JP2728176B2 - 成膜処理装置及び方法 - Google Patents
成膜処理装置及び方法Info
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- JP2728176B2 JP2728176B2 JP1182101A JP18210189A JP2728176B2 JP 2728176 B2 JP2728176 B2 JP 2728176B2 JP 1182101 A JP1182101 A JP 1182101A JP 18210189 A JP18210189 A JP 18210189A JP 2728176 B2 JP2728176 B2 JP 2728176B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体ウェハ等の被処理基板に金属膜を形
成するための成膜処理装置及び方法に関する。
成するための成膜処理装置及び方法に関する。
［従来の技術］ デバイスの高密度化、高速化の中で配線構造の多層化
及び低抵抗化が重要度を増し、ゲート配線しとて金属又
は金属シリサイドを用いる技術が開発されている。この
ような金属膜を形成する手法としてメタルCVDがある。
及び低抵抗化が重要度を増し、ゲート配線しとて金属又
は金属シリサイドを用いる技術が開発されている。この
ような金属膜を形成する手法としてメタルCVDがある。
すなわち、メタルCVD装置においては、処理室用のサ
セプタに保護された半導体ウェハを高温に加熱し、処理
室内に反応ガスとしてWF6（六フッ化タングステン）やS
iH4（シラン）を供給すると共に真空排気する。これに
より例えばSi、Al等の基板21に酸化膜22を形成した半導
体ウェハ20表面においては、第４図に示すようにSiO
2等、反応ガスに対し成膜速度が遅く、即ち選択的に成
膜が起こらない、所謂反応ガスに対し非選択性の酸化膜
22との間の孔部分に選択的にＷ（タングステン）膜40が
形成される。
セプタに保護された半導体ウェハを高温に加熱し、処理
室内に反応ガスとしてWF6（六フッ化タングステン）やS
iH4（シラン）を供給すると共に真空排気する。これに
より例えばSi、Al等の基板21に酸化膜22を形成した半導
体ウェハ20表面においては、第４図に示すようにSiO
2等、反応ガスに対し成膜速度が遅く、即ち選択的に成
膜が起こらない、所謂反応ガスに対し非選択性の酸化膜
22との間の孔部分に選択的にＷ（タングステン）膜40が
形成される。
ところで、このようなメタルCVD装置においては、CVD
処理に先立って処理室内の自然酸化膜をエッチングによ
り除去するセルフクリーニングが行われる。このためメ
タルCVD装置ではサセプタとしてSiC（炭化ケイ素）、金
属等の電極材料を用い、このサセプタに高周波電圧を印
加してまずエッチング用ガスにより自然酸化膜を除去し
た後、次いで前述のCVD反応が行なわれる。
処理に先立って処理室内の自然酸化膜をエッチングによ
り除去するセルフクリーニングが行われる。このためメ
タルCVD装置ではサセプタとしてSiC（炭化ケイ素）、金
属等の電極材料を用い、このサセプタに高周波電圧を印
加してまずエッチング用ガスにより自然酸化膜を除去し
た後、次いで前述のCVD反応が行なわれる。
［課題が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなエッチングのためにサセプ
タに必要とされる電極材料（SiC、金属等）は、かた金
属膜形成用の反応ガス（WF6等）に対し非選択性材料で
はないため、第４図に示すように成膜反応時にサセプタ
30のウェハ20が設置される部分以外の周辺部にタングス
テン等が付着する。このようなサセプタ30へのデポ41
は、はがれやすくパーティクル発生の原因となりやす
い。特に、成膜工程の前工程として自然酸化膜を除去す
るエッチングを行う装置においては、エッチング時これ
らがパーティクルとしてウェハ汚染の大きな原因とな
る。
タに必要とされる電極材料（SiC、金属等）は、かた金
属膜形成用の反応ガス（WF6等）に対し非選択性材料で
はないため、第４図に示すように成膜反応時にサセプタ
30のウェハ20が設置される部分以外の周辺部にタングス
テン等が付着する。このようなサセプタ30へのデポ41
は、はがれやすくパーティクル発生の原因となりやす
い。特に、成膜工程の前工程として自然酸化膜を除去す
るエッチングを行う装置においては、エッチング時これ
らがパーティクルとしてウェハ汚染の大きな原因とな
る。
［発明の目的］ 本発明は上記従来の成膜処理装置における問題点を解
決し、パーティクルの発生を最小限に押え、極めてクリ
ーンな状態で成膜を行うことのできる成膜処理装置を提
供することを目的とする。
決し、パーティクルの発生を最小限に押え、極めてクリ
ーンな状態で成膜を行うことのできる成膜処理装置を提
供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成する本発明の成膜処理装置は、
処理室内に配置した被処理基板に所定の反応ガスを供給
して金属膜を形成する装置において、前記被処理基板の
設置台は前記反応ガスに対し選択的に成膜を抑制する材
料で被覆されているものであり、好ましくは、材料が石
英（SiO2）であるものである。また、本発明の成膜処理
方法は、処理室内で配置した被処理基板に所定の反応ガ
スを供給して金属膜を形成する方法において、被処理基
板の設置台として反応ガスに対し選択的に成膜を抑制す
る材料で被覆された設置台を用いるものである。
処理室内に配置した被処理基板に所定の反応ガスを供給
して金属膜を形成する装置において、前記被処理基板の
設置台は前記反応ガスに対し選択的に成膜を抑制する材
料で被覆されているものであり、好ましくは、材料が石
英（SiO2）であるものである。また、本発明の成膜処理
方法は、処理室内で配置した被処理基板に所定の反応ガ
スを供給して金属膜を形成する方法において、被処理基
板の設置台として反応ガスに対し選択的に成膜を抑制す
る材料で被覆された設置台を用いるものである。
［実施例］ 以下、本発明の成膜処理装置をメタルCVD装置に適用
した一実施例につき図面に基き説明する。
した一実施例につき図面に基き説明する。
第１図に示すCVD装置の処理室１は、例えばAl（アル
ミニウム）から成る円筒状の反応室で、内部を気密に保
持するとともに図示しない冷却機構により壁面は冷却可
能に構成されている。
ミニウム）から成る円筒状の反応室で、内部を気密に保
持するとともに図示しない冷却機構により壁面は冷却可
能に構成されている。
また、上記処理室１内の上部には、被処理基板である
半導体ウェハ２を被処理面が下向きになるように設置す
る設置台３が設けられている。
半導体ウェハ２を被処理面が下向きになるように設置す
る設置台３が設けられている。
この設置台３には、半導体ウェハ２の外周縁部を係止
して設置台３に固定するための支持体５が設けられてお
り、支持体５は例えばエアシリンダ等の昇降機構４によ
って駆動される。
して設置台３に固定するための支持体５が設けられてお
り、支持体５は例えばエアシリンダ等の昇降機構４によ
って駆動される。
更に、設置台３の上方には、設置台に設置された半導
体ウェハを所定の温度例えば200〜400℃に加熱するため
のIRランプ６が設けられている。
体ウェハを所定の温度例えば200〜400℃に加熱するため
のIRランプ６が設けられている。
又、設置台３周囲の処理室１上壁には複数本の排気管
７が接続されており、これら排気管７は排気のコンダク
タンスが高くならないように一つの排気管に集合された
排気口に接続されている。
７が接続されており、これら排気管７は排気のコンダク
タンスが高くならないように一つの排気管に集合された
排気口に接続されている。
また、処理室１内の下部には、反応ガス例えばWF
6（六フッ化タングステン）とキャリアガスであるAr
（アルゴン）との混合気体、SiH4（シラン）とArとの混
合気体及びH2ガス又はN2ガスを処理室内１に供給するた
めのガス導入機構８、９が設けられており、更にこれら
反応ガスのガス流を制御するためのガス流制御板10が設
置台３と対向して設けられている。ガス流制御板10は駆
動機構11によって上下に移動可能で、最適な位置に調整
することで半導体ウェハ２の被処理面に、より均一に反
応ガスが接するようにその流れを制御する。又、設置台
３は図示しない高周波電源に接続されており、エッチン
グの際の平板電極を兼ねている。尚、処理室１、ガス流
制御板10等はすべてグランドレベルになっている。
6（六フッ化タングステン）とキャリアガスであるAr
（アルゴン）との混合気体、SiH4（シラン）とArとの混
合気体及びH2ガス又はN2ガスを処理室内１に供給するた
めのガス導入機構８、９が設けられており、更にこれら
反応ガスのガス流を制御するためのガス流制御板10が設
置台３と対向して設けられている。ガス流制御板10は駆
動機構11によって上下に移動可能で、最適な位置に調整
することで半導体ウェハ２の被処理面に、より均一に反
応ガスが接するようにその流れを制御する。又、設置台
３は図示しない高周波電源に接続されており、エッチン
グの際の平板電極を兼ねている。尚、処理室１、ガス流
制御板10等はすべてグランドレベルになっている。
このように電極を兼ねる設置台３はSiC（炭化ケイ
素）、金属などの電極を構成する材料から成り、更に、
第２図（ａ）、（ｂ）に示すように半導体ウェハ２が設
置される部分を除く外周部分3aは反応ガスに対し非選択
性の材料3aによって被覆されている。尚、図では設置台
３の外周部分のみを非選択性の材料で被覆した場合を例
示したが、設置台３全体がこのような材料で被覆されて
いてもよい。
素）、金属などの電極を構成する材料から成り、更に、
第２図（ａ）、（ｂ）に示すように半導体ウェハ２が設
置される部分を除く外周部分3aは反応ガスに対し非選択
性の材料3aによって被覆されている。尚、図では設置台
３の外周部分のみを非選択性の材料で被覆した場合を例
示したが、設置台３全体がこのような材料で被覆されて
いてもよい。
このような材料は、反応ガスによってデポを生じない
材料であり、反応ガスとして前述のWF6、SiH4を用いた
場合、例えば石英（SiO2）が好適である。
材料であり、反応ガスとして前述のWF6、SiH4を用いた
場合、例えば石英（SiO2）が好適である。
被覆3aは設置台３を半導体ウェハ２よりわずかに大き
い、同形のマスク材でマスクした上で成膜することによ
り形成することができる。
い、同形のマスク材でマスクした上で成膜することによ
り形成することができる。
被覆しない部分の大きさ、すなわちマスク材の大きさ
は、設置台３の中央に半導体ウェハ２を設置する際の位
置合わせの精度を考慮し、被覆3aとウェハ２との間隙ｄ
が例えば３〜5mm程度となるようにする。間隙ｄが大き
すぎると、この部分に反応ガスによるデポが生じ好まし
くない。又、間隙ｄが狭すぎると、半導体ウェハ２を設
置する際、高精度な位置合わせが必要となり、実用的で
ない。
は、設置台３の中央に半導体ウェハ２を設置する際の位
置合わせの精度を考慮し、被覆3aとウェハ２との間隙ｄ
が例えば３〜5mm程度となるようにする。間隙ｄが大き
すぎると、この部分に反応ガスによるデポが生じ好まし
くない。又、間隙ｄが狭すぎると、半導体ウェハ２を設
置する際、高精度な位置合わせが必要となり、実用的で
ない。
以上のような構成において、本実施例のメタルCVD装
置の動作を説明する。
置の動作を説明する。
まず、CVD工程に先立ってセルフクリーニングを行
う。すなわち、設置台３に所定の周波数の高周波電源の
電圧を印加し、ガス導入機構８、９より例えばNF3（三
フッ化窒素）のようなエッチングガスをAr（アルゴ
ン）、He（ヘリウム）、N2（窒素）、H2（水素）等のキ
ャリアガスと共に供給し、所定の減圧下、例えば0.05〜
0.3Torr下常温〜500℃でエッチングすることにより処理
室内の自然酸化膜を除去する。次いで高周波電源をOFF
にすると共にエッチングガスの供給を停止し、処理室内
のエッチングガスを排気し次のCVD工程に入る。
う。すなわち、設置台３に所定の周波数の高周波電源の
電圧を印加し、ガス導入機構８、９より例えばNF3（三
フッ化窒素）のようなエッチングガスをAr（アルゴ
ン）、He（ヘリウム）、N2（窒素）、H2（水素）等のキ
ャリアガスと共に供給し、所定の減圧下、例えば0.05〜
0.3Torr下常温〜500℃でエッチングすることにより処理
室内の自然酸化膜を除去する。次いで高周波電源をOFF
にすると共にエッチングガスの供給を停止し、処理室内
のエッチングガスを排気し次のCVD工程に入る。
次に図示しない搬送系において処理すべき半導体ウェ
ハ２を取り出し、公知の光学手段等によりオリフラ合わ
せ及びセンタ合わせを行う。このように位置決めされた
半導体ウェハ２をロボットアーム等の搬送手段で、設置
台３に設置すると共に、昇降機構４の駆動により支持体
５を上昇させて半導体ウェハ２を設置台３に固定する。
ハ２を取り出し、公知の光学手段等によりオリフラ合わ
せ及びセンタ合わせを行う。このように位置決めされた
半導体ウェハ２をロボットアーム等の搬送手段で、設置
台３に設置すると共に、昇降機構４の駆動により支持体
５を上昇させて半導体ウェハ２を設置台３に固定する。
ここで、半導体ウェハ２は予めオリフラ合わせ及びセ
ンタ合わせがされているので設置台３の被覆3aがない中
央部に設置される。
ンタ合わせがされているので設置台３の被覆3aがない中
央部に設置される。
このように半導体ウェハ２を固定した後、設置台３上
の半導体ウェハ２をIRランプ６により予め加熱し、半導
体ウェハ２をCVD反応に適当な温度例えば200〜400℃に
設定する。しかる後にガス流制御板10の高さを所定位置
に調整し、ガス導入機構８、９より所定の反応ガスを導
入すると共に排気管８より所定の真空排気を行う。
の半導体ウェハ２をIRランプ６により予め加熱し、半導
体ウェハ２をCVD反応に適当な温度例えば200〜400℃に
設定する。しかる後にガス流制御板10の高さを所定位置
に調整し、ガス導入機構８、９より所定の反応ガスを導
入すると共に排気管８より所定の真空排気を行う。
これにより例えば第３図に示すように半導体ウェハ２
のシリコン2a上に形成されたオキサイド2bとオキサイド
2bの間にある配線間接続穴に選択的にタングステン膜2c
を形成することができる。
のシリコン2a上に形成されたオキサイド2bとオキサイド
2bの間にある配線間接続穴に選択的にタングステン膜2c
を形成することができる。
この場合、設置台３の表面は石英等の反応ガスに対す
る非選択材料で被覆されているので、この部分3aへのデ
ポを防止することができる。
る非選択材料で被覆されているので、この部分3aへのデ
ポを防止することができる。
従って、前工程であるエッチング工程で自然酸化膜を
エッチングする際にも、デポ材のエッチングによるパー
ティクルの発生が防止でき、処理室１内での半導体ウェ
ハへのパーティクル付着を極力少なくすることができ
る。
エッチングする際にも、デポ材のエッチングによるパー
ティクルの発生が防止でき、処理室１内での半導体ウェ
ハへのパーティクル付着を極力少なくすることができ
る。
尚、本実施例は設置台３が処理室１の上方にあって処
理室１の下部から反応ガスを供給し上側から排気する形
式のメタルCVD装置について述べたが、メタルCVD装置と
しては例示するものとは逆に設置台３が処理室１の下方
にあって処理室１の上部から反応ガスを供給し下側から
排気する形式のメタルCVD装置に適用でき、更に本発明
はメタルCVD装置のみならず、チッ化シリコン（SiN4）
膜、酸化膜等を形成する各種成膜処理装置に適用できる
のはいうまでもない。
理室１の下部から反応ガスを供給し上側から排気する形
式のメタルCVD装置について述べたが、メタルCVD装置と
しては例示するものとは逆に設置台３が処理室１の下方
にあって処理室１の上部から反応ガスを供給し下側から
排気する形式のメタルCVD装置に適用でき、更に本発明
はメタルCVD装置のみならず、チッ化シリコン（SiN4）
膜、酸化膜等を形成する各種成膜処理装置に適用できる
のはいうまでもない。
［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の成膜処理
装置によれば、被処理体の設置される設置台の表面を反
応ガスに対し非選択性の材料で保護しているのでその部
分への膜形成物質のデポ、それによるパーティクルの発
生を防止することでき、極めてクリーン度の高い処理を
行うことができる。
装置によれば、被処理体の設置される設置台の表面を反
応ガスに対し非選択性の材料で保護しているのでその部
分への膜形成物質のデポ、それによるパーティクルの発
生を防止することでき、極めてクリーン度の高い処理を
行うことができる。
特に本発明の成膜処理装置はエッチング等の異種工程
を統合したプロセス用の装置として最適である。
を統合したプロセス用の装置として最適である。
第１図は本発明の成膜処理装置の一実施例を示す全体構
成図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同装置の要部を
示す平面図及び断面図、第３図は被処理基板における成
膜の状態を示す断面図、第４図は従来の成膜処理装置に
おける成膜の状態を示す図である。 １……処理室 ２……被処理基板 ３……設置台 3a……被覆
成図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同装置の要部を
示す平面図及び断面図、第３図は被処理基板における成
膜の状態を示す断面図、第４図は従来の成膜処理装置に
おける成膜の状態を示す図である。 １……処理室 ２……被処理基板 ３……設置台 3a……被覆
Claims (3)
- 【請求項１】処理室内に配置した被処理基板に所定の反
応ガスを供給して金属膜を形成する装置において、前記
被処理基板の設置台は前記反応ガスに対し選択的に成膜
を抑制する材料で被覆されていることを特徴とする成膜
処理装置。 - 【請求項２】前記材料が石英（SiO2）であることを特徴
とする請求項第１項記載の成膜処理装置。 - 【請求項３】処理室内で配置した被処理基板に所定の反
応ガスを供給して金属膜を形成する方法において、前記
被処理基板の設置台として前記反応ガスに対し選択的に
成膜を抑制する方法で被覆された設置台を用いることを
特徴とする成膜処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182101A JP2728176B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 成膜処理装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182101A JP2728176B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 成膜処理装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347968A JPH0347968A (ja) | 1991-02-28 |
| JP2728176B2 true JP2728176B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=16112362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182101A Expired - Fee Related JP2728176B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 成膜処理装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728176B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0322429A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-30 | Matsushita Electron Corp | 化学的気相成長装置 |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP1182101A patent/JP2728176B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0347968A (ja) | 1991-02-28 |
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