JP5218248B2 - Vapor phase growth apparatus and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、気相成長装置と半導体装置の製造方法に関し、特にガス供給系と反応室との間に連続バルブを備えた気相成長装置と半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a vapor phase growth apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a vapor phase growth apparatus provided with a continuous valve between a gas supply system and a reaction chamber and a method for manufacturing a semiconductor device.
半導体集積回路装置は、集積度の向上と共に半導体素子及び配線が微細化し、多層配線が採用される。微細化された配線の高速動作を保証しようとすると、配線の抵抗を低減することが望まれる.アルミニウムに代って、より抵抗の低い銅が配線材料として用いられている。銅配線を形成する場合、銅層を形成し、ホトリソグラフィを用いて微細にパターニングすることには限界がある。微細化された銅配線を形成するために、ダマシンプロセスが採用される。絶縁層に配線用溝及び/又はビア孔を形成し、溝及び/又はビア孔を銅配線層で埋め込み、絶縁層上の余分な銅配線層を化学機械研磨(CMP)等により除去する。ダマシンプロセスにはシングルダマシンプロセスとデュアルダマシンプロセスがある。 A semiconductor integrated circuit device employs multilayer wiring as semiconductor elements and wiring are miniaturized as the degree of integration increases. In order to guarantee high-speed operation of miniaturized wiring, it is desirable to reduce the resistance of the wiring. Instead of aluminum, copper having a lower resistance is used as a wiring material. When forming a copper wiring, there is a limit in forming a copper layer and finely patterning using photolithography. A damascene process is employed to form miniaturized copper wiring. Wiring grooves and / or via holes are formed in the insulating layer, the grooves and / or via holes are filled with a copper wiring layer, and the excess copper wiring layer on the insulating layer is removed by chemical mechanical polishing (CMP) or the like. The damascene process includes a single damascene process and a dual damascene process.
シングルダマシンプロセスは、絶縁層を形成し、絶縁層に配線用リセスを開口し、銅配線層で埋め込み、CMPで不要部を除去して銅配線を形成する。ビア導電体を有する配線を形成する場合は、まず下層絶縁層にビア孔を開口し、ビア導電体を埋め込み、次に上層絶縁層を形成し、配線用溝(トレンチ)を開口し、銅配線層を埋め込む。デュアルダマシンプロセスは、絶縁層を形成し、配線用溝(トレンチ)とビア孔とを有する凹部を絶縁層に形成し、凹部を銅配線層で埋め込み、CMPで不要部を除去する。 In the single damascene process, an insulating layer is formed, a wiring recess is opened in the insulating layer, embedded in the copper wiring layer, and unnecessary portions are removed by CMP to form a copper wiring. When forming a wiring having a via conductor, first a via hole is opened in the lower insulating layer, the via conductor is buried, then an upper insulating layer is formed, a wiring trench (trench) is opened, and the copper wiring is formed. Embed the layer. In the dual damascene process, an insulating layer is formed, a recess having a wiring trench (trench) and a via hole is formed in the insulating layer, the recess is filled with a copper wiring layer, and unnecessary portions are removed by CMP.
銅は、絶縁層中に拡散し、絶縁層の絶縁特性を劣化させる性質を有する。このため、ダマシンプロセスで銅配線を形成する場合、先ず銅の拡散を防止する機能を有するバリアメタル層を形成し、その上に銅層を形成する。バリアメタルとしては、窒化チタンTiN,窒化タンタルTaN等の窒化物やタンタルTa等が用いられる。バリアメタル層は銅配線から側方、下方への銅拡散を遮蔽する。銅配線から上方への銅拡散は銅配線層下地のバリアメタル層では防止できない。 Copper has the property of diffusing into the insulating layer and degrading the insulating properties of the insulating layer. For this reason, when forming a copper wiring by a damascene process, a barrier metal layer having a function of preventing copper diffusion is first formed, and a copper layer is formed thereon. As the barrier metal, a nitride such as titanium nitride TiN or tantalum nitride TaN, tantalum Ta, or the like is used. The barrier metal layer shields copper diffusion laterally and downward from the copper wiring. Copper diffusion upward from the copper wiring cannot be prevented by the barrier metal layer underlying the copper wiring layer.
CMPを行なった銅配線において、表面に銅層が露出する。この銅層から上層の絶縁層へ銅が拡散することを防止するため、銅配線を形成した表面は、銅拡散防止絶縁膜で覆う。銅拡散防止絶縁膜は、上層の層間絶縁層をエッチングする時のエッチングストッパとしての機能も有する。銅拡散防止絶縁膜は、通常窒化シリコンSiNや炭化シリコンSiC等で形成される。銅配線と銅拡散防止絶縁膜は密着性が弱く、剥離などの問題を生じる可能性がある。 In the copper wiring subjected to CMP, the copper layer is exposed on the surface. In order to prevent copper from diffusing from the copper layer to the upper insulating layer, the surface on which the copper wiring is formed is covered with a copper diffusion preventing insulating film. The copper diffusion preventing insulating film also has a function as an etching stopper when etching the upper interlayer insulating layer. The copper diffusion prevention insulating film is usually formed of silicon nitride SiN, silicon carbide SiC, or the like. The copper wiring and the copper diffusion prevention insulating film have poor adhesion and may cause problems such as peeling.
銅拡散防止絶縁膜等の絶縁膜は化学気相堆積(CVD)で成膜することが多い。プラズマ促進化学気相堆積(PE−CVD)は、反応ガスをプラズマ化するCVDであり、プラズマによるエネルギを利用することにより、反応温度を低くすることができる。CVDないしPE−CVDにより成膜を行なう半導体製造装置は、成膜反応を行なう反応室と、反応室に原料ガスを供給するガス供給系と反応室内の残留ガスを排出する排気系を有する。供給するガス流量を制御するためにガス供給系にはマスフローコントローラ(MFC)が接続される。減圧下で成膜を行なう場合には排気系には真空排気ポンプが接続される。ガス同士の望ましくない反応を防止できるよう、複数のガス供給系が多く採用される。 Insulating films such as a copper diffusion preventing insulating film are often formed by chemical vapor deposition (CVD). Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD) is a CVD for converting a reaction gas into a plasma, and the reaction temperature can be lowered by utilizing the energy of the plasma. A semiconductor manufacturing apparatus that performs film formation by CVD or PE-CVD includes a reaction chamber that performs a film formation reaction, a gas supply system that supplies a source gas to the reaction chamber, and an exhaust system that discharges residual gas in the reaction chamber. A mass flow controller (MFC) is connected to the gas supply system in order to control the gas flow to be supplied. When film formation is performed under reduced pressure, a vacuum exhaust pump is connected to the exhaust system. In order to prevent an undesirable reaction between gases, a plurality of gas supply systems are often employed.
反応室を開けるときに外気がガス供給系内に侵入することを防止するため、反応室の上流側配管のガス供給系出力側にはバルブを配置する。複数のガスを供給できる構成の場合、反応室の上流側で複数の配管を合流する配管構成が多く用いられる。MFCに意図せぬガスが逆流しないように、各ガス供給配管のMFCの前後にバルブが設置された構成が採用される。 In order to prevent outside air from entering the gas supply system when the reaction chamber is opened, a valve is disposed on the gas supply system output side of the upstream piping of the reaction chamber. In the case of a configuration that can supply a plurality of gases, a piping configuration that joins a plurality of pipings on the upstream side of the reaction chamber is often used. A configuration in which valves are installed before and after the MFC of each gas supply pipe is employed so that an unintended gas does not flow back to the MFC.
本発明の1つの目的は、残留ガスの影響を抑制できる気相成長装置を提供することである。 One object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus that can suppress the influence of residual gas.
本発明の他の目的は、銅拡散防止絶縁膜形成前の銅配線表面処理を改善できる気相成長装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus capable of improving the surface treatment of copper wiring before forming a copper diffusion preventing insulating film.
本発明のさらなる目的は、残留ガスの影響を抑制できる半導体装置の製造方法を提供することである。 A further object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can suppress the influence of residual gas.
本発明のさらに他の目的は、表面状態がよく、抵抗が低い銅配線を有する半導体装置を製造できる半導体装置の製造方法を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a semiconductor device having a copper wiring having a good surface condition and low resistance.
本発明の1観点によれば、
成膜を行なう反応室と、
前記反応室に第1のガスを供給するための第1のガス供給系であって、マスフローコントローラとその前後のバルブを備える複数の配管を含む第1のガス供給系と、
前記第1のガス供給系と前記反応室を接続する、第1の接続配管と、
前記第1の接続配管に設けられ、前記第1のガスの前記反応室への供給を遮断できる、2つ以上のバルブを含む第1の連続バルブと、
前記反応室に接続された排気系配管と、
前記排気系配管に接続された捨てガス配管と、
前記第1のガス供給系下流かつ前記第1の連続バルブ上流の前記第1の接続配管と前記捨てガス配管との接続及び非接続を制御する第1の捨てガスバルブと、
を有し、前記第1の連続バルブの1つのバルブと前記第1の捨てガスバルブとが、一方がノーマリオープン、他方がノーマリクローズの異なるタイプであり、第1の駆動ガスによって連動し、前記第1の連続バルブの他のバルブが第2の駆動ガスで駆動される気相成長装置
が提供される。
According to one aspect of the present invention,
A reaction chamber for film formation;
A first gas supply system for supplying a first gas into the reaction chamber, a first gas supply system including a plurality of pipes provided with a mass flow controller and before and after the valve,
A first connection pipe connecting the first gas supply system and the reaction chamber;
A first continuous valve including two or more valves provided in the first connection pipe and capable of shutting off the supply of the first gas to the reaction chamber;
An exhaust pipe connected to the reaction chamber;
A waste gas pipe connected to the exhaust system pipe;
A first discarded Gasubaru Bed for controlling connection and disconnection between the discarded gas pipe and the first connection pipe of the first gas supply system downstream and the first continuous valve upstream,
The a, and one valve of the first continuous valve and said first abandoned gas valve is, one normally open and the other is a different type of normally closed, interlocked with the first driving gas A vapor phase growth apparatus in which another valve of the first continuous valve is driven by a second driving gas is provided.
本発明の他の観点によれば、
ダマシン配線を形成した半導体基板を準備する工程と、
反応室と、前記反応室へ第1のガスを供給する第1のガス供給系であって、マスフローコントローラとその前後のバルブを備える複数の配管を含む第1のガス供給系と、前記第1のガス供給系と前記反応室を接続する第1の接続配管と、前記第1の接続配管に設けられ、前記第1のガスの前記反応室への供給を遮断できる、2つ以上のバルブを含む第1の連続バルブと、前記反応室に接続された排気系配管と、前記排気系配管に接続された捨てガス配管と、前記第1のガス供給系下流かつ前記第1の連続バルブ上流の前記第1の接続配管と前記捨てガス配管との接続及び非接続を制御する第1の捨てガスバルブとを有し、前記第1の連続バルブの1つのバルブと前記第1の捨てガスバルブとが、一方がノーマリオープン、他方がノーマリクローズの異なるタイプであり、第1の駆動ガスによって連動し、前記第1の連続バルブの他のバルブが第2の駆動ガスで駆動される気相成長装置の前記反応室内に前記半導体基板を搬入し、前記第1のガス供給系から前記第1のガスとして第1の処理ガスを供給して第1の表面処理を行なう工程と、
前記第1のガス供給系を閉じ、前記第1の連続バルブの1つのバルブのみを閉じ、前記第1の捨てガスバルブを開いて残留ガスを排気する工程と、
前記第1のガス供給系から前記第1のガスとして第2の処理ガスを供給して第2の表面処理を行なう工程と、
を含む半導体装置の製造方法
が提供される。
According to another aspect of the invention,
Preparing a semiconductor substrate on which damascene wiring is formed;
A first gas supply system for supplying a first gas to the reaction chamber, the first gas supply system including a mass flow controller and a plurality of pipes including valves before and after the first gas supply system ; the first connection pipe of the gas supply system and to connect the reaction chamber, provided in the first connection pipe, can shut off the supply to the reaction chamber of the first gas, two or more valves A first continuous valve including: an exhaust system pipe connected to the reaction chamber; a waste gas pipe connected to the exhaust system pipe; a downstream of the first gas supply system and an upstream of the first continuous valve first discarded possess a Gasubaru blanking, and the first one of the valve and the first abandoned gas valve continuous valve for controlling the connection and disconnection of the first connection pipe and the discarded gas pipe But one is normally open and the other is normally closed The semiconductor substrate is carried into the reaction chamber of the vapor phase growth apparatus that is linked with the first driving gas and that is driven by the second driving gas. and a step of performing a first surface treatment by supplying a first process gas as the first gas from the first gas supply system,
A step of evacuating the closed first gas supply system, to close only one valve of the first continuous valve, the residual gas by opening the first abandoned gas valve,
Supplying a second processing gas as the first gas from the first gas supply system to perform a second surface treatment;
A method for manufacturing a semiconductor device is provided.
連続バルブが同時に閉とならず、1つのバルブのみが閉となることにより、ガスの閉じ込めが抑制される。 Since the continuous valves are not closed simultaneously, but only one valve is closed, gas confinement is suppressed.
図1Aは、検討対象とした半導体装置の構成例を概略的に示す。シリコン基板11の表面には、素子分離用溝が形成され、酸化膜が埋め込まれてシャロートレンチアイソレーション12が形成される。シャロートレンチアイソレーション12で画定された活性領域内に、窒素を含む酸化膜で形成されたゲート絶縁膜13、シリコン層を含むゲート電極14により絶縁ゲート電極が形成される。ゲート絶縁膜を積層構造としてもよい。積層構造を採用する場合、例えば第1ゲート絶縁膜を酸化シリコン膜で形成し、第2ゲート絶縁膜を誘電率の高い窒化シリコン膜、酸化ハフニウム(HfO2)膜等で形成してもよい。ゲート電極の側壁は、酸化シリコン膜などの絶縁膜で形成されたサイドウオールスペーサ17により覆われる。ゲート電極の両側にはエクステンション領域を備えたソース/ドレイン領域18が形成される。
FIG. 1A schematically shows a configuration example of a semiconductor device to be studied. An element isolation trench is formed on the surface of the
ゲート電極、サイドウォールスペーサを覆って、SiN膜で形成されたエッチストッパ膜20が形成される。エッチストッパ膜20を覆うように、ホスホシリケートガラスで形成された下層層間絶縁膜21が作成される。下層層間絶縁膜21の表面からトランジスタに達するコンタクト孔を形成し、Ti層、TiN層,W層を積層し,不要部をCMPで除去することによりタングステンプラグ22が形成される。
An
下層層間絶縁膜21の上に、第1層間絶縁膜IL1が形成される。第1層間絶縁膜は、例えば低誘電率絶縁膜24、酸化シリコン膜25の積層で形成される。第1層間絶縁膜IL1を貫通するように配線用のトレンチが形成され、バリアメタル層26、銅配線層27が埋め込まれる。例えば、Ta,TiN,TaN等のバリアメタル層26、その上に銅シード層をスパッタリングで形成し、その上に、電解メッキで銅層をメッキして形成し、第1層間絶縁膜IL1上の不要部を化学機械研磨(CMP)して除去する。
On the lower
この銅配線層27を覆うように、SiCで形成された銅拡散防止絶縁膜29が形成され、その上に第2層間絶縁膜IL2が形成される。SiC膜は、テトラメチルシランSi(CH3)4と2酸化炭素CO2をソースガスとしたプラズマ促進化学気相堆積(PE−CVD)で成膜する。第2層間絶縁膜IL2は、例えば酸化シリコン膜40、低誘電率絶縁膜41、酸化シリコン膜42の積層で形成される。第2層間絶縁膜IL2に、デュアルダマシン構造の配線用のトレンチ及びビア孔が形成され、バリアメタル層44、銅配線層45が埋め込まれる。不要金属層をCMPで除去した後、SICで銅拡散防止絶縁膜47を形成する。更に層間絶縁膜を形成し、銅配線を埋め込む。必要な層数の配線を同様な工程で形成する。
A copper diffusion
SiC膜は、銅層に対する密着性が弱く、剥離などを生じる可能性がある。SiC膜の密着性を改善するため銅配線層形成後、表面処理を行なうことが検討されている。 The SiC film has weak adhesion to the copper layer and may cause peeling. In order to improve the adhesion of the SiC film, it has been studied to perform a surface treatment after forming the copper wiring layer.
図1Bは、本発明者が予備実験で作製した銅配線構造の概略断面図である。下層配線に対する第1銅拡散防止絶縁膜CDB1と第1層間絶縁膜IL1の積層にトレンチとビア孔を形成し、バリアメタル層BM、銅層CWを形成し、CMPを行なって、デュアルダマシン配線DDWを形成する。実験したサンプルにおいては、第1銅拡散防止絶縁膜は厚さ50nmのSiC膜で形成し、層間絶縁膜は厚さ500nmのSiOC膜で形成した。トレンチは深さ300nm、幅0.2μmであり、ビアは深さ250nm、幅0.15μmである。バリアメタル層は厚さ20nmのTaN層で形成した。デュアルダマシンの銅配線DDWを形成した状態でウエハをPE−CVD装置の反応室に搬入し、表面処理SPを行った後、厚さ50nmのSiC層からなる第2銅拡散防止絶縁膜CDB2を成長する。表面処理はPE−CVD装置の反応室内で、その場処理(in-situ)で行なう。続いて、第2銅拡散防止絶縁膜CDB2上に第2層間絶縁膜IL2をPE−CVDで成膜する。 FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a copper wiring structure produced by the inventors in a preliminary experiment. A trench and a via hole are formed in the stack of the first copper diffusion prevention insulating film CDB1 and the first interlayer insulating film IL1 with respect to the lower layer wiring, a barrier metal layer BM and a copper layer CW are formed, and CMP is performed to form a dual damascene wiring DDW. Form. In the sample tested, the first copper diffusion prevention insulating film was formed of a SiC film having a thickness of 50 nm, and the interlayer insulating film was formed of a SiOC film having a thickness of 500 nm. The trench has a depth of 300 nm and a width of 0.2 μm, and the via has a depth of 250 nm and a width of 0.15 μm. The barrier metal layer was formed of a TaN layer having a thickness of 20 nm. After the dual damascene copper wiring DDW is formed, the wafer is carried into the reaction chamber of the PE-CVD apparatus, surface treatment SP is performed, and then a second copper diffusion prevention insulating film CDB2 made of a SiC layer having a thickness of 50 nm is grown. To do. The surface treatment is performed in-situ in the reaction chamber of the PE-CVD apparatus. Subsequently, a second interlayer insulating film IL2 is formed on the second copper diffusion preventing insulating film CDB2 by PE-CVD.
図1C〜1Fは、PE−CVD装置内で行なう表面処理を説明する為の概略的ダイアグラムである。上側にPE−CVD装置のガス配管の状態を示し、選択的に下側に銅配線の状態を概略的に示す。 1C to 1F are schematic diagrams for explaining a surface treatment performed in a PE-CVD apparatus. The state of the gas piping of the PE-CVD apparatus is shown on the upper side, and the state of the copper wiring is selectively schematically shown on the lower side.
図1Cに示すように、PE−CVD装置は、高周波電源PSを備えた反応室RCと、原料ガス等を供給するガス供給系1a、1b、1c(まとめて1と呼ぶことがある)と、ガス供給系1a、1b、1cと反応室RCを接続する配管と、反応室RCから不要ガスを排気する真空排気系VPと、ガス供給系1a、1bの出力(下流)側を真空排気系VPに接続する捨てガスライン3を含む。ガス供給系1a、1bと反応室RCの間には3連バルブ2a、2bが接続されている。3連バルブ2a、2bは、下流側で合流している。ガス供給系1cは、合流後の配管に接続されている。
As shown in FIG. 1C, the PE-CVD apparatus includes a reaction chamber RC equipped with a high-frequency power source PS,
複数のガス供給源が、それぞれマスフローコントローラ(MFC)とその前後のシャットオフバルブを備えた複数のガス配管に接続されている。バルブはノーマリクローズ(×印で示す)であり、駆動ガスを供給してオープン状態にする。駆動ガスの流路を破線で示す。白抜きのバルブは駆動ガスを供給された開状態、塗りつぶしのバルブはノーマリクローズの閉状態を示す。図には、ガス供給系1aとして3連バルブ2aに接続されたシランSiH4配管、窒素N2配管、ガス供給系1bとして3連バルブ2bに接続されたアンモニアNH3配管、2酸化炭素CO2配管、ガス供給系1cとして3連バルブ2bの下流側に接続されたテトラメチルシランSi(CH3)4配管、を例示する。なお、図1C〜1Fの工程においては、ガス供給系1cのマスフローコントローラ前後のバルブは常に閉じているので、説明を省略する。捨てガスライン3と3連バルブ2aの上流側の接続をオン/オフするバルブV14、捨てガスライン3と3連バルブ2bの上流側の接続をオン/オフするバルブV24は、ノーマリクローズであり、駆動ガスを供給してオープンにすると、ガス供給系配管1a、1bの下流側と真空排気系VPの間を選択的に接続する。
A plurality of gas supply sources are connected to a plurality of gas pipes each having a mass flow controller (MFC) and front and rear shut-off valves. The valve is normally closed (indicated by a cross) and is supplied with a driving gas to be opened. The flow path of the driving gas is indicated by a broken line. A white valve indicates an open state supplied with driving gas, and a solid valve indicates a normally closed state. In the figure, a silane SiH 4 pipe connected to the
3連バルブ2a(2b)は連動する第1、第2、第3の3つのノーマリクローズのバルブV11,V12,V13(V21,V22,V23)を含む。すなわち、図示されたバルブは全てノーマリクローズである。3連バルブ2a(2b)の第2、第3のバルブV12,V13(V22,V23)間にフィルタF1(F2)が接続され、第1、第2のバルブV11,V12(V21,V22)間はメインテナンス作業などの際切り離し可能なように、例えば160cm程度と長く設定されている。第2、第3バルブV12,V13(V22,V23)間は、相対的に短く、例えば20cm程度である。
The
高周波電源PSは、反応室内でPE−CVDを行なう場合のプラズマ電源であり、例えば13.56MHzの高周波電力を反応室RC内の対向電極PPに供給する。対向電極PPの下側電極は、基板SUBのサセプタを兼用する。 The high frequency power source PS is a plasma power source when performing PE-CVD in the reaction chamber, and supplies high frequency power of 13.56 MHz, for example, to the counter electrode PP in the reaction chamber RC. The lower electrode of the counter electrode PP also serves as the susceptor of the substrate SUB.
図1Cに示すように、捨てガスライン3入口のバルブV14、V24は閉じた状態で、ガス供給系1aのシランSiH4ラインとガス供給系1bのアンモニアNH3ラインに駆動ガスを供給し、3連バルブ2a、2bにも駆動ガスを供給して、バルブを開け、シランSiH4をアンモニアNH3で希釈して、基板SUB上に所定微小流量を流す。基板の温度は、400℃程度である。反応室RC内は、真空排気系VPで排気されており、260Pa程度の減圧雰囲気である。基板表面上でシランが分解し、原子層単位のSi層が形成されると考えられる。
As shown in FIG. 1C, with the valves V14 and V24 at the inlet of the
図1Dに示すように、ガス供給系1a、1b、3連バルブ2a、2bの駆動ガスを止めてガス供給系配管1の全バルブ、および3連バルブ2a、2bを閉とし、捨てガスライン3入口のバルブV14、V24に駆動ガスを供給して開とする。反応室RC内の残留ガスが排気されるとともに、ガス供給系配管1a、1b下流側の残留ガスも排気される。
As shown in FIG. 1D, the
図1Eに示すように、捨てガスライン3入口のバルブV14、V24の駆動ガスを止めてバルブV14、V24を閉じ、ガス供給系1bのアンモニアNH3ラインとガス供給系1aの窒素N2ライン、および3連バルブ2a、2bに駆動ガスを供給してバルブを開け、窒素で希釈したアンモニアを反応室RC内に所定流量流し、260Pa程度の減圧雰囲気を形成する。基板SUBの温度は、400℃程度とする。高周波電源PSをオンにしてプラズマを立てる。アンモニアを含むプラズマにより、基板表面上の原子層単位のSi層が窒化される(SiN的組成になる)と考えられる。但し、形成される層は極めて薄く、断面SEMなどで検出することはできなかった。
As shown in FIG. 1E, the drive gas of the valves V14 and V24 at the inlet of the
図1Fに示すように、高周波電源PSをオフとし、ガス供給系1a,1b、3連バルブ2a、2bの駆動ガスを止めて、ガス供給系1の全バルブ、および3連バルブ2a、2bを閉とし、捨てガスライン3入口のバルブV14,V24に駆動ガスを供給してバルブV14、V24を開とする。反応室RC内の残留ガスが排気されるとともに、ガス供給系配管1a、1b下流側の残留ガスも排気される。基板の表面処理は終了する。
As shown in FIG. 1F, the high frequency power supply PS is turned off, the driving gas of the
図1Gに示すように、捨てガスライン3入口のバルブV14,V24の駆動ガスを止めてバルブV14、V24を閉じ、ガス供給系1cのテトラメチルシランSi(CH3)4ラインとガス供給系1bの2酸化炭素CO2ライン、および3連バルブ2bに駆動ガスを供給してバルブを開け、混合ガスを反応室RC内に流し、280Pa程度の減圧雰囲気を形成する。基板SUBの温度は、400℃程度とし、高周波電源PSをオンにしてプラズマを立てる。SiC層が堆積する。なお、SiC層は、Si−C結合を含む材料の層であり、原料ガスに由来する他の成分(HやO等)を含んでもよい。
As shown in FIG. 1G, the driving gas of the valves V14 and V24 at the inlet of the
図1Hに示すように、高周波電源PSをオフとし、ガス供給系配管1a、1b、1cの全バルブ、および3連バルブ2a、2bを閉とし、捨てガスライン3入口のガス供給系1b側バルブV24に駆動ガスを供給してバルブV24を開とする。反応室RC内の残留ガスが排気されるとともに、ガス供給系配管1b下流側の残留ガスも排気される。SiC層堆積は終了する。その後、層間絶縁膜を形成する。
As shown in FIG. 1H, the high frequency power supply PS is turned off, all valves of the gas
図1Iは、SiC層表面を光学顕微鏡で撮影した表面状態を示す写真である。多数の突起が観察され、Siが異常成長したヒロックを示すと考えられる。表面処理を行なわない時には観察されないので、SiH4/NH3混合ガスによるソーク、NH3/N2混合ガスのプラズマ処理によりヒロックが発生したと考えられる。 FIG. 1I is a photograph showing a surface state obtained by photographing the surface of the SiC layer with an optical microscope. Many protrusions are observed, and it is considered that Si indicates abnormally grown hillocks. Since it is not observed when the surface treatment is not performed, it is considered that hillocks are generated by the soak with the SiH 4 / NH 3 mixed gas and the plasma treatment with the NH 3 / N 2 mixed gas.
図1Jは、銅配線の抵抗を測定した結果を示すグラフである。四角が抵抗の分布を示し、その中に引いた横線が平均値を示す。上下の縦線はバラツキの幅を示す。一応目的とした抵抗値Rtを下回るサンプルもあるが、上回るサンプルが多く、満足できる結果ではない。 FIG. 1J is a graph showing the results of measuring the resistance of the copper wiring. The squares show the resistance distribution, and the horizontal line drawn in them shows the average value. Vertical lines on the top and bottom indicate the width of variation. Although some samples have a resistance value Rt that is less than the intended value, there are many samples that exceed the resistance value Rt, which is not a satisfactory result.
本発明者は、これらの満足できない実験結果の原因を検討した。可能性の1つとして連動3連バルブ2aがある。図1Cに示すSiH4/NH3混合ガスによるソークの後、図1Dに示すように3連バルブ2aは閉じる。3連バルブ2a内にSiH4ガスが閉じ込められる。3連バルブV11,V12,V13間の配管は1.8m程度と長いので、無視できない体積がある。NH3ガスで希釈する前のSiH4ガスであるので濃度も高い。
The inventor examined the cause of these unsatisfactory experimental results. One possibility is the interlocking
図1Eの工程で3連バルブ2a、2bが開き、3連バルブ2aにはN2ガスが流れ、3連バルブ2bにはNH3ガスが流れる。3連バルブ2bにNH3ガスが閉じこめられていても、同じNH3ガスが流れるので問題は生じないであろう。3連バルブ2aには、N2ガスが流れるが、先に閉じ込められたSiH4ガスが速やかに消滅する保証はない。特に表面などに吸着したSiH4ガスは、時間をかけてリリースされる可能性もある。プラズマによる熱で銅配線中の銅がマイグレーションすると、窒化したSi層に覆われていないフレッシュな銅表面が生じる可能性がある。この銅表面にSiH4が接触し、反応するとSiが成長する可能性があり、ヒロックを生じる可能性がある。プラズマ処理、SiC層成長等の工程で、基板は加熱され、銅配線に付着したSiがあると、銅配線内にSiが拡散する可能性がある。銅配線中へのSiの拡散は、銅配線の抵抗値を増大させるであろう。
In the process of FIG. 1E, the
そこで、本発明者は3連バルブ2aにガスが閉じ込められないように、PE−CVD装置を改良することを考えた。捨てガスライン3入口のバルブV14、V24をオープンにしてガス供給系1a、1b下流側の残留ガスを捨てる際、3連バルブ2aでは、3つのバルブV11,V12,V13の内1つのみを閉とできれば、反応室内の残留ガス、ガス供給系の下流側の残留ガスを排気できると共に、3連バルブ2a内にガスが閉じ込められることも回避できる。
Therefore, the present inventor has considered improving the PE-CVD apparatus so that gas is not trapped in the
図2Aは、試作したPE−CVD装置の構成を概略的に示すダイアグラムである。バルブの駆動ガスは全てオフとした状態を示す。3連バルブ2aの内の1つ、試作した装置においては第2バルブV12、をノーマリオープン(○で表記した)のバルブに置換し、捨てガスライン3のガス供給系1a側のノーマリクローズのバルブV14と連動させる(駆動ガスを共通にする)。3連バルブ2aの第1、第3バルブV11,V13は、図1Cで説明した時と変わらず、ノーマリクローズバルブで連動する。バルブV11とV13は駆動ガスDG1で駆動される連動バルブであり、バルブV12とV14は駆動ガスDG2で駆動される連動バルブである。但し駆動ガスDG2を供給すると、バルブV14は開となり、バルブV12は閉となる。駆動ガスDG1,DG2を供給すると、3連バルブ2aはV12のみ閉となり、V11とV13は開となる。捨てガスラインのバルブV14は開となる。駆動ガスDG1のみを供給すると、3連バルブ2aは全て開となり、ガス供給系1aと反応室RCの間が接続される。捨てガスラインのバルブV14は閉である。3連バルブ2bは、変更せず、駆動ガス供給によりバルブV21,V22,V23がすべて開となるノーマリクローズバルブである。図1C,1Eに示す、ガス供給系1a、1bから反応室RCにガスを供給する工程においては、3連バルブ2bに駆動ガスを供給して開とすると共に、及び連動バルブV11,V13に駆動ガスDG1を供給することにより同一の状態が実現される。
FIG. 2A is a diagram schematically showing the configuration of a prototype PE-CVD apparatus. The valve drive gas is all turned off. Replace one of the
図2Bは、残留ガスを捨てる状態を示す。ガス供給系1の駆動ガスは止めて、全バルブを閉とし、3連バルブ2bへの駆動ガス供給も停止して3連バルブV21,V22,V23を閉にする。3連バルブ2aには駆動ガスDG1,DG2を供給する。駆動ガスDG1はバルブV11,V13を開とする。駆動ガスDG2は、バルブV14を開とし、バルブV12を閉とする。閉じたバルブV12より上のガス供給系1a側配管中の残留ガスはバルブV14を介して捨てガスライン3から排気され、バルブV12より下の配管中、反応室RC中の残留ガスは反応室から排気される。図1C〜1Hに示した工程において、図1D,1Fに示した残留ガス排気工程が、図2Bに示したものに置換される。3連バルブ2aでのガス閉じ込めが抑制され、閉じ込められたガスによる悪影響が抑制されることが期待される。
FIG. 2B shows a state where the residual gas is discarded. The driving gas in the
図2Cは、図1Hに示す捨てガスライン3入口のガス供給系1b側バルブV24を開き、3連バルブ2bを閉じて、排気する状態を示す。バルブV12はノーマリオープンの状態である。
FIG. 2C shows a state in which the
図1C〜1Hの工程を終え、反応室RCを開ける時は、駆動ガスを全てオフとし、図2Aの状態とすればよい。バルブV12が開となるが、両側のバルブV1,V3が閉なので、問題は生じない。なお、3連バルブV11,V12,V13を全て閉とするには、駆動ガスDG2を供給すればよい。 When the steps of FIGS. 1C to 1H are completed and the reaction chamber RC is opened, all of the driving gas may be turned off to the state of FIG. 2A. The valve V12 is opened, but no problem arises because the valves V1 and V3 on both sides are closed. In order to close all the triple valves V11, V12, V13, the driving gas DG2 may be supplied.
試作したPE−CVD装置を用い、図1C−1Hに示す工程を、図1D,1Fは図2Bに置換し、図1Hは図2Cに置換して銅のデュアルダマシン配線に表面処理を行ない、SiC層を成長した。 Using the prototype PE-CVD apparatus, the process shown in FIGS. 1C and 1H is replaced with FIG. 2B in FIGS. 1D and 1F, and FIG. 1H is replaced with FIG. 2C to perform surface treatment on the copper dual damascene wiring. Growing layer.
図3AはSiC層表面の光学顕微鏡写真、図3Bは配線抵抗の測定結果を示すグラフである。ヒロック的な表面の凹凸は観察されなかった。配線抵抗は、バラツキ上は目的とした配線抵抗Rtを上回るものもあるが、配線抵抗の主分布は目的とした抵抗値を下回った。バラツキの幅も狭くなった。本発明者の解釈が正しかったか否かは別として、結果として銅配線の性能は向上し、半導体装置の性質も向上した。ガスの閉じ込めを抑制できたためと考えられる。 FIG. 3A is an optical micrograph of the surface of the SiC layer, and FIG. 3B is a graph showing a measurement result of wiring resistance. No hillock-like surface irregularities were observed. Although the wiring resistance varies in some cases over the target wiring resistance Rt, the main distribution of the wiring resistance is lower than the target resistance value. The width of the variation has also narrowed. Apart from whether the inventor's interpretation was correct or not, as a result, the performance of the copper wiring was improved and the properties of the semiconductor device were also improved. This is thought to be due to the suppression of gas confinement.
以上、予備実験、実施例に沿って本発明を説明したが、これらは何ら制限的なものではない。例えば、3連バルブ2bも3連バルブ2a同様の構成としてもよい。ガス供給系の数は任意に増減できる。銅配線は純銅の場合のみでなく、銅合金で形成する場合を含む。バリアメタルはTaNに限らない。Ta,TiN等を用いてもよい。層間絶縁膜の材料も酸化シリコンやSiOCに限らない。ポラスシリカ、SiLK等の塗布型低誘電率絶縁膜等を用いてもよい。銅拡散防止絶縁膜もSiC膜に限らない。SiN膜等を用いてもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated along the preliminary experiment and the Example, these are not restrictive at all. For example, the
ガス供給系と反応室とを2連バルブで接続してもよい。フィルタがない構成等に有効であろう。また、複数のフィルタを含む4連以上のバルブを用いてもよい。2つ以上の連続バルブを含む配管を用い、不要ガスを捨てる時、連続バルブを同時に閉とすれば、ガスの閉じ込めが生じる。連続バルブの1つのみを閉とするようにすれば、ガスの閉じ込めを抑制することができる。PE−CVD装置に代え、高周波電源、対向電極のないCVD装置としても同様の効果が期待できる。 The gas supply system and the reaction chamber may be connected by a double valve. It would be effective for a configuration without a filter. Further, four or more valves including a plurality of filters may be used. When pipes including two or more continuous valves are used and unnecessary gases are discarded, gas confinement occurs if the continuous valves are simultaneously closed. If only one of the continuous valves is closed, gas confinement can be suppressed. Similar effects can be expected from a high-frequency power source and a CVD apparatus without a counter electrode instead of the PE-CVD apparatus.
その他、種々の変更、置換、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。以下、本発明の特徴を付記する。 It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, substitutions, improvements, combinations, and the like are possible. The features of the present invention will be described below.
[付記1] (1)
成膜を行なう反応室と、
前記反応室にガスを供給する第1のガス供給系配管であって、マスフローコントローラとその前後のバルブを備える複数の配管を含む第1のガス供給系配管と、
前記第1のガス供給系配管と前記反応室を接続する、2つ以上のバルブを含む連続バルブを有する第1の接続配管と、
前記反応室に接続された排気系配管と、
前記第1のガス供給系配管の下流と前記排気系配管を選択的に接続する第1の捨てガスバルブを含む捨てガス配管と、
を有し、前記第1の接続配管の連続バルブの内の1つのバルブと前記第1の捨てガスバルブとの一方がノーマリオープン、他方がノーマリクローズの異なるタイプであり、共通の駆動ガスによって連動する気相成長装置。
[Appendix 1] (1)
A reaction chamber for film formation;
A first gas supply system pipe for supplying gas to the reaction chamber, the first gas supply system pipe including a plurality of pipes including a mass flow controller and valves before and after the mass flow controller;
A first connection pipe having a continuous valve including two or more valves connecting the first gas supply system pipe and the reaction chamber;
An exhaust pipe connected to the reaction chamber;
A waste gas pipe including a first waste gas valve that selectively connects the exhaust system pipe downstream with the first gas supply system pipe;
And one of the continuous valves of the first connection pipe and the first discarded gas valve are normally open, and the other is normally closed. Interlocking vapor phase growth equipment.
[付記2] (2)
前記第1の接続配管の連続バルブの前記1つのバルブ以外のバルブが2つ以上の場合、同タイプで、共通の駆動ガスによって連動する付記1記載の気相成長装置。
[Appendix 2] (2)
The vapor phase growth apparatus according to
[付記3] (3)
前記反応室にガスを供給する第2のガス供給系配管であって、マスフローコントローラとその前後のバルブを備える複数の配管を含む第2のガス供給系配管と、
前記第2のガス供給系配管と前記反応室を接続する2つ以上のバルブを含む連続バルブを有する第2の接続配管と、
をさらに有し、前記捨てガス配管が前記第2のガス供給系配管の下流と前記排気系配管を選択的に接続する第2の捨てガスバルブを含む、付記1または2記載の気相成長装置。
[Appendix 3] (3)
A second gas supply system pipe for supplying gas to the reaction chamber, the second gas supply system pipe including a plurality of pipes including a mass flow controller and valves before and after the mass flow controller;
A second connection pipe having a continuous valve including two or more valves connecting the second gas supply system pipe and the reaction chamber;
The vapor phase growth apparatus according to
[付記4]
前記第2の接続配管の2つ以上のバルブは共通の駆動ガスによって連動する同一タイプのバルブである、付記3記載の気相成長装置。
[Appendix 4]
The vapor phase growth apparatus according to
[付記5]
前記第1、第2のガス供給系配管のマスフローコントローラの前後のバルブ、前記第1の接続配管の連続バルブの前記1つのバルブ以外のバルブ、前記第2の接続配管の連続バルブ、前記捨てガス配管の前記第1、第2の捨てガスバルブがノーマリクローズタイプであり、前記第1の接続配管の連続バルブの前記1つのバルブがノーマリオープンタイプである付記3または4記載の気相成長装置。
[Appendix 5]
Valves before and after the mass flow controller of the first and second gas supply pipes, valves other than the one valve of the continuous valve of the first connection pipe, continuous valves of the second connection pipe, and the waste gas The vapor phase growth apparatus according to
[付記6]
前記第1、第2の接続配管の連続バルブが第1、第2、第3の3連バルブであり、第2、第3のバルブ間にフィルタを含み、第1、第2バルブ間が第2、第3のバルブ間より長い付記3〜5のいずれか1項記載の気相成長装置。
[Appendix 6]
The continuous valves of the first and second connection pipes are first, second, and third triple valves, including a filter between the second and third valves, and the first and second valves are connected between the first and second valves. 2. The vapor phase growth apparatus according to any one of
[付記7]
前記反応室内にプラズマを発生させる高周波電源をさらに有する付記1〜6のいずれか1項記載の気相成長装置。
[Appendix 7]
The vapor phase growth apparatus according to any one of
[付記8] (4)
ダマシン配線を形成した半導体基板を準備する工程と、
反応室と、第1のガス供給系配管と、前記第1のガス供給系配管と前記反応室を接続する2つ以上の連続バルブを含む第1の接続配管と、前記反応室に接続された排気系配管と、前記第1のガス供給系配管の下流と前記排気系配管を選択的に接続する第1の捨てガスバルブを含む捨てガス配管とを有する気相成長装置の前記反応室内に前記半導体基板を搬入し、前記第1のガス供給系配管から第1のガスを供給して第1の表面処理を行なう工程と、
前記第1のガス供給系配管を閉じ、前記第1の接続配管の2つ以上の連続バルブの内1つのバルブのみを閉じ、前記第1の捨てガスバルブを開いて残留ガスを排気する工程と、
前記第1のガス供給系配管から第2のガスを供給して第2の表面処理を行なう工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
[Appendix 8] (4)
Preparing a semiconductor substrate on which damascene wiring is formed;
A reaction chamber, a first gas supply system pipe, a first connection pipe including two or more continuous valves connecting the first gas supply system pipe and the reaction chamber, and connected to the reaction chamber The semiconductor in the reaction chamber of a vapor phase growth apparatus having an exhaust system pipe, a waste gas pipe including a first waste gas valve that selectively connects the exhaust system pipe and a downstream of the first gas supply system pipe Carrying in a substrate and supplying a first gas from the first gas supply system pipe to perform a first surface treatment;
Closing the first gas supply system pipe, closing only one of the two or more continuous valves of the first connection pipe, and opening the first waste gas valve to exhaust residual gas;
Supplying a second gas from the first gas supply system piping to perform a second surface treatment;
A method of manufacturing a semiconductor device including:
[付記9] (5)
前記気相成長装置が、第2のガス供給系配管と、前記第2のガス供給系配管と前記反応室を接続する2つ以上の連続バルブを含む第2の接続配管とをさらに有し、前記捨てガス配管が前記第2のガス供給系配管の下流と前記排気系配管を選択的に接続する第2の捨てガスバルブを含み、前記第1の表面処理と前記第2の表面処理が、前記第1のガス供給系配管と前記第2のガス供給系配管からガスを供給して行う付記8記載の半導体装置の製造方法。
[Appendix 9] (5)
The vapor phase growth apparatus further includes a second gas supply system pipe, and a second connection pipe including two or more continuous valves that connect the second gas supply system pipe and the reaction chamber, The waste gas pipe includes a second waste gas valve that selectively connects the exhaust gas pipe downstream with the second gas supply system pipe, and the first surface treatment and the second surface treatment include The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 8, wherein gas is supplied from a first gas supply system pipe and the second gas supply system pipe.
[付記10]
前記第1の表面処理が前記第1のガス供給系配管からSiH4ガスを供給し、前記第2のガス供給系配管から希釈ガスを供給して行い、前記第2の表面処理が前記第1のガス供給系配管から希釈ガスを供給し、前記第2のガス供給系配管からNH3を供給して、プラズマ中で行なう付記9記載の半導体装置の製造方法。
[Appendix 10]
The first surface treatment is performed by supplying SiH 4 gas from the first gas supply system pipe and supplying a dilution gas from the second gas supply system pipe, and the second surface treatment is performed by the first surface treatment. The manufacturing method of a semiconductor device according to appendix 9, wherein dilution gas is supplied from the gas supply system pipe and NH 3 is supplied from the second gas supply system pipe, and the process is performed in plasma.
[付記11]
前記ダマシン配線が銅配線であり、
前記第2の表面処理の後、さらに銅拡散防止絶縁膜を気相成長する工程をさらに含む、
付記8〜10のいずれか1項記載の半導体装置の製造方法。
[Appendix 11]
The damascene wiring is copper wiring;
After the second surface treatment, further includes a step of vapor-phase growing a copper diffusion prevention insulating film,
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 8 to 10.
[付記12]
前記銅拡散防止絶縁膜を気相成長する工程が、SiC膜をプラズマ促進化学気相成長で成膜する付記11記載の半導体装置の製造方法。
[Appendix 12]
The method of manufacturing a semiconductor device according to
CDB1 第1銅拡散防止絶縁膜、
IL1 第1層間絶縁膜、
BM バリアメタル層、
CW 銅層、
DDW デュアルダマシン配線、
SP 表面処理、
CDB2 第2銅拡散防止絶縁膜、
IL2 第2層間絶縁膜、
V バルブ、
MFC マスフローコントローラ、
RC 反応室、
VP 真空排気系、
PS 高周波電源、
DG 駆動ガス、
1 ガス供給系、
2 3連バルブ、
3 捨てガスライン、
11 シリコン基板、
12 シャロートレンチアイソレーション、
13 ゲート絶縁膜、
14 ゲート電極、
17 サイドウォールスペーサ、
18 ソース/ドレイン領域、
20 エッチストッパ膜、
21 下層層間絶縁膜、
22 タングステンプラグ、
29,47 銅拡散防止絶縁膜、
44 バリアメタル層、
45 銅配線層。
CDB1 first copper diffusion prevention insulating film,
IL1 first interlayer insulating film,
BM barrier metal layer,
CW copper layer,
DDW dual damascene wiring,
SP surface treatment,
CDB2 second copper diffusion prevention insulating film,
IL2 second interlayer insulating film,
V valve,
MFC mass flow controller,
RC reaction chamber,
VP vacuum exhaust system,
PS high frequency power supply,
DG driving gas,
1 gas supply system,
2 Triple valve,
3 Waste gas line,
11 Silicon substrate,
12 Shallow trench isolation,
13 Gate insulating film,
14 gate electrode,
17 side wall spacer,
18 source / drain regions,
20 Etch stopper film,
21 lower interlayer insulating film,
22 Tungsten plug,
29, 47 Copper diffusion prevention insulating film,
44 barrier metal layer,
45 Copper wiring layer.
Claims (4)
前記反応室に第1のガスを供給するための第1のガス供給系であって、マスフローコントローラとその前後のバルブを備える複数の配管を含む第1のガス供給系と、
前記第1のガス供給系と前記反応室を接続する、第1の接続配管と、
前記第1の接続配管に設けられ、前記第1のガスの前記反応室への供給を遮断できる、2つ以上のバルブを含む第1の連続バルブと、
前記反応室に接続された排気系配管と、
前記排気系配管に接続された捨てガス配管と、
前記第1のガス供給系下流かつ前記第1の連続バルブ上流の前記第1の接続配管と前記捨てガス配管との接続及び非接続を制御する第1の捨てガスバルブと、
を有し、前記第1の連続バルブの1つのバルブと前記第1の捨てガスバルブとが、一方がノーマリオープン、他方がノーマリクローズの異なるタイプであり、第1の駆動ガスによって連動し、前記第1の連続バルブの他のバルブが第2の駆動ガスで駆動される気相成長装置。 A reaction chamber for film formation;
A first gas supply system for supplying a first gas to the reaction chamber, the first gas supply system including a mass flow controller and a plurality of pipes including valves before and after the mass flow controller;
A first connection pipe connecting the first gas supply system and the reaction chamber;
A first continuous valve including two or more valves provided in the first connection pipe and capable of shutting off the supply of the first gas to the reaction chamber;
An exhaust pipe connected to the reaction chamber;
A waste gas pipe connected to the exhaust system pipe;
A first waste gas valve that controls connection and disconnection between the first connection pipe downstream of the first gas supply system and upstream of the first continuous valve and the waste gas pipe;
One valve of the first continuous valve and the first discarded gas valve are different types, one being normally open and the other being normally closed, and interlocked by the first driving gas, A vapor phase growth apparatus in which another valve of the first continuous valve is driven by a second driving gas.
前記第2のガス供給系と前記反応室を接続する第2の接続配管と、
前記第2の接続配管に設けられ、前記第2のガスの前記反応室への供給を遮断できる、2つ以上のバルブを含む第2の連続バルブと、
前記第2のガス供給系の下流かつ前記第2の連続バルブ上流の前記第2の接続配管と前記捨てガス配管との接続及び非接続を制御できる第2の捨てガスバルブと、
をさらに有する請求項1または2記載の気相成長装置。 A second gas supply system for supplying a second gas to the reaction chamber, the second gas supply system including a mass flow controller and a plurality of pipes including valves before and after the mass flow controller;
A second connection pipe connecting the second gas supply system and the reaction chamber;
A second continuous valve including two or more valves provided in the second connection pipe and capable of shutting off the supply of the second gas to the reaction chamber;
A second waste gas valve capable of controlling connection and disconnection between the second connection pipe and the waste gas pipe downstream of the second gas supply system and upstream of the second continuous valve;
The vapor phase growth apparatus according to claim 1 or 2, further comprising:
反応室と、前記反応室へ第1のガスを供給する第1のガス供給系であって、マスフローコントローラとその前後のバルブを備える複数の配管を含む第1のガス供給系と、
前記第1のガス供給系と前記反応室を接続する第1の接続配管と、
前記第1の接続配管に設けられ、
前記第1のガスの前記反応室への供給を遮断できる、2つ以上のバルブを含む第1の連続バルブと、
前記反応室に接続された排気系配管と、
前記排気系配管に接続された捨てガス配管と、
前記第1のガス供給系下流かつ前記第1の連続バルブ上流の前記第1の接続配管と前記捨てガス配管との接続及び非接続を制御する第1の捨てガスバルブとを有し、
前記第1の連続バルブの1つのバルブと前記第1の捨てガスバルブとが、一方がノーマリオープン、他方がノーマリクローズの異なるタイプであり、第1の駆動ガスによって連動し、
前記第1の連続バルブの他のバルブが第2の駆動ガスで駆動される気相成長装置の前記反応室内に前記半導体基板を搬入し、
前記第1のガス供給系から前記第1のガスとして第1の処理ガスを供給して第1の表面処理を行なう工程と、
前記第1のガス供給系を閉じ、
前記第1の連続バルブの1つのバルブのみを閉じ、
前記第1の捨てガスバルブを開いて残留ガスを排気する工程と、
前記第1のガス供給系から前記第1のガスとして第2の処理ガスを供給して第2の表面処理を行なう工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 Preparing a semiconductor substrate on which damascene wiring is formed;
A first gas supply system that includes a reaction chamber and a first gas supply system that supplies a first gas to the reaction chamber, the gas flow system including a mass flow controller and a plurality of pipes provided before and after the mass flow controller;
A first connection pipe connecting the first gas supply system and the reaction chamber;
Provided in the first connection pipe;
A first continuous valve including two or more valves capable of shutting off the supply of the first gas to the reaction chamber;
An exhaust pipe connected to the reaction chamber;
A waste gas pipe connected to the exhaust system pipe;
A first waste gas valve that controls connection and disconnection between the first connection pipe downstream of the first gas supply system and upstream of the first continuous valve and the waste gas pipe;
One valve of the first continuous valve and the first waste gas valve are different types, one being normally open and the other being normally closed, and interlocked by the first driving gas,
Carrying the semiconductor substrate into the reaction chamber of a vapor phase growth apparatus in which another valve of the first continuous valve is driven by a second driving gas;
Supplying a first process gas as the first gas from the first gas supply system to perform a first surface treatment;
Closing the first gas supply system;
Close only one valve of the first continuous valve;
Opening the first waste gas valve to exhaust residual gas;
Supplying a second processing gas as the first gas from the first gas supply system to perform a second surface treatment;
A method of manufacturing a semiconductor device including:
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JP2003190761A (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-08 | Applied Materials Inc | Method for detecting gas liquefying place in gas supply piping, gas supply method using the same and semiconductor manufacturing apparatus |
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