JP4401481B2

JP4401481B2 - 成膜方法

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Publication number: JP4401481B2
Application number: JP21184999A
Authority: JP
Inventors: 林大槻; 豊三浦
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: JP2001040481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＤ成膜を行う成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、被処理体である半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）に配線パターンを形成するために、あるいは配線間のホールを埋め込むために、Ｗ（タングステン）、ＷＳｉ（タングステンシリサイド）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）、ＴｉＳｉ（チタンシリサイド）等の金属あるいは金属化合物を堆積させて薄膜を形成している。
【０００３】
これらの中で、ＷＳｉ膜には、処理ガスとして例えばＷＦ_６（六フッ化タングステン）とＳｉＨ_４（シラン）またはＳｉＨ_２Ｃｌ_２（ジクロルシラン）とが用いられる。
【０００４】
そして、ＷＳｉ膜の成膜する際には、上記処理ガスをキャリアガスによりキャリアさせてチャンバー内に導入し、チャンバー内のウエハを加熱することにより処理ガスを反応させる。この際に、初期段階においてＷＦ_６の流量を厳密に制御して所望のニュークリエーション膜を形成することにより膜質の向上を図っており、このため、流量を厳密に制御することが可能なニュークリエーション膜用のＷＦ_６ガスラインと通常のＷＦ_６ガスラインとを設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらのガスラインを切換えた際、従前のガスラインのバルブ下流側部分にはＷＦ_６ガスが残存し、この残存ガスがキャリアガスによって吸い出されるが、残存する処理ガスの量がガスラインによって異なり、キャリアガスにより吸い出されるＷＦ_６ガスの量がばらつき、結果として形成された膜の特性がばらつくという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、処理ガスライン内に残存する処理ガス残存量のばらつきが少なく、キャリアガスにより吸い出される処理ガス量が安定して安定性の高い成膜処理を行うことができる成膜方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、処理ガスラインに残存する処理ガスの量はキャリアガスラインと処理ガスラインとの合流部分の構造によって異なること、および、その合流部分において、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲している場合に、キャリアガス流量によらず処理ガス残存量が安定し、安定性の高いガス処理が実現されることを見出した。
【０００８】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであって、処理ガスを供給する処理ガスラインと、この処理ガスラインに処理ガスをキャリアするキャリアガスを供給するキャリアガスラインと、被処理基板が配置され、キャリアガスによってキャリアされた処理ガスが導入されるチャンバーとを具備し、前記処理ガスラインは、前記キャリアガスラインに合流するように設けられ、前記キャリアガスラインと前記処理ガスラインとの合流部を含む合流部分において、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、前記処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲しており、かつ、前記処理ガスラインは、合流部から離れた位置にバルブが設けられている成膜装置を用いて成膜処理を行う成膜方法であって、
前記バルブが閉の状態にあり、前記処理ガスラインの前記合流部から前記バルブまでの間の部分に処理ガスが残存している状態で、前記キャリアガスラインに１００ｓｃｃｍ以上のキャリアガスを前記残存している処理ガスがキャリアガスにより吸い出されるように流し、次いで、前記バルブを開け、前記処理ガスラインに処理ガスを流し、処理ガスをキャリアガスにキャリアさせて前記チャンバー内に供給し、被処理基板上に厚さ１００ｎｍ以下の膜を成膜する成膜工程を有することを特徴とする成膜方法を提供する。
【０００９】
また本発明は、処理ガスを供給する第１の処理ガスラインおよび第２の処理ガスラインと、これら第１および第２の処理ガスラインに処理ガスをキャリアするキャリアガスを供給するキャリアガスラインと、被処理基板が配置され、キャリアガスによってキャリアされた処理ガスが導入されるチャンバーとを具備し、前記第１および第２の処理ガスラインは、前記キャリアガスラインに合流するように設けられ、前記キャリアガスラインと前記第１の処理ガスラインとの合流部を含む合流部分において、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、第１の処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲しており、前記キャリアガスラインと前記第２の処理ガスラインとの合流部を含む合流部分において、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、第２の処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲しており、かつ、前記第１および第２の処理ガスラインは、それぞれ合流部から離れた位置に第１のバルブおよび第２のバルブが設けられている成膜装置を用いて成膜処理を行う成膜方法であって、
前記第１または第２のバルブが閉の状態にあり、前記第１または第２の処理ガスラインの前記合流部から前記第１または第２のバルブまでの間の部分に処理ガスが残存している状態で、前記キャリアガスラインに１００ｓｃｃｍ以上のキャリアガスを前記残存している処理ガスがキャリアガスにより吸い出されるように流し、次いで、前記第１のバルブを開け、前記第２のバルブを閉じた状態として、第１の処理ガスラインに処理ガスを流し、処理ガスをキャリアガスにキャリアさせて前記チャンバー内に供給し、被処理基板上に厚さ１００ｎｍ以下の第１の膜を成膜する第１工程と、
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブを閉じた状態で、前記キャリアガスラインにキャリアガスを前記第１の処理ガスラインに残存している処理ガスがキャリアガスにより吸い出されるように流し、次いで、前記第２のバルブを開け、前記第１のバルブを閉じた状態として、前記第２のガスラインに処理ガスを流し、処理ガスをキャリアガスにキャリアさせて前記チャンバー内に供給し、前記第１の膜上に第２の膜を成膜する第２工程と
を有することを特徴とする成膜方法を提供する。
この場合に、前記第１の処理ガスラインは、処理ガスとしてニュークリエーション用のＷＦ _６ガスを供給し、前記第２の処理ガスラインは、ニュークリエーション後の成膜に用いるＷＦ _６ガスを供給し、前記成膜装置は、処理ガスとしてＳｉＨ _４ガスまたはＳｉＨ _２Ｃｌ _２ガスを供給する第３の処理ガスラインをさらに有し、前記第１工程では、前記第１の処理ガスラインからのニュークリエーション用のＷＦ _６ガスと、前記第３の処理ガスラインからのＳｉＨ _４ガスまたはＳｉＨ _２Ｃｌ _２ガスを供給して、ニュークリエーション膜が形成され、第２工程では、前記第２の処理ガスラインからのＷＦ _６ガスと、前記第３の処理ガスラインからのＳｉＨ _４ガスまたはＳｉＨ _２Ｃｌ _２ガスを供給して、ニュークリエーション膜の上にＷＳｉ膜が形成されることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＣＶＤ装置を模式的に示す断面図であり、ＷＳｉ膜成膜用のものを示す。
【００１１】
図１に示すように、ＣＶＤ装置１００は、例えばアルミニウム等により円筒状に形成されたチャンバー１１を有しており、その上に蓋体１２が設けられている。このチャンバー１１内には、チャンバー１１の底部から起立させた支持部材１３上に、保持部材１４を介してウエハＷを載置する載置台１５が設けられている。なお、この支持部材１３の径方向内側は、熱線を反射するように形成されており、載置台１５は、厚さ２ｍｍ程度の例えばカーボン素材、セラミックス等で形成されている。
【００１２】
この載置台１５の下方には、ウエハＷを載置台１５から持ち上げるためのリフトピン１６が例えば３本設けられており、このリフトピン１６は、保持部材１７を介して押し上げ棒１８に支持されていて、この押し上げ棒１８がアクチュエータ１９に連結している。これにより、アクチュエータ１９が押し上げ棒１８を昇降させると、押し上げ棒１８および保持部材１７を介してリフトピン１６が昇降し、ウエハＷが昇降するようになっている。このリフトピン１６は、熱線を透過する材料、例えば石英により形成されている。また、リフトピン１６に一体的に支持部材２０が設けられており、この支持部材２０にシールドリング２１が取り付けられている。このシールドリング２１は、後述するハロゲンランプ２６の熱線が上方に照射されることを防止するとともに、クリーニング時にクリーニングガスの流路を確保する機能を有している。載置台１５には、さらに、ウエハＷの加熱時にウエハＷの温度を計測するための熱電対２２が埋設されており、この熱電対２２の保持部材２３が支持部材１３に取付けられている。
【００１３】
載置台１５の真下のチャンバー底部には、石英等の熱線透過材料よりなる透過窓２４が気密に設けられており、その下方には、透過窓２４を囲むように箱状の加熱室２５が設けられている。この加熱室２５内には、例えば４個のハロゲンランプ２６が反射鏡をも兼ねる回転台２７に取付けられており、この回転台２７は、回転軸２８を介して加熱室２５の底部に設けられた回転モータ２９により回転されるようになっている。したがって、このハロゲンランプ２６から放出された熱線は、透過窓２４を透過して載置台１５の下面を照射してこれを加熱し得るようになっている。この加熱室２５の側壁には、この室内や透過窓２４を冷却するための冷却エアを導入する冷却エア導入口３０およびこのエアを排出するための冷却エア排出口３１が設けられている。
【００１４】
載置台１５の外周側には、多数の整流孔を有するリング状の整流板３２が、環状に形成した支持コラム３３の上端に設けられた水冷プレート３４に載置されている。この水冷プレート３４の内周側には、上方の処理ガスが下方に流れることを防止するためのリング状の石英製またはアルミニウム製のアタッチメント３５が設けられている。これら整流板３２、水冷プレート３４およびアタッチメント３５の下側には、成膜処理時、処理ガスと反応しない不活性ガス例えば窒素ガス等をバックサイドガスとして供給し、これにより、処理ガスが載置台１５の下側に回り込んで余分な成膜作用を及ぼすことを防止している。
【００１５】
また、チャンバー１１の底部の四隅には、排気口３６が設けられており、この排気口３６には、図示しない真空ポンプが接続されている。これにより、チャンバー１１内は、例えば１００Ｔｏｒｒ〜１０^−６Ｔｏｒｒの真空度に維持し得るようになっている。
【００１６】
チャンバー１１の天井部には、処理ガス等を導入するためのシャワーヘッド４０が設けられている。このシャワーヘッド４０は、蓋体１２に嵌合して形成されたシャワーベース４１を有しており、このシャワーベース４１の上部中央には、処理ガス等を通過させるオリフィスプレート４２が設けられている。さらに、このオリフィスプレート４２の下方に、２段の拡散プレート４３，４４が設けられており、これら拡散プレート４３，４４の下方に、シャワープレート４５が設けられている。オリフィスプレート４２の上側にはガス導入部材４６が配置されており、このガス導入部材４６にはガス導入口４７が設けられている。このガス導入口４７にはチャンバー１１内へ処理ガス等を供給するガス供給機構５０が接続されている。
【００１７】
ガス供給機構５０は、第１のＷＦ_６ガス供給源５１、キャリアガス供給源５２、第２のＷＦ_６ガス供給源５３、ＳｉＨ_４ガスまたはＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス供給源５４を有しており、第１のＷＦ_６ガス供給源５１には第１の処理ガスライン５５、キャリアガス供給源５２にはキャリアガスライン５６、第２のＷＦ_６ガス供給源５３には第２の処理ガスライン５７、ＳｉＨ_４ガスまたはＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス供給源５４には第３の処理ガスライン５８が接続されている。第１の処理ガスライン５５にはマスフローコントローラ５９とその前後の開閉バルブ６０，６１とが設けられ、キャリアガスライン５６にはマスフローコントローラ６２とその前後の開閉バルブ６３，６４とが設けられ、第２の処理ガスライン５７にはマスフローコントローラ６５とその前後の開閉バルブ６６，６７とが設けられ、第３の処理ガスライン５８にはマスフローコントローラ６８とその前後の開閉バルブ６９，７０とが設けられている。キャリアガスとしては例えばＡｒガスが用いられる。
【００１８】
処理ガスライン５５，５７，５８はいずれもキャリアガスライン５６に合流するようになっている。すなわち、その合流部分の全てにおいて、キャリアガスライン５６と合流部下流側部分とが直線状をなし、処理ガスライン５５，５７，５８と合流部下流側部分とが屈曲している。そして、ガスライン５６に連続するガスライン７１が上述のガス導入口４７に接続されている。
【００１９】
このように構成されるＣＶＤ装置１００により、ウエハＷの表面にＷＳｉ膜を成膜する際には、まず、チャンバー１１の側壁に設けられた図示しないゲートバルブを開いて搬送アームによりチャンバー１１内にウエハＷを搬入し、リフトピン１６を押し上げることによりウエハＷをリフトピン１６側に受け渡し、押し上げ棒１８を降下させることによりリフトピン１６を押し下げて、ウエハＷを載置台１５上に載置する。
【００２０】
次いで、排気口３６から内部雰囲気を吸引排気することによりチャンバー１１内を所定の真空度例えば０．１Ｔｏｒｒ〜８０Ｔｏｒｒの範囲内の値に設定し、後述するようにしてガス供給源５０からシャワーヘッド４０を介してチャンバー１１内に処理ガスであるＷＦ_６ガスおよびＳｉＨ_４ガスを導入し、これと同時に加熱室２５内のハロゲンランプ２６を回転させながら点灯し、ランプ２６からの熱線を載置台１５に照射する。これにより、所定の反応が生じてウエハＷ上にＷＳｉ膜が成膜される。
【００２１】
次に、ガス供給機構５０による処理ガスの供給について詳細に説明する。
上述したように、ガス供給機構５０から処理ガスを供給する際には、キャリアガス供給源５２からキャリアガスライン５６にキャリアガス、例えばＡｒガスを流しつつ、まず第１のＷＦ_６ガス供給源５１から、高精度のマスフローコントローラ５９で厳密に流量を制御しつつ、ニュークリエーションのためのＷＦ_６ガスを第１の処理ガスライン５５に流すとともに、ＳｉＨ_４ガスまたはＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガス供給源５４からもう一方の処理ガスであるＳｉＨ_４ガスまたはＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスを第３の処理ガスライン５８に流す。第１の処理ガスライン５５からのＷＦ_６ガスおよびガスライン５８からのＳｉＨ_４ガスまたはＳｉＨ_２Ｃｌ_２ガスはキャリアガスライン５６に合流してキャリアガスにキャリアされ、ガスライン７１およびシャワーヘッド４０を介してチャンバー１１内に供給される。
【００２２】
所定時間経過後、ガスライン５５のバルブ６１が閉じられ、第１のＷＦ_６ガス供給源５１からのニュークリエーション用のＷＦ_６ガスの供給が停止され、代わりに第２のＷＦ_６ガス供給源５３に接続された第２の処理ガスライン５７のバルブ６７が開かれメインのＷＦ_６ガスが第２の処理ガスライン５７からキャリアガスライン５６に合流する。
【００２３】
この場合に、第１の処理ガスライン５５のバルブ６１下流側部分にはＷＦ_６ガスが残存し、この残存ガスがキャリアガスによって吸い出されるが、この吸い出される量は処理ガスラインとキャリアガスラインとの合流部分の構造によって異なる。したがって、この合流部分の構造が一定していないと、残存ガスの量が異なり、キャリアガスにより吸い出される残存ガスの量がばらつき、結果として形成された膜の特性がばらつく。また、この合流部分の構造によって残存ガス量の安定性が異なる。このことを考慮して、第１の処理ガスライン５５とキャリアガスライン５６の合流部の構造を、キャリアガスライン５６と合流部下流側部分とが直線状をなし、処理ガスライン５６と合流部下流側部分とが屈曲した構造としている。また、他の合流部分についても同様に、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲した構造としている。
【００２４】
以下、このような結論に至ったシミュレーション結果について説明する。
図２の（ａ），（ｂ）に示すような、処理ガスラインとキャリアガスラインとの合流部分の構造を用いてシミュレーションを行った。図２の（ａ）は処理ガスライン８１およびキャリアガスライン８２はいずれもバルブ８３下流側を同じ長さで、１０ｃｍまたは２０ｃｍに設定し、それらの合流部分は、キャリアガスライン８２と合流部下流側部分とが直線状をなし、処理ガスライン８１と合流部下流側部分とは屈曲している構造としてキャリアガスを直進するようにし、図２の（ｂ）は処理ガスライン８１’およびキャリアガスライン８２’は同様にバルブ８３下流側を同じ長さで、１０ｃｍまたは２０ｃｍに設定し、それらの合流部分は、処理ガスライン８１’と合流部下流側部分とが直線状をなし、キャリアガスライン８２’と合流部下流側部分とは屈曲している構造としてキャリアガスが曲がるようにした。これら図２の（ａ），（ｂ）の構造において、処理ガスライン側のバルブ８３を閉じ、キャリアガスのみを流した場合に、処理ガスラインのバルブ直下部分（図中点Ｂ）および２つのラインの合流点（図中点Ａ）における一定時間経過後の処理ガス残存濃度を、キャリアガス流量を５，５０、２５０，５００ｓｃｃｍとして、シミュレーションにより求めた。なお、シミュレーションには汎用解析プログラムであるＦＬＵＥＮＴを用いた。
【００２５】
その際に用いた解析チャートの例を図３，４に示す。図３はキャリアガスが直進する場合で、（ａ）はバルブから合流点までの長さが１０ｃｍの場合、（ｂ）はバルブから合流点までの長さが２０ｃｍの場合であり、図４はキャリアガスが曲がる場合であり、図４はバルブから合流点までの長さが２０ｃｍで、（ａ）はバルブから合流点までの長さが１０ｃｍの場合、（ｂ）はバルブから合流点までの長さが２０ｃｍの場合である。実際のチャートはガス濃度が色彩で示されており、濃度分布が明確に把握することができるようになっている。
【００２６】
また、図５〜図８はキャリアガス流量を変化させた場合の処理ガスの残存濃度を示すものであり、図５はバルブ流側長さ（ライン長）が１０ｃｍの場合の点Ａにおける処理ガス残存濃度を示し、図６は同じくライン長が１０ｃｍの場合の点Ｂにおける処理ガス残存濃度を示すし、図７はライン長が２０ｃｍの場合の点Ａにおける処理ガス残存濃度を示し、図８は同じくライン長が２０ｃｍの場合の点Ｂの処理ガス残存濃度を示す。
【００２７】
これらの図に示すように、キャリアガスが直進する場合と曲がる場合とでは、処理ガス残存濃度の挙動が異なっており、このことからキャリアガスラインと処理ガスラインとの合流部分の構造が統一されていないと、処理ガス残存濃度が異なり、キャリアガスにより吸い出される処理ガス量がばらつき、形成された膜の特性がばらつくことが推測される。また、キャリアガスの流量が多くなれば、キャリアガスが曲がる場合のほうが直進する場合よりも処理ガスの残存濃度が少なくなるが、キャリアガスが直進する場合のほうが、曲がる場合よりも処理ガス残存濃度の安定性が高いことが確認された。すなわち、これらの図に示すように、キャリアガスが直進する場合、キャリアガス流量が約１００ｓｃｃｍ以上ではキャリアガス流量によらず、またライン長によらず処理ガス残存濃度がほぼ一定であることがわかる。したがって、キャリアガスを直進させる場合には、キャリアガス量が変化しても処理ガス残存濃度が変化しないことからキャリアガス流量をプロセスにとって最適にすることができるし、またライン長に依存しないことから設計時にライン長をパラメータとする必要がなく、極めて安定した自由度の高い処理を行うことができる。このように本発明を成膜処理に適用する場合には、膜の厚さは特に限定されないが、１００ｎｍ程度までの薄い膜を形成する場合に特に有効である。すなわち、上述したニュークリエーション膜等の極薄い膜を形成する場合に本発明の配管構造は効果的な構造であると言える。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では本発明をＷＳｉのＣＶＤ成膜に規定したが、これに限らず、他の材料、例えばＷ、Ｔｉ、ＴｉＮ等のＣＶＤ成膜に適用することができるし、また、ＣＶＤ以外の他のガス処理にも適用することができる。また、被処理基板はウエハに限られるものではなく、他の基板であってもよい。さらに、キャリアガスとしてはＡｒガスを例示したが、これに限らず他の不活性ガスであってもよいし、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ等の無機ガスや、気化または蒸発した有機溶媒等の有機系ガスのように、処理ガスの一部として機能するものであってもよい。さらにまた、上記実施形態ではキャリアガスラインと処理ガスラインとの合流部分全てにおいて、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲している構造としたが、処理のばらつきが懸念される部分だけをこのような構造にしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、キャリアガスラインと処理ガスラインとの合流部分において、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲している構造を有しているので、処理ガスラインの合流部からバルブまでの間の部分に処理ガスが残存している状態で、キャリアガスラインにキャリアガスを残存している処理ガスがキャリアガスにより吸い出されるように流し、次いで、バルブを開け、処理ガスラインに処理ガスを流し、処理ガスをキャリアガスにキャリアさせてチャンバー内に供給することにより、処理ガスラインの合流部からバルブまでの間に残存する処理ガス残存量のばらつきを少なくしてキャリアガスによって吸い出される処理ガス量のばらつきを少なくすることができる。このため、ばらつきが大きくなりがちな薄い膜を安定して成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いられるＣＶＤ装置を模式的に示す断面図。
【図２】本発明を導いたシミュレーションの条件を示す模式図。
【図３】シミュレーション結果を示すチャート。
【図４】シミュレーション結果を示すチャート。
【図５】シミュレーション結果に基づいて、ライン長１０ｃｍの場合の点Ａにおけるキャリアガス流量と処理ガス残存濃度との関係を示すグラフ。
【図６】シミュレーション結果に基づいて、ライン長１０ｃｍの場合の点Ｂにおけるキャリアガス流量と処理ガス残存濃度との関係を示すグラフ。
【図７】シミュレーション結果に基づいて、ライン長２０ｃｍの場合の点Ａにおけるキャリアガス流量と処理ガス残存濃度との関係を示すグラフ。
【図８】シミュレーション結果に基づいて、ライン長２０ｃｍの場合の点Ｂにおけるキャリアガス流量と処理ガス残存濃度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１１；チャンバー
１５；載置台
４０；シャワーヘッド
５０；ガス供給機構
５５，５７、５８；処理ガスライン
５６；キャリアガスライン
６１，６４，６７，７０；バルブ
Ｗ……半導体ウエハ

Claims

処理ガスを供給する処理ガスラインと、この処理ガスラインに処理ガスをキャリアするキャリアガスを供給するキャリアガスラインと、被処理基板が配置され、キャリアガスによってキャリアされた処理ガスが導入されるチャンバーとを具備し、前記処理ガスラインは、前記キャリアガスラインに合流するように設けられ、前記キャリアガスラインと前記処理ガスラインとの合流部を含む合流部分において、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、前記処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲しており、かつ、前記処理ガスラインは、合流部から離れた位置にバルブが設けられている成膜装置を用いて成膜処理を行う成膜方法であって、
前記バルブが閉の状態にあり、前記処理ガスラインの前記合流部から前記バルブまでの間の部分に処理ガスが残存している状態で、前記キャリアガスラインに１００ｓｃｃｍ以上のキャリアガスを前記残存している処理ガスがキャリアガスにより吸い出されるように流し、次いで、前記バルブを開け、前記処理ガスラインに処理ガスを流し、処理ガスをキャリアガスにキャリアさせて前記チャンバー内に供給し、被処理基板上に厚さ１００ｎｍ以下の膜を成膜する成膜工程を有することを特徴とする成膜方法。
処理ガスを供給する第１の処理ガスラインおよび第２の処理ガスラインと、これら第１および第２の処理ガスラインに処理ガスをキャリアするキャリアガスを供給するキャリアガスラインと、被処理基板が配置され、キャリアガスによってキャリアされた処理ガスが導入されるチャンバーとを具備し、前記第１および第２の処理ガスラインは、前記キャリアガスラインに合流するように設けられ、前記キャリアガスラインと前記第１の処理ガスラインとの合流部を含む合流部分において、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、第１の処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲しており、前記キャリアガスラインと前記第２の処理ガスラインとの合流部を含む合流部分において、キャリアガスラインと合流部下流側部分とが直線状をなし、第２の処理ガスラインと合流部下流側部分とが屈曲しており、かつ、前記第１および第２の処理ガスラインは、それぞれ合流部から離れた位置に第１のバルブおよび第２のバルブが設けられている成膜装置を用いて成膜処理を行う成膜方法であって、
前記第１または第２のバルブが閉の状態にあり、前記第１または第２の処理ガスラインの前記合流部から前記第１または第２のバルブまでの間の部分に処理ガスが残存している状態で、前記キャリアガスラインに１００ｓｃｃｍ以上のキャリアガスを前記残存している処理ガスがキャリアガスにより吸い出されるように流し、次いで、前記第１のバルブを開け、前記第２のバルブを閉じた状態として、第１の処理ガスラインに処理ガスを流し、処理ガスをキャリアガスにキャリアさせて前記チャンバー内に供給し、被処理基板上に厚さ１００ｎｍ以下の第１の膜を成膜する第１工程と、
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブを閉じた状態で、前記キャリアガスラインにキャリアガスを前記第１の処理ガスラインに残存している処理ガスがキャリアガスにより吸い出されるように流し、次いで、前記第２のバルブを開け、前記第１のバルブを閉じた状態として、前記第２のガスラインに処理ガスを流し、処理ガスをキャリアガスにキャリアさせて前記チャンバー内に供給し、前記第１の膜上に第２の膜を成膜する第２工程と
を有することを特徴とする成膜方法。
前記第１の処理ガスラインは、処理ガスとしてニュークリエーション用のＷＦ _６ガスを供給し、前記第２の処理ガスラインは、ニュークリエーション後の成膜に用いるＷＦ _６ガスを供給し、前記成膜装置は、処理ガスとしてＳｉＨ _４ガスまたはＳｉＨ _２Ｃｌ _２ガスを供給する第３の処理ガスラインをさらに有し、
前記第１工程では、前記第１の処理ガスラインからの前記ニュークリエーション用のＷＦ _６ガスと、前記第３の処理ガスラインからのＳｉＨ _４ガスまたはＳｉＨ _２Ｃｌ _２ガスを供給して、ニュークリエーション膜が形成され、
第２工程では、前記第２の処理ガスラインからのＷＦ _６ガスと、前記第３の処理ガスラインからのＳｉＨ _４ガスまたはＳｉＨ _２Ｃｌ _２ガスを供給して、前記ニュークリエーション膜の上にＷＳｉ膜が形成されることを特徴とする請求項２に記載の成膜方法。