JPH0745536A - タングステンｃｖｄ装置 - Google Patents
タングステンｃｖｄ装置Info
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- JPH0745536A JPH0745536A JP18455993A JP18455993A JPH0745536A JP H0745536 A JPH0745536 A JP H0745536A JP 18455993 A JP18455993 A JP 18455993A JP 18455993 A JP18455993 A JP 18455993A JP H0745536 A JPH0745536 A JP H0745536A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】バリアメタル膜が形成されていないウェハー周
辺部へのタングステン膜の成長を抑制し、下地酸化膜と
の密着性の悪さから生じるタングステン膜はがれ及びパ
ーテイクルの発生を防止する。 【構成】ウェハー５を保持するステージを、ヒーターを
有するサセプタ２とこれを囲む冷却部４ａとに分離す
る。チャンバー１は保持されたウェハー５を境界にして
上下２つの室に分けられ、それぞれ独立に真空ポンプ
６、７を有している。この真空ポンプ６、７によってウ
ェハー５の上下で真空圧力差を生じさせ、ウェハー５を
サセプタ２及び冷却部４ａに密着させる。ウェハー５の
周辺部は冷却部４ａに接触しているためタングステン成
膜が起こらず、従って膜はがれも生じない。
辺部へのタングステン膜の成長を抑制し、下地酸化膜と
の密着性の悪さから生じるタングステン膜はがれ及びパ
ーテイクルの発生を防止する。 【構成】ウェハー５を保持するステージを、ヒーターを
有するサセプタ２とこれを囲む冷却部４ａとに分離す
る。チャンバー１は保持されたウェハー５を境界にして
上下２つの室に分けられ、それぞれ独立に真空ポンプ
６、７を有している。この真空ポンプ６、７によってウ
ェハー５の上下で真空圧力差を生じさせ、ウェハー５を
サセプタ２及び冷却部４ａに密着させる。ウェハー５の
周辺部は冷却部４ａに接触しているためタングステン成
膜が起こらず、従って膜はがれも生じない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造プロセスにお
いてウェハー上に金属薄膜を形成する際に用いるタング
ステンＣＶＤ装置に関する。
いてウェハー上に金属薄膜を形成する際に用いるタング
ステンＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学的気相成長（ＣＶＤ）法は半導体製
造工程の薄膜形成に用いられる重要な方法の一つであ
る。近来、超ＬＳＩの設計ルールが厳しくなり、スパッ
タリングによるＡｌ配線ではその後の工程でストレスマ
イグレーションが発生するなど、信頼性に問題が生じて
いる。そこで、上記の厳しい設計ルールでも充分に信頼
性を向上させることが可能な金属薄膜のＣＶＤ装置が登
場した。特に、タングステンＣＶＤ装置はカバレッジ、
層抵抗ともに良好であり、種々の工程で使用される可能
性がある。
造工程の薄膜形成に用いられる重要な方法の一つであ
る。近来、超ＬＳＩの設計ルールが厳しくなり、スパッ
タリングによるＡｌ配線ではその後の工程でストレスマ
イグレーションが発生するなど、信頼性に問題が生じて
いる。そこで、上記の厳しい設計ルールでも充分に信頼
性を向上させることが可能な金属薄膜のＣＶＤ装置が登
場した。特に、タングステンＣＶＤ装置はカバレッジ、
層抵抗ともに良好であり、種々の工程で使用される可能
性がある。
【０００３】この装置による微細コンタクトの埋込み
は、まずコンタクトホール形成後、Ｔｉ／ＴｉＮのバリ
アメタル膜を形成し、その後タングステンＣＶＤ装置を
用いてコンタクトホールを埋め込む。この際、前工程の
バリアメタル成膜時に、図５の断面図に示すようにウェ
ハー５の周辺部に幅数ｍｍ程度のバリアメタル膜１１が
形成されない部分ができる。これはスパッタ工程の際、
ガイドリングでウェハー５の周辺部を押さえるためであ
る。このため、バリアメタル膜１１の周辺にはＢＰＳＧ
等の酸化膜１３が露出しており、この部分にタングステ
ン膜が生長すると密着層であるバリアメタル膜１１が存
在しないためにタングステンの膜はがれが生じる。
は、まずコンタクトホール形成後、Ｔｉ／ＴｉＮのバリ
アメタル膜を形成し、その後タングステンＣＶＤ装置を
用いてコンタクトホールを埋め込む。この際、前工程の
バリアメタル成膜時に、図５の断面図に示すようにウェ
ハー５の周辺部に幅数ｍｍ程度のバリアメタル膜１１が
形成されない部分ができる。これはスパッタ工程の際、
ガイドリングでウェハー５の周辺部を押さえるためであ
る。このため、バリアメタル膜１１の周辺にはＢＰＳＧ
等の酸化膜１３が露出しており、この部分にタングステ
ン膜が生長すると密着層であるバリアメタル膜１１が存
在しないためにタングステンの膜はがれが生じる。
【０００４】この膜はがれはウェハー上にパーティクル
となって存在するため、製品歩留りが悪化する。この膜
はがれを防止するために、従来の装置は図４の断面図に
示すように、ウェハー５の周辺部に接触型のシャドーリ
ング１２を設け、パージガスを流しつつウェハー周辺部
へシャワーヘッド３からの反応性ガスが侵入しないよう
な構造としている。しかし、この構造ではウェハー搬送
時にシャドーリング１２をウェハー５に着脱する必要が
あり、ウェハー５とシャドーリング１２との境界で生成
したタングステン膜がパーティクルの発生源となってい
る。
となって存在するため、製品歩留りが悪化する。この膜
はがれを防止するために、従来の装置は図４の断面図に
示すように、ウェハー５の周辺部に接触型のシャドーリ
ング１２を設け、パージガスを流しつつウェハー周辺部
へシャワーヘッド３からの反応性ガスが侵入しないよう
な構造としている。しかし、この構造ではウェハー搬送
時にシャドーリング１２をウェハー５に着脱する必要が
あり、ウェハー５とシャドーリング１２との境界で生成
したタングステン膜がパーティクルの発生源となってい
る。
【０００５】また、必要とする個所以外にタングステン
膜を生成させない他の方法としては、特開昭６３−１５
３２７６号公報に示すように、必要個所以外の部分をタ
ングステン膜生成温度以下に下げることによって膜の生
成を防ぐ方法が提案されている。
膜を生成させない他の方法としては、特開昭６３−１５
３２７６号公報に示すように、必要個所以外の部分をタ
ングステン膜生成温度以下に下げることによって膜の生
成を防ぐ方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来のＣＶＤ装置
では、ウェハー周辺部にタングステン膜を生成させない
ようにするために、シャドーリングを介在させて反応性
ガスをウェハー周辺部に到達させないようにするか、ま
たは、タングステン膜を必要としない部分を冷却しこの
部分をタングステン膜生成温度以下に保つ方法がある。
しかし、前者のようにウェハーへシャドーリングを接触
させる方法では、接触部分において着脱時に膜はがれに
よるパーティクルが発生するという問題点がある。そこ
で、本発明ではウェハー周辺部に低温領域を作ることに
よってタングステン成膜が起こらないように抑制し、密
着性の悪さから生じる膜はがれを防止するものである。
では、ウェハー周辺部にタングステン膜を生成させない
ようにするために、シャドーリングを介在させて反応性
ガスをウェハー周辺部に到達させないようにするか、ま
たは、タングステン膜を必要としない部分を冷却しこの
部分をタングステン膜生成温度以下に保つ方法がある。
しかし、前者のようにウェハーへシャドーリングを接触
させる方法では、接触部分において着脱時に膜はがれに
よるパーティクルが発生するという問題点がある。そこ
で、本発明ではウェハー周辺部に低温領域を作ることに
よってタングステン成膜が起こらないように抑制し、密
着性の悪さから生じる膜はがれを防止するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のタングステンＣ
ＶＤ装置は、薄膜が被着形成されるウェハーを保持して
加熱するステージと、このステージの上方に前記ウェハ
ーと対向配置されて反応ガスを噴出するシャワーヘッド
と、これらを内装するチャンバーとを備え、前記ステー
ジがヒーターを有する中央部とこれを囲む外周部とに分
離され、中央部はヒーターを有するサセプタを構成し、
外周部は冷却媒体を循環させてウェハーの周辺部を冷却
する冷却部を構成している。
ＶＤ装置は、薄膜が被着形成されるウェハーを保持して
加熱するステージと、このステージの上方に前記ウェハ
ーと対向配置されて反応ガスを噴出するシャワーヘッド
と、これらを内装するチャンバーとを備え、前記ステー
ジがヒーターを有する中央部とこれを囲む外周部とに分
離され、中央部はヒーターを有するサセプタを構成し、
外周部は冷却媒体を循環させてウェハーの周辺部を冷却
する冷却部を構成している。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のタングステンＣＶＤ装置
の断面図である。図１に示すように、ウェハー５を載置
するステージは、中央部のサセプタ２とこのサセプタを
囲む外周部の冷却部４ａとに分離されている。サセプタ
２にはヒーターが内蔵され、また冷却部４ａには冷却水
配管４が設けられている。また、サセプタ２と冷却部４
ａの上面はウェハー５を保持するために同一平面として
ある。チャンバー１はステージに保持されるウェハー５
を境界にして上下２つの室に別れ、それぞれ独立に真空
ポンプ６、７を有している。
る。図１は本発明の一実施例のタングステンＣＶＤ装置
の断面図である。図１に示すように、ウェハー５を載置
するステージは、中央部のサセプタ２とこのサセプタを
囲む外周部の冷却部４ａとに分離されている。サセプタ
２にはヒーターが内蔵され、また冷却部４ａには冷却水
配管４が設けられている。また、サセプタ２と冷却部４
ａの上面はウェハー５を保持するために同一平面として
ある。チャンバー１はステージに保持されるウェハー５
を境界にして上下２つの室に別れ、それぞれ独立に真空
ポンプ６、７を有している。
【０００９】真空ポンプ６はプロセス中は真空度Ｐａに
保ち、真空ポンプ７は真空度Ｐｂ（Ｐａ〉Ｐｂ）になる
ように設定する。ウェハー５は分離したサセプタ２と冷
却部４ａとの間の分離領域におけるＰａとＰｂの圧力差
によって吸着され、ウェハー５の中心部はサセプタ２と
密着し周辺部は冷却部４ａと密着する。
保ち、真空ポンプ７は真空度Ｐｂ（Ｐａ〉Ｐｂ）になる
ように設定する。ウェハー５は分離したサセプタ２と冷
却部４ａとの間の分離領域におけるＰａとＰｂの圧力差
によって吸着され、ウェハー５の中心部はサセプタ２と
密着し周辺部は冷却部４ａと密着する。
【００１０】このように、サセプタ２と冷却部４ａとの
間の分離領域には真空部が存在するため熱伝導が抑制さ
れ、主な熱伝導はウェハー５によってのみ行われる。サ
セプタ２で成膜温度に達したウェハー５上には反応ガス
の導入により成膜が始まるが、ウェハー５の周辺部は冷
却水によって冷却されているため成膜は起こらず、密着
性の悪さから生じる膜はがれを防止できる。また、シャ
ドーリングによるウェハーへの機械的接触がないためパ
ーティクルが低減できる。
間の分離領域には真空部が存在するため熱伝導が抑制さ
れ、主な熱伝導はウェハー５によってのみ行われる。サ
セプタ２で成膜温度に達したウェハー５上には反応ガス
の導入により成膜が始まるが、ウェハー５の周辺部は冷
却水によって冷却されているため成膜は起こらず、密着
性の悪さから生じる膜はがれを防止できる。また、シャ
ドーリングによるウェハーへの機械的接触がないためパ
ーティクルが低減できる。
【００１１】図２はウェハー上の温度分布を示す図であ
る。サセプタ上のウェハー温度Ｔ１を約４００℃に設定
し、バリアメタル膜１１が存在する最先端部付近の温度
Ｔｃをタングステン成膜最小温度である約３００℃に保
つことができるように冷却部温度Ｔ２をコントロールす
る。
る。サセプタ上のウェハー温度Ｔ１を約４００℃に設定
し、バリアメタル膜１１が存在する最先端部付近の温度
Ｔｃをタングステン成膜最小温度である約３００℃に保
つことができるように冷却部温度Ｔ２をコントロールす
る。
【００１２】成膜時には、図１に示すようにシャワーヘ
ッド３より反応性ガスが導入され、サセプタ２内のヒー
ターによる熱で成膜する。また、ウェハー周辺部への成
膜抑制のために冷却部４ａ内の冷却水配管４に冷却水を
循環させている。
ッド３より反応性ガスが導入され、サセプタ２内のヒー
ターによる熱で成膜する。また、ウェハー周辺部への成
膜抑制のために冷却部４ａ内の冷却水配管４に冷却水を
循環させている。
【００１３】図３は本発明のタングステンＣＶＤ装置の
他の実施例を示す断面図である。チャンバー１の内部構
成は、前記実施例と同様上下２室に分かれ、それぞれ真
空ポンプ６、７を有している。真空ポンプ６と７の圧力
差により、ウェハー５の中央部はサセプタ２と接触し、
また周辺部は冷却部４ｂと接触している。冷却は冷却部
４ｂに液体窒素等を冷却用不活性ガス導入口８より導入
して行う。冷却用不活性ガス導入口８に入った不活性ガ
スは、ウェハー５の裏面周辺部に当ってガイド９に沿っ
て上部チャンバー内部へ放出され、反応性ガスを希釈し
て不活性ガス排気管１０より真空排気される。上記によ
りウェハー周辺部のタングステン膜成長を抑制すること
ができる。
他の実施例を示す断面図である。チャンバー１の内部構
成は、前記実施例と同様上下２室に分かれ、それぞれ真
空ポンプ６、７を有している。真空ポンプ６と７の圧力
差により、ウェハー５の中央部はサセプタ２と接触し、
また周辺部は冷却部４ｂと接触している。冷却は冷却部
４ｂに液体窒素等を冷却用不活性ガス導入口８より導入
して行う。冷却用不活性ガス導入口８に入った不活性ガ
スは、ウェハー５の裏面周辺部に当ってガイド９に沿っ
て上部チャンバー内部へ放出され、反応性ガスを希釈し
て不活性ガス排気管１０より真空排気される。上記によ
りウェハー周辺部のタングステン膜成長を抑制すること
ができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウェハー
を載置するステージを、ヒーターを備えた中央部とこれ
を囲む外周部とに分離し、外周部は冷却媒体を循環させ
る冷却部としたことによって、バリアメタル膜が存在し
ないウェハー周辺部においてタングステン膜の成長を抑
制することができる。
を載置するステージを、ヒーターを備えた中央部とこれ
を囲む外周部とに分離し、外周部は冷却媒体を循環させ
る冷却部としたことによって、バリアメタル膜が存在し
ないウェハー周辺部においてタングステン膜の成長を抑
制することができる。
【図１】本発明の一実施例の断面図である。
【図２】図１のウェハーステージ部分の温度分布図であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施例の断面図である。
【図４】従来のタングステンＣＶＤ装置の断面図であ
る。
る。
【図５】タングステン膜を成長させるウェハーの断面図
である。
である。
１ チャンバー ２ サセプタ ３ シャワーヘッド ４ 冷却水配管 ４ａ、４ｂ 冷却部 ５ ウェハー ６、７ 真空ポンプ ８ 冷却用不活性ガス導入口 ９ ガイド １０ 不活性ガス排気管 １１ バリアメタル １２ シャドーリング １３ 酸化膜
Claims (3)
- 【請求項１】 薄膜が被着形成されるウェハーを保持し
て加熱するステージと、このステージの上方に前記ウェ
ハーと対向配置されて反応ガスを噴出するシャワーヘッ
ドと、これらを内装するチャンバーとを備えたタングス
テンＣＶＤ装置において、前記ステージがヒーターを有
する中央部と、この中央部を囲む外周部とに分離され、
中央部はヒーターを有するサセプタを構成し、外周部は
冷却媒体を循環させ前記ウェハーの周辺部を冷却する冷
却部を構成したことを特徴とするタングステンＣＶＤ装
置。 - 【請求項２】 前記ステージ上に保持するウェハーを境
にして前記チャンバーを上下２室に分割し、それぞれの
室に独立に真空ポンプを接続した請求項１記載のタング
ステンＣＶＤ装置。 - 【請求項３】 前記チャンバーの上下２室に真空圧力差
を生じさせ、前記サセプタと冷却部との分離領域におい
てウェハーを吸着保持する請求項１記載のタングステン
ＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5184559A JP2560986B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | タングステンｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5184559A JP2560986B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | タングステンｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745536A true JPH0745536A (ja) | 1995-02-14 |
| JP2560986B2 JP2560986B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=16155330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5184559A Expired - Lifetime JP2560986B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | タングステンｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560986B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016380A1 (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Asm America, Inc. | Method and apparatus for cooling substrates |
| US6410888B2 (en) | 1999-12-03 | 2002-06-25 | Asm America, Inc. | Process chamber cooling |
| US6408537B1 (en) | 1997-07-11 | 2002-06-25 | Asm America, Inc. | Substrate cooling system |
| US6461801B1 (en) | 1999-05-27 | 2002-10-08 | Matrix Integrated Systems, Inc. | Rapid heating and cooling of workpiece chucks |
| US6499777B1 (en) | 1999-05-11 | 2002-12-31 | Matrix Integrated Systems, Inc. | End-effector with integrated cooling mechanism |
| US6905333B2 (en) | 2002-09-10 | 2005-06-14 | Axcelis Technologies, Inc. | Method of heating a substrate in a variable temperature process using a fixed temperature chuck |
| US6957690B1 (en) | 1998-09-10 | 2005-10-25 | Asm America, Inc. | Apparatus for thermal treatment of substrates |
| JP2016506070A (ja) * | 2012-12-18 | 2016-02-25 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド | 基板処理装置及びヒータの温度調節方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110234793B (zh) | 2017-02-08 | 2020-10-02 | 皮考逊公司 | 具有可移动结构的沉积或清洁装置和操作方法 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP5184559A patent/JP2560986B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6408537B1 (en) | 1997-07-11 | 2002-06-25 | Asm America, Inc. | Substrate cooling system |
| US6578287B2 (en) | 1997-07-11 | 2003-06-17 | Asm America, Inc. | Substrate cooling system and method |
| WO2000016380A1 (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Asm America, Inc. | Method and apparatus for cooling substrates |
| US6108937A (en) * | 1998-09-10 | 2000-08-29 | Asm America, Inc. | Method of cooling wafers |
| US6209220B1 (en) | 1998-09-10 | 2001-04-03 | Asm America, Inc. | Apparatus for cooling substrates |
| US6957690B1 (en) | 1998-09-10 | 2005-10-25 | Asm America, Inc. | Apparatus for thermal treatment of substrates |
| US6499777B1 (en) | 1999-05-11 | 2002-12-31 | Matrix Integrated Systems, Inc. | End-effector with integrated cooling mechanism |
| US6461801B1 (en) | 1999-05-27 | 2002-10-08 | Matrix Integrated Systems, Inc. | Rapid heating and cooling of workpiece chucks |
| US6410888B2 (en) | 1999-12-03 | 2002-06-25 | Asm America, Inc. | Process chamber cooling |
| US6905333B2 (en) | 2002-09-10 | 2005-06-14 | Axcelis Technologies, Inc. | Method of heating a substrate in a variable temperature process using a fixed temperature chuck |
| US7485190B2 (en) | 2002-09-10 | 2009-02-03 | Axcelis Technologies, Inc. | Apparatus for heating a substrate in a variable temperature process using a fixed temperature chuck |
| JP2016506070A (ja) * | 2012-12-18 | 2016-02-25 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド | 基板処理装置及びヒータの温度調節方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2560986B2 (ja) | 1996-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960730 |