JPH10189489A - Ｃｖｄ成膜方法 - Google Patents
Ｃｖｄ成膜方法Info
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- JPH10189489A JPH10189489A JP8354604A JP35460496A JPH10189489A JP H10189489 A JPH10189489 A JP H10189489A JP 8354604 A JP8354604 A JP 8354604A JP 35460496 A JP35460496 A JP 35460496A JP H10189489 A JPH10189489 A JP H10189489A
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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
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- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
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Abstract
(57)【要約】
【課題】成膜された膜に生じるストレスが小さいＣＶＤ
成膜方法を提供すること。 【解決手段】基板をチャンバー内に装入してチャンバー
内を減圧状態にしてから成膜工程を含む一連の工程を実
施する間、チャンバー内圧力を略一定にしてＣＶＤによ
り薄膜を成膜する。
成膜方法を提供すること。 【解決手段】基板をチャンバー内に装入してチャンバー
内を減圧状態にしてから成膜工程を含む一連の工程を実
施する間、チャンバー内圧力を略一定にしてＣＶＤによ
り薄膜を成膜する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えばＴｉ膜また
はＴｉＮ膜などの薄膜をＣＶＤで成膜するＣＶＤ成膜方
法に関する。
はＴｉＮ膜などの薄膜をＣＶＤで成膜するＣＶＤ成膜方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスにおいては、金属配線層
や、下層のデバイスと上層の配線層との接続部であるコ
ンタクトホール、上下の配線層同士の接続部であるビア
ホールなどの層間の電気的接続のための埋め込み層、さ
らには埋め込み層形成に先立って拡散防止のために形成
される、Ｔｉ（チタン）膜およびＴｉＮ（窒化チタン）
膜の２層構造のバリア層など金属系の薄膜が用いられ
る。
や、下層のデバイスと上層の配線層との接続部であるコ
ンタクトホール、上下の配線層同士の接続部であるビア
ホールなどの層間の電気的接続のための埋め込み層、さ
らには埋め込み層形成に先立って拡散防止のために形成
される、Ｔｉ（チタン）膜およびＴｉＮ（窒化チタン）
膜の２層構造のバリア層など金属系の薄膜が用いられ
る。
【０００３】このような金属系の薄膜は物理的蒸着（Ｐ
ＶＤ）を用いて成膜されていたが、最近のようにデバイ
スの微細化および高集積化が特に要求され、デザインル
ールが特に厳しくなって、それにともなって線幅やホー
ルの開口径が一層小さくなり、しかも高アスペクト比化
されるにつれ、特に、バリア層を構成するＴｉ膜やＴｉ
Ｎ膜においてはＰＶＤ膜ではホール底に成膜することが
困難となってきた。
ＶＤ）を用いて成膜されていたが、最近のようにデバイ
スの微細化および高集積化が特に要求され、デザインル
ールが特に厳しくなって、それにともなって線幅やホー
ルの開口径が一層小さくなり、しかも高アスペクト比化
されるにつれ、特に、バリア層を構成するＴｉ膜やＴｉ
Ｎ膜においてはＰＶＤ膜ではホール底に成膜することが
困難となってきた。
【０００４】そこで、バリア層を構成するＴｉ膜および
ＴｉＮ膜を、より良質の膜を形成することが期待できる
化学的蒸着（ＣＶＤ）で成膜することが行われている。
そして、ＣＶＤによりＴｉ膜を成膜する場合には、反応
ガスとしてＴｉＣｌ4（四塩化チタン）およびＨ2（水
素）が用いられ、ＴｉＮ膜を成膜する場合には、反応ガ
スとしてＴｉＣｌ4とＮＨ3（アンモニア）またはＭＭＨ
（モノメチルヒドラジン）とが用いられる。
ＴｉＮ膜を、より良質の膜を形成することが期待できる
化学的蒸着（ＣＶＤ）で成膜することが行われている。
そして、ＣＶＤによりＴｉ膜を成膜する場合には、反応
ガスとしてＴｉＣｌ4（四塩化チタン）およびＨ2（水
素）が用いられ、ＴｉＮ膜を成膜する場合には、反応ガ
スとしてＴｉＣｌ4とＮＨ3（アンモニア）またはＭＭＨ
（モノメチルヒドラジン）とが用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＶＤ
によって上記のような薄膜を成膜する場合、従来のレシ
ピでは膜に高いストレスが生じ、このストレスに起因し
て成膜後の半導体ウエハに結晶欠陥や反りが生じてしま
う。ウエハに反りが生じると、膜にクラックが発生した
り、フォトリソグラフィー工程において中央部と周辺部
とで露光装置の焦点深度が異なる等の問題が生じる。膜
にクラックが生じた場合には、導通不良が生じたり、下
地の膜をオーバーエッチングするなどの不都合が生じ
る。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、成膜された膜に生じるストレスが小さいＣＶＤ成膜
方法を提供することを目的とする。
によって上記のような薄膜を成膜する場合、従来のレシ
ピでは膜に高いストレスが生じ、このストレスに起因し
て成膜後の半導体ウエハに結晶欠陥や反りが生じてしま
う。ウエハに反りが生じると、膜にクラックが発生した
り、フォトリソグラフィー工程において中央部と周辺部
とで露光装置の焦点深度が異なる等の問題が生じる。膜
にクラックが生じた場合には、導通不良が生じたり、下
地の膜をオーバーエッチングするなどの不都合が生じ
る。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、成膜された膜に生じるストレスが小さいＣＶＤ成膜
方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、チャンバー内で被処理基板にＣＶＤに
より薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、被処理基
板をチャンバー内に装入してチャンバー内を減圧状態に
してから成膜工程を含む一連の工程を実施する間、チャ
ンバー内圧力を略一定にすることを特徴とするＣＶＤ成
膜方法を提供する。
に、第１発明は、チャンバー内で被処理基板にＣＶＤに
より薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、被処理基
板をチャンバー内に装入してチャンバー内を減圧状態に
してから成膜工程を含む一連の工程を実施する間、チャ
ンバー内圧力を略一定にすることを特徴とするＣＶＤ成
膜方法を提供する。
【０００５】第２発明は、チャンバー内で被処理基板に
ＣＶＤにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、
被処理基板をチャンバー内に装入してチャンバー内を減
圧状態にしてから成膜工程を含む一連の工程を実施する
間、チャンバー内圧力を成膜の際の圧力の±５０％の範
囲内とすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供す
る。
ＣＶＤにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、
被処理基板をチャンバー内に装入してチャンバー内を減
圧状態にしてから成膜工程を含む一連の工程を実施する
間、チャンバー内圧力を成膜の際の圧力の±５０％の範
囲内とすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供す
る。
【０００６】第３発明は、チャンバー内で被処理基板に
ＣＶＤにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、
チャンバー内を真空引きした後、プリアニール工程と、
成膜工程と、アフターアニール工程とを連続して行い、
これらの工程を実施する際のチャンバー内圧力を略一定
にすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
ＣＶＤにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、
チャンバー内を真空引きした後、プリアニール工程と、
成膜工程と、アフターアニール工程とを連続して行い、
これらの工程を実施する際のチャンバー内圧力を略一定
にすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
【０００７】第４発明は、チャンバー内で被処理基板に
ＣＶＤにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、
チャンバー内を真空引きした後、プリアニール工程と、
成膜工程と、アフターアニール工程とを連続して行い、
これら一連の工程を成膜の際のチャンバー内圧力の±５
０％の範囲内とすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法を
提供する。
ＣＶＤにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、
チャンバー内を真空引きした後、プリアニール工程と、
成膜工程と、アフターアニール工程とを連続して行い、
これら一連の工程を成膜の際のチャンバー内圧力の±５
０％の範囲内とすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法を
提供する。
【０００８】本発明者らは、ＣＶＤで成膜した膜のスト
レスが高い原因を検討した結果、チャンバー内における
成膜工程を含む一連の工程において圧力変動が大きいこ
とが原因であることを見出した。すなわち、成膜の際の
被処理基板の加熱は、基板載置台であるサセプター中の
ヒーターにより行われるが、チャンバー内の圧力が変動
すると、それにともなってチャンバー内の気体の密度が
変化するため、サセプタから基板へ供給される熱量が変
化し、結果として基板温度が変動する。この場合、基板
とその上に形成された膜とには熱膨張係数の差が存在す
るため、上記圧力変動にともなう温度変動により膜にス
トレスが生じるのである。特に、基板がＳｉで形成され
た薄膜がＴｉ膜、ＴｉＮ膜のような金属系の膜の場合に
は、基板と膜との間の熱膨張係数が大きく異なり、極め
て大きなストレスが生じる。
レスが高い原因を検討した結果、チャンバー内における
成膜工程を含む一連の工程において圧力変動が大きいこ
とが原因であることを見出した。すなわち、成膜の際の
被処理基板の加熱は、基板載置台であるサセプター中の
ヒーターにより行われるが、チャンバー内の圧力が変動
すると、それにともなってチャンバー内の気体の密度が
変化するため、サセプタから基板へ供給される熱量が変
化し、結果として基板温度が変動する。この場合、基板
とその上に形成された膜とには熱膨張係数の差が存在す
るため、上記圧力変動にともなう温度変動により膜にス
トレスが生じるのである。特に、基板がＳｉで形成され
た薄膜がＴｉ膜、ＴｉＮ膜のような金属系の膜の場合に
は、基板と膜との間の熱膨張係数が大きく異なり、極め
て大きなストレスが生じる。
【０００９】そこで、第１発明においては、チャンバー
内に被処理基板を装入した後、チャンバー内を減圧状態
にしてから成膜工程を含む一連の工程を実施する間、チ
ャンバー内圧力を略一定にする。第３発明においては、
チャンバー内を真空引きした後、プリアニール工程と、
成膜工程と、アフターアニール工程とを連続して行い、
これらの工程を実施する際のチャンバー内圧力を略一定
にする。したがって、圧力変動にともなう温度変動が抑
制され、成膜された薄膜のストレスを著しく小さくする
ことができる。
内に被処理基板を装入した後、チャンバー内を減圧状態
にしてから成膜工程を含む一連の工程を実施する間、チ
ャンバー内圧力を略一定にする。第３発明においては、
チャンバー内を真空引きした後、プリアニール工程と、
成膜工程と、アフターアニール工程とを連続して行い、
これらの工程を実施する際のチャンバー内圧力を略一定
にする。したがって、圧力変動にともなう温度変動が抑
制され、成膜された薄膜のストレスを著しく小さくする
ことができる。
【００１０】また、第２発明においては、チャンバー内
に被処理基板を装入した後、チャンバー内を減圧状態に
してから成膜工程を含む一連の工程を実施する間、チャ
ンバー内圧力を成膜の際の圧力の±５０％の範囲内とす
る。第４発明においては、チャンバー内を真空引きした
後、プリアニール工程と、成膜工程と、アフターアニー
ル工程とを連続して行い、これら一連の工程を成膜の際
のチャンバー内圧力の±５０％の範囲内とする。一連の
工程においてチャンバー内圧力がこの範囲であれば、圧
力変動に起因する基板の温度変動が小さく、従来よりも
薄膜中の圧力を小さくすることができる。
に被処理基板を装入した後、チャンバー内を減圧状態に
してから成膜工程を含む一連の工程を実施する間、チャ
ンバー内圧力を成膜の際の圧力の±５０％の範囲内とす
る。第４発明においては、チャンバー内を真空引きした
後、プリアニール工程と、成膜工程と、アフターアニー
ル工程とを連続して行い、これら一連の工程を成膜の際
のチャンバー内圧力の±５０％の範囲内とする。一連の
工程においてチャンバー内圧力がこの範囲であれば、圧
力変動に起因する基板の温度変動が小さく、従来よりも
薄膜中の圧力を小さくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明に係るＣＶＤ成膜方法を実施するためのＴｉＮ成膜装
置を示す断面図である。この成膜装置は、気密に構成さ
れた略円筒状のチャンバー１を有しており、その中には
被処理体である半導体ウエハＷを水平に支持するための
サセプター２が円筒状の支持部材３により支持された状
態で配置されている。サセプター２の外縁部には半導体
ウエハＷをガイドするためのガイドリング４が設けられ
ている。また、サセプター２にはヒーター５が埋め込ま
れており、このヒーター５は電源６から給電されること
により被処理体である半導体ウエハＷを所定の温度に加
熱する。電源６にはコントローラー７が接続されてお
り、これにより図示しない温度センサーの信号に応じて
ヒーター５の出力が制御される。
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明に係るＣＶＤ成膜方法を実施するためのＴｉＮ成膜装
置を示す断面図である。この成膜装置は、気密に構成さ
れた略円筒状のチャンバー１を有しており、その中には
被処理体である半導体ウエハＷを水平に支持するための
サセプター２が円筒状の支持部材３により支持された状
態で配置されている。サセプター２の外縁部には半導体
ウエハＷをガイドするためのガイドリング４が設けられ
ている。また、サセプター２にはヒーター５が埋め込ま
れており、このヒーター５は電源６から給電されること
により被処理体である半導体ウエハＷを所定の温度に加
熱する。電源６にはコントローラー７が接続されてお
り、これにより図示しない温度センサーの信号に応じて
ヒーター５の出力が制御される。
【００１２】チャンバー１の天壁１ａには、シャワーヘ
ッド１０が設けられている。このシャワーヘッドには多
数のガス吐出孔１０ａおよび１０ｂが交互に形成されて
いる。ガス吐出孔１０ａにはＴｉＣｌ4源２１が配管１
３およびそこから分岐した配管１１を介して接続されて
おり、ガス吐出孔１０ｂにはＮＨ3源１９が配管１４お
よびそこから分岐した配管１２を介して接続されてい
る。すなわち、シャワーヘッド１０は、マトリックスタ
イプであり、反応ガスであるＴｉＣｌ4ガスおよびＮＨ3
ガスが交互に形成された異なる吐出孔から吐出し、吐出
後に混合されるポストミックス方式が採用されている。
ッド１０が設けられている。このシャワーヘッドには多
数のガス吐出孔１０ａおよび１０ｂが交互に形成されて
いる。ガス吐出孔１０ａにはＴｉＣｌ4源２１が配管１
３およびそこから分岐した配管１１を介して接続されて
おり、ガス吐出孔１０ｂにはＮＨ3源１９が配管１４お
よびそこから分岐した配管１２を介して接続されてい
る。すなわち、シャワーヘッド１０は、マトリックスタ
イプであり、反応ガスであるＴｉＣｌ4ガスおよびＮＨ3
ガスが交互に形成された異なる吐出孔から吐出し、吐出
後に混合されるポストミックス方式が採用されている。
【００１３】また、配管１３には、クリーニングガスで
あるＣｌＦ3源１２に接続された配管１５が接続されて
おり、バルブ２３を切り替えることにより、配管１１お
よび吐出孔１０ａを介してクリーニングガスであるＣｌ
Ｆ3ガスがチャンバー１内に供給される。一方、配管１
４には、Ｎ2源２０に接続された配管１６が接続されて
おり、バルブ２４を切り替えることにより、配管１２お
よび吐出孔１０ｂを介してＮ2ガスがチャンバー１内に
供給される。また、Ｎ2ガスの配管１６はバルブ２５を
介して配管１３にも接続されている。また、配管１４に
は、ＭＭＨ源１８から延びる配管１７が接続されてお
り、配管１４，１２を介してガス吐出孔１０ｂからチャ
ンバー１内にＭＭＨガスも供給可能となっている。な
お、各ガス源からの配管には、いずれもバルブ２６およ
びマスフローコントローラー２７が設けられている。
あるＣｌＦ3源１２に接続された配管１５が接続されて
おり、バルブ２３を切り替えることにより、配管１１お
よび吐出孔１０ａを介してクリーニングガスであるＣｌ
Ｆ3ガスがチャンバー１内に供給される。一方、配管１
４には、Ｎ2源２０に接続された配管１６が接続されて
おり、バルブ２４を切り替えることにより、配管１２お
よび吐出孔１０ｂを介してＮ2ガスがチャンバー１内に
供給される。また、Ｎ2ガスの配管１６はバルブ２５を
介して配管１３にも接続されている。また、配管１４に
は、ＭＭＨ源１８から延びる配管１７が接続されてお
り、配管１４，１２を介してガス吐出孔１０ｂからチャ
ンバー１内にＭＭＨガスも供給可能となっている。な
お、各ガス源からの配管には、いずれもバルブ２６およ
びマスフローコントローラー２７が設けられている。
【００１４】チャンバー１の底壁１ｂには、排気管８が
接続されており、この排気管には真空ポンプ９が接続さ
れている。そしてこの真空ポンプ９を作動させることに
よりチャンバー１内を所定の真空度まで減圧することが
できる。
接続されており、この排気管には真空ポンプ９が接続さ
れている。そしてこの真空ポンプ９を作動させることに
よりチャンバー１内を所定の真空度まで減圧することが
できる。
【００１５】このような装置によりＴｉＮ膜を成膜する
には、まず、チャンバー１内に半導体ウエハＷを装入
し、ヒーター５によりウエハＷを例えば４５０〜６００
℃の温度に加熱しながら、真空ポンプ９により真空引き
して高真空状態にし、引き続き、Ｎ2ガスおよびＮＨ3ガ
スを所定の流量比、例えばＮ2ガス：５０〜５００SCC
M、ＮＨ3ガス：２００〜４００SCCMでチャンバー１内に
導入してチャンバー３１内を例えば０．３Torr にし、
プリアニールを行う。次に、チャンバー３１内を同じ圧
力とし、Ｎ2ガスおよびＮＨ3ガスの流量を維持したま
ま、連続してＴｉＣｌ4を例えば５〜２０SCCMの流量で
５〜２０秒間程度プリフローし、引き続き同じ条件でＴ
ｉＮ膜の成膜を所定時間行う。この際にＮＨ3ガスとＭ
ＭＨガスを併用しても構わない。その後、ＴｉＣｌ4の
供給のみを停止し、同じ圧力で連続してＮＨ3ガス雰囲
気でのアフターアニールを例えば２０秒間行い、成膜を
終了する。なお、半導体ウエハＷをチャンバー１内に装
入してから成膜終了までの間、パージガスとして例えば
Ｎ2ガスを所定量流しておくことが好ましい。アフター
アニールの後チャンバー１内を真空引きし、引き続いて
チャンバー１を大気開放し、半導体ウエハＷを搬出す
る。
には、まず、チャンバー１内に半導体ウエハＷを装入
し、ヒーター５によりウエハＷを例えば４５０〜６００
℃の温度に加熱しながら、真空ポンプ９により真空引き
して高真空状態にし、引き続き、Ｎ2ガスおよびＮＨ3ガ
スを所定の流量比、例えばＮ2ガス：５０〜５００SCC
M、ＮＨ3ガス：２００〜４００SCCMでチャンバー１内に
導入してチャンバー３１内を例えば０．３Torr にし、
プリアニールを行う。次に、チャンバー３１内を同じ圧
力とし、Ｎ2ガスおよびＮＨ3ガスの流量を維持したま
ま、連続してＴｉＣｌ4を例えば５〜２０SCCMの流量で
５〜２０秒間程度プリフローし、引き続き同じ条件でＴ
ｉＮ膜の成膜を所定時間行う。この際にＮＨ3ガスとＭ
ＭＨガスを併用しても構わない。その後、ＴｉＣｌ4の
供給のみを停止し、同じ圧力で連続してＮＨ3ガス雰囲
気でのアフターアニールを例えば２０秒間行い、成膜を
終了する。なお、半導体ウエハＷをチャンバー１内に装
入してから成膜終了までの間、パージガスとして例えば
Ｎ2ガスを所定量流しておくことが好ましい。アフター
アニールの後チャンバー１内を真空引きし、引き続いて
チャンバー１を大気開放し、半導体ウエハＷを搬出す
る。
【００１６】この際の各工程とチャンバー内圧力の関係
を図２に示す。この図に示すように、この実施形態で
は、プリパージ工程、成膜工程およびアフターパージ工
程を連続して、かつ例えば０．３Torrと略一定の圧力で
行う。したがって、これらの工程において圧力変動に起
因する温度変動はほとんど生じず、このため成膜された
ＴｉＮ膜のストレスを著しく小さくすることができる。
を図２に示す。この図に示すように、この実施形態で
は、プリパージ工程、成膜工程およびアフターパージ工
程を連続して、かつ例えば０．３Torrと略一定の圧力で
行う。したがって、これらの工程において圧力変動に起
因する温度変動はほとんど生じず、このため成膜された
ＴｉＮ膜のストレスを著しく小さくすることができる。
【００１７】従来は、図３に示すように、短時間で半導
体ウエハの温度を成膜温度まで上昇させるべく、プリア
ニールの際の圧力を１Torr程度と成膜の際の３倍程度の
圧力とし、さらにフターアニールの前に真空引きを行う
とともに、アフターアニールの圧力をやはり１Torrと高
く設定していた。この従来のプロセスにおいては、圧力
変動が極めて大きいため、これに起因して半導体ウエハ
の温度変動が大きくなる。このことを図４に示す。この
図に示すように、チャンバー内圧力が高いプリアニール
およびアフターアニールの際には温度が高く、チャンバ
ー内圧力が低い成膜の際には温度が低くなっており、温
度が１５℃程度変動していることがわかる。
体ウエハの温度を成膜温度まで上昇させるべく、プリア
ニールの際の圧力を１Torr程度と成膜の際の３倍程度の
圧力とし、さらにフターアニールの前に真空引きを行う
とともに、アフターアニールの圧力をやはり１Torrと高
く設定していた。この従来のプロセスにおいては、圧力
変動が極めて大きいため、これに起因して半導体ウエハ
の温度変動が大きくなる。このことを図４に示す。この
図に示すように、チャンバー内圧力が高いプリアニール
およびアフターアニールの際には温度が高く、チャンバ
ー内圧力が低い成膜の際には温度が低くなっており、温
度が１５℃程度変動していることがわかる。
【００１８】一方、半導体ウエハを構成するＳｉの熱膨
張係数は２．６×１０-6／℃で、ＴｉＮ膜は熱膨張係数
が７．１×１０-6／℃であるから両者間の熱膨張係数の
差は極めて大きく、したがって、上述のようなプロセス
中の温度変動に起因してＴｉＮ膜に大きなストレスが生
じる。
張係数は２．６×１０-6／℃で、ＴｉＮ膜は熱膨張係数
が７．１×１０-6／℃であるから両者間の熱膨張係数の
差は極めて大きく、したがって、上述のようなプロセス
中の温度変動に起因してＴｉＮ膜に大きなストレスが生
じる。
【００１９】一般に、金属系の材料はＳｉに比較して熱
膨張係数が高いため、両者の熱膨張係数の差が大きく、
したがってこのような温度変動にともなうストレスが大
きい傾向にある。例えば、Ｔｉの熱膨張係数は９．９５
×１０-6／℃であり、また、Ａｌの熱膨張係数およびＷ
の熱膨張係数はそれぞれ２．５５×１０-5／℃、４．７
６×１０-6／℃であって、Ｓｉの熱膨張係数よりもはる
かに大きいため、これらの膜を成膜する際にもやはり同
様の問題が生じる。
膨張係数が高いため、両者の熱膨張係数の差が大きく、
したがってこのような温度変動にともなうストレスが大
きい傾向にある。例えば、Ｔｉの熱膨張係数は９．９５
×１０-6／℃であり、また、Ａｌの熱膨張係数およびＷ
の熱膨張係数はそれぞれ２．５５×１０-5／℃、４．７
６×１０-6／℃であって、Ｓｉの熱膨張係数よりもはる
かに大きいため、これらの膜を成膜する際にもやはり同
様の問題が生じる。
【００２０】このように上記例では、プリアニール工
程、成膜工程およびアフターアニール工程でチャンバー
内圧力を略一定にして基板の温度変動を抑制したが、あ
る程度の温度差は許容されるから、圧力差も許容幅が存
在する。図４に示すように、０．３Torrの場合と１Torr
の場合とで、約１５℃の温度差が生じるのであるから、
これから概算すると０．１Torr圧力が変動すれば温度は
２℃程度変化することとなる。したがって、許容幅を約
３℃程度とすると、成膜圧力の±５０％の圧力変動は許
容されることとなる。
程、成膜工程およびアフターアニール工程でチャンバー
内圧力を略一定にして基板の温度変動を抑制したが、あ
る程度の温度差は許容されるから、圧力差も許容幅が存
在する。図４に示すように、０．３Torrの場合と１Torr
の場合とで、約１５℃の温度差が生じるのであるから、
これから概算すると０．１Torr圧力が変動すれば温度は
２℃程度変化することとなる。したがって、許容幅を約
３℃程度とすると、成膜圧力の±５０％の圧力変動は許
容されることとなる。
【００２１】次に、上述した本実施形態のプロセスレシ
ピおよび従来のプロセスレシピを用いて実際に種々の膜
厚のＴｉＮ膜を成膜し、膜中ストレスを測定した。その
際の膜厚と膜中ストレスとの関係を図５に示す。この図
に示すように、本発明に基づいて圧力を略一定にするこ
とにより、従来よりもＴｉＮ膜のストレスを著しく低減
できることが明らかとなった。
ピおよび従来のプロセスレシピを用いて実際に種々の膜
厚のＴｉＮ膜を成膜し、膜中ストレスを測定した。その
際の膜厚と膜中ストレスとの関係を図５に示す。この図
に示すように、本発明に基づいて圧力を略一定にするこ
とにより、従来よりもＴｉＮ膜のストレスを著しく低減
できることが明らかとなった。
【００２２】さらに、これらのＴｉＮ膜についてＴｉＮ
成膜後のウエハの反り量および比抵抗値についても測定
した。その際の膜厚とＴｉＮ成膜後のウエハの反り量の
ばらつきとの関係を図６に示し、膜厚と比抵抗値との関
係を図７に示す。これらから、本発明に従って圧力を一
定にしたプロセスを採用することにより、Ｔｉん成膜後
のウエハの反り量のばらつきは若干小さくなっており、
比抵抗値は多少高くなる傾向にあるが問題のないレベル
であることが確認された。
成膜後のウエハの反り量および比抵抗値についても測定
した。その際の膜厚とＴｉＮ成膜後のウエハの反り量の
ばらつきとの関係を図６に示し、膜厚と比抵抗値との関
係を図７に示す。これらから、本発明に従って圧力を一
定にしたプロセスを採用することにより、Ｔｉん成膜後
のウエハの反り量のばらつきは若干小さくなっており、
比抵抗値は多少高くなる傾向にあるが問題のないレベル
であることが確認された。
【００２３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れることなく種々変形可能である。例えば、上記実施の
形態では、プリアニール工程、成膜工程、アフターアニ
ール工程を略一定の圧力で連続して行った例を示した
が、他の工程を付加してもよいし、またアフターアニー
ル工程を省略したプロセスであっても構わない。また、
本発明は上述したように、ＴｉＮ膜、Ｔｉ膜、Ａｌ膜の
ような金属系材料の薄膜を形成する場合に特に有効であ
るが、これに限らず、下地の基板との間に熱膨張係数の
差がある薄膜であれば一定の効果を得ることができる。
さらに、さらに、被処理基板としては、半導体ウエハに
限らず他のものであってもよく、また、基板上に他の層
を形成したものであってもよい。
れることなく種々変形可能である。例えば、上記実施の
形態では、プリアニール工程、成膜工程、アフターアニ
ール工程を略一定の圧力で連続して行った例を示した
が、他の工程を付加してもよいし、またアフターアニー
ル工程を省略したプロセスであっても構わない。また、
本発明は上述したように、ＴｉＮ膜、Ｔｉ膜、Ａｌ膜の
ような金属系材料の薄膜を形成する場合に特に有効であ
るが、これに限らず、下地の基板との間に熱膨張係数の
差がある薄膜であれば一定の効果を得ることができる。
さらに、さらに、被処理基板としては、半導体ウエハに
限らず他のものであってもよく、また、基板上に他の層
を形成したものであってもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成膜工程を含む一連の工程を実施する間のチャンバー内
圧力を略一定にするので、圧力変動にともなう温度変動
が抑制され、成膜された薄膜のストレスを著しく小さく
することができる。また、成膜工程を含む一連の工程を
実施する間のチャンバー内圧力を成膜の際の圧力の±５
０％の範囲内とするので、圧力変動に起因する基板の温
度変動が小さく、従来よりも薄膜中のストレスを小さく
することができる。
成膜工程を含む一連の工程を実施する間のチャンバー内
圧力を略一定にするので、圧力変動にともなう温度変動
が抑制され、成膜された薄膜のストレスを著しく小さく
することができる。また、成膜工程を含む一連の工程を
実施する間のチャンバー内圧力を成膜の際の圧力の±５
０％の範囲内とするので、圧力変動に起因する基板の温
度変動が小さく、従来よりも薄膜中のストレスを小さく
することができる。
【図１】本発明に係るＣＶＤ成膜方法を実施するための
ＴｉＮ成膜装置を示す断面図。
ＴｉＮ成膜装置を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る方法における各工程
とチャンバー内圧力との関係を示す図。
とチャンバー内圧力との関係を示す図。
【図３】従来の方法における各工程とチャンバー内圧力
との関係を示す図。
との関係を示す図。
【図４】従来のプロセスレシピに従ってチャンバー内圧
力を変動させた際の基板の温度変動を示す図。
力を変動させた際の基板の温度変動を示す図。
【図５】本発明に従って成膜した場合と従来の方法で成
膜した場合におけるＴｉＮ膜の膜厚と膜のストレスとの
関係を示す図。
膜した場合におけるＴｉＮ膜の膜厚と膜のストレスとの
関係を示す図。
【図６】本発明に従って成膜した場合と従来の方法で成
膜した場合におけるＴｉＮ膜の膜厚とＴｉＮ成膜後のウ
エハの反り量との関係を示す図。
膜した場合におけるＴｉＮ膜の膜厚とＴｉＮ成膜後のウ
エハの反り量との関係を示す図。
【図７】本発明に従って成膜した場合と従来の方法で成
膜した場合におけるＴｉＮ膜の膜厚と比抵抗値との関係
を示す図。
膜した場合におけるＴｉＮ膜の膜厚と比抵抗値との関係
を示す図。
１……チャンバー ２……サセプター ５……ヒーター ８……排気管 ９……真空ポンプ １０……シャワーヘッド １０ａ，１０ｂ……ガス吐出孔 １９……ＮＨ3源 ２０……Ｎ2源 ２１……ＴｉＣｌ4源 ２２……ＣｌＦ3源 Ｗ……半導体ウエハ
Claims (4)
- 【請求項１】 チャンバー内で被処理基板にＣＶＤによ
り薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、 被処理基板をチャンバー内に装入してチャンバー内を減
圧状態にしてから成膜工程を含む一連の工程を実施する
間、チャンバー内圧力を略一定にすることを特徴とする
ＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項２】 チャンバー内で被処理基板にＣＶＤによ
り薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、 被処理基板をチャンバー内に装入してチャンバー内を減
圧状態にしてから成膜工程を含む一連の工程を実施する
間、チャンバー内圧力を成膜の際の圧力の±５０％の範
囲内とすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項３】 チャンバー内で被処理基板にＣＶＤによ
り薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、 チャンバー内を真空引きした後、プリアニール工程と、
成膜工程と、アフターアニール工程とを連続して行い、
これらの工程を実施する際のチャンバー内圧力を略一定
にすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項４】 チャンバー内で被処理基板にＣＶＤによ
り薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、 チャンバー内を真空引きした後、プリアニール工程と、
成膜工程と、アフターアニール工程とを連続して行い、
これら一連の工程を成膜の際のチャンバー内圧力の±５
０％の範囲内とすることを特徴とするＣＶＤ成膜方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35460496A JP3469420B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Ｃｖｄ成膜方法 |
| TW086118856A TW408388B (en) | 1996-12-20 | 1997-12-13 | CVD film forming method |
| US08/990,982 US6080444A (en) | 1996-12-20 | 1997-12-15 | CVD film forming method including annealing and film forming performed at substantially the same pressure |
| KR1019970068891A KR100393751B1 (ko) | 1996-12-20 | 1997-12-15 | 씨브이디성막방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35460496A JP3469420B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Ｃｖｄ成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189489A true JPH10189489A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3469420B2 JP3469420B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=18438689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35460496A Expired - Lifetime JP3469420B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Ｃｖｄ成膜方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6080444A (ja) |
| JP (1) | JP3469420B2 (ja) |
| KR (1) | KR100393751B1 (ja) |
| TW (1) | TW408388B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7300438B2 (en) | 2001-04-27 | 2007-11-27 | C.R. Bard, Inc. | Electrophysiology catheter for mapping and/or ablation |
| US8961509B2 (en) | 2002-10-31 | 2015-02-24 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Electrophysiology loop catheter |
| US8987148B2 (en) | 2011-03-14 | 2015-03-24 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device manufacturing method |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3667038B2 (ja) * | 1997-06-23 | 2005-07-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Ｃｖｄ成膜方法 |
| US6555455B1 (en) | 1998-09-03 | 2003-04-29 | Micron Technology, Inc. | Methods of passivating an oxide surface subjected to a conductive material anneal |
| US6919273B1 (en) * | 1999-12-09 | 2005-07-19 | Tokyo Electron Limited | Method for forming TiSiN film, diffusion preventive film comprising TiSiN film, semiconductor device and its production method, and apparatus for forming TiSiN film |
| JP4505915B2 (ja) * | 2000-01-13 | 2010-07-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法 |
| JP5787488B2 (ja) * | 2009-05-28 | 2015-09-30 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 |
| EP2620975A4 (en) * | 2010-09-21 | 2014-07-23 | Ulvac Inc | METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING THIN FILMS |
| KR102073729B1 (ko) | 2014-03-31 | 2020-03-03 | 주식회사 원익아이피에스 | 기판 처리 장치 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60261143A (ja) * | 1984-06-07 | 1985-12-24 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| CA1314631C (en) * | 1988-08-01 | 1993-03-16 | Nadia Lifshitz | Process for fabricating integrated circuits having shallow junctions |
| DE69408405T2 (de) * | 1993-11-11 | 1998-08-20 | Nissin Electric Co Ltd | Plasma-CVD-Verfahren und Vorrichtung |
| US5665640A (en) * | 1994-06-03 | 1997-09-09 | Sony Corporation | Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor |
| US5610106A (en) * | 1995-03-10 | 1997-03-11 | Sony Corporation | Plasma enhanced chemical vapor deposition of titanium nitride using ammonia |
| US5567483A (en) * | 1995-06-05 | 1996-10-22 | Sony Corporation | Process for plasma enhanced anneal of titanium nitride |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP35460496A patent/JP3469420B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-12-13 TW TW086118856A patent/TW408388B/zh active
- 1997-12-15 US US08/990,982 patent/US6080444A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-15 KR KR1019970068891A patent/KR100393751B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7300438B2 (en) | 2001-04-27 | 2007-11-27 | C.R. Bard, Inc. | Electrophysiology catheter for mapping and/or ablation |
| US8206384B2 (en) | 2001-04-27 | 2012-06-26 | C. R. Bard, Inc. | Electrophysiology catheter for mapping and/or ablation |
| US8636731B2 (en) | 2001-04-27 | 2014-01-28 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Electrophysiology catheter for mapping and/or ablation |
| US9750567B2 (en) | 2001-04-27 | 2017-09-05 | Boston Scientific Scimed Inc. | Electrophysiology catheter for mapping and/or ablation |
| US8961509B2 (en) | 2002-10-31 | 2015-02-24 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Electrophysiology loop catheter |
| US8987148B2 (en) | 2011-03-14 | 2015-03-24 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980064145A (ko) | 1998-10-07 |
| US6080444A (en) | 2000-06-27 |
| KR100393751B1 (ko) | 2003-11-28 |
| JP3469420B2 (ja) | 2003-11-25 |
| TW408388B (en) | 2000-10-11 |
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