JPH08104984A - ガス導入装置及び方法及びタングステン薄膜の形成方法 - Google Patents
ガス導入装置及び方法及びタングステン薄膜の形成方法Info
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- JPH08104984A JPH08104984A JP24044694A JP24044694A JPH08104984A JP H08104984 A JPH08104984 A JP H08104984A JP 24044694 A JP24044694 A JP 24044694A JP 24044694 A JP24044694 A JP 24044694A JP H08104984 A JPH08104984 A JP H08104984A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数のガスを反応容器内に流すときに、ガス
導入のための配管が相互に汚染されることを防止し、ま
たこの導入方法を用いて、Ｗ薄膜を優れた選択性で形成
し、さらに基板前面にＷ薄膜を一様に優れた平坦性で形
成すること。 【構成】 反応容器４に導入しようとする導入ガスの流
量を制御する流量制御器２と、この流量制御器２によっ
て流量制御された前記導入ガスを反応容器４に導入する
第１の配管１に設けられた第１のガス導入弁３と、この
ガス導入弁３と反応容器４との間の第１の配管１に接続
され不活性ガスを導入する第２の配管５に設けられた第
２のガス導入弁６と、流量制御器２と第１のガス導入弁
３との間の第１の配管１に接続され流量制御器２から出
た前記導入ガスを排気する第３の配管に設けられた排気
弁７とを具備することを特徴とする。
導入のための配管が相互に汚染されることを防止し、ま
たこの導入方法を用いて、Ｗ薄膜を優れた選択性で形成
し、さらに基板前面にＷ薄膜を一様に優れた平坦性で形
成すること。 【構成】 反応容器４に導入しようとする導入ガスの流
量を制御する流量制御器２と、この流量制御器２によっ
て流量制御された前記導入ガスを反応容器４に導入する
第１の配管１に設けられた第１のガス導入弁３と、この
ガス導入弁３と反応容器４との間の第１の配管１に接続
され不活性ガスを導入する第２の配管５に設けられた第
２のガス導入弁６と、流量制御器２と第１のガス導入弁
３との間の第１の配管１に接続され流量制御器２から出
た前記導入ガスを排気する第３の配管に設けられた排気
弁７とを具備することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス導入装置及び方法
に係わり、特に複数のガスを流すときに、ガス導入のた
めの配管が相互に汚染されることを防止するガス導入装
置及び方法に関する。
に係わり、特に複数のガスを流すときに、ガス導入のた
めの配管が相互に汚染されることを防止するガス導入装
置及び方法に関する。
【０００２】また、本発明は上記ガス導入装置及び方法
を利用したタングステン（Ｗ）薄膜の形成方法に係わ
り、Ｗの選択的な形成においては選択性に優れたＷ薄膜
の形成方法、及び基板前面にＷ薄膜を堆積する一様成長
においては表面の平坦性に優れたＷ薄膜の形成方法に関
する。
を利用したタングステン（Ｗ）薄膜の形成方法に係わ
り、Ｗの選択的な形成においては選択性に優れたＷ薄膜
の形成方法、及び基板前面にＷ薄膜を堆積する一様成長
においては表面の平坦性に優れたＷ薄膜の形成方法に関
する。
【０００３】
【従来の技術】従来、２種類の原料ガスＡ、Ｂを反応容
器内に導入して化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ， ＣＶＤ）を行う
場合、図４に示すような構成の装置を用いて、減圧状態
にある反応容器内にガスを導入していた。図４におい
て、反応容器６１は、排気弁６２を介して排気装置６３
によって排気され、減圧状態にある反応容器内には加熱
装置を内蔵した基板支持台６４があり、その上には基板
６５が置かれている。
器内に導入して化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ， ＣＶＤ）を行う
場合、図４に示すような構成の装置を用いて、減圧状態
にある反応容器内にガスを導入していた。図４におい
て、反応容器６１は、排気弁６２を介して排気装置６３
によって排気され、減圧状態にある反応容器内には加熱
装置を内蔵した基板支持台６４があり、その上には基板
６５が置かれている。
【０００４】ガスＡは入り口弁６６を介して流量制御器
６７に導入され、流量制御器６７によって設定した所定
流量に制御され、ガス導入弁６８を介してノズル６９か
ら反応容器６１内に導入される。同様に、ガスＢは入り
口弁７０を介して流量制御器７１に導入され、流量制御
器７１によって設定した所定流量に制御され、ガス導入
弁７２を介してノズル７３から反応容器６１内に導入さ
れる。反応容器６１に導入されたガスＡおよびＢは、所
望の温度に保持された基板６５上で化学反応をおこし、
所望の薄膜が基板６１上に堆積する。ガスＡおよびＢを
反応容器６１内に導入したり導入を停止したりする制御
は、ガス導入弁６８および７２を開閉することで行なっ
ていた。
６７に導入され、流量制御器６７によって設定した所定
流量に制御され、ガス導入弁６８を介してノズル６９か
ら反応容器６１内に導入される。同様に、ガスＢは入り
口弁７０を介して流量制御器７１に導入され、流量制御
器７１によって設定した所定流量に制御され、ガス導入
弁７２を介してノズル７３から反応容器６１内に導入さ
れる。反応容器６１に導入されたガスＡおよびＢは、所
望の温度に保持された基板６５上で化学反応をおこし、
所望の薄膜が基板６１上に堆積する。ガスＡおよびＢを
反応容器６１内に導入したり導入を停止したりする制御
は、ガス導入弁６８および７２を開閉することで行なっ
ていた。
【０００５】従来、供給するガスによる配管の相互汚染
を考慮することはなかった。例えば、ガスＡは供給する
がガスＢは供給しないという場合には、ガス導入弁７２
を単に閉じることによりガスＢの供給を停止していた。
しかし、これではガス導入弁７２からガスノズル７３の
部分ＣにガスＡが拡散してくる。拡散してきたガスＡ
は、配管部分Ｃの壁面一部吸着したり、吸着していたガ
スＢと反応したりする。このような状況でガスＢを導入
すると、壁面に吸着したガスＡと導入されたガスＢとの
反応で配管部分Ｃに堆積物が生じる。さらに堆積物とガ
スＢとが反応して、ガスＢは新たな中間体に変化するこ
ともある。これでは薄膜を形成するためにガスＢを導入
しても、著しい場合にはまったく別の化学種を導入する
ことになり、薄膜形成の設計に支障を生じることがあっ
た。特に、反応性の高いガスを用いるとしばしばガスノ
ズルに堆積物が生じる。このように、従来のガス導入、
停止の方法では、配管部分の原料ガスによる相互汚染を
防ぎようがなかった。減圧ＣＶＤで金属薄膜を形成する
場合、金属の原料ガスとして反応性の高い化合物が使用
されることが多く、上記のような症状がたびたびみられ
た。
を考慮することはなかった。例えば、ガスＡは供給する
がガスＢは供給しないという場合には、ガス導入弁７２
を単に閉じることによりガスＢの供給を停止していた。
しかし、これではガス導入弁７２からガスノズル７３の
部分ＣにガスＡが拡散してくる。拡散してきたガスＡ
は、配管部分Ｃの壁面一部吸着したり、吸着していたガ
スＢと反応したりする。このような状況でガスＢを導入
すると、壁面に吸着したガスＡと導入されたガスＢとの
反応で配管部分Ｃに堆積物が生じる。さらに堆積物とガ
スＢとが反応して、ガスＢは新たな中間体に変化するこ
ともある。これでは薄膜を形成するためにガスＢを導入
しても、著しい場合にはまったく別の化学種を導入する
ことになり、薄膜形成の設計に支障を生じることがあっ
た。特に、反応性の高いガスを用いるとしばしばガスノ
ズルに堆積物が生じる。このように、従来のガス導入、
停止の方法では、配管部分の原料ガスによる相互汚染を
防ぎようがなかった。減圧ＣＶＤで金属薄膜を形成する
場合、金属の原料ガスとして反応性の高い化合物が使用
されることが多く、上記のような症状がたびたびみられ
た。
【０００６】次に、金属膜を減圧ＣＶＤで形成する例と
して、タングステン（Ｗ）膜の形成方法について説明す
る。半導体装置の集積度と応答性の向上のための設計基
準の縮小が進むと、電気的接続をとるために設けられる
接続孔のアスペクト比（＝接続孔深さ／接続孔幅）が増
大し、従来のスパッタリング法で形成したＡｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ合金膜では接続孔底部で段切れをおこしやすい。高
いアスペクト比を持つ接続孔に信頼性の高い配線を形成
する方法がいくつか提唱されており、段差被覆性に優れ
る減圧ＣＶＤで金属膜を形成する方法などがある。その
一つの方法として、ＷをＣＶＤで形成する試みがある。
して、タングステン（Ｗ）膜の形成方法について説明す
る。半導体装置の集積度と応答性の向上のための設計基
準の縮小が進むと、電気的接続をとるために設けられる
接続孔のアスペクト比（＝接続孔深さ／接続孔幅）が増
大し、従来のスパッタリング法で形成したＡｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ合金膜では接続孔底部で段切れをおこしやすい。高
いアスペクト比を持つ接続孔に信頼性の高い配線を形成
する方法がいくつか提唱されており、段差被覆性に優れ
る減圧ＣＶＤで金属膜を形成する方法などがある。その
一つの方法として、ＷをＣＶＤで形成する試みがある。
【０００７】Ｗのハロゲン化物と還元剤との混合ガスを
用いて減圧ＣＶＤでＷを形成すると、高いアスペクト比
を持つ接続孔にでも比較的均一な膜厚のＷ膜が基板前面
にわたって形成できる。一方、適当な条件を用いると、
同じ原料ガスを用いてもＷ膜の選択成長が可能である。
この方法では、１回のＣＶＤ工程で半導体または金属表
面とシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）表面との混在する基板
上の半導体または金属上にのみＷ膜を形成でき、ＳｉＯ
2 上にはＷ膜を形成しないことが可能である。しかし、
ＣＶＤで形成したＷは粒径が大きくパターニングが難し
い欠点があり、Ｗを選択的に形成する場合には、厚いＷ
膜を形成するとＳｉＯ2 上にもＷ粒が成長するという問
題があった。
用いて減圧ＣＶＤでＷを形成すると、高いアスペクト比
を持つ接続孔にでも比較的均一な膜厚のＷ膜が基板前面
にわたって形成できる。一方、適当な条件を用いると、
同じ原料ガスを用いてもＷ膜の選択成長が可能である。
この方法では、１回のＣＶＤ工程で半導体または金属表
面とシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）表面との混在する基板
上の半導体または金属上にのみＷ膜を形成でき、ＳｉＯ
2 上にはＷ膜を形成しないことが可能である。しかし、
ＣＶＤで形成したＷは粒径が大きくパターニングが難し
い欠点があり、Ｗを選択的に形成する場合には、厚いＷ
膜を形成するとＳｉＯ2 上にもＷ粒が成長するという問
題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のＣＶ
Ｄのガス導入、停止の方法では、ガス導入のための配管
が原料ガスで相互汚染されるのを防ぎようがなかった。
特に、原料ガスとして反応性の高い化合物が使用される
金属薄膜の減圧ＣＶＤでは、上記のような症状がたびた
びみられた。従来のＷのＣＶＤではこれを反映し、基板
全面にＷを形成する場合にはＷの粒径が大きいという欠
点があり、選択的に形成する場合には成長の選択性を維
持しにくいという欠点があった。
Ｄのガス導入、停止の方法では、ガス導入のための配管
が原料ガスで相互汚染されるのを防ぎようがなかった。
特に、原料ガスとして反応性の高い化合物が使用される
金属薄膜の減圧ＣＶＤでは、上記のような症状がたびた
びみられた。従来のＷのＣＶＤではこれを反映し、基板
全面にＷを形成する場合にはＷの粒径が大きいという欠
点があり、選択的に形成する場合には成長の選択性を維
持しにくいという欠点があった。
【０００９】本発明はこれらの問題点を解決し、複数の
ガスを反応容器内に導入する際に、配管が相互に汚染さ
れることを防止するガスの導入方法を提供とすることを
目的とする。さらにこのガス導入方法を利用してＷ薄膜
を形成する際に、Ｗの選択的な形成においては選択性に
優れた薄膜を形成する方法、および基板全面に薄膜を堆
積する一様成長においては粒径が小さく表面の平坦性に
優れたＷ薄膜の形成方法を提供することを目的とする。
ガスを反応容器内に導入する際に、配管が相互に汚染さ
れることを防止するガスの導入方法を提供とすることを
目的とする。さらにこのガス導入方法を利用してＷ薄膜
を形成する際に、Ｗの選択的な形成においては選択性に
優れた薄膜を形成する方法、および基板全面に薄膜を堆
積する一様成長においては粒径が小さく表面の平坦性に
優れたＷ薄膜の形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した問題を解決する
ため本発明は、反応容器に所定流量の原料ガスを導入す
るガス導入方法において、前記反応容器に導入としよう
とするガスの流量を制御する流量制御器と、この流量制
御器によって流量制御された前記原料ガスを前記反応容
器に導入する第１の配管に設けられた第１のガス導入弁
と、このガス導入弁と前記反応容器との間の前記第１の
配管に接続され不活性ガスを導入する第２の配管に設け
られた第２のガス導入弁と、前記流量制御器と前記第１
のガス導入弁との間の前記第１の配管に接続され前記流
量制御器から出た前記原料ガスを排気する第３の配管に
設けられた排気弁とを用い、前記原料ガスを前記反応容
器に導入するにあたって、第一に、前記第２のガス導入
弁を開いて前記不活性ガスを前記反応容器に導入すると
ともに、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記排気弁
３を開いて、前記流量制御器から出るガスを前記排気弁
を用いて排気し、流量制御器の流量を安定させるととも
に、前記第１のガス導入弁の入口における圧力を所定値
にし、第二に、前記排気弁及び前記第２のガス導入弁を
閉じ、かつ前記第１のガス導入弁を開いて、前記原料ガ
スを前記反応容器に導入することを特徴とするガス導入
方法を提供する。
ため本発明は、反応容器に所定流量の原料ガスを導入す
るガス導入方法において、前記反応容器に導入としよう
とするガスの流量を制御する流量制御器と、この流量制
御器によって流量制御された前記原料ガスを前記反応容
器に導入する第１の配管に設けられた第１のガス導入弁
と、このガス導入弁と前記反応容器との間の前記第１の
配管に接続され不活性ガスを導入する第２の配管に設け
られた第２のガス導入弁と、前記流量制御器と前記第１
のガス導入弁との間の前記第１の配管に接続され前記流
量制御器から出た前記原料ガスを排気する第３の配管に
設けられた排気弁とを用い、前記原料ガスを前記反応容
器に導入するにあたって、第一に、前記第２のガス導入
弁を開いて前記不活性ガスを前記反応容器に導入すると
ともに、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記排気弁
３を開いて、前記流量制御器から出るガスを前記排気弁
を用いて排気し、流量制御器の流量を安定させるととも
に、前記第１のガス導入弁の入口における圧力を所定値
にし、第二に、前記排気弁及び前記第２のガス導入弁を
閉じ、かつ前記第１のガス導入弁を開いて、前記原料ガ
スを前記反応容器に導入することを特徴とするガス導入
方法を提供する。
【００１１】この発明において前記反応容器に導入する
前記原料ガスの供給を停止するにあたって、前記第１の
ガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開い
て、前記反応容器への前記原料ガスの供給を停止すると
ともに、前記不活性ガスを前記反応容器に導入すること
が好ましい。
前記原料ガスの供給を停止するにあたって、前記第１の
ガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開い
て、前記反応容器への前記原料ガスの供給を停止すると
ともに、前記不活性ガスを前記反応容器に導入すること
が好ましい。
【００１２】また本発明は、反応容器に所定流量の原料
ガスを導入するガス導入方法において、前記反応容器に
導入しようとするガスの流量を制御する流量制御器と、
この流量制御器の入口側の第１の配管に設けられた第１
のガス導入弁と、このガス導入弁と前記流量制御器との
間の前記第１の配管に接続され不活性ガスを導入する第
２の配管に設けられた第２のガス導入弁とを用い、前記
原料ガスを前記反応容器に導入するにあたって、第一
に、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス
導入弁を開いて、前記不活性ガスを前記流量制御器を通
して前記反応容器に導入し、第二に、前記第１のガス導
入弁を開き、かつ前記第２のガス導入弁を閉じて、前記
原料ガスを前記反応容器に導入することを特徴とするガ
ス導入方法を提供する。
ガスを導入するガス導入方法において、前記反応容器に
導入しようとするガスの流量を制御する流量制御器と、
この流量制御器の入口側の第１の配管に設けられた第１
のガス導入弁と、このガス導入弁と前記流量制御器との
間の前記第１の配管に接続され不活性ガスを導入する第
２の配管に設けられた第２のガス導入弁とを用い、前記
原料ガスを前記反応容器に導入するにあたって、第一
に、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス
導入弁を開いて、前記不活性ガスを前記流量制御器を通
して前記反応容器に導入し、第二に、前記第１のガス導
入弁を開き、かつ前記第２のガス導入弁を閉じて、前記
原料ガスを前記反応容器に導入することを特徴とするガ
ス導入方法を提供する。
【００１３】この発明において、前記反応容器に導入す
る前記原料ガスの供給を停止するにあたって、前記第１
のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開い
て、前記原料ガスの供給を停止するとともに前記不活性
ガスを前記流量制御器を通して前記反応容器に導入する
ことが好ましい。
る前記原料ガスの供給を停止するにあたって、前記第１
のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開い
て、前記原料ガスの供給を停止するとともに前記不活性
ガスを前記流量制御器を通して前記反応容器に導入する
ことが好ましい。
【００１４】また本発明は、ＷＦ6 ガスとＳｉＨ4 ガス
を原料ガスとして減圧された反応容器に導入して、この
反応容器内に置かれた基板上にタングステン薄膜を形成
する方法において、前記ＳｉＨ4 ガスを導入する配管を
介して前記反応容器に接続され、前記反応容器に導入し
ようとするガスの流量を制御する流量制御器と、この流
量制御器によって流量制御された前記ＳｉＨ4 ガスを前
記反応容器に導入する第１の配管に設けられた第１のガ
ス導入弁１と、このガス導入弁１と前記反応容器との間
の前記第１の配管に接続され不活性ガスを導入する第２
の配管に設けられた第２のガス導入弁と、前記流量制御
器と前記第１のガス導入弁との間の前記第１の配管に接
続され前記流量制御器から出た前記ＳｉＨ4 ガスを排気
する第３の配管に設けられた排気弁３とを用い、前記原
料ガスを反応容器に導入するにあたって、第一に、前記
第２のガス導入弁を開いて前記不活性ガスを前記反応容
器に先に導入するとともに前記第１のガス導入弁を閉
じ、かつ前記排気弁３を開いて、前記流量制御器から出
るＳｉＨ4 ガスを前記排気弁３を用いて排気し、前記流
量制御器の流量を安定させるとともに、前記第１のガス
導入弁の入口における圧力を所定値にし、第二に、前記
不活性ガスを前記反応容器に導入しつつ、前記ＷＦ6 ガ
スを導入する配管から前記ＷＦ6 ガスを前記反応容器に
導入し、第三に、前記排気弁及び前記第２のガス導入弁
を閉じ、かつ前記第１のガス導入弁を開いて、前記Ｓｉ
Ｈ4 ガスを前記反応容器に導入して前記基板上にタング
ステン薄膜を形成することを特徴とするタングステン薄
膜の形成方法を提供する。
を原料ガスとして減圧された反応容器に導入して、この
反応容器内に置かれた基板上にタングステン薄膜を形成
する方法において、前記ＳｉＨ4 ガスを導入する配管を
介して前記反応容器に接続され、前記反応容器に導入し
ようとするガスの流量を制御する流量制御器と、この流
量制御器によって流量制御された前記ＳｉＨ4 ガスを前
記反応容器に導入する第１の配管に設けられた第１のガ
ス導入弁１と、このガス導入弁１と前記反応容器との間
の前記第１の配管に接続され不活性ガスを導入する第２
の配管に設けられた第２のガス導入弁と、前記流量制御
器と前記第１のガス導入弁との間の前記第１の配管に接
続され前記流量制御器から出た前記ＳｉＨ4 ガスを排気
する第３の配管に設けられた排気弁３とを用い、前記原
料ガスを反応容器に導入するにあたって、第一に、前記
第２のガス導入弁を開いて前記不活性ガスを前記反応容
器に先に導入するとともに前記第１のガス導入弁を閉
じ、かつ前記排気弁３を開いて、前記流量制御器から出
るＳｉＨ4 ガスを前記排気弁３を用いて排気し、前記流
量制御器の流量を安定させるとともに、前記第１のガス
導入弁の入口における圧力を所定値にし、第二に、前記
不活性ガスを前記反応容器に導入しつつ、前記ＷＦ6 ガ
スを導入する配管から前記ＷＦ6 ガスを前記反応容器に
導入し、第三に、前記排気弁及び前記第２のガス導入弁
を閉じ、かつ前記第１のガス導入弁を開いて、前記Ｓｉ
Ｈ4 ガスを前記反応容器に導入して前記基板上にタング
ステン薄膜を形成することを特徴とするタングステン薄
膜の形成方法を提供する。
【００１５】この発明において、反応容器に導入する前
記ＷＦ6 ガスとＳｉＨ4 ガスの供給を停止するにあたっ
て、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス
導入弁を開いて、前記反応容器への前記ＳｉＨ4 ガスの
供給を停止するとともに前記不活性ガスを前記反応容器
に導入し、次に前記ＷＦ6 ガスの供給を停止することが
好ましい。
記ＷＦ6 ガスとＳｉＨ4 ガスの供給を停止するにあたっ
て、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス
導入弁を開いて、前記反応容器への前記ＳｉＨ4 ガスの
供給を停止するとともに前記不活性ガスを前記反応容器
に導入し、次に前記ＷＦ6 ガスの供給を停止することが
好ましい。
【００１６】また、本発明は、ＷＦ6 とＳｉＨ4 ガスを
原料ガスとして減圧された反応容器に導入して、この反
応容器内に置かれた基板上にタングステン薄膜を形成す
る方法において、前記ＳｉＨ4 ガスを導入する配管を介
して前記反応容器に接続され、前記反応容器に導入しよ
うとするガスの流量を制御する流量制御器と、この流量
制御器の入口側の第１の配管に設けられた第１のガス導
入弁と、このガス導入弁と前記流量制御器との間の前記
第１の配管に接続され不活性ガスを導入する第２の配管
に設けられた第２のガス導入弁とを用い、前記原料ガス
を前記反応容器に導入するにあたって、第一に、前記第
１のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開
いて、前記不活性ガスを前記流量制御器を通して前記反
応容器に先に導入し、第二に、前記不活性ガスを前記反
応容器に導入しつつ、前記ＷＦ6ガスを導入する配管か
ら前記ＷＦ6 ガスを前記反応容器に導入し、第三に、前
記第１のガス導入弁を開き、かつ前記第２のガス導入弁
を閉じて、前記ＳｉＨ4 ガスを前記反応容器に導入し
て、前記基板上にタングステン薄膜を形成することを特
徴とするタングステン薄膜の形成方法を提供する。
原料ガスとして減圧された反応容器に導入して、この反
応容器内に置かれた基板上にタングステン薄膜を形成す
る方法において、前記ＳｉＨ4 ガスを導入する配管を介
して前記反応容器に接続され、前記反応容器に導入しよ
うとするガスの流量を制御する流量制御器と、この流量
制御器の入口側の第１の配管に設けられた第１のガス導
入弁と、このガス導入弁と前記流量制御器との間の前記
第１の配管に接続され不活性ガスを導入する第２の配管
に設けられた第２のガス導入弁とを用い、前記原料ガス
を前記反応容器に導入するにあたって、第一に、前記第
１のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開
いて、前記不活性ガスを前記流量制御器を通して前記反
応容器に先に導入し、第二に、前記不活性ガスを前記反
応容器に導入しつつ、前記ＷＦ6ガスを導入する配管か
ら前記ＷＦ6 ガスを前記反応容器に導入し、第三に、前
記第１のガス導入弁を開き、かつ前記第２のガス導入弁
を閉じて、前記ＳｉＨ4 ガスを前記反応容器に導入し
て、前記基板上にタングステン薄膜を形成することを特
徴とするタングステン薄膜の形成方法を提供する。
【００１７】この発明において、前記反応容器に導入す
る前記ＷＦ6 ガスＳｉＨ4 ガスの供給を停止するにあた
って、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガ
ス導入弁を開いて、前記反応容器への前記ＳｉＨ4 ガス
の供給を停止するとともに前記不活性ガスを前記流量制
御器を通して前記反応容器に導入し、次に前記ＷＦ6ガ
スの供給を停止することが好ましい。
る前記ＷＦ6 ガスＳｉＨ4 ガスの供給を停止するにあた
って、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガ
ス導入弁を開いて、前記反応容器への前記ＳｉＨ4 ガス
の供給を停止するとともに前記不活性ガスを前記流量制
御器を通して前記反応容器に導入し、次に前記ＷＦ6ガ
スの供給を停止することが好ましい。
【００１８】また、上記発明において、タングステン薄
膜の形成は、基板上の特定の材質の上にのみ選択的に行
うことが好ましい。さらにまた、タングステン薄膜の形
成は、基板前面に一様に行うことが好ましい。
膜の形成は、基板上の特定の材質の上にのみ選択的に行
うことが好ましい。さらにまた、タングステン薄膜の形
成は、基板前面に一様に行うことが好ましい。
【００１９】また本発明は、反応容器に導入しようとす
る原料ガスの流量を制御する流量制御器と、この流量制
御器によって流量制御された前記原料ガスを前記反応容
器に導入する第１の配管に設けられた第１のガス導入弁
と、このガス導入弁と前記反応容器との間の前記第１の
配管に接続され不活性ガスを導入する第２の配管に設け
られた第２のガス導入弁と、前記流量制御器と前記第１
のガス導入弁との間の前記第１の配管に接続され前記流
量制御器から出た前記原料ガスを排気する第３の配管に
設けられた排気弁とを具備することを特徴とするガス導
入装置を提供する。
る原料ガスの流量を制御する流量制御器と、この流量制
御器によって流量制御された前記原料ガスを前記反応容
器に導入する第１の配管に設けられた第１のガス導入弁
と、このガス導入弁と前記反応容器との間の前記第１の
配管に接続され不活性ガスを導入する第２の配管に設け
られた第２のガス導入弁と、前記流量制御器と前記第１
のガス導入弁との間の前記第１の配管に接続され前記流
量制御器から出た前記原料ガスを排気する第３の配管に
設けられた排気弁とを具備することを特徴とするガス導
入装置を提供する。
【００２０】
【作用】本発明では、原料ガスを導入するための配管
は、原料ガスあるいは不活性ガスが流れている状態かま
たは真空に引かれている状態のどちらかの状態にある。
このため、複数の原料ガスＡとＢ（あるいはそれ以上の
数のガスでもよい）を流す場合で、ガスＡは導入するが
ガスＢは導入しないという状況でも、ガスＢの導入配管
から不活性ガスが噴出しているので、反応容器内に導入
されたガスＡがガスＢの導入配管内に逆流又は拡散する
ことはない。その結果、ガス導入配管がお互いの原料ガ
スで汚染されることがなく、常に所望の薄膜が基板上に
形成できる。
は、原料ガスあるいは不活性ガスが流れている状態かま
たは真空に引かれている状態のどちらかの状態にある。
このため、複数の原料ガスＡとＢ（あるいはそれ以上の
数のガスでもよい）を流す場合で、ガスＡは導入するが
ガスＢは導入しないという状況でも、ガスＢの導入配管
から不活性ガスが噴出しているので、反応容器内に導入
されたガスＡがガスＢの導入配管内に逆流又は拡散する
ことはない。その結果、ガス導入配管がお互いの原料ガ
スで汚染されることがなく、常に所望の薄膜が基板上に
形成できる。
【００２１】特に、上記したガス導入方法をＷのＣＶＤ
に適用した構成では、ＳｉＨ4 の吹き出し口から常に不
活性ガスを流し、ＳｉＨ4 の吹き出し口又は配管がＷＦ
6 で汚染されるのを防止し、かつ、反応容器内には常に
ＷＦ6 がＳｉＨ4 に対して過剰に存在し、ＷＦ6 とＳｉ
Ｈ4 との気相反応を防止できる。これにより、ＳｉＨ4
のガスノズルでのＷＦ6 による汚染およびＷＦ6 とＳｉ
Ｈ4 の気相反応の結果生じる中間体が基板上に付着する
のを抑制することが可能となる。従って、基板全面にＷ
を成膜する場合には、Ｗ発生の核が基板上における表面
反応で形成されるため、均一なＷ粒が成長し、表面の平
滑なＷ膜を形成できる。また、Ｗを選択的に成膜する場
合には優れた選択性でＷ膜を形成できる。
に適用した構成では、ＳｉＨ4 の吹き出し口から常に不
活性ガスを流し、ＳｉＨ4 の吹き出し口又は配管がＷＦ
6 で汚染されるのを防止し、かつ、反応容器内には常に
ＷＦ6 がＳｉＨ4 に対して過剰に存在し、ＷＦ6 とＳｉ
Ｈ4 との気相反応を防止できる。これにより、ＳｉＨ4
のガスノズルでのＷＦ6 による汚染およびＷＦ6 とＳｉ
Ｈ4 の気相反応の結果生じる中間体が基板上に付着する
のを抑制することが可能となる。従って、基板全面にＷ
を成膜する場合には、Ｗ発生の核が基板上における表面
反応で形成されるため、均一なＷ粒が成長し、表面の平
滑なＷ膜を形成できる。また、Ｗを選択的に成膜する場
合には優れた選択性でＷ膜を形成できる。
【００２２】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。本願発明の第１の実施例を図１を用いて
説明する。配管１は原料ガスＰの供給装置（図示せず）
と接続されている。また、配管１は流量制御器２に接続
されている。流量制御器２の出口側の配管は、ガス導入
弁３、配管部Ｄ1 を介して反応容器４に接続されてい
る。不活性ガスＮを導入するための配管は配管５を通し
て不活性ガス供給装置（図示せず）と接続されており、
配管５は不活性ガス導入弁６を介して、分岐点Ｘ1 でガ
ス導入弁３と反応容器４との間の配管部Ｄ1 に接続され
ている。さらに流量制御器２の出口側とガス導入弁３と
の間の配管の途中には分岐点Ｘ2 でガス排気のための配
管が分岐しており、ガス排気用の配管は排気弁７を介し
て排気装置８に接続されている。
細に説明する。本願発明の第１の実施例を図１を用いて
説明する。配管１は原料ガスＰの供給装置（図示せず）
と接続されている。また、配管１は流量制御器２に接続
されている。流量制御器２の出口側の配管は、ガス導入
弁３、配管部Ｄ1 を介して反応容器４に接続されてい
る。不活性ガスＮを導入するための配管は配管５を通し
て不活性ガス供給装置（図示せず）と接続されており、
配管５は不活性ガス導入弁６を介して、分岐点Ｘ1 でガ
ス導入弁３と反応容器４との間の配管部Ｄ1 に接続され
ている。さらに流量制御器２の出口側とガス導入弁３と
の間の配管の途中には分岐点Ｘ2 でガス排気のための配
管が分岐しており、ガス排気用の配管は排気弁７を介し
て排気装置８に接続されている。
【００２３】次に操作手順を説明する。反応容器は減圧
状態にある。所望の流量が流れるように流量制御器２で
流量値を設定する。さらにガス導入弁３を閉、排気弁７
を開にして、原料ガスＰを流量制御器２に流す。この操
作により、流量制御器２の制御が安定化し、所定の流量
が流量制御器内を流れ、同時にガス導入弁３の上流側は
所定の圧力になる。先の操作と平行して、不活性ガス導
入弁６を開にして、反応容器４には不活性ガスＮを導入
しておく。この操作により配管部Ｄ1 には不活性ガスが
流れているので、たとえ反応容器４に他の原料ガスが導
入されていてもそれらのガスが配管部Ｄ1 に拡散してく
ることはない。
状態にある。所望の流量が流れるように流量制御器２で
流量値を設定する。さらにガス導入弁３を閉、排気弁７
を開にして、原料ガスＰを流量制御器２に流す。この操
作により、流量制御器２の制御が安定化し、所定の流量
が流量制御器内を流れ、同時にガス導入弁３の上流側は
所定の圧力になる。先の操作と平行して、不活性ガス導
入弁６を開にして、反応容器４には不活性ガスＮを導入
しておく。この操作により配管部Ｄ1 には不活性ガスが
流れているので、たとえ反応容器４に他の原料ガスが導
入されていてもそれらのガスが配管部Ｄ1 に拡散してく
ることはない。
【００２４】原料ガスＰを反応容器に導入するには、同
時に不活性ガス導入弁６を閉、ガス導入弁３を開にす
る。ガス導入配管から所望の流量のガスＰが流れ、反応
容器４に導入される。
時に不活性ガス導入弁６を閉、ガス導入弁３を開にす
る。ガス導入配管から所望の流量のガスＰが流れ、反応
容器４に導入される。
【００２５】反応容器４に導入されているガスＰの供給
を停止するには、同時にガス導入弁３を閉、不活性ガス
導入弁６を開にする。これにより、反応容器４に原料ガ
スＰの供給が停止すると同時に、不活性ガスＮが配管部
Ｄ1 を介して反応容器４に導入される。このため、反応
容器４に他の原料ガスが導入されていても、それらのガ
スが配管部Ｄ1 に拡散してくることはない。
を停止するには、同時にガス導入弁３を閉、不活性ガス
導入弁６を開にする。これにより、反応容器４に原料ガ
スＰの供給が停止すると同時に、不活性ガスＮが配管部
Ｄ1 を介して反応容器４に導入される。このため、反応
容器４に他の原料ガスが導入されていても、それらのガ
スが配管部Ｄ1 に拡散してくることはない。
【００２６】配管部Ｄ1 には、原料ガスＰか不活性ガス
Ｎが常に流れている。場合によっては、反応容器４内を
真空に排気する必要が生じる。このような場合には、他
の原料ガスの供給を停止するか、または不活性ガスを流
している状況で不活性ガス導入弁６を閉にして、不活性
ガスの供給を停止すればよい。他の原料ガスの供給も停
止しており、反応容器内には活性なガスが存在しないの
で該配管部Ｄ1 が他のガスで汚染されることはない。な
お、不活性ガスとしては、アルゴン、へリウム、窒素ガ
スなどを用いた。しかし、ここでいう不活性ガスは原料
ガスと反応しないガスであり、例えば、ＳｉＨ4 を流し
て熱分解で多結晶シリコンを形成する場合には、水素ガ
スはＳｉＨ4 と反応しないので不活性ガスとして用いる
ことができる。
Ｎが常に流れている。場合によっては、反応容器４内を
真空に排気する必要が生じる。このような場合には、他
の原料ガスの供給を停止するか、または不活性ガスを流
している状況で不活性ガス導入弁６を閉にして、不活性
ガスの供給を停止すればよい。他の原料ガスの供給も停
止しており、反応容器内には活性なガスが存在しないの
で該配管部Ｄ1 が他のガスで汚染されることはない。な
お、不活性ガスとしては、アルゴン、へリウム、窒素ガ
スなどを用いた。しかし、ここでいう不活性ガスは原料
ガスと反応しないガスであり、例えば、ＳｉＨ4 を流し
て熱分解で多結晶シリコンを形成する場合には、水素ガ
スはＳｉＨ4 と反応しないので不活性ガスとして用いる
ことができる。
【００２７】本願発明の第２の実施例を図２を用いて示
す。第１の実施例の配管では、流量制御器２の安定のた
めに流す原料ガスを排気する装置が必要であった。しか
し、本実施例の配管ではこのような排気装置も不要とな
り、また自動開閉バルブ数も少なくてすむので、コスト
の低減、配管のデッドスペースの削減、配管スペースの
低減などの付加価値が第１の実施例に付け加わる。
す。第１の実施例の配管では、流量制御器２の安定のた
めに流す原料ガスを排気する装置が必要であった。しか
し、本実施例の配管ではこのような排気装置も不要とな
り、また自動開閉バルブ数も少なくてすむので、コスト
の低減、配管のデッドスペースの削減、配管スペースの
低減などの付加価値が第１の実施例に付け加わる。
【００２８】図２で、配管１０はガス導入弁１１を介し
て流量制御器１２の上流側に接続されており、また流量
制御器１２の出口側から出た配管部Ｄ2 は反応容器１３
に接続されている。不活性ガスＮは配管１４を介して不
活性ガス導入弁１５の上流側に接続されており、さらに
不活性ガス導入弁の下流側の配管は、ガス導入弁１１と
流量制御器１２とを接続している配管の分岐点Ｘ3 でこ
の配管と接続されている。
て流量制御器１２の上流側に接続されており、また流量
制御器１２の出口側から出た配管部Ｄ2 は反応容器１３
に接続されている。不活性ガスＮは配管１４を介して不
活性ガス導入弁１５の上流側に接続されており、さらに
不活性ガス導入弁の下流側の配管は、ガス導入弁１１と
流量制御器１２とを接続している配管の分岐点Ｘ3 でこ
の配管と接続されている。
【００２９】原料ガスＰを流す場合には次のような手順
をとる。流量制御器１２の出口側と反応容器１３との間
の配管部Ｄ2 は、常に真空に引かれているか不活性ガス
Ｎが流れているかのどちらかである。ガス導入弁１１と
不活性ガス導入弁１５がそれぞれ閉の状態の時の上流側
の原料ガスの圧力と不活性ガスの圧力とは、同じにして
おくことが望ましい。この状態で流量制御器１２は反応
容器１３を介して真空に排気されている。流量制御器１
２により所望の流量の値を設定した後、不活性ガス導入
弁１５を開にする。この操作により、流量制御器１２を
介して所定の流量の不活性ガスが反応容器に流れてい
る。流量が安定したら、不活性ガス導入弁１５を閉にす
ると同時にガス導入弁１１を開にする。この操作によ
り、原料ガスの変動もなく原料ガスを反応容器に導入で
きる。
をとる。流量制御器１２の出口側と反応容器１３との間
の配管部Ｄ2 は、常に真空に引かれているか不活性ガス
Ｎが流れているかのどちらかである。ガス導入弁１１と
不活性ガス導入弁１５がそれぞれ閉の状態の時の上流側
の原料ガスの圧力と不活性ガスの圧力とは、同じにして
おくことが望ましい。この状態で流量制御器１２は反応
容器１３を介して真空に排気されている。流量制御器１
２により所望の流量の値を設定した後、不活性ガス導入
弁１５を開にする。この操作により、流量制御器１２を
介して所定の流量の不活性ガスが反応容器に流れてい
る。流量が安定したら、不活性ガス導入弁１５を閉にす
ると同時にガス導入弁１１を開にする。この操作によ
り、原料ガスの変動もなく原料ガスを反応容器に導入で
きる。
【００３０】供給している原料ガスの供給を停止するに
は、ガス導入弁１１を閉にすると同時に不活性ガス導入
弁１５を開にする。この操作により不活性ガスが反応容
器１内に導入され、配管部Ｄ2 が他の原料ガスで汚染さ
れるのを防止する。二つの弁を切りかえた直後は、原料
ガスと不活性ガスの混合したガスが流量制御器を流れる
ことになるが、これは希釈した原料ガスを流すことに相
当し、特に問題にならない。
は、ガス導入弁１１を閉にすると同時に不活性ガス導入
弁１５を開にする。この操作により不活性ガスが反応容
器１内に導入され、配管部Ｄ2 が他の原料ガスで汚染さ
れるのを防止する。二つの弁を切りかえた直後は、原料
ガスと不活性ガスの混合したガスが流量制御器を流れる
ことになるが、これは希釈した原料ガスを流すことに相
当し、特に問題にならない。
【００３１】第３の実施例を図３を用いて説明する。反
応炉３１は、弁３２を介して排気装置３３に接続されて
いる。反応炉３１内には、基板の過熱装置３４を内部に
組み込んだ基板支持台３５が設置されている。基板３６
を必要に応じてＷ薄膜成長前の基板の清浄化処理を施し
た後、反応炉３１内に搬送し、基板支持台３５の上に置
く。
応炉３１は、弁３２を介して排気装置３３に接続されて
いる。反応炉３１内には、基板の過熱装置３４を内部に
組み込んだ基板支持台３５が設置されている。基板３６
を必要に応じてＷ薄膜成長前の基板の清浄化処理を施し
た後、反応炉３１内に搬送し、基板支持台３５の上に置
く。
【００３２】ガスノズル３７は、流量制御器４３等を介
してＷＦ6 ガス供給装置４４に接続されており、ＷＦ6
を反応炉３１に供給するときはここから反応炉３１内に
導入する。同時に、ガスノズル３８は、流量制御器等を
介してＳｉＨ4 ガス供給装置５４に接続されており、Ｓ
ｉＨ4 ガスを反応炉３１に供給するときはここから供給
する。本願発明はこの配管の組み方とガスの流し方に特
徴があり、以下に詳述する。
してＷＦ6 ガス供給装置４４に接続されており、ＷＦ6
を反応炉３１に供給するときはここから反応炉３１内に
導入する。同時に、ガスノズル３８は、流量制御器等を
介してＳｉＨ4 ガス供給装置５４に接続されており、Ｓ
ｉＨ4 ガスを反応炉３１に供給するときはここから供給
する。本願発明はこの配管の組み方とガスの流し方に特
徴があり、以下に詳述する。
【００３３】ガスノズル３７は自動開閉弁３９、４０、
４１を介して流量制御器４３と接続され、さらに流量制
御器４３の上流側は自動開閉弁４２を介して原料ガスで
あるＷＦ6 の供給装置４４と接続されている。流量制御
器４３の下流側に設置された弁３９と４０との間の配管
には、もう一つの配管が接続され、自動開閉弁４７、流
量制御器４６、自動開閉弁４５を介して、不活性ガスの
供給装置３７１に接続されている。流量制御器４３の下
流側に設置された弁４０と４１との間にも配管が接続さ
れており、この配管は、自動開閉弁４８を介して排気装
置３７２に接続されている。
４１を介して流量制御器４３と接続され、さらに流量制
御器４３の上流側は自動開閉弁４２を介して原料ガスで
あるＷＦ6 の供給装置４４と接続されている。流量制御
器４３の下流側に設置された弁３９と４０との間の配管
には、もう一つの配管が接続され、自動開閉弁４７、流
量制御器４６、自動開閉弁４５を介して、不活性ガスの
供給装置３７１に接続されている。流量制御器４３の下
流側に設置された弁４０と４１との間にも配管が接続さ
れており、この配管は、自動開閉弁４８を介して排気装
置３７２に接続されている。
【００３４】同様にガスノズル３８は自動開閉弁４９、
５０、５１を介して流量制御器５２と接続され、流量制
御器５２の上流側は自動開閉弁５３を介してＳｉＨ4 の
供給装置５４と接続されている。流量制御器５２の下流
側に設置された弁４９と５０との間にはもう一つの配管
が接続され、この配管は自動開閉弁５７、流量制御器５
６、自動開閉弁５５を介して、不活性ガスの供給装置３
８１に接続されている。また、流量制御器５２の下流側
に配置された弁５０と５１との間にももう一つ別の配管
が接続されており、この配管は自動開閉弁５８を介して
排気装置３８２に接続されている。
５０、５１を介して流量制御器５２と接続され、流量制
御器５２の上流側は自動開閉弁５３を介してＳｉＨ4 の
供給装置５４と接続されている。流量制御器５２の下流
側に設置された弁４９と５０との間にはもう一つの配管
が接続され、この配管は自動開閉弁５７、流量制御器５
６、自動開閉弁５５を介して、不活性ガスの供給装置３
８１に接続されている。また、流量制御器５２の下流側
に配置された弁５０と５１との間にももう一つ別の配管
が接続されており、この配管は自動開閉弁５８を介して
排気装置３８２に接続されている。
【００３５】原料ガスの反応炉３１への導入の仕方をＷ
Ｆ6 について説明する。ＷＦ6 は、流量制御器４３の所
定の値に設定し、弁４７、４８を閉じ、４２、４１、４
０、３９を開くことで反応炉３１内に導入され、弁４０
を閉じて、４８を開くことにより、流量制御器４３で設
定した一定の値で排気される。また、弁４０を閉じ、４
５、４７、３９を開くことにより流量制御器４６で設定
した流量の不活性ガスを反応炉３１の中に導入すること
ができる。このようなガスの流し方は、ＳｉＨ4 の場合
も同様である。本実施例では不活性ガスとしてＮ2 を用
いた場合を示す。
Ｆ6 について説明する。ＷＦ6 は、流量制御器４３の所
定の値に設定し、弁４７、４８を閉じ、４２、４１、４
０、３９を開くことで反応炉３１内に導入され、弁４０
を閉じて、４８を開くことにより、流量制御器４３で設
定した一定の値で排気される。また、弁４０を閉じ、４
５、４７、３９を開くことにより流量制御器４６で設定
した流量の不活性ガスを反応炉３１の中に導入すること
ができる。このようなガスの流し方は、ＳｉＨ4 の場合
も同様である。本実施例では不活性ガスとしてＮ2 を用
いた場合を示す。
【００３６】次に、基板３６上にＷ薄膜を形成する操作
手順を示す。反応炉３１内の基板支持台３５の上に基板
３６を置いた。基板３６は、Ｓｉ基板にＳｉＯ2 膜を
１．５μｍ形成し、通常の光露光法と反応性イオンエッ
チングとを用いて接続孔を開孔したものを用いた。基板
支持台３５に設置された加熱装置３４を用いて基板３６
を所望の温度にする。基板の温度を安定させる間は、弁
４５、４７、３９および５５、５７、４９を開いてＮ2
ガスを反応炉３１内に流しておいてもよい。
手順を示す。反応炉３１内の基板支持台３５の上に基板
３６を置いた。基板３６は、Ｓｉ基板にＳｉＯ2 膜を
１．５μｍ形成し、通常の光露光法と反応性イオンエッ
チングとを用いて接続孔を開孔したものを用いた。基板
支持台３５に設置された加熱装置３４を用いて基板３６
を所望の温度にする。基板の温度を安定させる間は、弁
４５、４７、３９および５５、５７、４９を開いてＮ2
ガスを反応炉３１内に流しておいてもよい。
【００３７】ＷＦ6 を弁４２、流量制御器４３、弁４
１、４８の経路で流し、ＷＦ6 の流量を安定させる。こ
の間、ＳｉＨ4 の配管には、弁５５、流量制御器５６、
弁５７、４９の経路で反応炉３１内にＮ2 ガスを流し、
さらに弁５３、流量制御器５２、弁５１、５８の経路で
ＳｉＨ4 を流し、ＳｉＨ4 流量が安定するようにしてお
く。
１、４８の経路で流し、ＷＦ6 の流量を安定させる。こ
の間、ＳｉＨ4 の配管には、弁５５、流量制御器５６、
弁５７、４９の経路で反応炉３１内にＮ2 ガスを流し、
さらに弁５３、流量制御器５２、弁５１、５８の経路で
ＳｉＨ4 を流し、ＳｉＨ4 流量が安定するようにしてお
く。
【００３８】流量制御器４３を流れるＷＦ6 の流量が安
定したら、ＷＦ6 を反応炉３１内に導入する。弁４８、
４７を閉じて弁４０を開けることにより、流量の制御さ
れたＷＦ6 がノズル３７から反応炉３１内に導入され
る。この時、ＳｉＨ4 を導入するノズル３８からは、弁
５５、流量制御器５６、弁５７、４９を通して不活性ガ
スＮ2 が流れているので、ＷＦ6 が拡散してきてノズル
３８又は配管内を汚すことはない。
定したら、ＷＦ6 を反応炉３１内に導入する。弁４８、
４７を閉じて弁４０を開けることにより、流量の制御さ
れたＷＦ6 がノズル３７から反応炉３１内に導入され
る。この時、ＳｉＨ4 を導入するノズル３８からは、弁
５５、流量制御器５６、弁５７、４９を通して不活性ガ
スＮ2 が流れているので、ＷＦ6 が拡散してきてノズル
３８又は配管内を汚すことはない。
【００３９】所定の時間ＷＦ6 を真空層の中に流した後
で、弁５７、５８を閉じ、弁５０を開けＳｉＨ4 を反応
炉３１の中に導入する。この時点から基板上では、Ｗの
成膜が開始する。このＷの成膜は、公知の成膜条件下で
Ｓｉ基板表面で選択的に行われる。なお、Ｓｉ基板表面
に限らず導電膜たとえばＡｌ膜、ＴｉＳｉ2 膜等の表面
に選択的にＷを成膜することも可能である。
で、弁５７、５８を閉じ、弁５０を開けＳｉＨ4 を反応
炉３１の中に導入する。この時点から基板上では、Ｗの
成膜が開始する。このＷの成膜は、公知の成膜条件下で
Ｓｉ基板表面で選択的に行われる。なお、Ｓｉ基板表面
に限らず導電膜たとえばＡｌ膜、ＴｉＳｉ2 膜等の表面
に選択的にＷを成膜することも可能である。
【００４０】所定の時間原料ガスを流し基板上にＷを成
長させた後、Ｗの成膜を停止する場合について次に述べ
る。弁５０を閉じ弁５７を開けて、ＳｉＨ4 の供給を停
止すると同時に、不活性ガスＮ2 をノズル３８から吹き
出させる。この操作により弁５０を閉じ、弁５７を開け
た直後には、ＳｉＨ4 とＮ2 とが入り混じったガスがノ
ズル３８から吹き出すことになるが、吹き出す総量は成
膜中のときと同じであるかそれ以上であるので、ＳｉＨ
4 の供給を停止することでＷＦ6 がノズル３８およびＳ
ｉＨ4 の配管側に逆流又は拡散することはない。次に弁
４０を閉じ弁４７を開け、ＷＦ6 を反応炉３１に供給す
るのを止める。同時に、弁４５、流量制御器４６、弁４
７、３９、ノズル３７を介して不活性ガスＮ2 を反応炉
３１内に導入する。
長させた後、Ｗの成膜を停止する場合について次に述べ
る。弁５０を閉じ弁５７を開けて、ＳｉＨ4 の供給を停
止すると同時に、不活性ガスＮ2 をノズル３８から吹き
出させる。この操作により弁５０を閉じ、弁５７を開け
た直後には、ＳｉＨ4 とＮ2 とが入り混じったガスがノ
ズル３８から吹き出すことになるが、吹き出す総量は成
膜中のときと同じであるかそれ以上であるので、ＳｉＨ
4 の供給を停止することでＷＦ6 がノズル３８およびＳ
ｉＨ4 の配管側に逆流又は拡散することはない。次に弁
４０を閉じ弁４７を開け、ＷＦ6 を反応炉３１に供給す
るのを止める。同時に、弁４５、流量制御器４６、弁４
７、３９、ノズル３７を介して不活性ガスＮ2 を反応炉
３１内に導入する。
【００４１】原料ガスが他方のガスノズルおよび配管内
に拡散して、これらの部所に残留しているガスと反応し
てノズル又は配管を汚染するのを防止するためである。
ＷＦ6 およびＳｉＨ4 を用いてＷを成膜する場合に、本
願発明の第２の実施例で示したガス配管を用いても効果
があった。特に、流量制御器として通常用いられる質量
流量計（Ｍａｓｓ ｆｌｏｗ ｍｅｔｅｒ）を用いる
と、次のような利点もある。
に拡散して、これらの部所に残留しているガスと反応し
てノズル又は配管を汚染するのを防止するためである。
ＷＦ6 およびＳｉＨ4 を用いてＷを成膜する場合に、本
願発明の第２の実施例で示したガス配管を用いても効果
があった。特に、流量制御器として通常用いられる質量
流量計（Ｍａｓｓ ｆｌｏｗ ｍｅｔｅｒ）を用いる
と、次のような利点もある。
【００４２】ＷＦ6 、ＳｉＨ4 、Ｎ2 のコンバージョン
ファクター（ＣＦ）を下の表に示す。ＷＦ6 およびＳｉ
Ｈ4 はいずれもＮ2 より小さいので、ＷＦ6 およびＳｉ
Ｈ4用に更生された流量制御器を流れる不活性ガスＮ2
はＷＦ6 およびＳｉＨ4 の設定流量よりもそれぞれ１．
０００／０．２１５、１．０００／０．５９７倍だけ多
くなる。
ファクター（ＣＦ）を下の表に示す。ＷＦ6 およびＳｉ
Ｈ4 はいずれもＮ2 より小さいので、ＷＦ6 およびＳｉ
Ｈ4用に更生された流量制御器を流れる不活性ガスＮ2
はＷＦ6 およびＳｉＨ4 の設定流量よりもそれぞれ１．
０００／０．２１５、１．０００／０．５９７倍だけ多
くなる。
【００４３】
【表１】 このため、第２の実施例を用いると配管の汚染を防止す
るという観点から望ましい結果が得られる。これは不活
性ガスとしてＡｒを用いた場合も同様である。
るという観点から望ましい結果が得られる。これは不活
性ガスとしてＡｒを用いた場合も同様である。
【００４４】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されない。例えば、減圧
ＣＶＤ法以外に、常圧ＣＶＤ法に対しても適用可能であ
る。また、熱ＣＶＤ法以外にプラズマＣＶＤ法に対して
も適用可能である。さらにまた、エッチング装置のガス
導入部に対しても本発明を適用することができる。その
他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可
能である。
が、本発明は上記実施例に限定されない。例えば、減圧
ＣＶＤ法以外に、常圧ＣＶＤ法に対しても適用可能であ
る。また、熱ＣＶＤ法以外にプラズマＣＶＤ法に対して
も適用可能である。さらにまた、エッチング装置のガス
導入部に対しても本発明を適用することができる。その
他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可
能である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、原
料ガスを導入するための配管は、原料ガスあるいは不活
性ガスが流れている状態かまたは真空に引かれている状
態のどちらかの状態にある。このため、複数の原料ガス
ＡとＢ（あるいはそれ以上の数のガスでもよい）を流す
場合で、ガスＡは導入するがガスＢは導入しないという
状況でも、ガスＢの導入配管から不活性ガスが噴出して
いるので、反応容器内に導入されたガスＡがガスＢの導
入配管内に逆流又は拡散することはない。その結果、ガ
ス導入配管がお互いの原料ガスで汚染されることがな
く、常に所望の薄膜が基板上に形成できる。
料ガスを導入するための配管は、原料ガスあるいは不活
性ガスが流れている状態かまたは真空に引かれている状
態のどちらかの状態にある。このため、複数の原料ガス
ＡとＢ（あるいはそれ以上の数のガスでもよい）を流す
場合で、ガスＡは導入するがガスＢは導入しないという
状況でも、ガスＢの導入配管から不活性ガスが噴出して
いるので、反応容器内に導入されたガスＡがガスＢの導
入配管内に逆流又は拡散することはない。その結果、ガ
ス導入配管がお互いの原料ガスで汚染されることがな
く、常に所望の薄膜が基板上に形成できる。
【００４６】特に、上記ガス導入方法をＷのＣＶＤに適
用した構成では、ＳｉＨ4 の吹き出し口から常に不活性
ガスを流し、ＳｉＨ4 の吹き出し口又は配管がＷＦ6 で
汚染されるのを防止し、かつ、反応容器内には常にＷＦ
6 がＳｉＨ4 に対して過剰に存在し、ＷＦ6 とＳｉＨ4
との気相反応を防止できる。これにより、ＳｉＨ4 のガ
スノズルでのＷＦ6 による汚染およびＷＦ6 とＳｉＨ4
の気相反応の結果生じる中間体が基板上に付着するのを
抑制する。これにより、基板全体に形成する場合には、
Ｗ発生の核が基板上における表面反応で形成されるた
め、均一なＷ粒が成長し、表面の平滑なＷ膜を形成でき
る。また、選択的に形成する場合には優れた選択性でＷ
膜を形成できる。
用した構成では、ＳｉＨ4 の吹き出し口から常に不活性
ガスを流し、ＳｉＨ4 の吹き出し口又は配管がＷＦ6 で
汚染されるのを防止し、かつ、反応容器内には常にＷＦ
6 がＳｉＨ4 に対して過剰に存在し、ＷＦ6 とＳｉＨ4
との気相反応を防止できる。これにより、ＳｉＨ4 のガ
スノズルでのＷＦ6 による汚染およびＷＦ6 とＳｉＨ4
の気相反応の結果生じる中間体が基板上に付着するのを
抑制する。これにより、基板全体に形成する場合には、
Ｗ発生の核が基板上における表面反応で形成されるた
め、均一なＷ粒が成長し、表面の平滑なＷ膜を形成でき
る。また、選択的に形成する場合には優れた選択性でＷ
膜を形成できる。
【図１】 本発明の第１の実施例で用いた配管図。
【図２】 本発明の第２の実施例で用いた配管図。
【図３】 第３の実施例を示す装置概略図。
【図４】 従来のガス導入方法を示す概略図。
１…原料ガスＰを流すための配管 ２…流量制御器 ３…ガス導入弁 ４…反応容器 ５…不活性ガスＮを流すための配管 ６…不活性ガス導入弁 ７…排気弁 ８…排気装置 １０…原料ガスＰを流すための配管 １１…ガス導入弁 １２…流量制御器 １３…反応容器 １４…不活性ガスＮを流すための配管 １５…不活性ガス導入弁 ３１…反応容器 ３２…自動開閉排気弁 ３３…排気装置 ３４…基板の加熱装置 ３５…基板支持台 ３６…基板 ３７…ＷＦ6 を導入するガスノズル ３８…ＳｉＨ4 を導入するガスノズル ３９〜４２，４５，４７〜５１，５３，５５，５７，５
８…自動開閉弁 ４３，４６，５２，５６…流量制御器 ４４…ＷＦ6 供給装置 ５４…ＳｉＨ4 供給装置 ６１…反応容器 ６２…自動開閉排気弁 ６３…排気装置 ６４…過熱装置を組み込んだ基板支持台 ６５…基板 ６６，６８，７０，７２…自動開閉弁 ６７…原料ガスＡの流量を制御する流量制御器 ６９…原料ガスＡを導入するガスノズル ７１…原料ガスＢの流量を制御する流量制御器 ７３…原料ガスＢを導入するガスノズル
８…自動開閉弁 ４３，４６，５２，５６…流量制御器 ４４…ＷＦ6 供給装置 ５４…ＳｉＨ4 供給装置 ６１…反応容器 ６２…自動開閉排気弁 ６３…排気装置 ６４…過熱装置を組み込んだ基板支持台 ６５…基板 ６６，６８，７０，７２…自動開閉弁 ６７…原料ガスＡの流量を制御する流量制御器 ６９…原料ガスＡを導入するガスノズル ７１…原料ガスＢの流量を制御する流量制御器 ７３…原料ガスＢを導入するガスノズル
Claims (11)
- 【請求項１】反応容器に所定流量の原料ガスを導入する
ガス導入方法において、前記反応容器に導入しようとす
るガスの流量を制御する流量制御器と、この流量制御器
によって流量制御された前記原料ガスを前記反応容器に
導入する第１の配管に設けられた第１のガス導入弁と、
このガス導入弁と前記反応容器との間の前記第１の配管
に接続され不活性ガスを導入する第２の配管に設けられ
た第２のガス導入弁と、前記流量制御器と前記第１のガ
ス導入弁との間の前記第１の配管に接続され前記流量制
御器から出た前記原料ガスを排気する第３の配管に設け
られた排気弁とを用い、前記原料ガスを前記反応容器に
導入するにあたって、第一に、前記第２のガス導入弁を
開いて前記不活性ガスを前記反応容器に導入するととも
に、前記第１のガス導入弁を閉じ、かつ前記排気弁３を
開いて、前記流量制御器から出るガスを前記排気弁を用
いて排気し、流量制御器の流量を安定させるとともに、
前記第１のガス導入弁の入口における圧力を所定値に
し、第二に、前記排気弁及び前記第２のガス導入弁を閉
じ、かつ前記第１のガス導入弁を開いて、前記原料ガス
を前記反応容器に導入することを特徴とするガス導入方
法。 - 【請求項２】前記反応容器に導入する前記原料ガスの供
給を停止するにあたって、前記第１のガス導入弁を閉
じ、かつ前記第２のガス導入弁を開いて、前記反応容器
への前記原料ガスの供給を停止するとともに、前記不活
性ガスを前記反応容器に導入することを特徴とする請求
項１記載のガス導入方法。 - 【請求項３】反応容器に所定流量の原料ガスを導入する
ガス導入方法において、前記反応容器に導入しようとす
るガスの流量を制御する流量制御器と、この流量制御器
の入口側の第１の配管に設けられた第１のガス導入弁
と、このガス導入弁と前記流量制御器との間の前記第１
の配管に接続され不活性ガスを導入する第２の配管に設
けられた第２のガス導入弁とを用い、前記原料を前記反
応容器に導入するにあたって、第一に、前記第１のガス
導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開いて、前
記不活性ガスを前記流量制御器を通して前記反応容器に
導入し、第二に、前記第１のガス導入弁を開き、かつ前
記第２のガス導入弁を閉じて、前記原料ガスを前記反応
容器に導入することを特徴とするガス導入方法。 - 【請求項４】前記反応容器に導入する前記原料ガスの供
給を停止するにあたって、前記第１のガス導入弁を閉
じ、かつ前記第２のガス導入弁を開いて前記原料ガスの
供給を停止するとともに前記不活性ガスを前記流量制御
器を通して前記反応容器に導入することを特徴とする請
求項３記載のガス導入方法。 - 【請求項５】ＷＦ6 ガスとＳｉＨ4 ガスを原料ガスとし
て減圧された反応容器に導入して、この反応容器内に置
かれた基板上にタングステン薄膜を形成する方法におい
て、前記ＳｉＨ4 ガスを導入する配管を介して前記反応
容器に接続され、前記反応容器に導入しようとするガス
の流量を制御する流量制御器と、この流量制御器によっ
て流量制御された前記ＳｉＨ4 ガスを前記反応容器に導
入する第１の配管に設けられた第１のガス導入弁と、こ
のガス導入弁と前記反応容器との間の配管に接続され不
活性ガスを導入する第２の配管に設けられた第２のガス
導入弁と、前記流量制御器と前記第１のガス導入弁との
間の配管に接続され前記流量制御器から出た前記ＳｉＨ
4 ガスを排気する第３の配管に設けられた排気弁とを用
い、前記原料ガスを反応容器に導入するにあたって、 第一に、前記第２のガス導入弁を開いて前記不活性ガス
を前記反応容器に先に導入するとともに、前記第１のガ
ス導入弁を閉じ、かつ前記排気弁を開いて、前記流量制
御器から出るＳｉＨ4 ガスを前記排気弁を用いて排気
し、前記流量制御器の流量を安定させるとともに、前記
第１のガス導入弁の入口における圧力を所定値にし、第
二に、前記不活性ガスを前記反応容器に導入しつつ、前
記ＷＦ6 ガスを導入する配管から前記ＷＦ6 ガスを反応
容器に導入し、第三に、前記排気弁及び前記第２のガス
導入弁を閉じ、かつ前記第１のガス導入弁を開いて、前
記ＳｉＨ4 ガスを前記反応容器に導入して、前記基板上
にタングステン薄膜を形成することを特徴とするタング
ステン薄膜の形成方法。 - 【請求項６】前記反応容器に導入する前記ＷＦ6 ガスと
ＳｉＨ4 ガスの供給を停止するにあたって、前記第１の
ガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開いて
前記反応容器への前記ＳｉＨ4 ガスの供給を停止すると
ともに前記不活性ガスを前記反応容器に導入し、次に前
記ＷＦ6 ガスの供給を停止することを特徴とする請求項
５記載のタングステン薄膜の形成方法。 - 【請求項７】ＷＦ6 とＳｉＨ4 ガスを原料ガスとして減
圧された反応容器に導入して、この反応容器内に置かれ
た基板上にタングステン薄膜を形成する方法において、
前記ＳｉＨ4 ガスを導入する配管を介して前記反応容器
に接続され、前記反応容器に導入しようとするガスの流
量を制御する流量制御器と、この流量制御器の入口側の
第１の配管に設けられた第１のガス導入弁と、このガス
導入弁と前記流量制御器との間の前記第１の配管に接続
され不活性ガスを導入する第２の配管に設けられた第２
のガス導入弁とを用い、前記原料ガスを前記反応容器に
導入するにあたって、第一に、前記第１のガス導入弁を
閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開いて、前記不活性
ガスを前記流量制御器を通して前記反応容器に先に導入
し、第二に、前記不活性ガスを前記反応容器に導入しつ
つ、前記ＷＦ6 ガスを導入する配管から前記ＷＦ6 ガス
を前記反応容器に導入し、第三に、前記第１のガス導入
弁を開き、かつ前記第２のガス導入弁を閉じて、前記Ｓ
ｉＨ4 ガスを前記反応容器に導入して、前記基板上にタ
ングステン薄膜を形成することを特徴とするタングステ
ン薄膜の形成方法。 - 【請求項８】前記反応容器に導入する前記ＷＦ6 ガスと
ＳｉＨ4 ガスの供給を停止するにあたって、前記第１の
ガス導入弁を閉じ、かつ前記第２のガス導入弁を開い
て、前記反応容器への前記ＳｉＨ4 ガスの供給を停止す
るとともに前記不活性ガスを前記流量制御器を通して前
記反応容器に導入し、次に前記ＷＦ6 ガスの供給を停止
することを特徴とする請求項７記載のタングステン薄膜
の形成方法。 - 【請求項９】タングステン薄膜の形成は、基板上の特定
の材質の上にのみ選択的に行うことを特徴とする請求項
５又は７記載のタングステン薄膜の形成方法。 - 【請求項１０】タングステン薄膜の形成は、基板全面に
一様に行なうことを特徴とする請求項５又は７記載のタ
ングステン薄膜の形成方法。 - 【請求項１１】反応容器に導入しようとする原料ガスの
流量を制御する流量制御器と、この流量制御器によって
流量制御された前記原料ガスを前記反応容器に導入する
第１の配管に設けられた第１のガス導入弁と、このガス
導入弁と前記反応容器との間の前記第１の配管に接続さ
れ不活性ガスを導入する第２の配管に設けられた第２の
ガス導入弁と、前記流量制御器と前記第１のガス導入弁
との間の前記第１の配管に接続され前記流量制御器から
出た前記原料ガスを排気する第３の配管に設けられた排
気弁とを具備することを特徴とするガス導入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24044694A JPH08104984A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | ガス導入装置及び方法及びタングステン薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24044694A JPH08104984A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | ガス導入装置及び方法及びタングステン薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08104984A true JPH08104984A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17059625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24044694A Pending JPH08104984A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | ガス導入装置及び方法及びタングステン薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08104984A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011013812A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 株式会社 アルバック | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| WO2011013811A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 株式会社 アルバック | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| WO2011013810A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 株式会社 アルバック | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
| CN102978582A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-20 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种纯钨毛细管的生产装置 |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP24044694A patent/JPH08104984A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011013812A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 株式会社 アルバック | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| WO2011013811A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 株式会社 アルバック | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| WO2011013810A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 株式会社 アルバック | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
| JPWO2011013811A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2013-01-10 | 株式会社アルバック | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| JPWO2011013812A1 (ja) * | 2009-07-31 | 2013-01-10 | 株式会社アルバック | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP5389924B2 (ja) * | 2009-07-31 | 2014-01-15 | 株式会社アルバック | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
| CN102978582A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-20 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种纯钨毛细管的生产装置 |
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