JP2004091825A - Thin film growing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film growing method in which the wiring reliability and the via contact are not adversely affected by excessive heat treatment, and dust is prevented from being caused by unreasonably small heat treatment in a growing chamber. <P>SOLUTION: In a degassing chamber, the heat treatment is performed until the partial pressure of at least one kind of degassing species from a substrate for growth reaches the partial pressure at which particles having a mean grain size of ≥0.2 μm obtained by degassing of the degassing species is produced by ≤0.1 piece/cm<SP>2</SP>, and then, the thin film grows on the substrate for growth in a film deposition chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜成長方法に関するものであり、成長装置内壁に付着した薄膜の薄膜成長中における剥離によるパーティクルの発生、特に、ＭＯＣＶＤ装置を用いたＴｉＮの成膜工程におけるパーティクルの発生を防止するための脱ガス処理に特徴のある薄膜成長方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体装置を製造する際の薄膜成長技術としてＣＶＤ（化学気相成長）やスパッタリング技術を用いた方法が広く普及しており、配線の形成工程等において用いられている。
【０００３】
この様な配線の形成工程においては、Ａｌ配線のバリアメタルやＷプラグのバリアメタルとしてＴｉＮ膜が一般に多用されている。
例えば、Ａｌ配線に対するバリア層は、スパッタ法で成膜したＴｉＮ膜を用い、一方、ステップカヴァレッジ性が求められるコンタクトホール或いはコンタクトホールに設けるバリア層は、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）で成膜したＴｉＮ膜が用いられている。
【０００４】
この様なバリアメタルとして用いられるＴｉＮ膜、特に、ＭＯＣＶＤ−ＴｉＮ膜は非常にもろく、成膜装置内に設けたシールド（防着板）からはがれやすい性質を持っているために、しばしばパーティクルが発生して半導体装置の製造歩留りを低下させている。
【０００５】
そこで、従来のＣＶＤ装置やスパッタ装置では、ウェハからの脱ガスによって成長チャンバが汚染されることを防ぐために、ランプや抵抗加熱式のヒータを用いてウェハを決められた温度と時間で加熱を行い、ウェハからの汚染物質を成長チャンバに入れる前にあらかじめ昇華させていた。
【０００６】
ところが、半導体装置の品種や層間絶縁膜の違いによって、ウェハからの脱ガス量やガスの種類が異なり、脱ガス量が多い品種のウェハ、例えば、ＳＯＧ（スピンオングラス）成膜後のウェハに合わせて脱ガス処理における温度と時間を決めると、過剰な熱がウェハにかかってしまい、配線の信頼性やビアコンタクトに悪影響を与えていた。
【０００７】
一方、脱ガス量の少ない品種のウェハに合わせて脱ガス処理における温度と時間を決めると、ウェハは汚染物質を伴ったまま成長チャンバに入ってしまい、汚染やパーティクルを引き起こしていた。
【０００８】
特に、ＭＯＣＶＤ装置を用いたＴｉＮ成膜工程においては、成長ガスとしてＴＤＭＡＴ（テトラキスジメチルアンモニウム）を用いるため、成膜雰囲気中にアンモニアなどの有機物質を含むことになり、且つ、ＴｉＮ膜が脆く密着性が悪いので、シールドからＴｉＮ膜が剥がれやすく、パーティクルが発生しやすい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の半導体装置の製造工程においては、品種毎、層毎に非常に多くの脱ガス処理レシピを必要としており、脱ガス処理が複雑であるという問題がある。
【００１０】
また、ランプ式の脱ガス処理チャンバでは、加熱ランプや石英窓の経年劣化によって次第に温度が下がってくるために定期的にレシピの温度校正を行う必要があるが、非常に多くの脱ガス処理レシピを校正するために、多大な工数を要するという問題がある。
【００１１】
なお、コンタクトホールの埋込工程、多孔質シリコン上へのエピタキシャル成長工程、或いは、多結晶シリコン層上へ成膜工程において、プロセス前に脱ガスを行い、質量分析装置等を使って脱ガスを監視することも提案されている（必要ならば、特開平５−２１４５３０号公報、特開平６−２９３９７１号公報、或いは、特開平９−５５４８０号公報参照）。
【００１２】
しかし、これらの場合には、何を基準に脱ガス処理条件を具体的に設定するかは必ずしも明らかではなく、過剰な熱処理を行う虞があり、特に、脱ガスに伴うパーティクルの発生を問題にしていないので、ＴｉＮ膜の成膜工程には直ちに適用できないものである。
【００１３】
したがって、本発明は、過剰な熱処理によって配線の信頼性やビアコンタクトに悪影響を与えることなく、また過少な熱処理による成長チャンバからの発塵を防止することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
図１は各種の脱ガス圧力とパーティクル数の相関の説明図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、この場合のパーティクル数は平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクル数であり、脱ガス量の多いウェハと脱ガス量の少ない２種類のウェハについて、各脱ガス種について、温度を変化させて熱処理した場合の脱ガス分圧のピーク値を示すとともに、脱ガス量の多いウェハと脱ガス量の少ない２種類のウェハを２９０℃で６０秒間の脱ガス処理を行ったのちに、ＴｉＮ膜の成膜を行った場合に発生する８インチ（≒２０ｃｍ）ウェハ当りのパーティクル数として示している。
【００１５】
この場合の「平均粒径」とは、ウェハにレーザ光を照射して、パーティクルによって散乱されたレーザ張りの強度から計算して求めたパーティクル粒子の平均値を意味する。
【００１６】
図１（ａ）乃至（ｄ）参照
上記の目的を達成するため、本発明は、薄膜成長方法において、脱ガスチャンバー内において、成長用基板からの脱ガス種の内の少なくとも一種の脱ガス種の分圧が、該脱ガス種の脱ガスによる平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクルの発生量が０．１個／ｃｍ^２以下、より好適には０．０７個／ｃｍ^２以下になる分圧になるまで熱処理を行ったのち、成膜チャンバー内において成長用基板上に薄膜の成長を行うことを特徴とする。
【００１７】
図に示すように、発生するパーティクル数が、８インチウェハ当り１００個（≒０．３個／ｃｍ^２）を大幅に越えると急激に歩留りが低下するが、これは、成長用基板からの脱ガス量があるレベルを超えると成長チャンバーの治具に付着している膜がはがれて発塵を引き起こしているからである。
【００１８】
したがって、発生するパーティクル数が０．１個／ｃｍ^２（≒８インチウェハ当り３０個）以下、より好適には０．０７個／ｃｍ^２以下（≒８インチウェハ当り２０個）以下になる分圧まで熱処理を行うことにより、成膜工程において製造歩留りが低下することがない。
【００１９】
図１（ａ）参照
脱ガス種としてＨ_２Ｏに着目すると、図に示すように、Ｈ_２Ｏの分圧が５×１０^−８Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことが望ましい。
【００２０】
図１（ｂ）参照
脱ガス種としてＯＨに着目すると、図に示すように、ＯＨの分圧が１×１０^−８Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことが望ましい。
【００２１】
図１（ｃ）参照
脱ガス種としてＨ_２に着目すると、図に示すように、Ｈ_２の分圧が１×１０^−９Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことが望ましい。
【００２２】
図１（ｄ）参照
脱ガス種としてＯに着目すると、図に示すように、Ｏの分圧が１×１０^−９Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことが望ましい。
【００２３】
本発明のパーティクル数との相関で分圧の各脱ガス種の分圧上限を決定する手法は、スパッタ、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の各種の成膜方法に適用されるものであるが、特に、パーティクルの発生が顕著なＭＯＣＶＤ法の場合に効果的である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図５を参照して、本発明の実施の形態のＴｉＮ膜の成膜工程を説明する。
図２参照
図２は、本発明の実施の形態に用いるＭＯＣＶＤ装置の概略的構成図であり、ＭＯＣＶＤ装置１０は、ロードロック１１、脱ガスチャンバー１２、ＴｉＮ膜成長用チャンバー１３、成長チャンバー１４、及び、中心部に設けられたウェハ搬送機構１６から構成され、脱ガスチャンバー１２には質量分析器１５が設けられており、また、ウェハ１８をロードロック１１から取り出して脱ガスチャンバー１２等への搬送・取り出しをウェハ搬送機構装置１７によって制御する。
【００２５】
図３参照
図３は、本発明の実施の形態に用いるＭＯＣＶＤ装置を構成する脱ガスチャンバーの概略的構成図であり、脱ガスチャンバー１２内には、ウェハ１８を載置するペデスタル２１、ウェハ１８を加熱するために赤外線を照射するハロゲンランプ２２、チャンバー内を真空にするクライトポンプ２３、及び、質量分析器１５を脱ガスチャンバー１２に接続するためのバルブ２４から構成される。
なお、ここでは、ハロゲンランプ２２は、例えば、６個配置する。
【００２６】
図４参照
図４は、本発明の実施の形態に用いるＭＯＣＶＤ装置を構成するＴｉＮ膜成長用チャンバーの概略的構成図であり、従来のＴｉＮ膜成長用チャンバーと同様に、ＴｉＮ膜成長用チャンバー１３内には、ウェハ１８を載置するペデスタル３１、ガス供給システム３４からバルブ３５及び配管３６を介してＴｉＮ膜成長用チャンバー１３内へ成長ガス４１を導入するシャワーヘッド３２、シールド（防着板）３３が設けられている。
【００２７】
このＡｌ製のシールド３３は反応ガスによってチャンバー内部が汚れないように、ペデスタル３１の周りを覆うものであり、また、ペデスタル３１の内部にはウェハ１８を所定温度に加熱する抵抗加熱式ヒータ（図示を省略）が設けられている。
【００２８】
また、このシャワーヘッド３２には高周波電源３７から３５０ｋＨｚのＲＦ電力が印加されプラズマ４２を生成するようになっており、また、ＴｉＮ膜成長用チャンバー１３は、圧力調整バルブ３８を介してターボポンプ３９及びドライポンプによって排気されて所定の真空状態にされる。
【００２９】
なお、従来の成膜工程においては、シャワーヘッド３２、シールド３３、及び、ヒータが内部に組み込まれたペデスタル３１のウェハ１８の載置部近傍に付着した膜が、剥離し、パーティクルの原因となっていた。
【００３０】
図５参照
図５は、本発明のＴｉＮ膜の成膜工程のフロー図であり、このフロー図に基づいて、本発明の実施の形態を説明するが、図２乃至図４を合わせて参照して説明する。
まず、ウェハ１８をロードロック１１からＭＯＣＶＤ装置内に導入し、ウェハ搬送機構１６によって脱ガスチャンバー１２へ搬送する。
【００３１】
スタンバイ時に、脱ガスチャンバー１２内はクライオポンプ２３によって１×１０^−５Ｐａ以下の真空度に保たれている。
【００３２】
次いで、６個のハロゲンランプ２２を点灯して６００Ｗの照射エネルギーの赤外線をウェハ１８に照射し、ウェハ１８を、例えば、３００℃まで加熱する。
【００３３】
この加熱工程において、ハロゲンランプ２２によって加熱されたウェハ１８から、様々な種類のガスが放出されるが、質量分析器１５によってウェハ１８から出るＨ_２Ｏ、ＯＨ、Ｈ_２、Ｏの各分圧をモニタし、それぞれの分圧が、５×１０^−８Ｐａ、１×１０^−８Ｐａ、１×１０^−９Ｐａ、及び、１×１０^−９Ｐａ以下になるまでの時間、例えば、１８０秒間の脱ガス処理を行う。
【００３４】
この脱ガス処理によって、処理後のウェハ１８は、成膜工程において８インチウェハ当り平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクルの発生数が２０個以下になる。
【００３５】
次いで、ウェハ搬送機構１６によって、処理後のウェハ１８を、脱ガスチャンバー１２からＴｉＮ膜成長用チャンバー１３へ搬送し、抵抗加熱式ヒータで例えば、４００℃に設定されたペデスタルの上に載置される。
【００３６】
次いで、Ｎ_２を３００ｓｃｃｍ、Ｈｅを５００ｓｃｃｍ流した状態で１５秒間保持して、ウェハ１８を加熱したのち、ガス供給システム３４からＨｅでバブリングしたＴＤＭＡＴ（テトラキスジメチルアンモニウム）を２２５ｓｃｃｍ、Ｎ_２を３００ｓｃｃｍ、希釈するためのＨｅを２７５ｓｃｃｍ流して、ウェハ１８上にＴｉＮ膜を例えば、１１秒間成長させる。
この成膜工程において、ウェハ１８には最高３８０℃の熱が加わる。
【００３７】
次いで、有機ガスであるＴＤＭＡＴで成長したＴｉＮ膜は、不純物のために比抵抗が高いので、比抵抗を改善するために、Ｈ_２を３００ｓｃｃｍ、Ｎ_２を２００ｓｃｃｍ流した状態で、高周波電源３７から、３５０ｋＨｚ、７５０ＷのＲＦ電力をシャワーヘッド３１に印加してプラズマ４２を発生し、ウェハ１８をプラズマ４２に暴露する。
【００３８】
この様な成膜工程及びプラズマ暴露工程を、必要とする膜厚のＴｉＮ膜が得られるまで繰り返したのち、再び、ウェハ搬送機構１６を用いてウェハ１８をＴｉＮ膜成長用チャンバー１３から取り出して、他の成膜工程へ移行する。
なお、ここでは、一回の成膜工程及びプラズマ暴露工程によって５ｎｍのＴｉＮ膜を製膜する。
【００３９】
この様に、本発明の実施の形態においては、ＴｉＮ膜を成膜する前にウェハを、脱ガスに伴ってパーティクル数が８インチウェハ当り３０個以下、より好適には２０個以下になる脱ガスの分圧まで脱ガス処理しているので、成膜工程において製造歩留りが低下することがない。
【００４０】
また、各種の脱ガスの分圧を質量分析器１５によってリアルタイムに監視して各種の脱ガスの分圧がしきい値を割った時点で脱ガス処理を終了するので、脱ガス時間が過大になることがなく、脱ガス処理に伴う熱によって配線の信頼性やビアコンタクトに悪影響を与えることがない。
【００４１】
また、脱ガスの分圧をリアルタイムに監視するだけであるので、品種毎、層毎に非常に多くの脱ガス処理レシピを必要とすることがなく、脱ガス処理が簡素化される。
【００４２】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施の形態の工程を多層配線構造の形成工程に適用した場合の製造工程を説明する。
図６（ａ）参照
まず、デバイスを形成したシリコン基板（図示を省略）上に設けた下地絶縁膜５１上に、通常のマグネトロンスパッタ法で厚さが、例えば、２５ｎｍのＴｉ膜５２、厚さが、例えば、５０ｎｍのＴｉＮ膜５３、厚さが、例えば、４００ｎｍのＡｌ配線５４、及び、厚さが、例えば、１２０ｎｍのＴｉＮ膜５５を堆積したのち、所定の形状にエッチングすることによって配線を形成する。
【００４３】
次いで、全面に層間絶縁膜５６を設けたのち、ＴｉＮ膜５５に達するビアホール５７を形成し、次いで、上述の脱ガス処理を行うことによって、表面に付着した脱ガス成分或いは層間絶縁膜５６中に含まれる脱ガス成分を、脱ガスに伴って発生する平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクル数が８インチウェハ当り３０個以下、より好適には２０個以下になるまで脱ガスする。
【００４４】
図６（ｂ）参照
次いで、ＴｉＮ膜成長用チャンバーにおいて、上述の成膜工程及びプラズマ暴露工程を３度繰り返すことによって、厚さが、例えば、１５ｎｍのＴｉＮ膜５８を成膜する。
【００４５】
図６（ｃ）参照
次いで、ＣＶＤ−Ｗ装置において、厚さが、例えば、４００ｎｍのＷ膜５９を成長させ、ビアホール５６をＷ膜５９で埋め込む。
【００４６】
図７（ｄ）参照
次いで、ＣＭＰ（化学機械研磨）法によって層間絶縁膜５６が露出するまでＷ膜５９及びＴｉＮ膜５８を研磨して、ＴｉＮ膜５８で囲まれたＷプラグ６０を形成する。
【００４７】
図７（ｅ）参照
次いで、再び、通常のマグネトロンスパッタ法で、全面に厚さが、例えば、２５ｎｍのＴｉ膜６１、厚さが、例えば、５０ｎｍのＴｉＮ膜６２、厚さが、例えば、４００ｎｍのＡｌ配線６３、及び、厚さが、例えば、１２０ｎｍのＴｉＮ膜６４を堆積したのち、所定の形状にエッチングすることによって配線を形成する。
【００４８】
以降は、必要な配線層の層数分だけ層間絶縁膜の形成工程、プラグの形成工程、及び、配線の形成工程を繰り返すことによって半導体集積回路装置の基本構成が完成する。
【００４９】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の実施の形態の工程をコンタクト電極の形成工程に適用した場合の製造工程を説明する。
図８（ａ）参照
まず、ソース・ドレイン領域等を構成するｎ型領域７２を形成したｐ型シリコン基板７１上に層間絶縁膜７３を形成したのち、ｎ型領域７２に達するコンタクトホール７４を形成し、次いで、上述の脱ガス処理を行うことによって、表面に付着した脱ガス成分或いは層間絶縁膜７３中に含まれる脱ガス成分を、脱ガスに伴って発生する平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクル数が８インチウェハ当り３０個以下、より好適には２０個以下になるまで脱ガスする。
【００５０】
図８（ｂ）参照
次いで、通常のマグネトロンスパッタ法で、厚さが、例えば、４０ｎｍのＴｉコンタクト層７５を成膜する。
このＴｉコンタクト層７５によって、ｎ型領域７２との接触抵抗が低減される。
【００５１】
図８（ｃ）参照
次いで、ＴｉＮ膜成長用チャンバーにおいて、上述の成膜工程及びプラズマ暴露工程を３度繰り返すことによって、厚さが、例えば、１５ｎｍのＴｉＮ膜７６を成膜する。
【００５２】
図９（ｄ）参照
次いで、ＣＶＤ−Ｗ装置において、厚さが、例えば、４００ｎｍのＷ膜７７を成長させ、コンタクトホール７４をＷ膜７７で埋め込む。
【００５３】
図９（ｅ）参照
次いで、ＣＭＰ（化学機械研磨）法によって層間絶縁膜７３が露出するまでＷ膜７７乃至Ｔｉコンタクト層７５を研磨して、Ｔｉコンタクト層７５及びＴｉＮ膜７６で囲まれたＷプラグ７８を形成する。
【００５４】
図９（ｆ）参照
次いで、再び、通常のマグネトロンスパッタ法で、全面に厚さが、例えば、２５ｎｍのＴｉ膜７９、厚さが、例えば、５０ｎｍのＴｉＮ膜８０、厚さが、例えば、４００ｎｍのＡｌ配線８１、及び、厚さが、例えば、１２０ｎｍのＴｉＮ膜８２を堆積したのち、所定の形状にエッチングすることによって配線を形成する。
【００５５】
以降は、必要な配線層の層数分だけ層間絶縁膜の形成工程、プラグの形成工程、及び、配線の形成工程を繰り返すことによって半導体集積回路装置の基本構成が完成する。
【００５６】
この場合、脱ガス処理のち、直ちにＴｉＮ膜を成膜するものではないが、Ｔｉコンタクト層の成膜工程の前に、充分な脱ガス処理を行っており、この脱ガス処理において層間絶縁膜等の表面に付着或いは内部に含まれている脱ガス成分は飛ばされるので、ＴｉＮ膜の成膜工程において脱ガス成分が増加することがなく、製造歩留りの高い成膜工程とすることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の実施の形態の説明においては、脱ガス時間を調整することによって、各脱ガス成分の分圧が、しきい値、即ち、脱ガスに伴って発生する平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクル数が８インチウェハ当り３０個以下、より好適には、２０個以下になるまで脱ガス処理を行っているが、脱ガスチャンバーの温度も調整して、しきい値以下の分圧になるまで制御しても良いものである。
【００５８】
また、上記の実施の形態においては、Ｈ_２Ｏ、ＯＨ、Ｈ_２、Ｏの各分圧の上限を、５×１０^−８Ｐａ、１×１０^−８Ｐａ、１×１０^−９Ｐａ、及び、１×１０^−９Ｐａとしているが、この様な上限はチャンバーの形状や大きさによって変わることが予想されるので、適切なしきい値は装置ごとに設定する必要があり、上述のパーティクルの発生状況に合わせて設定すれば良い。
【００５９】
また、上記の実施の形態においては、ＴｉＮ膜の成膜工程として説明しているが、ＴｉＮ膜に限られるものではなく、化合物半導体を含めた他の成膜工程にも適用できることは自明であり、その場合のパーティクルの発生状況はＴｉＮ膜とは異なるので、成膜種に応じて発生するパーティクル数から分圧の上限を設定すれば良い。
【００６０】
また、上記の実施の形態においては、成膜工程をＭＯＣＶＤ工程として説明しているが、ＭＯＣＶＤ工程に限られるものではなく、スパッタ工程、熱ＣＶＤ工程、或いは、プラズマＣＶＤ工程等の他の成膜工程にも適用できることは自明であり、その場合のパーティクルの発生状況はＭＯＣＶＤ工程とは異なるので、工程の種類に応じて発生するパーティクル数から分圧の上限を設定すれば良い。
【００６１】
また、本発明の実施の形態においては、半導体装置の製造工程として説明しているが、半導体装置の製造工程に限られるものではなく、液晶表示装置の製造工程或いは強誘電体デバイスの製造工程等の他の製造工程にも適用されるものであることは言うまでもない。
【００６２】
ここで、改めて本発明の詳細な特徴を説明する。
（付記１）　脱ガスチャンバー内において、成長用基板からの脱ガス種の内の少なくとも一種の脱ガス種の分圧が、該脱ガス種の脱ガスによる平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクルの発生量が０．１個／ｃｍ^２以下になる分圧になるまで熱処理を行ったのち、成膜チャンバー内において前記成長用基板上に薄膜の成長を行うことを特徴とする薄膜成長方法。
（付記２）　上記平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクルの発生量が０．０７個／ｃｍ^２以下になる分圧になるまで熱処理を行うことを特徴とする付記１記載の薄膜成長方法。
（付記３）　上記脱ガス種がＨ_２Ｏであり、前記Ｈ_２Ｏの分圧が５×１０^−８Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことを特徴とする付記１または２に記載の薄膜成長方法。
（付記４）　上記脱ガス種がＯＨであり、前記ＯＨの分圧が１×１０^−８Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことを特徴とする付記１または２に記載の薄膜成長方法。
（付記５）　上記脱ガス種がＨ_２であり、前記Ｈ_２の分圧が１×１０^−９Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことを特徴とする付記１または２に記載の薄膜成長方法。
（付記６）　上記脱ガス種がＯであり、前記Ｏの分圧が１×１０^−９Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことを特徴とする付記１または２に記載の薄膜成長方法。
（付記７）　上記成長チャンバーが、有機金属気相成長用成長チャンバーであり、上記成長させる薄膜がＴｉＮ膜であることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載の薄膜成長方法。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、汚染の要因になる脱ガス種の分圧が十分低くなるまでの最低限の時間及び温度で脱ガス処理したのちに成長チャンバーにウェハを入れて成膜しているので、成膜工程において成長チャンバーからの発塵を抑制することができ、半導体装置の生産性の向上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】各種の脱ガス圧力とパーティクル数の相関の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に用いるＭＯＣＶＤ装置の概略的構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に用いるＭＯＣＶＤ装置を構成する脱ガスチャンバーの概略的構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に用いるＭＯＣＶＤ装置を構成するＴｉＮ膜成長用チャンバーの概略的構成図である。
【図５】本発明の実施の形態のＴｉＮ膜の成膜工程のフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態の工程を多層配線構造の形成工程に適用した場合の途中までの製造工程の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態の工程を多層配線構造の形成工程に適用した場合の図６以降の製造工程の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の工程をコンタクト電極の形成工程に適用した場合の途中までの製造工程の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の工程をコンタクト電極の形成工程に適用した場合の図８以降の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
１０　ＭＯＣＶＤ装置
１１　ロードロック
１２　脱ガスチャンバー
１３　ＴｉＮ膜成長用チャンバー
１４　成長チャンバー
１５　質量分析器
１６　ウェハ搬送機構
１７　ウェハ搬送機構制御装置
１８　ウェハ
２１　ペデスタル
２２　ハロゲンランプ
２３　クライオポンプ
２４　バルブ
３１　ペデスタル
３２　シャワーヘッド
３３　シールド
３４　ガス供給システム
３５　バルブ
３６　配管
３７　高周波電源
３８　圧力調整バルブ
３９　ターボポンプ
４０　ドライポンプ
４１　成長ガス
４２　プラズマ
５１　下地絶縁膜
５２　Ｔｉ膜
５３　ＴｉＮ膜
５４　Ａｌ配線
５５　ＴｉＮ膜
５６　層間絶縁膜
５７　ビアホール
５８　ＴｉＮ膜
５９　Ｗ膜
６０　Ｗプラグ
６１　Ｔｉ膜
６２　ＴｉＮ膜
６３　Ａｌ配線
６４　ＴｉＮ膜
７１　ｐ型シリコン基板
７２　ｎ型領域
７３　層間絶縁膜
７４　コンタクトホール
７５　Ｔｉコンタクト電極
７６　ＴｉＮ膜
７７　Ｗ膜
７８　Ｗプラグ
７９　Ｔｉ膜
８０　ＴｉＮ膜
８１　Ａｌ配線
８２　ＴｉＮ膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for growing a thin film, and more particularly to a method for preventing generation of particles due to peeling of a thin film adhered to an inner wall of a growth apparatus during growth of the thin film, particularly, generation of particles in a TiN film forming step using a MOCVD apparatus. The present invention relates to a method for growing a thin film, which is characterized by degassing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a method using a CVD (chemical vapor deposition) or sputtering technique as a thin film growth technique when manufacturing a semiconductor device has been widely used, and is used in a wiring forming step or the like.
[0003]
In the process of forming such a wiring, a TiN film is generally widely used as a barrier metal of an Al wiring or a barrier metal of a W plug.
For example, as a barrier layer for Al wiring, a TiN film formed by a sputtering method is used, and on the other hand, a barrier layer provided in a contact hole or a contact hole where step coverage is required is MOCVD (metal organic chemical vapor deposition). Is used.
[0004]
Such a TiN film used as a barrier metal, particularly a MOCVD-TiN film, is very fragile and has a property of easily peeling off from a shield (adhesion-preventing plate) provided in a film forming apparatus, so that particles are often generated. As a result, the manufacturing yield of the semiconductor device is reduced.
[0005]
In order to prevent the growth chamber from being contaminated by outgassing from the wafer, a conventional CVD apparatus or sputtering apparatus heats the wafer at a predetermined temperature and time using a lamp or a resistance heating type heater. The contaminants from the wafer have been sublimated before entering the growth chamber.
[0006]
However, the amount of degassing from the wafer and the type of gas differ depending on the type of the semiconductor device and the type of interlayer insulating film. If the temperature and time in the degassing process are determined, excessive heat is applied to the wafer, which adversely affects wiring reliability and via contact.
[0007]
On the other hand, if the temperature and time in the degassing process are determined according to the type of wafer having a small degassing amount, the wafer enters the growth chamber with contaminants, causing contamination and particles.
[0008]
In particular, in a TiN film forming process using an MOCVD apparatus, since TDMAT (tetrakisdimethylammonium) is used as a growth gas, an organic substance such as ammonia is contained in the film forming atmosphere, and the TiN film is fragile and adheres. Due to the poor properties, the TiN film is easily peeled off the shield, and particles are easily generated.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the conventional semiconductor device manufacturing process, an extremely large number of degassing recipes are required for each product type and each layer, and there is a problem that the degassing process is complicated.
[0010]
In the case of a lamp-type degassing chamber, it is necessary to periodically calibrate the temperature of the recipe because the temperature gradually decreases due to aging of the heating lamp and the quartz window. There is a problem that a large number of man-hours are required to calibrate.
[0011]
In the process of filling contact holes, epitaxial growth on porous silicon, or film formation on polycrystalline silicon layer, degas before process and monitor degassing using mass spectrometer etc. It has also been proposed (see JP-A-5-214530, JP-A-6-293971, or JP-A-9-55480, if necessary).
[0012]
However, in these cases, it is not always clear on what basis the degassing conditions are specifically set, and there is a risk that excessive heat treatment may be performed, and in particular, the generation of particles accompanying degassing becomes a problem. Therefore, the method cannot be immediately applied to the TiN film forming process.
[0013]
Accordingly, it is an object of the present invention to prevent dust from being generated from a growth chamber due to an excessive heat treatment without adversely affecting wiring reliability and via contact due to excessive heat treatment.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a diagram for explaining the correlation between various degassing pressures and the number of particles. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
The number of particles in this case is the number of particles having an average particle diameter of 0.2 μm or more. For two types of wafers, one having a large amount of degassing and the other having a small amount of degassing, the temperature was changed for each type of degassing. In addition to the peak value of the degassing partial pressure when heat treatment is performed, a wafer having a large degassing amount and a wafer having a small degassing amount are subjected to a degassing treatment at 290 ° C. for 60 seconds, and then a TiN film is formed. Are shown as the number of particles per 8 inch (） 20 cm) wafer generated when the film is formed.
[0015]
The “average particle size” in this case means the average value of the particle particles calculated by calculating the intensity of the laser beam scattered by the particles by irradiating the wafer with the laser beam.
[0016]
1A to 1D. In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for growing a thin film, comprising: in a degassing chamber, at least one degassing species among degassing species from a growth substrate. Of particles having an average particle size of 0.2 μm or more due to degassing of the degassed species is 0.1 particles / cm ² or less, more preferably 0.07 particles / cm ² or less. After heat treatment is performed until the partial pressure is reached, a thin film is grown on a growth substrate in a film formation chamber.
[0017]
As shown in the figure, when the number of generated particles greatly exceeds 100 particles per 8 inch wafer (≒ 0.3 particles / cm ² ), the yield sharply decreases. This is because when the gas amount exceeds a certain level, the film attached to the jig of the growth chamber is peeled off, causing dust generation.
[0018]
Therefore, the number of generated particles is less than 0.1 / cm ² (≒ 30 per イ ン チ 8 inch wafer), more preferably less than 0.07 / cm ² (20 per ≒ 8 inch wafer). By performing the heat treatment up to the pressure, the production yield is not reduced in the film forming process.
[0019]
Focusing on H ₂ O as the degassing species shown in FIG. 1A, it is desirable to perform the heat treatment until the partial pressure of H ₂ O becomes 5 × 10 ⁻⁸ Pa or less, as shown in the figure.
[0020]
Focusing on OH as the degassing species for reference in FIG. 1B, it is desirable to perform heat treatment until the partial pressure of OH becomes 1 × 10 ⁻⁸ Pa or less, as shown in the figure.
[0021]
Focusing on H ₂ as the degassing species shown in FIG. 1C, it is desirable to perform the heat treatment until the partial pressure of H ₂ becomes 1 × 10 ⁻⁹ Pa or less as shown in the figure.
[0022]
Focusing on O as the degassing species for reference in FIG. 1D, it is desirable to perform the heat treatment until the partial pressure of O becomes 1 × 10 ⁻⁹ Pa or less as shown in the figure.
[0023]
The method of the present invention for determining the upper limit of the partial pressure of each degassing species based on the correlation with the number of particles is applied to various film forming methods such as sputtering, thermal CVD, and plasma CVD. This is particularly effective in the case of the MOCVD method in which the generation of particles is remarkable.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Here, with reference to FIG. 2 to FIG. 5, a film forming process of the TiN film according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an MOCVD apparatus used in the embodiment of the present invention. The MOCVD apparatus 10 includes a load lock 11, a degassing chamber 12, a chamber 13 for growing a TiN film, a growth chamber 14, The degassing chamber 12 is provided with a mass analyzer 15. The mass spectrometer 15 is provided in the degassing chamber 12, and the wafer 18 is taken out of the load lock 11 and transferred to the degassing chamber 12 and the like. The transfer and removal are controlled by the wafer transfer mechanism device 17.
[0025]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a degassing chamber constituting an MOCVD apparatus used in the embodiment of the present invention. In a degassing chamber 12, a pedestal 21 on which a wafer 18 is mounted, a wafer 18 It comprises a halogen lamp 22 for irradiating infrared rays to heat the chamber, a cryopump 23 for evacuating the inside of the chamber, and a valve 24 for connecting the mass spectrometer 15 to the degassing chamber 12.
Here, for example, six halogen lamps 22 are arranged.
[0026]
FIG. 4 is a schematic diagram of a TiN film growth chamber constituting the MOCVD apparatus used in the embodiment of the present invention. As in the conventional TiN film growth chamber, FIG. Inside, a pedestal 31 on which the wafer 18 is placed, a shower head 32 for introducing a growth gas 41 from the gas supply system 34 into the chamber 13 for growing a TiN film via a valve 35 and a pipe 36, and a shield (deposition plate) 33 are provided.
[0027]
The shield 33 made of Al covers the periphery of the pedestal 31 so that the inside of the chamber is not contaminated by the reaction gas, and the inside of the pedestal 31 is a resistance heater (not shown) for heating the wafer 18 to a predetermined temperature. Is omitted).
[0028]
RF power of 350 kHz is applied to the shower head 32 from a high-frequency power source 37 to generate plasma 42. The TiN film growth chamber 13 is connected to a turbo pump 39 via a pressure adjustment valve 38. Then, the air is evacuated by a dry pump to a predetermined vacuum state.
[0029]
In the conventional film forming process, the film attached to the vicinity of the mounting portion of the wafer 18 on the pedestal 31 in which the shower head 32, the shield 33, and the heater are incorporated is peeled off, which causes particles. I was
[0030]
FIG. 5 is a flow chart of a TiN film forming process of the present invention. An embodiment of the present invention will be described with reference to this flow chart. FIG. 5 is also referred to. Will be explained.
First, the wafer 18 is introduced from the load lock 11 into the MOCVD apparatus, and is transferred to the degas chamber 12 by the wafer transfer mechanism 16.
[0031]
During standby, the inside of the degassing chamber 12 is maintained at a degree of vacuum of 1 × 10 ⁻⁵ Pa or less by a cryopump 23.
[0032]
Next, the six halogen lamps 22 are turned on to irradiate the wafer 18 with infrared rays having an irradiation energy of 600 W, and the wafer 18 is heated to, for example, 300 ° C.
[0033]
In this heating step, various kinds of gases are released from the wafer 18 heated by the halogen lamp 22, and the partial pressures of H ₂ O, OH, H ₂ , and O exiting from the wafer 18 by the mass analyzer 15. And the time until each partial pressure becomes 5 × 10 ⁻⁸ Pa, 1 × 10 ⁻⁸ Pa, 1 × 10 ⁻⁹ Pa, and 1 × 10 ⁻⁹ Pa or less, for example, 180 seconds Is degassed.
[0034]
By this degassing process, the number of particles having an average particle size of 0.2 μm or more per 8-inch wafer is reduced to 20 or less in the formed wafer 18 in the film forming process.
[0035]
Next, the processed wafer 18 is transferred from the degassing chamber 12 to the TiN film growth chamber 13 by the wafer transfer mechanism 16 and placed on a pedestal set at, for example, 400 ° C. by a resistance heater. You.
[0036]
Next, the wafer 18 was heated while holding N ₂ at 300 sccm and He at 500 sccm for 15 seconds. After heating the wafer 18, 225 sccm of TDMAT (tetrakisdimethylammonium) bubbled with He from the gas supply system 34 and 300 sccm of N ₂ . By flowing He for dilution at 275 sccm, a TiN film is grown on the wafer 18 for, for example, 11 seconds.
In this film forming process, heat of up to 380 ° C. is applied to the wafer 18.
[0037]
Next, the TiN film grown by TDMAT, which is an organic gas, has a high specific resistance due to impurities. Therefore, in order to improve the specific resistance, the high-frequency power supply 37 is used with H ₂ flowing at 300 sccm and N ₂ flowing at 200 sccm. , 350 kHz, and 750 W of RF power are applied to the showerhead 31 to generate a plasma 42, and the wafer 18 is exposed to the plasma 42.
[0038]
After such a film forming process and a plasma exposure process are repeated until a TiN film having a required film thickness is obtained, the wafer 18 is again taken out of the TiN film growth chamber 13 by using the wafer transfer mechanism 16, and The process proceeds to another film forming process.
Here, a 5 nm TiN film is formed by one film forming step and plasma exposing step.
[0039]
As described above, in the embodiment of the present invention, before the TiN film is formed, the wafer is degassed so that the number of particles is reduced to 30 or less per 8 inch wafer, more preferably to 20 or less. Since the degassing process is performed up to the partial pressure of the gas, the production yield does not decrease in the film forming process.
[0040]
Further, since the partial pressures of various degassing are monitored in real time by the mass spectrometer 15 and the degassing process is terminated when the partial pressures of various degassings fall below the threshold value, the degassing time becomes excessively long. The reliability of the wiring and the via contact are not adversely affected by the heat generated by the degassing process.
[0041]
In addition, since only the degassing partial pressure is monitored in real time, a very large number of degassing recipes are not required for each product type and each layer, and the degassing process is simplified.
[0042]
Next, with reference to FIGS. 6 and 7, a description will be given of a manufacturing process when the process of the embodiment of the present invention is applied to a process of forming a multilayer wiring structure.
Referring to FIG. 6A, first, a Ti film 52 having a thickness of, for example, 25 nm is formed on a base insulating film 51 provided on a silicon substrate (not shown) on which a device is formed by a normal magnetron sputtering method. However, after depositing, for example, a 50 nm thick TiN film 53, an Al wiring 54 having a thickness of, for example, 400 nm, and a TiN film 55 having a thickness of, for example, 120 nm, the wiring is formed by etching into a predetermined shape. Form.
[0043]
Next, after an interlayer insulating film 56 is provided on the entire surface, a via hole 57 reaching the TiN film 55 is formed, and then the above-described degassing process is performed, so that a degassed component adhered to the surface or in the interlayer insulating film 56 is formed. The contained degassing component is degassed until the number of particles having an average particle diameter of 0.2 μm or more generated by degassing becomes 30 or less per 8 inch wafer, more preferably 20 or less.
[0044]
Next, referring to FIG. 6B, in the TiN film growth chamber, a TiN film 58 having a thickness of, for example, 15 nm is formed by repeating the above-described film forming step and plasma exposure step three times.
[0045]
Next, referring to FIG. 6C, in the CVD-W apparatus, a W film 59 having a thickness of, for example, 400 nm is grown, and the via hole 56 is filled with the W film 59.
[0046]
Next, as shown in FIG. 7D, the W film 59 and the TiN film 58 are polished by CMP (chemical mechanical polishing) until the interlayer insulating film 56 is exposed, thereby forming a W plug 60 surrounded by the TiN film 58.
[0047]
Next, referring to FIG. 7 (e), a Ti film 61 having a thickness of, for example, 25 nm, a TiN film 62 having a thickness of, for example, 50 nm, and a thickness of, for example, 400 nm are formed on the entire surface again by a normal magnetron sputtering method. After depositing an Al wiring 63 and a TiN film 64 having a thickness of, for example, 120 nm, the wiring is formed by etching into a predetermined shape.
[0048]
Thereafter, the basic configuration of the semiconductor integrated circuit device is completed by repeating the steps of forming the interlayer insulating film, forming the plug, and forming the wiring for the required number of wiring layers.
[0049]
Next, with reference to FIGS. 8 and 9, a description will be given of a manufacturing process when the process of the embodiment of the present invention is applied to a process of forming a contact electrode.
Referring to FIG. 8A, first, after forming an interlayer insulating film 73 on a p-type silicon substrate 71 on which an n-type region 72 constituting a source / drain region or the like is formed, a contact hole 74 reaching the n-type region 72 is formed. Then, by performing the above-described degassing treatment, the degassing component adhering to the surface or the degassing component contained in the interlayer insulating film 73 is reduced to an average particle diameter of 0.2 μm or more generated by the degassing. Is degassed until the number of particles becomes 30 or less per 8 inch wafer, more preferably 20 or less.
[0050]
8B, a Ti contact layer 75 having a thickness of, for example, 40 nm is formed by a normal magnetron sputtering method.
The contact resistance with the n-type region 72 is reduced by the Ti contact layer 75.
[0051]
Next, referring to FIG. 8C, a TiN film 76 having a thickness of, for example, 15 nm is formed in the chamber for growing a TiN film by repeating the film forming step and the plasma exposing step three times.
[0052]
Next, referring to FIG. 9D, in the CVD-W apparatus, a W film 77 having a thickness of, for example, 400 nm is grown, and the contact hole 74 is filled with the W film 77.
[0053]
Next, as shown in FIG. 9E, the W films 77 to the Ti contact layer 75 are polished by CMP (chemical mechanical polishing) until the interlayer insulating film 73 is exposed, so that the W film 77 surrounded by the Ti contact layer 75 and the TiN film 76 is formed. A plug 78 is formed.
[0054]
Next, referring to FIG. 9 (f), a Ti film 79 having a thickness of, for example, 25 nm, a TiN film 80 having a thickness of, for example, 50 nm, and a thickness of, for example, 400 nm are formed on the entire surface again by a normal magnetron sputtering method. After depositing an Al wiring 81 and a TiN film 82 having a thickness of, for example, 120 nm, the wiring is formed by etching into a predetermined shape.
[0055]
Thereafter, the basic configuration of the semiconductor integrated circuit device is completed by repeating the steps of forming the interlayer insulating film, forming the plug, and forming the wiring for the required number of wiring layers.
[0056]
In this case, the TiN film is not formed immediately after the degassing process, but a sufficient degassing process is performed before the Ti contact layer forming process. Since the degassed components adhering to or contained in the surface of the TiN film are skipped, the degassed components are not increased in the TiN film forming process, and a film forming process with a high production yield can be achieved.
[0057]
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and various modifications are possible.
For example, in the description of the above-described embodiment, by adjusting the degassing time, the partial pressure of each degassing component is reduced to a threshold value, that is, the average particle size generated by degassing is set to 0.2 μm. The degassing process is performed until the number of particles becomes 30 or less per 8 inch wafer, more preferably, 20 or less. It may be controlled until it becomes.
[0058]
In the above embodiment, the upper limit of each partial pressure of H ₂ O, OH, H ₂ , and O is set to 5 × 10 ⁻⁸ Pa, 1 × 10 ⁻⁸ Pa, 1 × 10 ⁻⁹ Pa, and , 1 × are the 10 -9 ^Pa, but since such an upper limit is expected to vary depending on the shape and size of the chamber, suitable threshold should be set for each device, the above-described particle generation Just set it according to the situation.
[0059]
Further, in the above embodiment, the TiN film is formed as a film forming step. However, it is obvious that the present invention is not limited to the TiN film but can be applied to other film forming steps including a compound semiconductor. Since the generation state of the particles in this case is different from that of the TiN film, the upper limit of the partial pressure may be set from the number of particles generated according to the type of film formation.
[0060]
In the above embodiment, the film forming process is described as the MOCVD process. However, the present invention is not limited to the MOCVD process, and other film forming processes such as a sputtering process, a thermal CVD process, and a plasma CVD process may be used. It is obvious that the present invention can be applied to the process, and the generation state of the particles in this case is different from that in the MOCVD process. Therefore, the upper limit of the partial pressure may be set based on the number of particles generated according to the type of the process.
[0061]
Further, in the embodiment of the present invention, the manufacturing process of the semiconductor device is described. However, the present invention is not limited to the manufacturing process of the semiconductor device, but may be a manufacturing process of a liquid crystal display device or a manufacturing process of a ferroelectric device. It is needless to say that the present invention can be applied to other manufacturing steps.
[0062]
Here, the detailed features of the present invention will be described again.
(Supplementary Note 1) In the degassing chamber, the partial pressure of at least one of the degassed species from the growth substrate is a particle having an average particle diameter of 0.2 μm or more due to degassing of the degassed species. A heat treatment until a partial pressure of 0.1 / cm ² or less is generated, and then a thin film is grown on the growth substrate in a film forming chamber.
(Supplementary Note 2) The thin film growth method according to Supplementary Note 1, wherein the heat treatment is performed until the partial pressure at which the generation amount of the particles having an average particle diameter of 0.2 µm or more is 0.07 particles / cm ² or less.
(Supplementary Note 3) The thin film growth according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the degassed species is H ₂ O, and heat treatment is performed until the partial pressure of the H ₂ O becomes 5 × 10 ⁻⁸ Pa or less. Method.
(Supplementary note 4) The thin film growth method according to Supplementary note 1 or 2, wherein the degassed species is OH, and the heat treatment is performed until the partial pressure of the OH becomes 1 × 10 ⁻⁸ Pa or less.
(Supplementary Note 5) The outgassing species is H _2, a thin film growing method according to Appendix 1 or 2 partial pressure of the H _2, characterized in that the heat treatment is performed until the following 1 × 10 -9 ^Pa.
(Supplementary note 6) The thin film growth method according to Supplementary note 1 or 2, wherein the degassed species is O, and the heat treatment is performed until the partial pressure of O becomes 1 × 10 ⁻⁹ Pa or less.
(Supplementary note 7) The thin film growth method according to any one of Supplementary notes 1 to 6, wherein the growth chamber is a growth chamber for metal organic chemical vapor deposition, and the thin film to be grown is a TiN film.
[0063]
【The invention's effect】
According to the present invention, a film is formed by placing a wafer in the growth chamber after degassing at a minimum time and temperature until the partial pressure of the degassed species causing contamination becomes sufficiently low. Dust generation from the growth chamber can be suppressed in the film formation process, which greatly contributes to improvement in productivity of the semiconductor device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the correlation between various degassing pressures and the number of particles.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an MOCVD apparatus used in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a degas chamber constituting the MOCVD apparatus used in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a chamber for growing a TiN film constituting the MOCVD apparatus used in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of a TiN film forming process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process in the middle of applying the process of the embodiment of the present invention to a process of forming a multilayer wiring structure.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the manufacturing process after FIG. 6 in a case where the process of the embodiment of the present invention is applied to a process of forming a multilayer wiring structure.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a manufacturing process in the middle of applying the process of the embodiment of the present invention to a process of forming a contact electrode.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the manufacturing process after FIG. 8 in a case where the process of the embodiment of the present invention is applied to a process of forming a contact electrode.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 MOCVD apparatus 11 Load lock 12 Degassing chamber 13 TiN film growth chamber 14 Growth chamber 15 Mass analyzer 16 Wafer transfer mechanism 17 Wafer transfer mechanism controller 18 Wafer 21 Pedestal 22 Halogen lamp 23 Cryopump 24 Valve 31 Pedestal 32 Shower head 33 Shield 34 Gas supply system 35 Valve 36 Piping 37 High frequency power supply 38 Pressure adjusting valve 39 Turbo pump 40 Dry pump 41 Growth gas 42 Plasma 51 Base insulating film 52 Ti film 53 TiN film 54 Al wiring 55 TiN film 56 Interlayer insulating film 57 Via hole 58 TiN film 59 W film 60 W plug 61 Ti film 62 TiN film 63 Al wiring 64 TiN film 71 p-type silicon substrate 72 n-type region 73 interlayer insulating film 74 contact hole 75 T Contact electrode 76 TiN film 77 W film 78 W plugs 79 Ti film 80 TiN film 81 Al wiring 82 TiN film

Claims (5)

脱ガスチャンバー内において、成長用基板からの脱ガス種の内の少なくとも一種の脱ガス種の分圧が、該脱ガス種の脱ガスによる平均粒径が０．２μｍ以上のパーティクルの発生量が０．１個／ｃｍ^２以下になる分圧になるまで熱処理を行ったのち、成膜チャンバー内において前記成長用基板上に薄膜の成長を行うことを特徴とする薄膜成長方法。In the degassing chamber, the partial pressure of at least one degassed species among the degassed species from the growth substrate is reduced by an amount of particles having an average particle diameter of 0.2 μm or more due to degassing of the degassed species. A method for growing a thin film, comprising: performing a heat treatment until a partial pressure of 0.1 / cm ² or less is reached, and then growing a thin film on the growth substrate in a film forming chamber. 上記脱ガス種がＨ_２Ｏであり、前記Ｈ_２Ｏの分圧が５×１０^−８Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の薄膜成長方法。The degassing species is H _{2 O,} thin film growth method of claim 1, wherein the heat treatment is performed until the partial pressure of the H _{2 O} is below 5 × 10 -8 ^Pa. 上記脱ガス種がＯＨであり、前記ＯＨの分圧が１×１０^−８Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の薄膜成長方法。2. The method according to claim 1, wherein the degassed species is OH, and the heat treatment is performed until the partial pressure of the OH becomes 1 × 10 ⁻⁸ Pa or less. 上記脱ガス種がＨ_２であり、前記Ｈ_２の分圧が１×１０^−９Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の薄膜成長方法。The degassing species is H _2, the thin film growth method of claim 1, wherein the partial pressure of the H ₂ characterized in that the heat treatment is performed until the following 1 × 10 -9 ^Pa. 上記脱ガス種がＯであり、前記Ｏの分圧が１×１０^−９Ｐａ以下になるまで熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の薄膜成長方法。2. The method according to claim 1, wherein the degassed species is O, and the heat treatment is performed until the partial pressure of O becomes 1 × 10 ⁻⁹ Pa or less.

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