JP4911583B2

JP4911583B2 - Ｃｖｄ装置

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Publication number: JP4911583B2
Application number: JP2006230389A
Authority: JP
Inventors: 浩松村
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-08-28
Also published as: JP2008050672A

Description

本発明は、半導体装置を製造するＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置に関する。

半導体装置を製造する際、半導体ウェハ上に層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜の内部に延びるコンタクトホールが形成され、コンタクトホールの底面部及び側壁部にバリアメタル層が形成される。このバリアメタル層が形成されたコンタクトホールに、金属膜として配線プラグ（コンタクトプラグ）が形成される。近年、半導体装置の配線プラグの材料として、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び銅（Ｃｕ）で例示される金属が主に使われている。その中で、金属膜の形成には、ＣＶＤ成膜法の場合、タングステンが主に利用され、スパッタ成膜法の場合、アルミニウム及び銅が主に利用されている。特に、タングステンは性能と利用の簡便性から多く使われている。ＣＶＤ成膜法により金属膜としてタングステン層が形成される場合、原料ガスとして、例えば、六弗化タングステン（ＷＦ_６）ガスが用いられる。

このＣＶＤ成膜法を行なうＣＶＤ装置では、成膜時に、試料台に載置されたウェハの表面に対して金属膜を形成する。このようなＣＶＤ装置が、第１従来例のＣＶＤ装置として、特開２００１−３２９３７０号公報（特許文献１）に記載されている。この第１従来例のＣＶＤ装置のＣＶＤ装置では、ウェハの裏面への成膜を防止するために、成膜時に、原料ガスがウェハの裏面に流入する経路をなくす機構と、ウェハの外周部にパージガスを吹き付ける機構とを具備している。

また、成膜時に、ウェハに試料台の温度を伝達させるＣＶＤ装置が、第２従来例のＣＶＤ装置として開発されている。図１は、第２従来例のＣＶＤ装置の構成の一部を示す断面図である。この場合、試料台１１０には、貫通孔である温度伝達用ガス導入穴１１２が設けられ、その温度伝達用ガス導入穴１１２には、ウェハ１０４に試料台１１０の温度を伝達するための不活性ガスが導入される。

第２従来例のＣＶＤ装置の動作について説明する。

半導体装置を製造するときに、ウェハ搬入時に、ウェハ１０４が成膜室に搬入され、成膜室に設けられた試料台１１０に載置される。
ウェハ搬入時の後の成膜時に、ウェハ１０４に試料台１１０の温度を伝達するために、不活性ガスが温度伝達用ガス導入穴１１２に導入される。不活性ガスとして、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。このとき、成膜室には、試料台１１０に載置されたウェハ１０４の表面にタングステン膜を形成するためのデポジットガスが導入される。デポジットガスとして、たとえば、原料ガスに六弗化タングステン（ＷＦ_６）ガス、及びＷＦ_６を還元してＷを生成するための還元ガスとして水素（Ｈ_２）ガスまたはシラン（ＳｉＨ_４）ガスが用いられる。ウェハ１０４の表面に所定の膜厚のタングステン膜が成膜されたらデポジットガス及び不活性ガスの供給が停止され、試料台１１０に載置されたウェハ１０４が成膜室から搬出される。

このようなウェハ搬入、成膜、ウェハ搬出の工程を１枚目からｎ枚目（ｎは２以上の整数）までのｎ個のウェハ１０４について行なわれる。例えばｎ枚のウェハ１０４を成膜した場合、デポジットガスによって成膜室内にもウェハ１０４上と同様に膜が形成される。成膜室内とは、成膜室の内壁、試料台１１０を含んでいる。そのため、次のｎ個のウェハ１０４を成膜するときに、そのまま成膜を続けると、すでに膜が形成された成膜内に膜が積層されることになり、膜の応力によって膜剥がれが起こり、ウェハ１０４上に異物として付着してしまう可能性がある。そこで、次のｎ個のウェハ１０４についてウェハ搬入、成膜、ウェハ搬出の工程が行なわれる場合、その前に、クリーニングが行なわれる。
この場合、クリーニング時に、成膜室には、原料ガスにより成膜室内に付着した膜をエッチングするためのクリーニング用ガスが導入される。クリーニングは、たとえばＣ_２Ｆ_６とＯ_２のガスによるプラズマエッチングにより行われる。

クリーニングが行なわれた場合、成膜室内に付着した膜が除去されるため、ｎ個のウェハ１０４のうちの１枚目のウェハ１０４について成膜が行なわれるときに、ターゲットであるウェハ１０４よりも成膜室の内壁や、試料台１１０の周辺などでデポジットガスが消費されてしまう。そのため、ｎ個のウェハ１０４について成膜が行なわれた場合、１枚目のウェハ１０４は、２枚目以降のウェハ１０４に比べて、成膜の仕上がりが悪くなってしまう。そこで、クリーニングが行なわれた後にプリコートが行なわれる。
プリコートは、ウェハ１０４への成膜に先立って、つまりウェハ１０４を成膜室に導入する前に、ウェハ１０４への成膜とほぼ同様の条件で成膜室内に成膜するものであり、ウェハ１０４への成膜時と同様にデポジットガスが成膜室に導入される。プリコートの成膜条件もウェハの成膜条件と同様で、デポジットガスとして、原料ガスであるＷＦ_６と、還元ガスである水素（Ｈ_２）ガスまたはシラン（ＳｉＨ_４）ガスが用いられる。

特開２００１−３２９３７０号公報（請求項１、６、図１）

しかし、第２従来例のＣＶＤ装置では、プリコートの後のウェハ１０４の成膜において、ウェハ１０４の裏面に局所的に金属膜が形成されてしまう問題点がある。その原因を発明者が追究したところ、プリコート時にデポジットガスが温度伝達用ガス導入穴１１２に残留しているためであることが見出された。
半導体装置では、ウェハ１０４の裏面を研削せずに、ダイシングされ、出荷される場合がある。この場合、ウェハ１０４の裏面に局所的に形成された金属膜により外観異常や膜剥がれが発生してしまう。このように、ウェハ１０４の所定の位置以外への成膜を防止することが望まれる。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明のＣＶＤ装置は、成膜時にウェハ（４）が載置される試料台（１０）と、不活性ガス導入装置（７）とを具備している。
前記不活性ガス導入装置（７）は、前記成膜時の前のプリコート時に、前記試料台（１０）に設けられた穴（１２〜１４）に残留しているガス（２１）を除去するための不活性ガス（２２）を前記穴（１２〜１４）に導入する。

以上により、本発明のＣＶＤ装置では、プリコート時に、不活性ガスを上記の穴に導入する。これにより、上記の穴に残留しているガスを除去することができ、成膜時においてウェハの所定の位置以外への成膜を防止することができる。

以下に添付図面を参照して、本発明のＣＶＤ装置について詳細に説明する。

（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態によるＣＶＤ装置の構成を示す断面図である。第１実施形態によるＣＶＤ装置は、真空容器１と、デポジットガス拡散板２と、リフトピン５と、デポジットガス導入装置６と、不活性ガス導入装置７と、リフトピン制御装置８と、試料台１０と、試料台支持部１１とを具備している。

真空容器１は、上面壁部１ａと底面壁部１ｂと側面壁部とを有している。デポジットガス拡散板２は、真空容器１の上面壁部１ａと底面壁部１ｂとの間に設けられている。真空容器１の内部には、デポジットガス拡散板２と、真空容器１の底面壁部１ｂ、側面壁部とを有する成膜室３が形成されている。真空容器１の内部には、更に、搬送室や排気室も形成されているが、その説明を省略する。

デポジットガス導入装置６は、後述のデポジットガス２１を導入する。真空容器１の上面壁部１ａには、そのデポジットガス２１を導入するための貫通孔が設けられている。デポジットガス拡散板２には、デポジットガス２１が成膜室３へ均一に吹き出されるように、所定の間隔で複数の貫通孔が設けられている。

試料台１０と試料台支持部１１は、成膜室３に設けられている。試料台支持部１１の一端部１１ａは、試料台１０の底面部１０ｂに接続されている。試料台支持部１１の他端部１１ｂは、成膜室３の壁部である底面壁部１ｂを貫通して設けられている。試料台１０には、成膜時にウェハ４が載置される。

不活性ガス導入装置７は、後述の不活性ガス２２を導入する。試料台１０と試料台支持部１１には、不活性ガス２２を導入するための温度伝達用ガス導入穴１２が設けられている。温度伝達用ガス導入穴１２は、試料台１０の上面部１０ａから、試料台支持部１１の一端部１１ａを介して、試料台支持部１１の他端部１１ｂまで延びる貫通孔である。即ち、温度伝達用ガス導入穴１２は、試料台１０に設けられた第１温度伝達用ガス導入穴と、試料台支持部１１に設けられた第２温度伝達用ガス導入穴とに分けることができる。第１温度伝達用ガス導入穴では、試料台１０の上面部１０ａから、試料台１０の底面部１０ｂと試料台支持部１１の一端部１１ａとが接続される部分１２’まで延びる貫通孔であり、第２温度伝達用ガス導入穴では、その部分１２’から、試料台支持部１１の他端部１１ｂまで延びる貫通孔である。

リフトピン５は、成膜室３とリフトピン制御装置８とに設けられている。このリフトピン５の一端部５ａは、成膜室３の底面壁部１ｂを貫通して設けられ、リフトピン制御装置８に接続されている。試料台１０には、リフトピン５を受納するためのリフトピン穴１３が設けられている。リフトピン穴１３は、試料台１０の上面部１０ａから底面部１０ｂまで真っ直ぐ延びる貫通孔である。

図３は、試料台１０を示す上面図である。図３中のＸ−Ｘ’は、図２に示される試料台１０の断面を表している。試料台１０は、上面から見た場合、ウェハ４の形状に対応するように円形状である。例えば、その円形状が表す円の中心をＰとした場合、上記の温度伝達用ガス導入穴１２、上記のリフトピン穴１３は、それぞれ、Ｐを中心に９０度間隔で設けられている。

本発明の第１実施形態によるＣＶＤ装置の動作について説明する。ここでは、ウェハ表面（載置されたウェハの上面側。以下表面と呼ぶ。）にタングステン膜を成膜する場合について説明する。タングステン膜はコンタクトホールの埋め込みなどに用いられる。

半導体装置を製造するときに、ウェハ搬入時に、ウェハ４が成膜室３に搬入され、試料台１０に載置される。
ウェハ搬入時の後の成膜時に、ウェハ４に試料台１０の温度を伝達するための温度伝達用不活性ガスとして不活性ガス２２が温度伝達用ガス導入穴１２に導入される。不活性ガス２２として、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。そのとき、成膜室３には、試料台１０に載置されたウェハ４の表面にタングステン膜を形成するためのデポジットガス２１が導入される。デポジットガス２１として、例えば原料ガスに六弗化タングステン（ＷＦ_６）ガス、及びＷＦ_６を還元してＷを生成するための還元ガスとして水素（Ｈ_２）ガスまたはシラン（ＳｉＨ_４）ガスが用いられる。還元ガスは核形成時にＳｉＨ_４ガス、メインの成膜時にＨ_２ガスと使い分けることもある。また、これら原料ガス、還元ガスのキャリアガスとして、たとえばＡｒが用いられる。ウェハ４の表面に所定の膜厚のタングステン膜が成膜されたらデポジットガス２１及び不活性ガス２２の供給が停止され、試料台１０に載置されたウェハ４が成膜室３から搬出される。

このようなウェハ搬入、成膜、ウェハ搬出の工程を１枚目からｎ枚目（ｎは２以上の整数）までのｎ個のウェハ４について行なわれる。例えばｎ枚のウェハ４を成膜した場合、デポジットガス２１によって成膜室内にもウェハ４上と同様に膜が形成される。成膜室３内とは、成膜室３の内壁、試料台１０、試料台支持部１１を含んでいる。そのため、次のｎ個のウェハ４を成膜するときに、そのまま成膜を続けると、すでに膜が形成された成膜内に膜が積層されることになり、膜の応力によって膜剥がれが起こり、ウェハ４上に異物として付着してしまう可能性がある。そこで、次のｎ個のウェハ４についてウェハ搬入、成膜、ウェハ搬出の工程が行なわれる場合、その前に、クリーニングが行なわれる。
この場合、クリーニング時に、成膜室３には、原料ガスにより成膜室３内に付着した膜をエッチングするためのクリーニング用ガス（図示しない）が導入される。クリーニングは、たとえばＣ_２Ｆ_６とＯ_２のガスによるプラズマエッチングにより行われる。

クリーニングが行なわれた場合、成膜室３内に付着した膜が除去されるため、ｎ個のウェハ４のうちの１枚目のウェハ４について成膜が行なわれるときに、ターゲットであるウェハ４よりも成膜室３の内壁や、試料台１０、試料台支持部１１の周辺などでデポジットガス２１が消費されてしまう。そのため、ｎ個のウェハ４について成膜が行なわれた場合、１枚目のウェハ４は、２枚目以降のウェハ４に比べて、成膜の仕上がりが悪くなってしまう。そこで、クリーニングが行なわれた後にプリコートが行なわれる。
プリコートは、ウェハ４への成膜に先立って、つまりウェハ４を成膜室３に導入する前に、ウェハ４への成膜とほぼ同様の条件で成膜室３内に成膜するものであり、ウェハ４への成膜時と同様にデポジットガス２１が、デポジットガス拡散板２を介して成膜室３に導入される。プリコートの成膜条件もウェハの成膜条件と同様で、デポジットガス２１として、原料ガスであるＷＦ_６と、還元ガスである水素（Ｈ_２）ガスまたはシラン（ＳｉＨ_４）ガスが用いられ、それらのキャリアガスとしてＡｒが用いられる。一例として、プリコートで成膜する膜厚は５００ｎｍであり、成膜時間は、即ちデポジットガス２１を導入している時間は６０ｓｅｃである。

しかし、プリコート時にデポジットガス２１が温度伝達用ガス導入穴１２に残留している場合がある。この場合、成膜時に、温度伝達用ガス導入穴１２に残留しているデポジットガス２１によって、ウェハ４の裏面に局所的に金属膜が形成されてしまう。
半導体装置では、ウェハ４の裏面を研削せずに、ダイシングされ、出荷される場合がある。この場合、ウェハ４の裏面に局所的に形成された金属膜により外観異常や膜剥がれが発生してしまう。このため、ウェハ４の裏面への成膜は好ましくない。

このような問題を解決するために、本発明のＣＶＤ装置では、温度伝達用ガス導入穴１２に残留しているデポジットガス２１を除去することにより、ウェハ４の所定の位置以外への成膜を防止する。

図４は、本発明のＣＶＤ装置の動作を示すフローチャートである。

まず、本発明のＣＶＤ装置では、クリーニング用ガスを成膜室３に導入するクリーニングステップを実行する（ステップＳ１）。この場合、原料ガスにより成膜室３内に付着した膜は、このクリーニング用ガスによりエッチングされる。

次に、本発明のＣＶＤ装置では、プリコートステップを実行する（ステップＳ２）。
図５に示されるように、不活性ガス導入装置７は、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入する（ステップＳ２１）。一例として、不活性ガス２２の流量は、温度伝達用ガス導入穴１２のトータルで、１００〜２００ｓｃｃｍである。
次に、デポジットガス導入装置６は、成膜するために、デポジットガス２１をデポジットガス拡散板２を介して成膜室３に導入する（ステップＳ２２）。
ここで、不活性ガス２２の導入開始のタイミングは、デポジットガス２１の導入開始のタイミングと同時であるか、又は、それよりも前であることが好ましいが、デポジットガス２１の導入終了のタイミングよりも前であれば、デポジットガス２１の導入開始より後でもよい。
次いで、デポジットガス導入装置６は、デポジットガス２１を成膜室３に導入してから、決められた時間（例えば６０ｓｅｃ）が経過した場合、デポジットガス２１の成膜室３への導入を終了する。同時に、不活性ガス導入装置７は、不活性ガス２２の成膜室３への導入を終了する（ステップＳ２３）。

このように、本発明の第１実施形態によるＣＶＤ装置では、プリコート時に、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入する。これにより、温度伝達用ガス導入穴１２に残留しているデポジットガス２１を除去することができる。

次に、本発明のＣＶＤ装置では、ウェハ搬入ステップを実行する（ステップＳ３）。
リフトピン制御装置８は、成膜室３にウェハ４が搬入されたときに、リフトピン５の他端部５ｂによりウェハ４を試料台１０上で受け取って、試料台１０にウェハ４を載置するために、リフトピン５を昇降する。

次に、本発明のＣＶＤ装置では、ウェハ成膜ステップを実行する（ステップＳ４）。
不活性ガス導入装置７は、ウェハ４に試料台１０の温度を伝達するために、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２に導入する。このとき、本発明のＣＶＤ装置では、試料台１０に載置されたウェハ４の所定の位置（コンタクトホール）に対して金属膜を形成するために、デポジットガスを成膜室３に導入し、所定の膜厚をウェハ４の表面に成膜する。

次に、本発明のＣＶＤ装置では、ウェハ搬出ステップを実行する（ステップＳ５）。
リフトピン制御装置８は、試料台１０に載置されたウェハ４を搬出するときに、リフトピン５の他端部５ｂによりウェハ４を試料台１０上で搬送室（図示しない）へ受け渡すために、リフトピン５を昇降する。

１枚目からｎ枚目までのｎ個のウェハ４の各々について、上述のステップＳ３〜Ｓ５が実行される。このｎ個のウェハ４についてステップＳ３〜Ｓ５が実行された場合、上述のステップＳ１、Ｓ２が実行される。その後、次のｎ個のウェハ４についてステップＳ３〜Ｓ５が実行される。

以上の説明により、本発明の第１実施形態によるＣＶＤ装置では、プリコート時に、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入する。これにより、温度伝達用ガス導入穴１２に残留しているデポジットガス２１を除去することができ、成膜時においてウェハ４の所定の位置以外への成膜を防止することができる。
半導体装置では、ウェハ４の裏面を研削せずに、ダイシングされ、出荷される場合がある。この場合でも、成膜時においてウェハ４の所定の位置以外への成膜を防止しているため、ウェハ４の外観異常や膜剥がれが発生しない。

なお、本発明の第１実施形態によるＣＶＤ装置では、不活性ガス導入装置７は、プリコートステップ（ステップＳ２）が実行された後も、成膜室３にウェハ４が搬入される直前まで、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入してもよい。
この場合、図６に示されるように、プリコートステップ（ステップＳ２）では、不活性ガス導入装置７は、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入する（ステップＳ２１）。
次に、デポジットガス導入装置６は、成膜するために、デポジットガス２１をデポジットガス拡散板２を介して成膜室３に導入する（ステップＳ２２）。
次いで、デポジットガス導入装置６は、デポジットガス２１を成膜室３に導入してから、決められた時間が経過した場合、デポジットガス２１の成膜室３への導入を終了する（ステップＳ２３）。
次に、ウェハ搬入ステップ（ステップＳ３）では、不活性ガス導入装置７は、成膜室３にウェハ４が搬入される直前に、不活性ガス２２の成膜室３への導入を終了する（ステップＳ３１）。リフトピン制御装置８は、成膜室３にウェハ４が搬入されたときに、リフトピン５の他端部５ｂによりウェハ４を試料台１０上で受け取って、試料台１０にウェハ４を載置するために、リフトピン５を昇降する（ステップＳ３２）。

このように、本発明の第１実施形態によるＣＶＤ装置では、プリコート時から、成膜室３にウェハ４が搬入される直前まで、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入する。そのため、温度伝達用ガス導入穴１２に残留しているデポジットガス２１を更に除去することができる。
特に、ウェハ搬入ステップ（ステップＳ３）では、成膜室３にウェハ４が搬入される直前まで、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入するため、更に有効である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるＣＶＤ装置では、上述の第１実施形態と重複する説明を省略する。

本発明の第１実施形態によるＣＶＤ装置では、プリコート時（とウェハ搬入時）に、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入することにより、温度伝達用ガス導入穴１２に残留しているデポジットガス２１を除去している。しかし、成膜時には、リフトピン穴１３にもデポジットガス２１が残留している可能性がある。その場合、本発明の第１実施形態によるＣＶＤ装置では、第１実施形態に対して、試料台１０の形状を変える必要がある。

図７は、本発明の第２実施形態によるＣＶＤ装置の構成を示す断面図である。
試料台１０には、リフトピン穴１３に連結するリフトピン用ガス導入穴１４が設けられている。リフトピン用ガス導入穴１４は、リフトピン穴１３に連結する連結部分１４’から、試料台支持部１１の一端部１１ａを介して、試料台支持部１１の他端部１１ｂまで延びる貫通孔である。即ち、リフトピン用ガス導入穴１４は、試料台１０に設けられた第１リフトピン用ガス導入穴と、試料台支持部１１に設けられた第２リフトピン用ガス導入穴とに分けることができる。第１リフトピン用ガス導入穴では、試料台１０の上面部１０ａから、試料台１０の底面部１０ｂと試料台支持部１１の一端部１１ａとが接続される部分１４’’まで延びる貫通孔であり、第２リフトピン用ガス導入穴では、その部分１４’’から、試料台支持部１１の他端部１１ｂまで延びる貫通孔である。リフトピン用ガス導入穴１４には、プリコート時に不活性ガス２２が導入される。このリフトピン用ガス導入穴１４は、成膜時に不活性ガス２２が導入されないため、温度伝達用ガス導入穴１２とは連結されない。

本発明の第２実施形態によるＣＶＤ装置の動作について、図４〜図６を用いて説明する。

図４に示されるように、まず、本発明のＣＶＤ装置では、クリーニング用ガスを成膜室３に導入するクリーニングステップを実行する（ステップＳ１）。この場合、原料ガスにより成膜室３内に付着した膜は、このクリーニング用ガスによりエッチングされる。

次に、本発明のＣＶＤ装置では、プリコートステップを実行する（ステップＳ２）。
図５に示されるように、不活性ガス導入装置７は、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入する。同時に、不活性ガス導入装置７は、不活性ガス２２をリフトピン用ガス導入穴１４からリフトピン穴１３を介して成膜室３に導入する（ステップＳ２１）。
次に、デポジットガス導入装置６は、成膜するために、デポジットガス２１をデポジットガス拡散板２を介して成膜室３に導入する（ステップＳ２２）。
次いで、デポジットガス導入装置６は、デポジットガス２１を成膜室３に導入してから、決められた時間が経過した場合、デポジットガス２１の成膜室３への導入を終了する。同時に、不活性ガス導入装置７は、不活性ガス２２の成膜室３への導入を終了する（ステップＳ２３）。

このように、本発明の第２実施形態によるＣＶＤ装置では、プリコート時に、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入し、同時に、不活性ガス２２をリフトピン用ガス導入穴１４からリフトピン穴１３を介して成膜室３に導入する。これにより、温度伝達用ガス導入穴１２及びリフトピン穴１３に残留しているデポジットガス２１を除去することができる。

次に、本発明のＣＶＤ装置では、ウェハ成膜ステップを実行する（ステップＳ４）。
不活性ガス導入装置７は、ウェハ４に試料台１０の温度を伝達するために、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２に導入する。このとき、本発明のＣＶＤ装置では、試料台１０に載置されたウェハ４の表面に対して金属膜を形成するために、原料ガスを成膜室３に導入する。

次に、本発明のＣＶＤ装置では、ウェハ搬出ステップを実行する（ステップＳ５）。
リフトピン制御装置８は、試料台１０に載置されたウェハ４を搬出するときに、リフトピン５の他端部５ｂによりウェハ４を試料台１０上で搬送室へ受け渡すために、リフトピン５を昇降する。

以上の説明により、本発明の第２実施形態によるＣＶＤ装置では、プリコート時に、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入し、同時に、不活性ガス２２をリフトピン用ガス導入穴１４からリフトピン穴１３を介して成膜室３に導入する。これにより、温度伝達用ガス導入穴１２及びリフトピン穴１３に残留しているデポジットガス２１を除去することができ、成膜時においてウェハ４の所定の位置以外への成膜を防止することができる。
半導体装置では、ウェハ４の裏面を研削せずに、ダイシングされ、出荷される場合がある。この場合でも、成膜時においてウェハ４の所定の位置以外への成膜を防止しているため、ウェハ４の外観異常や膜剥がれが発生しない。

なお、本発明の第２実施形態によるＣＶＤ装置では、不活性ガス導入装置７は、プリコートステップ（ステップＳ２）が実行された後も、成膜室３にウェハ４が搬入される直前まで、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入する。
この場合、図６に示されるように、プリコートステップ（ステップＳ２）では、不活性ガス導入装置７は、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入する。同時に、不活性ガス導入装置７は、不活性ガス２２をリフトピン用ガス導入穴１４からリフトピン穴１３を介して成膜室３に導入する（ステップＳ２１）。
次に、デポジットガス導入装置６は、成膜するために、デポジットガス２１をデポジットガス拡散板２を介して成膜室３に導入する（ステップＳ２２）。
次いで、デポジットガス導入装置６は、デポジットガス２１を成膜室３に導入してから、決められた時間が経過した場合、デポジットガス２１の成膜室３への導入を終了する（ステップＳ２３）。
次に、ウェハ搬入ステップ（ステップＳ３）では、不活性ガス導入装置７は、成膜室３にウェハ４が搬入される直前に、不活性ガス２２の成膜室３への導入を終了する（ステップＳ３１）。リフトピン制御装置８は、成膜室３にウェハ４が搬入されたときに、リフトピン５の他端部５ｂによりウェハ４を試料台１０上で受け取って、試料台１０にウェハ４を載置するために、リフトピン５を昇降する（ステップＳ３２）。

このように、本発明の第２実施形態によるＣＶＤ装置では、プリコート時から、成膜室３にウェハ４が搬入される直前まで、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２を介して成膜室３に導入し、同時に、不活性ガス２２をリフトピン用ガス導入穴１４からリフトピン穴１３を介して成膜室３に導入する。そのため、温度伝達用ガス導入穴１２及びリフトピン穴１３に残留しているデポジットガス２１を更に除去することができる。
特に、ウェハ搬入ステップ（ステップＳ３）では、成膜室３にウェハ４が搬入される直前まで、不活性ガス２２を温度伝達用ガス導入穴１２及びリフトピン穴１３を介して成膜室３に導入するため、更に有効である。

図１は、従来のＣＶＤ装置の構成の一部を示す断面図である。図２は、本発明のＣＶＤ装置の構成を示す断面図である。（第１実施形態）図３は、本発明のＣＶＤ装置の試料台１０を示す上面図である。（第１実施形態）図４は、本発明のＣＶＤ装置の動作を示すフローチャートである。（第１、第２実施形態）図５は、本発明のＣＶＤ装置の動作として、プリコート処理を示すフローチャートである。（第１、第２実施形態）図６は、本発明のＣＶＤ装置の動作として、プリコート処理とウェハ搬入処理とを示すフローチャートである。（第１、第２実施形態）図７は、本発明のＣＶＤ装置の構成を示す断面図である。（第２実施形態）

符号の説明

１真空容器
１ａ上面壁部
１ｂ底面壁部
２デポジットガス拡散板
３成膜室
４ウェハ
５リフトピン
５ａ一端部
５ｂ他端部
６デポジットガス導入装置
７不活性ガス導入装置
８リフトピン制御装置
１０試料台
１０ａ上面部
１０ｂ底面部
１１試料台支持部
１１ａ一端部
１１ｂ他端部
１２温度伝達用ガス導入穴
１３リフトピン穴
１４リフトピン用ガス導入穴
２１デポジットガス
２２不活性ガス（温度伝達用不活性ガス）
１０４ウェハ
１１０試料台
１１２温度伝達用ガス導入穴

Claims

成膜時にウェハが載置される試料台と、
前記成膜時の前のプリコート時に、前記試料台に設けられた穴に残留しているガスを除去するための不活性ガスを前記穴に導入する制御機能を備える不活性ガス導入装置と
を具備するＣＶＤ装置。
前記試料台が設けられ、前記成膜時に、前記試料台に載置された前記ウェハの所定の位置に対して金属膜を形成する成膜室
を更に具備し、
前記試料台には、前記ウェハが載置される上面部から、その上面部以外の面まで延びる貫通した前記穴が設けられ、
前記不活性ガス導入装置は、前記プリコート時に、前記不活性ガスを前記穴を介して前記成膜室に導入する
請求項１に記載のＣＶＤ装置。
前記プリコート時に、成膜するための前記ガスであるデポジットガスを前記成膜室に導入するデポジットガス導入装置
を更に具備し、
前記不活性ガス導入装置は、前記プリコート時に前記デポジットガスが前記成膜室に導入されるときに、前記不活性ガスを前記穴を介して前記成膜室に導入する
請求項２に記載のＣＶＤ装置。
その一端部が前記試料台の上面部以外の面に接続され、その他端部が前記成膜室の壁部を貫通して設けられた試料台支持部
を更に具備し、
前記穴は、温度伝達用ガス導入穴を含み、
前記温度伝達用ガス導入穴は、前記試料台の上面部から、前記試料台支持部の一端部を介して、前記試料台支持部の他端部まで延びる貫通孔であり、
前記不活性ガス導入装置は、
前記成膜時に、前記ウェハに前記試料台の温度を伝達するための温度伝達用不活性ガスを前記温度伝達用ガス導入穴に導入し、
前記プリコート時に前記デポジットガスが前記成膜室に導入されるときに、前記不活性ガスを前記温度伝達用ガス導入穴を介して前記成膜室に導入する
請求項３に記載のＣＶＤ装置。
その一端部が前記成膜室の壁部を貫通して設けられたリフトピンと、
前記リフトピンの一端部に接続されたリフトピン制御装置と
を更に具備し、
前記リフトピン制御装置は、
前記プリコート時の後に、前記成膜室に前記ウェハが搬入されたときに、前記リフトピンの他端部により前記ウェハを前記試料台上で受け取って、前記試料台に前記ウェハを載置するために、前記リフトピンを昇降し、
前記成膜時の後に、前記試料台に載置された前記ウェハを搬出するときに、前記リフトピンの他端部により前記ウェハを前記試料台上で受け渡すために、前記リフトピンを昇降し、
前記穴は、前記リフトピンを受納するためのリフトピン穴を更に含み、
前記リフトピン穴は、前記試料台の上面部から底面部まで延びる貫通孔であり、
前記不活性ガス導入装置は、前記プリコート時に前記デポジットガスが前記成膜室に導入されるときに、前記不活性ガスを前記温度伝達用ガス導入穴及び前記リフトピン穴を介して前記成膜室に導入する
請求項４に記載のＣＶＤ装置。
前記穴は、前記リフトピン穴に連結するリフトピン用ガス導入穴を更に含み、
前記リフトピン用ガス導入穴は、前記リフトピン穴に連結する連結部分から、前記試料台支持部の一端部を介して、前記試料台支持部の他端部まで延びる貫通孔であり、
前記不活性ガス導入装置は、前記プリコート時に前記デポジットガスが前記成膜室に導入されるときに、前記不活性ガスを前記温度伝達用ガス導入穴を介して前記成膜室に導入し、前記不活性ガスを前記リフトピン用ガス導入穴から前記リフトピン穴を介して前記成膜室に導入する
請求項５に記載のＣＶＤ装置。
前記温度伝達用不活性ガスは、前記不活性ガスである
請求項４〜６のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
前記プリコート時の前のクリーニング時に、前記ウェハへの前記成膜時に前記成膜室内に付着した膜をエッチングするためのクリーニング用ガスが前記成膜室に導入される
請求項２〜７のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
前記不活性ガス導入装置は、
前記プリコート時の後も、前記不活性ガスを前記穴に導入する制御機能を備える
請求項２〜８のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
前記不活性ガス導入装置は、
前記プリコート時から、前記成膜室に前記ウェハが搬入される直前まで、前記不活性ガスを前記穴に導入する制御機能を備える
請求項９に記載のＣＶＤ装置。
ＣＶＤ装置に設けられ、内部に試料台を有する成膜室に、成膜するためのデポジットガスを導入するプリコートステップと、
前記成膜室に搬入されるウェハを前記試料台に載置するウェハ搬入ステップと、
前記ウェハの所定の位置に対して金属膜を形成するウェハ成膜ステップと、
前記試料台に載置された前記ウェハを前記成膜室から搬出するウェハ搬出ステップと
を具備し、
前記プリコートステップは、
前記試料台に設けられた穴に残留している前記デポジットガスを除去するために、不活性ガスを前記穴に導入するプリコート時不活性ガス導入ステップ
を含み、
前記不活性ガスの導入開始時期は、前記デポジットガスの導入終了時期よりも前であることを特徴とする
半導体製造方法。
前記試料台には、前記ウェハが載置される上面部から、その上面部以外の面まで延びる貫通した前記穴が設けられ、
前記プリコート時不活性ガス導入ステップは、
前記デポジットガスが前記成膜室に導入されるときに、前記不活性ガスを前記穴を介して前記成膜室に導入するステップ
を含む請求項１１に記載の半導体製造方法。
前記ＣＶＤ装置は、その一端部が前記試料台の上面部以外の面に接続され、その他端部が前記成膜室の壁部を貫通して設けられた試料台支持部を更に具備し、
前記穴は、温度伝達用ガス導入穴を含み、
前記温度伝達用ガス導入穴は、前記試料台の上面部から、前記試料台支持部の一端部を介して、前記試料台支持部の他端部まで延びる貫通孔であり、
前記ウェハ成膜ステップは、
前記ウェハに前記試料台の温度を伝達するための温度伝達用不活性ガスを前記温度伝達用ガス導入穴に導入するステップを含み、
前記プリコート時不活性ガス導入ステップは、
前記デポジットガスが前記成膜室に導入されるときに、前記不活性ガスを前記温度伝達用ガス導入穴を介して前記成膜室に導入するステップ
を更に含む請求項１２に記載の半導体製造方法。
前記ＣＶＤ装置は、その一端部が前記成膜室の壁部を貫通して設けられたリフトピンを更に具備し、
前記ウェハ搬入ステップは、
前記成膜室に前記ウェハが搬入されたときに、前記リフトピンの他端部により前記ウェハを前記試料台の上で受け取って、前記試料台に前記ウェハを載置するために、前記リフトピンを昇降するステップを含み、
前記ウェハ搬出ステップは、
前記試料台に載置された前記ウェハを搬出するときに、前記リフトピンの他端部により前記ウェハを前記試料台の上で受け渡すために、前記リフトピンを昇降するステップを含み、
前記穴は、前記リフトピンを受納するためのリフトピン穴を更に含み、
前記リフトピン穴は、前記試料台の上面部から底面部まで前記リフトピンに沿って延びる貫通孔であり、
前記プリコート時不活性ガス導入ステップは、
前記デポジットガスが前記成膜室に導入されるときに、前記不活性ガスを前記温度伝達用ガス導入穴及び前記リフトピン穴を介して前記成膜室に導入するステップ
を更に含む請求項１３に記載の半導体製造方法。
前記穴は、前記リフトピン穴に連結するリフトピン用ガス導入穴を更に含み、
前記リフトピン用ガス導入穴は、前記リフトピン穴に連結する連結部分から、前記試料台支持部の一端部を介して、前記試料台支持部の他端部まで延びる貫通孔であり、
前記プリコート時不活性ガス導入ステップは、
前記デポジットガスが前記成膜室に導入されるときに、前記不活性ガスを前記温度伝達用ガス導入穴を介して前記成膜室に導入し、前記不活性ガスを前記リフトピン用ガス導入穴から前記リフトピン穴を介して前記成膜室に導入するステップ
を更に含む請求項１４に記載の半導体製造方法。
前記温度伝達用不活性ガスは、前記不活性ガスである
請求項１３〜１５のいずれかに記載の半導体製造方法。
前記プリコートステップが実行される前に、前記ウェハ成膜ステップにて前記成膜室内に付着した膜をエッチングするためのクリーニング用ガスを前記成膜室に導入するクリーニングステップ
を更に具備する請求項１１〜１６のいずれかに記載の半導体製造方法。
前記ウェハ搬入ステップは、
前記成膜室に前記ウェハが搬入される直前まで、前記不活性ガスを前記穴を介して前記成膜室に導入するウェハ搬入時不活性ガス導入ステップ
を含む請求項１１〜１７のいずれかに記載の半導体製造方法。