JP3231914B2 - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
成膜方法及び成膜装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成膜方法及び成膜装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスはＤＲＡＭに代表される
ように高集積化、微細化が進んでおり、デバイスの構
造、プロセスにおいて種々の改良、検討が必要になって
きている。その中でも配線技術は、従来のスパッタ膜で
は０．５μｍ程度ものコンタクトホールやスルーホール
の埋め込みに対応することが非常に困難であることか
ら、注目されている。そして微細な配線層を形成する好
適な技術としてホール内にタングステン（Ｗ）をＣＶＤ
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法により埋め込む技術（Ｗ−ＣＶＤ法）が検討さ
れ、実用化されつつある。
ように高集積化、微細化が進んでおり、デバイスの構
造、プロセスにおいて種々の改良、検討が必要になって
きている。その中でも配線技術は、従来のスパッタ膜で
は０．５μｍ程度ものコンタクトホールやスルーホール
の埋め込みに対応することが非常に困難であることか
ら、注目されている。そして微細な配線層を形成する好
適な技術としてホール内にタングステン（Ｗ）をＣＶＤ
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法により埋め込む技術（Ｗ−ＣＶＤ法）が検討さ
れ、実用化されつつある。
【０００３】Ｗ−ＣＶＤ法の中でもブランクットＷ−Ｃ
ＶＤ法と呼ばれる埋め込み法は、マイグレーション配線
に強く、特にスルーホールの埋め込みでは熱ストレスに
強いなどの利点があるため、有効な方法である。この方
法では、図５に示すように配線膜１１をパターンエッチ
ングしてコンタクトホールやスルーホールなどのホール
１２が形成されたウエハに対してＷＦ6 ガスなどの処理
ガスを用いてホール１２がＷ膜１３内に埋まるようにＷ
膜１３を成膜し、その後酸化膜１１が露出するまでＷ膜
１３をエッチング（エッチバック）してホール１２内に
Ｗを残すようにして配線層が形成される。
ＶＤ法と呼ばれる埋め込み法は、マイグレーション配線
に強く、特にスルーホールの埋め込みでは熱ストレスに
強いなどの利点があるため、有効な方法である。この方
法では、図５に示すように配線膜１１をパターンエッチ
ングしてコンタクトホールやスルーホールなどのホール
１２が形成されたウエハに対してＷＦ6 ガスなどの処理
ガスを用いてホール１２がＷ膜１３内に埋まるようにＷ
膜１３を成膜し、その後酸化膜１１が露出するまでＷ膜
１３をエッチング（エッチバック）してホール１２内に
Ｗを残すようにして配線層が形成される。
【０００４】ここで従来のＷの成膜処理は、図１に示す
ように真空容器内よりなる処理室１内に設けられた、抵
抗発熱線よりなるヒータ１４を内蔵した載置台１５上に
ウエハ１０を載置してヒータ１４によりウエハ１０を所
定の成膜温度に加熱すると共に、処理室１を排気口１６
より排気して所定の真空度に維持しながら、処理ガス例
えばＷＦ6 ガスを処理ガス供給部１７を通じてウエハ１
０表面に供給し、ＷＦ6 ガスの熱分解により生成された
Ｗがウエハ１０表面に堆積してＷ膜が形成される。
ように真空容器内よりなる処理室１内に設けられた、抵
抗発熱線よりなるヒータ１４を内蔵した載置台１５上に
ウエハ１０を載置してヒータ１４によりウエハ１０を所
定の成膜温度に加熱すると共に、処理室１を排気口１６
より排気して所定の真空度に維持しながら、処理ガス例
えばＷＦ6 ガスを処理ガス供給部１７を通じてウエハ１
０表面に供給し、ＷＦ6 ガスの熱分解により生成された
Ｗがウエハ１０表面に堆積してＷ膜が形成される。
【０００５】そしてこの場合の成膜温度については、温
度が高過ぎると埋め込み特性が悪くなってボイドの発生
の要因などになるし、また温度が低過ぎるとモフォロジ
ー（Ｗ膜の表面状態）が悪くなってＷ膜の表面が粗くな
り、これによりエッチバックしたときにこの表面状態が
Ｗの埋め込み部分の表面に転写されて、後のステッパに
よる光学像の形成に不都合を生じるなどの問題が生じる
ため、埋め込み特性とモフォロジーとの両方をそこそこ
に満足する温度にウエハ表面が維持されるようにヒータ
の発熱量を設定していた。
度が高過ぎると埋め込み特性が悪くなってボイドの発生
の要因などになるし、また温度が低過ぎるとモフォロジ
ー（Ｗ膜の表面状態）が悪くなってＷ膜の表面が粗くな
り、これによりエッチバックしたときにこの表面状態が
Ｗの埋め込み部分の表面に転写されて、後のステッパに
よる光学像の形成に不都合を生じるなどの問題が生じる
ため、埋め込み特性とモフォロジーとの両方をそこそこ
に満足する温度にウエハ表面が維持されるようにヒータ
の発熱量を設定していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところでＷの成膜温度
は、上述のようにモフォロジーと埋め込め特性について
の最適温度に開きがあるため、両者の兼ね合いで決定す
るとはいっても埋め込み時にボイドが発生しない温度領
域に設定すると、Ｗ膜の表面の粗さをあまり小さくする
ことができない。しかしながらパターンの線幅が非常に
微細化しているので、ウエハの表面に粗い部分が存在す
るとステッパによるリソグラフィ工程において精度の高
い光学像が得られなくなるという問題が起こりつつあ
る。
は、上述のようにモフォロジーと埋め込め特性について
の最適温度に開きがあるため、両者の兼ね合いで決定す
るとはいっても埋め込み時にボイドが発生しない温度領
域に設定すると、Ｗ膜の表面の粗さをあまり小さくする
ことができない。しかしながらパターンの線幅が非常に
微細化しているので、ウエハの表面に粗い部分が存在す
るとステッパによるリソグラフィ工程において精度の高
い光学像が得られなくなるという問題が起こりつつあ
る。
【０００７】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、良好な埋め込みを行うこと
ができかつ表面の粗さを小さくすることのできる成膜方
法を提供することにある。
たものであり、その目的は、良好な埋め込みを行うこと
ができかつ表面の粗さを小さくすることのできる成膜方
法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、気密
な容器内に設けられ、凹部を有する被処理体の被処理面
に処理ガスを供給し、化学的気相反応により被処理面全
面に亘って薄膜を形成する成膜方法において、被処理体
を第１の温度に加熱して成膜処理を行い、前記凹部を埋
め込む第１の工程と、次いで被処理体を前記第１の温度
よりも高い第２の温度に加熱して成膜処理を行い、埋め
込まれた前記凹部の上に更に薄膜を形成する第２の工程
と、を含むことを特徴とする。
な容器内に設けられ、凹部を有する被処理体の被処理面
に処理ガスを供給し、化学的気相反応により被処理面全
面に亘って薄膜を形成する成膜方法において、被処理体
を第１の温度に加熱して成膜処理を行い、前記凹部を埋
め込む第１の工程と、次いで被処理体を前記第１の温度
よりも高い第２の温度に加熱して成膜処理を行い、埋め
込まれた前記凹部の上に更に薄膜を形成する第２の工程
と、を含むことを特徴とする。
【０００９】凹部は、例えばコンタクトホール、スルー
ホール、ライン状の凹部または局所的な島状に配列され
た穴である。
ホール、ライン状の凹部または局所的な島状に配列され
た穴である。
【００１０】処理ガスは例えば六フッ化タングステンガ
ス、水素ガス、アルゴンガス及び窒素ガスを含み、成膜
される薄膜はタングステン膜である。第１の温度は例え
ば３５０℃〜４５０℃であり、第２の温度は例えば４０
０℃〜５００℃である。
ス、水素ガス、アルゴンガス及び窒素ガスを含み、成膜
される薄膜はタングステン膜である。第１の温度は例え
ば３５０℃〜４５０℃であり、第２の温度は例えば４０
０℃〜５００℃である。
【００１１】本発明である成膜装置は、気密な処理室
と、この処理室の底部に設けられた窓と、この窓の下方
側に設けられ、縦軸の周りに回転する加熱ランプと、前
記処理室内に設けられ、被処理体を載置するための熱容
量の小さい板状の載 置台と、この載置台の上方側に当該
載置台と対向するように設けられ、処理ガスをシャワー
状に供給するためのガス導入部と、前記載置台上の被処
理体の温度を検出する温度検出部と、この温度検出部の
温度検出信号に基づいて加熱ランプへの供給電力を制御
する制御部と、を備え、前記加熱ランプの熱により前記
載置台を介して被処理体を加熱することを特徴とする。
と、この処理室の底部に設けられた窓と、この窓の下方
側に設けられ、縦軸の周りに回転する加熱ランプと、前
記処理室内に設けられ、被処理体を載置するための熱容
量の小さい板状の載 置台と、この載置台の上方側に当該
載置台と対向するように設けられ、処理ガスをシャワー
状に供給するためのガス導入部と、前記載置台上の被処
理体の温度を検出する温度検出部と、この温度検出部の
温度検出信号に基づいて加熱ランプへの供給電力を制御
する制御部と、を備え、前記加熱ランプの熱により前記
載置台を介して被処理体を加熱することを特徴とする。
【００１２】
【作用】第１の工程において被埋め込み部の埋め込みに
適した温度に被処理体を加熱しておくことにより均一な
埋め込みができて、ボイドの発生が抑えられる。そして
第２の工程において薄膜のモフォロジーに適した温度に
被処理体を加熱しておくことにより薄膜の表面の粗さを
小さくできる。この場合熱容量の小さい載置台を介し
て、加熱ランプにより被処理体を間接的に加熱すれば、
被処理体の温度を迅速に昇温させることができ、また被
処理体の温度がその裏面の状態に左右されない。
適した温度に被処理体を加熱しておくことにより均一な
埋め込みができて、ボイドの発生が抑えられる。そして
第２の工程において薄膜のモフォロジーに適した温度に
被処理体を加熱しておくことにより薄膜の表面の粗さを
小さくできる。この場合熱容量の小さい載置台を介し
て、加熱ランプにより被処理体を間接的に加熱すれば、
被処理体の温度を迅速に昇温させることができ、また被
処理体の温度がその裏面の状態に左右されない。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図１
は本発明方法を実施する成膜処理装置の一例を示す図で
あり、図中２は被処理体例えばウエハに成膜処理を行う
ための気密にシールされた処理室である。この処理室２
の頂部には、例えば成膜ガスであるＷＦ6 ガス、Ｈ2 ガ
ス、Ｎ2 ガス、Ａr ガスなどを含む処理ガスを供給する
ための処理ガス供給管２１が連結されており、その下端
側にはガス導入室２２が形成されている。またガス導入
室２２の下面側には、処理ガスを処理室２内に例えばシ
ャワー状に供給するためのガス拡散板２３が設けられて
いる。
は本発明方法を実施する成膜処理装置の一例を示す図で
あり、図中２は被処理体例えばウエハに成膜処理を行う
ための気密にシールされた処理室である。この処理室２
の頂部には、例えば成膜ガスであるＷＦ6 ガス、Ｈ2 ガ
ス、Ｎ2 ガス、Ａr ガスなどを含む処理ガスを供給する
ための処理ガス供給管２１が連結されており、その下端
側にはガス導入室２２が形成されている。またガス導入
室２２の下面側には、処理ガスを処理室２内に例えばシ
ャワー状に供給するためのガス拡散板２３が設けられて
いる。
【００１４】前記処理室２のガス導入室２２の下方側に
は、ウエハ１０を載置するための載置台３が対向して配
置されており、この載置台３は、処理室２の側壁に固定
された支持枠３１に支持されている。
は、ウエハ１０を載置するための載置台３が対向して配
置されており、この載置台３は、処理室２の側壁に固定
された支持枠３１に支持されている。
【００１５】前記載置台３は、後述の加熱ランプの熱を
吸収してウエハ１０を間接的に加熱するためのものであ
り、熱容量の小さいものが用いられる。ここで載置台３
の熱容量が小さいとは、材質自体の熱容量が小さいこと
に限られるものではなく、厚さなども考慮して結果的に
熱容量が小さいものであることを意味する。具体的には
載置台３は、熱吸収効率の高いもの例えばアモルファス
カーボン、カーボングラファイト、コンポジットカーボ
ンなどのカーボン系の材質、あるいはＳｉＣなどの黒色
ではない材質に予め成膜して全体を不透明にしたものな
どを用いることができ、その板厚については例えば０．
５〜３ｍｍ程度、またその径についてはウエハ１０の径
を基準として例えば−１０ｍｍ（ウエハの周縁より内側
に１０ｍｍ位置する大きさ）〜＋２０ｍｍ（ウエハの周
縁より外側に２０ｍｍ位置する大きさ）程度に設定す
る。
吸収してウエハ１０を間接的に加熱するためのものであ
り、熱容量の小さいものが用いられる。ここで載置台３
の熱容量が小さいとは、材質自体の熱容量が小さいこと
に限られるものではなく、厚さなども考慮して結果的に
熱容量が小さいものであることを意味する。具体的には
載置台３は、熱吸収効率の高いもの例えばアモルファス
カーボン、カーボングラファイト、コンポジットカーボ
ンなどのカーボン系の材質、あるいはＳｉＣなどの黒色
ではない材質に予め成膜して全体を不透明にしたものな
どを用いることができ、その板厚については例えば０．
５〜３ｍｍ程度、またその径についてはウエハ１０の径
を基準として例えば−１０ｍｍ（ウエハの周縁より内側
に１０ｍｍ位置する大きさ）〜＋２０ｍｍ（ウエハの周
縁より外側に２０ｍｍ位置する大きさ）程度に設定す
る。
【００１６】前記処理室２の下方側外部には、前記載置
台３を加熱するための加熱ランプ４が冷却ガス流路４０
を備えたケース４１内に設けられており、前記載置台３
に対向する処理室２の底壁は、例えば石英ガラスやサフ
ァイヤなどからなる窓４２により構成されている。前記
加熱ランプ４は、例えばプッチンランプ、タングステン
ランプあるいはハロゲンランプなどを用いることがで
き、例えば回転機構４３により回転される回転テーブル
４４上に複数個配置されている。
台３を加熱するための加熱ランプ４が冷却ガス流路４０
を備えたケース４１内に設けられており、前記載置台３
に対向する処理室２の底壁は、例えば石英ガラスやサフ
ァイヤなどからなる窓４２により構成されている。前記
加熱ランプ４は、例えばプッチンランプ、タングステン
ランプあるいはハロゲンランプなどを用いることがで
き、例えば回転機構４３により回転される回転テーブル
４４上に複数個配置されている。
【００１７】前記載置台３の上面側には温度検出手段例
えば熱電対５が設けられており、この熱電対５によりウ
エハ１０の例えば裏面周縁部の温度が検出される。前記
加熱ランプ４の給電線４５は温度設定部６１や電力制御
手段６２などを含む制御部６に接続されており、この制
御部６は、前記熱電対５よりの温度検出信号を信号ケー
ブル６３を介して取り込むと共に、この温度検出信号
と、所定の温度設定プログラムなどを備えた温度設定部
６１の設定信号とに基づいて電力制御手段６２を介して
加熱ランプ４の照射量を制御するように構成されてい
る。
えば熱電対５が設けられており、この熱電対５によりウ
エハ１０の例えば裏面周縁部の温度が検出される。前記
加熱ランプ４の給電線４５は温度設定部６１や電力制御
手段６２などを含む制御部６に接続されており、この制
御部６は、前記熱電対５よりの温度検出信号を信号ケー
ブル６３を介して取り込むと共に、この温度検出信号
と、所定の温度設定プログラムなどを備えた温度設定部
６１の設定信号とに基づいて電力制御手段６２を介して
加熱ランプ４の照射量を制御するように構成されてい
る。
【００１８】前記処理室２の側壁には、冷媒流路２４、
及び図示しない真空ポンプに接続される排気孔２０が形
成されており、当該側壁の一部は載置台３及びその下方
領域を囲むように処理室２の内部へ突出して形成される
と共に、その突出部２５には、載置台３の側方及び下方
側に処理ガスが回り込まないように例えばＮ2 ガスなど
のパージガスを供給するためのパージガス供給路２６が
形成されている。
及び図示しない真空ポンプに接続される排気孔２０が形
成されており、当該側壁の一部は載置台３及びその下方
領域を囲むように処理室２の内部へ突出して形成される
と共に、その突出部２５には、載置台３の側方及び下方
側に処理ガスが回り込まないように例えばＮ2 ガスなど
のパージガスを供給するためのパージガス供給路２６が
形成されている。
【００１９】次に上述の成膜処理装置を用いて行われる
本発明方法の一例について述べる。先ず被処理体である
ウエハ例えば図２（ａ）に示すようにポリシリコン膜７
１の表面に酸化シリコン膜７２及びコンタクトホールや
スルーホールなどの被埋め込み部であるホール７３が形
成されたウエハ１０を図示しない搬送手段により載置台
３上に載置する。次いで加熱ランプ４により載置台３を
加熱し、この載置台３を介してウエハ１０を加熱すると
共に、図示しない真空ポンプにより排気孔２０を通じて
排気する。
本発明方法の一例について述べる。先ず被処理体である
ウエハ例えば図２（ａ）に示すようにポリシリコン膜７
１の表面に酸化シリコン膜７２及びコンタクトホールや
スルーホールなどの被埋め込み部であるホール７３が形
成されたウエハ１０を図示しない搬送手段により載置台
３上に載置する。次いで加熱ランプ４により載置台３を
加熱し、この載置台３を介してウエハ１０を加熱すると
共に、図示しない真空ポンプにより排気孔２０を通じて
排気する。
【００２０】ここで図３は、縦軸及び横軸に夫々温度及
び時間をとったグラフであり、点線（１）はウエハ載置
台３の温度変化、実線（２）はウエハ１０の温度変化を
示す。またこのグラフにおいてｔ0 はウエハ１０をウエ
ハ載置台３に載置した時点、ｔ1 は処理ガスの供給開始
時点である。このグラフとプロセスとを対応させながら
説明すると、ｔ0 の時点に加熱ランプをオンにすること
によりウエハ載置台３を介してウエハ１０が間接的に加
熱され、急速にウエハ１０の温度が上昇する。そしてウ
エハ１０の温度が例えば４２５℃になった後（ｔ1 の時
点）この温度に維持しながら、処理ガス供給管２１によ
り例えばＷＦ6 （六フッ化タングステン）ガス、Ｈ2 ガ
ス、Ａｒガス及びＮ2 ガスを夫々８０ＳＣＣＭ、７５０
ＳＣＣＭ、９００ＳＣＣＭ及び１００ＳＣＣＭの流量で
処理室２内に供給し、排気孔２０からの排気により処理
室２内を所定の圧力に維持する。こうしてＷＦ6 ガスは
ウエハ１０の熱により分解されてＷ（タングステン）が
生成され、ウエハ１０の表面に成膜される。
び時間をとったグラフであり、点線（１）はウエハ載置
台３の温度変化、実線（２）はウエハ１０の温度変化を
示す。またこのグラフにおいてｔ0 はウエハ１０をウエ
ハ載置台３に載置した時点、ｔ1 は処理ガスの供給開始
時点である。このグラフとプロセスとを対応させながら
説明すると、ｔ0 の時点に加熱ランプをオンにすること
によりウエハ載置台３を介してウエハ１０が間接的に加
熱され、急速にウエハ１０の温度が上昇する。そしてウ
エハ１０の温度が例えば４２５℃になった後（ｔ1 の時
点）この温度に維持しながら、処理ガス供給管２１によ
り例えばＷＦ6 （六フッ化タングステン）ガス、Ｈ2 ガ
ス、Ａｒガス及びＮ2 ガスを夫々８０ＳＣＣＭ、７５０
ＳＣＣＭ、９００ＳＣＣＭ及び１００ＳＣＣＭの流量で
処理室２内に供給し、排気孔２０からの排気により処理
室２内を所定の圧力に維持する。こうしてＷＦ6 ガスは
ウエハ１０の熱により分解されてＷ（タングステン）が
生成され、ウエハ１０の表面に成膜される。
【００２１】この成膜工程を例えば５０秒行い、その後
（ｔ2 の時点の後）処理ガスの供給を停止すると共に加
熱ランプ４の電力を調整してその照射量を大きくし、ウ
エハ１０の温度を例えば４７５℃まで６０秒間で上昇さ
せる。しかる後（ｔ3 の時点の後）処理ガスの供給を開
始して成膜を行うが、この場合の処理ガスの流量につい
ては例えばＡｒガス、Ｎ2 ガスは先のプロセスと同じ流
量に設定し、ＷＦ6 ガス及びＨ2 ガスは夫々４０ＳＣＣ
Ｍ（先のプロセスの半分の流量）及び１５００ＳＣＣＭ
（先のプロセスの２倍の流量）に設定する。そしてこの
成膜工程を例えば５０秒行った後、ｔ4 の時点で処理ガ
スの供給を停止する。
（ｔ2 の時点の後）処理ガスの供給を停止すると共に加
熱ランプ４の電力を調整してその照射量を大きくし、ウ
エハ１０の温度を例えば４７５℃まで６０秒間で上昇さ
せる。しかる後（ｔ3 の時点の後）処理ガスの供給を開
始して成膜を行うが、この場合の処理ガスの流量につい
ては例えばＡｒガス、Ｎ2 ガスは先のプロセスと同じ流
量に設定し、ＷＦ6 ガス及びＨ2 ガスは夫々４０ＳＣＣ
Ｍ（先のプロセスの半分の流量）及び１５００ＳＣＣＭ
（先のプロセスの２倍の流量）に設定する。そしてこの
成膜工程を例えば５０秒行った後、ｔ4 の時点で処理ガ
スの供給を停止する。
【００２２】この実施例ではウエハ１０を４２５℃に設
定して行った成膜工程は本発明の第１の工程に、４７５
℃に設定して行った成膜工程は本発明の第２の工程に夫
々相当し、また４２５℃、４７５℃は夫々第１の温度、
第２の温度に相当する。この第１の工程では例えば図２
（ｂ）に示すようにホール７３内にＷ膜７４が埋め込ま
れ、続いて第２の工程では図２（ｃ）に示すように、ホ
ール７３を越えてＷ膜７４が形成される。こうした一連
の温度コントロールは、ウエハ１０の時間に対する温度
パターンが図３のようなパターンになるように、温度設
定部６１内に温度設定プログラムを組み込むことによっ
て行われる。またウエハ載置台３の温度は、ウエハ１０
が載置される前に予め例えば４２５℃に設定されていて
もよい。図４はこの場合のウエハ載置台３の温度（点線
（１））と載置台１０の温度（実線（２））とを示す図
である。
定して行った成膜工程は本発明の第１の工程に、４７５
℃に設定して行った成膜工程は本発明の第２の工程に夫
々相当し、また４２５℃、４７５℃は夫々第１の温度、
第２の温度に相当する。この第１の工程では例えば図２
（ｂ）に示すようにホール７３内にＷ膜７４が埋め込ま
れ、続いて第２の工程では図２（ｃ）に示すように、ホ
ール７３を越えてＷ膜７４が形成される。こうした一連
の温度コントロールは、ウエハ１０の時間に対する温度
パターンが図３のようなパターンになるように、温度設
定部６１内に温度設定プログラムを組み込むことによっ
て行われる。またウエハ載置台３の温度は、ウエハ１０
が載置される前に予め例えば４２５℃に設定されていて
もよい。図４はこの場合のウエハ載置台３の温度（点線
（１））と載置台１０の温度（実線（２））とを示す図
である。
【００２３】上述実施例によれば、成膜工程を２つの工
程に分けて前段の第１の工程ではウエハ１０をホール７
３の埋め込みに適した温度例えば４２５℃に加熱して成
膜を行い、ホール７３が埋め込まれた後の第２の工程で
はモフォロジーを良くするのに適した温度例えば４７５
℃に加熱して成膜を行っているため、良好な埋め込みつ
まりボイドの形成が抑えられた均一な埋め込みを行うこ
とができると共に、成膜されたＷ膜７４の表面が滑らか
になり、従ってその後エッチバックを行ったときのＷ膜
７４の表面も転写されて滑らかであるため、パターンの
線幅が微小化しても例えばステッパによるリングラフィ
工程における支障が抑えられる。
程に分けて前段の第１の工程ではウエハ１０をホール７
３の埋め込みに適した温度例えば４２５℃に加熱して成
膜を行い、ホール７３が埋め込まれた後の第２の工程で
はモフォロジーを良くするのに適した温度例えば４７５
℃に加熱して成膜を行っているため、良好な埋め込みつ
まりボイドの形成が抑えられた均一な埋め込みを行うこ
とができると共に、成膜されたＷ膜７４の表面が滑らか
になり、従ってその後エッチバックを行ったときのＷ膜
７４の表面も転写されて滑らかであるため、パターンの
線幅が微小化しても例えばステッパによるリングラフィ
工程における支障が抑えられる。
【００２４】そして加熱ランプ４を加熱源としているた
めウエハ１０を第１の工程の温度から第２の工程の温度
に迅速に例えば４０秒で昇温させることができ、スルー
プットが高い。これに対してウエハ載置台３内に抵抗発
熱体を設けてウエハを加熱する場合には抵抗発熱体によ
る温度変化が鈍いので上述の昇温には数十分を要し、量
産ラインに乗せることは現実的にはできない。
めウエハ１０を第１の工程の温度から第２の工程の温度
に迅速に例えば４０秒で昇温させることができ、スルー
プットが高い。これに対してウエハ載置台３内に抵抗発
熱体を設けてウエハを加熱する場合には抵抗発熱体によ
る温度変化が鈍いので上述の昇温には数十分を要し、量
産ラインに乗せることは現実的にはできない。
【００２５】また加熱ランプ４でウエハ１０を直接加熱
する場合にはウエハ１０の裏面状態により反射率が変わ
るので常にウエハ１０を所定温度に加熱することが困難
であるが、上述の実施例ではウエハ載置台３を介して間
接的に加熱しているため、ウエハ１０の裏面の状態に左
右されずに常に所定温度に加熱することができるので安
定した成膜処理を行うことができる。
する場合にはウエハ１０の裏面状態により反射率が変わ
るので常にウエハ１０を所定温度に加熱することが困難
であるが、上述の実施例ではウエハ載置台３を介して間
接的に加熱しているため、ウエハ１０の裏面の状態に左
右されずに常に所定温度に加熱することができるので安
定した成膜処理を行うことができる。
【００２６】以上において、第１の工程から第２の工程
への移行のタイミングは、ホールの一部を埋め込んだと
き、あるいはホールの全部を埋め込んだ後のいずれかの
場合であってもよい。また第１の工程、第２の工程のウ
エハの温度は、上述の例に限定されるものではないが、
ＷＦ6 によるＷの埋め込みの場合好ましくは例えば夫々
３５０〜４５０℃、４００〜５００℃である。なお本発
明はＷを埋め込むことに限定されるものではない。
への移行のタイミングは、ホールの一部を埋め込んだと
き、あるいはホールの全部を埋め込んだ後のいずれかの
場合であってもよい。また第１の工程、第２の工程のウ
エハの温度は、上述の例に限定されるものではないが、
ＷＦ6 によるＷの埋め込みの場合好ましくは例えば夫々
３５０〜４５０℃、４００〜５００℃である。なお本発
明はＷを埋め込むことに限定されるものではない。
【００２７】そしてまた第１の工程、第２の工程の間
に、これらのプロセス温度の間のプロセス温度による中
間工程が含まれていてもよいし、第１の工程、第２の工
程の温度は夫々必ずしも一定でなくてもよい。なお本発
明により埋め込まれる被埋め込み部は、コンタクトホー
ルやスルーホールをはじめその他のライン状の凹部、あ
るいは局部的な例えば島状に配列された穴などを含むも
のである。また被処理体としてはウエハに限らず液晶基
板の製造工程におけるガラス基板などであってもよい。
に、これらのプロセス温度の間のプロセス温度による中
間工程が含まれていてもよいし、第１の工程、第２の工
程の温度は夫々必ずしも一定でなくてもよい。なお本発
明により埋め込まれる被埋め込み部は、コンタクトホー
ルやスルーホールをはじめその他のライン状の凹部、あ
るいは局部的な例えば島状に配列された穴などを含むも
のである。また被処理体としてはウエハに限らず液晶基
板の製造工程におけるガラス基板などであってもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、第１の工程における成
膜処理の後に、第１の工程よりも高い温度で第２の工程
である成膜処理を行うようにしてるため、良好な埋め込
みと薄膜の表面の滑らさとを同時に満足させることがで
きる。
膜処理の後に、第１の工程よりも高い温度で第２の工程
である成膜処理を行うようにしてるため、良好な埋め込
みと薄膜の表面の滑らさとを同時に満足させることがで
きる。
【図１】本発明方法を実施するための成膜装置の一例を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図２】本発明方法の実施例に係るウエハの成膜の様子
を段階的に示す説明図である。
を段階的に示す説明図である。
【図３】ウエハ及びウエハ載置台の温度変化の一例を示
す特性図である。
す特性図である。
【図４】ウエハ及びウエハ載置台の温度変化の他の例を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図５】従来方法におけるウエハの成膜の様子を段階的
に示す説明図である。
に示す説明図である。
【図６】従来方法に用いられた成膜装置を示す縦断面図
である。
である。
１０ ウエハ ２ 処理室 ２１ 処理ガス供給管 ３ 載置台 ４ 加熱ランプ ６ 制御部 ７１ ポリシリコン膜 ７２ 酸化シリコン膜 ７３ ホール ７４ Ｗ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 H01L 21/26 H01L 21/28 - 21/285 H01L 21/30 - 21/32
Claims (10)
- 【請求項１】 気密な容器内に設けられ、凹部を有する
被処理体の被処理面に処理ガスを供給し、化学的気相反
応により被処理面全面に亘って薄膜を形成する成膜方法
において、 被処理体を第１の温度に加熱して成膜処理を行い、前記
凹部を埋め込む第１の工程と、次いで 被処理体を前記第１の温度よりも高い第２の温度
に加熱して成膜処理を行い、埋め込まれた前記凹部の上
に更に薄膜を形成する第２の工程と、 を含むことを特徴とする成膜方法。 - 【請求項２】 凹部は、コンタクトホール、スルーホー
ル、ライン状の凹部または局所的な島状に配列された穴
であることを特徴とする請求項１記載の成膜方法。 - 【請求項３】 処理ガスは六フッ化タングステンガスを
含み、成膜される薄膜はタングステン膜であることを特
徴とする請求項１または２記載の成膜方法。 - 【請求項４】 処理ガスは、六フッ化タングステンガス
の他に水素ガス、アルゴンガス及び窒素ガスを含むこと
を特徴とする請求項３記載の成膜方法。 - 【請求項５】 第２の工程では、アルゴンガス及び窒素
ガスの流量は第１の工程のままとし、六フッ化タングス
テンガスの流量は第１の工程における流量よりも少なく
し、水素ガスの流量は、第１の工程における流量よりも
多くすることを特徴とする請求項４記載の成膜方法。 - 【請求項６】 第１の温度は３５０℃〜４５０℃であ
り、第２の温度は４００℃〜５００℃である請求項３、
４または５記載の成膜方法。 - 【請求項７】 気密な処理室と、 この処理室の底部に設けられた窓と、 この窓の下方側に設けられ、縦軸の周りに回転する加熱
ランプと、 前記処理室内に設けられ、被処理体を載置するための熱
容量の小さい板状の載置台と、 この載置台の上方側に当該載置台と対向するように設け
られ、処理ガスをシャワー状に供給するためのガス導入
部と、 前記載置台上の被処理体の温度を検出する温度検出部
と、 この温度検出部の温度検出信号に基づいて加熱ランプへ
の供給電力を制御する制御部と、を備え、 前記加熱ランプの熱により前記載置台を介して被処理体
を加熱することを特徴とする成膜装置。 - 【請求項８】 載置台の下側に処理ガスが回り込まない
ようにパージガスを供給するパージガス供給路を設けた
ことを特徴とする請求項７記載の成膜装置。 - 【請求項９】 載置台の材質は、アモルファスカーボ
ン、カーボングラファイト、コッポジットカーボンまた
はＳｉＣであることを特徴とする請求項７または８記載
の成膜装置。 - 【請求項１０】 窓の材質は、石英またはサファイヤガ
ラスであることを特徴とする請求項７，８または９記載
の成膜装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22521393A JP3231914B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 成膜方法及び成膜装置 |
| KR1019940020358A KR100274754B1 (ko) | 1993-08-18 | 1994-08-18 | 성막장치 및 성막방법 |
| US08/669,802 US5711815A (en) | 1993-08-18 | 1996-06-27 | Film forming apparatus and film forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22521393A JP3231914B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 成膜方法及び成膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758017A JPH0758017A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3231914B2 true JP3231914B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=16825762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22521393A Expired - Lifetime JP3231914B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 成膜方法及び成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231914B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094232A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | サセプタおよび気相成長装置 |
| JP5547380B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2014-07-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-08-18 JP JP22521393A patent/JP3231914B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0758017A (ja) | 1995-03-03 |
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