JP2726438B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、薄膜形成装置に係り、特に化学的気相成長
法を用いた薄膜形成装置に関する。
法を用いた薄膜形成装置に関する。
（従来の技術） 近年、半導体装置の高集積化は進む一方であり、構成
素子の微細化および高密度化への研究が急速に進められ
ている。
素子の微細化および高密度化への研究が急速に進められ
ている。
しかしこの微細化および高密度化に伴い、半導体装置
の製造プロセスにはいろいろな問題が生じてきている。
の製造プロセスにはいろいろな問題が生じてきている。
例えば、配線を例にとると、設計基準の縮小で配線幅
は小さくなるのに対し、能動素子の増大で配線が複雑と
なり、電気的に接続しなければならない箇所も増大して
おり、また配線長そのものは増大する一方である。
は小さくなるのに対し、能動素子の増大で配線が複雑と
なり、電気的に接続しなければならない箇所も増大して
おり、また配線長そのものは増大する一方である。
このため、通常用いられているアルミニウムあるいは
アルミニウムを主体とした合金（Al:1％Si等）による配
線では、配線が切れるオープン不良、配線への電気的ス
トレスの増大によるエレクトロマイグレーションの発生
等を初め次のような問題も生じてきている。
アルミニウムを主体とした合金（Al:1％Si等）による配
線では、配線が切れるオープン不良、配線への電気的ス
トレスの増大によるエレクトロマイグレーションの発生
等を初め次のような問題も生じてきている。
例えば、電界効果型トランジスタ（FET）において
は、シリコン基板内に基板と反対の導電型を持つ拡散層
が形成されるが、この拡散層の深さは、ゲート長の制御
性をあげるためにますます浅くなる傾向にある。このよ
うに浅い拡散層上に、通常の写真食刻法、反応性イオン
エッチング法等を用いて配線のためのコンタクト孔を形
成した後、更に通常の方法によりAl:Si合金膜からなる
アルミニウム配線を形成し熱処理を行うと、Si原子とAl
原子との相互拡散により、Al原子がSi基板側に深く入り
込んで拡散層を破壊するいわゆる「ピット」と称する現
象がしばしば発生する。
は、シリコン基板内に基板と反対の導電型を持つ拡散層
が形成されるが、この拡散層の深さは、ゲート長の制御
性をあげるためにますます浅くなる傾向にある。このよ
うに浅い拡散層上に、通常の写真食刻法、反応性イオン
エッチング法等を用いて配線のためのコンタクト孔を形
成した後、更に通常の方法によりAl:Si合金膜からなる
アルミニウム配線を形成し熱処理を行うと、Si原子とAl
原子との相互拡散により、Al原子がSi基板側に深く入り
込んで拡散層を破壊するいわゆる「ピット」と称する現
象がしばしば発生する。
また、この電気的接続は絶縁層に形成されるコンタク
ト孔を介して行われるが、コンタクト孔のアスペクト比
（＝コンタクト深さ／コンタクト幅）は増大する一方で
ある。このため、コンタクト孔底部での段切れ、コンタ
クト抵抗の増大等の問題も続発し、半導体装置の信頼性
の向上を阻む大きな問題となっていた。
ト孔を介して行われるが、コンタクト孔のアスペクト比
（＝コンタクト深さ／コンタクト幅）は増大する一方で
ある。このため、コンタクト孔底部での段切れ、コンタ
クト抵抗の増大等の問題も続発し、半導体装置の信頼性
の向上を阻む大きな問題となっていた。
これらの問題を解決するため、コンタクト孔内に選択
的にタングステンやモリブデン（Mo）等の高融点金属あ
るいはそれらのシリサイド膜を埋め込みアスペクト比を
小さくすると共に、コンタクトの拡散障壁層とする方法
が提案されている。
的にタングステンやモリブデン（Mo）等の高融点金属あ
るいはそれらのシリサイド膜を埋め込みアスペクト比を
小さくすると共に、コンタクトの拡散障壁層とする方法
が提案されている。
また、多層配線は配線金属と層間絶縁膜との積層の繰
り返しによって形成される。このため基板表面の段差は
多層化すればするほど大きくなり、特に配線の交差部や
上層配線と下層配線との接続部（ヴィアホール）での段
差は大きく、被覆率の低下による配線の信頼性の低下が
大きな問題となっている。
り返しによって形成される。このため基板表面の段差は
多層化すればするほど大きくなり、特に配線の交差部や
上層配線と下層配線との接続部（ヴィアホール）での段
差は大きく、被覆率の低下による配線の信頼性の低下が
大きな問題となっている。
そこで、この問題を解決するため、平坦化方法の１つ
として、タングステン膜等の高融点金属膜を減圧CVD法
により選択的に形成し、ヴィアホールを導電性物質で埋
め込みヴィアホール段差をなくす方法が提案されてい
る。
として、タングステン膜等の高融点金属膜を減圧CVD法
により選択的に形成し、ヴィアホールを導電性物質で埋
め込みヴィアホール段差をなくす方法が提案されてい
る。
これらの方法では、ある特定の条件下では、一回のCV
D工程で基板上の特定の領域にのみタングステン膜等の
高融点金属膜を形成することができる。この方法は、選
択CVD法と呼ばれ、半導体装置の製造プロセスを簡略化
し、信頼性の高い薄膜を自己整合的に形成できるため、
実用性の高い薄膜形成方法として注目されている。
D工程で基板上の特定の領域にのみタングステン膜等の
高融点金属膜を形成することができる。この方法は、選
択CVD法と呼ばれ、半導体装置の製造プロセスを簡略化
し、信頼性の高い薄膜を自己整合的に形成できるため、
実用性の高い薄膜形成方法として注目されている。
タングステンの選択CVD法は、六フッ化タングステン
（WF6）等のタングステンのハロゲン化物とシラン（SiH
4）との混合ガスを反応ガスとして、シリコン、アルミ
ニウムおよびその合金、および高融点金属等の導体上に
のみ選択的にタングステン膜を気相成長させるもので、
シリコン酸化膜等の絶縁膜上にはタングステン膜は形成
されないという特徴をもつデバイス形成上極めて有効な
方法である。
（WF6）等のタングステンのハロゲン化物とシラン（SiH
4）との混合ガスを反応ガスとして、シリコン、アルミ
ニウムおよびその合金、および高融点金属等の導体上に
のみ選択的にタングステン膜を気相成長させるもので、
シリコン酸化膜等の絶縁膜上にはタングステン膜は形成
されないという特徴をもつデバイス形成上極めて有効な
方法である。
ところが、従来、拡散層上のコンタクト孔や、アルミ
ニウムおよびその合金上のヴィアホール等にタングステ
ンを選択成長させる場合には、タングステン膜と、拡散
層、アルミニウムあるいはその合金とのヴィアコンタク
ト抵抗が高くなるという問題があった。
ニウムおよびその合金上のヴィアホール等にタングステ
ンを選択成長させる場合には、タングステン膜と、拡散
層、アルミニウムあるいはその合金とのヴィアコンタク
ト抵抗が高くなるという問題があった。
本発明者等はタングステンと、拡散層、アルミニウム
あるいはその合金のヴィアコンタクト抵抗が高くなる原
因について調べた結果、拡散層、アルミニウムあるいは
その合金の表面にヴィアコンタクトの開孔時に形成され
たと考えられる絶縁性の高いフッ化物、炭化物、酸化物
あるいはその混合物が存在することを見出した。
あるいはその合金のヴィアコンタクト抵抗が高くなる原
因について調べた結果、拡散層、アルミニウムあるいは
その合金の表面にヴィアコンタクトの開孔時に形成され
たと考えられる絶縁性の高いフッ化物、炭化物、酸化物
あるいはその混合物が存在することを見出した。
しかしこれ等フッ化物、炭化物、酸化物は、蒸気圧が
低く化学的に極めて安定な化合物であるため化学的に除
去することは困難である。
低く化学的に極めて安定な化合物であるため化学的に除
去することは困難である。
そこでスパッタリング法などにより真空中で物理的に
除去するのが最も効率的である。
除去するのが最も効率的である。
（発明が解決しようとする課題） しかし、物理的処理をおこなった後、連続的にタング
ステン膜の形成工程に入ると、スパッタリングにより、
酸化膜表面に形成された（ダングリングボンドであると
考えられる）活性層により、酸化膜上にも膜の形成が行
われ、選択成長ができないという問題があった。
ステン膜の形成工程に入ると、スパッタリングにより、
酸化膜表面に形成された（ダングリングボンドであると
考えられる）活性層により、酸化膜上にも膜の形成が行
われ、選択成長ができないという問題があった。
同様の問題は、シラン（SiH4）ガスを原料ガスとする
多結晶シリコン膜の形成、シランガスと酸素（O2）ガス
を用いた酸化シリコン（SiO2）膜の形成等、他の選択CV
D法においても顕在化してきている。
多結晶シリコン膜の形成、シランガスと酸素（O2）ガス
を用いた酸化シリコン（SiO2）膜の形成等、他の選択CV
D法においても顕在化してきている。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、前記欠点
を解決し、前処理工程で形成された活性層を不活性化
し、良好な選択成長を可能とする薄膜形成装置を提供す
ることを目的とする。
を解決し、前処理工程で形成された活性層を不活性化
し、良好な選択成長を可能とする薄膜形成装置を提供す
ることを目的とする。
（課題を解決するための手段） そこで本発明では、被処理基板表面をエッチングし、
清浄化する前処理室と、前処理した被処理基板の特定領
域に化学的気相成長法（CVD法）により選択的に金属薄
膜を成膜する反応室との間に、所望のガス雰囲気を形成
した予備室を配設し、金属薄膜の成膜に先立ち、この予
備室内で前処理のなされた被処理基板表面を化学的にエ
ッチングするあるいは被処理基板表面にガスを吸着させ
るようにしている。
清浄化する前処理室と、前処理した被処理基板の特定領
域に化学的気相成長法（CVD法）により選択的に金属薄
膜を成膜する反応室との間に、所望のガス雰囲気を形成
した予備室を配設し、金属薄膜の成膜に先立ち、この予
備室内で前処理のなされた被処理基板表面を化学的にエ
ッチングするあるいは被処理基板表面にガスを吸着させ
るようにしている。
（作用） 上記構成により、拡散層、アルミニウムあるいはその
合金の表面に形成された自然酸化膜および汚染層は、前
処理室で完全に除去され清浄な表面となる。そして、予
備室において基板表面を所定のガス雰囲気にさらし表面
処理するようにしているため、前処理工程で活性化され
た表面は、ガスによってエッチングされるかあるいはガ
スを吸着して不活性化され、反応室では選択性よく金属
薄膜を成膜することができる。
合金の表面に形成された自然酸化膜および汚染層は、前
処理室で完全に除去され清浄な表面となる。そして、予
備室において基板表面を所定のガス雰囲気にさらし表面
処理するようにしているため、前処理工程で活性化され
た表面は、ガスによってエッチングされるかあるいはガ
スを吸着して不活性化され、反応室では選択性よく金属
薄膜を成膜することができる。
例えば、シリコン酸化膜内に形成したコンタクト孔内
に露呈するシリコン拡散層やアルミニウム配線層の表面
に、スパッタリング、反応性イオンエッチング等のドラ
イエッチングを施した時、活性になったシリコン酸化膜
の表面にはダングリングボンドが多数存在しているが、
表面を窒素原子、酸素原子、フッ素原子あるいは水酸基
等を含む雰囲気あるいは窒素原子、酸素原子、フッ素原
子あるいは水素原子等を含むプラズマ雰囲気にさらし、
表面処理することにより表面のダングリングボンドを除
去するかあるいはダングリングボンドに−N,−O,−F,−
OH等の形でガス分子および／またはガス原子を吸着さ
せ、シリコン酸化膜表面を金属薄膜形成に用いる反応ガ
スの吸着に対して不活性にすることができ、選択性を高
めることができる。
に露呈するシリコン拡散層やアルミニウム配線層の表面
に、スパッタリング、反応性イオンエッチング等のドラ
イエッチングを施した時、活性になったシリコン酸化膜
の表面にはダングリングボンドが多数存在しているが、
表面を窒素原子、酸素原子、フッ素原子あるいは水酸基
等を含む雰囲気あるいは窒素原子、酸素原子、フッ素原
子あるいは水素原子等を含むプラズマ雰囲気にさらし、
表面処理することにより表面のダングリングボンドを除
去するかあるいはダングリングボンドに−N,−O,−F,−
OH等の形でガス分子および／またはガス原子を吸着さ
せ、シリコン酸化膜表面を金属薄膜形成に用いる反応ガ
スの吸着に対して不活性にすることができ、選択性を高
めることができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図（ａ）は、本発明実施例の薄膜形成装置の概略
構成を示す図である。第１図（ｂ）乃至第１図（ｄ）
は、同装置の要部説明図である。
構成を示す図である。第１図（ｂ）乃至第１図（ｄ）
は、同装置の要部説明図である。
この薄膜形成装置は、被処理基板表面をスパッタエッ
チングし、清浄化する前処理室１と、前処理した被処理
基板の特定領域に化学的気相成長法（CVD法）により選
択的に金属薄膜を成膜する反応室２と、前処理のなされ
た被処理基板表面をエッチングするかあるいは前処理の
なされた被処理基板表面にガスを吸着させる選択性回復
室３と、が、これら３室とゲートバルブ４を介して接続
され、基板搬送用のロボットを備えた搬送ロボット室５
と、大気圧下におかれ基板を収納する基板収納カセット
８とから構成されている。
チングし、清浄化する前処理室１と、前処理した被処理
基板の特定領域に化学的気相成長法（CVD法）により選
択的に金属薄膜を成膜する反応室２と、前処理のなされ
た被処理基板表面をエッチングするかあるいは前処理の
なされた被処理基板表面にガスを吸着させる選択性回復
室３と、が、これら３室とゲートバルブ４を介して接続
され、基板搬送用のロボットを備えた搬送ロボット室５
と、大気圧下におかれ基板を収納する基板収納カセット
８とから構成されている。
そして、これら各室は、いずれもアルミニウム合金製
の円筒体であり、ゲートバルブ４によって仕切られ、搬
送ロボット室５に接続されていると共に、排気路７によ
り、減圧状態に維持することができるようになってい
る。
の円筒体であり、ゲートバルブ４によって仕切られ、搬
送ロボット室５に接続されていると共に、排気路７によ
り、減圧状態に維持することができるようになってい
る。
また、前処理室１は、ブロッキングコンデンサ13を介
して13.56MHzの高周波を印加できるように高周波電源14
に接続された高周波電極12を備え、高周波電極12上に石
英板15を介して被処理基板６を設置し、第１のガス供給
部16からアルゴンガス等のガスを供給しつつスパッタエ
ッチング処理を行うように構成されている。
して13.56MHzの高周波を印加できるように高周波電源14
に接続された高周波電極12を備え、高周波電極12上に石
英板15を介して被処理基板６を設置し、第１のガス供給
部16からアルゴンガス等のガスを供給しつつスパッタエ
ッチング処理を行うように構成されている。
さらに、反応室２は、ガス供給系（図示せず）に接続
された第２のガス供給部21と、被処理基板６を設置する
ための基板支持台22と、光源としてのハロゲンランプ23
とを具備し、外壁を構成する円筒体の一部に形成された
透光性の石英窓24を介してハロゲンランプ23からの光が
被処理基板６を照射しこれを加熱するように構成されて
いる。
された第２のガス供給部21と、被処理基板６を設置する
ための基板支持台22と、光源としてのハロゲンランプ23
とを具備し、外壁を構成する円筒体の一部に形成された
透光性の石英窓24を介してハロゲンランプ23からの光が
被処理基板６を照射しこれを加熱するように構成されて
いる。
さらにまた、選択性回復室３は、アンモニア（NH3）
やキセノンフロライド（ExF2）等のガスを導入するため
の第３のガス供給路31およびNF3,SF6プラズマ等を導入
するための周波数2450MHzのマイクロ波放電管35を介し
て配設された第４のガス供給路36と、被処理基板６を設
置するための支持台32と被処理基板を加熱するためのハ
ロゲンランプ33と、このハロゲンランプ33からの光を透
過するための石英窓34とから構成され、前処理後の被処
理基板を所望のガス雰囲気にさらし、表面をエッチング
する、あるいは表面にガスを吸着させることができるよ
うになっている。また、第３のガス供給路31からは酸素
や水を導入するようにしてもよい。
やキセノンフロライド（ExF2）等のガスを導入するため
の第３のガス供給路31およびNF3,SF6プラズマ等を導入
するための周波数2450MHzのマイクロ波放電管35を介し
て配設された第４のガス供給路36と、被処理基板６を設
置するための支持台32と被処理基板を加熱するためのハ
ロゲンランプ33と、このハロゲンランプ33からの光を透
過するための石英窓34とから構成され、前処理後の被処
理基板を所望のガス雰囲気にさらし、表面をエッチング
する、あるいは表面にガスを吸着させることができるよ
うになっている。また、第３のガス供給路31からは酸素
や水を導入するようにしてもよい。
また、搬送ロボット室５は、各室間で基板を搬送する
基板搬送用のロボットを備え、大気圧状態と減圧状態の
２つの状態を形成できるようになっている。この基板搬
送用のロボットは、大気圧下におかれた基板収納カセッ
トから一枚づつ被処理基板６を取り出し、一旦室内を真
空排気して減圧状態にしたのち、ゲートバルブ４があけ
られると、減圧状態の前処理室１の基板支持台15に基板
６を設置し、ゲートバルブ４を閉じ、基板６を処理す
る。この後、再び搬送ロボット室５に戻り、選択性回復
室３の基板支持台32に基板６を設置する。そして、ゲー
トバルブ４が閉じられ、室内は大気圧状態に戻され、次
の被処理基板６を大気圧下におかれた基板収納カセット
から取り出すべく、基板収納カセットとの間のゲートバ
ルブ４を開ける。一方、３室の内のいずれかから基板を
取り出す場合は、該当する室内を減圧状態にすると共に
これらの搬送ロボット室５の室内を減圧状態にし、同程
度の真空度にした後、該当する室と搬送ロボット室５と
の間のゲートバルブ４を開ける。このようにして順次、
基板を基板収納カセット８から、搬送ロボット室５−前
処理室１−搬送ロボット室５−選択性回復室３−搬送ロ
ボット室５−反応室２−搬送ロボット室５−そして基板
収納カセット８へと搬送していく。
基板搬送用のロボットを備え、大気圧状態と減圧状態の
２つの状態を形成できるようになっている。この基板搬
送用のロボットは、大気圧下におかれた基板収納カセッ
トから一枚づつ被処理基板６を取り出し、一旦室内を真
空排気して減圧状態にしたのち、ゲートバルブ４があけ
られると、減圧状態の前処理室１の基板支持台15に基板
６を設置し、ゲートバルブ４を閉じ、基板６を処理す
る。この後、再び搬送ロボット室５に戻り、選択性回復
室３の基板支持台32に基板６を設置する。そして、ゲー
トバルブ４が閉じられ、室内は大気圧状態に戻され、次
の被処理基板６を大気圧下におかれた基板収納カセット
から取り出すべく、基板収納カセットとの間のゲートバ
ルブ４を開ける。一方、３室の内のいずれかから基板を
取り出す場合は、該当する室内を減圧状態にすると共に
これらの搬送ロボット室５の室内を減圧状態にし、同程
度の真空度にした後、該当する室と搬送ロボット室５と
の間のゲートバルブ４を開ける。このようにして順次、
基板を基板収納カセット８から、搬送ロボット室５−前
処理室１−搬送ロボット室５−選択性回復室３−搬送ロ
ボット室５−反応室２−搬送ロボット室５−そして基板
収納カセット８へと搬送していく。
次に、このように構成された薄膜形成装置を用いて、
前記第１の実施例と同様にして、アルミニウム配線層上
の酸化シリコン膜中に形成されたヴィアホール内に選択
CVD法によりタングステン膜を埋め込む方法について説
明する。
前記第１の実施例と同様にして、アルミニウム配線層上
の酸化シリコン膜中に形成されたヴィアホール内に選択
CVD法によりタングステン膜を埋め込む方法について説
明する。
すなわち、前記第１の実施例と同様にして、シリコン
基板111上に、絶縁膜112を介して形成された第１のアル
ミニウム配線層113上の酸化シリコン膜114に、第２図
（ｃ）に示すごとくヴィアホール115を形成したものを
被処理基板６として、第１図に示した薄膜形成装置の基
板収納カセット８に収納する。
基板111上に、絶縁膜112を介して形成された第１のアル
ミニウム配線層113上の酸化シリコン膜114に、第２図
（ｃ）に示すごとくヴィアホール115を形成したものを
被処理基板６として、第１図に示した薄膜形成装置の基
板収納カセット８に収納する。
そして、搬送用ロボットによって基板収納カセット８
からこの前処理室１に搬入し、上記被処理基板６として
のシリコン基板111の表面をスパッタエッチングする。
ここでエッチング条件としてはアルゴン（Ar）ガスの流
量100cc/min、圧力0.03Torr、高周波電力300W、自己バ
イアス−800V、エッチング時間を約１分として、第１の
アルミニウム配線層113の表面を約100Å、酸化シリコン
膜114表面を約120Åエッチングする。
からこの前処理室１に搬入し、上記被処理基板６として
のシリコン基板111の表面をスパッタエッチングする。
ここでエッチング条件としてはアルゴン（Ar）ガスの流
量100cc/min、圧力0.03Torr、高周波電力300W、自己バ
イアス−800V、エッチング時間を約１分として、第１の
アルミニウム配線層113の表面を約100Å、酸化シリコン
膜114表面を約120Åエッチングする。
このようにして、ヴィアホール15内に付着するフッ化
物、炭化物、酸化物等を除去した後、ゲートバルブ４を
開き搬送用ロボットによって前処理室１から搬送ロボッ
ト室５を経て選択性回復室３の支持台32上に基板６を受
取り、搬送ロボットでこの支持台32を中央に設置する。
そして、基板温度を200℃として第３のガス供給路31か
らアンモニア（NH3）を流量100cc/min、圧力0.5Torrで
約１分間流し、前記酸化シリコン膜114表面にアンモニ
アを吸着させる。
物、炭化物、酸化物等を除去した後、ゲートバルブ４を
開き搬送用ロボットによって前処理室１から搬送ロボッ
ト室５を経て選択性回復室３の支持台32上に基板６を受
取り、搬送ロボットでこの支持台32を中央に設置する。
そして、基板温度を200℃として第３のガス供給路31か
らアンモニア（NH3）を流量100cc/min、圧力0.5Torrで
約１分間流し、前記酸化シリコン膜114表面にアンモニ
アを吸着させる。
この工程で、シリコンのダングリングボンドに窒素原
子を結合することで、スパッタリングにより生じた酸化
シリコン膜114表面は不活性化される。
子を結合することで、スパッタリングにより生じた酸化
シリコン膜114表面は不活性化される。
そして、搬送ロボットでこの被処理基板６を選択性回
復室３から搬送ロボット室５を経て反応室２の基板支持
台22に被処理基板６を移す。
復室３から搬送ロボット室５を経て反応室２の基板支持
台22に被処理基板６を移す。
このようにして、第２図（ｄ）に示すごとく、選択CV
D法により、被処理基板６のヴィアホール115内にのみ選
択的にタングステン膜116を埋め込む。このタングステ
ン膜116の堆積条件は、ハロゲンランプ23により被処理
基板６を加熱しつつ、堆積温度300℃、堆積圧力0.2Tor
r、六フッ化タングステンWF6流量10cc/min、シランSiH4
流量10cc/min、堆積時間150秒とした。この時の成長速
度は約5000Å/minであった。
D法により、被処理基板６のヴィアホール115内にのみ選
択的にタングステン膜116を埋め込む。このタングステ
ン膜116の堆積条件は、ハロゲンランプ23により被処理
基板６を加熱しつつ、堆積温度300℃、堆積圧力0.2Tor
r、六フッ化タングステンWF6流量10cc/min、シランSiH4
流量10cc/min、堆積時間150秒とした。この時の成長速
度は約5000Å/minであった。
このようにして、極めて選択性よくヴィアホール115
内にタングステン膜116を埋め込むことができ、コンタ
クト特性も極めて良好なものとなっている。比較のため
に、選択性回復室３での処理を省いてヴィアホール115
内にタングステン膜116を埋め込んだ状態との比較図を
第３図（ａ）および第３図（ｂ）に示す。この図からも
あきらかなように、選択性回復室３での処理を省いた従
来のものは、酸化シリコン膜114表面にもタングステン
の付着がみられ、選択性が低下していることがわかる。
内にタングステン膜116を埋め込むことができ、コンタ
クト特性も極めて良好なものとなっている。比較のため
に、選択性回復室３での処理を省いてヴィアホール115
内にタングステン膜116を埋め込んだ状態との比較図を
第３図（ａ）および第３図（ｂ）に示す。この図からも
あきらかなように、選択性回復室３での処理を省いた従
来のものは、酸化シリコン膜114表面にもタングステン
の付着がみられ、選択性が低下していることがわかる。
なお、上記実施例では、アルミニウムと酸化シリコン
が混在する基板の表面処理について説明したが、シリコ
ン、モリブデン、タングステン、チタン、チタンナイト
ライド等と酸化シリコン等の絶縁膜が混在する基板の表
面への選択的気相成長処理についても有効である。
が混在する基板の表面処理について説明したが、シリコ
ン、モリブデン、タングステン、チタン、チタンナイト
ライド等と酸化シリコン等の絶縁膜が混在する基板の表
面への選択的気相成長処理についても有効である。
また、上記実施例では、アンモニア雰囲気中で表面処
理を行ったが、表面処理に用いるガスとしてはこの他、
フッ化塩素（ClF）、三フッ化塩素（ClF3）、五フッ化
塩素（ClF5）フッ化臭素（BrF）三フッ化臭素（BrF3）
五フッ化臭素（BrF5）三フッ化ヨウ素（IF3）五フッ化
ヨウ素（IF5）七フッ化ヨウ素（IF73）キセノンフロラ
イド（XeF2）フッ素（F2）酸素（O2）水蒸気等の、少な
くともフッ素原子Ｆ、酸素原子Ｏ、窒素原子Ｎ、または
水酸基を含むガスあるいはSF6,NF3,CF4,N2,H2プラズマ
等酸素原子O,窒素原子N,フッ素原子F,水素原子Ｈを含む
プラズマガスなどでもよい。
理を行ったが、表面処理に用いるガスとしてはこの他、
フッ化塩素（ClF）、三フッ化塩素（ClF3）、五フッ化
塩素（ClF5）フッ化臭素（BrF）三フッ化臭素（BrF3）
五フッ化臭素（BrF5）三フッ化ヨウ素（IF3）五フッ化
ヨウ素（IF5）七フッ化ヨウ素（IF73）キセノンフロラ
イド（XeF2）フッ素（F2）酸素（O2）水蒸気等の、少な
くともフッ素原子Ｆ、酸素原子Ｏ、窒素原子Ｎ、または
水酸基を含むガスあるいはSF6,NF3,CF4,N2,H2プラズマ
等酸素原子O,窒素原子N,フッ素原子F,水素原子Ｈを含む
プラズマガスなどでもよい。
また、処理温度は、被処理基板の構造あるいは表面処
理に用いるガスの種類により、０〜600℃の範囲から選
択すればよい。
理に用いるガスの種類により、０〜600℃の範囲から選
択すればよい。
さらに、上記実施例においては、選択性回復室と搬送
ロボット室を分離したが、表面処理に用いるガスによっ
ては、選択性回復室と搬送ロボット室を一体化させ、同
室内に２つの機能を持たせるようにしてもよい。
ロボット室を分離したが、表面処理に用いるガスによっ
ては、選択性回復室と搬送ロボット室を一体化させ、同
室内に２つの機能を持たせるようにしてもよい。
さらにまた、前記実施例においては、タングステン膜
の選択成長について説明したが、トリメチルアルミ等の
有機アルミニウムを用いたアルミニウムの選択成長、高
融点金属のハロゲン化物とシランガスとを用いた各種高
融点金属およびそのシリサイドの選択成長にも適用可能
である。
の選択成長について説明したが、トリメチルアルミ等の
有機アルミニウムを用いたアルミニウムの選択成長、高
融点金属のハロゲン化物とシランガスとを用いた各種高
融点金属およびそのシリサイドの選択成長にも適用可能
である。
以上説明してきたように、本発明の薄膜形成装置によ
れば、被処理基板表面を清浄化する前処理室と、前処理
した被処理基板の特定領域に化学的気相成長法（CVD
法）により選択的に金属薄膜を成膜する反応室との間
に、所望のガス雰囲気を形成してなる予備室を配設し、
この予備室内で前処理のなされた被処理基板表面をこの
ガスによりエッチングするかあるいはガスを吸着させる
ようにしているため、前処理室における前処理工程で活
性化された表面は、エッチングあるいはガスの吸着によ
り不活性化し、反応室では選択性よく金属薄膜を成膜す
ることができ、コンタクト抵抗の低い金属膜を選択的に
形成することができる。
れば、被処理基板表面を清浄化する前処理室と、前処理
した被処理基板の特定領域に化学的気相成長法（CVD
法）により選択的に金属薄膜を成膜する反応室との間
に、所望のガス雰囲気を形成してなる予備室を配設し、
この予備室内で前処理のなされた被処理基板表面をこの
ガスによりエッチングするかあるいはガスを吸着させる
ようにしているため、前処理室における前処理工程で活
性化された表面は、エッチングあるいはガスの吸着によ
り不活性化し、反応室では選択性よく金属薄膜を成膜す
ることができ、コンタクト抵抗の低い金属膜を選択的に
形成することができる。
第１図（ａ）は、本発明実施例の薄膜形成装置の概略構
成を示す図、第１図（ｂ）乃至第１図（ｄ）は、同装置
の要部説明図、第２図（ａ）乃至第２図（ｄ）は同薄膜
形成装置を用いた選択CVD工程を示す図、第３図（ａ）
および第３図（ｂ）はそれぞれ、同薄膜形成装置を用い
て形成した基板と従来の薄膜形成装置を用いて形成した
基板との表面状態を示す比較図である。 １……前処理室、２……反応室、３……選択性回復室、
４……ゲートバルブ、５……搬送ロボット室、６……被
処理基板、７……排気路、８……基板収納カセット、12
……高周波電極、13……ブロッキングコンデンサ、14…
…高周波電源、15……石英板、16……第１のガス供給
路、21……第２のガス供給路、22……基板支持台、23…
…ハロゲンランプ、24……石英窓、31……第３のガス供
給路、32……支持台、33……ハロゲンランプ、34……石
英窓、35……マイクロ波放電管、36……第４のガス供給
路、111……シリコン基板、112……絶縁膜、113……第
１のアルミニウム層、114……酸化シリコン膜、115……
ヴィアホール、116……タングステン膜。
成を示す図、第１図（ｂ）乃至第１図（ｄ）は、同装置
の要部説明図、第２図（ａ）乃至第２図（ｄ）は同薄膜
形成装置を用いた選択CVD工程を示す図、第３図（ａ）
および第３図（ｂ）はそれぞれ、同薄膜形成装置を用い
て形成した基板と従来の薄膜形成装置を用いて形成した
基板との表面状態を示す比較図である。 １……前処理室、２……反応室、３……選択性回復室、
４……ゲートバルブ、５……搬送ロボット室、６……被
処理基板、７……排気路、８……基板収納カセット、12
……高周波電極、13……ブロッキングコンデンサ、14…
…高周波電源、15……石英板、16……第１のガス供給
路、21……第２のガス供給路、22……基板支持台、23…
…ハロゲンランプ、24……石英窓、31……第３のガス供
給路、32……支持台、33……ハロゲンランプ、34……石
英窓、35……マイクロ波放電管、36……第４のガス供給
路、111……シリコン基板、112……絶縁膜、113……第
１のアルミニウム層、114……酸化シリコン膜、115……
ヴィアホール、116……タングステン膜。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｎ
Claims (4)
- 【請求項１】被処理基板表面をエッチングし、清浄化す
る前処理室と、 前処理した被処理基板の特定領域に化学的気相成長法
（CVD法）により選択的に金属薄膜を成膜する反応室と
を備えた薄膜形成装置において、 前記前処理室と前記反応室との間に、前処理のなされた
被処理基板表面を、所望のガス雰囲気にさらし、化学的
にエッチングするあるいはガスを吸着させるように構成
された予備室を具備したことを特徴とする薄膜形成装
置。 - 【請求項２】前記前処理室は、スパッタリングによるエ
ッチング機構を具備したことを特徴とする請求項（１）
記載の薄膜形成装置。 - 【請求項３】前記予備室は、少なくとも酸素原子Ｏ、窒
素原子Ｎ、フッ素原子Ｆまたは水酸基OHを含むガス雰囲
気を形成するように構成されていることを特徴とする請
求項（１）記載の薄膜形成装置。 - 【請求項４】前記予備室は、少なくとも酸素原子Ｏ、窒
素原子Ｎ、フッ素原子Ｆまたは水素原子Ｈを含むガスの
プラズマ雰囲気を形成するように構成されていることを
特徴とする請求項（１）記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18878188A JP2726438B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18878188A JP2726438B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0238568A JPH0238568A (ja) | 1990-02-07 |
| JP2726438B2 true JP2726438B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=16229680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18878188A Expired - Fee Related JP2726438B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726438B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2966036B2 (ja) * | 1990-05-10 | 1999-10-25 | キヤノン株式会社 | エッチングパターンの形成方法 |
| JP3325268B2 (ja) * | 1991-04-10 | 2002-09-17 | 時夫 中田 | 透明導電膜の製造方法 |
| JP2814445B2 (ja) * | 1992-09-16 | 1998-10-22 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 選択的な金の低温化学蒸着 |
| JPH0922896A (ja) * | 1995-07-07 | 1997-01-21 | Toshiba Corp | 金属膜の選択的形成方法 |
| JP2001053023A (ja) | 1999-08-11 | 2001-02-23 | Tokyo Electron Ltd | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
| JP2007024205A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Nok Corp | オイルシール |
-
1988
- 1988-07-28 JP JP18878188A patent/JP2726438B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0238568A (ja) | 1990-02-07 |
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|---|---|---|---|
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