JPH0464221A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPH0464221A JPH0464221A JP17718290A JP17718290A JPH0464221A JP H0464221 A JPH0464221 A JP H0464221A JP 17718290 A JP17718290 A JP 17718290A JP 17718290 A JP17718290 A JP 17718290A JP H0464221 A JPH0464221 A JP H0464221A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は半導体ウェハの製造工程で薄膜形成方法に係わ
り、特にCVD装置での薄膜形成方法に関する。
り、特にCVD装置での薄膜形成方法に関する。
[従来の技術]
従来から半導体ウェハの製造工程ではCVD装置を用い
て薄膜形成がなされている。CVD装置は薄膜材料を構
成する元素から成る一種または数種の化合物ガス単体ガ
スを半導体ウェハ上に供給し、気相または半導体ウェハ
表面での化学反応により所望の薄膜を形成するものであ
る。ガス分子を励起させるには熱エネルギーやプラズマ
放電が用いられるが、ランプ光源装置と加熱用ヒータを
内蔵した反応室から成り、比較的低温で熱処理が行われ
るランプアニール装置がある。ランプアニール装置のラ
ンプ光源には近赤外域の範囲の波長を発生するランプを
用い、物質が近赤外線の吸収によりその振動スペクトル
で物質内の熱運動か励起され、温度が上昇して加熱され
ることを利用し、枚葉処理されている。このランプアニ
ール装置は熱処理雰囲気を制御しやすいため広く使われ
ている。
て薄膜形成がなされている。CVD装置は薄膜材料を構
成する元素から成る一種または数種の化合物ガス単体ガ
スを半導体ウェハ上に供給し、気相または半導体ウェハ
表面での化学反応により所望の薄膜を形成するものであ
る。ガス分子を励起させるには熱エネルギーやプラズマ
放電が用いられるが、ランプ光源装置と加熱用ヒータを
内蔵した反応室から成り、比較的低温で熱処理が行われ
るランプアニール装置がある。ランプアニール装置のラ
ンプ光源には近赤外域の範囲の波長を発生するランプを
用い、物質が近赤外線の吸収によりその振動スペクトル
で物質内の熱運動か励起され、温度が上昇して加熱され
ることを利用し、枚葉処理されている。このランプアニ
ール装置は熱処理雰囲気を制御しやすいため広く使われ
ている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、このようなCVD装置においては、半導
体ウェハの前面からハロゲン化金属等の化合物ガスと、
水素ガス等のプロセスガスを供給し、半導体ウェハ上に
金属膜を析出させ、ハロゲン化水素等の反応生成ガスを
排気して行っているものがあるが、この時半導体ウェハ
の裏面にまで金属膜が析出され、後工程におけるゴミ、
塵などの発生源を形成してしまった。
体ウェハの前面からハロゲン化金属等の化合物ガスと、
水素ガス等のプロセスガスを供給し、半導体ウェハ上に
金属膜を析出させ、ハロゲン化水素等の反応生成ガスを
排気して行っているものがあるが、この時半導体ウェハ
の裏面にまで金属膜が析出され、後工程におけるゴミ、
塵などの発生源を形成してしまった。
そのため、半導体ウェハの裏面より反応系とは無関係な
アルゴンガス等の不活性ガスを吹きつけ、金属膜が裏面
に析出するのを防止していた。
アルゴンガス等の不活性ガスを吹きつけ、金属膜が裏面
に析出するのを防止していた。
しかしながら、このような方法を採っても、金属膜の析
出は完全には防止できす、不活性ガスの供給系も必要で
あり、装置としても大掛かりとなってしまった。
出は完全には防止できす、不活性ガスの供給系も必要で
あり、装置としても大掛かりとなってしまった。
本発明は上記の欠点を解消するためになされたものであ
って、半導体ウェハの裏面にまで薄膜が形成されて発塵
源を生成することなく、装置的にも簡単で従って高品質
な半導体ウェハを経済的に製造できる薄膜形成方法を提
供することを目的とする。
って、半導体ウェハの裏面にまで薄膜が形成されて発塵
源を生成することなく、装置的にも簡単で従って高品質
な半導体ウェハを経済的に製造できる薄膜形成方法を提
供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するため、本発明の薄膜形成方法は、半
導体ウェハの表面にプロセスガスを供給し、半導体ウェ
ハを加熱して反応系を促進させて半導体ウェハの表面上
に薄膜を形成するに際し、半導体ウェハの裏面からプロ
セスガスまたは前記反応系の生成ガスを供給する。
導体ウェハの表面にプロセスガスを供給し、半導体ウェ
ハを加熱して反応系を促進させて半導体ウェハの表面上
に薄膜を形成するに際し、半導体ウェハの裏面からプロ
セスガスまたは前記反応系の生成ガスを供給する。
[作用]
半導体ウェハの表面からプロセスガスを供給し、半導体
ウェハを加熱して反応を促進させ半導体ウェハ上に薄膜
を形成させる。この時、半導体ウェハの裏面からプロセ
スガスかまたはプロセスにより生じる反応ガスを強制的
に供給し、半導体ウェハの裏面の周縁部で反応系のプロ
セスガスの供給量を局部的に変化させる。それにより、
反応を律速させて裏面周縁部に薄膜の生成を防止するも
のである。
ウェハを加熱して反応を促進させ半導体ウェハ上に薄膜
を形成させる。この時、半導体ウェハの裏面からプロセ
スガスかまたはプロセスにより生じる反応ガスを強制的
に供給し、半導体ウェハの裏面の周縁部で反応系のプロ
セスガスの供給量を局部的に変化させる。それにより、
反応を律速させて裏面周縁部に薄膜の生成を防止するも
のである。
[実施例コ
本発明の薄膜形成方法を実現する一実施例であるランプ
アニール装置を図面を参照して説明する。
アニール装置を図面を参照して説明する。
第1図に示すように、ランプアニール装置1は半導体ウ
ェハ2の処理を行う石英製のチャンバ3を備え、ピスト
ン4により上下移動されてチャンバ3の開閉を行う蓋5
が設けられる。蓋5には半導体ウェハ2を支持する支持
ビン6が複数備えられ、半導体ウェハの図示しない搬送
系からのウェハ受は渡しを行うようになっている。蓋5
には、さらにプロセスに応じたプロセスガスG及びG1
の供給系7及び71に接続されたプロセスガス吸入口8
が設けられる。そして、余剰のプロセスガス及び反応生
成ガスが真空ポンプ等を備えた排気系9により排気され
る排気孔10がチャンバ3の上部に備えられる。さらに
、チャンバ3の上面に加熱源であるランプ11が設けら
れる。ランプ11には、棒状のタングステンランプまた
はタングステンハロゲンランプを平行に並べたランプア
レイまたはキセノンランプ灯等が使用され、ランプ11
の光のうち特定の波長以上の波長の光はカットして半導
体ウェハ2を加熱するように石英窓12が設けられる。
ェハ2の処理を行う石英製のチャンバ3を備え、ピスト
ン4により上下移動されてチャンバ3の開閉を行う蓋5
が設けられる。蓋5には半導体ウェハ2を支持する支持
ビン6が複数備えられ、半導体ウェハの図示しない搬送
系からのウェハ受は渡しを行うようになっている。蓋5
には、さらにプロセスに応じたプロセスガスG及びG1
の供給系7及び71に接続されたプロセスガス吸入口8
が設けられる。そして、余剰のプロセスガス及び反応生
成ガスが真空ポンプ等を備えた排気系9により排気され
る排気孔10がチャンバ3の上部に備えられる。さらに
、チャンバ3の上面に加熱源であるランプ11が設けら
れる。ランプ11には、棒状のタングステンランプまた
はタングステンハロゲンランプを平行に並べたランプア
レイまたはキセノンランプ灯等が使用され、ランプ11
の光のうち特定の波長以上の波長の光はカットして半導
体ウェハ2を加熱するように石英窓12が設けられる。
ランプ11は半導体ウェハ2の周縁部21の中心部に比
べて相対的に大きい熱拡散による温度低下を防止するた
め、いくつかのゾーンに分割され、周辺部でのパワーが
中心部に対して相対的に高くなるように調整が行えるよ
うになっている。さらに、蓋5には、水冷した金メツキ
反射板が組み合わされ、ランプからの熱が均一に半導体
ウェハに照射されるようになっている。
べて相対的に大きい熱拡散による温度低下を防止するた
め、いくつかのゾーンに分割され、周辺部でのパワーが
中心部に対して相対的に高くなるように調整が行えるよ
うになっている。さらに、蓋5には、水冷した金メツキ
反射板が組み合わされ、ランプからの熱が均一に半導体
ウェハに照射されるようになっている。
加えて、半導体ウェハ2の熱処理の温度はフィードバッ
ク制御を行えるよう半導体ウェハ2の表面に面した蓋5
に赤外線放射温度計13が配置され、処理中の半導体ウ
ェハ2から放射される赤外線強度を測定し、より精密な
温度制御を行うようになっている。
ク制御を行えるよう半導体ウェハ2の表面に面した蓋5
に赤外線放射温度計13が配置され、処理中の半導体ウ
ェハ2から放射される赤外線強度を測定し、より精密な
温度制御を行うようになっている。
ここで、石英窓12は第2図に示すように、直径1mm
φの孔14が複数例えば6ケ穿孔されており、石英窓1
2の支持体15の上部及びチャンバ3の上部を貫通した
裏面ガス供給管16より支持体15内に供給されるガス
が、孔14を通過して半導体ウェハ2の裏面にガス流と
なって流れ込むようになっている。さらに、裏面ガス供
給管16はプロセスガス供給系7に接続され、プロセス
ガスの1つが半導体ウェハ2の裏面に供給されるように
なっている。
φの孔14が複数例えば6ケ穿孔されており、石英窓1
2の支持体15の上部及びチャンバ3の上部を貫通した
裏面ガス供給管16より支持体15内に供給されるガス
が、孔14を通過して半導体ウェハ2の裏面にガス流と
なって流れ込むようになっている。さらに、裏面ガス供
給管16はプロセスガス供給系7に接続され、プロセス
ガスの1つが半導体ウェハ2の裏面に供給されるように
なっている。
このような構成のランプアニール装置において、薄膜形
成方法を説明する。
成方法を説明する。
搬送系により支持ビン上に載置された半導体ウェハ2が
ピストン4の駆動により蓋5がチャンバ3に嵌合され所
定の位置に配置されると、空気の巻き込みを防止するた
めにチャンバ3内にパージガス供給系(図示せず)から
流されているパージガスあるいは空気を排気系9により
排気させ、05〜5Torrまで真空にする。その後プ
ロセスガス供給系7及び71からプロセスガス吸入口8
を通ってプロセスガスを半導体ウェハ2の表面に供給す
ると同時に、排気系9を駆動してチャンバ内が所望の真
空度になるよう排気させながらランプ11により半導体
ウェハ2の表面を500℃に加熱する。
ピストン4の駆動により蓋5がチャンバ3に嵌合され所
定の位置に配置されると、空気の巻き込みを防止するた
めにチャンバ3内にパージガス供給系(図示せず)から
流されているパージガスあるいは空気を排気系9により
排気させ、05〜5Torrまで真空にする。その後プ
ロセスガス供給系7及び71からプロセスガス吸入口8
を通ってプロセスガスを半導体ウェハ2の表面に供給す
ると同時に、排気系9を駆動してチャンバ内が所望の真
空度になるよう排気させながらランプ11により半導体
ウェハ2の表面を500℃に加熱する。
ここで半導体ウェハ2上に形成する薄膜はハロゲン化金
属例えばWF6、TiC1)4、MoC9等と水素ガス
との反応でそれぞれ次式で示される反応により生じる金
属膜である。
属例えばWF6、TiC1)4、MoC9等と水素ガス
との反応でそれぞれ次式で示される反応により生じる金
属膜である。
WFs +382 =ゴ 3W +6HFTiCJ)4
+ 2Hz羊Ti+4HCU2 MoCD +H2<−
22Mo+2HCUこの時、例えばWFsとH2ガスと
の反応の場合、WFsの供給量が一定であると反応の進
行により生じる生成物の量りは第3図に示すようにH2
ガスの供給量に従ってOから増加し、一定値に達した後
、H2ガス超過剰になり、Q点で反応は抑制され始める
。このH2ガス超過剰の状況は、WF6の分圧で1/
1000〜1/ 500の時に生じ始める。ここで、プ
ロセスガスG1として例えばプロセスガス供給系71か
らWF、を10cm”/min、、プロセスガスGとし
てプロセスガス供給系7からH2を1000cm3/
min半導体ウェハ2の表面に供給し、この時の半導体
ウェハ2の表面の付近の圧をPとして反応を進行させ、
半導体ウェハ2の表面にW膜を析出させる。この時、H
2のプロセスガス供給系7に接続されたガス供給管16
から石英窓12の支持体15内にP’ >Pとなるよ
うな圧P。
+ 2Hz羊Ti+4HCU2 MoCD +H2<−
22Mo+2HCUこの時、例えばWFsとH2ガスと
の反応の場合、WFsの供給量が一定であると反応の進
行により生じる生成物の量りは第3図に示すようにH2
ガスの供給量に従ってOから増加し、一定値に達した後
、H2ガス超過剰になり、Q点で反応は抑制され始める
。このH2ガス超過剰の状況は、WF6の分圧で1/
1000〜1/ 500の時に生じ始める。ここで、プ
ロセスガスG1として例えばプロセスガス供給系71か
らWF、を10cm”/min、、プロセスガスGとし
てプロセスガス供給系7からH2を1000cm3/
min半導体ウェハ2の表面に供給し、この時の半導体
ウェハ2の表面の付近の圧をPとして反応を進行させ、
半導体ウェハ2の表面にW膜を析出させる。この時、H
2のプロセスガス供給系7に接続されたガス供給管16
から石英窓12の支持体15内にP’ >Pとなるよ
うな圧P。
を満足するようにH2ガスを例えば100cm”/mi
n供給する。支持体15内のH2ガスはP’ >Pで
あるため、石英窓12の孔14から半導体ウェハ2の裏
面に流れ込む。すると半導体ウェハ2の裏面はH2ガス
が偏在することにより、H2ガスの分圧は局部的に大き
くなり、WFsの分圧が1/1000〜11500のQ
点以上に達し、WFa十Hi→W+HFの反応が抑制さ
れる。従って裏面にWが析出されることがない。
n供給する。支持体15内のH2ガスはP’ >Pで
あるため、石英窓12の孔14から半導体ウェハ2の裏
面に流れ込む。すると半導体ウェハ2の裏面はH2ガス
が偏在することにより、H2ガスの分圧は局部的に大き
くなり、WFsの分圧が1/1000〜11500のQ
点以上に達し、WFa十Hi→W+HFの反応が抑制さ
れる。従って裏面にWが析出されることがない。
このようにプロセスガスを裏面から供給することにより
裏面のプロセスガスの分圧を変えることにより反応を律
速させて裏面に薄膜が形成されるのを防止することがで
きる。所定の時間反応させ、金属膜形成後、プロセスガ
スの供給を停止し、反応を終了させる。そしてパージガ
スをチャンバ内に流入させ空気の巻込みを防止して蓋5
を開けて処理済の半導体ウェハを搬送する。
裏面のプロセスガスの分圧を変えることにより反応を律
速させて裏面に薄膜が形成されるのを防止することがで
きる。所定の時間反応させ、金属膜形成後、プロセスガ
スの供給を停止し、反応を終了させる。そしてパージガ
スをチャンバ内に流入させ空気の巻込みを防止して蓋5
を開けて処理済の半導体ウェハを搬送する。
以上の説明ではプロセスガスであるH2ガスを半導体ウ
ェハの裏面にプロセスガス供給系から所定量供給するよ
うにしたがWF、+3H,→W+6HFは可逆反応であ
り、半導体ウェハ裏面にHFを供給し、裏面の反応を逆
進させてWの析出を防止してもよい。
ェハの裏面にプロセスガス供給系から所定量供給するよ
うにしたがWF、+3H,→W+6HFは可逆反応であ
り、半導体ウェハ裏面にHFを供給し、裏面の反応を逆
進させてWの析出を防止してもよい。
さらに、エツチング効果の高いCrJF sを用いるこ
とで逆方向の反応を促進し裏面に薄膜か形成されるのを
抑制することも可能である。
とで逆方向の反応を促進し裏面に薄膜か形成されるのを
抑制することも可能である。
また、本発明はハロゲン金属と水素ガスの反応に限定さ
れず、反応系に係わる気体を供給することにより半導体
ウェハの裏面の反応系を調整し成膜を律速させてもよく
、CVD装置に限定されず何れの装置にも適用すること
かできる。
れず、反応系に係わる気体を供給することにより半導体
ウェハの裏面の反応系を調整し成膜を律速させてもよく
、CVD装置に限定されず何れの装置にも適用すること
かできる。
[発明の効果]
以上の説明からも明らかなように、本発明の薄膜形成方
法によれば、半導体ウェハの裏面に反応ガスあるいは反
応生成ガスを供給し、局部的にこれらの気体の分圧を高
くして反応系を抑制して成膜しない状態に調整すること
により裏面に成膜されるのを防止できる。
法によれば、半導体ウェハの裏面に反応ガスあるいは反
応生成ガスを供給し、局部的にこれらの気体の分圧を高
くして反応系を抑制して成膜しない状態に調整すること
により裏面に成膜されるのを防止できる。
このため、後工程で裏面から発生するゴミ、パーティク
ルを除去できるため、高品質な製品を簡単に製造するこ
とができる。特に半導体ウェハの裏面にプロセスガスを
供給する場合はプロセスガス供給系を使用することがで
き、従来用いられていたArガス等の供給系が不必要と
なり装置としても簡単で経済的である。
ルを除去できるため、高品質な製品を簡単に製造するこ
とができる。特に半導体ウェハの裏面にプロセスガスを
供給する場合はプロセスガス供給系を使用することがで
き、従来用いられていたArガス等の供給系が不必要と
なり装置としても簡単で経済的である。
第1図は本発明の薄膜形成方法を適用した一実施例のラ
ンプアニール装置の構成図、第2図は第1図に示す一実
施例の要部を示す図、第3図は第1図に示す一実施例の
説明図である。 1・・・・・・ランプアニール装置 2・・・・・・半導体ウェハ
ンプアニール装置の構成図、第2図は第1図に示す一実
施例の要部を示す図、第3図は第1図に示す一実施例の
説明図である。 1・・・・・・ランプアニール装置 2・・・・・・半導体ウェハ
Claims (1)
- 半導体ウェハの表面にプロセスガスを供給し前記半導
体ウェハを加熱して反応系を促進させて前記半導体ウェ
ハの表面上に薄膜を形成するに際し、前記半導体ウェハ
の裏面から前記プロセスガスまたは前記反応系の生成ガ
スを供給することを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17718290A JP2961224B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17718290A JP2961224B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0464221A true JPH0464221A (ja) | 1992-02-28 |
JP2961224B2 JP2961224B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=16026617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17718290A Expired - Fee Related JP2961224B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2961224B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001022483A1 (fr) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Applied Materials Inc. | Dispositif de fabrication de semi-conducteurs et procede pour chauffer une tranche dans ce dispositif |
WO2001088974A1 (de) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Mattson Thermal Products Gmbh | Einstellung von defektprofilen in kristallen oder kristallähnlichen strukturen |
-
1990
- 1990-07-04 JP JP17718290A patent/JP2961224B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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