持できなくなり、ウエハへの成膜分布が悪化することになる。そこで、載置台24のウエハ載置面以外の部分の輻射率がウエハへの成膜処理により変化しないように、この部分に前もってウエハ成膜と同じ金属膜、例えばW膜を所定の膜厚で堆積させて上層プリコート膜86を形成する必要がある。この所定の膜厚とは前述の載置台24の表面の輻射率が収束(飽和)する膜厚である。
<Second purpose of precoat>
In the mounting table 24 of the embodiment, the embedded region of the resistance heater 30 is, for example, two zones, the inner side and the outer side, and the temperature distribution of the mounting table 24 can be adjusted by setting the input power ratio of each zone. It is like that. However, as the film forming process is repeated on the wafer, a film is deposited on the surface other than the wafer mounting surface of the mounting table 24, and as a result, the radiation rate of this portion decreases. If the radiation rate of the mounting table 24 partially changes, the heat radiation balance of the entire mounting table 24 is lost, and the in-plane thermal uniformity of the wafer cannot be maintained at the set zone power ratio, and the film formation distribution on the wafer deteriorates. become. Therefore, in order to prevent the emissivity of the portion other than the wafer mounting surface of the mounting table 24 from being changed by the film forming process on the wafer, the same metal film as that for the wafer film formation, for example, a W film is formed on this portion in advance with a predetermined thickness. It is necessary to form the upper layer precoat film 86 by deposition. The predetermined film thickness is a film thickness at which the emissivity of the surface of the mounting table 24 converges (saturates).

<ダミーウエハ付プリコート>
前述のようにウエハを主に加熱するのは載置台24のウエハ載置面(載置領域)からの輻射であるから、この部分の輻射率を変化させず(高く維持したまま)、上記上層プリコート膜86を堆積する。そのためには、ダミーウエハDWを載置したまま金属膜(W膜)のプリコートを実施し、載置台全体の輻射率が収束(飽和)するまでプリコート処理を持続する必要がある。全体の輻射率は投入パワーと一義的な相関関係にあり、これが収束すると輻射率が収束することになる。載置台のウエハ載置面と反対側はプリコート膜が堆積し難く、プリコート膜を載置台全体で所定の膜厚だけ堆積させるためには長時間が必要である。
<Precoat with dummy wafer>
As described above, it is radiation from the wafer mounting surface (mounting area) of the mounting table 24 that mainly heats the wafer. Therefore, the radiation rate of this portion is not changed (maintained high), and the upper layer is heated. A precoat film 86 is deposited. For this purpose, it is necessary to carry out the pre-coating of the metal film (W film) while the dummy wafer DW is mounted, and to continue the pre-coating process until the radiation rate of the entire mounting table converges (saturates). The overall emissivity is uniquely correlated with the input power, and when this converges, the emissivity converges. On the opposite side of the mounting table from the wafer mounting surface, it is difficult to deposit the precoat film, and it takes a long time to deposit the precoat film by a predetermined thickness on the entire mounting table.

図9はこの時の状況を示しており、載置台温度を550℃に維持するためには、プリコート時間が長くなるに従って、内側ゾーン、外側ゾーン共に投入パワーが少しずつ減少し、同様に輻射率も次第に低下しており、長時間、例えば4000sec程度経過すると、ヒータ投入電力及び輻射率が略収束(飽和)している。この場合にも、このW膜を堆積する前工程で、この金属膜よりなる上層プリコート膜86が下地のSi膜よりなる高輻射率プリコート膜84と反応しないように前もって高輻射率プリコート膜84の表面を窒化し、バリヤ機能を有する窒化膜であるSiN膜84Aを形成しておく。以上のように形成したプリコート層86により、前述したような作用効果を発揮することができる。   FIG. 9 shows the situation at this time. In order to maintain the mounting table temperature at 550 ° C., the input power gradually decreases in both the inner zone and the outer zone as the precoat time becomes longer, and similarly the radiation rate is increased. However, the heater input power and the emissivity are substantially converged (saturated) after a long time, for example, about 4000 sec. Also in this case, in the pre-process for depositing the W film, the high-emissivity precoat film 84 is formed in advance so that the upper precoat film 86 made of the metal film does not react with the high-emissivity precoat film 84 made of the underlying Si film. A SiN film 84A, which is a nitride film having a barrier function, is formed by nitriding the surface. The pre-coating layer 86 formed as described above can exhibit the above-described effects.

<比較例>
比較例としては、図7で説明したものと同じ載置台24の全表面に、W膜のみを以下の条件で成膜した。
載置台温度:550℃
プロセス圧力:6.7Pa
W(CO) に対するArキャリアガス/希釈Arガス=40/320sccm
成膜時間:2400sec
この場合、載置台温度を、製品ウエハへのW膜成膜時の載置台温度と同じ675℃に設定したが、ウエハの実温度は372℃までしか上昇せず、所定のウエハ温度500℃を達成することができなかった。
<Comparative example>
As a comparative example, only the W film was formed on the same surface of the same mounting table 24 as described in FIG.
Mounting table temperature: 550 ° C
Process pressure: 6.7 Pa
Ar carrier gas / diluted Ar gas for W (CO) 6 = 40/320 sccm
Deposition time: 2400 sec
In this case, the mounting table temperature is set to 675 ° C., which is the same as the mounting table temperature when the W film is formed on the product wafer. However, the actual temperature of the wafer only rises to 372 ° C., and a predetermined wafer temperature of 500 ° C. is set. Could not be achieved.

ここで説明した第1及び第2の変形例において、重なり合うプリコート膜の界面にはバリヤ層として機能する下地膜材料の窒化膜、例えばWN膜やSiN膜を介在させるようにしたが、窒化処理を省略してこれらの窒化膜を介在させないようにしてもよい。このように窒化膜を介在させない場合には、境界部分に輻射率を僅かに低下させる金属シリサイド、例えばWSiが自然に発生するが、それでも、作用効果の程度はやや劣るが前述したような作用効果を発揮することができる。   In the first and second modifications described here, a nitride film of a base film material that functions as a barrier layer, such as a WN film or a SiN film, is interposed at the interface between the overlapping precoat films. It may be omitted so that these nitride films are not interposed. When the nitride film is not interposed as described above, metal silicide that slightly lowers the emissivity, for example, WSi, is naturally generated at the boundary portion. Can be demonstrated.

尚、上記第1及び第2の変形例では、高輻射率プリコート膜84としてSi膜を例にとって説明したが、これに限定されず、シリコン膜、SiC膜、SiN膜よりなる群の内のいずれか1の材料を用いることができる。
また、上記実施例(変形例を含む)では、ウエハ上にタングステン膜よりなる金属膜を形成する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、タングステン膜を含む金属含有膜、例えば窒化物膜、炭化物膜、珪化物膜、或いはこれらの混合物膜を形成する場合にも、本発明を適用することができる。
In the first and second modified examples, the Si film is described as an example of the high emissivity precoat film 84. However, the present invention is not limited to this, and any of the group consisting of a silicon film, a SiC film, and a SiN film is used. One material can be used.
In the above-described embodiments (including modifications), the case where a metal film made of a tungsten film is formed on the wafer has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a metal-containing film containing a tungsten film, for example, a nitride The present invention can also be applied when forming a film, a carbide film, a silicide film, or a mixture film thereof.

また、上記金属としては、高融点金属であるタングステンを用いた場合を例にとって説明したが、他の高融点金属、例えばチタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム等を用いる場合にも、本発明を適用することができる。この場合、プリコート層に用いる珪化物は、半導体ウエハに対して形成する薄膜に含有される金属の珪化物を用いるのは勿論である。
また半導体ウエハに形成する薄膜が、金属膜や金属含有膜でない場合、例えばシリコン膜やシリコン酸化膜等の場合にも、本発明を適用できるのは勿論である。
In addition, the case where tungsten, which is a refractory metal, is used as the metal has been described as an example. However, the present invention is also applied to the case where another refractory metal such as titanium, tantalum, hafnium, zirconium, or the like is used. be able to. In this case, it is a matter of course that the silicide used for the precoat layer is a metal silicide contained in a thin film formed on the semiconductor wafer.
Of course, the present invention can also be applied when the thin film formed on the semiconductor wafer is not a metal film or a metal-containing film, for example, a silicon film or a silicon oxide film.

またここで説明した成膜内は単に一例を示したに過ぎず、シャワーヘッド部を有する成膜装置ならば全て適用でき、例えばプラズマを用いた成膜装置にも本発明を適用することができる。
更に本実施例では、被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、LCD基板、ガラス基板、セラミック基板等にも適用できるのは勿論である。
The film formation described here is merely an example, and any film forming apparatus having a shower head can be applied. For example, the present invention can also be applied to a film forming apparatus using plasma. .
Further, in this embodiment, the semiconductor wafer is described as an example of the object to be processed, but the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to an LCD substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, and the like.

2 成膜装置
4 処理容器
6 シャワーヘッド部(ガス導入手段)
8 ガス噴射面
24 載置台(保持手段)
28 真空排気系
30 抵抗加熱ヒータ(加熱手段)
62 アルマイト層
64 制御手段
66 記憶媒体
70 プリコート層
70A 下層膜
70B 上層膜
80 プリコート層
82 下地プリコート膜(W)
82A 窒化膜(WN)
84 高輻射率プリコート膜(Si)
84A 窒化膜(SiN)
86 上層プリコート膜(W)
96 載置領域
M 半導体ウエハ(被処理体)
DM ダミーウエハ(ダミー被処理体)
2 Deposition device 4 Processing vessel 6 Shower head (gas introduction means)
8 Gas injection surface 24 Mounting table (holding means)
28 Vacuum exhaust system 30 Resistance heater (heating means)
62 alumite layer 64 control means 66 storage medium 70 precoat layer 70A lower layer film 70B upper layer film 80 precoat layer 82 underlayer precoat film (W)
82A Nitride film (WN)
84 High emissivity precoat film (Si)
84A Nitride film (SiN)
86 Upper layer precoat film (W)
96 Placement area M Semiconductor wafer (object to be processed)
DM dummy wafer (dummy workpiece)

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に薄膜を形成する成膜装置及び成膜方法に関する。 The present invention relates to the deposition equipment and a film forming method for forming a thin film on the object to be processed such as a semiconductor wafer.

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、シャワーヘッド部自体の輻射率を予め所定値以上になるように設定することにより、シャワーヘッド部の表面に不要な付着膜が堆積しても、その輻射率の変動を抑えて被処理体毎の温度変化を抑制することが可能な成膜装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、上記成膜装置を用いて熱効率が良好となるプリコート層を形成することができる成膜方法を提供することにある。
また本発明の更に他の目的は、載置台とこの上に載置される被処理体との間の温度差を小さくでき、しかも載置台の中央部と周辺部との間の温度差を抑制して載置台の熱伸縮応力による破損を防止することができる成膜方法を提供することにある。
The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. The object of the present invention is to suppress the fluctuation of the radiation rate even if an unnecessary adhesion film is deposited on the surface of the shower head unit by setting the radiation rate of the shower head unit itself to a predetermined value or more in advance. An object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of suppressing a temperature change for each object to be processed.
Another object of the present invention is to provide a film forming method capable of forming a precoat layer with good thermal efficiency using the film forming apparatus.
Still another object of the present invention is to reduce the temperature difference between the mounting table and the object to be processed mounted thereon, and to suppress the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the mounting table. in subjecting Hisage the deposition method is Ru can be prevented to damage due to thermal expansion and contraction stress of the mounting table.

請求項1に係る発明は、排気可能になされた処理容器と、前記処理容器内に設けられて被処理体を載置するための載置台と、前記被処理体を加熱するための加熱手段と、前記載置台と対向するように前記処理容器の天井部に設けられて成膜用の原料ガスを供給するシャワーヘッド部と、を有して前記被処理体の表面に所定の薄膜を堆積する成膜装置において、前記被処理体の温度が401〜526℃のときに放出される赤外線波長における輻射率が0.5以上になるように前記シャワーヘッド部を表面処理するようにしたことを特徴とする成膜装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a processing container that can be evacuated, a mounting table that is provided in the processing container for mounting the processing object, and a heating unit that heats the processing object. And a shower head portion that is provided on the ceiling portion of the processing container so as to face the mounting table and supplies a source gas for film formation, and deposits a predetermined thin film on the surface of the object to be processed In the film forming apparatus, the shower head portion is surface-treated so that the emissivity at an infrared wavelength emitted when the temperature of the object to be processed is 401 to 526 ° C. is 0.5 or more. Is a film forming apparatus.

請求項2に係る発明は、排気可能になされた処理容器と、前記処理容器内に設けられて被処理体を載置するための載置台と、前記被処理体を加熱するための加熱手段と、前記載置台と対向するように前記処理容器の天井部に設けられて成膜用の原料ガスを供給するシャワーヘッド部と、を有して前記被処理体の表面に所定の薄膜を堆積する成膜装置において、輻射率変化0.1当たりの前記被処理体の温度変化量が18℃以下となるように、前記シャワーヘッド部を表面処理するようにしたことを特徴とする成膜装置である。
また、例えば請求項3に規定するように、前記シャワーヘッド部は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりなり、前記シャワーヘッド部の表面には、前記表面処理により形成されたアルマイト層が設けられている。
また例えば請求項4に規定するように、前記シャワーヘッド部の母材は、JIS規格のA6061による金属であり、前記アルマイト層の厚さは17μm以上である。
また例えば請求項5に規定するように、前記シャワーヘッド部の母材は、JIS規格のA5052による金属であり、前記アルマイト層の厚さは28μm以上である。
また例えば請求項6に規定するように、前記載置台には、前記加熱手段として抵抗加熱ヒータが内蔵されている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a processing container that can be evacuated, a mounting table that is provided in the processing container for mounting the processing object, and a heating unit that heats the processing object. And a shower head portion that is provided on the ceiling portion of the processing container so as to face the mounting table and supplies a source gas for film formation, and deposits a predetermined thin film on the surface of the object to be processed In the film forming apparatus, the shower head portion is surface-treated so that the temperature change amount of the object to be processed per emissivity change of 0.1 is 18 ° C. or less. is there.
For example, as defined in claim 3, the shower head portion is made of aluminum or an aluminum alloy, and an alumite layer formed by the surface treatment is provided on a surface of the shower head portion.
For example , as defined in claim 4, the base material of the shower head portion is a metal according to JIS standard A6061, and the thickness of the anodized layer is 17 μm or more.
Further, for example , as defined in claim 5, the base material of the shower head portion is a metal according to JIS standard A5052, and the thickness of the alumite layer is 28 μm or more.
For example , as defined in claim 6, the mounting table includes a resistance heater as the heating means.

請求項7に係る発明は、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の成膜装置を用いて被処理体の表面に所定の薄膜を堆積するに際して、前記処理容器内に前記被処理体を搬入しない空状態で前記処理容器内へ所定のガスを流すことにより少なくとも載置台の表面にプリコート層を形成するプリコート層形成工程と、前記プリコート層形成工程の後に前記処理容器内へ前記被処理体を搬入して前記被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成工程を行うようにしたことを特徴とする成膜方法である。
この場合、例えば請求項8に規定するように、前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、前記被処理体の表面に形成される前記薄膜と同じ材料よりなる。
Invention, when depositing a predetermined thin film on the surface of the object to be processed using the film forming apparatus according to any one of claims 1乃optimum 6, wherein the object to be processed into the processing container according to claim 7 A pre-coating layer forming step of forming a pre-coating layer on at least the surface of the mounting table by flowing a predetermined gas into the processing vessel in an empty state where no body is carried in, and the pre-coating layer forming step after the pre-coating layer forming step. It is a film forming method characterized by carrying out a thin film forming step of carrying in a processing body and forming the thin film on the object to be processed.
In this case, as specified for example inMotomeko 8, wherein the thin film is a metal film or a metal-containing film, the pre-coat layer of the precoat layer forming step, said thin film in which the formed on the surface of the object Made of the same material.

また例えば請求項9に規定するように、前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、前記金属の珪化物よりなる。
また例えば請求項10に規定するように、前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、シリコン膜と、該シリコン膜上に形成された前記金属の珪化物との2層構造よりなる。
このように、プリコート層を2層構造に設定することにより、被処理体を加熱するために投入する熱量を少なくでき、その分、加熱効率を向上させることができる。
For example , as defined in claim 9, the thin film is a metal film or a metal-containing film, and the precoat layer in the precoat layer forming step is made of a silicide of the metal.
Further, for example , as defined in claim 10, the thin film is a metal film or a metal-containing film, and the precoat layer in the precoat layer forming step is a silicon film and silicidation of the metal formed on the silicon film. It consists of a two-layer structure with the object.
Thus, by setting the precoat layer to a two-layer structure, the amount of heat input to heat the object to be processed can be reduced, and the heating efficiency can be improved accordingly.

また例えば請求項11に規定するように、前記金属含有膜は、前記金属の窒化物、炭化物、珪化物、或いはこれらの2以上の物質の混合物よりなる。
また例えば請求項12に規定するように、前記金属は、タングステン、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウムよりなる群の内のいずれか1以上の金属である。
For example , as defined in claim 11, the metal-containing film is made of a nitride, carbide, silicide, or a mixture of two or more of these metals.
For example , as defined in claim 12, the metal is at least one metal selected from the group consisting of tungsten, titanium, tantalum, hafnium, and zirconium.

本発明の関連技術は、被処理体の表面に所定の薄膜を堆積するために排気可能になされた処理容器内にて前記被処理体を載置する載置台の表面を覆うプリコート層において、前記薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜と、前記高輻射率プリコート膜の上層に形成されて前記薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜と、よりなることを特徴とするプリコート層である。 The related art of the present invention relates to a precoat layer that covers a surface of a mounting table on which the object to be processed is mounted in a processing container that can be evacuated to deposit a predetermined thin film on the surface of the object to be processed. A high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film, and an upper precoat film made of the same film type as the thin film formed on the upper layer of the high emissivity precoat film. It is a precoat layer.

この場合、例えば前記高輻射率プリコート膜は、前記載置台を構成する材料よりも輻射率が高い材料で形成される。
また例えば前記上層プリコート膜は、前記載置台の上面であって、前記被処理体を直接的に載置する載置領域を除いて形成されている。
また例えば前記上層プリコート膜の下層には、前記薄膜と同じ膜種よりなる下地プリコート膜が形成されている。
In this case, the high emissivity pre-coating film if example embodiment, the emissivity are formed in high material than the material constituting the mounting table.
Also, the upper layer pre-coating film For example, in a top surface of the mounting table is formed with the exception of the placement area directly mounting the object to be processed.
Also in the lower layer of the upper layer pre-coating film if example embodiment, the base pre-coating film made of the same film type and the thin film is formed.

また例えば前記各プリコート膜間の界面には、該界面における下層のプリコート膜を形成する材料の窒化膜が形成されている。
また例えば前記高輻射率プリコート膜は、シリコン膜、カーボン膜、SiC膜、SiN膜よりなる群の内のいずれか1よりなる。
また例えば前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜よりなる。
Also at the interface between the respective pre-coating film In example embodiment, the nitride film of the material forming the underlying pre-coating film in the interface is formed.
The high emissivity pre-coating film if example embodiment also, the silicon film, carbon film, SiC film, consisting of any one of the group consisting of SiN film.
Also, the thin film if example embodiment, made of a metal film or a metal-containing film.

また例えば前記金属含有膜は、前記金属膜を形成する金属の窒化物、炭化物、珪化物よりなる群から選択される1よりなる。
また例えば前記金属は、タングステン、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウムよりなる群の内のいずれか1以上の金属である。
Also, the metals-containing film For example, the nitride of a metal forming the metal film, carbides, consisting of 1 selected from the group consisting of silicide.
The metal In example embodiment also, tungsten, any one or more metals of the group consisting of titanium, tantalum, hafnium, from zirconium.

また例えば請求項13に記載したように、前記プリコート層形成工程は、前記薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜を形成する工程と、前記高輻射率プリコート膜の上層に前記薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜を形成する工程と、を有する。
また例えば請求項14に記載したように、前記プリコート層は、前記薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜と、前記高輻射率プリコート膜の上層に形成されて前記薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜と、を有する。
また、例えば請求項15に記載したように、前記上層プリコート膜を形成する工程は、前記載置台の上面にダミー被処理体を載置した状態で行う。
また例えば請求項16に記載したように、前記上層プリコート膜は、前記載置台の上面であって、前記被処理体を直接的に載置する載置領域を除いて形成されている。
また例えば請求項17に記載したように、前記高輻射率プリコート膜を形成する工程の前工程で、前記薄膜と同じ膜種よりなる下地プリコート膜を形成する工程を行う。
また例えば請求項18に記載したように、前記各プリコート膜を形成する各工程の直後には、該プリコート膜の表面を窒化する窒化工程を行う。
また例えば請求項19に記載したように、前記各プリコート膜間の界面には、該界面における下層のプリコート膜を形成する材料の窒化膜が形成されている。
また例えば請求項20に記載したように、前記高輻射率プリコート膜は、前記載置台を構成する材料よりも輻射率が高い材料で形成される。
また例えば請求項21に記載したように、前記高輻射率プリコート膜は、シリコン膜、SiC膜、SiN膜よりなる群の内のいずれか1よりなる。
For example, as described in claim 13, the precoat layer forming step includes a step of forming a high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film, and an upper layer of the high emissivity precoat film. Forming an upper precoat film made of the same film type as the thin film .
Further, for example, as described in claim 14, the precoat layer is formed on a high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film, and an upper layer of the high emissivity precoat film. And an upper precoat film made of the same film type.
Further, as described in claim 15 In example embodiment, the step of forming the upper layer pre-coating film is performed while placing the dummy workpiece on the upper surface of the mounting table.
Further, for example, as described in claim 16, the upper layer precoat film is formed on the upper surface of the mounting table except for a mounting region on which the object to be processed is directly mounted.
Further, for example , as described in claim 17, a step of forming a base precoat film made of the same film type as the thin film is performed in a step preceding the step of forming the high emissivity precoat film.
Further, for example , as described in claim 18, a nitriding step of nitriding the surface of the precoat film is performed immediately after each step of forming the precoat film.
For example, as described in claim 19, a nitride film of a material for forming a lower precoat film at the interface is formed at the interface between the precoat films.
Further, for example, as described in claim 20, the high emissivity precoat film is formed of a material having a higher emissivity than a material constituting the mounting table.
Further, for example, as described in claim 21, the high emissivity precoat film is made of any one of the group consisting of a silicon film, a SiC film, and a SiN film.

本発明に係る成膜装置及び成膜方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
シャワーヘッド部の表面を、表面処理により輻射率が0.5以上になるように設定するように構成したので、成膜時にシャワーヘッド部に不要な付着膜が堆積しても、被処理体温度の変動量を大幅に抑制することができる。
従って、処理毎の被処理体の温度変動を抑制することができるので、被処理体間の膜厚均一性の向上を図ることができ、もって膜厚の再現性を高く維持することができる。
特に請求項10に係る発明によれば、プリコート層を2層構造に設定するようにしたので、被処理体を加熱するために投入する熱量を少なくでき、その分、加熱効率を向上させることができる。
According to the film forming apparatus and the film forming method of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
Since the surface of the shower head is set so that the emissivity is 0.5 or more by surface treatment, even if an unnecessary adhesion film is deposited on the shower head during film formation, the temperature of the object to be processed The amount of fluctuation can be greatly suppressed.
Therefore, the temperature fluctuation of the object to be processed can be suppressed for each process, so that the film thickness uniformity between the objects to be processed can be improved, and the reproducibility of the film thickness can be kept high.
In particular, according to the invention of claim 10, since the precoat layer is set to a two-layer structure, the amount of heat input for heating the object to be processed can be reduced, and the heating efficiency can be improved accordingly. it can.

特に請求項13及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、被処理体に堆積させる薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜と、高輻射率プリコート膜の上層に形成されて薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜とによりプリコート層を形成するようにしたので、載置台とこの上に載置される被処理体との間の温度差を小さくでき、しかも載置台の中央部と周辺部との間の温度差を抑制して載置台の熱伸縮応力による破損を防止することができる。また成膜処理の再現性も向上させることができる。 In particular , according to the invention according to claim 13 and the claim quoting this , the high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film deposited on the object to be processed, and the upper layer of the high emissivity precoat film Since the precoat layer is formed by the upper layer precoat film formed of the same film type as the thin film, the temperature difference between the mounting table and the object to be processed placed thereon can be reduced, and the mounting is performed. The temperature difference between the central part and the peripheral part of the mounting table can be suppressed, and the mounting table can be prevented from being damaged due to thermal expansion and contraction stress. In addition, the reproducibility of the film forming process can be improved.

以下に、本発明に係る成膜装置及び成膜方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図1は本発明に係る成膜装置を示す断面構成図、図2はアルマイト層が形成されたシャワーヘッド部を示す拡大断面図である。ここでは薄膜として高融点金属、例えばタングステン或いはタングステンの珪化物(シリサイド)の薄膜を形成する場合を例にとって説明する。
図示するようにこの成膜装置2は、例えば断面の内部が略円形状になされたアルミニウム又はアルミニウム合金製の処理容器4を有している。この処理容器4内の天井部には必要な処理ガス、例えば成膜用の原料ガスであるW(CO) やSiH の他に、N 、Ar等を導入するためにガス導入手段であるシャワーヘッド部6が設けられており、この下面のガス噴射面8に設けた多数のガス噴射孔10から処理空間Sに向けて処理ガスを吹き出すようにして噴射するようになっている。
Hereinafter, an embodiment of a film forming apparatus and a film forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a film forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a shower head portion on which an alumite layer is formed. Here, a case where a thin film of a refractory metal such as tungsten or tungsten silicide is formed as an example will be described.
As shown in the figure, this film forming apparatus 2 has a processing container 4 made of aluminum or aluminum alloy, for example, whose inside is substantially circular. In addition to a necessary processing gas, for example, W (CO) 6 or SiH 4 which is a raw material gas for film formation, N 2 , Ar or the like is introduced into the ceiling portion in the processing container 4 by a gas introducing means. A certain shower head unit 6 is provided, and the processing gas is jetted out from the numerous gas jetting holes 10 provided on the gas jetting surface 8 on the lower surface toward the processing space S.

<ウエハ温度に対する輻射率の依存性>
次に、輻射率に対するウエハ温度の依存性を評価する実験を行ったので、その評価結果について説明する。
図4は輻射率に対するウエハ温度及びウエハ温度変化量の依存性を示すグラフである。ここでは、シャワーヘッド部にアルマイト層を設けていない従来のシャワーヘッド部を備えた成膜装置で、多数枚のウエハ表面にタングステン膜を形成した時のウエハ温度と輻射率の変化を調べた。また載置台の温度を691℃に設定している。またシャワーヘッド部の温度を45℃に設定している。図4において、横軸は輻射率を取っており、左側縦軸にはウエハ温度を取り、右側縦軸にはウエハ温度変化量(輻射率0.1の変化に対するウエハ温度の変化量)を取っている。
<Dependence of emissivity on wafer temperature>
Next, an experiment for evaluating the dependence of the wafer temperature on the emissivity was performed, and the evaluation result will be described.
FIG. 4 is a graph showing the dependence of the wafer temperature and the wafer temperature change amount on the emissivity. Here, changes in the wafer temperature and the emissivity when a tungsten film was formed on the surface of a large number of wafers in a film forming apparatus having a conventional shower head portion in which an alumite layer was not provided in the shower head portion were examined. The temperature of the mounting table is set to 691 ° C. Moreover, the temperature of the shower head part is set to 45 degreeC. In FIG. 4, the horizontal axis represents the emissivity, the left vertical axis represents the wafer temperature, and the right vertical axis represents the wafer temperature change (the change in wafer temperature relative to the change in emissivity 0.1). ing.

まず、プリコート層80の最下層、すなわち載置台24の表面と直接的に接触する膜としては、ウエハに成膜する薄膜と同じ膜種、すなわちW膜よりなる下地プリコート膜82が全面に形成されている。
そして、この下地プリコート膜82の上層には、界面に上記下地プリコート膜82を形成する材料の窒化膜であるタングステン窒化膜(WN)82Aを介して高輻射率プリコート膜84が全面に形成されている。このタングステン窒化膜82Aはバリヤ層としての機能を有している。上記高輻射率プリコート膜84は、ウエハに成膜する膜種、すなわちここではタングステン膜よりも輻射率の高い膜種、例えばここではシリコン膜(Si)により形成されている。この高輻射率プリコート膜84の材料としては、上記載置台24を構成する材料、例えばAlNよりも輻射率が高い材料を選択するのがよい。

First, as a film that is in direct contact with the lowermost layer of the precoat layer 80, that is, the surface of the mounting table 24, a base precoat film 82 made of the same film type as the thin film formed on the wafer, that is, a W film is formed on the entire surface. ing.
A high emissivity precoat film 84 is formed on the entire surface of the base precoat film 82 via a tungsten nitride film (WN) 82A, which is a nitride film of the material forming the base precoat film 82, at the interface. Yes. The tungsten nitride film 82A functions as a barrier layer. The high emissivity precoat film 84 is formed of a film type to be formed on the wafer, that is, a film type having a higher emissivity than the tungsten film, for example, a silicon film (Si) here. As a material of the high emissivity precoat film 84, it is preferable to select a material having a higher emissivity than the material constituting the mounting table 24, for example, AlN.

Claims (24)

排気可能になされた処理容器と、
前記処理容器内に設けられて被処理体を載置するための載置台と、
前記被処理体を加熱するための加熱手段と、
前記載置台と対向するように前記処理容器の天井部に設けられて成膜用の原料ガスを供給するシャワーヘッド部と、を有して前記被処理体の表面に所定の薄膜を堆積する成膜装置において、
前記シャワーヘッド部の表面を、表面処理により輻射率が0.5以上になるように設定するように構成したことを特徴とする成膜装置。
A processing vessel made evacuable;
A mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed;
Heating means for heating the object to be processed;
A shower head provided on the ceiling of the processing vessel so as to face the mounting table and supplying a film forming source gas, and depositing a predetermined thin film on the surface of the object to be processed. In the membrane device,
2. A film forming apparatus, wherein the surface of the shower head is configured to have a radiation rate of 0.5 or more by surface treatment.
前記シャワーヘッド部は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりなり、前記シャワーヘッド部の表面には、前記表面処理により形成されたアルマイト層が設けられていることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the shower head unit is made of aluminum or an aluminum alloy, and an alumite layer formed by the surface treatment is provided on a surface of the shower head unit. 前記シャワーヘッド部の母材は、JIS規格のA6061による金属であり、前記アルマイト層の厚さは17μm以上であることを特徴とする請求項2記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 2, wherein the base material of the shower head portion is a metal according to JIS standard A6061, and the thickness of the anodized layer is 17 µm or more. 前記シャワーヘッド部の母材は、JIS規格のA5052による金属であり、前記アルマイト層の厚さは28μm以上であることを特徴とする請求項2記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 2, wherein the base material of the shower head portion is a metal according to JIS standard A5052, and the thickness of the alumite layer is 28 µm or more. 前記載置台には、前記加熱手段として抵抗加熱ヒータが内蔵されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein a resistance heater is built in the mounting table as the heating unit. 請求項1乃至5のいずれかに記載の成膜装置を用いて被処理体の表面に所定の薄膜を堆積するに際して、
前記処理容器内に前記被処理体を搬入しない空状態で前記処理容器内へ所定のガスを流すことにより少なくとも載置台の表面にプリコート層を形成するプリコート層形成工程と、
前記プリコート層形成工程の後に前記処理容器内へ前記被処理体を搬入して前記被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成工程を行うようにしたことを特徴とする成膜方法。
When depositing a predetermined thin film on the surface of an object to be processed using the film forming apparatus according to claim 1,
A precoat layer forming step of forming a precoat layer on at least the surface of the mounting table by flowing a predetermined gas into the processing container in an empty state where the object to be processed is not carried into the processing container;
A film forming method comprising carrying out the thin film forming step of carrying the object to be processed into the processing container and forming the thin film on the object to be processed after the precoat layer forming step.
前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、前記被処理体の表面に形成される前記薄膜と同じ材料よりなることを特徴とする請求項6記載の成膜方法。   The thin film is a metal film or a metal-containing film, and the precoat layer in the precoat layer forming step is made of the same material as the thin film formed on the surface of the object to be processed. Film forming method. 前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、前記金属の珪化物よりなることを特徴とする請求項6記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 6, wherein the thin film is a metal film or a metal-containing film, and the precoat layer in the precoat layer forming step is made of the metal silicide. 前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜であり、前記プリコート層形成工程のプリコート層は、シリコン膜と、該シリコン膜上に形成された前記金属の珪化物との2層構造よりなることを特徴とする請求項6記載の成膜方法。   The thin film is a metal film or a metal-containing film, and the precoat layer in the precoat layer forming step has a two-layer structure of a silicon film and the silicide of the metal formed on the silicon film. The film forming method according to claim 6. 前記金属含有膜は、前記金属の窒化物、炭化物、珪化物、或いはこれらの2以上の物質の混合物よりなることを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 7, wherein the metal-containing film is made of a nitride, carbide, silicide, or a mixture of two or more substances of the metal. 前記金属は、タングステン、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウムよりなる群の内のいずれか1以上の金属であることを特徴とする請求項6乃至10のいずれかに記載の成膜方法。   11. The film forming method according to claim 6, wherein the metal is at least one metal selected from the group consisting of tungsten, titanium, tantalum, hafnium, and zirconium. 被処理体の表面に所定の薄膜を堆積するために排気可能になされた処理容器内にて前記被処理体を載置する載置台の表面を覆うプリコート層において、
前記薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜と、
前記高輻射率プリコート膜の上層に形成されて前記薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜と、
よりなることを特徴とするプリコート層。
In the precoat layer that covers the surface of the mounting table on which the object to be processed is mounted in a processing container that can be evacuated to deposit a predetermined thin film on the surface of the object
A high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film;
An upper precoat film formed on the upper layer of the high emissivity precoat film and made of the same film type as the thin film;
A precoat layer comprising:
前記高輻射率プリコート膜は、前記載置台を構成する材料よりも輻射率が高い材料で形成されることを特徴とする請求項12記載のプリコート層。 The precoat layer according to claim 12, wherein the high emissivity precoat film is formed of a material having a higher emissivity than a material constituting the mounting table. 前記上層プリコート膜は、前記載置台の上面であって、前記被処理体を直接的に載置する載置領域を除いて形成されていることを特徴とする請求項12又は13記載のプリコート層。 The precoat layer according to claim 12 or 13, wherein the upper layer precoat film is formed on an upper surface of the mounting table except for a mounting region on which the object to be processed is directly mounted. . 前記上層プリコート膜の下層には、前記薄膜と同じ膜種よりなる下地プリコート膜が形成されていることを特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載のプリコート層。 The precoat layer according to any one of claims 12 to 14, wherein a base precoat film made of the same film type as the thin film is formed under the upper layer precoat film. 前記各プリコート膜間の界面には、該界面における下層のプリコート膜を形成する材料の窒化膜が形成されていることを特徴とする請求項12乃至15のいずれかに記載のプリコート層。 The precoat layer according to any one of claims 12 to 15, wherein a nitride film made of a material forming a lower precoat film at the interface is formed at an interface between the precoat films. 前記高輻射率プリコート膜は、シリコン膜、SiC膜、SiN膜よりなる群の内のいずれか1よりなることを特徴とする請求項12乃至16のいずれかに記載のプリコート層。 The precoat layer according to any one of claims 12 to 16, wherein the high emissivity precoat film is made of any one of the group consisting of a silicon film, a SiC film, and a SiN film. 前記薄膜は、金属膜又は金属含有膜よりなることを特徴とする請求項12乃至17のいずれかに記載のプリコート層。 The precoat layer according to claim 12, wherein the thin film is made of a metal film or a metal-containing film. 前記金属含有膜は、前記金属膜を形成する金属の窒化物、炭化物、珪化物よりなる群から選択される1よりなることを特徴とする請求項12乃至18のいずれかに記載のプリコート層。 The precoat layer according to any one of claims 12 to 18, wherein the metal-containing film is made of one selected from the group consisting of a metal nitride, a carbide, and a silicide that form the metal film. 前記金属は、タングステン、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウムよりなる群の内のいずれか1以上の金属であることを特徴とする請求項19記載のプリコート層。 The precoat layer according to claim 19, wherein the metal is at least one metal selected from the group consisting of tungsten, titanium, tantalum, hafnium, and zirconium. 被処理体の表面に所定の薄膜を堆積するために排気可能になされた処理容器内にて前記被処理体を載置する載置台の表面を覆うプリコート層の形成方法において、
前記薄膜よりも輻射率の高い膜種よりなる高輻射率プリコート膜を形成する工程と、
前記高輻射率プリコート膜の上層に前記薄膜と同じ膜種よりなる上層プリコート膜を形成する工程と、
よりなることを特徴とするプリコート層の形成方法。
In a method for forming a precoat layer that covers the surface of a mounting table on which the object to be processed is mounted in a processing container that can be evacuated so as to deposit a predetermined thin film on the surface of the object
Forming a high emissivity precoat film made of a film type having a higher emissivity than the thin film;
Forming an upper precoat film made of the same film type as the thin film on the upper layer of the high emissivity precoat film;
A method for forming a precoat layer, comprising:
前記上層プリコート膜を形成する工程は、前記載置台の上面にダミー被処理体を載置した状態で行うことを特徴とする請求項21記載のプリコート層の形成方法。 The method for forming a precoat layer according to claim 21, wherein the step of forming the upper layer precoat film is performed in a state where a dummy object is placed on the upper surface of the mounting table. 前記高輻射率プリコート膜を形成する工程の前工程で、前記薄膜と同じ膜種よりなる下地プリコート膜を形成する工程を行うことを特徴とする請求項21又は22記載のプリコート層の形成方法。 23. The method of forming a precoat layer according to claim 21 or 22, wherein a step of forming a base precoat film made of the same film type as the thin film is performed prior to the step of forming the high emissivity precoat film. 前記各プリコート膜を形成する各工程の直後には、
該プリコート膜の表面を窒化する窒化工程を行うことを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載のプリコート層の形成方法。
Immediately after each step of forming each precoat film,
The method for forming a precoat layer according to any one of claims 21 to 23, wherein a nitriding step of nitriding the surface of the precoat film is performed.
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