JPH08246154A - 成膜処理装置及び成膜処理方法 - Google Patents
成膜処理装置及び成膜処理方法Info
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- JPH08246154A JPH08246154A JP7079954A JP7995495A JPH08246154A JP H08246154 A JPH08246154 A JP H08246154A JP 7079954 A JP7079954 A JP 7079954A JP 7995495 A JP7995495 A JP 7995495A JP H08246154 A JPH08246154 A JP H08246154A
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/455—Chemical 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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
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- C23C16/45565—Shower nozzles
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シャワーヘッド等の表面に成膜付着防止膜を
形成してウエットクリーニング作業の頻度を少なくする
ことができる成膜処理装置を提供する。 【構成】 被処理体Ｗを載置する載置台４を内部に有す
る処理室３４と、この載置台に対向する位置に前記処理
室内に処理ガスを供給するガス供給部６２とを備えて前
記被処理体の表面に金属膜或いは金属化合物膜を形成す
る成膜処理装置において、前記処理室内の構造物の表面
に、成膜の付着し難い成膜付着防止膜７８を形成する。
これにより、例えばドライクリーニングでは除去し得な
い金属酸化膜の付着を防止し、ウエットクリーニング作
業の頻度を少なくする。
形成してウエットクリーニング作業の頻度を少なくする
ことができる成膜処理装置を提供する。 【構成】 被処理体Ｗを載置する載置台４を内部に有す
る処理室３４と、この載置台に対向する位置に前記処理
室内に処理ガスを供給するガス供給部６２とを備えて前
記被処理体の表面に金属膜或いは金属化合物膜を形成す
る成膜処理装置において、前記処理室内の構造物の表面
に、成膜の付着し難い成膜付着防止膜７８を形成する。
これにより、例えばドライクリーニングでは除去し得な
い金属酸化膜の付着を防止し、ウエットクリーニング作
業の頻度を少なくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば金属薄膜を形成
する成膜処理装置及び成膜処理方法に関する。
する成膜処理装置及び成膜処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路の製造工程にお
いては、被処理体である半導体ウエハ表面に配線パター
ンを形成するために或いは配線間等の凹部を埋め込むた
めにＷ（タングステン）、ＷＳｉ（タングステンシリサ
イド）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライ
ド）、ＴｉＳｉ（チタンシリサイド）等の金属或いは金
属化合物を堆積させて薄膜を形成することが行なわれて
いる。
いては、被処理体である半導体ウエハ表面に配線パター
ンを形成するために或いは配線間等の凹部を埋め込むた
めにＷ（タングステン）、ＷＳｉ（タングステンシリサ
イド）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライ
ド）、ＴｉＳｉ（チタンシリサイド）等の金属或いは金
属化合物を堆積させて薄膜を形成することが行なわれて
いる。
【０００３】この種の金属薄膜の形成方法には、３つの
方式、例えばＨ2 （水素）還元法、ＳｉＨ4 （シラン）
還元法、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 （ジクロルシラン）還元法など
が知られており、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 還元法は配線パターン
を形成するために例えば還元ガスとしてジクロルシラン
を用いて６００℃程度の高温下にてＷやＷＳｉ（タング
ステンシリサイド）膜を形成する方法であり、ＳｉＨ4
還元法は、同じく配線パターンを形成するために、例え
ば還元ガスとしてシランを用いて先程よりも低い３７０
〜４００℃の低温下にてＷやＷＳｉ膜を形成する方法で
ある。
方式、例えばＨ2 （水素）還元法、ＳｉＨ4 （シラン）
還元法、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 （ジクロルシラン）還元法など
が知られており、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 還元法は配線パターン
を形成するために例えば還元ガスとしてジクロルシラン
を用いて６００℃程度の高温下にてＷやＷＳｉ（タング
ステンシリサイド）膜を形成する方法であり、ＳｉＨ4
還元法は、同じく配線パターンを形成するために、例え
ば還元ガスとしてシランを用いて先程よりも低い３７０
〜４００℃の低温下にてＷやＷＳｉ膜を形成する方法で
ある。
【０００４】また、Ｈ2 還元法は、配線間の凹部のよう
なウエハ表面上の穴埋めのために、例えば還元ガスとし
て水素を用いて４００〜４３０℃程度の温度下でＷ膜を
堆積させる方法である。上記の場合、いずれも例えばＷ
Ｆ6（六フッ化タングステン）が使用される。このよう
な金属薄膜を形成する一般的な成膜処理装置は図３に示
されており、例えばアルミニウム等により筒体状に成形
された処理室２内には、例えば薄いカーボン素材或いは
アルミ化合物により成形された載置台４が設けられてお
り、この下方には、石英製の透過窓６を介してハロゲン
ランプ等の加熱手段８を配置している。
なウエハ表面上の穴埋めのために、例えば還元ガスとし
て水素を用いて４００〜４３０℃程度の温度下でＷ膜を
堆積させる方法である。上記の場合、いずれも例えばＷ
Ｆ6（六フッ化タングステン）が使用される。このよう
な金属薄膜を形成する一般的な成膜処理装置は図３に示
されており、例えばアルミニウム等により筒体状に成形
された処理室２内には、例えば薄いカーボン素材或いは
アルミ化合物により成形された載置台４が設けられてお
り、この下方には、石英製の透過窓６を介してハロゲン
ランプ等の加熱手段８を配置している。
【０００５】そして、加熱手段８からの熱線は透過窓６
を透過して載置台４に至り、これを加熱し、この上に配
置されている半導体ウエハＷを所定の温度に間接的に加
熱維持する。これと同時に、載置台４の上方に設けたシ
ャワーヘッド１０からはプロセスガスとして例えばＷＦ
6やＳｉＨ4がウエハ表面上に均等に供給され、ウエハ表
面上にＷやＷＳｉ等の金属膜が形成されることになる。
この場合、金属膜は目的とするウエハ表面のみならず、
処理室内の構造物、例えば処理室壁やシャワーヘッド表
面或いは図示されないクランプリングなどのウエハ近傍
の部材にも堆積することとなるが、この堆積物は剥離す
るとパーティクルとなってウエハの歩留まりの低下の原
因となる。そのため、ウエハ所定枚数、例えば２５枚処
理毎に、クリーニングガスとしてＣｌＦ3を流して内部
構造物の表面に付着した余分なＷやＷＳｉ等の堆積膜を
除去することが行なわれている。
を透過して載置台４に至り、これを加熱し、この上に配
置されている半導体ウエハＷを所定の温度に間接的に加
熱維持する。これと同時に、載置台４の上方に設けたシ
ャワーヘッド１０からはプロセスガスとして例えばＷＦ
6やＳｉＨ4がウエハ表面上に均等に供給され、ウエハ表
面上にＷやＷＳｉ等の金属膜が形成されることになる。
この場合、金属膜は目的とするウエハ表面のみならず、
処理室内の構造物、例えば処理室壁やシャワーヘッド表
面或いは図示されないクランプリングなどのウエハ近傍
の部材にも堆積することとなるが、この堆積物は剥離す
るとパーティクルとなってウエハの歩留まりの低下の原
因となる。そのため、ウエハ所定枚数、例えば２５枚処
理毎に、クリーニングガスとしてＣｌＦ3を流して内部
構造物の表面に付着した余分なＷやＷＳｉ等の堆積膜を
除去することが行なわれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハの搬
入搬出にともなって処理室内へ僅かな水分も侵入してし
まうが、このウエハの搬入搬出にともなって処理室内へ
侵入した水分が分解し、発生した酸素がタングステンと
酸化物を形成してしまい、これが特に高温に晒されるこ
とになるシャワーヘッド１０の下面に付着してしまう。
入搬出にともなって処理室内へ僅かな水分も侵入してし
まうが、このウエハの搬入搬出にともなって処理室内へ
侵入した水分が分解し、発生した酸素がタングステンと
酸化物を形成してしまい、これが特に高温に晒されるこ
とになるシャワーヘッド１０の下面に付着してしまう。
【０００７】このタングステン酸化物は、安定な物質で
あり、ドライクリーニングに用いるＣｌＦ3ガスでは完
全に除去できず、したがって、例えば１０００枚処理毎
に、装置全体を分解してウエットクリーニング処理を施
さねばならず、このような大がかりなメンテナンス作業
の頻度が多くなって装置稼働率を大幅に低下させる原因
となっていた。
あり、ドライクリーニングに用いるＣｌＦ3ガスでは完
全に除去できず、したがって、例えば１０００枚処理毎
に、装置全体を分解してウエットクリーニング処理を施
さねばならず、このような大がかりなメンテナンス作業
の頻度が多くなって装置稼働率を大幅に低下させる原因
となっていた。
【０００８】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、シャワーヘッド等の表面に成膜付着防止膜を
形成してウエットクリーニング作業の頻度を少なくする
ことができる成膜処理装置を提供することにある。
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、シャワーヘッド等の表面に成膜付着防止膜を
形成してウエットクリーニング作業の頻度を少なくする
ことができる成膜処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被処理体を載置する載置台を内部に有
する処理室と、この載置台に対向する位置に前記処理室
内に処理ガスを供給するガス供給部とを備えて前記被処
理体の表面に金属膜或いは金属化合物膜を形成する成膜
処理装置において、前記処理室内の構造物の表面に、成
膜の付着し難い成膜付着防止膜を形成するようにしたも
のである。
解決するために、被処理体を載置する載置台を内部に有
する処理室と、この載置台に対向する位置に前記処理室
内に処理ガスを供給するガス供給部とを備えて前記被処
理体の表面に金属膜或いは金属化合物膜を形成する成膜
処理装置において、前記処理室内の構造物の表面に、成
膜の付着し難い成膜付着防止膜を形成するようにしたも
のである。
【００１０】
【作用】本発明は、上述のように形成したので、成膜処
理時において、処理室内の構造物の表面、特にガス供給
部の載置台対向面に堆積する金属膜（金属化合物の膜も
含む。以下同様）の量を大幅に減少させることができ
る。従って、ウエットクリーニング等のメンテナンス作
業の頻度を大幅に削減でき、装置稼働率を向上させるこ
とができる。この場合、処理室内構造物、例えばガス供
給部の構成材料を熱伝導性の良好な材料で形成し、且つ
これに冷却手段を設けてガス供給部表面を冷却すること
により、金属膜の堆積を更に抑制することができる。
理時において、処理室内の構造物の表面、特にガス供給
部の載置台対向面に堆積する金属膜（金属化合物の膜も
含む。以下同様）の量を大幅に減少させることができ
る。従って、ウエットクリーニング等のメンテナンス作
業の頻度を大幅に削減でき、装置稼働率を向上させるこ
とができる。この場合、処理室内構造物、例えばガス供
給部の構成材料を熱伝導性の良好な材料で形成し、且つ
これに冷却手段を設けてガス供給部表面を冷却すること
により、金属膜の堆積を更に抑制することができる。
【００１１】また、成膜付着防止膜としては、酸化物、
例えば石英、アルミナ、アルマイトを使用でき、特に、
石英を用いると効率良く、金属膜の付着堆積を抑制する
ことができる。更には、処理室内の構造物として、例え
ば処理室を区画する壁を成膜の付着し難い上記した材
料、例えばアルミナ等で構成するようにしてもよい。
例えば石英、アルミナ、アルマイトを使用でき、特に、
石英を用いると効率良く、金属膜の付着堆積を抑制する
ことができる。更には、処理室内の構造物として、例え
ば処理室を区画する壁を成膜の付着し難い上記した材
料、例えばアルミナ等で構成するようにしてもよい。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明に係る成膜処理装置及び成膜
処理方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図
１は本発明に係る成膜処理装置の一実施例を示す断面
図、図２は図１に示す装置のガス供給部を示す拡大断面
図である。尚、図３に示す従来装置と同一部分について
は同一符号を付して説明する。
処理方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図
１は本発明に係る成膜処理装置の一実施例を示す断面
図、図２は図１に示す装置のガス供給部を示す拡大断面
図である。尚、図３に示す従来装置と同一部分について
は同一符号を付して説明する。
【００１３】この成膜処理装置には、例えばアルミニウ
ム等により円筒状或いは箱状に成形された処理室２を有
しており、こり処理室２内には、処理室底部より起立さ
せた支柱１４上に、例えば断面Ｌ字状の保持部材１６を
介して被処理体としての半導体ウエハＷを載置するため
の載置台４が設けられている。この支柱１４及び保持部
材１６は、熱線透過性の材料、例えば石英により構成さ
れており、また、載置台４は、厚さ１ｍｍ程度の例えば
カーボン素材、アルミ化合物等により構成されている。
この載置台４の下方には、複数本、例えば３本のリフタ
ピン１８が支持部材２０に対して上方へ起立させて設け
られており、この支持部材２０を処理室底部に貫通して
設けられた押し上げ棒２２により上下動させることによ
り、上記リフタピン１８を載置台４に貫通させて設けた
リフタピン穴２４に挿通させてウエハＷを持ち上げ得る
ようになっている。
ム等により円筒状或いは箱状に成形された処理室２を有
しており、こり処理室２内には、処理室底部より起立さ
せた支柱１４上に、例えば断面Ｌ字状の保持部材１６を
介して被処理体としての半導体ウエハＷを載置するため
の載置台４が設けられている。この支柱１４及び保持部
材１６は、熱線透過性の材料、例えば石英により構成さ
れており、また、載置台４は、厚さ１ｍｍ程度の例えば
カーボン素材、アルミ化合物等により構成されている。
この載置台４の下方には、複数本、例えば３本のリフタ
ピン１８が支持部材２０に対して上方へ起立させて設け
られており、この支持部材２０を処理室底部に貫通して
設けられた押し上げ棒２２により上下動させることによ
り、上記リフタピン１８を載置台４に貫通させて設けた
リフタピン穴２４に挿通させてウエハＷを持ち上げ得る
ようになっている。
【００１４】上記押し上げ棒２２の下端は、処理室２に
おいて内部の気密状態を保持するために伸縮可能なベロ
ーズ２６を介してアクチュエータ２８に接続されてい
る。上記載置台４の周縁部には、ウエハＷの周縁部を保
持してこれを載置台４側へ固定するためのリング状のセ
ラミック製クランプリング３０が設けられており、この
クランプリング３０は、上記保持部材１６を遊嵌状態で
貫通した支持棒３２を介して上記保持部材１６に連結さ
れており、リフタピン１８と一体的に昇降するようにな
っている。ここで保持部材１６と支持部材２０との間の
支持棒３２にはコイルバネ３３が介設されており、クラ
ンプリング３０等の降下を助け、且つウエハのクランプ
を確実ならしめている。これらのリフタピン１８、支持
部材２０及び保持部材１６も石英等の熱線透過部材によ
り構成されている。
おいて内部の気密状態を保持するために伸縮可能なベロ
ーズ２６を介してアクチュエータ２８に接続されてい
る。上記載置台４の周縁部には、ウエハＷの周縁部を保
持してこれを載置台４側へ固定するためのリング状のセ
ラミック製クランプリング３０が設けられており、この
クランプリング３０は、上記保持部材１６を遊嵌状態で
貫通した支持棒３２を介して上記保持部材１６に連結さ
れており、リフタピン１８と一体的に昇降するようにな
っている。ここで保持部材１６と支持部材２０との間の
支持棒３２にはコイルバネ３３が介設されており、クラ
ンプリング３０等の降下を助け、且つウエハのクランプ
を確実ならしめている。これらのリフタピン１８、支持
部材２０及び保持部材１６も石英等の熱線透過部材によ
り構成されている。
【００１５】また、載置台４の直下の処理室底部には、
石英等の熱線透過材料よりなる透過窓６が気密に設けら
れており、この下方には、透過窓６を囲むように箱状の
加熱室３４が設けられている。この加熱室３４内には加
熱手段として複数、例えば４つの加熱ランプ８が反射鏡
も兼ねる回転台３６に取り付けられており、この回転台
３６は、回転軸４０を介して加熱室３４の底部に設けた
回転モータ３８により回転される。従って、この加熱ラ
ンプ８より放出された熱線は、透過窓６を透過して載置
台４の下面を照射してこれを加熱し得るようになってい
る。この加熱室３４の側壁には、この室内や透過窓６を
冷却するための冷却エアを導入する冷却エア導入口４０
及びこのエアを排出する冷却エア排出口４２が設けられ
ている。
石英等の熱線透過材料よりなる透過窓６が気密に設けら
れており、この下方には、透過窓６を囲むように箱状の
加熱室３４が設けられている。この加熱室３４内には加
熱手段として複数、例えば４つの加熱ランプ８が反射鏡
も兼ねる回転台３６に取り付けられており、この回転台
３６は、回転軸４０を介して加熱室３４の底部に設けた
回転モータ３８により回転される。従って、この加熱ラ
ンプ８より放出された熱線は、透過窓６を透過して載置
台４の下面を照射してこれを加熱し得るようになってい
る。この加熱室３４の側壁には、この室内や透過窓６を
冷却するための冷却エアを導入する冷却エア導入口４０
及びこのエアを排出する冷却エア排出口４２が設けられ
ている。
【００１６】また、載置台４の外周側には、多数の整流
孔４４を有するリング状の整流板４６が、上下方向に環
状に成形された支持コラム４８により支持させて設けら
れている。整流板４６の内周側には、クランプリング３
０の外周部と接触してこの下方にガスが流れないように
するリング状の石英製アタッチメント４７が設けられ
る。整流板４６の下方の底部には排気口５０が設けら
れ、この排気口５０には図示しない真空ポンプに接続さ
れた排気路５２が接続されており、処理室２内を所定の
真空度（例えば１００Ｔｏｒｒ〜１０-6Ｔｏｒｒ）に維
持し得るようになっている。
孔４４を有するリング状の整流板４６が、上下方向に環
状に成形された支持コラム４８により支持させて設けら
れている。整流板４６の内周側には、クランプリング３
０の外周部と接触してこの下方にガスが流れないように
するリング状の石英製アタッチメント４７が設けられ
る。整流板４６の下方の底部には排気口５０が設けら
れ、この排気口５０には図示しない真空ポンプに接続さ
れた排気路５２が接続されており、処理室２内を所定の
真空度（例えば１００Ｔｏｒｒ〜１０-6Ｔｏｒｒ）に維
持し得るようになっている。
【００１７】更に、処理室２を区画する区画壁５４に
は、これをざぐることにより形成さた処理室用冷却ジャ
ケット５６が設けられており、このジャケットには、冷
却水を導入する導入口５８及びこれを排出する排出口６
０が設けられ、処理室２の内壁を冷却してここに堆積物
が付着しないようにしている。
は、これをざぐることにより形成さた処理室用冷却ジャ
ケット５６が設けられており、このジャケットには、冷
却水を導入する導入口５８及びこれを排出する排出口６
０が設けられ、処理室２の内壁を冷却してここに堆積物
が付着しないようにしている。
【００１８】一方、上記載置台４と対向する処理室天井
部には、処理ガスやクリーニングガス等の必要ガスを処
理室２内へ導入するためのガス供給部６０が設けられて
いる。具体的には、このガス供給部（シャワーヘッド）
６２は、シャワーヘッド構造になされており、例えばア
ルミニウム等により円形箱状に成形されたヘッド本体６
４を有し、この天井部にはガス導入口６６が設けられて
いる。このガス導入口６６には、ガス通路６８及び複数
の分岐路を介してそれぞれＷＦ6やＳｉＨ4の処理ガス源
７０、７２及びＣｌＦ3のクリーニングガス源７４に接
続されており、また、各分岐路にはそれぞれ流量制御弁
７０Ａ、７２Ａ、７４Ａ及び開閉弁７０Ｂ、７２Ｂ、７
４Ｂが介設されている。尚、還元ガスとしてＳｉＨ4に
代えてＨ2ガスも用いることができる。
部には、処理ガスやクリーニングガス等の必要ガスを処
理室２内へ導入するためのガス供給部６０が設けられて
いる。具体的には、このガス供給部（シャワーヘッド）
６２は、シャワーヘッド構造になされており、例えばア
ルミニウム等により円形箱状に成形されたヘッド本体６
４を有し、この天井部にはガス導入口６６が設けられて
いる。このガス導入口６６には、ガス通路６８及び複数
の分岐路を介してそれぞれＷＦ6やＳｉＨ4の処理ガス源
７０、７２及びＣｌＦ3のクリーニングガス源７４に接
続されており、また、各分岐路にはそれぞれ流量制御弁
７０Ａ、７２Ａ、７４Ａ及び開閉弁７０Ｂ、７２Ｂ、７
４Ｂが介設されている。尚、還元ガスとしてＳｉＨ4に
代えてＨ2ガスも用いることができる。
【００１９】ヘッド本体６４の側壁には、この内部をリ
ング状にざぐることにより形成された冷却手段としての
水冷ジャケット８０が設けられており、ヘッド本体６４
の表面、特に載置台対向面側を冷却するようになってい
る。ヘッド本体６４の下面である載置台対向面６４Ａに
は、ヘッド本体６４内へ供給されたガスを放出するため
の多数のガス孔７６が面内に均等に配置されており、ウ
エハ表面に亘って均等にガスを放出するようになってい
る。
ング状にざぐることにより形成された冷却手段としての
水冷ジャケット８０が設けられており、ヘッド本体６４
の表面、特に載置台対向面側を冷却するようになってい
る。ヘッド本体６４の下面である載置台対向面６４Ａに
は、ヘッド本体６４内へ供給されたガスを放出するため
の多数のガス孔７６が面内に均等に配置されており、ウ
エハ表面に亘って均等にガスを放出するようになってい
る。
【００２０】そして、図２にも示すようにこの載置台対
向面６４Ａには、成膜の付着し難い本発明の特長とする
成膜付着防止膜７８が前面に亘って形成されており、膜
が堆積し難いようになっている。この成膜付着防止膜７
８としては、例えば石英（ＳｉＯ2）、アルミナ、或い
はナトリウムを使用せずに処理形成したアルマイト等の
酸化物を用いることができ、製造コスト等を考慮すると
好ましくは石英を用いる。本実施例では、この防止膜７
８として石英が用いられる。石英の防止膜７８は、例え
ばアルミニウム製のヘッド本体６４を電極としたイオン
プレーティング法により石英（ＳｉＯ2）の薄膜を形成
することができるが、その製法はこれに限定されるもの
ではない。
向面６４Ａには、成膜の付着し難い本発明の特長とする
成膜付着防止膜７８が前面に亘って形成されており、膜
が堆積し難いようになっている。この成膜付着防止膜７
８としては、例えば石英（ＳｉＯ2）、アルミナ、或い
はナトリウムを使用せずに処理形成したアルマイト等の
酸化物を用いることができ、製造コスト等を考慮すると
好ましくは石英を用いる。本実施例では、この防止膜７
８として石英が用いられる。石英の防止膜７８は、例え
ばアルミニウム製のヘッド本体６４を電極としたイオン
プレーティング法により石英（ＳｉＯ2）の薄膜を形成
することができるが、その製法はこれに限定されるもの
ではない。
【００２１】防止膜７８の形成に際して、各ガス孔７６
の直径Ｌ１は約１．１ｍｍ程度と比較的大きいのに対し
て、防止膜７８の厚みＬ２は約３〜５μｍ程と小さいの
で、ガス孔７６により閉塞される恐れはない。ここで、
成膜の付着を防止するためにヘッド本体６４全体を石英
で形成することも考えられるが、この場合には、石英は
熱伝導率が低いことから載置台対向面６４Ａを十分に冷
却できなくなってこの部分が必要以上に加熱されてしま
い、逆に多くの堆積物が付着して好ましくない。従っ
て、冷却効率を考慮してヘッド本体６４は、上記したア
ルミニウムのように熱伝導性の良好な材料により形成す
ることが好ましい。
の直径Ｌ１は約１．１ｍｍ程度と比較的大きいのに対し
て、防止膜７８の厚みＬ２は約３〜５μｍ程と小さいの
で、ガス孔７６により閉塞される恐れはない。ここで、
成膜の付着を防止するためにヘッド本体６４全体を石英
で形成することも考えられるが、この場合には、石英は
熱伝導率が低いことから載置台対向面６４Ａを十分に冷
却できなくなってこの部分が必要以上に加熱されてしま
い、逆に多くの堆積物が付着して好ましくない。従っ
て、冷却効率を考慮してヘッド本体６４は、上記したア
ルミニウムのように熱伝導性の良好な材料により形成す
ることが好ましい。
【００２２】また、ヘッド本体６４内には、多数のガス
分散孔８２を有する２枚の拡散板８４、８６が上下２段
に配設されており、ウエハ面に、より均等にガスを供給
するようになっている。
分散孔８２を有する２枚の拡散板８４、８６が上下２段
に配設されており、ウエハ面に、より均等にガスを供給
するようになっている。
【００２３】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、ウエハ表面に金属膜の成
膜処理を施す場合には、処理室２の区画壁に設けた図示
しないゲートバルブを開いて搬送アームにより処理室２
内にウエハＷを搬入し、リフタピン１８を押し上げるこ
とによりウエハＷをリフタピン１８側に受け渡す。そし
て、リフタピン１８を、押し上げ棒２２を下げることに
よって降下させ、ウエハＷを載置台４上に載置すると共
に更に押し上げ棒２２を下げることによってウエハＷの
周縁部をクランプリング３０で押圧してこれを固定す
る。
動作について説明する。まず、ウエハ表面に金属膜の成
膜処理を施す場合には、処理室２の区画壁に設けた図示
しないゲートバルブを開いて搬送アームにより処理室２
内にウエハＷを搬入し、リフタピン１８を押し上げるこ
とによりウエハＷをリフタピン１８側に受け渡す。そし
て、リフタピン１８を、押し上げ棒２２を下げることに
よって降下させ、ウエハＷを載置台４上に載置すると共
に更に押し上げ棒２２を下げることによってウエハＷの
周縁部をクランプリング３０で押圧してこれを固定す
る。
【００２４】次に、処理ガス源７０、７２から処理ガス
としてＷＦ6，ＳｉＨ4をガス供給部６２へ供給して混合
し、これをヘッド本体６２の下面のガス孔６２から処理
室２内へ均等に供給する。この時のガスの供給量は、例
えばＷＦ6が５〜１００ＳＣＣＭで、ＳｉＨ4が１０〜３
００ＳＣＣＭである。これと同時に、排気口５０から内
部雰囲気を吸引排気することにより処理室内を所定の真
空度、例えば１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの範囲内の値に
設定し、且つ加熱室３４内の加熱ランプ８を回転させな
が駆動し、熱エネルギを放射する。
としてＷＦ6，ＳｉＨ4をガス供給部６２へ供給して混合
し、これをヘッド本体６２の下面のガス孔６２から処理
室２内へ均等に供給する。この時のガスの供給量は、例
えばＷＦ6が５〜１００ＳＣＣＭで、ＳｉＨ4が１０〜３
００ＳＣＣＭである。これと同時に、排気口５０から内
部雰囲気を吸引排気することにより処理室内を所定の真
空度、例えば１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの範囲内の値に
設定し、且つ加熱室３４内の加熱ランプ８を回転させな
が駆動し、熱エネルギを放射する。
【００２５】放射された熱線は、透過窓６を透過した
後、石英製の支持部材２０等も透過して載置台４の裏面
を照射してこれを加熱する。この載置台４は、前述のよ
うに１ｍｍ程度と非常に薄いことから迅速に加熱され、
従って、この上に載置してあるウエハＷを迅速に所定の
温度まで加熱することができる。供給された混合ガスは
所定の化学反応を生じ、例えばタングステン膜がウエハ
表面に堆積し、形成されることになる。この時、ウエハ
面に対向するシャワーヘッド構造のヘッド本体６４の下
面も比較的高温状態に晒されることから、この部分にも
堆積膜が付着する傾向となる。
後、石英製の支持部材２０等も透過して載置台４の裏面
を照射してこれを加熱する。この載置台４は、前述のよ
うに１ｍｍ程度と非常に薄いことから迅速に加熱され、
従って、この上に載置してあるウエハＷを迅速に所定の
温度まで加熱することができる。供給された混合ガスは
所定の化学反応を生じ、例えばタングステン膜がウエハ
表面に堆積し、形成されることになる。この時、ウエハ
面に対向するシャワーヘッド構造のヘッド本体６４の下
面も比較的高温状態に晒されることから、この部分にも
堆積膜が付着する傾向となる。
【００２６】しかしながら、本実施例においてはこの部
分に成膜付着防止膜７８を形成してあることから膜の付
着を防止することができる。特に、膜の付着防止効果
は、ウエハＷの搬入に伴って室内に導入されるウエハ表
面上の水分が分解した結果生ずるＷＯｘ（タングステン
酸化膜）等の金属酸化膜に対して効果的に発揮される。
このような成膜処理は、１枚のウエハを処理した後に、
これを排出して新たな未処理のウエハを搬入して再度成
膜を行なうといったようにウエハ１枚、１枚に対して枚
葉で行なわれ、１バッチ、例えば２５枚ウエハを処理す
る毎に、処理室２内にクリーニングガスとしてＣｌＦ3
を導入し、ヘッド本体６４の下面や処理室２の区画壁内
面等、処理室内の構造物の表面に付着した成膜をクリー
ニング除去する。ここでこのクリーニング処理におい
て、金属膜（Ｗ）や金属シリサイド（ＷＳｉ）は、上記
ＣｌＦ3により比較的容易に除去することができるが、
金属酸化膜（ＷＯX）は安定していることから除去が困
難である。
分に成膜付着防止膜７８を形成してあることから膜の付
着を防止することができる。特に、膜の付着防止効果
は、ウエハＷの搬入に伴って室内に導入されるウエハ表
面上の水分が分解した結果生ずるＷＯｘ（タングステン
酸化膜）等の金属酸化膜に対して効果的に発揮される。
このような成膜処理は、１枚のウエハを処理した後に、
これを排出して新たな未処理のウエハを搬入して再度成
膜を行なうといったようにウエハ１枚、１枚に対して枚
葉で行なわれ、１バッチ、例えば２５枚ウエハを処理す
る毎に、処理室２内にクリーニングガスとしてＣｌＦ3
を導入し、ヘッド本体６４の下面や処理室２の区画壁内
面等、処理室内の構造物の表面に付着した成膜をクリー
ニング除去する。ここでこのクリーニング処理におい
て、金属膜（Ｗ）や金属シリサイド（ＷＳｉ）は、上記
ＣｌＦ3により比較的容易に除去することができるが、
金属酸化膜（ＷＯX）は安定していることから除去が困
難である。
【００２７】しかしながら、本実施例においては、前述
のように例えばＳｉＯ2よりなる成膜付着防止膜７８を
形成してあることから、金属酸化膜が付着し難くなって
いる。従って、多数のウエハの成膜処理を行なっても通
常のＣｌＦ3等のクリーニングガスを用いたドライクリ
ーニングで済み、金属酸化膜の付着にともなう分解ウエ
ットクリーニング作業の頻度を大幅に削減することがで
き、装置稼働率を大幅に向上させることができる。
のように例えばＳｉＯ2よりなる成膜付着防止膜７８を
形成してあることから、金属酸化膜が付着し難くなって
いる。従って、多数のウエハの成膜処理を行なっても通
常のＣｌＦ3等のクリーニングガスを用いたドライクリ
ーニングで済み、金属酸化膜の付着にともなう分解ウエ
ットクリーニング作業の頻度を大幅に削減することがで
き、装置稼働率を大幅に向上させることができる。
【００２８】特に、配線パターン形成用の成膜処理では
なく、ウエハ表面の凹凸の埋め込みを行なうブランケッ
ト処理の場合には、ウエハ１枚に対して８０００〜１０
０００Åの厚さの成膜を行なうことから、ヘッド本体６
４の下面に付着する堆積物の量も多くなるが、その内、
上述のようにＣｌＦ3ガスで除去することの困難な金属
酸化膜の付着量は防止膜７８の作用により非常に少ない
ことから、この場合にも、装置自体を分解して行なうウ
エットクリーニング作業の頻度を削減することができ、
装置稼働率を向上させることができる。
なく、ウエハ表面の凹凸の埋め込みを行なうブランケッ
ト処理の場合には、ウエハ１枚に対して８０００〜１０
０００Åの厚さの成膜を行なうことから、ヘッド本体６
４の下面に付着する堆積物の量も多くなるが、その内、
上述のようにＣｌＦ3ガスで除去することの困難な金属
酸化膜の付着量は防止膜７８の作用により非常に少ない
ことから、この場合にも、装置自体を分解して行なうウ
エットクリーニング作業の頻度を削減することができ、
装置稼働率を向上させることができる。
【００２９】従来装置と本発明装置の比較実験を行なっ
たところ、従来装置において１０００枚のウエハの成膜
処理を行なってヘッド本体の下面を観察したところ、黄
色いタングステン酸化物が一面に形成されていたが、本
発明装置において１５００枚のウエハの成膜処理を行な
っても、ヘッド本体の下面にはタングステン酸化物はほ
とんど付着しておらず、初期状態を維持していることが
判明した。このように、ヘッド本体６４を効果的に冷却
しつつその載置台対向面６４Ａに石英等よりなる成膜付
着防止膜７８を形成しておくことにより、ＣｌＦ3ガス
等の通常のクリーニングガスでは除去が困難な金属酸化
膜の付着を大幅に抑制することが可能となり、従って、
大がかりな保守、点検作業であるウエット洗浄処理の頻
度を大幅に低減させることができる。
たところ、従来装置において１０００枚のウエハの成膜
処理を行なってヘッド本体の下面を観察したところ、黄
色いタングステン酸化物が一面に形成されていたが、本
発明装置において１５００枚のウエハの成膜処理を行な
っても、ヘッド本体の下面にはタングステン酸化物はほ
とんど付着しておらず、初期状態を維持していることが
判明した。このように、ヘッド本体６４を効果的に冷却
しつつその載置台対向面６４Ａに石英等よりなる成膜付
着防止膜７８を形成しておくことにより、ＣｌＦ3ガス
等の通常のクリーニングガスでは除去が困難な金属酸化
膜の付着を大幅に抑制することが可能となり、従って、
大がかりな保守、点検作業であるウエット洗浄処理の頻
度を大幅に低減させることができる。
【００３０】上記実施例では、金属膜としてタングステ
ン或いはタングステンシリサイドを成膜する場合につい
て説明したが、これに限定されず、他の金属、例えばＴ
ｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）、ＴｉＳ
ｉ（チタンシリサイド）等を成膜する場合にも適用する
ことができる。また、この実施例ではヘッド本体６４の
材料としてアルミニウムを用い、その載置台対向面６４
Ａに成膜の付着し難い材料として例えば石英膜を被覆し
たが、このヘッド本体６４全体を成膜の付着し難い材
料、例えばアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）で構成するようにし
てもよい。
ン或いはタングステンシリサイドを成膜する場合につい
て説明したが、これに限定されず、他の金属、例えばＴ
ｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）、ＴｉＳ
ｉ（チタンシリサイド）等を成膜する場合にも適用する
ことができる。また、この実施例ではヘッド本体６４の
材料としてアルミニウムを用い、その載置台対向面６４
Ａに成膜の付着し難い材料として例えば石英膜を被覆し
たが、このヘッド本体６４全体を成膜の付着し難い材
料、例えばアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）で構成するようにし
てもよい。
【００３１】更には、成膜付着防止膜７８で被覆する箇
所は、ヘッド本体の載置台対向面に限定されず、処理室
内の他の構造物、例えば処理室を区画する区画壁の内面
にも図１中の一点鎖線８８にて示すように形成するよう
にしてもよい。
所は、ヘッド本体の載置台対向面に限定されず、処理室
内の他の構造物、例えば処理室を区画する区画壁の内面
にも図１中の一点鎖線８８にて示すように形成するよう
にしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜処理
装置及び成膜処理方法によれば次のように優れた作用効
果を発揮することができる。処理室内の構造物の表面、
例えばシャワーヘッドの載置台対向面や区画壁面にに成
膜付着防止膜を形成したので、ドライクリーニングでは
除去し得ない金属酸化膜の成膜を抑制することができ
る。従って、金属酸化膜を除去するために装置自体を分
解して行なう大がかりなウエットクリーニング処理等の
メンテナンス作業の頻度を少なくすることができるの
で、その分、装置稼働率を大幅に向上せせることができ
る。また、成膜付着防止膜を形成すると共にその構造物
の母材を熱伝導性の良好な材料で構成して冷却手段を設
けることにより、この部分における金属酸化膜の堆積を
一層抑制でき、更に、装置稼働率を向上させることがで
きる。更には、処理室内の構造物自体を例えばアルミナ
等の成膜の付着し難い材料で構成する場合にも、上記し
たと同様な作用効果を発揮することができる。
装置及び成膜処理方法によれば次のように優れた作用効
果を発揮することができる。処理室内の構造物の表面、
例えばシャワーヘッドの載置台対向面や区画壁面にに成
膜付着防止膜を形成したので、ドライクリーニングでは
除去し得ない金属酸化膜の成膜を抑制することができ
る。従って、金属酸化膜を除去するために装置自体を分
解して行なう大がかりなウエットクリーニング処理等の
メンテナンス作業の頻度を少なくすることができるの
で、その分、装置稼働率を大幅に向上せせることができ
る。また、成膜付着防止膜を形成すると共にその構造物
の母材を熱伝導性の良好な材料で構成して冷却手段を設
けることにより、この部分における金属酸化膜の堆積を
一層抑制でき、更に、装置稼働率を向上させることがで
きる。更には、処理室内の構造物自体を例えばアルミナ
等の成膜の付着し難い材料で構成する場合にも、上記し
たと同様な作用効果を発揮することができる。
【図１】本発明に係る成膜処理装置の一実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図２】図１に示す装置のガス供給部を示す拡大断面図
である。
である。
【図３】金属薄膜を形成する一般的な成膜処理装置を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
２ 処理室 ４ 載置台 ６ 透過窓 ８ 加熱手段（加熱ランプ） １０ シャワーヘッド １２ 成膜処理装置 １８ リフタピン ２２ 押し上げ棒 ３０ クランプリング ３４ 加熱室 ５４ 処理室の区画壁 ６２ ガス供給部 ６４ ヘッド本体 ６４Ａ 載置台対向面 ７０、７２ 処理ガス源 ７４ クリーニングガス源 ７６ ガス孔 ７８ 成膜付着防止膜 ８０ 水冷ジャケット（冷却手段） Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 澄 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地―１ テル・エンジニアリング株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 被処理体を載置する載置台を内部に有す
る処理室と、この載置台に対向する位置に前記処理室内
に処理ガスを供給するガス供給部とを備えて前記被処理
体の表面に金属膜或いは金属化合物膜を形成する成膜処
理装置において、前記処理室内の構造物の表面に、成膜
の付着し難い成膜付着防止膜を形成したことを特徴とす
る成膜処理装置。 - 【請求項２】 前記構造物は、前記ガス供給部であり、
このガス供給部の載置台対向面に前記成膜付着防止膜を
形成したことを特徴とする成膜処理装置。 - 【請求項３】 前記構造物は、前記処理室を区画する区
画壁であることを特徴とする請求項１記載の成膜処理装
置。 - 【請求項４】 前記構造物は、熱伝導性の良好な材料に
より形成されると共にその表面を冷却するための冷却手
段を有することを特徴とする請求項１乃至３記載の成膜
処理装置。 - 【請求項５】 前記成膜付着防止膜は、酸化物により形
成されることを特徴とする請求項１乃至４記載の成膜処
理装置。 - 【請求項６】 前記成膜付着防止膜は、石英、アルミ
ナ、アルマイトの内、いずれか１つであることを特徴と
する請求項１乃至５記載の成膜処理装置。 - 【請求項７】 前記金属膜或いは金属化合物膜は、タン
グステンまたはチタンを含有することを特徴とする請求
項１乃至６記載の成膜処理装置。 - 【請求項８】 被処理体を載置する載置台を内部に有す
る処理室と、この載置台に対向する位置に前記処理室内
に処理ガスを供給するガス供給部とを備えて前記被処理
体の表面に金属膜或いは金属化合物膜を形成する成膜処
理装置において、前記処理室内の構造物は、成膜が付着
し難い材料により構成されていることを特徴とする成膜
処理装置。 - 【請求項９】 前記成膜が付着し難い材料は、酸化物で
あることを特徴とする請求項８記載の成膜処理装置。 - 【請求項１０】 被処理体を載置する載置台を内部に有
する処理室と、この載置台に対向する位置に前記処理室
内に処理ガスを供給するガス供給部とを備えた成膜処理
装置を用いて前記被処理体の表面に金属膜或いは金属化
合物膜を形成する成膜処理方法において、予め前記処理
室内の構造物の表面に成膜の付着し難い成膜付着防止膜
を形成し、その後、前記被処理体に対する膜形成処理を
行うようにしたことを特徴とする成膜処理方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07995495A JP3362552B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 成膜処理装置 |
| US08/610,860 US5972114A (en) | 1995-03-10 | 1996-03-05 | Film deposition apparatus with anti-adhesion film and chamber cooling means |
| KR1019960006211A KR100375343B1 (ko) | 1995-03-10 | 1996-03-09 | 성막처리장치및성막처리방법 |
| TW085102893A TW396211B (en) | 1995-03-10 | 1996-03-09 | Film depostion apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07995495A JP3362552B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 成膜処理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002244298A Division JP3835376B2 (ja) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | 成膜処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08246154A true JPH08246154A (ja) | 1996-09-24 |
| JP3362552B2 JP3362552B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=13704712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07995495A Expired - Fee Related JP3362552B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 成膜処理装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5972114A (ja) |
| JP (1) | JP3362552B2 (ja) |
| KR (1) | KR100375343B1 (ja) |
| TW (1) | TW396211B (ja) |
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| JP2018082063A (ja) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 成膜装置 |
| JP2018082064A (ja) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 成膜装置 |
| CN110872702A (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 东京毅力科创株式会社 | 成膜装置和成膜方法 |
Families Citing this family (25)
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|---|---|---|---|---|
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| US6211074B1 (en) * | 1998-05-12 | 2001-04-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Methods and arrangements for reducing stress and preventing cracking in a silicide layer |
| US6123791A (en) * | 1998-07-29 | 2000-09-26 | Applied Materials, Inc. | Ceramic composition for an apparatus and method for processing a substrate |
| JP2000183037A (ja) * | 1998-12-11 | 2000-06-30 | Tokyo Electron Ltd | 真空処理装置 |
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