JPH1187270A - 基板上の膜堆積均一性を改善する方法及び装置 - Google Patents
基板上の膜堆積均一性を改善する方法及び装置Info
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- JPH1187270A JPH1187270A JP10169123A JP16912398A JPH1187270A JP H1187270 A JPH1187270 A JP H1187270A JP 10169123 A JP10169123 A JP 10169123A JP 16912398 A JP16912398 A JP 16912398A JP H1187270 A JPH1187270 A JP H1187270A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上に膜を堆積するための方法と装置を提
供する。 【解決手段】本発明によれば、プリウェーハ反応層が、
反応チャンバ内に配置されたサセプタ上へ堆積して、膜
堆積前にプリウェーハ反応層に被覆されたサセプタを形
成する。引き続き、堆積ガスが反応チャンバに供給さ
れ、その結果、プリウェーハ反応層に被覆されたサセプ
タ上と基板上をガスが流れ、プリウェーハ反応層に被覆
されたサセプタ上と基板上に膜を形成する。
供する。 【解決手段】本発明によれば、プリウェーハ反応層が、
反応チャンバ内に配置されたサセプタ上へ堆積して、膜
堆積前にプリウェーハ反応層に被覆されたサセプタを形
成する。引き続き、堆積ガスが反応チャンバに供給さ
れ、その結果、プリウェーハ反応層に被覆されたサセプ
タ上と基板上をガスが流れ、プリウェーハ反応層に被覆
されたサセプタ上と基板上に膜を形成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
１．発明の分野 本発明は、半導体製造分野に関し、特に基板上に均一に
薄膜を堆積する方法と装置に関する。
薄膜を堆積する方法と装置に関する。
【０００２】２．関連技術の検討 半導体デバイスは、相互に接続されて、マイクロプロセ
ッサ、メモリ、プログラマブルロジックデバイス等の機
能回路を形成する文字通り何百万もの独立デバイスから
作成される。回路性能を向上するために、製造プロセス
は一般に、ケイ化物等の抵抗の低い金属膜を利用して、
抵抗の低いゲート電極、接触領域、コンデンサ電極、及
び相互接続ラインを形成する。ケイ化物膜、ケイ化チタ
ン等は、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスにより形成す
ることができる。
ッサ、メモリ、プログラマブルロジックデバイス等の機
能回路を形成する文字通り何百万もの独立デバイスから
作成される。回路性能を向上するために、製造プロセス
は一般に、ケイ化物等の抵抗の低い金属膜を利用して、
抵抗の低いゲート電極、接触領域、コンデンサ電極、及
び相互接続ラインを形成する。ケイ化物膜、ケイ化チタ
ン等は、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスにより形成す
ることができる。
【０００３】図１は、半導体ウェーハまたは基板上にケ
イ化チタン膜を堆積させるために用いることができる現
行のＣＶＤ装置の説明図である。サセプタ１２０は、チ
ャンバ１１２を、サセプタ１２４より下の部分とサセプ
タ１２２より上の第２の部分に分割している。サセプタ
１２０は一般に、より均一なウェーハ処理を成し遂げる
ためにサセプタをその中心で回転させる軸１２６上に取
り付けられている。堆積ガス１１５等の処理ガスの流れ
が、チャンバの上側部分１２２に提供される。チャンバ
は一般に、その一方にガス入口１７８を、そして、反対
側にガス排出路１１６を有していて、ウェーハを横切る
処理ガスの流れを成す。サセプタ１２０は、ウェーハを
所望の堆積温度まで加熱するために加熱される。サセプ
タを加熱する１つの方法としては、チャンバ周囲に備え
られて、光をチャンバ内及びサセプタ１２０上に向ける
ランプ１３４の使用がある。
イ化チタン膜を堆積させるために用いることができる現
行のＣＶＤ装置の説明図である。サセプタ１２０は、チ
ャンバ１１２を、サセプタ１２４より下の部分とサセプ
タ１２２より上の第２の部分に分割している。サセプタ
１２０は一般に、より均一なウェーハ処理を成し遂げる
ためにサセプタをその中心で回転させる軸１２６上に取
り付けられている。堆積ガス１１５等の処理ガスの流れ
が、チャンバの上側部分１２２に提供される。チャンバ
は一般に、その一方にガス入口１７８を、そして、反対
側にガス排出路１１６を有していて、ウェーハを横切る
処理ガスの流れを成す。サセプタ１２０は、ウェーハを
所望の堆積温度まで加熱するために加熱される。サセプ
タを加熱する１つの方法としては、チャンバ周囲に備え
られて、光をチャンバ内及びサセプタ１２０上に向ける
ランプ１３４の使用がある。
【０００４】ウェーハ上にケイ化チタンを堆積させる方
法では、塩化チタン（ＴｉＣｌ4）及びＳｉＨ4等のシリ
コンソースガスを含む堆積ガス１１５を、反応チャンバ
１１２内に供給する。堆積ガスがチャンバ内に供給され
ると、それは予熱リング１２８とサセプタ１２０とによ
って加熱され、ケイ化チタンを形成するよう反応する。
ケイ化チタンは、堆積条件下でケイ化チタンと反応する
ウェーハ（またはチャンバ）のこれらの領域上で形成或
いはそこに堆積される。即ち、ケイ化チタンは、ドープ
された、またはドープされてない多結晶シリコン及びア
モルファスシリコン等のウェーハ、シリコン基板、ケイ
化物層、その他のシリコン領域だけに形成され、二酸化
ケイ素（ＳｉＯ2）及び窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）を含む
絶縁体層等のシリコンではない領域、及び一般に炭化ケ
イ素から成るサセプタ１２０には形成または堆積されな
い。
法では、塩化チタン（ＴｉＣｌ4）及びＳｉＨ4等のシリ
コンソースガスを含む堆積ガス１１５を、反応チャンバ
１１２内に供給する。堆積ガスがチャンバ内に供給され
ると、それは予熱リング１２８とサセプタ１２０とによ
って加熱され、ケイ化チタンを形成するよう反応する。
ケイ化チタンは、堆積条件下でケイ化チタンと反応する
ウェーハ（またはチャンバ）のこれらの領域上で形成或
いはそこに堆積される。即ち、ケイ化チタンは、ドープ
された、またはドープされてない多結晶シリコン及びア
モルファスシリコン等のウェーハ、シリコン基板、ケイ
化物層、その他のシリコン領域だけに形成され、二酸化
ケイ素（ＳｉＯ2）及び窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）を含む
絶縁体層等のシリコンではない領域、及び一般に炭化ケ
イ素から成るサセプタ１２０には形成または堆積されな
い。
【０００５】上記プロセス及び装置によってケイ化チタ
ンを堆積することに伴う問題は、膜堆積速度がウェーハ
面にわたって不均一であるということである。堆積ガス
１１５が遭遇する第１のシリコン含有領域１３１（即
ち、反応領域）は、後続の反応領域よりも極めて速い堆
積速度を経験する。このように、図１（Ｂ）に示すよう
に、ウェーハの中心またはウェーハの反対側に堆積する
よりも、非常に多くのケイ化チタンがガス入口に隣接す
るウェーハエッジ１３１に堆積する。初期反応領域に対
する向上した堆積速度は、時に「エッジ効果」と称され
る。エッジ効果は、実質的に膜厚の均一性を減少させ、
プロセスを完全に製造不可能のものにする恐れがある。
ンを堆積することに伴う問題は、膜堆積速度がウェーハ
面にわたって不均一であるということである。堆積ガス
１１５が遭遇する第１のシリコン含有領域１３１（即
ち、反応領域）は、後続の反応領域よりも極めて速い堆
積速度を経験する。このように、図１（Ｂ）に示すよう
に、ウェーハの中心またはウェーハの反対側に堆積する
よりも、非常に多くのケイ化チタンがガス入口に隣接す
るウェーハエッジ１３１に堆積する。初期反応領域に対
する向上した堆積速度は、時に「エッジ効果」と称され
る。エッジ効果は、実質的に膜厚の均一性を減少させ、
プロセスを完全に製造不可能のものにする恐れがある。
【０００６】従って、堆積プロセスにおけるエッジ効果
を低減させる方法と装置とが望まれる。
を低減させる方法と装置とが望まれる。
【０００７】
【発明の概要】基板上に膜を堆積する方法と装置を説明
する。本発明の実施形態に従えば、プリウェーハ反応層
（prewafer reaction layer）が、膜堆積に先だって
ウェーハに隣接して形成される。次ぎに、堆積ガスが反
応チャンバ内に供給され、その結果、プリウェーハ反応
層と基板上をガスが流動して、プリウェーハ反応層と基
板上に膜を堆積する。
する。本発明の実施形態に従えば、プリウェーハ反応層
（prewafer reaction layer）が、膜堆積に先だって
ウェーハに隣接して形成される。次ぎに、堆積ガスが反
応チャンバ内に供給され、その結果、プリウェーハ反応
層と基板上をガスが流動して、プリウェーハ反応層と基
板上に膜を堆積する。
【０００８】
【本発明の実施形態の詳細な説明】本発明は、膜を基板
上で均一に堆積するための方法と装置である。以下の説
明では、特定の材料、ガス、プロセス等の多くの特定の
詳細を、本発明を完全に理解するために説明する。他の
実例での公知の半導体設備及び製造プロセスは、本発明
を必要もなく不明確にしないために、説明を加えない。
上で均一に堆積するための方法と装置である。以下の説
明では、特定の材料、ガス、プロセス等の多くの特定の
詳細を、本発明を完全に理解するために説明する。他の
実例での公知の半導体設備及び製造プロセスは、本発明
を必要もなく不明確にしないために、説明を加えない。
【０００９】本発明は、化学気相堆積法（ＣＶＤ）によ
り形成される膜の厚さの均一性を改善するための技術で
ある。本発明に従えば、プリウェーハ反応層が、膜の堆
積前にウェーハ近傍で形成される。プリウェーハ反応層
は、初期膜成長が、ウェーハエッジとは対照的に、予備
反応面の上で生じるように、堆積ガスが反応チャンバに
侵入する際にそれらガスのための初期反応面を提供す
る。初期反応面を提供することによって、初期反応面に
対する堆積速度の増加が、ウェーハエッジとは対照的に
プリウェーハ反応面上で生じる。この方法では、「エッ
ジ効果」が実質的に低減され、ウェーハ全域の、そして
ウェーハからウェーハへの膜厚の均一性が実質的に改善
される。
り形成される膜の厚さの均一性を改善するための技術で
ある。本発明に従えば、プリウェーハ反応層が、膜の堆
積前にウェーハ近傍で形成される。プリウェーハ反応層
は、初期膜成長が、ウェーハエッジとは対照的に、予備
反応面の上で生じるように、堆積ガスが反応チャンバに
侵入する際にそれらガスのための初期反応面を提供す
る。初期反応面を提供することによって、初期反応面に
対する堆積速度の増加が、ウェーハエッジとは対照的に
プリウェーハ反応面上で生じる。この方法では、「エッ
ジ効果」が実質的に低減され、ウェーハ全域の、そして
ウェーハからウェーハへの膜厚の均一性が実質的に改善
される。
【００１０】本発明の一実施形態では、シリサイド層が
基板のシリコン含有部分上に選択的に堆積される。選択
的シリサイド堆積プロセスに従うと、先ず、サセプタが
シリコンまたはシリサイドのプリウェーハ反応層でコー
ティングされ、次いで、ウェーハがプリウェーハ反応層
がコーティングされたサセプタ上に配置される。その
後、堆積ガスは、その堆積ガスが先ずサセプタ上のプリ
ウェーハ反応層と反応し、次いで基板と反応するよう
に、基板内に供給される。本発明の別の実施形態では、
シリサイド層が、集積堆積プロセスに利用される基板上
にブランケット堆積されえる。本発明の集積堆積プロセ
スに従って、ウェーハはサセプタ上に配置され、次いで
シリコン層がウェーハ及びサセプタ上にブランケット堆
積される。その後、堆積ガスがチャンバ内に供給され、
そこでサセプタ上のシリコンと最初に反応し、次いでウ
ェーハ上のシリコンと反応する。両技法とも、「エッジ
効果」堆積を低減するのに効果的であり、それによって
均一なシリサイドを堆積させることができる。
基板のシリコン含有部分上に選択的に堆積される。選択
的シリサイド堆積プロセスに従うと、先ず、サセプタが
シリコンまたはシリサイドのプリウェーハ反応層でコー
ティングされ、次いで、ウェーハがプリウェーハ反応層
がコーティングされたサセプタ上に配置される。その
後、堆積ガスは、その堆積ガスが先ずサセプタ上のプリ
ウェーハ反応層と反応し、次いで基板と反応するよう
に、基板内に供給される。本発明の別の実施形態では、
シリサイド層が、集積堆積プロセスに利用される基板上
にブランケット堆積されえる。本発明の集積堆積プロセ
スに従って、ウェーハはサセプタ上に配置され、次いで
シリコン層がウェーハ及びサセプタ上にブランケット堆
積される。その後、堆積ガスがチャンバ内に供給され、
そこでサセプタ上のシリコンと最初に反応し、次いでウ
ェーハ上のシリコンと反応する。両技法とも、「エッジ
効果」堆積を低減するのに効果的であり、それによって
均一なシリサイドを堆積させることができる。
【００１１】本発明に従って用いることのできる化学気
相堆積装置２１０を図２に示す。堆積装置２１０は、上
側ドーム２１４と、下側ドーム２１６と、上側ドーム２
１４と下側ドーム２１６との間にある側壁２１８と、を
有する堆積チャンバ２１２を備える。上側ライナ２８２
及び下側ライナ２８４は、側壁２１８の内部表面に接し
て装着されている。上側ドーム２１４及び下側ドーム２
１６は、透過性材料から成り、加熱光がそこを通過して
チャンバ２１２内部に移ることができるようにしてい
る。
相堆積装置２１０を図２に示す。堆積装置２１０は、上
側ドーム２１４と、下側ドーム２１６と、上側ドーム２
１４と下側ドーム２１６との間にある側壁２１８と、を
有する堆積チャンバ２１２を備える。上側ライナ２８２
及び下側ライナ２８４は、側壁２１８の内部表面に接し
て装着されている。上側ドーム２１４及び下側ドーム２
１６は、透過性材料から成り、加熱光がそこを通過して
チャンバ２１２内部に移ることができるようにしてい
る。
【００１２】チャンバ２１２の内部には、ウェーハを支
持する平坦で円形のサセプタ２２０がある。このサセプ
タ２２０は、側壁２１８においてチャンバ２１２全体を
横切って延びており、チャンバ２１２をサセプタ２２０
より上の上部２２２と、サセプタ２２０より下の下部２
２４とに分割している。サセプタ２２０は、サセプタ２
２０の底部中央から垂直下方に延在するシャフト２２６
上に装着されている。シャフト２２６は、シャフト２２
６を回転させて、それによってサセプタ２２０を回転さ
せるモータ（図示せず）と連結している。環状の予熱リ
ング２２８が、外側周縁部で下側ライナ２８４の内側周
縁部と接続しており、サセプタ２２０の周囲に延びてい
る。予熱リング２２８は、サセプタ２２０と同平面にあ
って、予熱リング２２８の内縁が、隙間２２９によって
サセプタ２２０の外縁から離間されている。入口マニホ
ルド２３０は、チャンバ２１２の側面に位置決めされ、
ガスをチャンバ２１２内に導入するのに適している。出
口ポート２３２は、入口マニホルドから対角に対向する
チャンバ２１２の側面上に配置され、堆積チャンバ２１
２からガスを排出するのに適している。
持する平坦で円形のサセプタ２２０がある。このサセプ
タ２２０は、側壁２１８においてチャンバ２１２全体を
横切って延びており、チャンバ２１２をサセプタ２２０
より上の上部２２２と、サセプタ２２０より下の下部２
２４とに分割している。サセプタ２２０は、サセプタ２
２０の底部中央から垂直下方に延在するシャフト２２６
上に装着されている。シャフト２２６は、シャフト２２
６を回転させて、それによってサセプタ２２０を回転さ
せるモータ（図示せず）と連結している。環状の予熱リ
ング２２８が、外側周縁部で下側ライナ２８４の内側周
縁部と接続しており、サセプタ２２０の周囲に延びてい
る。予熱リング２２８は、サセプタ２２０と同平面にあ
って、予熱リング２２８の内縁が、隙間２２９によって
サセプタ２２０の外縁から離間されている。入口マニホ
ルド２３０は、チャンバ２１２の側面に位置決めされ、
ガスをチャンバ２１２内に導入するのに適している。出
口ポート２３２は、入口マニホルドから対角に対向する
チャンバ２１２の側面上に配置され、堆積チャンバ２１
２からガスを排出するのに適している。
【００１３】複数の高輝度ランプ２３４は、チャンバ２
１２の周りに取り付けられており、それらの光を上側ド
ーム２１４及び下側ドーム２１６を介してサセプタ２２
０上に向けて、サセプタ２２０を加熱する。上側ドーム
２１４及び下側ドーム２１６は、ランプ２３４からの光
に対して透過性のある、透明な石英等の材料から成る。
上側ドーム２１４及び下側ドーム２１６は一般に石英か
ら成るが、それは、石英が、可視光線と赤外線周波の両
方の光に対して透過性であり、比較的高い構造強度を示
し、そして、堆積チャンバ２１２の処理環境においても
化学的に安定しているからである。赤外線周波ランプ
は、ウェーハを加熱するための、そして堆積チャンバ２
２０内における望ましい手段ではあるが、抵抗加熱器や
ＲＦ誘導加熱器等の他の手段を用いてもよい。予熱リン
グ２２８及びサセプタ２２０は、ランプの放射周波を透
過しない炭化ケイ素、または炭化ケイ素に被覆されたグ
ラファイト等の材料から成り、その結果、ランプ２３４
によって加熱され得る。予熱リング２２８及びサセプタ
２２０は、本発明による膜堆積に用いられる堆積ガスと
実質的に反応しない材料から成る。
１２の周りに取り付けられており、それらの光を上側ド
ーム２１４及び下側ドーム２１６を介してサセプタ２２
０上に向けて、サセプタ２２０を加熱する。上側ドーム
２１４及び下側ドーム２１６は、ランプ２３４からの光
に対して透過性のある、透明な石英等の材料から成る。
上側ドーム２１４及び下側ドーム２１６は一般に石英か
ら成るが、それは、石英が、可視光線と赤外線周波の両
方の光に対して透過性であり、比較的高い構造強度を示
し、そして、堆積チャンバ２１２の処理環境においても
化学的に安定しているからである。赤外線周波ランプ
は、ウェーハを加熱するための、そして堆積チャンバ２
２０内における望ましい手段ではあるが、抵抗加熱器や
ＲＦ誘導加熱器等の他の手段を用いてもよい。予熱リン
グ２２８及びサセプタ２２０は、ランプの放射周波を透
過しない炭化ケイ素、または炭化ケイ素に被覆されたグ
ラファイト等の材料から成り、その結果、ランプ２３４
によって加熱され得る。予熱リング２２８及びサセプタ
２２０は、本発明による膜堆積に用いられる堆積ガスと
実質的に反応しない材料から成る。
【００１４】高温計等の赤外線温度センサ２３６が、下
側ドーム２１６より下に装着されており、下側ドーム２
１６を介してサセプタ２２０の底面に面している。温度
センサ２３６は、サセプタ２２０が加熱される場合、サ
セプタ２２０から放射される赤外線を受けることによっ
てサセプタ２２０の温度をモニタするため用いられる。
ウェーハ温度測定用の温度センサ２３７も任意に組み込
んでよい。
側ドーム２１６より下に装着されており、下側ドーム２
１６を介してサセプタ２２０の底面に面している。温度
センサ２３６は、サセプタ２２０が加熱される場合、サ
セプタ２２０から放射される赤外線を受けることによっ
てサセプタ２２０の温度をモニタするため用いられる。
ウェーハ温度測定用の温度センサ２３７も任意に組み込
んでよい。
【００１５】上側クランプリング２４８が、上側ドーム
２１４の外面周縁部を囲んで延びている。下側クランプ
リング２５０が、下側ドーム２１６の外面周縁部を囲ん
で延びている。上側及び下側クランプリングは共締めさ
れていて、上側ドーム２１４及び下側ドーム２１６を側
壁２１８に締め付けている。
２１４の外面周縁部を囲んで延びている。下側クランプ
リング２５０が、下側ドーム２１６の外面周縁部を囲ん
で延びている。上側及び下側クランプリングは共締めさ
れていて、上側ドーム２１４及び下側ドーム２１６を側
壁２１８に締め付けている。
【００１６】リアクタ２１０は、堆積チャンバ２１２の
中に堆積ガスを送るための堆積ガス入口マニホルド２３
０を含む。ガス入口マニホルド２３０は、バッフル２７
４、側壁２１８内部に位置決めされる挿入プレート２７
９、及び上側ライナ２８２と下側ライナ２８４との間に
形成される通路２６０を含む。通路２６０はチャンバ２
１２の上部２２２と結合している。シリコンソースガ
ス、ドーパントソースガス、及びキャリヤーガス等の堆
積ガスは、ガスキャップ２３８からバッフル２７４、挿
入プレート２７９、及び通路２６０を介して、チャンバ
２１２の上部２２２に送られる。
中に堆積ガスを送るための堆積ガス入口マニホルド２３
０を含む。ガス入口マニホルド２３０は、バッフル２７
４、側壁２１８内部に位置決めされる挿入プレート２７
９、及び上側ライナ２８２と下側ライナ２８４との間に
形成される通路２６０を含む。通路２６０はチャンバ２
１２の上部２２２と結合している。シリコンソースガ
ス、ドーパントソースガス、及びキャリヤーガス等の堆
積ガスは、ガスキャップ２３８からバッフル２７４、挿
入プレート２７９、及び通路２６０を介して、チャンバ
２１２の上部２２２に送られる。
【００１７】選択的に膜を堆積させる方法を、図３に示
すフローチャート３００で明らかにし、図５（Ａ）及び
図５（Ｂ）に示す。図３に示した選択的堆積法を、望ま
しい選択的チタン−ケイ化物堆積プロセスに関して説明
する。本発明が、この特定実施形態に限定されるもので
はなく、また本発明は、「エッジ効果」で損傷を被る何
れの膜の選択的堆積に対しても等しく適用可能であると
いうことが、正しく認識されるべきである。
すフローチャート３００で明らかにし、図５（Ａ）及び
図５（Ｂ）に示す。図３に示した選択的堆積法を、望ま
しい選択的チタン−ケイ化物堆積プロセスに関して説明
する。本発明が、この特定実施形態に限定されるもので
はなく、また本発明は、「エッジ効果」で損傷を被る何
れの膜の選択的堆積に対しても等しく適用可能であると
いうことが、正しく認識されるべきである。
【００１８】本発明の選択的な堆積プロセスの第１のス
テップは、図３のブロック３０２で示すように、本チャ
ンバの洗浄である。チャンバ洗浄の目的は、チャンバ側
壁及びウィンドウ上と同様に、サセプタ２２０及び予熱
リング２２８上に既に形成されたＣＶＤ堆積物を除去す
ることにある。標準のインサイチュ洗浄プロセスを用い
てもよい。例えば、ケイ化チタン堆積物を除去するた
め、ＨＣｌを１〜１５リットルの間の流量でチャンバ内
に供給することができ、一方で、サセプタを８０〜６０
０torrの間に維持するチャンバ圧力で温度７００〜１０
００℃の間に加熱する。
テップは、図３のブロック３０２で示すように、本チャ
ンバの洗浄である。チャンバ洗浄の目的は、チャンバ側
壁及びウィンドウ上と同様に、サセプタ２２０及び予熱
リング２２８上に既に形成されたＣＶＤ堆積物を除去す
ることにある。標準のインサイチュ洗浄プロセスを用い
てもよい。例えば、ケイ化チタン堆積物を除去するた
め、ＨＣｌを１〜１５リットルの間の流量でチャンバ内
に供給することができ、一方で、サセプタを８０〜６０
０torrの間に維持するチャンバ圧力で温度７００〜１０
００℃の間に加熱する。
【００１９】次いで、ブロック３０４で説明するよう
に、プリウェーハ反応層５００が、サセプタ２２０及び
リング２２８より上にブランケット堆積される。プリウ
ェーハ反応層は、堆積ガスと適切に反応してウェーハま
たは基板上の膜を選択的に堆積させるのに用いられる材
料から形成できる。ケイ化チタン膜が、四塩化チタン
（ＴｉＣｌ4）、及びシリコンソースガスを用いてウェ
ーハ上へ選択的に堆積される本発明の好適な実施形態で
は、プリウェーハ反応層５００は、限定はしないが、ア
モルファスシリコン、多結晶シリコン、（ドープされ
た、またはドープされてない）シリコンを含む何れのシ
リコン層でも、或いは、限定はしないがケイ化チタンま
たはケイ化タングステン等のケイ化物であってもよい。
プリウェーハ反応層５００は、ウェーハエッジに安定し
た成長率を生じるよう十分な反応物を提供するのに必要
なだけ厚く形成するべきである。プリウェーハ反応層５
００は、厚さを数百オングストロームから数十ミクロン
の間にとることができる。
に、プリウェーハ反応層５００が、サセプタ２２０及び
リング２２８より上にブランケット堆積される。プリウ
ェーハ反応層は、堆積ガスと適切に反応してウェーハま
たは基板上の膜を選択的に堆積させるのに用いられる材
料から形成できる。ケイ化チタン膜が、四塩化チタン
（ＴｉＣｌ4）、及びシリコンソースガスを用いてウェ
ーハ上へ選択的に堆積される本発明の好適な実施形態で
は、プリウェーハ反応層５００は、限定はしないが、ア
モルファスシリコン、多結晶シリコン、（ドープされ
た、またはドープされてない）シリコンを含む何れのシ
リコン層でも、或いは、限定はしないがケイ化チタンま
たはケイ化タングステン等のケイ化物であってもよい。
プリウェーハ反応層５００は、ウェーハエッジに安定し
た成長率を生じるよう十分な反応物を提供するのに必要
なだけ厚く形成するべきである。プリウェーハ反応層５
００は、厚さを数百オングストロームから数十ミクロン
の間にとることができる。
【００２０】公知のシリコン堆積プロセスは、後続の選
択的なケイ化物堆積プロセスのために、多結晶シリコン
層またはアモルファスシリコン層を形成するのに用いる
ことができる。例えば、予熱リング２２８及びサセプタ
２２０は、反応チャンバが圧力５〜２００torr、温度６
００〜９００℃で維持されている間に、限定はしない
が、シラン（ＳｉＨ4）、ジクロロシラン（ＳｉＣｌ2Ｈ
2）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）、ジシラン、テ
トラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）等のシリコンソースガ
スを、流量１〜１０００sccm の間でプロセスチャンバ
内に流入することによって、多結晶シリコン、またはア
モルファスシリコンとともに堆積させることができる。
所望であれば、シリコンプリウェーハ反応層を、フォス
フィン（ＰＨ3）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、アルシン（Ａ
ｓ2Ｈ6）等のガスによってドープすることができる。
択的なケイ化物堆積プロセスのために、多結晶シリコン
層またはアモルファスシリコン層を形成するのに用いる
ことができる。例えば、予熱リング２２８及びサセプタ
２２０は、反応チャンバが圧力５〜２００torr、温度６
００〜９００℃で維持されている間に、限定はしない
が、シラン（ＳｉＨ4）、ジクロロシラン（ＳｉＣｌ2Ｈ
2）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）、ジシラン、テ
トラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）等のシリコンソースガ
スを、流量１〜１０００sccm の間でプロセスチャンバ
内に流入することによって、多結晶シリコン、またはア
モルファスシリコンとともに堆積させることができる。
所望であれば、シリコンプリウェーハ反応層を、フォス
フィン（ＰＨ3）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、アルシン（Ａ
ｓ2Ｈ6）等のガスによってドープすることができる。
【００２１】次に、ブロック３０６内で説明するよう
に、基板５０４は、反応チャンバ２１２に運ばれて、プ
リウェーハ反応層がコーティングされたサセプタ上に配
置される。本発明の選択的な堆積プロセスでは、基板５
０４は、堆積ガス５０２と反応して膜をその上に形成さ
せる反応領域を有し、また、堆積ガス５０２と反応しな
いで、それにより膜がその上で成長するのを抑える非反
応領域を有する。基板５０４は、限定はしないが集積回
路製造に用いるシリコン基板等の何れの目的にも用いら
れる適当な基板でよい。
に、基板５０４は、反応チャンバ２１２に運ばれて、プ
リウェーハ反応層がコーティングされたサセプタ上に配
置される。本発明の選択的な堆積プロセスでは、基板５
０４は、堆積ガス５０２と反応して膜をその上に形成さ
せる反応領域を有し、また、堆積ガス５０２と反応しな
いで、それにより膜がその上で成長するのを抑える非反
応領域を有する。基板５０４は、限定はしないが集積回
路製造に用いるシリコン基板等の何れの目的にも用いら
れる適当な基板でよい。
【００２２】本発明の好ましい選択的なケイ化チタンプ
ロセスの場合、基板は、その表面にわたって形成される
複数の能動素子を有するシリコンウェーハ５０４でもよ
い。能動素子は、例えば、図４に示すような、フィール
ド分離領域４０２によって隔離されるＭＯＳトランジス
タ４００でもよい。ＭＯＳトランジスタ４００は普通、
シリコン基板４０８に形成されるシリコン（ポリシリコ
ン）ゲート電極４０４と一対のソース／ドレイン領域４
０６とを有する。一般に、ケイ化チタン等の低抵抗率ケ
イ化物４１２を、ソース／ドレイン領域４０６及びゲー
ト４０４上に形成することによって、ＭＯＳデバイスの
コンタクト抵抗を低減させることは望ましい。ケイ化物
をソース／ドレイン領域４０６上及びゲート電極４０４
上でのみ選択的に堆積するために、ソース／ドレイン領
域４０６上に、そしてシリコンゲート電極４０４上にケ
イ化物を選択的に堆積するため、露出シリコン面とだけ
反応するが、絶縁面とは反応しない堆積ガスが選択され
る。（普通には二酸化ケイ素または窒化ケイ素の）絶縁
スペーサ４１０は、ゲート電極４０４とソース／ドイレ
ン領域４０６間でケイ化物が短絡することを防ぐ一方
で、分離領域４０２を絶縁することは、隣接するトラン
ジスタ４００同士の短絡を防ぐ。
ロセスの場合、基板は、その表面にわたって形成される
複数の能動素子を有するシリコンウェーハ５０４でもよ
い。能動素子は、例えば、図４に示すような、フィール
ド分離領域４０２によって隔離されるＭＯＳトランジス
タ４００でもよい。ＭＯＳトランジスタ４００は普通、
シリコン基板４０８に形成されるシリコン（ポリシリコ
ン）ゲート電極４０４と一対のソース／ドレイン領域４
０６とを有する。一般に、ケイ化チタン等の低抵抗率ケ
イ化物４１２を、ソース／ドレイン領域４０６及びゲー
ト４０４上に形成することによって、ＭＯＳデバイスの
コンタクト抵抗を低減させることは望ましい。ケイ化物
をソース／ドレイン領域４０６上及びゲート電極４０４
上でのみ選択的に堆積するために、ソース／ドレイン領
域４０６上に、そしてシリコンゲート電極４０４上にケ
イ化物を選択的に堆積するため、露出シリコン面とだけ
反応するが、絶縁面とは反応しない堆積ガスが選択され
る。（普通には二酸化ケイ素または窒化ケイ素の）絶縁
スペーサ４１０は、ゲート電極４０４とソース／ドイレ
ン領域４０６間でケイ化物が短絡することを防ぐ一方
で、分離領域４０２を絶縁することは、隣接するトラン
ジスタ４００同士の短絡を防ぐ。
【００２３】次いで、ブロック３０８に明記するよう
に、堆積ガス５０２を、反応チャンバ２１２内に供給す
る。プリウェーハ反応層及び基板上の反応領域とは反応
するが、基板の非反応領域とは反応しない堆積ガスが用
いられる。堆積ガスは、サセプタ上に配置されるウェー
ハの外径に達する前に、先ず、プリウェーハ反応層の上
を流動するような方法でチャンバ２１２内に供給され
る。
に、堆積ガス５０２を、反応チャンバ２１２内に供給す
る。プリウェーハ反応層及び基板上の反応領域とは反応
するが、基板の非反応領域とは反応しない堆積ガスが用
いられる。堆積ガスは、サセプタ上に配置されるウェー
ハの外径に達する前に、先ず、プリウェーハ反応層の上
を流動するような方法でチャンバ２１２内に供給され
る。
【００２４】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、
本発明の好適な実施形態中では、堆積ガスがチャンバ２
１２の一方で注入されて、予熱リング２２８上のプリウ
ェーハ反応層を横切って流動し、サセプタ２２０の露出
部（例えば、ウェーハによって覆われない部分）上のプ
リウェーハ反応層の上を流れ、その後、ウェーハの上を
流れ、ガス入口の反対側に設置された排気路の外へ流出
する。このように、堆積ガス５０２は、先ず、プリウェ
ーハ反応層５００と反応して、ウェーハエッジまたはウ
ェーハの外径に到達する前に膜５０８を形成する。この
ように、初期反応面に対する高堆積速度が、ウェーハ上
とは対照的に、サセプタ及び予熱リング上のプリウェー
ハ反応層に生じる。本発明は、プリウェーハ反応層をサ
セプタ及び予熱リング全体に堆積させるが、必要なの
は、堆積速度を安定させるためにガス入口とウェーハエ
ッジ５０２との間に設置する領域５０６上に、十分な量
のプリウェーハ反応層５００を形成することだけであ
る、ということを認識するべきである。加えて、サセプ
タ及び予熱リングのプリウェーハコーティングが、本発
明の好ましい実施形態において利用されるが、堆積速度
を安定させるように、ウェーハエッジに到達する前に、
十分な初期反応領域５０６が備えられている限り、コー
ティングされた予熱リングまたはサセプタは必要ではな
い。例えば、露出サセプタ面が拡張され、より露出した
表面を提供し、それによってコーティングされた予熱リ
ングの必要性を排除してもよい。
本発明の好適な実施形態中では、堆積ガスがチャンバ２
１２の一方で注入されて、予熱リング２２８上のプリウ
ェーハ反応層を横切って流動し、サセプタ２２０の露出
部（例えば、ウェーハによって覆われない部分）上のプ
リウェーハ反応層の上を流れ、その後、ウェーハの上を
流れ、ガス入口の反対側に設置された排気路の外へ流出
する。このように、堆積ガス５０２は、先ず、プリウェ
ーハ反応層５００と反応して、ウェーハエッジまたはウ
ェーハの外径に到達する前に膜５０８を形成する。この
ように、初期反応面に対する高堆積速度が、ウェーハ上
とは対照的に、サセプタ及び予熱リング上のプリウェー
ハ反応層に生じる。本発明は、プリウェーハ反応層をサ
セプタ及び予熱リング全体に堆積させるが、必要なの
は、堆積速度を安定させるためにガス入口とウェーハエ
ッジ５０２との間に設置する領域５０６上に、十分な量
のプリウェーハ反応層５００を形成することだけであ
る、ということを認識するべきである。加えて、サセプ
タ及び予熱リングのプリウェーハコーティングが、本発
明の好ましい実施形態において利用されるが、堆積速度
を安定させるように、ウェーハエッジに到達する前に、
十分な初期反応領域５０６が備えられている限り、コー
ティングされた予熱リングまたはサセプタは必要ではな
い。例えば、露出サセプタ面が拡張され、より露出した
表面を提供し、それによってコーティングされた予熱リ
ングの必要性を排除してもよい。
【００２５】本発明の好ましい選択的堆積方法では、塩
化チタン（ＴｉＣｌ4）、及びシラン等のシリコンソー
スガスを備える堆積ガス５０２は、チャンバ２１２内に
供給されて、プリウェーハ反応層上及びウェーハ５０４
のシリコン含有面上にケイ化チタン膜層を形成すること
ができる。チャンバ圧力５〜８０torr の間及びウェー
ハ温度６５０〜８５０℃の間を維持する一方で、シリコ
ンソースガスを、チャンバ２１２に流量５〜５０sccm
の間で供給する間、塩化チタン（ＴｉＣｌ4）を、アル
ゴンバブラーを介して、例えば１８℃で、チャンバ２１
２内に流量１〜５sccm の間で供給することができる。
幅３／４インチの予熱リング及び略１インチの外径を持
つサセプタ２２０上にプリウェーハ反応層を形成するこ
とは、十分な初期反応領域５０６を提供して、ケイ化チ
タン堆積を安定させ、エッジ効果を防ぐことが見出され
た。
化チタン（ＴｉＣｌ4）、及びシラン等のシリコンソー
スガスを備える堆積ガス５０２は、チャンバ２１２内に
供給されて、プリウェーハ反応層上及びウェーハ５０４
のシリコン含有面上にケイ化チタン膜層を形成すること
ができる。チャンバ圧力５〜８０torr の間及びウェー
ハ温度６５０〜８５０℃の間を維持する一方で、シリコ
ンソースガスを、チャンバ２１２に流量５〜５０sccm
の間で供給する間、塩化チタン（ＴｉＣｌ4）を、アル
ゴンバブラーを介して、例えば１８℃で、チャンバ２１
２内に流量１〜５sccm の間で供給することができる。
幅３／４インチの予熱リング及び略１インチの外径を持
つサセプタ２２０上にプリウェーハ反応層を形成するこ
とは、十分な初期反応領域５０６を提供して、ケイ化チ
タン堆積を安定させ、エッジ効果を防ぐことが見出され
た。
【００２６】所望量の膜をウェーハ５０４上に堆積させ
た後、ブロック３１０で説明するように、ウェーハ５０
４は、チャンバ２１２から取り除かれる。処理すべきウ
ェーハが無くなった場合、ステップ３１２で説明するよ
うに、プロセスは完了する。もし処理すべき追加のウェ
ーハがある場合、プロセスは、ステップ３１４で説明す
るようにステップ３０２まで戻り、予熱リング及びサセ
プタの膜堆積物を洗浄し、次いで、新規のウェーハ上に
膜を堆積させる前に新規のプリウェーハ反応層を形成す
ることにより、繰り返すことができる。各ウェーハ堆積
後にチャンバを洗浄することは、各ウェーハのために一
定の堆積環境を確保するが、ウェーハスループットは減
少する。
た後、ブロック３１０で説明するように、ウェーハ５０
４は、チャンバ２１２から取り除かれる。処理すべきウ
ェーハが無くなった場合、ステップ３１２で説明するよ
うに、プロセスは完了する。もし処理すべき追加のウェ
ーハがある場合、プロセスは、ステップ３１４で説明す
るようにステップ３０２まで戻り、予熱リング及びサセ
プタの膜堆積物を洗浄し、次いで、新規のウェーハ上に
膜を堆積させる前に新規のプリウェーハ反応層を形成す
ることにより、繰り返すことができる。各ウェーハ堆積
後にチャンバを洗浄することは、各ウェーハのために一
定の堆積環境を確保するが、ウェーハスループットは減
少する。
【００２７】代替として、追加ウェーハを、チャンバ洗
浄前に処理してもよい。そのような場合、その前の堆積
の間にプリウェーハ反応層５００上に形成された膜５０
８は、後続の堆積に対するプリウェーハ反応層として作
用する。例えば、ケイ化チタン堆積プロセスの場合、プ
リウェーハ反応層上に形成されたケイ化チタンは、後続
の堆積プロセスに対するプリウェーハ反応層として作用
する。本発明の好適なケイ化チタンプロセスを用いる
と、チャンバ２１２を洗浄する前に、２〜５０枚または
それ以上のウェーハの間にケイ化チタンを堆積させるこ
とができる。いつチャンバを洗浄するかの決定は、ウェ
ーハのセット枚数、チャンバ壁に堆積した膜の量その他
を含む、何れの基準にも基づくことができる。チャンバ
２１２及びサセプタ２２０を洗浄する前に何枚かのウェ
ーハを処理することは、本発明におけるウェーハのスル
ープットを実質的に向上させる。
浄前に処理してもよい。そのような場合、その前の堆積
の間にプリウェーハ反応層５００上に形成された膜５０
８は、後続の堆積に対するプリウェーハ反応層として作
用する。例えば、ケイ化チタン堆積プロセスの場合、プ
リウェーハ反応層上に形成されたケイ化チタンは、後続
の堆積プロセスに対するプリウェーハ反応層として作用
する。本発明の好適なケイ化チタンプロセスを用いる
と、チャンバ２１２を洗浄する前に、２〜５０枚または
それ以上のウェーハの間にケイ化チタンを堆積させるこ
とができる。いつチャンバを洗浄するかの決定は、ウェ
ーハのセット枚数、チャンバ壁に堆積した膜の量その他
を含む、何れの基準にも基づくことができる。チャンバ
２１２及びサセプタ２２０を洗浄する前に何枚かのウェ
ーハを処理することは、本発明におけるウェーハのスル
ープットを実質的に向上させる。
【００２８】図６は、本発明の集積ケイ化物堆積プロセ
スを説明するフローチャート６００を示す。集積ケイ化
物堆積プロセスは、例えば、ウェーハ表面全体にわた
る、ポリシリコン／ケイ化チタン複合膜を形成するのに
用いることができる。次いで、ポリシリコン／ケイ化チ
タン複合膜は、公知のフォトリトグラフィ技法及び、集
積回路の相互接続ラインまたはＭＯＳゲート電極その他
へのリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等のエッ
チング技法によってパターン化することができる。
スを説明するフローチャート６００を示す。集積ケイ化
物堆積プロセスは、例えば、ウェーハ表面全体にわた
る、ポリシリコン／ケイ化チタン複合膜を形成するのに
用いることができる。次いで、ポリシリコン／ケイ化チ
タン複合膜は、公知のフォトリトグラフィ技法及び、集
積回路の相互接続ラインまたはＭＯＳゲート電極その他
へのリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等のエッ
チング技法によってパターン化することができる。
【００２９】本発明の集積ケイ化物堆積プロセスによれ
ば、ブロック６０２で説明するような第１のステップ
で、反応チャンバを洗浄することになっている。チャン
バ洗浄の目的は、予熱リング２２８内のサセプタ２２０
上に形成された以前の何れのＣＶＤ堆積物も、チャンバ
側壁とウィンドウと同様除去することにある。標準のイ
ンサイチュ洗浄プロセスを用いてもよい。例えば、シリ
コン及びケイ化チタン堆積物を除去するには、サセプタ
を、温度７００〜１０００℃に加熱するとともにチャン
バ圧力を８０〜６００torr の間に維持する間、ＨＣｌ
を、流量１〜１５リットルの間でチャンバ内へ供給して
もよい。
ば、ブロック６０２で説明するような第１のステップ
で、反応チャンバを洗浄することになっている。チャン
バ洗浄の目的は、予熱リング２２８内のサセプタ２２０
上に形成された以前の何れのＣＶＤ堆積物も、チャンバ
側壁とウィンドウと同様除去することにある。標準のイ
ンサイチュ洗浄プロセスを用いてもよい。例えば、シリ
コン及びケイ化チタン堆積物を除去するには、サセプタ
を、温度７００〜１０００℃に加熱するとともにチャン
バ圧力を８０〜６００torr の間に維持する間、ＨＣｌ
を、流量１〜１５リットルの間でチャンバ内へ供給して
もよい。
【００３０】次に、ブロック６０４で説明するように、
ウェーハまたは基板は、チャンバ２１２内に移動させら
れ、サセプタ２２０上の基板配置領域に位置決めされ
る。基板７００は、シリコン基板またはウェーハである
のが好ましいが、集積回路に用いられるような複合膜が
堆積されるものであれば、何れの種類の基板であっても
よい。基板７００は普通、限定はしないが二酸化ケイ素
または窒化ケイ素等の絶縁膜、及び／または、限定はし
ないがポリシリコン、窒化チタン、窒化タングステン等
の伝導膜で覆われる。
ウェーハまたは基板は、チャンバ２１２内に移動させら
れ、サセプタ２２０上の基板配置領域に位置決めされ
る。基板７００は、シリコン基板またはウェーハである
のが好ましいが、集積回路に用いられるような複合膜が
堆積されるものであれば、何れの種類の基板であっても
よい。基板７００は普通、限定はしないが二酸化ケイ素
または窒化ケイ素等の絶縁膜、及び／または、限定はし
ないがポリシリコン、窒化チタン、窒化タングステン等
の伝導膜で覆われる。
【００３１】次いで、ブロック６０６で説明し、図７
（Ａ）に示すように、シリコン膜７０２が、予熱リング
２２８、サセプタ２２０の被覆していない部分、及び基
板７００全表面の上にブランケット堆積される。シリコ
ン膜７０２を、ウェーハ上の形状部に望まれる厚さに堆
積させる。反応チャンバの圧力を５〜２００torr、温度
６００〜９００℃の間を維持する間、プロセスチャンバ
２１２内へ１０〜１０００sccm の間の流量で、限定は
しないがシラン（ＳｉＨ4）、ジクロロシラン（ＳｉＣ
ｌ2Ｈ2）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）、ジシラ
ン、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）等のシリコンソ
ースガスを流すことにより、シリコン膜を形成すること
ができる。所望であれば、シリコンウェーハ上の形状部
には、フォスフィン（ＰＨ3）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、
アルシン（Ａｓ2Ｈ6）等の一種類のガスまたは複数のガ
スを用いて、シリコン層をインサイチュドープすること
ができる。
（Ａ）に示すように、シリコン膜７０２が、予熱リング
２２８、サセプタ２２０の被覆していない部分、及び基
板７００全表面の上にブランケット堆積される。シリコ
ン膜７０２を、ウェーハ上の形状部に望まれる厚さに堆
積させる。反応チャンバの圧力を５〜２００torr、温度
６００〜９００℃の間を維持する間、プロセスチャンバ
２１２内へ１０〜１０００sccm の間の流量で、限定は
しないがシラン（ＳｉＨ4）、ジクロロシラン（ＳｉＣ
ｌ2Ｈ2）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）、ジシラ
ン、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）等のシリコンソ
ースガスを流すことにより、シリコン膜を形成すること
ができる。所望であれば、シリコンウェーハ上の形状部
には、フォスフィン（ＰＨ3）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、
アルシン（Ａｓ2Ｈ6）等の一種類のガスまたは複数のガ
スを用いて、シリコン層をインサイチュドープすること
ができる。
【００３２】次に、ブロック６０８内で説明し、図７
（Ｂ）に示すように、堆積ガスは、チャンバ２１２内へ
供給されて、予熱リング２２８、サセプタ２２０の露出
部分、ウェーハ７００より上のシリコン膜７０２上へケ
イ化物膜７０４を形成する。堆積ガスは、その堆積ガス
が、ウェーハ７００エッジに到達する前に、先ず、予熱
リング２２８及びサセプタ２２０の露出部分の上に形成
されるシリコン層７０２の上を流されるような方法で、
チャンバ２１２に供給される。即ち、堆積ガスは、ウェ
ーハでの堆積の前に、先ず、シリコンコーティングされ
た予熱リングとサセプタ上で、初期堆積を生じさせる方
法で、チャンバ２１２に供給される。このように、エッ
ジ効果は実質的に減少し、均一なケイ化物堆積がウェー
ハ７００の表面にわたって生じる。本発明の集積堆積法
では、シリコンウェーハのための初期シリコン堆積は、
予熱リングとサセプタ上にプリウェーハ反応層を形成す
るために利用される。前記の方法に記載したように、十
分なプリウェーハ反応領域７０６が備えられて、ウェー
ハエッジに到達する前に堆積率を安定させなければなら
ない。
（Ｂ）に示すように、堆積ガスは、チャンバ２１２内へ
供給されて、予熱リング２２８、サセプタ２２０の露出
部分、ウェーハ７００より上のシリコン膜７０２上へケ
イ化物膜７０４を形成する。堆積ガスは、その堆積ガス
が、ウェーハ７００エッジに到達する前に、先ず、予熱
リング２２８及びサセプタ２２０の露出部分の上に形成
されるシリコン層７０２の上を流されるような方法で、
チャンバ２１２に供給される。即ち、堆積ガスは、ウェ
ーハでの堆積の前に、先ず、シリコンコーティングされ
た予熱リングとサセプタ上で、初期堆積を生じさせる方
法で、チャンバ２１２に供給される。このように、エッ
ジ効果は実質的に減少し、均一なケイ化物堆積がウェー
ハ７００の表面にわたって生じる。本発明の集積堆積法
では、シリコンウェーハのための初期シリコン堆積は、
予熱リングとサセプタ上にプリウェーハ反応層を形成す
るために利用される。前記の方法に記載したように、十
分なプリウェーハ反応領域７０６が備えられて、ウェー
ハエッジに到達する前に堆積率を安定させなければなら
ない。
【００３３】本発明の好適な実施形態では、ケイ化物膜
は、ケイ化チタンである。ケイ化チタン膜は、塩化チタ
ンとシリコンソースガスとを含む堆積ガスから形成でき
る。例えば、塩化チタンは、例えば１８℃でチャンバ２
１２に流量１〜５sccm の間でアルゴンバブラーを介し
て供給することができる一方で、シリコンソースガス
が、チャンバ圧力を５〜８０のtorrの間で、ウェーハ温
度を６５０〜８５０℃の間で維持する間、チャンバ２１
２に供給される。幅３／４インチの予熱リング上及び略
１インチのサセプタ上にシリコン層を形成することは、
十分な初期反応領域７０６を備えて、ケイ化チタン堆積
率を安定させ、エッジ効果を防ぐことが見出された。
は、ケイ化チタンである。ケイ化チタン膜は、塩化チタ
ンとシリコンソースガスとを含む堆積ガスから形成でき
る。例えば、塩化チタンは、例えば１８℃でチャンバ２
１２に流量１〜５sccm の間でアルゴンバブラーを介し
て供給することができる一方で、シリコンソースガス
が、チャンバ圧力を５〜８０のtorrの間で、ウェーハ温
度を６５０〜８５０℃の間で維持する間、チャンバ２１
２に供給される。幅３／４インチの予熱リング上及び略
１インチのサセプタ上にシリコン層を形成することは、
十分な初期反応領域７０６を備えて、ケイ化チタン堆積
率を安定させ、エッジ効果を防ぐことが見出された。
【００３４】ウェーハ７００用の所望量のケイ化物が堆
積させられた後、ブロック６１０で説明するように、ウ
ェーハはチャンバ２１２から取り除かれる。処理すべき
ウェーハが無くなった場合、プロセスは完了する。もし
処理すべき追加のウェーハがある場合、プロセスは、ス
テップ６０２まで戻り、ブロック６０２で説明されてい
るようにチャンバを洗浄し、ステップ６１２までを繰り
返すか、または、チャンバを洗浄せず、ブロック６０４
にて開始することにより第２のウェーハを直ちに処理す
るか、どちらかによって繰り返されてもよい。
積させられた後、ブロック６１０で説明するように、ウ
ェーハはチャンバ２１２から取り除かれる。処理すべき
ウェーハが無くなった場合、プロセスは完了する。もし
処理すべき追加のウェーハがある場合、プロセスは、ス
テップ６０２まで戻り、ブロック６０２で説明されてい
るようにチャンバを洗浄し、ステップ６１２までを繰り
返すか、または、チャンバを洗浄せず、ブロック６０４
にて開始することにより第２のウェーハを直ちに処理す
るか、どちらかによって繰り返されてもよい。
【００３５】上記のように、ＣＶＤ堆積プロセスにおけ
る「エッジ効果」を防ぐ方法及び装置の説明を行った。
る「エッジ効果」を防ぐ方法及び装置の説明を行った。
【図１】（Ａ）は、堆積チャンバの断面図であり、
（Ｂ）は、（Ａ）の堆積チャンバ内で生じる恐れのある
不均一な堆積を示した図である。
（Ｂ）は、（Ａ）の堆積チャンバ内で生じる恐れのある
不均一な堆積を示した図である。
【図２】本発明において利用できる化学気相堆積（ＣＶ
Ｄ）チャンバを示した図である。
Ｄ）チャンバを示した図である。
【図３】本発明に従う選択的ケイ化物堆積プロセスを示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図４】選択的に堆積させたケイ化物を有するＭＯＳト
ランジスタの断面図を示した図である。
ランジスタの断面図を示した図である。
【図５】（Ａ）は、プリウェーハ反応層を有するＣＶＤ
チャンバの一部分の平面図であり、（Ｂ）は、プリウェ
ーハ反応層を有するＣＶＤチャンバの一部分の断面図で
ある。
チャンバの一部分の平面図であり、（Ｂ）は、プリウェ
ーハ反応層を有するＣＶＤチャンバの一部分の断面図で
ある。
【図６】本発明に従う集積ケイ化物堆積プロセスを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図７】（Ａ）は、プリウェーハ反応層を有するＣＶＤ
チャンバの一部分の平面図であり、（Ｂ）は、プリウェ
ーハ反応層を有するＣＶＤチャンバの一部分の断面図で
ある。
チャンバの一部分の平面図であり、（Ｂ）は、プリウェ
ーハ反応層を有するＣＶＤチャンバの一部分の断面図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェダプラム エス． アチュタラマン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サンタ クララ， ホームステッド ロー ド 3131， 17−ジェイ (72)発明者 ヨハンス エフ． エヌ． スウェンバー グ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス ガトス， シャディー ヴュー レ ーン 16443
Claims (23)
- 【請求項１】 基板に隣接するプリウェーハ反応層を形
成するステップと、 前記プリウェーハ反応層の上及び前記基板の上に堆積ガ
スを流し、前記プリウェーハ反応層及び前記基板上に前
記膜を堆積するステップと、を含む基板上に膜を形成す
る方法。 - 【請求項２】 前記プリウェーハ反応層がシリコンであ
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記シリコン層がアモルファスシリコン
である請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記シリコン層が多結晶シリコンである
請求項２に記載の方法。 - 【請求項５】 前記プリウェーハ反応層がケイ化チタン
である請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記膜がケイ化チタンである請求項１に
記載の方法。 - 【請求項７】 サセプタ上にプリウェーハ反応層を堆積
させて、プリ反応層に被覆されたサセプタを形成するス
テップと、 前記プリウェーハ反応層に被覆されたサセプタ上に基板
を配置するステップと、 堆積ガスを前記プリウェーハ反応層に被覆されたサセプ
タの上と前記基板の上に流すことにより、前記堆積ガス
が、前記プリウェーハ反応層に被覆されたサセプタと前
記基板とに反応して、前記基板と前記サセプタ上に膜を
形成するステップと、を含む基板上に膜を堆積させる方
法。 - 【請求項８】 前記プリウェーハ反応層が、シリコンを
含む請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 前記プリウェーハ反応層が多結晶シリコ
ンである請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記プリウェーハ反応層がアモルファ
スシリコンである請求項７に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記プリウェーハ反応層がケイ化チタ
ンである請求項７に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記プリウェーハ反応層と前記膜が、
同じ材料である請求項７に記載の方法。 - 【請求項１３】 ａ）シリコン層をサセプタ及び予熱リ
ング上へ堆積させてシリコンに被覆されたサセプタとシ
リコンに被覆された予熱リングを形成するステップと、 ｂ）シリコン含有面と絶縁面とを有するウェーハを前記
シリコンに被覆されたサセプタ上に配置するステップ
と、 ｃ）チタン含有堆積ガスを、前記シリコンに被覆された
予熱リング、前記シリコンに被覆されたサセプタ、及び
前記ウェーハの上に流し、前記チタン含有堆積ガスを、
前記シリコンに被覆された予熱リングと、前記シリコン
に被覆されたサセプタと、前記ウェーハの前記シリコン
に被覆された面とに反応させて、ケイ化チタンを、前記
ウェーハ、前記予熱リング、及び前記サセプタ上へ選択
的に形成するステップと、を含むウェーハ上にケイ化チ
タン層を選択的に堆積させる方法。 - 【請求項１４】 前記シリコン層を堆積する前に前記サ
セプタを洗浄するステップを更に含む請求項１３に記載
の方法。 - 【請求項１５】 ステップｂ）及びｃ）を複数回繰り返
すステップと、 ステップｂ）及びｃ）を複数回繰り返した後に、前記ケ
イ化チタンを前記サセプタ及び前記予熱リングから取り
除くステップと、を更に含む請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記シリコン層が多結晶シリコンであ
る請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記堆積ガスが四塩化チタン（ＴｉＣ
ｌ4）である請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１８】 チャンバ内のサセプタ上に基板を配置
するステップと、 シリコン膜を前記サセプタ及び前記基板の上に堆積させ
て、シリコンに被覆されたサセプタ及び基板を形成する
ステップと、 前記ケイ化物堆積ガスが前記シリコンに被覆された基板
に到達する前に前記シリコンに被覆されたサセプタの上
を流れるような方法で、ケイ化物堆積ガスを前記チャン
バ内に流すステップと、 前記シリコンに被覆されたサセプタ上と、前記シリコン
に被覆された基板上とにケイ化物を形成させるステップ
と、を含む基板上にシリコン／ケイ化物の膜を形成する
方法。 - 【請求項１９】 前記サセプタ上に第２のウェーハを配
置するステップと、 第２のシリコン膜を前記サセプタ上の前記ケイ化物層の
上と、前記第２のウェーハ上とに堆積するステップと、 前記第２のシリコン膜上に第２のケイ化物膜を堆積する
ステップと、を更に含む請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記ケイ化物膜がケイ化チタンである
請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２１】 反応チャンバ内に設置されて、基板配
置領域を有する基板ホルダと、 前記基板配置領域に隣接した、堆積ガス入口と前記基板
配置領域との間に位置決めされたプリウェーハ反応層
と、を備える基板上に膜を堆積させる装置。 - 【請求項２２】 前記プリウェーハ反応層が、前記基板
ホルダを取囲む予熱リング上に形成され且つ前記基板ホ
ルダ上に形成されている請求項２１に記載の装置。 - 【請求項２３】 前記プリウェーハ反応層が、ウェーハ
のエッジ効果を減少させて、前記基板配置領域上に配置
された基板にわたる実質的に均一な速度で均一な堆積を
生じさせるのに十分なサイズと厚さとを有する請求項２
１に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/855247 | 1997-05-13 | ||
| US08/855,247 US6022587A (en) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | Method and apparatus for improving film deposition uniformity on a substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1187270A true JPH1187270A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=25320744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10169123A Pending JPH1187270A (ja) | 1997-05-13 | 1998-05-13 | 基板上の膜堆積均一性を改善する方法及び装置 |
Country Status (2)
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|---|---|
| US (2) | US6022587A (ja) |
| JP (1) | JPH1187270A (ja) |
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-
1998
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-
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