TW258821B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 S5S821 at B7 五、發明説明（1 ) [產桊上之利用領域] 本發明係有鼷一種利用化學氣相成長法，在基板上形成 例如餽、鋦、氮化鈦、钛等之薄膜形成方法。 [習用技術之說明] 近年，随著半導體之髙集成化，其製造方法也不醑在變化 。特別是配線用_，例如AI_之形成，迄今為止係由喷澹 法所達成。然而，為了利用啧濺法在微孔部份形成具有良 好性階狀可達範圃之膜，在深寬比（相對孔徑之孔深的比） 超過1之階段時，畲非常的困雞。當將利用嗔«法形成之 膜配線加工時，易於產生孔部份之配線斷線的情形，Μ致 難以使半導體裝置保持其射用性。 目前，作為微孔之掩埋技術，為人所注目的是利用化學 氣相成長法（CVD)法之鎢（W)的薄膜形成方法。根據此一薄 膜成方法，即使是有集成度16 negaM上之装置製造時所形 成之深寬比為2K上的孔，也能形成具有良好之階差被覆性 的薄膜。所帶來的結果是，大輻提高16i«egaM上之裝置的 耐用性。 園3中所示的是，鵠膜形成用之習用化學氣相成長裝置 (CVD裝置）。根據此一裝置，藉由真空幫浦（圈未示）*反 應室1内之氣氛條經排出而形成減壓狀態。反應室1内所設 置之基板支持台2上，配置有基板3。該基板3係由固定具6 固定於基板支持台2上。基板支持台2係經由氣密性安裝於 反應室1之容器壁部的石英窗4接受來自加熱燈具5之光照 射，而藉此被加熱。基板3係藉由從基板支持台2所傅導之熱 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 装 訂 線 I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 ^58821 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 、紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明（2 ) 而被加熱。有闥加热之控制，基板技持台2之溫度係由熱 電偶7所测定，基信號係回饋至燈具控制部（_未示）°又 ，固定具6的内部及支技固定具6之支技部8的內部，形成 有通路10。在通路10内流通冷卻媒體9，Μ使薄膜倕量少 附著在固定具6上。固定具6係保持於不至於因冷卻媒體而 附著W膜之程度的溫度。 另一方面，從與基板3相對方向配置之氣«供給部11’ 反應氣體係被導入反應室内部。薄由（CVD)反應，在基板3 之表面形成所基望之_。未反應之氣體及副生之氣髑’係 由排氣用配管12所排出。 利用CVD法將多數個基板作膜形成處理時，可採用逐片 式處理及分批式處理法。逐片式處理法，係在反應室內一 片接一片連續作膜形成之處理的方法。另，分批式處理法 ，係在一個反應室内將多數届基板同時作膜形成處理之方 法。不論是那一種處琿法7每次之處理條件，例如氣體流量 、懕力、溫度等，係常保一定。一段之鞠成膜條件，作為 氣體流量，112係設定於300〜lOOOsccm，1^6係設定於50〜 200sccb，又，壓力係設定於30〜lOOTorr，基板溫度係設 定於400〜500Ϊ：。然而，依膜用途之不同，膜形成條件也 有所不同。例如，如為孔擁埋用膜時，係使h2/wf6之流量 比小，使基板溫度為4001C程度之低溫。又’如為配線用 膜時，為了降低膜應力，反而係使H2 /WFS之流量比增大* 使基板溫度儘可能為高溫。又’另一方面，通常在膜形成 前，有必要實施供形成核之前置步驟。作為此一核形成步 ---------t------、玎------^ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 58821 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 驟之條件，一般而言，有釅氣體流量，1^6係設定於5〜10 紅cm，SilU係設定於1〜4:Sccm，又，壓力係設定於〇.1〜5 Torr，基板溫度係設定於400〜5001C 〇 [發明之解決課題] 基板之處理方式，不論是逐片式或分批式，係重複地進 行膜形成處理。在重複實施膜形成處理時，随著處理次數 之增加*由膜形成處理所形成之薄膜的膜霣阻值分佈會逐 渐惡化*是為其問題。圈4所示的是，以習用逐片式CVD装 置連續進行嫫形成處理時，相對處理片數（數埋次數）之成 膜分佈（將面内膜電阻值之均勻性，Μ [檷準傾差/平均值 ]Χ100表示）。 膜電阻值之平均值的上昇及膜電阻值分佈的惡化，係導 因於基板外周部之膜電阻值的上昇。基板外周部上膜«阻 值之上昇，係意味著核部份之膜厚，較基板其他部份上之 膜原為薄。基板外周部附近之i{形成速度，較其他之基板 部份的縝形成速度為低，是為其原因。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 本發明人等發現，此種基板外周部之膜形成速度的降低 ，係由附著於固定具之W膜（_3中之符號13所示）所影響。 更詳言之，本發明人等發現，附著於固定具6之W膜的附著 面積擴大，Μ及附著膜之膜厚增加，會造欣:成膜分佈之惡化 以固定具6接近基板3，在成為接近基板溫度之溫度的部 份上，W膜開始附著。由最初之V膜附著開始，附著匾域係 随著基板處理片數（處理次數）之增加而擴大。如圃4所示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 6 258821 a7 B7 五、發明説明（4) ，根據標準之膜形成條件下的逐片式之膜形成實驗，至處 理數畺達50片程度為止，膜形成分佈係在2〜33；之範圃内 。然而，即使在2〜3¾之範圃内，隨著處理片數之增加， 成膜分佈也逐漸上昇。在處理50片時之對於固定具的y膜 之附著區域，係從固定具之内緣朝外周在半徑方向15mm 之程度。當處理片數達100片時•附著區域係由其内緣之 基板附近朝外周在半徑方向30βιπ之程度。 半随著處理片數之增加，附著之W膜的區域，會在朝固 定具上之外周的半徑方向擴展，膜厚也會增加。附著區域 掮大，即表示成膜分佈劣化。然而，與基板溫度之溫度差 大的固定具之部份，不會產生膜形成反應，因此，自然固 定具上之附著範圍會受到限制。是Μ，成膜分佈伴嫌著基 板處理片數之增加而劣化的另一個原因是，附著膜之膜厚 增加。若固定具上所附著之W膜的膜厚增加的話，凹凸會 度得激烈，表面積也會增大。簡直可說是，膜厚增加，即 是意味著附著膜之表面積擴大。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5中所示的是，膜形成處理間導入大氣後，由膜形成 處理所形成之薄膜的成膜分佈獲得改善之事實。在基板之 累積處理片數約600片Μ上時，將每批50片之基板連續成 膜時，在期間之第25片基板與第26Η之基板之各膜形成處 理之間，係將大氣M40Torr、5分鐘之條件専入反應室中 。其結果是，成膜分佈會由4. 5¾回復到1.5¾。此一分佈回 復的結果係由本發明人等實驗所發現。圖5所示的结果， 係藉由導入大氣，使附著於固定具之W膜的活性表面氧化 ，亦即，仗其活性表面惰性態化的结果。藉由活性表面之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐）q 25S821 A7 B7 五、發明説明（5 ) 情性態化，活性表面上之膜形成反應會受到抑制。 附著於固定具之W臏的活性之表面，係將固定具附近之 基板上的膜形成速度降低，因此，會使基板上之成膜 分 佈惡化。有闞其原因，據信*係導因於反應副性成物蝤加 之抑制膜形成反應，或是固定具附近之基板上的反應氣體 ，特別是WF6氣體之消耗所造成的氣體供給不足等等。附 著膜區域之掮大及附著_膜原之增加所造成的附著臌表面 積的擴大，會促進附著_上之膜形成反應。此一附著_上 之反應促進，據信舍造成固定具附近之基板上的反應副生 成物之增加，或是反應氣«供給不足之現象。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 迄今為止，有闞膜形成處理中對於附著於固定具之 的處置，係採用將附膜除去之方法。作為除S方法，包括美 國專第5158644號中所記載之在膜形成處理後，產生霣漿 之RIE清潔法，或是日本特開平5-226270號中所記載之利 用強反應性氣臞的化學腐蝕法。然而，根據RIE淸潔法，處 理時間整體舍變得非常之長，且單位時間之基板處理量也 會降低。如此|會造成生產量無法提昇的問賵。又•根據 化學腐蝕法，用Μ處理腐蝕性氣體或副生成氣體之廢氣處 理設備，需要龐大之投資，是為其問鼴。 另一方面，業者也曾考慮不使用固定具，然而，若不將 基板颳於定位，因基板之撓曲，會造成與基板支持台間之 間隙，Μ致热傅導不夠充份。如此，會產生基板内之溫度 不均勻而専致成膜分佈劣化之間囲。是Κ，不使用固定具 實際上為不可能的。又，當基板最外周部處，與W_之密 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " 一 〇 一 258821 at B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（6 ) 1 1 接 性 不 佳 的 氧 化 膜 (s i02)露 出 時 9 附 著 於 最 外 周 部 之 W膜 1 1 會 造 成 剝 落 〇 因 該W膜之剝落 •會造成在半導體生產中產 1 1 率 降 低 的 最 大 原 因 一 灰 塵 粒 子 0 請 1 先 1 附 著 於 固 定 具 等 之 膜 其 成 膜 分 佈 劣 化 之 問 題 並 不 僅 閲 讀 1 限 於 鎢 之 成 膜 利 用 化 學 氣 相 成 長 法 之 氮 化 鈦 钛 矽 化 背 面 1 1 鎢 紗 化 鈦 及 銅 成 膜 中 亦 會 發 生 〇 注 意 事 1 1 本 發 明 之 g 的 係 在 提 供 一 種 高 生 產 力 可 獾 得 良 好 之 成 項 再 填 1 1 r 膜 分 佈 及 膜 電 阻 再 現 性 之 薄 膜 形 成 方 法 0 鳥 本 頁 1 [課題之解決手段] 1 I 本 發 明 之 薄 膜 形 成 方 法 其 特 微 係 在 重 複 實 腌 下 列 步 1 1 驟 將 一 片 或 兩 片 Μ 上 之 基 板 搬 入 反 應 室 將 反 應 氣 體 導 1 1 入 反 應 室 内 Μ 化 學 氣 相 成 長 法 在 基 板 上 進 行 膜 形 成 處 理 訂 I » 並 將 膜 形 成 處 理 畢 之 基 板 由 反 應 室 搬 出 之 基 板 處 理 1 1 1 又 在 基 板 處 理 之 間 另 將 惰 性 態 化 氣 體 導 入 反 應 室 Μ 1 1 使 堆 積 於 基 板 之 周 邊 零 件 的 薄 膜 之 表 面 惰 性 態 化 〇 此 處 9 1 1 厂 使 薄 膜 之 表 面 惰 性 態 化 (或薄膜表面之惰性態化）」 係 .it 指 將 堆 積 於 周 邊 零 件 之 薄 膜 的 活 性 狀 態 之 清 淨 (或純粹）表 1 1 I 面 〇 形 成 失 去 活 性 狀 態 〇 如 下 所 述 作 為 失 去 活 性 狀 態 之 1 1 形 成 方 法 包 括 在 薄 膜 之 活 性 表 面 氧 化 之 方 法 〇 根 據 此 等 1 1 方 法 可 消 附 薄 膜 之 清 淨 表 面 使 得 薄 膜 表 面 成 為 失 去 活 1 I 性 狀 態 0 藉 由 該 薄 膜 表 面 之 失 去 活 性 化 可 抑 制 薄 膜 表 面 1 1 1 上 之 膜 形 成 反 應 〇 是 Μ 薄 膜 表 面 之 惰 性 態 化 可 防 止 薄 I 1 膜 變 厚 〇 又 作 為 基 板 之 周 邊 零 件 例 如 包 括 用 Μ 固 定 1 1 基 板 之 固 定 具 在 基 板 之 緣 部 附 近 之 用 Μ 將 氣 體 由 基 板 下 1 1 方 引 導 至 上 方 之 引 導 件 〇 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）9 經濟部中央梯準局員工消費合作杜印製 258821 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 導入惰性態化氣黼之時機，最好是在基板處理後，每次 均實施。或是在成膜分佈達3!K前，將惰性態化氣艚導入。 瑄是因為，成膜分佈在下·由半等«装置之品質的観 點而言，係可容許之上限。通常，以逐片式作基板處理時 ’由圈5所示之實驗结果可知，最好在經處理之基板到達5 片Μ前，將惰性態化氣體導入。 惰性態化氣體，最好是吸附於薄膜表面之吸附性氣«。作 為吸附性氣體，較佳的是惰性氣《與0.1〜ι〇χνη3 (氨）之 混合氣體，或是惰性氣鱧與0.1〜10XSiH2Cl2 (二氣甲矽烷 )之混合氣體。又，作為惰性氣«，係可使用Ar、He、Xe 、Kr*中之任何一種。 又，惰性態化氣體，較好的是將薄膜之表面以氧化之氧 化麵的氣體。作為氣化性氣《，較佳的是將惰性氣體與大 氣、氧、NO、N02中之任何一者混合成之混合氣體。 上述各方法中，代替惰性氣體，也可使用N2。 惰性態化氣體之®力，宜為0.1〜數百To rr之範圓内。 又，於上述方法中，在導人惰性態心氣體時，最好同時使 反懕室内產生放轚。 與本發明有闢之薄膜形成裝置，係用Μ實施上述各薄膜 形成方法之CVD裝置。此一 CVD裝置最好備有：一在基板處 理時保持於減壓吠態之反應室* 一設置於內反應室内之基 板支持台，一以氣密方式安裝於形成反應室的容器之石英 窗，一透逢石英窗將热供給於基板支持台之加热器，一供 給反應氣體之氣體供給部，Μ及一將未反應氣體及生成氣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -絮· *1Τ 10 - [58821 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 1 1 體 排 出 之 排 氣 部 > 此 外 • 又 備 有 一 將 惰 性 態 化 氣 體 導 入 反 1 1 應 室 内 之 氣 體 導 入 部 ， 此 惰 性 態 化 氣 體 係 將 基 板 支 持 台 1 I 上 之 基 板 的 周 邊 零 件 上 所 堆 積 之 薄 膜 的 表 面 惰 性 態 化 〇 由 請 1 先 1 氣 體 導 入 部 所 導 入 之 惰 性 態 化 氣 體 如 前 所 述 可 使 用 各 閲 讀 1 種 氣 體 在 惰 性 態 化 氣 體 為 混 合 氣 體 時 設 有 將 各 氣 體 混 背 Sj 1 I 之 I 合 用 之 機 構 〇 又 由 惰 性 態 化 氣 體 之 氣 體 導 入 部 將 惰 性 態 注 意 -ώΓ 1 I 化 氣 體 導 入 之 時 期 係 將 薄 膜 之 活 性 表 面 惰 性 態 化 之 最 適 Ψ 項 再 1 I 當 時 機 因 應 巨 標 之 成 膜 分 佈 可 適 當 地 設 定 〇 各 基 板 處 窝 本 1 r 理 之 間 導 入 時 最 符 吾 入 所 期 望 〇 又 在 由 氣 體 導 入 部 將 頁 1 1 惰 性 態 化 氣 體 導 入 時 其 導 入 動 作 亦 即 閥 之 開 閉 動 作 係 1 | 由 控 制 櫬 構 所 控 制 〇 又 在 惰 性 態 化 氣 體 為 混 合 氣 9§ 時 9 1 1 I 混 合 氣 體 之 比 例 及 混 合 氣 體 之 導 入 壓 力 等 最 好 如 前 所 1 訂 述 般 之 設 定 又 此 一 設 定 也 是 由 控 制 機 構 所 實 行 〇 1 I [作用] 1 1 根 據 本 發 明 係 重 複 CVD裝置之反應室中 搬入- -或 1 1 二 個 以 上 的 基 板 Μ 固 定 具 固 定 於 基 板 支 持 台 將 反 應 氣 體 1 線 導 入 反 應 室 内 並 利 用 化 學 氣 相 成 長 法 在 基 板 上 形 成 薄 膜 1 I 9 例 如 形 成 鎢 ⑴膜 並將經形成膜之基板搬出的基板處 1 1 理 步 驟 之 薄 膜 形 成 方 法 在 各 基 板 處 理 步 驟 之 間 安 排 對 1 1 於 基 板 固 定 具 等 之 周 邊 零 件 例 如 固 定 具 之 表 面 所 堆 積 的 1 I W膜表面 Μ吸附或氧化予Μ惰性態化之步驟 >於將W膜惰 1 I 性 態 化 的 步 驟 中 所 導 入 之 惰 性 態 化 氣 體 最 好 是 含 有 易 於 1 1 吸 附 之 氣 體 或 作 為 氧 化 劑 而 作 用 之 氣 體 的 混 合 氣 體 0 藉 著 1 | 導 入 此 種 混 合 氣 體 吸 附 氣 體 (氧化性氣體）與W膜之間 1 I 會 產 生 Μ 下 之 現 象 0 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 25S821 五、發明説明（9 ) 例如，將惰性氣體與0.1〜10XNH3或0.1〜10!SSiH2Cl2* 組成之混合氣體導入時，NH,或Si H2 Cl 2舍吸附於附著在基 板固定具上之W膜上。在進行其次之基板處理時，對於基板 固定具之《_的堆稹，與習用者相較，係顯著地獲得抑制 。其理由係如下所述。 例如，Μ使用“及¥卩6作為原料之化學氣相成長法而形 成W膜之臢形成反應過程中，為人知的是’反應之逋率決 定IS程係Η2之吸附•解離過程。（文獻：J. Electrochen. Soc· : SOLID-STATE SCIENCE AHD TECHNOLOGY 1534〜 1543頁，Kinetics of Tungsten Deposition by the Reaction of WF。and Hydrogen)。特別是真空中所形成 Ο 之新鲜的W膜，其表面淸淨，非常富有活性。因此，飛來 之反應氣體分子、分子及wf6分子之吸附，蓬勃地進行 。其结果是，W膜之堆稹獲得促進。然而，當》<%:或 SiH2Cl2導入時，由於其係非常易於吸附之氣體，因此會 容易地吸附於堆積在固定具之W_的活性活表面。因該活 性表面上之吸附，使其次之基板處理中附著於固定具上之 W膜上吸附H,或情形可被防止。如此，可抑制固定具 〇 上因膜形成反應所造成之副生成物的產生，以及固定具上 因膜形成反應所造成之反應氣體的消耗。 在基板上形成臢（基板處理）後，_著將NH2或SiH2Cl2« 入，其次之基板處理中在固定具上之W膜的附著量*與習 用者相較會大橱減少。然而，若實際上進行數次之基板處 理時，基板上所附著之W膜上會進一步開始附著W_ ° NH? 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ _ (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 五、 發明説明 (1 0) 1 1 分 子 或 Si Η -C 1 2分子即使吸附於W膜 之 清 淨 表 面 ，也 無 法使 1 1 W膜之濟淨表面完全消失 3因此 •最好在進行基板處理後 1 1 9 將 NH 3氣體或S i Η 2c 12 氣 體 導 入 反 應 室 内 〇 如 此* 即 使進 請 1 先 1 行 其 次 之 基 板 處理 的 膜 形 成 處 理 也 可 抑 制 固 定具 上 之W 閲 請 1 背 1 膜 的 附 著 〇 基 板處 理 後 雜 著 每 次 之 吸 附 氣 體 的導 入 ，成 面 之 1 注 1 膜 分 佈 係 在 3ΧΚ下 可 維 持 大 致 一 定 之 成 膜 分 佈° 或 是， 意 事 1 項 I 也 可 在 成 膜 分 佈達 3*之 前 將 惰 性 戆 化 氣 Η 導 入0 於 逐片 再 Jti. | 式 基 板 處 理 時 ，可 在 經 處 理 之 基 板 達 5片以前 導入惟性 寫 本 頁 r 1 m 化 氣 體 〇 1 I 又 若 使 用 含有 對 於 W膜作為氧化劑作用之氣《的混合 1 1 1 氣 « 時 附 著 於固 定 具 之 W膜 其表面會氧化 >藉由W膜之 1 1 訂 氧 化 活 性 表 面會 失 去 活 性 〇 固 定 具 上 之 W臢的膜形成反 1 應 也 會 受 到 抑 制， 而 且 成 膜 分 佈 受 附 著 於 固 定具 上 之W 1 1 膜 的 影 響 而 惡 化之 情 事 不 會 發 生 〇 當 氧 化 充 份 地進 行 ，在 1 I 其 次 之 基 板 的 膜形 成 處 理 之 階 段 固 定 具 上 之 W膜的淸淨 1 1 表 面 會 完 全 消 失0 1 然 而 即 使 是此 一 場 合 若 進 行 數 次 之 基 板 處理 固定 1 1 具 上 所 附 著 之 tf膜上會開始附著W m 〇 實 際 上 固定 具 上所 1 | 附 著 之 V_ 無法完全氧化 3是Μ 最好在膜形成處理後 1 I $ 將 含 有 作 為 氧化 劑 作 用 之 氣 Η 的 混 合 氣 體 導入 反 應室 1 1 内 〇 或 是 可 在成 _ 分 佈 到 逹 3!Κ之 Λ,*. 刖 ，導入惰 性 態化 氣 體。 1 1 在 作 逐 片 式 基 板處 理 時 可 在 處 理 之 基 板 到 達 5片之前， 1 1 導 入 惰 性 態 化 氣钃 〇 1 I 利 用 化 學 氣 相成 長 法 之 薄 膜 形 成 9 例 如 在 氮 化钛 呔、 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X2S»7公釐） 經濟部中央樣準局貝工消费合作杜印製 258821 ：7? 五、發明説明（U) 砂化梅、矽化钕、賙膜之埸合，利用吸附作用（或氧化作 用）之_表面的檐性態化，同樣亦可應用。埴是因為· CVD 反應中’反應氣钃之吸附邊程與膜形成反應有深厚之闞係 所致。如上述例之MH2及WF6形成W麟般，當反廯速率決定 Λ程為氣牖之吸附邊程時，尤其能帶來願著之效果。為了 薄由吸附作用或氧化作用抑制固定具上之膜形成反應，係 使用對於別之薄膜具有吸附作用之氣艚或具有氧化作用之 氣體。 [實豳例] Μ下，茲將本發明之資豳例佐Μ附_進行說明。 1中所示的是，資豳本發明之CVD裝置。於_1中，輿 _3所說明之構件相同之構件·係禰示相同之符號。_1中 ，1係反應室，此一反應室1供有包括真空幫浦之排氣装置 21，利用此一排氣装置21排氣，使反應室1内減β。基板3 係S置於基板支持台2上，例如，鞴由利用環形之固定具6 由上方壓接於其緣部，而固定於基板支持台2上。又，本 發明係輿方法有闥之發明，因此，以下僅例示說明實施本 案方法之最小必要限度的CVD装置之構成構件。其詳细構 造係記戰於美國發明申請第08/077· 687醵（申睛日：1993 年 6月 16日，發明之名稱"INTEGRATED MODULE MULTICHAMBER CVD PROCESSING SYSTEM")»^ ° 石英窗4係M氣密方式設置於容器壁部。背後備有反射 板22之燈具5，係配置於反應室1外側之石英窗4的後方。 來自燈具5之照射光•係适遢石英窗4將基板技持台2加热 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 14 258821 A7 B7 五、發明説明（1 2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。基板3藉由來自基板支持台2之热傅導加熱。基板支持台 2之溫度，係由热霣偁7所測定，熱霣偶7之测定信號係回 鯛至燈具控制部（圓未示）。藉由利用燈具控制部之加热控 制，基板支持台2之潘度係被維持於預先設定溫度。 將反應氣體供給至反應室1内之氣體供給部11，係與基 板3對向地配置。由氣體供給部11供給之反應氣«,在本實 施例中*含有在基板3之表面上例如形成W_用之原料氣體 ，以及通氣體。作為原料氣體，傜採用VF6，作為邐原氣 體，係採用H2、Si%。因應基板3上所形成之膜的種類， 反應氣《之成份有所不同。在將W膜堆稹於基板3上之膜形 成處理中所產生之未反應氣鼸或副生成氣臞，係經由排氣 用通路12排出。供給反應氣體之步驟以及將未反應氣«等 排氣之步驟，係包含於膜形成處理中。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 固定具6及其支持部8之内部•形成有供水等冷卻媒體9 流》之通路10，此一通路10中流通有冷卻媒體。根據此一 構成，當固定具6之表面上有Wii之堆稹時，其_形成範園 係限制於接近基板之區域。以限制固定具6上之膜形成範 圃為目的，固定具之溫度係由冷卻媒髓保持於一於之溫度 。在W_之形成中，冷卻媒體之溫度係50〜8510。 上述CVD裝置係採逐片式。一片之基板係被搬入反應室 1内接受膜形成處理。經_形成處理之基板3’係由反應室 1嫌出。栢對一基板，重複實施包括搬入步骤、膜形成處 理步驟及搬出步驟之基板處理。分批式之CVD裝置中’相 對多數僩基板，係重複實腌基板處理。 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 258821 A7 B7 五、發明説明（13) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外•又設有將混合氣《導入反應室1之氣《供給系23 。氣«供給系23具有用Μ供給第一氣體之流量調節器24及 Μ25，以及用Μ供給第二氣臞之流量調節器26及閥27。在 兩種氣«混合後，其係通過閥28導入反應室1中。作為第 一氣《 *係使用惰性氣體或Ν2。惰性氣體可使用Ar、He、 Xe、ICr中之任一種。作為第二氣《，係使用易於吸附於形 成之膜的氣《(另一種定義方法是，相對該氣體，膜係作 為吸附蘭發揮作用），或是對於形成之膜作為氧化劑發揮 作用之氣體。作為對於V膜易於吸附之氣體，包括（1113氣《 或SiH2Cl2氣»。》<{13氣«或SiH2Cl2氣髑，相對第一氣體 I係Μ禰準狀態之«積比率0.1〜10X之比例混合。又•作 為相對鎢（W)發揮氣化請作用之氣髓，係使用大氣、氧、 NO、Ν02。於本實施例中* 一個實例係以潦量調節器24進 行流量調節*將Ar(鎮）氣體流入198scc·，Μ流量調節器 26進行流量調節，將HH流人2scc·，將全流量200sccb之 混合氣體等入反應室1內。混合氣臞係合有1XNH3之Αγ-ΝΗ3 混合氣體。又，混合氣髑之導入壓力，最好是由0.1 Το 〜數百Torr。 上述混合氣體之導入時機或混合比例，係藉控制閥25、 27、28之開閉動作而決定。 團2所示的是由本發明薄膜形成方法所形成之薄膜的成 膜分佈及面内膜電阻值。更詳言之，所示的是100片以上 的基板一片一片缠鑛形成Wg$時之成膜分佈及面内_霣阻 值之平均值的再現性。此處所稱之「成膜分佈」，係將面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 i '發明説明（14 ) 内輯霣阻值之均勻性，Μ [標準偏差/平均值]X 100表示 ° X，基板處堙中之膜形成處理，係由核形成步«及膜形 皸所組成。各條件係： 核形成步骤：VFs/Si[K=10/2sccB，1.5Torr Η = 1 OOOscc·，10秒 _形成步朦：WF6/H2=100/1000sccb， 40Torr 1 2 0 s e c u此等條件為基礎形成膜時，基板上會形成_厚約 〇*6/u 之w贓。又，基板理與其次之基板處理之間，每次均 $入上述之混合氣體。對於反應室導入混合氣體之條件， 係將Ar-UNIU之混合氣體，M 200scc·、20秒、6Torr之條 件導入。根據上述之薄膜形成方法，由_2可知，即使是 1〇〇片以上之基板處理，其成臢分佈係在2.4XM下，膜霣 阻值之再現性係在土 UX，大幅獲得改#。成膜分佈獲得 改善的理由是，基板外周部之成臟速度，並来直接降低。 如此，可帶來改菩饌«阻值之再現性的结果。又’本實施 例中之對於固定具6之W膜附著，傜由固定具内缘起算 5®a之程度。 作為另一實_例，在反應室內部導入混合氣黼等時’也 可同時簧施放霣。藉由放霣，可將混合氣讎之分子活性化’ 因此，可使附著膜表面更為惰性態化。為了康生放霣，只 要在反應室内設置«極，並在該霣極上接通rf霣源即可。 此類手段對於業者而言係羼習知。 又，對本實腌例中，作為基板周鼷所K置之周邊零件’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注f項再填寫本頁)

A7 258821 B7 五、發明説明（15 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 係就將基板固定之固定具進行說明。然而，作為其他之周 邊零件，缠包括基板緣部附近所配置之氣體導入零件，基 板支持台之一部份等等。 [發明之效果] 如上所說明，根據本發明•藕著以基板處理將附著於固 定具等之薄膜的表面惰性態化，可抑制周邊零件上所附著 之薄膜上又附著薄膜。因此，成膜分佈不舍惡化，且即使 重禊綦板處理，也可獲得安定之成膜分佈，且可獲得膜電 阻之再現性。是Μ，生產性可顧著地獾得提高。 作為本發明薄膜形成方法之其他儍點，對於固定具之W 膜附著量與習用者相較可顯著減少，因此，固定具更換之 維持通期可延長為習用之兩倍以上。根據習用之薄膜形成 方法，係每1000Η即更換固定具，相對於此，本發明係每 2000片之處理才須更換。 [圈式之簡單說明] 圈1係與本發明有鼷之薄膜形成裝置的要部構造之斷面 構成園。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 圓2係顯示本發明薄縝形成方法之連鑛膜形成處理所» 得之成臢分佈（膜霣阻值及其分佈）的變化之_表。 圈3係習用薄膜形成裝置的要部構造之断面構成圓。 _ 4係顯示本發明薄膜形成方法之連鑛膜形成處理所獲 得之成膜分佈（膜霣阻值及其分佈）的變化之_表。 圏5係顯示本發明薄臢形成方法之連績鎮形成處理中， 在期間導入大氣，而成膜分佈恢復之例子的表。 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -1 〇 -

Claims (1)

1. 258821 六、申請專利範圍 8 8 8 8 ABCD 搬 板 基 之 : 上 在以 係兩 徴或 特片 其一 ’ 將 法：應 方驟反 成步入 形列導 膜下體 薄施氣 種實應 一 複反 1 重將 ίιι wml 理理 處處 成板 形基 膜之 行出 膜在 將 ’ 並又 室進 應板 反基 入在 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 法 長 成 相 氣 學 内成板基 —成 項 室形基於 1 形 Μ b 搬體 室氣 應化 反態 由性 ’ 情 板將 基另 之 , 畢間 完之 It ίζ 理理 處處 惰 面 表 之 膜 薄 的 件 零 邊 周 之 板 基 於 積 堆 使Μ 室。 應者 反化 入態 専性 第膜 圍 的 範 膜 利薄 專 之 請上 串板 如基 2 在 法 方 成 形 膜 薄13 達 佈 分 前 之 中 其 化 態 性 惰 入 導 氣體者。 3. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜形成方法，其中： *νβ Μ逐片式進行基板處理時，在經處理之基板到達五片之 前，導入惰性態化氣體者。 4. 如申請専利範圍第1項所述之薄膜形成方法，其中： 惰性態化氣體之導入，係在基板處理後每次均實施者。 5. 如申請專利範園第1項所述之薄膜形成方法，其中： 惰性態化氣體，係吸附於薄膜之表面的氣體者。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 6. 如申請專利範圍第5項所述之薄膜形成方法，其中： 吸附氣體係惰性氣體與0.1〜1〇%ΗΗ3氣體之混合氣體， 或是惰性氣體與0.1〜103!SiH2Cl2氣體之混合氣體者。 7. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜形成方法，其中： 惰性態氣體，係將薄膜之表面氧化的氣體者。 8. 如申請專利範圍第7項所述之薄膜形成方法，其中： 氧化性氣體包括惰性氣體與大氣、氧、NO、N02中之任 一者的混合的氣體者。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210X297公釐) 1 2 8 85 2 ABCD 六、申請專利範圍 法 方 成 形 膜 薄 之 述 所 項 8 第 或 項 6 第 圃 範 利 専 請 申 如 中 其 者 替 代 2 N Μ 體 氣 性 惰 該 第 範 利 專 請 * 如 力 壓 之 體 氣 化 態 性 惰 法 方 成 形 膜一 薄0. 之在 述制 所控 項係 百 數 中 其 圃 範 之 者 内 第 圃 範 利 專 請 甲 如 : 電 中效 其生 Ε , 產 法内 方室 成應 形反 膜使 薄又 之時 述同 所， 項時 L入 導 體 氣 化 態 性 惰 將 在 者 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 2