JPH04225521A - Cvd装置 - Google Patents

Cvd装置

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Publication number
JPH04225521A
JPH04225521A JP41495490A JP41495490A JPH04225521A JP H04225521 A JPH04225521 A JP H04225521A JP 41495490 A JP41495490 A JP 41495490A JP 41495490 A JP41495490 A JP 41495490A JP H04225521 A JPH04225521 A JP H04225521A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
gas
ozone
gas supply
cvd
Prior art date
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Pending
Application number
JP41495490A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Sato
淳一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP41495490A priority Critical patent/JPH04225521A/ja
Publication of JPH04225521A publication Critical patent/JPH04225521A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微細なコンタクトホー
ルやビアホールに対し、選択的に例えばタングステンを
成長させて上記コンタクトホール等を埋め込む所謂選択
W−CVDを行なうCVD装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、半導体集積回路の微細化、高集積
化に伴ない、開口(コンタクトホールやビアホール等)
の径も小さくなり、従来のバイアス・スパッタ法のみで
は対応できなくなってきている。
【0003】そこで最近では、上記開口にタングステン
を選択的に埋め込む所謂選択W−CVD法が注目され、
実用化されつつある。
【0004】これは、例えば反応ガスWF6 が金属上
で還元され易いという性質を利用して上記開口内にタン
グステンを選択的に成長させるものであり、開口のアス
ペクト比に関係なくタングステンを埋め込むことができ
るという大きな特徴を有する。
【0005】特に、この選択W−CVD法においては、
従来からのH2 (Si)還元反応に比べ、WF6 を
還元し易いSiH4 還元反応を使った選択成長法(S
iH4 還元法)が開発され、上記選択W−CVD法の
実用化が進められている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記選
択W−CVD法においては、処理回数(バッチ数)が増
えるに従って、チェンバ内壁やサセプタ周辺部にWF6
 やその反応生成物(W,WFx ,WHx Fy 等
)が附着し、この附着物が核となって選択成長が破れ、
選択W−CVDの選択性を損うという不都合がある。
【0007】チェンバ内の上記附着物を除去する方法と
して、例えば上記附着物を機械的にけずり取る方法など
が考えられるが、非常に手間がかかり、上記附着物を完
全に取り去ることは不可能である。
【0008】また、その他、窒素ガスを供給してチェン
バ内のWF6 ガス等を追い出すという方法が提案され
ている(特開昭63−169381号公報参照)。この
場合、チェンバ内壁へのWF6 等の附着を抑制するこ
とはできるが、一旦チェンバ内壁等に附着した附着物を
除去することはできず、この方法においても、最終的に
は上記機械的な方法で附着物を除去するしかない。
【0009】本発明は、このような課題に鑑みて成され
たもので、その目的とするところは、附着物に対する機
械的な除去を用いずに、活性酸素の反応性を利用して、
附着物を化学的に除去することができる、即ちチェンバ
内のセルフクリーニングが可能なCVD装置を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板1
上の開口内に、選択的に金属層を成長させて埋め込むC
VD装置Aにおいて、反応室3内へ酸素あるいは活性酸
素を供給する手段12cを具備して構成する。
【0011】また、本発明は、上記CVD装置Aにおい
て、上記手段12cと共に、反応室3内に活性酸素を発
生させる手段18を具備して構成する。
【0012】
【作用】上述の本発明の構成によれば、反応室3内へ酸
素あるいは活性酸素を供給する手段12cを設けるよう
にしたので、反応室3内壁等に附着したWF6 等の附
着物を、活性酸素の反応性を利用して昇華性が大である
酸化タングステン(タングステンブルー)に変化させて
化学的に除去することができる。即ち、機械的な除去方
法を用いずに、反応室3内壁等に対するセルフクリーニ
ングが可能になり、例えば選択W−CVDの再現性並び
に信頼性を高めることができる。
【0013】また、反応室3内へ酸素あるいは活性酸素
を供給する手段12cと共に、反応室3内に活性酸素を
発生させる手段18を具備させることにより、上記附着
物をタングステンブルーに変化させる効率が大幅に向上
し、反応室3内のセルフクリーニングの高効率化を実現
させることができる。
【0014】
【実施例】以下、図1を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
【0015】図1は、本実施例に係るCVD装置、特に
選択W−CVDを行なうCVD装置Aを示す概略構成図
である。
【0016】このCVD装置Aは、図示する如く、ウェ
ハ1を保持するサセプタ2がチェンバ3内の上部に設置
され、その下面にウェハ1を保持するようになされてい
る。ウェハ1は、既知のスライド機構4に連結され、圧
縮バネ等によって常時上方に付勢された押圧レバー(F
inger  Clamp)5によって保持される。ま
た、サセプタ2は、そのウェハ保持面2aにおいて、石
英製のプレート6が嵌め込まれ、更に、サセプタ2上部
において、石英製の赤外光導入窓7が設けられており、
外部に設置された赤外線ランプ8からの赤外光9がこれ
ら赤外光導入窓7及びプレート6を介してウェハ1の裏
面に照射されるように構成されている。
【0017】一方、チェンバ3内のサセプタ2と対向す
る側には、ガス導入管10が設置され、このガス導入管
10の径は、上記プレート6の径とほぼ同じとされてい
る。このガス導入管10は、その後部において、ガス供
給部11と連通しており、ガス供給部11内に配された
複数のリング状のガス供給管を通して外部からガスが供
給されるように構成されている。
【0018】リング状のガス供給管は、夫々3つ配され
ており、最も外側の管12aを通じて例えばSiH4 
ガスが供給され、その内側の管12bを通じてWF6 
ガスが供給され、そして、最も内側の管12cを通じて
オゾン(O3 )が供給される。オゾン(O3 )はチ
ェンバ3の外部に設置された既知のオゾン発生器13か
らマスフローコントローラ(MFC)14を介して供給
される。 また、ガス導入管10は、その管内に上下に摺動するプ
ランジャ15が配されており、このプランジャ15の上
下方向の位置によって、ガス供給部11からの混合ガス
の単位時間当たりの供給量並びに供給圧等を制御するよ
うになされている。
【0019】また、このチェンバ3は、図面上、左右に
排気口16が設けられており、この排気口16を通じて
真空排気されて、その内圧が例えば50Pa程度に保た
れている。
【0020】また、チェンバ3の外側面(上面、下面、
外周面を含む)には、例えばヒータ線17が配されて、
チェンバ3のクリーニング時、チェンバ3内の温度を室
温以上に加熱するようになされている。尚、図示の例で
は、ヒータ線17をチェンバ3下面のみに配した例を示
してあるが、実際には、上述の如く、チェンバ3の外側
面に配される。
【0021】次に、本例に係るCVD装置Aの動作を説
明する。
【0022】まず、排気口16を通じてチェンバ3内を
真空排気する。その後、チェンバ3内にウェハ1を投入
し、該ウェハ1をサセプタ2下面に押圧レバー5を介し
て保持させる。その後、2つのガス供給管12a及び1
2bより夫々SiH4 ガスとWF6 ガスを導入し、
ガス供給部11内において、これらSiH4 ガスとW
F6 ガスを混合させると共に、この混合ガスをガス導
入管10を通じてウェハ1側へ送り込む。このとき、ウ
ェハ1は、赤外線ランプ8からの赤外光9の照射によっ
て、一定の温度に保たれており、この赤外線ランプ8に
よるIR加熱により、ウェハ1表面において、WF6 
とSiH4 が反応し、タングステン(W)の還元反応
が起こる。 これにより、ウェハ1上に予め形成されているコンタク
トホールやビアホール等の開口内において、タングステ
ン(W)が選択的に成長し、ウェハ1上の全開口がタン
グステン(W)によって埋込まれる。
【0023】上記処理、即ち選択W−CVDを例えば5
0枚のウェハ1に対し行なった後、ガス供給管12a及
び12bからのSiH4 ガス及びWF6 ガスの供給
を止めると共に、オゾン発生器13からオゾン(O3 
)をマスフローコントローラ14及びガス供給管12c
を介してチェンバ3内に供給する。このガス供給管12
cを通じて供給されたオゾン(O3)は、それ自体非常
に活性化された酸素であるため、上記の如く選択W−C
VDのラン数を重ねることによってチェンバ3の内壁や
サセプタ2等に附着したWF6 やその反応生成物(W
,WFx ,WHx Fy 等)が、上記オゾン(O3
 )と急速に反応し、Wx Oy (タングステンブル
ー)となる。このWx Oy (タングステンブルー)
は、昇華性が大であるため、その後のヒータ線17への
通電によりチェンバ3自体を加熱すれば、Wx Oy(
タングステンブルー)の昇華が促進され、最終的に上記
附着物がガスとなって排気口16より排出される。この
ヒータ線17による加熱は、チェンバ3内が例えば室温
以上になる程度の加熱で十分である。
【0024】上記例は、チェンバ3のクリーニング時に
オゾン(O3 )を供給して、このオゾン(O3 )と
附着物との自然反応により附着物をWx Oy (タン
グステンブルー)に変化させるようにしたが、その他、
サセプタ2に高周波発振器18を介して高周波信号を供
給し、更にチェンバ3に接地電位VSSを印加して、チ
ェンバ3内にプラズマを発生させ、このプラズマにより
、上記ガス供給管12cから導入されたオゾン(O3 
)をより活性化のあるラジカルな酸素(O* )に分解
させて、附着物との反応を促進させ、即ち、附着物のW
x Oy (タングステンブルー)への変化をより促進
させて、チェンバ3のクリーニング時間の短縮化を図る
ようにしてもよい。 この場合、ガス供給管12cには、上記オゾン(O3 
)の代わりに酸素(O2 )を供給するようにしてもよ
い。
【0025】上述の如く、本例によれば、チェンバ3に
、SiH4 ガス及びWF6 ガスを供給するためのガ
ス供給管12a及び12bのほかに、オゾン(O3 )
を供給するためのガス供給管12cを設けて、チェンバ
3内にオゾン(O3 )を供給するようにしたので、チ
ェンバ3のクリーニング時、チェンバ3内にオゾン(O
3 )を供給することにより、チェンバ3の内壁やサセ
プタ2に附着している附着物と反応させ、この反応によ
り上記附着物を昇華性が大であるWx Oy (タング
ステンブルー)に変化させることができる。その結果、
上記附着物を機械的な除去方法を用いずに化学的にガス
に変化させて除去することができ、チェンバ3の内壁等
に対するセルフクリーニングが可能になる。これは、上
記選択W−CVDの再現性の向上並びに信頼性の向上に
つながる。
【0026】また、サセプタ2に高周波発振器18を介
して高周波を印加すると共に、チェンバ3に接地電位V
SSを印加して、チェンバ3内にプラズマを発生させれ
ば、上記附着物をWx Oy (タングステンブルー)
に変化させる効率が大幅に向上し、チェンバ3内のセル
フクリーニングにおける高効率化を実現させることがで
きる。
【0027】
【発明の効果】本発明に係るCVD装置によれば、ラン
数を重ねることによって反応室内壁等に附着した附着物
を機械的な除去方法を用いずに、活性酸素の反応性を利
用して、上記附着物を化学的に除去することができると
共に、反応室に対するセルフクリーニングを実現させる
ことができ、選択W−CVDにおける再現性の向上並び
に信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係るCVD装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
A  CVD装置 1  ウェハ 2  サセプタ 3  チェンバ 5  押圧レバー 6  プレート 7  赤外光導入窓 8  赤外線ランプ 10  ガス導入管 11  ガス供給部 12a〜12c  ガス供給管 13  オゾン発生器 14  マスフローコントローラ(MFC)15  プ
ランジャ 16  排気口 17  ヒータ線 18  高周波発振器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上の開口内に、選択的に金
    属層を成長させて埋め込むCVD装置において、反応室
    内へ酸素あるいは活性酸素を供給する手段を具備してな
    るCVD装置。
  2. 【請求項2】  反応室内に活性酸素を発生させる手段
    を具備したことを特徴とする請求項1のCVD装置。
JP41495490A 1990-12-27 1990-12-27 Cvd装置 Pending JPH04225521A (ja)

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JP41495490A JPH04225521A (ja) 1990-12-27 1990-12-27 Cvd装置

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JP41495490A JPH04225521A (ja) 1990-12-27 1990-12-27 Cvd装置

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ID=18523373

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006121585A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Applied Materials, Inc. High efficiency uv cleaning of a process chamber

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006121585A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Applied Materials, Inc. High efficiency uv cleaning of a process chamber
KR101018965B1 (ko) * 2005-05-09 2011-03-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 처리 챔버의 고효율 uv 클리닝

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