JPH04345022A

JPH04345022A - ブランケットメタルｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH04345022A
Application number: JP11761991A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hasegawa; 利昭長谷川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1992-12-01

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、ブランケットメタルＣ
ＶＤ装置、特にパーティクルの発生を防止するためのパ
ージガスを流すウエハークランプ機構を有するブランケ
ットメタルＣＶＤ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】次世代以降の超々ＬＳＩでは、０．３５
μｍ□以下の微細コンタクトホールやビア（ｖｉａ）ホ
ール等を埋め込む技術として、カバレージ（被覆性）が
良好で、しかも従来の多結晶シリコンプラグ（ポリプラ
グ）等と比較してコンタクト抵抗が低く、ＣＶＤ法で成
長せしめられるブランケットメタル、例えばタングステ
ン（Ｗ）が注目を集めている。本明細書中のブランケッ
トとは非選択性を意図するものである。

【０００３】上記ブランケットタングステンＣＶＤ法で
成長せしめられるタングステン膜は成長すべき面に窒化
チタン（ＴｉＮ）等の密着層がないと剥離してしまうと
いう問題が生じる。すなわち、ＴｉＮ層等の密着層が形
成されていないウエハーの裏面や、ウエハーを押さえつ
けるためのクランプの跡となるクリップマーク上にタン
グステンが成膜したとき、そのタングステン膜部の密着
性が弱いため、その部分から剥離してしまう。従来のブ
ランケットタングステンＣＶＤ装置は、図５に示すよう
に支持台（サセプタ）２上に載置されたウエハー１の周
縁をクランプ３により固定してウエハー裏面やクリップ
マーク部を被覆する。そうすることによってウエハー裏
面やクリップマーク部にタングステンを成膜させないよ
うにしてタングステンの剥離を防止する。すなわち、図
６により詳細に示すように、サセプタ２上に載置された
ウエハー１は、その周縁部をクランプ３で被覆し（図７
ａ，ｂ参照）、ウエハー１とそれに密着させたクランプ
３の間から少量のパージガス６をＣＶＤ反応室内へ漏ら
すように流すことによって原料ガス（ＷＦ６，Ｈ２）が
ウエハー１の裏面に回り込んだり、クランプ内へ入るの
を防止していた。図５で４はＣＶＤ反応室、５は原料ガ
ス、２０はチャンバである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のクラン
プでは、パージガス６がクランプ３とウエハー１の間か
ら漏れる流量はごく少量であるので、原料ガス５がウエ
ハー１裏面の方へ侵入することを完全に防止することは
不可能であった。従って、ブランケットＣＶＤタングス
テン膜がクランプ３内のサセプタ２面上あるいはクラン
プ３それ自体の内面に形成されるのを防止することはで
きなかった。しかも、ウエハー１を多数処理して行くう
ちに、クランプ３内面およびサセプタ２上にタングステ
ン膜が無視できないくらい堆積してしまい、この堆積さ
れたタングステン膜は上述したように容易に剥離してし
まい。いずれかのウエハー処理面にパーティクル（粒子
）の発生を招いた。

【０００５】また、従来のブランケットメタルＣＶＤ装
置において、原料ガスの侵入をより強く防止するために
パージガスの流量および圧力を増大した場合、パージガ
スがＣＶＤ反応室４の反応ガス（原料ガス）分布を乱し
たり、あるいは希釈したりしてメタル堆積速度を低下さ
せ生産性を悪化させる場合があった。

【０００６】本発明は密着層が形成されていないウエハ
ー上の金属薄膜（メタル）の堆積を防止すると同時にウ
エハークランプ内のパージガスのＣＶＤ反応への影響を
防止できるブランケットメタルＣＶＤ装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
れば、半導体基板を載置するための支持台と、前記半導
体上に金属薄膜を成長させるための原料ガスを供給する
原料ガス供給手段と、前記半導体基板を前記支持台上に
固定させ、前記原料ガスをパージするためのパージガス
供給機構を有するクランプとを具備するブランケットメ
タルＣＶＤ装置において、前記クランプに前記パージガ
スを排気するためのパージガス排気機構を設けたことを
特徴とするブランケットメタルＣＶＤ装置によって解決
される。

【０００８】本発明では、パージガスとして原料ガスを
浄化するため、不活性ガスを用いることが好ましく、ま
た、エッチングガスのみあるいは不活性ガスを含むエッ
チングガスを用いることができる。

【０００９】

【作用】本発明によれば、支持台（サセプタ）２上に載
置された半導体基板（ウエハー）１を周縁部で固定する
クランプ３内部に従来のパージガス導入口７ａの他に排
気機構であるパージガス排気口７ｂを設けているためク
ランプ１３内部のパージガス６の流速が従来装置に比較
して著しく速くなる。従って、たとえ原料ガスがクラン
プ３内部に入りこんできても速やかに排気され、クラン
プ３内面やクランプ内のウエハー１面にメタル（金属薄
膜）が堆積しない。また、従来装置に比較してパージガ
ス６の流量が多く、原料ガスがクランプ３の内部に入っ
てきても大量のパージガスによって希釈されるため反応
がおこりにくくなり、メタルが堆積しない。しかもパー
ジガス６の流速が速く、圧力が高いため、クランプ３内
部に吸着してしまった原料ガスを強制的に排気できる。また、反応ガスの入り込んでくる量が多くなり、たとえ
メタル（タングステン）がクランプ内に堆積した場合に
は、パージガスとしてエッチングガスを用いることによ
り堆積したメタルはエッチング排出され、パーティクル
が低減される。

【００１０】また、従来装置では、クランプ３内面およ
びクランプ内のサセプタ２にメタル（タングステン）が
成膜し、それを定期的にクリーニングして取り除いてい
たが、本発明ではその必要がなくなり、メンテナンスサ
イクルの長期化が可能となる。

【００１１】しかも、たとえクランプ内でのパージガス
流量、圧力を増加させたとしても排気機構を有している
ため、ＣＶＤ反応室４へ送られるパージガス６量が少な
くなり、ＣＶＤ反応に悪影響を及ぼさない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】図１および図２は本発明に係るブランケッ
トメタルＣＶＤ装置の第１の実施例を説明するための図
であり、図５で説明した従来のブランケットメタルＣＶ
Ｄ装置のクランプ３をクランプ１３に変えた装置が第１
実施例となっている。

【００１４】図１に示したウエハー１のクランプ１３は
図２に拡大して示してあるように、その内部にパージガ
ス６の導入口７ａの他にパージガス６を排気するパージ
ガス排気口７ｂを、その排気ラインのポンプの引き口（
図示せず）近くに配設する。

【００１５】本ブランケットメタルＣＶＤ装置を用いて
、以下の工程（条件）によってブランケットタングステ
ンを形成した。

【００１６】工程１：Ｗ成長時のウエハーの温度：４７５℃ 原料ガスＷＦ６／ＳｉＨ４／Ｈ２＝２５／１５／０ｓｃ
ｃｍ反応室内圧力：８０Ｔｏｒｒ工程２：Ｗ成長時のウエハーの温度：４７５℃ 原料ガスＷＦ６／ＳｉＨ４／Ｈ２＝６０／０／３６０ｓ
ｃｃｍ反応室内圧力：８０Ｔｏｒｒこのとき、図１に示したクランプ１３内に供給したパー
ジガス６はアルゴン（Ａｒ）ガスとし、その流量を１０
００ｓｃｃｍとし圧力は８５Ｔｏｒｒとした。

【００１７】上記パージガスとしては、Ａｒガスの他、
ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ
）、キセノン（Ｘｅ）等の不活性ガスあるいは反応に寄
与しない窒素（Ｎ２）を用いてもよい。クランプ１３内
を流れるパージガスＡｒの圧力（８５Ｔｏｒｒ）がＣＶ
Ｄ反応室４内の圧力（８０Ｔｏｒｒ）より高いため、パ
ージガス６が図２に示すようにクランプ１３とウエハー
１との間からＣＶＤ反応室４内へ流れ出る。そのため、
クランプ１３とウエハー１間にはタングステン（メタル
）が従来同様にほとんど堆積されず、しかもクランプ１
３とウエハー１間からクランプ１３内へ反応ガスが入り
込んでも十分速いパージガスが流れているため、誤反応
ガスが急速に希釈され排気され、クランプ内のウエハー
１の表面、サセプタ２の上面においてタングステン成膜
を防止できた。

【００１８】実施例２実施例１のブランケットメタルＣＶＤ装置において、そ
のクランプ機構内の排気機構を図２に示すように、内壁
１２を設けることによりパージガス導入口７ａと排気口
７ｂを同一側面に設ける。このように、排気ラインをク
ランプ内に組み込むことによって、排気機構が容易に設
置でき、搬送機構も従来装置のものをそのまま使えばよ
いので改造が簡単であり、また改造にかかるコストも大
幅に低減できる。

【００１９】実施例３実施例１のブランケットメタルＣＶＤ装置において、パ
ージガス６の代わりにタングステンをエッチングするこ
とが可能なガスを用いた。このエッチングガスとしては
Ｆラジカルを容易に発生できるＳＦ６、ＮＦ３、ＨＦ、
Ｓ２Ｆ２等を用い、図４に示したようなブランケットメ
タルＣＶＤ装置を用いてＦラジカルを供給する。なお、
クランプ機構は図３に示したパージガス導入口７ａとパ
ージガス排気口７ｂを同一側面に設けた装置を用いた。この第３実施例での条件は、ＮＦ３（エッチングガス）＝１００ｓｃｃｍＲＦ＝１０
０Ｗ圧力＝８５Ｔｏｒｒとした。

【００２０】ここで、エッチングガスをパージガスとし
て用いた図４のＣＶＤ装置の構成を説明する。図４のＣ
ＶＤ装置は図１（クランプを図３のようにした）のＣＶ
Ｄ装置の下部にプラズマ発生装置を配設した装置である
。すなわち、エッチングガス１０はエッチングガス導入
口２３を介して石英チャンバ２１内に入り、下部電極Ｒ
Ｆ印加マッチングボックス２２によるＲＦ印加でＲＦ放
電せしめられプラズマ２５となり、クランプ１３内へ供
給され、パージガスの機能を果たす。なお、図中２４は
ＲＦ洩れシールド筒である。

【００２１】また、クランプ１３内へ供給されたエッチ
ングガスはクランプ内部に付着したタングステンをエッ
チング除去する。なお、必要に応じてエッチングガスに
実施例１に挙げたようなパージガスを混合してもよい。また、タングステンをエッチングすることができるガス
であれば上記のエッチングガスに限らず使用することが
できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
密着層が形成されていないサセプタ面およびクランプ内
部にタングステンがほとんど堆積しない（堆積してもほ
んのわずか）ため、タングステン粒子が剥離してパーテ
ィクルを発生させることがなくなる。

【００２３】また、上記のように本発明に係るブランケ
ットメタルＣＶＤ装置では、サセプタ面およびクランプ
内部にタングステン薄膜が成膜しないため、従来装置に
おいて必要であったタングステン成膜のクリーニングを
要せず、メンテナンスサイクルを長期化することが可能
となる。

【００２４】しかも、パージガスの流量、圧力を増加さ
せてもパージガスは排気されているので、ＣＶＤ反応室
へ出て行くパージガスの量は少なく、ブランケットメタ
ルＣＶＤ成長には影響を及ぼさない。また、パージガス
の代わりにエッチングガスを用いた場合も、反応室へ出
て行くエッチングガス量が少ないため、ＣＶＤ成長に影
響が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブランケットメタルＣＶＤ装置の
第１実施例を説明するための概略図である。

【図２】本発明に係る上記第１実施例のクランプ部拡大
断面図である。

【図３】本発明に係る第２実施例のクランプ拡大断面図
である。

【図４】本発明のブランケットメタルＣＶＤ装置の第３
実施例を示す概略図である。

【図５】従来のブランケットメタルＣＶＤ装置を示す概
略図である。

【図６】従来の上記ＣＶＤ装置のクランプ部拡大断面図
である。

【図７】ウエハーとクランプの位置関係を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１　　ウエハー２　　サセプタ３，１３　　クランプ４　　ＣＶＤ反応室５　　原料ガス６　　パージガス７ａ　　パージガス導入口７ｂ　　パージガス排気口１０エッチングガス１２　　内壁２０　　チャンバ２１　　石英チャンバ２２　　下部電極ＲＦ印加マッチングボックス２３　　
エッチングガス導入口２４　　ＲＦ洩れシールド筒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　半導体基板を載置するための支持台と
、前記半導体上に金属薄膜を成長させるための原料ガス
を供給する原料ガス供給手段と、前記半導体基板を前記
支持台上に固定させ、前記原料ガスをパージするための
パージガス供給機構を有するクランプとを具備するブラ
ンケットメタルＣＶＤ装置において、前記クランプに前
記パージガスを排気するためのパージガス排気機構を設
けたことを特徴とするブランケットメタルＣＶＤ装置。
【請求項２】　　前記パージガスとして不活性ガスを用
いることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】　　前記パージガスとしてエッチングガス
あるいは不活性ガスを含むエッチングガスを用いること
を特徴とする請求項１記載の装置。