JP2002512307A - Ｃｖｄ室をパッシベーションする方法 - Google Patents
Ｃｖｄ室をパッシベーションする方法Info
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Abstract
(57)【要約】
プラズマ増速Ｔｉ−ＣＶＤ膜を蒸着するのに用いられる処理室を、湿式清浄化（１０）又はその場での化学的清浄化（２０）後、又は順次蒸着工程（４０）を行う度び毎に、効果的に調整及びパッシベーションすることができる方法が記載されている。その方法は、例えば、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法のようなＣＶＤ法が、最小限の時間で且つ最小限の数の調整用ウエーハを用いて、抵抗率、均一性、及び蒸着速度のような膜特性を回復することができるようにしている。この方法は、連続的操作中、装置の安定性を維持する。このことは、室のその場での清浄化を行うまでの間に数千のウエーハの処理を可能にしている。室清浄化直後で、ウエーハにＴｉ−ＣＶＤ法を行う前に、その方法は、反応性ガスを用いたプラズマを形成して反応器部品を加熱し（１６、３４）、次に被覆材料含有反応物を添加して反応器部品上に被覆材料を蒸着し（１８）、次に酸化性又は還元性ガスを室中へ導入して反応器部分上の被覆を安定化し（２０）、次にウエーハ被覆工程を再開する（４０）ことを含む。ウエーハのＴｉ−ＣＶＤで連続的操作（４０）を行う間、その方法は、必要に応じ、ＡｒとＨ２ガスとの混合物を導入してプラズマを形成し、反応器部品を加熱し（４３）、次にＴｉＣｌ４を導入してそれを化学的に還元し（４４）、加熱された反応器部品上にＴを蒸着し（４５）、次に酸化性又は還元性ガスを室中へ、Ｔｉ膜を安定化するのに必要な時間導入する（５０）ことを含む。好ましくは、Ｎ２及びＮＨ３を導入し、ウエーハのパッシベーションと反応器安定化を同時に行う。反応器だけの安定化及び或る場合にはウエーハの安定化は、ＮＨ３、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、又は他のガスを使用してもよい。
Description
【０００１】 本発明は、チタン被覆を、特にプラズマ増速化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）法により
適用することにより半導体基体を処理することに関する。本発明は、特にそのよ
うな処理で用いられるＣＶＤ反応器の清浄化及び安定化に関し、そのような清浄
化後のそのような反応器のパッシベーション(passivating)及び調整、及び半導
体基体のＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理のために反応器を続いて使用する間反応器を安定
な状態に維持することに関する。 （背景技術）
適用することにより半導体基体を処理することに関する。本発明は、特にそのよ
うな処理で用いられるＣＶＤ反応器の清浄化及び安定化に関し、そのような清浄
化後のそのような反応器のパッシベーション(passivating)及び調整、及び半導
体基体のＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理のために反応器を続いて使用する間反応器を安定
な状態に維持することに関する。 （背景技術）
【０００２】 化学蒸着（ＣＶＤ）、特にプラズマ増速化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）は、半導体製
造でチタン（Ｔｉ）又はチタン含有膜を基体上に適用するのに益々使用されるよ
うになってきている方法である。そのようなＴｉ−ＰＥＣＶＤ法の一つは、少な
くとも理論的には、半導体ウエーハ上に種々の形態、特に大きな縦横比を持つ形
態の接点上にチタンを蒸着するのに利用することができる。本発明で到達する過
程で接点レベル冶金を研究している時に、本出願人は、そのような方法による製
造への応用は、処理の均一性、処理の反復可能性、及び処理の安定性の問題が含
まれており、それらが基本的膜の性質及び蒸着特性と同様に重要であることを確
認した。
造でチタン（Ｔｉ）又はチタン含有膜を基体上に適用するのに益々使用されるよ
うになってきている方法である。そのようなＴｉ−ＰＥＣＶＤ法の一つは、少な
くとも理論的には、半導体ウエーハ上に種々の形態、特に大きな縦横比を持つ形
態の接点上にチタンを蒸着するのに利用することができる。本発明で到達する過
程で接点レベル冶金を研究している時に、本出願人は、そのような方法による製
造への応用は、処理の均一性、処理の反復可能性、及び処理の安定性の問題が含
まれており、それらが基本的膜の性質及び蒸着特性と同様に重要であることを確
認した。
【０００３】 そのような問題の一つは、ＣＶＤを行なった反応器の室を清浄化する方法であ
る。そのような反応器は、蓄積した反応物、反応生成物、及び反応副生成物を反
応器表面から除去するように処理しなければならない。Ｔｉ−ＣＶＤのために反
応器を使用している間、それらの表面上に集まった材料は、屡々剥離及び室中の
汚染の原因になり、処理されるウエーハの表面を汚染する多数の粒子を与え、ウ
エーハ上の臨界的工程反応を妨害する結果になる。また、反応器表面上にこの材
料が蓄積すると、工程パラメーターに長期間の変動を起こし、不安定又は不測の
工程性能及び悪化した処理結果を与えることになることがある。更に、Ｔｉ−Ｃ
ＶＤに利用できる多くのＣＶＤ反応器には、ニッケル合金サセプタが配備されて
おり、その上にウエーハを支持して処理する。珪素ウエーハは、サセプタの清浄
化後、ニッケル合金サセプタに付着する大きな傾向を有する。
る。そのような反応器は、蓄積した反応物、反応生成物、及び反応副生成物を反
応器表面から除去するように処理しなければならない。Ｔｉ−ＣＶＤのために反
応器を使用している間、それらの表面上に集まった材料は、屡々剥離及び室中の
汚染の原因になり、処理されるウエーハの表面を汚染する多数の粒子を与え、ウ
エーハ上の臨界的工程反応を妨害する結果になる。また、反応器表面上にこの材
料が蓄積すると、工程パラメーターに長期間の変動を起こし、不安定又は不測の
工程性能及び悪化した処理結果を与えることになることがある。更に、Ｔｉ−Ｃ
ＶＤに利用できる多くのＣＶＤ反応器には、ニッケル合金サセプタが配備されて
おり、その上にウエーハを支持して処理する。珪素ウエーハは、サセプタの清浄
化後、ニッケル合金サセプタに付着する大きな傾向を有する。
【０００４】 Ｔｉ−ＰＥＣＶＤのために用いられるＣＶＤ反応器中の表面状態が、例えば、
蒸着中に蓄積した付着物を除去するために反応器を清浄化することにより、変化
すると、或る室調整方式後だけ安定化する蒸着過程に変動が起きる。本出願人の
経験では、そのような反応器状態の変化後、工程が安定化するまで、経過させな
ければならない或る長さの反応器作動時間、又は反応器中で処理しなければなら
ない或る数のウエーハが存在することが観察されている。本出願人は、この効果
は反応器表面の状態の変化によるものであり、一つには熱発散性、接着性、電気
伝導性、或は処理されるウエーハ上の結果に直接影響を与える他の性質を変動さ
せる表面上の膜付着によるものであると考えている。ウエーハを処理するために
反応器中へ導入する前に反応器を清浄化した後、或は他のそのような状態の変化
、特に製造環境中での変化の後に、反応器の初期調整に費やされる時間の長さを
最小にすることが望ましい。
蒸着中に蓄積した付着物を除去するために反応器を清浄化することにより、変化
すると、或る室調整方式後だけ安定化する蒸着過程に変動が起きる。本出願人の
経験では、そのような反応器状態の変化後、工程が安定化するまで、経過させな
ければならない或る長さの反応器作動時間、又は反応器中で処理しなければなら
ない或る数のウエーハが存在することが観察されている。本出願人は、この効果
は反応器表面の状態の変化によるものであり、一つには熱発散性、接着性、電気
伝導性、或は処理されるウエーハ上の結果に直接影響を与える他の性質を変動さ
せる表面上の膜付着によるものであると考えている。ウエーハを処理するために
反応器中へ導入する前に反応器を清浄化した後、或は他のそのような状態の変化
、特に製造環境中での変化の後に、反応器の初期調整に費やされる時間の長さを
最小にすることが望ましい。
【０００５】 蒸着室は、典型的には二つの方法のいずれかで清浄化される：１）その場での
清浄化、これにより反応器表面は、装置を空気中へ開放することなく、好ましく
は室のどの部分も冷却することなく、清浄化される；２）湿式清浄化、これは一
般に反応器部品を冷却し、系を開放し、水又は他の化学薬品で反応器部品を拭く
か又は擦り、それらから付着物を除去する。これらの方法の両方について、本出
願人は工程を再び元に回復させなければならず、即ち、室を再調整し、清浄化処
理が行われた後、基準性能を安定化しなければならないことを認めている。
清浄化、これにより反応器表面は、装置を空気中へ開放することなく、好ましく
は室のどの部分も冷却することなく、清浄化される；２）湿式清浄化、これは一
般に反応器部品を冷却し、系を開放し、水又は他の化学薬品で反応器部品を拭く
か又は擦り、それらから付着物を除去する。これらの方法の両方について、本出
願人は工程を再び元に回復させなければならず、即ち、室を再調整し、清浄化処
理が行われた後、基準性能を安定化しなければならないことを認めている。
【０００６】 Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法は、プラズマ環境中で行われる還元反応でＴｉＣｌ４及び
Ｈ２を用い、主反応生成物として金属Ｔｉを形成し、主反応副生成物としてＨＣ
ｌを形成する。この還元反応過程中、ＴｉＣｌｘ（ｘ＜４）のような他の副生成
物も形成されることがある。これらの生成物は、金属Ｔｉと共に、反応器表面上
に付着し、その程度は室の幾何学性及び反応室表面の温度分布に大きく関係して
いる。例えば、直接ＴｉＣｌ４に曝された場合の高温ニッケル合金表面のような
高温金属表面は、その上に金属塩化物を形成する傾向をもち、それは工程性能に
有害な影響を与える。例えば、本出願の譲受け人のフェニックス(PHOENIX)（商
標名）装置の場合、そのような望ましくない蒸着が起きる傾向を持つそのような
反応器表面は、基体支持サセプタの表面、処理ガス分散用シャワーヘッドの表面
、及びウエーハの平面及び下に近く位置する反応器壁上の限定された領域である
。蒸着した材料の組成は、それが蒸着される表面の温度及び種々の反応物質、反
応物、反応生成物、及びそのような表面での反応副生成物の濃度に関係している
。
Ｈ２を用い、主反応生成物として金属Ｔｉを形成し、主反応副生成物としてＨＣ
ｌを形成する。この還元反応過程中、ＴｉＣｌｘ（ｘ＜４）のような他の副生成
物も形成されることがある。これらの生成物は、金属Ｔｉと共に、反応器表面上
に付着し、その程度は室の幾何学性及び反応室表面の温度分布に大きく関係して
いる。例えば、直接ＴｉＣｌ４に曝された場合の高温ニッケル合金表面のような
高温金属表面は、その上に金属塩化物を形成する傾向をもち、それは工程性能に
有害な影響を与える。例えば、本出願の譲受け人のフェニックス(PHOENIX)（商
標名）装置の場合、そのような望ましくない蒸着が起きる傾向を持つそのような
反応器表面は、基体支持サセプタの表面、処理ガス分散用シャワーヘッドの表面
、及びウエーハの平面及び下に近く位置する反応器壁上の限定された領域である
。蒸着した材料の組成は、それが蒸着される表面の温度及び種々の反応物質、反
応物、反応生成物、及びそのような表面での反応副生成物の濃度に関係している
。
【０００７】 例えば、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法の連続的操作中、Ｔｉ含有膜が反応器の内部表面
上に蓄積する。これらの膜の組成は、温度の高い表面上のＴｉに富むものから、
反応器の低温表面上のＣｌに富むものまで変化する。これら膜は本質的に不安定
である。Ｔｉに富む膜は、室中に存在する残留水及び酸素に曝されて時間と共に
酸化する。この酸化は、従来法では極めて抑制できない過程であったので、望ま
しくないものと見做されていた。これらのＴｉに富む膜の酸化中、それらの物理
的性質は電気伝導性から電気絶縁性へ変化し、被覆工程を実施する間、室内のプ
ラズマ及び他の特性を不安定にするか、さもなければ変化させる結果を与えてい
た。一方、Ｃｌに富む膜は、比較的蒸気圧が高く、室中に調節できないＴｉＣｌ
ｘ（ｘ＜４）のバックグラウンドを与える結果になる。これらのＴｉＣｌｘ物質
は蒸着反応に関与し、不安定な工程特性をもたらす。
上に蓄積する。これらの膜の組成は、温度の高い表面上のＴｉに富むものから、
反応器の低温表面上のＣｌに富むものまで変化する。これら膜は本質的に不安定
である。Ｔｉに富む膜は、室中に存在する残留水及び酸素に曝されて時間と共に
酸化する。この酸化は、従来法では極めて抑制できない過程であったので、望ま
しくないものと見做されていた。これらのＴｉに富む膜の酸化中、それらの物理
的性質は電気伝導性から電気絶縁性へ変化し、被覆工程を実施する間、室内のプ
ラズマ及び他の特性を不安定にするか、さもなければ変化させる結果を与えてい
た。一方、Ｃｌに富む膜は、比較的蒸気圧が高く、室中に調節できないＴｉＣｌ
ｘ（ｘ＜４）のバックグラウンドを与える結果になる。これらのＴｉＣｌｘ物質
は蒸着反応に関与し、不安定な工程特性をもたらす。
【０００８】 チタン形成中に壁及び他の反応器表面上に付着する材料は、非常に吸湿性で潮
解性であり、残留水蒸気及びＯ２が存在する場合にはそれらと反応し、ＴｉＯ２
系膜を形成する。そのようなＴｉ膜のゲッター性はよく知られている。ＴｉＯ２
膜は化学的に安定で電気的非伝導性の性質を有する。内部部品上にチタンに富む
被覆を有する反応器を、清浄にするため開放しなければならない場合、これらの
反応が加速されて空気中に浮遊する反応副生成物及び熱を生じ、それらは抑制し
なければならない危険なものになる。
解性であり、残留水蒸気及びＯ２が存在する場合にはそれらと反応し、ＴｉＯ２
系膜を形成する。そのようなＴｉ膜のゲッター性はよく知られている。ＴｉＯ２
膜は化学的に安定で電気的非伝導性の性質を有する。内部部品上にチタンに富む
被覆を有する反応器を、清浄にするため開放しなければならない場合、これらの
反応が加速されて空気中に浮遊する反応副生成物及び熱を生じ、それらは抑制し
なければならない危険なものになる。
【０００９】 半導体ウエーハ上に蒸着されたチタン膜は、通常パッシベーション法が次に適
用され、その方法により窒化チタンのような安定な物質の不動態層がチタン膜の
表面上に蒸着される。Ｔｉ蒸着工程がＣＶＤの一つである場合、ＴｉＮ膜は、チ
タンとアンモニアとの反応により専用の反応器中で形成される。ウエーハをＴｉ
−ＣＶＤモジュールからＴｉＮ−ＣＶＤモジュールへ、連続的に処理するために
移動させる時に通過する移動モジュールに接続された、Ｔｉ−ＣＶＤ反応器及び
ＴｉＮ−ＣＶＤ反応器を有する多段反応器装置中でＴｉ膜とその上のＴｉＮ膜の
形成が行われている。
用され、その方法により窒化チタンのような安定な物質の不動態層がチタン膜の
表面上に蒸着される。Ｔｉ蒸着工程がＣＶＤの一つである場合、ＴｉＮ膜は、チ
タンとアンモニアとの反応により専用の反応器中で形成される。ウエーハをＴｉ
−ＣＶＤモジュールからＴｉＮ−ＣＶＤモジュールへ、連続的に処理するために
移動させる時に通過する移動モジュールに接続された、Ｔｉ−ＣＶＤ反応器及び
ＴｉＮ−ＣＶＤ反応器を有する多段反応器装置中でＴｉ膜とその上のＴｉＮ膜の
形成が行われている。
【００１０】 反応器を清浄化した後、反応器、特にチタンのＰＥＣＶＤを行うのに用いられ
る反応器を、一層効率的及び効果的に調整することが必要である。
る反応器を、一層効率的及び効果的に調整することが必要である。
【００１１】 （発明の開示） 本発明の主たる目的は、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ装置で、安定な処理性能を与えるこ
とにある。
とにある。
【００１２】 本発明の特別な目的は、反応器を安定な状態に維持し、連続的操作、特に半導
体製造操作中に、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法の安定な性能を維持するＴｉ−ＰＥＣＶＤ
法及び装置を与えることである。
体製造操作中に、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法の安定な性能を維持するＴｉ−ＰＥＣＶＤ
法及び装置を与えることである。
【００１３】 本発明の特別な目的は、反応器状態に変化が起きた後、特に内部反応器表面を
、例えば湿式クリーニング又はその場でのクリーニングにより清浄化することに
より引き起こされた状態変化の後、清浄化操作中、反応器を開放した場合でも、
或は閉じたままにしておいた場合でも、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ処理のためのＰＥＣＶ
Ｄ反応器を再使用できるようにし、安定化することにある。
、例えば湿式クリーニング又はその場でのクリーニングにより清浄化することに
より引き起こされた状態変化の後、清浄化操作中、反応器を開放した場合でも、
或は閉じたままにしておいた場合でも、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ処理のためのＰＥＣＶ
Ｄ反応器を再使用できるようにし、安定化することにある。
【００１４】 本発明の更に別な目的は、反応器の再使用、反応器及び工程の回復、及び工程
の安定化を促進する、その場でのＰＥＣＶＤ反応器清浄化法を与えることにある
。
の安定化を促進する、その場でのＰＥＣＶＤ反応器清浄化法を与えることにある
。
【００１５】 本発明の或る態様は、一つには、内部反応器表面の酸化又は還元／パッシベー
ションによる室の安定化が、ウエーハ表面に到達するのに充分な揮発性を持つＴ
ｉ含有物質の制御できない源を排除することになると言う決定に基づいている。
ションによる室の安定化が、ウエーハ表面に到達するのに充分な揮発性を持つＴ
ｉ含有物質の制御できない源を排除することになると言う決定に基づいている。
【００１６】 本発明の特別な目的は、反応器を清浄化した後、特にそのような反応器をチタ
ンのＰＥＣＶＤのために用いる場合、反応器を一層効率的及び効果的に調整する
ことである。
ンのＰＥＣＶＤのために用いる場合、反応器を一層効率的及び効果的に調整する
ことである。
【００１７】 本発明の更に別な目的は、連続的Ｔｉ−ＣＶＤ及びＴｉＮ−ＣＶＤ法の効率を
向上させ、それら方法のために必要な設備を縮小し、それら方法の性能を向上さ
せることにある。
向上させ、それら方法のために必要な設備を縮小し、それら方法の性能を向上さ
せることにある。
【００１８】 本発明の原理に従い、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ反応器で、反応器状態の変化が起きた
時でも、安定化したチタン含有膜が与えられる。そのような反応器状態の変化に
は、例えば、反応器部品上にＴｉ含有膜付着物を形成する結果になるウエーハ上
でのＴｉ−ＰＥＣＶＤ工程実施のために反応器を使用することによりもたらされ
る変化と同様、例えば、反応器部品の表面からチタン含有付着物を除去する内部
反応器部品清浄化によりもたらされる変化が含まれる。
時でも、安定化したチタン含有膜が与えられる。そのような反応器状態の変化に
は、例えば、反応器部品上にＴｉ含有膜付着物を形成する結果になるウエーハ上
でのＴｉ−ＰＥＣＶＤ工程実施のために反応器を使用することによりもたらされ
る変化と同様、例えば、反応器部品の表面からチタン含有付着物を除去する内部
反応器部品清浄化によりもたらされる変化が含まれる。
【００１９】 本発明の或る態様に従い、反応器部品上のＴｉ含有膜の性質又は程度の変化に
従い、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ反応器中でＴｉ含有膜の制御された酸化又は還元／パッ
シベーションが行われる。本発明の或る態様では、室清浄化後、その室中で反応
物、反応生成物、反応副生成物、又は関連する物質の制御された蒸着が与えられ
る。本発明の別の態様では、室の清浄化後、回復の早い段階で室中に一種類以上
の酸化剤又は還元剤を制御して存在させる。本発明の更に別の態様では、反応器
部品の表面上に形成された膜を、反応器中でのＴｉ−ＰＥＣＶＤ法を実施した後
、制御されたやり方で酸化又は還元するか、又はパッシベーションし、そのよう
な方法を実施する間に部品上に付着した膜を安定した状態に維持する。この制御
された酸化又は還元及びパッシベーションは、単一の基体上にＴｉ−ＰＥＣＶＤ
蒸着を行なった度び毎に行うか、又は一連の基体上に選択された数のＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ蒸着を少なくとも行なった後に行うのが好ましい。
従い、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ反応器中でＴｉ含有膜の制御された酸化又は還元／パッ
シベーションが行われる。本発明の或る態様では、室清浄化後、その室中で反応
物、反応生成物、反応副生成物、又は関連する物質の制御された蒸着が与えられ
る。本発明の別の態様では、室の清浄化後、回復の早い段階で室中に一種類以上
の酸化剤又は還元剤を制御して存在させる。本発明の更に別の態様では、反応器
部品の表面上に形成された膜を、反応器中でのＴｉ−ＰＥＣＶＤ法を実施した後
、制御されたやり方で酸化又は還元するか、又はパッシベーションし、そのよう
な方法を実施する間に部品上に付着した膜を安定した状態に維持する。この制御
された酸化又は還元及びパッシベーションは、単一の基体上にＴｉ−ＰＥＣＶＤ
蒸着を行なった度び毎に行うか、又は一連の基体上に選択された数のＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ蒸着を少なくとも行なった後に行うのが好ましい。
【００２０】 本発明の一つの好ましい態様では、反応器を大気中に開放して湿式クリーニン
グし、反応器部品の表面上に蓄積していたＴｉ含有膜を除去する。次に反応器を
閉じ、反応器内を再び真空にする。次に反応器の部品を、室内でアルゴンと水素
ガスとの混合物中に形成したプラズマに暫く曝す。特にガス導入装置、好ましく
はシャワーヘッドの形の装置を、暫く、例えば、１〜５分間、Ｈ２／Ａｒプラズ
マに曝す。シャワーヘッド及び他の部品をプラズマに曝すことにより、部品表面
から汚染物が除去される。
グし、反応器部品の表面上に蓄積していたＴｉ含有膜を除去する。次に反応器を
閉じ、反応器内を再び真空にする。次に反応器の部品を、室内でアルゴンと水素
ガスとの混合物中に形成したプラズマに暫く曝す。特にガス導入装置、好ましく
はシャワーヘッドの形の装置を、暫く、例えば、１〜５分間、Ｈ２／Ａｒプラズ
マに曝す。シャワーヘッド及び他の部品をプラズマに曝すことにより、部品表面
から汚染物が除去される。
【００２１】 反応器はＴｉ−ＰＥＣＶＤ法の諸工程中作動させるが、反応器部品をＴｉ含有
膜で予め被覆するためには、室中にウエーハを入れずに行うのが好ましい。サセ
プタがニッケル合金のような金属から作られている場合、そのサセプタ表面上に
そのような被覆を予め形成しておくと、珪素ウエーハがその高温サセプタに付着
するのを防ぐ。Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ反応器又は方法の場合、好ましくはシャワーヘ
ッドは約４２５℃より高いのが好ましい温度へ予熱する。シャワーヘッド加熱の
効果は、Ｈ２／Ａｒプラズマ清浄化直後の反応器中で、この初期Ｔｉ−ＰＥＣＶ
Ｄ法を行なった時に蒸着されるＴｉ含有膜の付着が改良されることである。
膜で予め被覆するためには、室中にウエーハを入れずに行うのが好ましい。サセ
プタがニッケル合金のような金属から作られている場合、そのサセプタ表面上に
そのような被覆を予め形成しておくと、珪素ウエーハがその高温サセプタに付着
するのを防ぐ。Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ反応器又は方法の場合、好ましくはシャワーヘ
ッドは約４２５℃より高いのが好ましい温度へ予熱する。シャワーヘッド加熱の
効果は、Ｈ２／Ａｒプラズマ清浄化直後の反応器中で、この初期Ｔｉ−ＰＥＣＶ
Ｄ法を行なった時に蒸着されるＴｉ含有膜の付着が改良されることである。
【００２２】 反応器部品を予め被覆した後、ＴｉＣｌ４を反応器中に導入する前に、反応器
中でＨ２／Ａｒプラズマを形成することにより、反応器の早い工程再開を達成す
ることができる。先ずＨ２／Ａｒプラズマを形成する一つの利点は、高温金属表
面がＴｉＣｌ４ガスに直接曝されるのを防ぐことができることである。
中でＨ２／Ａｒプラズマを形成することにより、反応器の早い工程再開を達成す
ることができる。先ずＨ２／Ａｒプラズマを形成する一つの利点は、高温金属表
面がＴｉＣｌ４ガスに直接曝されるのを防ぐことができることである。
【００２３】 本発明の或る態様に従い、反応器部品上のＴｉ含有膜の性質又は程度の変化後
、膜を窒化又は他のやり方でパッシベーションするなどして、Ｔｉ含有膜の制御
された酸化又は還元をＴｉ−ＰＥＣＶＤ反応器中で行う。本発明の或る態様では
、室の清浄化後、室中に反応物、反応生成物、反応副生成物、又は関連材料の制
御された蒸着が与えられる。本発明の別の態様では、室清浄化後、回復の早い段
階で室中に一種類以上の酸化剤又は還元剤を制御させて存在させる。本発明の更
に別の態様では、反応器部品の表面上に形成された膜を、反応器中でＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ法を実施した後、制御されたやり方で酸化又は還元し、そのような方法を
実施する間に部品上に付着した膜を安定化する。制御された酸化又は還元及びパ
ッシベーションは、単一の基体上にＴｉ−ＰＥＣＶＤ蒸着を行なった度び毎に行
うか、又は一連の基体上に選択された数のＴｉ−ＰＥＣＶＤ蒸着を行なった後に
行うのが好ましい。
、膜を窒化又は他のやり方でパッシベーションするなどして、Ｔｉ含有膜の制御
された酸化又は還元をＴｉ−ＰＥＣＶＤ反応器中で行う。本発明の或る態様では
、室の清浄化後、室中に反応物、反応生成物、反応副生成物、又は関連材料の制
御された蒸着が与えられる。本発明の別の態様では、室清浄化後、回復の早い段
階で室中に一種類以上の酸化剤又は還元剤を制御させて存在させる。本発明の更
に別の態様では、反応器部品の表面上に形成された膜を、反応器中でＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ法を実施した後、制御されたやり方で酸化又は還元し、そのような方法を
実施する間に部品上に付着した膜を安定化する。制御された酸化又は還元及びパ
ッシベーションは、単一の基体上にＴｉ−ＰＥＣＶＤ蒸着を行なった度び毎に行
うか、又は一連の基体上に選択された数のＴｉ−ＰＥＣＶＤ蒸着を行なった後に
行うのが好ましい。
【００２４】 本発明の別の好ましい態様として、反応器を大気中へ開放することなく、その
場で清浄化する。そのような清浄化は、通常フッ素又は塩素含有ガスを室中に導
入し、屡々それと共にプラズマを形成することにより行う。そのようなガスの例
は、三フッ化窒素（ＮＦ３）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、又は塩素（Ｃｌ２）
である。その場での清浄化法は、反応器部品の表面に蓄積していたＴｉ含有膜及
び他の汚染物を除去するために行う。そのようなその場での清浄化後、そのよう
な清浄化用ガス及び反応生成物を全て室から除去する。清浄化は、反応器部品を
、例えば、上で述べた湿式清浄化法に従って説明したように、アルゴン、水素及
びアンモニアガスの混合物中で形成したプラズマに暫く曝すことを含んでいる。
このプラズマ清浄化は、１〜１０分間行うか、又は室からフッ素及び塩素含有物
質を除去するのに必要なだけ行う。次に反応器室を少なくとも５回ポンプでパー
ジする。
場で清浄化する。そのような清浄化は、通常フッ素又は塩素含有ガスを室中に導
入し、屡々それと共にプラズマを形成することにより行う。そのようなガスの例
は、三フッ化窒素（ＮＦ３）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、又は塩素（Ｃｌ２）
である。その場での清浄化法は、反応器部品の表面に蓄積していたＴｉ含有膜及
び他の汚染物を除去するために行う。そのようなその場での清浄化後、そのよう
な清浄化用ガス及び反応生成物を全て室から除去する。清浄化は、反応器部品を
、例えば、上で述べた湿式清浄化法に従って説明したように、アルゴン、水素及
びアンモニアガスの混合物中で形成したプラズマに暫く曝すことを含んでいる。
このプラズマ清浄化は、１〜１０分間行うか、又は室からフッ素及び塩素含有物
質を除去するのに必要なだけ行う。次に反応器室を少なくとも５回ポンプでパー
ジする。
【００２５】 上で述べた湿式清浄化工程後に行われるものとして、反応器を次にＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ法の諸工程中、室中にウエーハを入れずに操作し、反応器部品をＴｉ含有
膜で予め被覆するのが好ましい。また、反応器部品を予め被覆した後、ＴｉＣｌ
４を反応器中に導入する前に、反応器中でＨ２／Ａｒプラズマを形成することに
より、反応器の早い工程再開を達成することができる。先ずＨ２／Ａｒプラズマ
を形成する一つの利点は、高温金属表面がＴｉＣｌ４ガスに直接曝されるのを防
ぐことができることである。
ＣＶＤ法の諸工程中、室中にウエーハを入れずに操作し、反応器部品をＴｉ含有
膜で予め被覆するのが好ましい。また、反応器部品を予め被覆した後、ＴｉＣｌ
４を反応器中に導入する前に、反応器中でＨ２／Ａｒプラズマを形成することに
より、反応器の早い工程再開を達成することができる。先ずＨ２／Ａｒプラズマ
を形成する一つの利点は、高温金属表面がＴｉＣｌ４ガスに直接曝されるのを防
ぐことができることである。
【００２６】 本発明の更に好ましい態様として、ウエーハへの個々の蒸着後、安定化工程を
行うことにより、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法及び反応器が、反応器の連続的操作及びそ
の方法の実施中安定に維持される。Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法を連続的に操作する間、
反応器部品上に蓄積したＴｉ含有膜は、組成が変化し、反応器及び工程条件の一
定した変化を与える結果になることがあるが、室中のウエーハに個々の蒸着をし
た後、選択された数の蒸着後か、又は好ましくは一つのウエーハ上にＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ法を実施した度び毎に、新しいウエーハを室中に入れて同様なＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ処理を行う前に、制御されたやり方で適切に膜を酸化又は還元し、膜をパ
ッシベーションすることにより安定化される。
行うことにより、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法及び反応器が、反応器の連続的操作及びそ
の方法の実施中安定に維持される。Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法を連続的に操作する間、
反応器部品上に蓄積したＴｉ含有膜は、組成が変化し、反応器及び工程条件の一
定した変化を与える結果になることがあるが、室中のウエーハに個々の蒸着をし
た後、選択された数の蒸着後か、又は好ましくは一つのウエーハ上にＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ法を実施した度び毎に、新しいウエーハを室中に入れて同様なＴｉ−ＰＥ
ＣＶＤ処理を行う前に、制御されたやり方で適切に膜を酸化又は還元し、膜をパ
ッシベーションすることにより安定化される。
【００２７】 安定化工程は、例えば、反応器表面上に新たに蒸着した膜との酸化反応を行わ
せるため、酸素（Ｏ２）又は水蒸気（Ｈ２Ｏ）のようなガスを制御された量で導
入すること、又は還元反応を行わせるため水素（Ｈ２）、アンモニア（ＮＨ３）
、シラン（ＳｉＨ４）、メタン（ＣＨ４）、又はジボラン（Ｂ２Ｈ６）のような
ガスを制御された量導入することを含んでいる。ガスは室中で流動させる。プラ
ズマはそのガスと共に形成され、反応を促進する。特にＮＨ３は安定化法に好ま
しく、室中へアルゴンと共に導入され、ＲＦプラズマを励起し、サセプタ及びシ
ャワーヘッドが加熱される。ウエーハの各Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ処理後の安定化工程
は、条件により１０〜６０秒の範囲にあるのが典型的である。
せるため、酸素（Ｏ２）又は水蒸気（Ｈ２Ｏ）のようなガスを制御された量で導
入すること、又は還元反応を行わせるため水素（Ｈ２）、アンモニア（ＮＨ３）
、シラン（ＳｉＨ４）、メタン（ＣＨ４）、又はジボラン（Ｂ２Ｈ６）のような
ガスを制御された量導入することを含んでいる。ガスは室中で流動させる。プラ
ズマはそのガスと共に形成され、反応を促進する。特にＮＨ３は安定化法に好ま
しく、室中へアルゴンと共に導入され、ＲＦプラズマを励起し、サセプタ及びシ
ャワーヘッドが加熱される。ウエーハの各Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ処理後の安定化工程
は、条件により１０〜６０秒の範囲にあるのが典型的である。
【００２８】 本発明の好ましい態様として、各Ｔｉ蒸着後、反応器中でパッシベーション工
程を行う。パッシベーション工程は、Ｔｉ膜を蒸着したウエーハを室から除去す
る前に行い、反応器部品上に蒸着したＴｉ膜に対しパッシベーション工程を行う
と同時に、ウエーハ上に蒸着したＴｉ膜にＴｉパッシベーション工程が続いて行
われるようにする。ＴｉＮ膜の形成によるウエーハのパッシベーションが望まれ
る場合、Ｔｉ蒸着反応後、ＮＨ３をＴｉ−ＰＥＣＶＤ反応器室中へ導入し、反応
させて、ウエーハ及び反応器部品上に、好ましくはプラズマ増速法で、Ｔｉ膜上
にＴｉＮ膜を形成させる。反応器シャワーヘッドの温度が少なくとも４２５℃に
なり、サセプタ温度が約６３０℃、ウエーハが約５９０℃、反応器壁が１００℃
〜２００℃になった時に、ＮＨ３を導入しながら反応器中に水素・アルゴンプラ
ズマを形成するのが好ましい。
程を行う。パッシベーション工程は、Ｔｉ膜を蒸着したウエーハを室から除去す
る前に行い、反応器部品上に蒸着したＴｉ膜に対しパッシベーション工程を行う
と同時に、ウエーハ上に蒸着したＴｉ膜にＴｉパッシベーション工程が続いて行
われるようにする。ＴｉＮ膜の形成によるウエーハのパッシベーションが望まれ
る場合、Ｔｉ蒸着反応後、ＮＨ３をＴｉ−ＰＥＣＶＤ反応器室中へ導入し、反応
させて、ウエーハ及び反応器部品上に、好ましくはプラズマ増速法で、Ｔｉ膜上
にＴｉＮ膜を形成させる。反応器シャワーヘッドの温度が少なくとも４２５℃に
なり、サセプタ温度が約６３０℃、ウエーハが約５９０℃、反応器壁が１００℃
〜２００℃になった時に、ＮＨ３を導入しながら反応器中に水素・アルゴンプラ
ズマを形成するのが好ましい。
【００２９】 室パッシベーション処理のために別のパッシベーションガスを用いることもで
きる。そのようなガスがウエーハの処理と両立しない場合、ウエーハを室から取
り出し、ウエーハを存在させずに室中でパッシベーションを行なってもよい。そ
のような場合、室中に蓄積した膜が僅かである場合、一連の幾つかのウエーハ上
にＴｉ蒸着を行なった後、間隔を開けて室のパッシベーションを行なってもよい
。
きる。そのようなガスがウエーハの処理と両立しない場合、ウエーハを室から取
り出し、ウエーハを存在させずに室中でパッシベーションを行なってもよい。そ
のような場合、室中に蓄積した膜が僅かである場合、一連の幾つかのウエーハ上
にＴｉ蒸着を行なった後、間隔を開けて室のパッシベーションを行なってもよい
。
【００３０】 特に好ましい特定の工程のパラメーターは、下に記載する実施例及び特定の態
様で詳細に記載する。
様で詳細に記載する。
【００３１】 室中の反応器部品上に蒸着した材料の安定化を制御されたやり方で行うことに
より、反応器表面は非常に短時間で、他の方法で必要になるより遥かに短い時間
で反応器中で調整された状態に到達し、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法を実施する間の処理
条件の変動が回避される。室中の残留水蒸気との反応により、安定化は放置して
おくとゆっくり行われるが、工程中酸化又は還元剤及びパッシベーション剤を制
御して使用することにより、膜が迅速に且つ反復可能なやり方で安定化する。特
に、安定化ＴｉＣｌＸ系被覆を反応器表面上に形成するのに必要な時間は制御さ
れ、かなり短縮される。更に、反応器の連続的操作中、各蒸着後、蓄積膜を安定
化すると、工程は数千のウエーハを処理する間安定化される。この方法は、頻繁
なその場での清浄化法及びその場での清浄化からの回復に依存した方法よりも好
ましい。
より、反応器表面は非常に短時間で、他の方法で必要になるより遥かに短い時間
で反応器中で調整された状態に到達し、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法を実施する間の処理
条件の変動が回避される。室中の残留水蒸気との反応により、安定化は放置して
おくとゆっくり行われるが、工程中酸化又は還元剤及びパッシベーション剤を制
御して使用することにより、膜が迅速に且つ反復可能なやり方で安定化する。特
に、安定化ＴｉＣｌＸ系被覆を反応器表面上に形成するのに必要な時間は制御さ
れ、かなり短縮される。更に、反応器の連続的操作中、各蒸着後、蓄積膜を安定
化すると、工程は数千のウエーハを処理する間安定化される。この方法は、頻繁
なその場での清浄化法及びその場での清浄化からの回復に依存した方法よりも好
ましい。
【００３２】 特に、ＮＦ３を用いるような湿式清浄化又は化学的清浄化の後、例えば、Ｔｉ
−ＣＶＤ等の蒸着の開始で材料は室壁上に蒸着され、酸化又は還元／窒化されて
完全に絶縁性で化学的に安定な膜になり、不安定な操作又は別法としての長い再
開時間が必要になるのを回避することができる。典型的には、反応器清浄化後、
５枚より少ないウエーハ、典型的には１枚のウエーハをＣＶＤ処理するのにかか
る時間に匹敵する時間で安定化が行われ、従来であればウエーハの商業的製造処
理を再び取り戻す前に約７５枚の調整用ウエーハが必要であった。長い空白時間
の後でも、例えば、装置を一晩停止していた後でも、再開時間は典型的にはウエ
ーハ数０まで短縮される。
−ＣＶＤ等の蒸着の開始で材料は室壁上に蒸着され、酸化又は還元／窒化されて
完全に絶縁性で化学的に安定な膜になり、不安定な操作又は別法としての長い再
開時間が必要になるのを回避することができる。典型的には、反応器清浄化後、
５枚より少ないウエーハ、典型的には１枚のウエーハをＣＶＤ処理するのにかか
る時間に匹敵する時間で安定化が行われ、従来であればウエーハの商業的製造処
理を再び取り戻す前に約７５枚の調整用ウエーハが必要であった。長い空白時間
の後でも、例えば、装置を一晩停止していた後でも、再開時間は典型的にはウエ
ーハ数０まで短縮される。
【００３３】 また、個々のウエーハを処理した後、本発明の安定化工程を行わないと、反応
器の連続的操作全体に亙って不安定性が存続する。商業的方法でウエーハ上に蒸
着する間に反応器部品上に蒸着した被覆のそのようなパッシベーションは、工程
及び反応器の安定化を促進する。ウエーハへの各蒸着が反応器部品上への付加的
金属チタンの蒸着をもたらすＴｉ−ＣＶＤの場合、反応器部品上のチタン上にパ
ッシベーション膜を形成するのは、ウエーハに対するＴｉ−ＣＶＤの連続した工
程の夫々の間でＮＨ３プラズマで約１０〜６０秒、典型的には３０秒処理するこ
とにより行うことができる。これは、一定した蒸着速度と同様、抵抗率及び膜厚
さの均一性のような一定した膜特性を維持する。
器の連続的操作全体に亙って不安定性が存続する。商業的方法でウエーハ上に蒸
着する間に反応器部品上に蒸着した被覆のそのようなパッシベーションは、工程
及び反応器の安定化を促進する。ウエーハへの各蒸着が反応器部品上への付加的
金属チタンの蒸着をもたらすＴｉ−ＣＶＤの場合、反応器部品上のチタン上にパ
ッシベーション膜を形成するのは、ウエーハに対するＴｉ−ＣＶＤの連続した工
程の夫々の間でＮＨ３プラズマで約１０〜６０秒、典型的には３０秒処理するこ
とにより行うことができる。これは、一定した蒸着速度と同様、抵抗率及び膜厚
さの均一性のような一定した膜特性を維持する。
【００３４】 上に記載した概念は他の無機金属ＣＶＤ法、特にチタンの外にタンタルのよう
な反応性界面材料を適用するのに用いられる方法に対しても有用である。
な反応性界面材料を適用するのに用いられる方法に対しても有用である。
【００３５】 本発明のこれら及び他の目的は、本発明の好ましい態様についての次の詳細な
記載から容易に明らかになるであろう。
記載から容易に明らかになるであろう。
【００３６】 （好ましい態様についての詳細な説明） 本発明の好ましい態様は、化学蒸着（ＣＶＤ）、特に米国特許第５，３７０，
７３９号明細書（特に参考のためここに入れてある）に記載されているようなＣ
ＶＤ反応器で、プラズマ増速化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）により半導体ウエーハを処
理することを含む。本発明を適用するのに特に関係のある方法には、Ｈ２との反
応によるＴｉＣｌ４の還元により珪素ウエーハ上にチタン（Ｔｉ）を蒸着するた
めの反応が含まれ、それは副生成物としてＨＣｌガスを生ずる。ＣＶＤ反応器中
でそのような反応を実施すると、反応器部品表面上にＴｉが蒸着する外、他のＴ
ｉＣｌｘ化合物（ｘ＜４）も蒸着する。これらの蒸着物は反応器部品表面上に蓄
積し、周期的に除去しないと、剥離し、室中で処理されるウエーハを汚染する傾
向がある。
７３９号明細書（特に参考のためここに入れてある）に記載されているようなＣ
ＶＤ反応器で、プラズマ増速化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）により半導体ウエーハを処
理することを含む。本発明を適用するのに特に関係のある方法には、Ｈ２との反
応によるＴｉＣｌ４の還元により珪素ウエーハ上にチタン（Ｔｉ）を蒸着するた
めの反応が含まれ、それは副生成物としてＨＣｌガスを生ずる。ＣＶＤ反応器中
でそのような反応を実施すると、反応器部品表面上にＴｉが蒸着する外、他のＴ
ｉＣｌｘ化合物（ｘ＜４）も蒸着する。これらの蒸着物は反応器部品表面上に蓄
積し、周期的に除去しないと、剥離し、室中で処理されるウエーハを汚染する傾
向がある。
【００３７】 そのような反応器室の清浄化は周期的に行われ、蓄積した反応物、反応生成物
、反応副生成物を反応器表面から除去する。反応器の清浄化は、装置を空気中に
開放することなく、好ましくは室のどの部分でも冷却することなく、その場で行
われるか、又は湿式清浄化により達成され、それは反応器部品を冷却し、装置を
開放し、反応器部品を水又は他の薬品で拭くか又は擦り、それらから付着物を除
去することにより行われる。清浄化は、付着物を除去することによりＣＶＤ反応
器中の表面状態を変化する。この状態の変化は反応器中で行われる蒸着工程に影
響を与え、清浄化直後では、その清浄化直前の時とは幾らか異なった蒸着が行わ
れることになる。そのような工程条件の変化は、少なくとも膜が反応器部品上に
蒸着して安定化されるまで、ウエーハに対して行われる被覆の一貫性及び品質に
悪影響を与える。図１及び２に概略示した本発明の態様では、これらの影響は、
更にウエーハ上に蒸着を行うために反応器を使用する前に除かれる。
、反応副生成物を反応器表面から除去する。反応器の清浄化は、装置を空気中に
開放することなく、好ましくは室のどの部分でも冷却することなく、その場で行
われるか、又は湿式清浄化により達成され、それは反応器部品を冷却し、装置を
開放し、反応器部品を水又は他の薬品で拭くか又は擦り、それらから付着物を除
去することにより行われる。清浄化は、付着物を除去することによりＣＶＤ反応
器中の表面状態を変化する。この状態の変化は反応器中で行われる蒸着工程に影
響を与え、清浄化直後では、その清浄化直前の時とは幾らか異なった蒸着が行わ
れることになる。そのような工程条件の変化は、少なくとも膜が反応器部品上に
蒸着して安定化されるまで、ウエーハに対して行われる被覆の一貫性及び品質に
悪影響を与える。図１及び２に概略示した本発明の態様では、これらの影響は、
更にウエーハ上に蒸着を行うために反応器を使用する前に除かれる。
【００３８】 図１に描いた本発明の好ましい態様は、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ反応器のための湿式
清浄化回復及び再開法である。湿式清浄化回復法１０では、反応器を停止し、開
けて慣用的湿式清浄化工程１２にかける。湿式清浄化工程１２の後、反応器を標
準工程１４にかけ、それにより反応器を閉じ、パージし、ポンプで真空にする。
次に、水素とアルゴンガスの混合物を反応器に導入し、Ｈ２／Ａｒプラズマが形
成される工程１６を行う。このプラズマは約１〜５分間、又は残留する汚染物が
シャワーヘッド及び他の付近の部品から除去されるまで、またシャワーヘッドが
プラズマにより少なくとも４２５℃まで加熱されるまで操作する。このプラズマ
清浄化及び加熱工程１６中、反応器の圧力は、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃ
ｃｍ（標準温度及び圧力で測定して、ｃｍ３／分）の速度で導入し、水素を７５
０〜５０００ｓｃｃｍで導入しながら約２〜１０トールに維持する。プラズマは
、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力により励起される。典型的
には、内部抵抗加熱器のような加熱装置を具えた反応器のサセプタも、ウエーハ
支持表面を約５９０℃へ持って行く温度へ加熱され、そのためには典型的には約
６３０℃まで抵抗加熱器を加熱する必要がある。典型的には加熱素子が配備され
ている反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間に維持される。
清浄化回復及び再開法である。湿式清浄化回復法１０では、反応器を停止し、開
けて慣用的湿式清浄化工程１２にかける。湿式清浄化工程１２の後、反応器を標
準工程１４にかけ、それにより反応器を閉じ、パージし、ポンプで真空にする。
次に、水素とアルゴンガスの混合物を反応器に導入し、Ｈ２／Ａｒプラズマが形
成される工程１６を行う。このプラズマは約１〜５分間、又は残留する汚染物が
シャワーヘッド及び他の付近の部品から除去されるまで、またシャワーヘッドが
プラズマにより少なくとも４２５℃まで加熱されるまで操作する。このプラズマ
清浄化及び加熱工程１６中、反応器の圧力は、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃ
ｃｍ（標準温度及び圧力で測定して、ｃｍ３／分）の速度で導入し、水素を７５
０〜５０００ｓｃｃｍで導入しながら約２〜１０トールに維持する。プラズマは
、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力により励起される。典型的
には、内部抵抗加熱器のような加熱装置を具えた反応器のサセプタも、ウエーハ
支持表面を約５９０℃へ持って行く温度へ加熱され、そのためには典型的には約
６３０℃まで抵抗加熱器を加熱する必要がある。典型的には加熱素子が配備され
ている反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間に維持される。
【００３９】 プラズマにより汚染物が除去され、部品が適当な温度に加熱された後、サセプ
タ上にウエーハを存在させずに反応器室中でＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理１８を行う。
この処理の実施により、サセプタの表面、シャワーヘッド、反応器壁、及び他の
内部反応器部品の表面を、薄いＴｉ含有膜で被覆する。Ｔｉ蒸着反応のためのＴ
ｉＣｌ４ガスを導入する前に、先ずＡｒ／Ｈ２プラズマを開始することにより蒸
着を行う。プラズマの開始により、ニッケル合金サセプタのような高温金属表面
が存在している場合、その表面が有害な金属塩化物を形成するのを防ぐ。Ｔｉ蒸
着工程は、ＴｉＣｌ４を約２．５〜７．５ｓｃｃｍの速度で導入し、水素を約７
５０〜５０００ｓｃｃｍの速度で導入し、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍ
の速度で導入することにより、反応器中の圧力を約２〜１０トールに維持しなが
ら行われる。プラズマは、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力に
より励起される。反応器のサセプタは、ウエーハ支持表面を約５９０℃へ持って
行く温度に維持し、その温度は典型的には約６３０℃まで抵抗加熱器を加熱する
ことを必要とする。シャワーヘッドは少なくとも約４２５℃の温度に維持し、反
応器壁は、約１００℃〜２００℃の間に維持する。サセプタがニッケルのような
金属から作られていない場合、サセプタへの蒸着促進は不必要である。
タ上にウエーハを存在させずに反応器室中でＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理１８を行う。
この処理の実施により、サセプタの表面、シャワーヘッド、反応器壁、及び他の
内部反応器部品の表面を、薄いＴｉ含有膜で被覆する。Ｔｉ蒸着反応のためのＴ
ｉＣｌ４ガスを導入する前に、先ずＡｒ／Ｈ２プラズマを開始することにより蒸
着を行う。プラズマの開始により、ニッケル合金サセプタのような高温金属表面
が存在している場合、その表面が有害な金属塩化物を形成するのを防ぐ。Ｔｉ蒸
着工程は、ＴｉＣｌ４を約２．５〜７．５ｓｃｃｍの速度で導入し、水素を約７
５０〜５０００ｓｃｃｍの速度で導入し、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍ
の速度で導入することにより、反応器中の圧力を約２〜１０トールに維持しなが
ら行われる。プラズマは、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力に
より励起される。反応器のサセプタは、ウエーハ支持表面を約５９０℃へ持って
行く温度に維持し、その温度は典型的には約６３０℃まで抵抗加熱器を加熱する
ことを必要とする。シャワーヘッドは少なくとも約４２５℃の温度に維持し、反
応器壁は、約１００℃〜２００℃の間に維持する。サセプタがニッケルのような
金属から作られていない場合、サセプタへの蒸着促進は不必要である。
【００４０】 室を予め被覆するＴｉ−ＰＥＣＶＤ被覆１８の後、安定化又はパッシベーショ
ン工程２０を、室部品上に付着していたＴｉに富む膜に対して行う。湿式清浄化
及び再開法１０を用いて、反応器清浄化は、酸化剤又は還元剤を制御して室中へ
導入し、蒸着Ｔｉ膜の制御された反応により、安定化チタン膜を蒸着することに
より達成される。工程２０の安定化処理５０は、下の図４についての説明に関連
して詳細に記述する。一度び反応器が方法１０により清浄化されたならば、ウエ
ーハの連続的処理を室中で、好ましくは下の図３に関連して記述する方法により
、行うことができる。
ン工程２０を、室部品上に付着していたＴｉに富む膜に対して行う。湿式清浄化
及び再開法１０を用いて、反応器清浄化は、酸化剤又は還元剤を制御して室中へ
導入し、蒸着Ｔｉ膜の制御された反応により、安定化チタン膜を蒸着することに
より達成される。工程２０の安定化処理５０は、下の図４についての説明に関連
して詳細に記述する。一度び反応器が方法１０により清浄化されたならば、ウエ
ーハの連続的処理を室中で、好ましくは下の図３に関連して記述する方法により
、行うことができる。
【００４１】 図２は、本発明の別の好ましい態様に従うその場での清浄化及び再開法３０を
描いている。この方法３０では、ウエーハを除き、反応器を密封した真空状態に
保ち、慣用的その場での清浄化法３２にかける。その場合、ＮＦ３、ＣｌＦ３、
又はＣｌ２のような清浄化用ガスを、典型的にはプラズマと共に用い、反応器表
面から付着した膜を除去する。その場での清浄化法３２に従い、反応器を、約１
〜１０分間形成したＮＨ３／Ｈ２／Ａｒプラズマを発生する工程３４にかけ、反
応器から残留する全ての清浄化用ガス及び汚染物を除去する。次にポンプによる
一連のパージングサイクル３６、好ましくは少なくとも５回のサイクルにかけ、
その場合反応器室をアルゴン又は窒素のような不活性ガスで約５〜２０トールに
加圧し、次にポンプで１トールより低く低下する。もし必要ならば、次に、上の
湿式清浄化法１０に関連して述べたプラズマ清浄化及び加熱工程１６の場合のよ
うに、Ｈ２／Ａｒプラズマを用いてシャワーヘッドを少なくとも４２５℃に加熱
する。反応器中の圧力は、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍの速度で導入し
、水素を７５０〜５０００ｓｃｃｍで導入しながら約２〜１０トールに維持する
。プラズマは、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力により励起す
る。反応器ののサセプタは、ウエーハ支持表面を約５９０℃へ持って行く温度に
維持し、反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間に維持し、シャワーヘッドは少
なくとも約４２５℃に維持する。次に、上で述べたように、室中にウエーハを入
れずに、反応器をＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理工程１８にかけ、工程２０の安定化処理
５０を、室部品上に付着していたＴｉに富む膜に対して行う。方法３０に従って
、反応器を清浄化した後、ウエーハの連続的処理を室中で、好ましくは下の図３
に関連して記述するような方法により行うことができる。
描いている。この方法３０では、ウエーハを除き、反応器を密封した真空状態に
保ち、慣用的その場での清浄化法３２にかける。その場合、ＮＦ３、ＣｌＦ３、
又はＣｌ２のような清浄化用ガスを、典型的にはプラズマと共に用い、反応器表
面から付着した膜を除去する。その場での清浄化法３２に従い、反応器を、約１
〜１０分間形成したＮＨ３／Ｈ２／Ａｒプラズマを発生する工程３４にかけ、反
応器から残留する全ての清浄化用ガス及び汚染物を除去する。次にポンプによる
一連のパージングサイクル３６、好ましくは少なくとも５回のサイクルにかけ、
その場合反応器室をアルゴン又は窒素のような不活性ガスで約５〜２０トールに
加圧し、次にポンプで１トールより低く低下する。もし必要ならば、次に、上の
湿式清浄化法１０に関連して述べたプラズマ清浄化及び加熱工程１６の場合のよ
うに、Ｈ２／Ａｒプラズマを用いてシャワーヘッドを少なくとも４２５℃に加熱
する。反応器中の圧力は、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍの速度で導入し
、水素を７５０〜５０００ｓｃｃｍで導入しながら約２〜１０トールに維持する
。プラズマは、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力により励起す
る。反応器ののサセプタは、ウエーハ支持表面を約５９０℃へ持って行く温度に
維持し、反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間に維持し、シャワーヘッドは少
なくとも約４２５℃に維持する。次に、上で述べたように、室中にウエーハを入
れずに、反応器をＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理工程１８にかけ、工程２０の安定化処理
５０を、室部品上に付着していたＴｉに富む膜に対して行う。方法３０に従って
、反応器を清浄化した後、ウエーハの連続的処理を室中で、好ましくは下の図３
に関連して記述するような方法により行うことができる。
【００４２】 ウエーハのＴｉ−ＰＥＣＶＤのための反応器の連続的操作は、図３に描いた方
法４０に従って行うのが好ましい。連続的ウエーハ処理方法４０では、Ｔｉ−Ｐ
ＥＣＶＤ法により処理する必要がある新規なウエーハを反応器室中へ装填する（
工程４１）。そのようなウエーハは、典型的には部分的に半導体装置が上に形成
された珪素半導体ウエーハであり、通常大きな縦横比を持つ小さな孔の模様が貫
通している上方絶縁層を有し、それらの孔は伝導性接点を露出し、それらをチタ
ン層で被覆した後、タングステンのような材料の上方伝導性金属層を適用し、そ
れと接点が電気的に接続される。次にＴｉ−ＰＥＣＶＤ法４２をウエーハに対し
て行う。
法４０に従って行うのが好ましい。連続的ウエーハ処理方法４０では、Ｔｉ−Ｐ
ＥＣＶＤ法により処理する必要がある新規なウエーハを反応器室中へ装填する（
工程４１）。そのようなウエーハは、典型的には部分的に半導体装置が上に形成
された珪素半導体ウエーハであり、通常大きな縦横比を持つ小さな孔の模様が貫
通している上方絶縁層を有し、それらの孔は伝導性接点を露出し、それらをチタ
ン層で被覆した後、タングステンのような材料の上方伝導性金属層を適用し、そ
れと接点が電気的に接続される。次にＴｉ−ＰＥＣＶＤ法４２をウエーハに対し
て行う。
【００４３】 Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法４２は、先ず室中にＨ２／Ａｒプラズマを開始し（工程４
３）、次にＴｉＣｌ４を導入し（工程４４）、そしてＴｉ−ＰＥＣＶＤによるチ
タン還元反応（工程４５）を行うことにより実施するのが好ましい。Ｔｉ−ＰＥ
ＣＶＤ工程４５は、約２〜１０トール、約２．５〜７．５ｓｃｃｍのＴｉＣｌ４
、約７５０〜５００００ｓｃｃｍの水素、約１５０〜４５０ｓｃｃｍのアルゴン
、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのプラズマへのＲＦ電力、約５９０℃
のウエーハ温度、少なくとも４２５℃のシャワーヘッド温度、及び約１００℃〜
２００℃の反応器壁温度の条件下で行うのが好ましい。Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ工程４
５が完了した後、ウエーハ上のＴｉ被覆のパッシベーション及び反応器部品表面
上のＴｉ付着物の安定化の両方を含む安定化工程４６を反応器中で行う。好まし
いパッシベーション又は安定化工程４６は、ウエーハ及び反応器部品上のＴｉ膜
の上にＴｉＮ層を形成するためＮＨ３プラズマを用いて実施されるものであるの
が好ましいが、それは、下の図４に関連して記述する別の方法を含んでいてもよ
い。反応器部品上のＴｉ膜を安定化するためにそのような工程で必要になるパッ
シベーション時間は、ウエーハ上にＴｉＮ膜を形成するのに必要なパッシベーシ
ョン時間より短く、その結果ウエーハのＴｉＮ処理に適したＴｉＮ処理時間も室
をパッシベーションするために用いることができることが判明している。下の図
４に関連して記述するパッシベーション法に従って、パッシベーション工程４６
は進行する。パッシベーション工程４６が完了した後、本発明のこの態様に従う
全Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法が完了し、処理されたウエーハを室から取り出す（工程４
７）。もしこの時に室を清浄化する必要がなく、更にウエーハをＴｉ−ＰＥＣＶ
Ｄにより処理する必要があるならば、新しいウエーハを反応器室中へ装填して工
程４０を繰り返す。さもなければ、図１又は２の方法１０又は３０に従い、反応
器の清浄化を行うことができる。この連続的ウエーハ被覆操作中、その場での清
浄化が必要になるまでに、数千のウエーハを処理することができる。
３）、次にＴｉＣｌ４を導入し（工程４４）、そしてＴｉ−ＰＥＣＶＤによるチ
タン還元反応（工程４５）を行うことにより実施するのが好ましい。Ｔｉ−ＰＥ
ＣＶＤ工程４５は、約２〜１０トール、約２．５〜７．５ｓｃｃｍのＴｉＣｌ４
、約７５０〜５００００ｓｃｃｍの水素、約１５０〜４５０ｓｃｃｍのアルゴン
、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのプラズマへのＲＦ電力、約５９０℃
のウエーハ温度、少なくとも４２５℃のシャワーヘッド温度、及び約１００℃〜
２００℃の反応器壁温度の条件下で行うのが好ましい。Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ工程４
５が完了した後、ウエーハ上のＴｉ被覆のパッシベーション及び反応器部品表面
上のＴｉ付着物の安定化の両方を含む安定化工程４６を反応器中で行う。好まし
いパッシベーション又は安定化工程４６は、ウエーハ及び反応器部品上のＴｉ膜
の上にＴｉＮ層を形成するためＮＨ３プラズマを用いて実施されるものであるの
が好ましいが、それは、下の図４に関連して記述する別の方法を含んでいてもよ
い。反応器部品上のＴｉ膜を安定化するためにそのような工程で必要になるパッ
シベーション時間は、ウエーハ上にＴｉＮ膜を形成するのに必要なパッシベーシ
ョン時間より短く、その結果ウエーハのＴｉＮ処理に適したＴｉＮ処理時間も室
をパッシベーションするために用いることができることが判明している。下の図
４に関連して記述するパッシベーション法に従って、パッシベーション工程４６
は進行する。パッシベーション工程４６が完了した後、本発明のこの態様に従う
全Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法が完了し、処理されたウエーハを室から取り出す（工程４
７）。もしこの時に室を清浄化する必要がなく、更にウエーハをＴｉ−ＰＥＣＶ
Ｄにより処理する必要があるならば、新しいウエーハを反応器室中へ装填して工
程４０を繰り返す。さもなければ、図１又は２の方法１０又は３０に従い、反応
器の清浄化を行うことができる。この連続的ウエーハ被覆操作中、その場での清
浄化が必要になるまでに、数千のウエーハを処理することができる。
【００４４】 安定化法５０は、工程２０による清浄化後の空の室を安定化する方法、又は工
程４６に含まれているような、ウエーハへの蒸着後にウエーハをパッシベーショ
ンし、室の表面を安定化する方法の場合と実質的に同じである。そのような安定
化法の従属工程は、図４に詳細に描かれており、それには室中にウエーハを入れ
て、又は入れずに、チタンを蒸着する毎に、安定化用ガス、Ｈ２ガス及びアルゴ
ンを、プラズマを適用しながら、又は適用せずに導入する工程５１を含んでいる
。安定化用ガスは酸化性ガスであるか、又は還元性ガス、又はさもなければウエ
ーハ又は室の部品上の膜をパッシベーションするガスにすることができる。工程
５１は、約１０〜１０００ｓｃｃｍの流量で室中に安定化用ガスを流し、約５０
０〜５０００ｓｃｃｍの流量でＨ２、及び約５０〜５００ｓｃｃｍの流量でアル
ゴンを流すことを含んでいる。工程５０は、約２５０〜７５０ワットのＲＦで励
起したプラズマを用いる任意的工程５３を含んでいる。その工程は、含まれる反
応物の反応に適した温度に室の部品の温度を維持する工程５４も含んでいる。最
後に、工程５０は、Ｔｉ膜の安定化反応及びパッシベーションを起こすのに充分
な時間、これらの条件下で室をアイドル(idle)させる５５の工程を含んでいる。
程４６に含まれているような、ウエーハへの蒸着後にウエーハをパッシベーショ
ンし、室の表面を安定化する方法の場合と実質的に同じである。そのような安定
化法の従属工程は、図４に詳細に描かれており、それには室中にウエーハを入れ
て、又は入れずに、チタンを蒸着する毎に、安定化用ガス、Ｈ２ガス及びアルゴ
ンを、プラズマを適用しながら、又は適用せずに導入する工程５１を含んでいる
。安定化用ガスは酸化性ガスであるか、又は還元性ガス、又はさもなければウエ
ーハ又は室の部品上の膜をパッシベーションするガスにすることができる。工程
５１は、約１０〜１０００ｓｃｃｍの流量で室中に安定化用ガスを流し、約５０
０〜５０００ｓｃｃｍの流量でＨ２、及び約５０〜５００ｓｃｃｍの流量でアル
ゴンを流すことを含んでいる。工程５０は、約２５０〜７５０ワットのＲＦで励
起したプラズマを用いる任意的工程５３を含んでいる。その工程は、含まれる反
応物の反応に適した温度に室の部品の温度を維持する工程５４も含んでいる。最
後に、工程５０は、Ｔｉ膜の安定化反応及びパッシベーションを起こすのに充分
な時間、これらの条件下で室をアイドル(idle)させる５５の工程を含んでいる。
【００４５】 安定化用ガスの選択は、幾つかの可能なパッシベーション反応のいずれか一つ
の選択に依存し、それら反応は酸化反応か又は還元反応にすることができる。酸
化反応は酸素（Ｏ２）又は水（Ｈ２Ｏ）のような酸化性物質を用いてもよく、次
の酸化反応を含んでいてもよい： ＴｉＣｌｘ＋ｙＯ＝ＴｉＣｌｘＯｙ 及び ＴｉＣｌｘ＋ｙＨ２Ｏ＝ＴｉＯｙ＋ＨＣｌ。
の選択に依存し、それら反応は酸化反応か又は還元反応にすることができる。酸
化反応は酸素（Ｏ２）又は水（Ｈ２Ｏ）のような酸化性物質を用いてもよく、次
の酸化反応を含んでいてもよい： ＴｉＣｌｘ＋ｙＯ＝ＴｉＣｌｘＯｙ 及び ＴｉＣｌｘ＋ｙＨ２Ｏ＝ＴｉＯｙ＋ＨＣｌ。
【００４６】 還元反応は、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）、シラン（
ＳｉＨ４）、メタン（ＣＨ４）、及びジボラン（Ｂ２Ｈ６）のような還元性物質
を用いることができ、次の還元反応を含んでいてもよい： ＴｉＣｌｘ＋Ｈ２＝Ｔｉ＋ＨＣｌ Ｔｉ＋Ｎ２＝ＴｉＮ ＴｉＣｌｘ＋ＮＨ３＝ＴｉＮ＋ＨＣｌ（高温） ＴｉＣｌｘ＋ｙＮＨ３＝（ＴｉＣｌｘ）（ＮＨ３）ｙ（低温） ＴｉＣｌｘ＋ＳｉＨ４＝ＴｉＳｉ２＋ＨＣｌ ＴｉＣｌｘ＋ＣＨ４＝ＴｉＣ２＋ＨＣｌ 及び ＴｉＣｌｘ＋Ｂ２Ｈ６＝ＴｉＢ＋ＨＣｌ。 これらの反応では、アルゴンをキャリヤーガスとして用いてもよい。
ＳｉＨ４）、メタン（ＣＨ４）、及びジボラン（Ｂ２Ｈ６）のような還元性物質
を用いることができ、次の還元反応を含んでいてもよい： ＴｉＣｌｘ＋Ｈ２＝Ｔｉ＋ＨＣｌ Ｔｉ＋Ｎ２＝ＴｉＮ ＴｉＣｌｘ＋ＮＨ３＝ＴｉＮ＋ＨＣｌ（高温） ＴｉＣｌｘ＋ｙＮＨ３＝（ＴｉＣｌｘ）（ＮＨ３）ｙ（低温） ＴｉＣｌｘ＋ＳｉＨ４＝ＴｉＳｉ２＋ＨＣｌ ＴｉＣｌｘ＋ＣＨ４＝ＴｉＣ２＋ＨＣｌ 及び ＴｉＣｌｘ＋Ｂ２Ｈ６＝ＴｉＢ＋ＨＣｌ。 これらの反応では、アルゴンをキャリヤーガスとして用いてもよい。
【００４７】 好ましい態様として、ＴｉＣｌｘ＋ＮＨ３＝ＴｉＮ＋ＨＣｌの安定化反応を生
ずる条件下で、ＮＨ３安定化用ガスを用いる。そのような反応に対する好ましい
工程条件は次の通りである： ガス流動従属工程５１： 全圧力 ２〜１０トール アルゴン流量 １５０〜４５０ｓｃｃｍ 窒素流量 ０〜５０００ｓｃｃｍ アンモニア流量 ５００〜５０００ｓｃｃｍ プラズマ従属工程５３： プラズマ電力 ２５０〜７５０ワット プラズマ電力周波数 ４５０ｋＨｚ 温度維持従属工程５４： ウエーハ温度 ５９０℃ サセプタ温度 ６３０℃ シャワーヘッド温度 ＞４２５℃ 反応室壁温度 １００〜２００℃ 及び、安定化時間従属工程： 安定化工程時間、約１０〜６０秒（Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法条件に依存する）
。
ずる条件下で、ＮＨ３安定化用ガスを用いる。そのような反応に対する好ましい
工程条件は次の通りである： ガス流動従属工程５１： 全圧力 ２〜１０トール アルゴン流量 １５０〜４５０ｓｃｃｍ 窒素流量 ０〜５０００ｓｃｃｍ アンモニア流量 ５００〜５０００ｓｃｃｍ プラズマ従属工程５３： プラズマ電力 ２５０〜７５０ワット プラズマ電力周波数 ４５０ｋＨｚ 温度維持従属工程５４： ウエーハ温度 ５９０℃ サセプタ温度 ６３０℃ シャワーヘッド温度 ＞４２５℃ 反応室壁温度 １００〜２００℃ 及び、安定化時間従属工程： 安定化工程時間、約１０〜６０秒（Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法条件に依存する）
。
【００４８】 他の安定化反応を用いた場合、安定化法条件は、選択された安定化反応による
ウエーハ上のチタン膜のパッシベーションのために当業者によって決定すること
ができるような条件になるであろう。しかし、室のための安定化は、処理される
ウエーハの製造と両立できる反応であるのが好ましい。もしそうでないと、室の
安定化は、ウエーハの安定化とは別の方法で、室中にウエーハを入れずに行われ
る。このことは、室に対する安定化法の連続的実施と、ウエーハに対する安定化
法の実施とを含む。一般に、室の安定化と、ウエーハの安定化のために異なった
安定化反応を使用することは、許容できない程、生産率に悪影響を与える。室の
パッシベーションが、ウエーハへのパッシベーション法の実施に対し、同じ方法
を用いた場合でも余りにも長くかかり過ぎる場合にもそのようになる。どのよう
な理由にしろ、それらの方法がウエーハ又は室に対し連続的に実施されなければ
ならない場合、ウエーハに蒸着する度び毎に室を安定化する必要はないが、２回
、３回、又は他の蒸着回数の後、安定化する方法が最も実際的であり、そのため
に本発明の原理を用いることができる。
ウエーハ上のチタン膜のパッシベーションのために当業者によって決定すること
ができるような条件になるであろう。しかし、室のための安定化は、処理される
ウエーハの製造と両立できる反応であるのが好ましい。もしそうでないと、室の
安定化は、ウエーハの安定化とは別の方法で、室中にウエーハを入れずに行われ
る。このことは、室に対する安定化法の連続的実施と、ウエーハに対する安定化
法の実施とを含む。一般に、室の安定化と、ウエーハの安定化のために異なった
安定化反応を使用することは、許容できない程、生産率に悪影響を与える。室の
パッシベーションが、ウエーハへのパッシベーション法の実施に対し、同じ方法
を用いた場合でも余りにも長くかかり過ぎる場合にもそのようになる。どのよう
な理由にしろ、それらの方法がウエーハ又は室に対し連続的に実施されなければ
ならない場合、ウエーハに蒸着する度び毎に室を安定化する必要はないが、２回
、３回、又は他の蒸着回数の後、安定化する方法が最も実際的であり、そのため
に本発明の原理を用いることができる。
【００４９】 上に記載した本発明の実施は、本出願の譲受け人による次の米国特許及び出願
を参考にすることにより促進することができる：米国特許第５，６６５，６４０
号、第５，６６７，２４３号及び第５，５９３，５１１号、及び米国特許出願Ｓ
ｅｒｉａｌ Ｎｏ．０８／２５３，９７８（これらは、言及することによって本
明細書に明確に組み入れる）。 上に詳細に論じたものの外に他の態様を作ることもできる。当業者は、ここに
記載した本願発明の適用は変えられるものであり、本発明を好ましい態様につい
て主に記述されていることを認めるであろう。従って、追加及び変更を本発明の
原理から離れることなく行うことができるものである。
を参考にすることにより促進することができる：米国特許第５，６６５，６４０
号、第５，６６７，２４３号及び第５，５９３，５１１号、及び米国特許出願Ｓ
ｅｒｉａｌ Ｎｏ．０８／２５３，９７８（これらは、言及することによって本
明細書に明確に組み入れる）。 上に詳細に論じたものの外に他の態様を作ることもできる。当業者は、ここに
記載した本願発明の適用は変えられるものであり、本発明を好ましい態様につい
て主に記述されていることを認めるであろう。従って、追加及び変更を本発明の
原理から離れることなく行うことができるものである。
【図１】 湿式ＣＶＤ室清浄化法で本発明の原理を用いた方法の工程図である。
【図２】 その場でのＣＶＤ室清浄化法で本発明の原理を用いた方法の、図１と同様な工
程図である。
程図である。
【図３】 基体の連続的ＣＶＤ処理及びパッシベーションで本発明の原理を用いた方法の
、図１及び２と同様な工程図である。
、図１及び２と同様な工程図である。
【図４】 図１〜３の方法の好ましい安定化工程を詳細に例示する工程図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年４月２０日（２００１．４．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 米国特許第５７２８６２９号明細書は、ＣＶＤによって基体上に薄膜を形成す る方法を開示する。このＣＶＤでは、パッシベーションガスを基体処理工程の間 に導入して、基体の近辺の部材の上に形成される薄膜表面をパッシベーションす る(passivate)。パッシベーション(passivation)とは、不活性(inactive)にする ことを意味し、パッシベーションは、吸収性ガス又は酸化性ガスを用いて行われ る。適切な吸収性ガスは、不活性ガスとＮＨ3又はＳｉＨ 2Ｃｌ2との混合物であ
り、適切な酸化性ガスは、不活性ガスとＯ2、ＮＯ又はＮＯ2との混合物である。 反応室にパッシベーションガスを導入するのと同時に、プラズマ放電を発生させ ても良い。 ＤＥ ３７０９０６６号明細書はＣＶＤ薄膜形成方法を開示する。この方法で
は、化学蒸着によって、反応室の不活性表面が金属窒化物膜でコーティングされ る。この化学蒸着では、Ｗ2Ｎが堆積するようにアンモニアとＷＦ6とを用いても よい。この金属窒化物膜によって、不活性表面に更なる金属が堆積するのが防止 される。 反応器を清浄化した後、反応器、特にチタンのＰＥＣＶＤを行うのに用いられ
る反応器を、一層効率的及び効果的に調整することが必要である。
り、適切な酸化性ガスは、不活性ガスとＯ2、ＮＯ又はＮＯ2との混合物である。 反応室にパッシベーションガスを導入するのと同時に、プラズマ放電を発生させ ても良い。 ＤＥ ３７０９０６６号明細書はＣＶＤ薄膜形成方法を開示する。この方法で
は、化学蒸着によって、反応室の不活性表面が金属窒化物膜でコーティングされ る。この化学蒸着では、Ｗ2Ｎが堆積するようにアンモニアとＷＦ6とを用いても よい。この金属窒化物膜によって、不活性表面に更なる金属が堆積するのが防止 される。 反応器を清浄化した後、反応器、特にチタンのＰＥＣＶＤを行うのに用いられ
る反応器を、一層効率的及び効果的に調整することが必要である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】 図１に描いた本発明の好ましい態様は、Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ反応器のための湿式
清浄化回復及び再開法である。湿式清浄化回復法１０では、反応器を停止し、開
けて慣用的湿式清浄化工程１２にかける。湿式清浄化工程１２の後、反応器を標
準工程１４にかけ、それにより反応器を閉じ、パージし、ポンプで真空にする。
次に、水素とアルゴンガスの混合物を反応器に導入し、Ｈ2／Ａｒプラズマが形
成される工程１６を行う。このプラズマは約１〜５分間、又は残留する汚染物が
シャワーヘッド及び他の付近の部品から除去されるまで、またシャワーヘッド(
シャワー噴出口, showerhead)がプラズマにより少なくとも４２５℃まで加熱さ
れるまで操作する。このプラズマ清浄化及び加熱工程１６中、反応器の圧力は、
アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍ（標準温度及び圧力で測定して、ｃｍ3／
分）の速度で導入し、水素を７５０〜５０００ｓｃｃｍで導入しながら２６６． ６４〜１３３３．２２Ｎ／ｍ2（ 約２〜１０トール）に維持する。プラズマは、
４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力により励起される。典型的に
は、内部抵抗加熱器のような加熱装置を具えた反応器のサセプタも、ウエーハ支
持表面を約５９０℃へ持って行く温度へ加熱され、そのためには典型的には約６
３０℃まで抵抗加熱器を加熱する必要がある。典型的には加熱素子が配備されて
いる反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間に維持される。
清浄化回復及び再開法である。湿式清浄化回復法１０では、反応器を停止し、開
けて慣用的湿式清浄化工程１２にかける。湿式清浄化工程１２の後、反応器を標
準工程１４にかけ、それにより反応器を閉じ、パージし、ポンプで真空にする。
次に、水素とアルゴンガスの混合物を反応器に導入し、Ｈ2／Ａｒプラズマが形
成される工程１６を行う。このプラズマは約１〜５分間、又は残留する汚染物が
シャワーヘッド及び他の付近の部品から除去されるまで、またシャワーヘッド(
シャワー噴出口, showerhead)がプラズマにより少なくとも４２５℃まで加熱さ
れるまで操作する。このプラズマ清浄化及び加熱工程１６中、反応器の圧力は、
アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍ（標準温度及び圧力で測定して、ｃｍ3／
分）の速度で導入し、水素を７５０〜５０００ｓｃｃｍで導入しながら２６６． ６４〜１３３３．２２Ｎ／ｍ2（ 約２〜１０トール）に維持する。プラズマは、
４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力により励起される。典型的に
は、内部抵抗加熱器のような加熱装置を具えた反応器のサセプタも、ウエーハ支
持表面を約５９０℃へ持って行く温度へ加熱され、そのためには典型的には約６
３０℃まで抵抗加熱器を加熱する必要がある。典型的には加熱素子が配備されて
いる反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間に維持される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】 プラズマにより汚染物が除去され、部品が適当な温度に加熱された後、サセプ
タ上にウエーハを存在させずに反応器室中でＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理１８を行う。
この処理の実施により、サセプタの表面、シャワーヘッド、反応器壁、及び他の
内部反応器部品の表面を、薄いＴｉ含有膜で被覆する。Ｔｉ蒸着反応のためのＴ
ｉＣｌ4ガスを導入する前に、先ずＡｒ／Ｈ2プラズマを開始することにより蒸着
を行う。プラズマの開始により、ニッケル合金サセプタのような高温金属表面が
存在している場合、その表面が有害な金属塩化物を形成するのを防ぐ。Ｔｉ蒸着
工程は、ＴｉＣｌ4を約２．５〜７．５ｓｃｃｍの速度で導入し、水素を約７５
０〜５０００ｓｃｃｍの速度で導入し、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍの
速度で導入することにより、反応器中の圧力を２６６．６４〜１３３３．２２Ｎ ／ｍ2（ 約２〜１０トール）に維持しながら行われる。プラズマは、４５０ｋＨ
ｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力により励起される。反応器のサセプタは
、ウエーハ支持表面を約５９０℃へ持って行く温度に維持し、その温度は典型的
には約６３０℃まで抵抗加熱器を加熱することを必要とする。シャワーヘッドは
少なくとも約４２５℃の温度に維持し、反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間
に維持する。サセプタがニッケルのような金属から作られていない場合、サセプ
タへの蒸着促進は不必要である。
タ上にウエーハを存在させずに反応器室中でＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理１８を行う。
この処理の実施により、サセプタの表面、シャワーヘッド、反応器壁、及び他の
内部反応器部品の表面を、薄いＴｉ含有膜で被覆する。Ｔｉ蒸着反応のためのＴ
ｉＣｌ4ガスを導入する前に、先ずＡｒ／Ｈ2プラズマを開始することにより蒸着
を行う。プラズマの開始により、ニッケル合金サセプタのような高温金属表面が
存在している場合、その表面が有害な金属塩化物を形成するのを防ぐ。Ｔｉ蒸着
工程は、ＴｉＣｌ4を約２．５〜７．５ｓｃｃｍの速度で導入し、水素を約７５
０〜５０００ｓｃｃｍの速度で導入し、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍの
速度で導入することにより、反応器中の圧力を２６６．６４〜１３３３．２２Ｎ ／ｍ2（ 約２〜１０トール）に維持しながら行われる。プラズマは、４５０ｋＨ
ｚで約２５０〜７５０ワットのＲＦ電力により励起される。反応器のサセプタは
、ウエーハ支持表面を約５９０℃へ持って行く温度に維持し、その温度は典型的
には約６３０℃まで抵抗加熱器を加熱することを必要とする。シャワーヘッドは
少なくとも約４２５℃の温度に維持し、反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間
に維持する。サセプタがニッケルのような金属から作られていない場合、サセプ
タへの蒸着促進は不必要である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】 図２は、本発明の別の好ましい態様に従うその場での清浄化及び再開法３０を
描いている。この方法３０では、ウエーハを除き、反応器を密封した真空状態に
保ち、慣用的その場での清浄化法３２にかける。その場合、ＮＦ3、ＣｌＦ3、又
はＣｌ2のような清浄化用ガスを、典型的にはプラズマと共に用い、反応器表面
から付着した膜を除去する。その場での清浄化法３２に従い、反応器を、約１〜
１０分間形成したＮＨ3／Ｈ2／Ａｒプラズマを発生する工程３４にかけ、反応器
から残留する全ての清浄化用ガス及び汚染物を除去する。次にポンプによる一連
のパージングサイクル３６、好ましくは少なくとも５回のサイクルにかけ、その
場合反応器室をアルゴン又は窒素のような不活性ガスで６６６．６１〜２６６６ ．４４Ｎ／ｍ2（ 約５〜２０トール）に加圧し、次にポンプで１３３．３２Ｎ／
ｍ2（１トール）より低く低下する。もし必要ならば、次に、上の湿式清浄化法
１０に関連して述べたプラズマ清浄化及び加熱工程１６の場合のように、Ｈ2／
Ａｒプラズマを用いてシャワーヘッドを少なくとも４２５℃に加熱する。反応器
中の圧力は、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍの速度で導入し、水素を７５
０〜５０００ｓｃｃｍで導入しながら２６６．６４〜１３３３．２２Ｎ／ｍ 2（
約２〜１０トール）に維持する。プラズマは、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０
ワットのＲＦ電力により励起する。反応器ののサセプタは、ウエーハ支持表面を
約５９０℃へ持って行く温度に維持し、反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間
に維持し、シャワーヘッドは少なくとも約４２５℃に維持する。次に、上で述べ
たように、室中にウエーハを入れずに、反応器をＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理工程１８
にかけ、工程２０の安定化処理５０を、室部品上に付着していたＴｉに富む膜に
対して行う。方法３０に従って、反応器を清浄化した後、ウエーハの連続的処理
を室中で、好ましくは下の図３に関連して記述するような方法により行うことが
できる。
描いている。この方法３０では、ウエーハを除き、反応器を密封した真空状態に
保ち、慣用的その場での清浄化法３２にかける。その場合、ＮＦ3、ＣｌＦ3、又
はＣｌ2のような清浄化用ガスを、典型的にはプラズマと共に用い、反応器表面
から付着した膜を除去する。その場での清浄化法３２に従い、反応器を、約１〜
１０分間形成したＮＨ3／Ｈ2／Ａｒプラズマを発生する工程３４にかけ、反応器
から残留する全ての清浄化用ガス及び汚染物を除去する。次にポンプによる一連
のパージングサイクル３６、好ましくは少なくとも５回のサイクルにかけ、その
場合反応器室をアルゴン又は窒素のような不活性ガスで６６６．６１〜２６６６ ．４４Ｎ／ｍ2（ 約５〜２０トール）に加圧し、次にポンプで１３３．３２Ｎ／
ｍ2（１トール）より低く低下する。もし必要ならば、次に、上の湿式清浄化法
１０に関連して述べたプラズマ清浄化及び加熱工程１６の場合のように、Ｈ2／
Ａｒプラズマを用いてシャワーヘッドを少なくとも４２５℃に加熱する。反応器
中の圧力は、アルゴンを約１５０〜４５０ｓｃｃｍの速度で導入し、水素を７５
０〜５０００ｓｃｃｍで導入しながら２６６．６４〜１３３３．２２Ｎ／ｍ 2（
約２〜１０トール）に維持する。プラズマは、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０
ワットのＲＦ電力により励起する。反応器ののサセプタは、ウエーハ支持表面を
約５９０℃へ持って行く温度に維持し、反応器壁は、約１００℃〜２００℃の間
に維持し、シャワーヘッドは少なくとも約４２５℃に維持する。次に、上で述べ
たように、室中にウエーハを入れずに、反応器をＴｉ−ＰＥＣＶＤ処理工程１８
にかけ、工程２０の安定化処理５０を、室部品上に付着していたＴｉに富む膜に
対して行う。方法３０に従って、反応器を清浄化した後、ウエーハの連続的処理
を室中で、好ましくは下の図３に関連して記述するような方法により行うことが
できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】 Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法４２は、先ず室中にＨ2／Ａｒプラズマを開始し（工程４
３）、次にＴｉＣｌ4を導入し（工程４４）、そしてＴｉ−ＰＥＣＶＤによるチ
タン還元反応（工程４５）を行うことにより実施するのが好ましい。Ｔｉ−ＰＥ
ＣＶＤ工程４５は、２６６．６４〜１３３３．２２Ｎ／ｍ2（約２〜１０トール
）、約２．５〜７．５ｓｃｃｍのＴｉＣｌ4、約７５０〜５００００ｓｃｃｍの
水素、約１５０〜４５０ｓｃｃｍのアルゴン、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０
ワットのプラズマへのＲＦ電力、約５９０℃のウエーハ温度、少なくとも４２５
℃のシャワーヘッド温度、及び約１００℃〜２００℃の反応器壁温度の条件下で
行うのが好ましい。Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ工程４５が完了した後、ウエーハ上のＴｉ
被覆のパッシベーション及び反応器部品表面上のＴｉ付着物の安定化の両方を含
む安定化工程４６を反応器中で行う。好ましいパッシベーション又は安定化工程
４６は、ウエーハ及び反応器部品上のＴｉ膜の上にＴｉＮ層を形成するためＮＨ 3 プラズマを用いて実施されるものであるのが好ましいが、それは、下の図４に
関連して記述する別の方法を含んでいてもよい。反応器部品上のＴｉ膜を安定化
するためにそのような工程で必要になるパッシベーション時間は、ウエーハ上に
ＴｉＮ膜を形成するのに必要なパッシベーション時間より短く、その結果ウエー
ハのＴｉＮ処理に適したＴｉＮ処理時間も室をパッシベーションするために用い
ることができることが判明している。下の図４に関連して記述するパッシベーシ
ョン法に従って、パッシベーション工程４６は進行する。パッシベーション工程
４６が完了した後、本発明のこの態様に従う全Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法が完了し、処
理されたウエーハを室から取り出す（工程４７）。もしこの時に室を清浄化する
必要がなく、更にウエーハをＴｉ−ＰＥＣＶＤにより処理する必要があるならば
、新しいウエーハを反応器室中へ装填して工程４０を繰り返す。さもなければ、
図１又は２の方法１０又は３０に従い、反応器の清浄化を行うことができる。こ
の連続的ウエーハ被覆操作中、その場での清浄化が必要になるまでに、数千のウ
エーハを処理することができる。
３）、次にＴｉＣｌ4を導入し（工程４４）、そしてＴｉ−ＰＥＣＶＤによるチ
タン還元反応（工程４５）を行うことにより実施するのが好ましい。Ｔｉ−ＰＥ
ＣＶＤ工程４５は、２６６．６４〜１３３３．２２Ｎ／ｍ2（約２〜１０トール
）、約２．５〜７．５ｓｃｃｍのＴｉＣｌ4、約７５０〜５００００ｓｃｃｍの
水素、約１５０〜４５０ｓｃｃｍのアルゴン、４５０ｋＨｚで約２５０〜７５０
ワットのプラズマへのＲＦ電力、約５９０℃のウエーハ温度、少なくとも４２５
℃のシャワーヘッド温度、及び約１００℃〜２００℃の反応器壁温度の条件下で
行うのが好ましい。Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ工程４５が完了した後、ウエーハ上のＴｉ
被覆のパッシベーション及び反応器部品表面上のＴｉ付着物の安定化の両方を含
む安定化工程４６を反応器中で行う。好ましいパッシベーション又は安定化工程
４６は、ウエーハ及び反応器部品上のＴｉ膜の上にＴｉＮ層を形成するためＮＨ 3 プラズマを用いて実施されるものであるのが好ましいが、それは、下の図４に
関連して記述する別の方法を含んでいてもよい。反応器部品上のＴｉ膜を安定化
するためにそのような工程で必要になるパッシベーション時間は、ウエーハ上に
ＴｉＮ膜を形成するのに必要なパッシベーション時間より短く、その結果ウエー
ハのＴｉＮ処理に適したＴｉＮ処理時間も室をパッシベーションするために用い
ることができることが判明している。下の図４に関連して記述するパッシベーシ
ョン法に従って、パッシベーション工程４６は進行する。パッシベーション工程
４６が完了した後、本発明のこの態様に従う全Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法が完了し、処
理されたウエーハを室から取り出す（工程４７）。もしこの時に室を清浄化する
必要がなく、更にウエーハをＴｉ−ＰＥＣＶＤにより処理する必要があるならば
、新しいウエーハを反応器室中へ装填して工程４０を繰り返す。さもなければ、
図１又は２の方法１０又は３０に従い、反応器の清浄化を行うことができる。こ
の連続的ウエーハ被覆操作中、その場での清浄化が必要になるまでに、数千のウ
エーハを処理することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４７】 好ましい態様として、ＴｉＣｌx＋ＮＨ3＝ＴｉＮ＋ＨＣｌの安定化反応を生ず
る条件下で、ＮＨ3安定化用ガス(安定化ガス, stabilization gas)を用いる。そ
のような反応に対する好ましい工程条件は次の通りである： ガス流動従属工程５１： 全圧力 ２６６．６４〜１３３３．２２Ｎ／ｍ2（２〜１０トール） アルゴン流量 １５０〜４５０ｓｃｃｍ 窒素流量 ０〜５０００ｓｃｃｍ アンモニア流量 ５００〜５０００ｓｃｃｍ プラズマ従属工程５３： プラズマ電力 ２５０〜７５０ワット プラズマ電力周波数 ４５０ｋＨｚ 温度維持従属工程５４： ウエーハ温度 ５９０℃ サセプタ温度 ６３０℃ シャワーヘッド温度 ＞４２５℃ 反応室壁温度 １００〜２００℃ 及び、安定化時間従属工程： 安定化工程時間、約１０〜６０秒（Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法条件に依存する）
。
る条件下で、ＮＨ3安定化用ガス(安定化ガス, stabilization gas)を用いる。そ
のような反応に対する好ましい工程条件は次の通りである： ガス流動従属工程５１： 全圧力 ２６６．６４〜１３３３．２２Ｎ／ｍ2（２〜１０トール） アルゴン流量 １５０〜４５０ｓｃｃｍ 窒素流量 ０〜５０００ｓｃｃｍ アンモニア流量 ５００〜５０００ｓｃｃｍ プラズマ従属工程５３： プラズマ電力 ２５０〜７５０ワット プラズマ電力周波数 ４５０ｋＨｚ 温度維持従属工程５４： ウエーハ温度 ５９０℃ サセプタ温度 ６３０℃ シャワーヘッド温度 ＞４２５℃ 反応室壁温度 １００〜２００℃ 及び、安定化時間従属工程： 安定化工程時間、約１０〜６０秒（Ｔｉ−ＰＥＣＶＤ法条件に依存する）
。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】 上に記載した本発明の実施は、本出願の譲受け人による次の米国特許及び出願
を参考にすることにより促進することができる：米国特許第５，６６５，６４０
号、第５，６６７，２４３号及び第５，５９３，５１１号、及び米国特許出願Ｓ
ｅｒｉａｌ Ｎｏ．０８／２５３，９７８（これらは、言及することによって本
明細書に明確に組み入れる）。
を参考にすることにより促進することができる：米国特許第５，６６５，６４０
号、第５，６６７，２４３号及び第５，５９３，５１１号、及び米国特許出願Ｓ
ｅｒｉａｌ Ｎｏ．０８／２５３，９７８（これらは、言及することによって本
明細書に明確に組み入れる）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒルマン、ジョセフ、ティ アメリカ合衆国 アリゾナ、スコッツデー ル、イー、マックルラン ブールバード 8025 (72)発明者 ルージンク、ガート アメリカ合衆国 アリゾナ、テムプ、サウ ス ロッキイ ポイント ロード 5518 (72)発明者 ウォード、マイケル アメリカ合衆国 アリゾナ、フェニック ス、デザート トランペット ロード (72)発明者 ヤサー、タグラル アメリカ合衆国 アリゾナ、スコッツデー ル、イー、コイオート ロード 13947 Ｆターム(参考） 4K030 AA03 AA17 BA18 BA38 CA04 CA12 DA06 FA01 4M104 AA01 BB14 BB17 DD06 DD43 DD86 DD89 FF17 FF18 HH20 【要約の続き】 は、必要に応じ、ＡｒとＨ２ガスとの混合物を導入して プラズマを形成し、反応器部品を加熱し（４３）、次に ＴｉＣｌ４を導入してそれを化学的に還元し（４４）、 加熱された反応器部品上にＴを蒸着し（４５）、次に酸 化性又は還元性ガスを室中へ、Ｔｉ膜を安定化するのに 必要な時間導入する（５０）ことを含む。好ましくは、 Ｎ２及びＮＨ３を導入し、ウエーハのパッシベーション と反応器安定化を同時に行う。反応器だけの安定化及び 或る場合にはウエーハの安定化は、ＮＨ３、Ｈ２Ｏ、Ｏ ２、又は他のガスを使用してもよい。
Claims (30)
- 【請求項１】 ＣＶＤ処理室中に支持された基体の上にチタン含有材料を化
学蒸着するための該ＣＶＤ処理室の安定性を維持する方法において、 反応器中でチタンの化学蒸着を行なった後、 前記室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入し、次いで、該室の諸部品のＣＶ
Ｄチタン被覆された表面を、蒸着された材料が該表面上のチタン含有膜を安定化
するのに充分な時間の間、前記ガスに曝す、 諸工程を含む、上記維持方法。 - 【請求項２】 室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入し、次いで、該室の
諸部品のＣＶＤチタン被覆された表面を、蒸着された材料が該表面上のチタンを
安定化するのに充分な時間の間前記ガスに曝す工程は、前記室中の基体上にチタ
ンを蒸着した後であって別の基体を該室中でＴｉ−ＣＶＤ処理するために該室中
へ導入する前に行う、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入し、次いで、該室の
諸部品のＣＶＤチタン被覆された表面を、蒸着された材料が該表面上のチタンを
安定化するのに充分な時間の間前記ガスに曝す工程は、前記室中の基体上にチタ
ンを蒸着を行なう度に、次の基体を該室中でＴｉ−ＣＶＤ処理するために該室中
へ導入する前に行う、請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入し、次いで、該室の
諸部品のＣＶＤチタン被覆された表面を、蒸着された材料が該表面上のチタンを
安定化するのに充分な時間の間前記ガスに曝す工程は、前記室中の基体上にチタ
ンを蒸着した後であって該基体を該室から除去する前に行い；しかも、前記室中
で前記基体を取り出す前に、該基体をパッシベーションする工程を更に含む；請
求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 基体をパッシベーションする工程は、室の部品のＣＶＤチタ
ン被覆された表面を酸化性ガス又は還元性ガスに曝すと同時に、該基体の上のチ
タン含有膜を、同じ酸化性ガス又は還元性ガスに曝すことによって行う、請求項
４に記載の方法。 - 【請求項６】 室中へ酸化性又は還元性ガスを導入する工程は、該室中へア
ンモニアガスを導入し、ＣＶＤチタン被覆された表面を前記ガスに曝して該表面
上のチタン上に窒化チタンを形成する工程を含む、請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 室中へアンモニアガスを導入し、ＣＶＤチタン被覆された表
面を前記ガスに曝す工程は、約２〜１０トールの圧力、約５００〜５０００ｓｃ
ｃｍのアンモニア流量、約１５０〜４５０ｓｃｃｍのアルゴン流量、４５０ｋＨ
ｚのＲＦで約２５０〜７５０ワットのプラズマ電力で、少なくとも１０秒の時間
行う、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入し、ＣＶＤチタン被
覆された表面を前記ガスに曝す工程は、約２〜１０トールの圧力、約１０〜５０
００ｓｃｃｍの酸化性又は還元性ガス流量、約５００〜５０００ｓｃｃｍの水素
流量、約５０〜５００ｓｃｃｍのアルゴン流量、約２５０〜７５０ワットのＲＦ
プラズマ電力で、少なくとも１０秒の時間行う、請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入し、ＣＶＤチタン被
覆された表面を前記ガスに曝す工程は、少なくとも４２５℃の温度に維持した室
内で、ガス導入シャワーヘッドを用いて行う、請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入し、ＣＶＤチタン
被覆された表面を前記ガスに曝す工程は、少なくとも１００℃の温度に維持し該
室内で、チタン含有表面で行う、請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入する工程は、ＮＨ
３、Ｈ２、Ｎ２、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、ＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６及びＣＨ４からなる群から
選択されたガスを導入する工程を含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 真空圧力水準でアルゴンガスと水素ガスとの混合物を室中
へ導入し； チタン含有反応物ガスを前記室中へ導入する前に、該室中で前記のアルゴンガ
スと水素ガスとを用いて反応器部品の表面に隣接してプラズマを発生させ； チタン含有反応物ガスを前記室中へ導入し、該チタン含有反応物ガスを化学的
に還元して該室内でチタン含有膜を蒸着させる； 諸工程を更に含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 室の諸部品の表面を清浄化した後であってＴｉ−ＣＶＤ処
理のために該室中へ基体を導入する前に、 チタン含有反応物ガスを前記室中へ導入し、該ガスを化学的に還元し、反応器
の加熱された諸部品上にチタン含有膜を蒸着させ；次いで、 前記室中へ酸化性ガス又は還元性ガスを導入し、該室の諸部品のＣＶＤチタン
被覆表面を、蒸着された材料が該表面上のチタンを安定化するのに充分な時間の
間、前記ガスに曝す工程を行う； 諸工程を更に含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１４】 室の部品の表面を清浄化した後であって、チタン含有反応
物ガスを室中へ導入してそのガスを化学的に還元し、反応器の加熱された部品上
にチタン含有膜を蒸着させる工程の前に、 アルゴンガスと水素ガスとの混合物を真空圧力水準の室内へ導入し； 反応器部品の表面に隣接して、室中のガスを用いてプラズマを発生させ、それ
と共に反応器部品の温度を上昇させる； 諸工程を更に含む、請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 ＣＶＤ処理室内の基体表面上に被覆材料を化学蒸着するた
めの反応器の該室を調整する方法において、 前記室を清浄化して、前記反応器の部品の表面から既に付着していた被覆材料
を除去し； 不活性ガスと反応物ガスとの混合物を真空圧力水準の室中へ導入し； 前記室中のガスを用いてプラズマを発生させ、それと共に反応器部品の温度を
上昇させ；次いで、 被覆材料含有反応物ガスを前記室中へ導入し、それを化学的に反応させて該室
中の加熱された部品の表面上に被覆材料膜を蒸着し；次いで、 酸化性ガス又は還元性ガスを前記室中へ導入し、前記部品表面上の膜を、前記
蒸着膜を安定化するのに充分な時間、前記ガスと接触させる； 諸工程を含む、上記調整方法。 - 【請求項１６】 清浄化工程が、反応器の室を開いて、その室の部品を湿式
清浄化する工程を含む、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 清浄化工程が、反応器の室の部品を、その室を閉じたまま
真空中でその場で清浄化する工程を含む、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１８】 清浄化工程が、室を清浄化して反応器の部品表面から既に
付着していたチタンを除去する工程を含み； 混合物導入工程が、アルゴンと水素ガスとの混合物を真空圧力水準の室中へ導
入する工程を含み； 被覆材料導入工程が、ＴｉＣｌ４ガスを室中へ導入し、それを水素ガスにより
化学的に還元して前記室中の部品表面上にチタン膜を蒸着する工程を含み；そし
て 酸化性ガス又は還元性ガスを導入する工程が、酸化性ガス又は還元性ガスを室
中へ導入し、前記部品表面上のチタン膜を、その蒸着されたチタン膜を安定化す
るのに充分な時間の間前記ガスと接触させる工程を含む； 請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１９】 プラズマ発生工程が、室内のシャワーヘッドの温度を少な
くとも４２５℃の温度へ上昇させる工程を含む、請求項１８記載の方法。 - 【請求項２０】 酸化性ガス又は還元性ガスを室中へ導入し、部品表面上の
膜を、その蒸着膜を安定化するのに充分な時間、前記ガスと接触させる工程の後
、 基体を室中へ導入し； ＴｉＣｌ４ガスを室中へ導入し、水素ガスでそれを化学的に還元して基体の表
面上にチタン膜を蒸着する； 諸工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。 - 【請求項２１】 基体導入工程後、 再び酸化性又は還元性ガスを室中へ導入し、反応器の部品表面上の膜を、その
蒸着膜を安定化するのに充分な時間、前記ガスと接触させ；そして 室を更に清浄化する前に、別の基体を室中へ導入し、前記基体を、その上に被
覆材料膜を蒸着するＣＶＤ工程を行うことにより処理する； 諸工程を更に含む、請求項２０記載の方法。 - 【請求項２２】 基体導入工程後、 基体を室から取り出す前に、再び酸化性又は還元性ガスを室中へ導入し、基体
の表面上の膜を、前記基体表面上に蒸着された膜を安定化するのに充分な時間、
前記ガスと接触させる、 工程を更に含む、請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２３】 再び酸化性又は還元性ガスを導入する工程が、アンモニア
ガスを室中へ導入し、基体表面上に蒸着された膜を、その上に窒化チタンを形成
することにより安定化するのに充分な時間、前記基体表面上の前記膜を前記ガス
と接触させる工程を含む、請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２４】 基体表面上にチタン膜を蒸着し、次いで、該蒸着チタン膜
をパッシベーションする方法において、 アルゴンと水素ガスとの混合物を真空室中へ導入し； ＴｉＣｌ４ガスを室中へ導入し、それを水素ガスにより化学的に還元して、前
記基体表面上にチタン膜を蒸着し；次いで、 前記基体を前記室中に入れたまま、パッシベーション用ガスを前記室中へ導入
し、該基体表面上のチタン膜を、該基体上の蒸着チタン含有膜を安定化するのに
充分な時間、前記ガスと接触させる； 諸工程を含む、上記パッシベーション方法。 - 【請求項２５】 ＴｉＣｌ４ガス導入工程が、ＴｉＣｌ４ガスを水素ガスで
化学的に還元し、室内の反応器部品の表面上にチタン膜を蒸着させる工程を含み
；更に、基体を室中に入れたまま、パッシベーション用ガスを室中へ導入し、反
応器部品表面上のチタン膜を、前記部品上の蒸着チタン膜を安定化するのに充分
な時間、前記ガスと接触させる；請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２６】 ＴｉＣｌ４ガス導入工程が、ＴｉＣｌガスを水素ガスで化
学的に還元し、室内の反応器部品の表面上にチタン膜を蒸着させる工程を含み；
更に、基体を室中に入れたまま、パッシベーション用ガスを室中へ導入し、反応
器部品表面上のチタン膜を、前記部品上の蒸着チタン膜を安定化するのに充分な
時間、前記ガスと接触させる；請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２７】 アルゴンと水素ガスとの混合物を室中へ導入する工程が、
混合物中にプラズマを形成する工程を含む、請求項２４記載の方法。 - 【請求項２８】 反応器中でチタンを蒸着し、前記蒸着した膜を酸化性ガス
又は還元性ガスと接触させる間、室中のシャワーヘッドを少なくとも４２５℃の
温度に維持する工程を更に含む、請求項２４記載の方法。 - 【請求項２９】 ＣＶＤ処理室中に支持された基体上に金属含有界面層材料
を化学蒸着するための前記室の安定性を維持する方法において、 反応器中で前記界面層材料を化学蒸着した後、 前記室中へ安定化用ガスを導入し、前記材料で被覆された室の部品表面を、前
記表面上に蒸着された前記材料を安定化するのに充分な時間、前記ガスに曝す、
工程を有する、上記維持方法。 - 【請求項３０】 室中へガスを導入し、次いで、表面を前記ガスに曝す工程
は、該室中で基体表面上に材料を蒸着した後であって、該室から該基体を取り出
して該基体上に蒸着された該材料を同時にパッシベーションする前であって、し
かも、前記室中へ別の基体を導入する前に行う、請求項２９に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| US09/063,196 US6635569B1 (en) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Method of passivating and stabilizing a Ti-PECVD process chamber and combined Ti-PECVD/TiN-CVD processing method and apparatus |
| US09/063,196 | 1998-04-20 | ||
| PCT/US1999/008193 WO1999054522A1 (en) | 1998-04-20 | 1999-04-14 | Method of passivating a cvd chamber |
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ID=22047603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000544848A Expired - Lifetime JP3730865B2 (ja) | 1998-04-20 | 1999-04-14 | Ｃｖｄ室をパッシベーションする方法 |
Country Status (8)
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