JPH09289203A - 膜の形成方法 - Google Patents

膜の形成方法

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JPH09289203A
JPH09289203A JP12218296A JP12218296A JPH09289203A JP H09289203 A JPH09289203 A JP H09289203A JP 12218296 A JP12218296 A JP 12218296A JP 12218296 A JP12218296 A JP 12218296A JP H09289203 A JPH09289203 A JP H09289203A
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JP
Japan
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film
mounting table
reaction chamber
temperature
substrate
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JP12218296A
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Masateru Hara
昌輝 原
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラックのない膜を効率的に形成することが
できる方法を提供する。 【解決手段】 SiO2 膜15を形成した後または形成
済のSiO2 膜15上に更に別の膜を形成する際に、リ
フトピン13でSiウェハ14をウェハステージ11か
ら離間させ且つウェハステージ11に対向させた状態で
保持する。このため、Siウェハ14をウェハステージ
11から離間させるのみでウェハステージ11に対向さ
せた状態で保持しない場合よりは緩やかであるが、ウェ
ハステージ11自体の温度を変更する場合よりは速やか
に、SiO2 膜15が形成された後のSiウェハ14を
徐々に冷却または加熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置の
製造に際して、載置台上に基板を載置した状態でこの基
板上に膜を形成するための方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェハ等の基板上への膜の形成
は、載置台上に基板を載置し、載置台に内蔵されている
加熱器または冷却器で載置台を加熱または冷却すること
よって基板を加熱または冷却した状態で行うのが一般的
である。従って、膜を形成した後の基板を直ちに載置台
から他の半導体製造装置等へ搬送すると、基板の温度が
急激に変化して、基板上に形成した膜にクラックが生じ
易い。特に、層間絶縁膜等の様に厚い膜厚で形成された
膜ではクラックが生じ易い。
【0003】このため、従来は、載置台に内蔵されてい
る加熱器または冷却器の温度を下降または上昇させ、載
置台の温度を下降または上昇させることによって基板を
ある程度の温度まで冷却または加熱してから、基板をそ
の載置台から他の半導体製造装置等へ搬送していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、載置台に内蔵
されている加熱器または冷却器の温度は短時間では変更
することができないので、膜が形成された後の基板もク
ラックを生じない範囲内で速やかに冷却または加熱する
ことができない。このため、従来は、クラックのない膜
を効率的に形成することができなかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の膜の形成方法
は、載置台上に基板を載置した状態でこの基板上に膜を
形成する膜の形成方法において、前記形成の後に前記基
板を前記載置台から離間させ且つこの載置台に対向させ
た状態で保持することを特徴としている。
【0006】請求項2の膜の形成方法は、請求項1の膜
の形成方法において、前記載置台に付属している機構に
よって前記離間及び前記保持を行うことを特徴としてい
る。
【0007】請求項3の膜の形成方法は、請求項1の膜
の形成方法において、前記膜を形成した反応室とは別の
反応室で前記膜とは別の膜を前記膜上に形成するに際し
て、前記基板を前記別の反応室における前記載置台から
離間させ且つこの載置台に対向させた状態で保持するこ
とを特徴としている。
【0008】請求項4の膜の形成方法は、請求項1の膜
の形成方法において、前記膜を形成した反応室とは別の
反応室で前記膜とは別の膜を前記膜上に形成するに際し
て、前記反応室における前記載置台の温度よりも前記別
の反応室における前記載置台の温度に近い温度のガス
を、前記保持が行われている前記反応室内に供給するこ
とを特徴としている。
【0009】請求項5の膜の形成方法は、請求項1の膜
の形成方法において、前記膜を形成した反応室とは別の
反応室で前記膜とは別の膜を前記膜上に形成するに際し
て、前記保持が行われている前記反応室内でプラズマを
発生させることによって、この反応室内の温度を、この
反応室における前記載置台の温度よりも前記別の反応室
における前記載置台の温度に近い温度にすることを特徴
としている。
【0010】請求項6の膜の形成方法は、請求項1の膜
の形成方法において、前記膜を形成した反応室とは別の
反応室で前記膜とは別の膜を前記膜上に形成するに際し
て、前記反応室と前記別の反応室との間における前記基
板の搬送経路を、前記反応室における前記載置台の温度
よりも前記別の反応室における前記載置台の温度に近い
温度に制御することを特徴としている。
【0011】請求項7の膜の形成方法は、請求項6の膜
の形成方法において、前記制御が昇温であって、ランプ
による加熱によって前記昇温を行うことを特徴としてい
る。
【0012】請求項1の膜の形成方法では、載置台上に
基板を載置した状態で基板上に膜を形成した後に、基板
を載置台から離間させ且つ載置台に対向させた状態で保
持するので、膜を形成するために載置台を加熱または冷
却している場合に、膜が形成された後の基板と載置台と
の間で放射によって熱が伝搬する。
【0013】このため、基板を載置台から離間させるの
みで載置台に対向させた状態で保持しない場合よりは緩
やかであるが、載置台自体の温度を変更する場合よりは
速やかに、膜が形成された後の基板を徐々に冷却または
加熱することができる。
【0014】請求項2の膜の形成方法では、載置台に対
する基板の離間及び保持を載置台に付属している機構に
よって行うので、追加の機構を設けることなく、膜が形
成された後の基板を徐々に冷却または加熱することがで
きる。
【0015】請求項3の膜の形成方法では、基板上に形
成されている膜上に更に別の膜を形成するに際して、別
の膜を形成するための反応室において基板を載置台から
離間させ且つ載置台に対向させた状態で保持するので、
別の膜を形成するために載置台を加熱または冷却してい
る場合に、膜が既に形成されている基板と載置台との間
で放射によって熱が伝搬する。
【0016】このため、基板を載置台に直ちに載置する
場合よりは緩やかであるが、載置台自体の温度を変更す
る場合よりは速やかに、膜が既に形成されている基板を
徐々に加熱または冷却することができる。
【0017】請求項4の膜の形成方法では、基板上に形
成されている膜上に更に別の膜を形成するに際して、既
に膜を形成した反応室における載置台の温度よりもこれ
から膜を形成する反応室における載置台の温度に近い温
度のガスを、既に膜が形成されて基板が載置台から離間
及び保持されている反応室内に供給するので、載置台自
体の温度を変更する場合よりも更に速やかに、膜が既に
形成されている基板を徐々に冷却または加熱することが
できる。
【0018】請求項5の膜の形成方法では、基板上に形
成されている膜上に更に別の膜を形成するに際して、既
に形成されている膜中の水分や溶媒をプラズマで除去す
ることができ、イオンによる衝撃効果の分だけガスより
もプラズマの方が昇温効果も高いので、既に形成されて
いる膜の膜質を改善しつつ、載置台自体の温度を変更す
る場合よりも更に速やかに、膜が既に形成されている基
板を徐々に加熱することができる。
【0019】請求項6の膜の形成方法では、基板上に形
成されている膜上に更に別の膜を形成するに際して、反
応室間の搬送経路上でも基板の温度を制御することがで
きるので、反応室内でのみ基板を冷却または加熱する場
合よりも更に速やかに、膜が既に形成されている基板を
徐々に冷却または加熱することができる。
【0020】請求項7の膜の形成方法では、ランプによ
る加熱で基板を昇温させており、ランプでは非接触で基
板を加熱することができるので、反応室間の搬送経路上
を移動させつつ基板を加熱することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、膜の流動性を高めて平坦度
の高い層間絶縁膜を形成するために2層のSiO2 膜を
異なる温度で連続的に形成する場合に適用した本願の発
明の第1及び第2実施形態を、図1、2を参照しながら
説明する。
【0022】図1が、第1実施形態で使用する膜形成装
置の一部を示している。この膜形成装置のチャンバ(図
示せず)内におけるウェハステージ11には、ヒータ1
2が内蔵されており、また、搬送機構を有する他の一般
の膜形成装置におけるウェハステージと同様に、ウェハ
を持ち上げてすくい取り易くするために、プッシャーピ
ンとも称されるリフトピン13が付属している。
【0023】この第1実施形態では、高さが0.85μ
mのAl配線(図示せず)が0.30〜20μmの間隔
で形成されているSiウェハ14上に、図示されていな
い別のチャンバ内で、SiH4 とH2 2 とを反応ガス
として用いて0℃の温度で、Al配線間を埋め込む様に
0.8μmの膜厚のSiO2 膜15を形成する。
【0024】SiO2 膜15を形成した後のSiウェハ
14は、図1のウェハステージ11を有するチャンバ
(図示せず)内へ真空搬送で移送する。しかし、移送し
てきたSiウェハ14は、ウェハステージ11上に直接
には載置せず、ウェハステージ11から2mmだけ上昇
させた状態のリフトピン13上に載置する。
【0025】ウェハステージ11を有するチャンバ内へ
真空搬送されてきた時のSiウェハ14は9℃であった
が、ウェハステージ11をヒータ12で350℃に加熱
してあるので、リフトピン13上で4分間保持すること
によってSiウェハ14が約200℃まで昇温した。
【0026】その後、リフトピン13を下降させてSi
ウェハ14をウェハステージ11に接触させた状態で、
SiH4 とN2 Oとを反応ガスとして用いる350℃の
温度のプラズマCVD法で、0.5μmの膜厚のSiO
2 膜(図示せず)をSiO2膜15上に形成した。
【0027】ところで、0℃の温度で形成したSiO2
膜15は、SiH4 とH2 2 との反応を利用している
ので、膜中に大量のH2 Oを含んでいる。このため、S
iO2 膜15を10℃前後の温度に保持した状態でSi
ウェハ14をウェハステージ11上に直接に載置する
と、SiO2 膜15の温度が急激に変化し、SiO2
15中のH2 Oが大量に離脱して、SiO2 膜15にク
ラックが生じる。
【0028】しかも、Al配線には0.30μmという
狭い間隔が存在しているので、SiO2 膜15には特に
クラックが生じ易い。しかし、以上の第1実施形態で
は、リフトピン13で保持してSiウェハ14を予め加
熱しているので、Al配線間の0.30μmという狭い
間隔にも、クラックを生じさせることなくSiO2 膜を
埋め込むことができた。
【0029】図2が、第2実施形態で使用する膜形成装
置の一部を示している。この膜形成装置のチャンバ21
の天面にはガス導入口22とこのガス導入口22を囲む
シャワーヘッド23とが設けられており、チャンバ21
の側面にはゲートバルブ24が設けられている。また、
チャンバ21内におけるウェハステージ25にとはリフ
トピン26が付属している。
【0030】この第2実施形態では、高さが0.85μ
mのAl配線(図示せず)が0.30〜20μmの間隔
で形成されているSiウェハ27をウェハステージ25
上に載置し、このウェハステージ25を0℃に維持し、
SiH4 とH2 2 とを反応ガスとして用いて、0.9
μmの膜厚のSiO2 膜(図示せず)を形成する。
【0031】その後、ウェハステージ25から1mmだ
けリフトピン26を上昇させ、Siウェハ27をウェハ
ステージ25から離間させる。そして、この状態で、ガ
ス導入口22からN2 ガスを1500sccmで導入
し、150℃に加熱されているシャワーヘッド23から
このN2 ガスをSiウェハ27に向かって噴出させて、
チャンバ21内の圧力を2Torrに保持した。
【0032】この結果、Siウェハ27が3分間で0℃
から120℃まで昇温した。その後、ゲートバルブ24
を開き、図示されていない別のチャンバへSiウェハ2
7を移送し、SiH4 とN2 Oとを反応ガスとして用い
る350℃の温度のプラズマCVD法で、0.3μmの
膜厚のSiO2 膜(図示せず)を更に形成した。
【0033】以上の第2実施形態でも、0℃の温度で形
成したSiO2 膜は膜中に大量のH2 Oを含んでおり、
しかも、Al配線には0.30μmという狭い間隔が存
在しているので、このSiO2 膜を形成した直後に、3
50℃の温度のプラズマCVDを行う別のチャンバまで
真空搬送してそのチャンバ内のウェハステージ上にSi
ウェハ27を直接に載置すると、0℃の温度で形成した
SiO2 膜にクラックが生じる。
【0034】しかし、以上の第2実施形態では、ガス導
入口22及びシャワーヘッド23からのガスでSiウェ
ハ27を予め加熱しているので、Al配線間の0.30
μmという狭い間隔にも、クラックを生じさせることな
くSiO2 膜を埋め込むことができた。
【0035】なお、上述の第1実施形態では、リフトピ
ン13上でSiウェハ14を4分間保持したが、5秒以
上保持すれば効果がある。また、上述の第1及び第2実
施形態では、低温で膜を形成した後に高温で膜を形成す
る前にSiウェハ14、27を予め加熱したが、逆に、
高温で膜を形成した後に低温で膜を形成する前にSiウ
ェハ14、27を予め冷却してもよい。
【0036】また、上述の第1及び第2実施形態では、
リフトピン13、26でSiウェハ14、27を持ち上
げたが、リフトピン13、26以外の手段でSiウェハ
14、27を持ち上げてもよい。また、上述の第1及び
第2実施形態では、膜中に水分が含まれている場合につ
いて説明したが、水分以外の溶媒が膜中に含まれている
場合にも、予め加熱または冷却を行うことによって、膜
のクラックを防止することができる。
【0037】また、上述の第2実施形態では、チャンバ
21内にガスを導入してSiウェハ27を加熱したが、
チャンバ21内でプラズマを発生させれば、既に形成さ
れているSiO2 膜中の水分や溶媒をプラズマで除去す
ることができ、イオンによる衝撃効果の分だけガスより
もプラズマの方が昇温効果も高いので、既に形成されて
いるSiO2 膜の膜質を改善しつつ、SiO2 膜のクラ
ックを防止することができる。
【0038】また、上述の第1及び第2実施形態では、
チャンバ21内でSiウェハ14、27を予め加熱して
いるが、チャンバ21間の搬送経路上でSiウェハ1
4、27を予め加熱または冷却してもよく、特にランプ
による非接触の加熱を行えば、搬送経路上を移動させつ
つSiウェハ14、27を加熱することができる。
【0039】また、上述の第1及び第2実施形態は2層
のSiO2 膜の形成に本願の発明を適用したものである
が、2層以外のSiO2 膜やSiO2 膜以外の膜の形成
にも本願の発明を適用することができる。更に、膜を形
成するために上述の第1及び第2実施形態で用いた温度
以外の温度を用いることもできる。
【0040】
【発明の効果】請求項1の膜の形成方法では、基板を載
置台から離間させるのみで載置台に対向させた状態で保
持しない場合よりは緩やかであるが、載置台自体の温度
を変更する場合よりは速やかに、膜が形成された後の基
板を徐々に冷却または加熱することができるので、クラ
ックのない膜を効率的に形成することができる。
【0041】請求項2の膜の形成方法では、追加の機構
を設けることなく、膜が形成された後の基板を徐々に冷
却または加熱することができるので、コストを増大させ
ることなくクラックのない膜を効率的に形成することが
できる。
【0042】請求項3の膜の形成方法では、基板上に形
成されている膜上に更に別の膜を形成するに際して、基
板を載置台に直ちに載置する場合よりは緩やかである
が、載置台自体の温度を変更する場合よりは速やかに、
膜が既に形成されている基板を徐々に加熱または冷却す
ることができるので、クラックのない複数層の膜を効率
的に形成することができる。
【0043】請求項4の膜の形成方法では、基板上に形
成されている膜上に更に別の膜を形成するに際して、載
置台自体の温度を変更する場合よりは更に速やかに、膜
が既に形成されている基板を徐々に冷却または加熱する
ことができるので、クラックのない複数層の膜を更に効
率的に形成することができる。
【0044】請求項5の膜の形成方法では、基板上に形
成されている膜上に更に別の膜を形成するに際して、既
に形成されている膜の膜質を改善しつつ、載置台自体の
温度を変更する場合よりも更に速やかに、膜が既に形成
されている基板を徐々に加熱することができるので、ク
ラックのない複数層の膜を更に効率的に形成することが
できる。
【0045】請求項6の膜の形成方法では、基板上に形
成されている膜上に更に別の膜を形成するに際して、反
応室内でのみ基板を冷却または加熱する場合よりも更に
速やかに、膜が既に形成されている基板を徐々に冷却ま
たは加熱することができるので、クラックのない複数層
の膜を更に効率的に形成することができる。
【0046】請求項7の膜の形成方法では、反応室間の
搬送経路上を移動させつつ基板を加熱することができる
ので、クラックのない複数層の膜を更に効率的に形成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の第1実施形態で使用する膜形成装
置の一部を示す概念図である。
【図2】本願の発明の第2実施形態で使用する膜形成装
置の一部を示す概念図である。
【符号の説明】
11 ウェハステージ(載置台) 13 リフトピン(載置台に付属している機構) 14 Siウェハ(基板) 15 SiO2 膜(膜) 21 チャンバ(反応室) 25 ウェハステージ(載置台) 26 リフトピン(載置台に付属している機構) 27 Siウェハ(基板)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 載置台上に基板を載置した状態でこの基
    板上に膜を形成する膜の形成方法において、 前記形成の後に前記基板を前記載置台から離間させ且つ
    この載置台に対向させた状態で保持することを特徴とす
    る膜の形成方法。
  2. 【請求項2】 前記載置台に付属している機構によって
    前記離間及び前記保持を行うことを特徴とする請求項1
    記載の膜の形成方法。
  3. 【請求項3】 前記膜を形成した反応室とは別の反応室
    で前記膜とは別の膜を前記膜上に形成するに際して、前
    記基板を前記別の反応室における前記載置台から離間さ
    せ且つこの載置台に対向させた状態で保持することを特
    徴とする請求項1記載の膜の形成方法。
  4. 【請求項4】 前記膜を形成した反応室とは別の反応室
    で前記膜とは別の膜を前記膜上に形成するに際して、前
    記反応室における前記載置台の温度よりも前記別の反応
    室における前記載置台の温度に近い温度のガスを、前記
    保持が行われている前記反応室内に供給することを特徴
    とする請求項1記載の膜の形成方法。
  5. 【請求項5】 前記膜を形成した反応室とは別の反応室
    で前記膜とは別の膜を前記膜上に形成するに際して、前
    記保持が行われている前記反応室内でプラズマを発生さ
    せることによって、この反応室内の温度を、この反応室
    における前記載置台の温度よりも前記別の反応室におけ
    る前記載置台の温度に近い温度にすることを特徴とする
    請求項1記載の膜の形成方法。
  6. 【請求項6】 前記膜を形成した反応室とは別の反応室
    で前記膜とは別の膜を前記膜上に形成するに際して、前
    記反応室と前記別の反応室との間における前記基板の搬
    送経路を、前記反応室における前記載置台の温度よりも
    前記別の反応室における前記載置台の温度に近い温度に
    制御することを特徴とする請求項1記載の膜の形成方
    法。
  7. 【請求項7】 前記制御が昇温であって、ランプによる
    加熱によって前記昇温を行うことを特徴とする請求項6
    記載の膜の形成方法。
JP12218296A 1996-04-19 1996-04-19 膜の形成方法 Pending JPH09289203A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203209A (ja) * 1999-11-02 2001-07-27 Wacker Siltronic G Fuer Halbleitermaterialien Ag エピタキシャル層を有する半導体ウェハの製造方法
JP2001250782A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Anelva Corp 半導体製造装置における基板搭載方法および装置
JP2003077863A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Tokyo Electron Ltd Cvd成膜方法
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