JP2009242835A - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】パーティクルの発生を抑制し、高温でのクリーニング処理が可能となり、その分、スループットを向上させることができる成膜方法を提供する。
【解決手段】処理容器14と、被処理体を載置する窒化アルミニウム製の載置台38と、加熱手段42と、シャワーヘッド部18とを備えた成膜装置を用いて第1の温度で被処理体に薄膜を形成する成膜方法において、第1の温度よりも低い第2の温度にてフッ素系ガスのクリーニングガスを用いて処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と、処理容器内へ窒化ガスを導入しつつ前記第2の温度以下の第3の温度に維持することにより載置台に形成されていたAlF系物質84を改質する改質工程と、載置台の温度を第1の温度に昇温して処理容器内にプリコート膜を形成するプリコート工程と、第1の温度にて薄膜を形成する成膜工程とを有する。
【選択図】図1
【解決手段】処理容器14と、被処理体を載置する窒化アルミニウム製の載置台38と、加熱手段42と、シャワーヘッド部18とを備えた成膜装置を用いて第1の温度で被処理体に薄膜を形成する成膜方法において、第1の温度よりも低い第2の温度にてフッ素系ガスのクリーニングガスを用いて処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と、処理容器内へ窒化ガスを導入しつつ前記第2の温度以下の第3の温度に維持することにより載置台に形成されていたAlF系物質84を改質する改質工程と、載置台の温度を第1の温度に昇温して処理容器内にプリコート膜を形成するプリコート工程と、第1の温度にて薄膜を形成する成膜工程とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体にチタン膜やチタン窒化膜などを形成する成膜方法及び成膜装置に係り、特にパーティクルの発生を抑制するようにした成膜方法及び成膜装置に関する。
一般に、半導体集積回路を製造するためには、半導体ウエハ等の基板に対して、成膜とパターンエッチング等を繰り返し行なって、多数の所望の素子を形成するようになっている。
ところで、各素子間を接続する配線、各素子に対する電気的コンタクトを図るコンタクトメタル、或いは基板のSiの吸上げを抑制する対策として用いられるバリヤメタルとしては、電気抵抗が低いことは勿論のこと、耐腐食性に優れた材料を用いなければならない。
ところで、各素子間を接続する配線、各素子に対する電気的コンタクトを図るコンタクトメタル、或いは基板のSiの吸上げを抑制する対策として用いられるバリヤメタルとしては、電気抵抗が低いことは勿論のこと、耐腐食性に優れた材料を用いなければならない。
このような要請に対応できる材料として、Ti(チタン)、W(タングステン)、Mo(モリブデン)などの高融点金属材料が使用される傾向にあり、中でも電気的及び耐腐食性などの特性等が良好であることから、特に、Ti及びこの窒化膜であるTiN(チタンナイトライド)が多用される傾向にある。そして、これらのTi膜やTiN膜は、真空引き可能になされた処理容器内に、ウエハを載置する載置台を設けた枚葉式の成膜装置で形成される(特許文献1〜4)。
上記Ti膜は、一般的には、原料ガスとしてTiCl4 (四塩化チタン)ガスと水素ガスを用いてプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)により成膜され、TiN膜は、原料ガスとして同じくTiCl4 とN2 ガスを用いてプラズマCVDにより、或いは原料ガスにTiCl4 とNH3 ガスを用いて熱CVDにより成膜される。
ここで図9を参照して一般的な成膜装置の一例の概略構成について説明する。この成膜装置は真空排気が可能になされた処理容器2を有しており、この処理容器2内に、例えば窒化アルミニウム(AlN)よりなる載置台4が設けられ、この上に半導体ウエハWが載置されている。そして、この載置台4に対向させて処理容器2の天井側にはシャワーヘッド部6が設けられており、処理容器2内に必要なガスを供給するようになっている。また、必要な場合には、シャワーヘッド部6にはプラズマ発生用の高周波電源8が接続されており、この処理容器2内にプラズマを形成し得るようになっている。ここで例えばTi膜或いはTiN膜を形成するには、TiCl4 、H2 、N2 、Ar等のガスが用いられる。
そして、上述したような成膜処理は、プロセス温度が例えば650℃程度のプロセス条件下でウエハに対して連続的に行われるが、上述したようなTi膜やTiN膜は、ウエハ表面のみならず、処理容器の内壁面や容器内構造物、特に、シャワーヘッド部6の表面にも不要な膜として付着することは避けられない。そして、この不要な膜は、これが剥がれ落ちると半導体製品の歩留まり低下の原因となるパーティクルが発生するので、定期的に、或いは必要に応じて上記処理容器内へClF3 やNF3 等のクリーニングガスを流して上記不要な膜を除去するクリーニング処理を行っている。
このクリーニング処理は、温度が高いとクリーニングガスの腐食性が大きくなり過ぎるので、載置台の温度を比較的高いプロセス温度から低い温度へ一旦低下させて行われる。そして、このクリーニング処理後は、処理容器内の熱的条件を整えるために内部にウエハを収容しない状態で成膜時と同じプロセス条件で成膜時と同じガスを流して処理容器の内壁面や容器内構造物の表面にプリコート膜を施すプリコート処理を行い、その後に製品ウエハに対して成膜処理を行なるようになっている。
ところで、上記載置台の構成材料は、一般的にはセラミック材、例えば窒化アルミニウム(AlN)により形成されており、この窒化アルミニウムが上記したClF3 やNF3 等クリーニングガスに晒されると両者が反応し、フッ化アルミニウム(AlF)系物質が生成されていた。そして、成膜処理のために載置台4の温度を上げていくと、このAlF系物質は飛散して載置台4に対向するシャワーヘッド部6の表面や処理容器4の内壁面に付着する。その後、成膜処理の際にはシャワーヘッド部6の表面に付着したAlF系物質の上に更に上記の不要な膜が付着することになる。このAlF系物質と金属との密着性は弱く、このため成膜の際に付着した上記の不要な膜は極めて剥がれ易くなり、ウエハへの成膜処理の際に剥がれ落ちてパーティクルを発生してしまう、といった問題点があった。
そこで、従来のクリーニング処理では、載置台の構成材料である窒化アルミニウムがClF3 やNF3 等のクリーニングガスに晒されてもAlF系物質が生じ難いような温度、例えば200℃程度まで載置台の温度を低下させ、この温度を維持した状態でクリーニング処理を行うようにしていた。
しかしながら、この場合には、熱容量がかなり大きな載置台の温度を成膜温度である例えば650℃からクリーニング温度である200℃まで降温させ、クリーニング処理後に再度650℃まで昇温しなければならず、上記した降温及び再昇温に要する時間が非常に長くなって例えば3時間前後も要するため、スループットを大幅に低下させてしまう、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、クリーニング処理時にAlF系物質が生成されても、これを改質して飛散し難くすることができ、もって、成膜処理の際にパーティクルの発生を抑制することができるのみならず、従来のクリーニング処理時よりも高い温度でのクリーニング処理が可能となり、その分、スループットを向上させることができる成膜方法及び成膜装置を提供することにある。
請求項1に係る発明は、真空排気が可能になされた処理容器と、前記処理容器内に設けられて、その上に被処理体を載置する窒化アルミニウム製の載置台と、前記被処理体を加熱するための加熱手段と、前記載置台に対向させて配置されて、前記処理容器内へ必要なガスを導入するシャワーヘッド部と、を備えた成膜装置を用いて第1の温度で前記被処理体に薄膜を形成する成膜方法において、前記第1の温度よりも低い第2の温度にてフッ素系ガスよりなるクリーニングガスを用いて前記処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と、前記処理容器内へ窒化ガスを導入しつつ前記第2の温度以下の第3の温度に維持することにより前記載置台に生成されていたAlF系物質を改質する改質工程と、前記載置台の温度を前記第1の温度に昇温して前記処理容器内にプリコート膜を形成するプリコート工程と、前記被処理体に対して前記第1の温度にて薄膜を形成する成膜工程と、を有することを特徴とする成膜方法である。
このように、被処理体の表面に薄膜を形成する成膜方法において、処理容器内へ窒化ガスを導入しつつ第2の温度以下の第3の温度に維持する改質工程を追加したので、クリーニング処理時にAlF系物質が生成されても、これを改質して飛散し難くすることができ、もって、成膜処理の際にパーティクルの発生を抑制することができるのみならず、従来のクリーニング処理時よりも高い温度でのクリーニング処理が可能となり、その分、スループットを向上させることができる。
この場合、例えば請求項2に記載したように、前記クリーニング工程における前記第2の温度は400℃以下である。
また例えば請求項3に記載したように、前記改質工程における前記第3の温度は400℃以下である。
また例えば請求項3に記載したように、前記改質工程における前記第3の温度は400℃以下である。
また例えば請求項4に記載したように、前記第2の温度と前記第3の温度は同一である。
また例えば請求項5に記載したように、前記改質工程では、前記窒化ガスを間欠的に導入する。
また例えば請求項6に記載したように、前記改質工程では、前記窒化ガスと共に水素ガスを同時に導入する。
また例えば請求項5に記載したように、前記改質工程では、前記窒化ガスを間欠的に導入する。
また例えば請求項6に記載したように、前記改質工程では、前記窒化ガスと共に水素ガスを同時に導入する。
また例えば請求項7に記載したように、前記改質工程では、前記窒化ガスと前記薄膜を形成するために用いる原料ガスとを導入する。
また例えば請求項8に記載したように、前記窒化ガスと前記原料ガスとは互いに間欠的に且つ交互に導入される。
また例えば請求項9に記載したように、前記フッ素系ガスは、ClF3 、NF3 、C2 F6 、F2 よりなる群より選択される1以上のガスである。
また例えば請求項8に記載したように、前記窒化ガスと前記原料ガスとは互いに間欠的に且つ交互に導入される。
また例えば請求項9に記載したように、前記フッ素系ガスは、ClF3 、NF3 、C2 F6 、F2 よりなる群より選択される1以上のガスである。
また例えば請求項10に記載したように、前記窒化ガスは、NH3 、ヒドラジン、ヒドラジン化合物よりなる群より選択される1以上のガスである。
また例えば請求項11に記載したように、前記成膜処理により形成される薄膜は、チタン膜又はチタン窒化膜である。
また例えば請求項11に記載したように、前記成膜処理により形成される薄膜は、チタン膜又はチタン窒化膜である。
また例えば請求項12に記載したように、前記原料ガスは、TiCl4 、TDMAT(ジメチルアミノチタニウム)、TDEAT(ジエチルアミノチタン)よりなる群より選択される1以上のガスである。
また例えば請求項13に記載したように、前記第2の温度及び前記第3の温度は200℃以上である。
また例えば請求項13に記載したように、前記第2の温度及び前記第3の温度は200℃以上である。
請求項14に係る発明は、真空排気が可能になされた処理容器と、前記処理容器内に設けられて、その上に被処理体を載置する窒化アルミニウム製の載置台と、前記被処理体を加熱するための加熱手段と、前記載置台に対向させて配置されて、前記処理容器内へ必要なガスを導入するシャワーヘッド部と、装置全体の動作を制御する制御部と、を備えた成膜装置において、前記制御部は、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように制御することを特徴とする成膜装置である。
請求項15に係る発明は、真空排気が可能になされた処理容器と、前記処理容器内に設けられて、その上に被処理体を載置する窒化アルミニウム製の載置台と、前記被処理体を加熱するための加熱手段と、前記載置台に対向させて配置されて、前記処理容器内へ必要なガスを導入するシャワーヘッド部と、を備えた成膜装置を用いて第1の温度で前記被処理体に薄膜を形成するに際して、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように前記成膜装置を制御するコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体である。
本発明に係る成膜方法及び成膜装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体の表面に薄膜を形成する成膜方法において、処理容器内へ窒化ガスを導入しつつ第2の温度以下の第3の温度に維持する改質工程を追加したので、リーニング処理時にAlF系物質が生成されても、これを改質して飛散し難くすることができ、もって、成膜処理の際にパーティクルの発生を抑制することができるのみならず、従来のクリーニング処理時よりも高い温度でのクリーニング処理が可能となり、その分、スループットを向上させることができる。
被処理体の表面に薄膜を形成する成膜方法において、処理容器内へ窒化ガスを導入しつつ第2の温度以下の第3の温度に維持する改質工程を追加したので、リーニング処理時にAlF系物質が生成されても、これを改質して飛散し難くすることができ、もって、成膜処理の際にパーティクルの発生を抑制することができるのみならず、従来のクリーニング処理時よりも高い温度でのクリーニング処理が可能となり、その分、スループットを向上させることができる。
以下に、本発明に係る成膜方法及び成膜装置の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図1は本発明に係る成膜方法を実施する成膜装置の一例を示す断面構成図である。尚、ここでは薄膜としてチタン膜(Ti膜)をプラズマCVDにより成膜する場合を例にとって説明する。
図1は本発明に係る成膜方法を実施する成膜装置の一例を示す断面構成図である。尚、ここでは薄膜としてチタン膜(Ti膜)をプラズマCVDにより成膜する場合を例にとって説明する。
図示するように、この成膜装置12は、例えばアルミニウムにより円筒体状に成形された処理容器14を有しており、この処理容器14は接地されている。この処理容器4の天井部には、ガス導入手段として下面に多数のガス噴出口16を有するシャワーヘッド部18が設けられており、これにより各種の必要なガスを処理容器14内の処理空間Sへ導入できるようになっている。尚、このシャワーヘッド部18内は、この中で原料ガスであるTiCl4 と還元ガスであるH2 とが混ざらないように区画されており、両ガスが処理空間Sへ噴出された時に初めて混ざるように、いわゆるポストミックス構造になっている。また、これに限らず、両ガスをシャワーヘッド部18内で混合させる、いわゆるプレミックス構造のシャワーヘッド部を用いてもよい。
このシャワーヘッド部18の全体は、例えばニッケルやハステロイ(商品名)、アルミニウム、或いはこれらの材料の組み合わせよりなり、全体として導電体により構成されており、平行平板電極の上部電極を兼ねている。この上部電極であるシャワーヘッド部18の外周側や上方側は、例えば石英やアルミナ(Al2 O3 )等よりなる絶縁体20により全体が覆われており、上記シャワーヘッド部18はこの絶縁体20を介して処理容器14側に絶縁状態で取り付け固定されている。この場合、上記シャワーヘッド部18と絶縁体20と処理容器14の各接合部には、例えばOリング等よりなるシール部材22がそれぞれ介在されており、処理容器14内の気密性を維持するようになっている。
そして、このシャワーヘッド部18には、プラズマ形成手段28が接続されている。具体的には、このプラズマ形成手段28は例えば450kHzの高周波電圧を発生する高周波電源24を有しており、この高周波電源24がマッチング回路26を介して上記シャワーヘッド部18に接続されて、上記上部電極であるシャワーヘッド部18に必要に応じて高周波電圧を印加するようになっている。尚、この高周波電圧の周波数は450kHzに限定されず、他の周波数、例えば13.56MHz等を用いてもよく、具体的には300kHz〜27MHzの範囲内の周波数を用いることができる。
そして、この処理容器14の側壁には、ウエハを搬出入するための搬出入口30が形成されており、これにはゲートバルブ32が設けられて開閉可能になされている。このゲートバルブ32には、半導体ウエハを大気に晒すことなく搬送するために図示しないロードロック室やトランスファチャンバ等が接続される。
また、この処理容器14の底部の中央は、下方へ凹部状に成形されており、この側面には、図示しない真空ポンプ等に接続された排気口34が設けられて、処理容器14内を必要に応じて真空引き可能としている。そして、この処理容器14内には、被処理体としての半導体ウエハWを載置するためにその底部より支柱36を介して支持された載置台38が設けられている。この載置台38は下部電極を兼ねており、この載置台38の上部周縁部には、ウエハWの周囲を囲むようにしてリング状のフォーカスリング40が設けられている。そして、この下部電極である載置台38と上記上部電極であるシャワーヘッド部18との間の処理空間Sに上部電極へ高周波電圧を印加することによりプラズマを立て得るようになっている。
具体的には、この載置台38は、例えば全体がセラミックス材である窒化アルミニウム(AlN)よりなり、この窒化アルミニウム製の載置台38の内部に加熱手段として例えばモリブデンやタングステン線等の抵抗体よりなる加熱ヒータ42が所定のパターン形状に配列して埋め込まれている。この加熱ヒータ42には、ヒータ電源44が配線46を介して接続されており、必要に応じて上記加熱ヒータ42に電力を供給してウエハWを所定の温度に温度制御できるようになっている。更に、この載置台38の内部には、下部電極の機能を発揮させるために例えばモリブデン線等をメッシュ状(網状)に網み込んでなる電極本体48が面内方向に略全域に亘って埋め込まれている。そして、この電極本体48は配線50を介して接地されている。尚、この電極本体48にバイアス電圧として高周波電圧を印加するようにしてもよい。
そして、上記載置台38には、これを上下方向に貫通して3本のピン孔52が形成されており(図1中では2個のみ記す)、各ピン孔52には、その下端が円弧状の連結リング54に共通に支持された例えば石英製の押し上げピン56が遊嵌状態で挿通できるようになっている。そして、上記連結リング54は、容器底部を貫通して上下移動可能に設けた出没ロッド58の上端に支持されており、この出没ロッド58の下端はアクチュエータ60に接続されている。これにより、上記各押し上げピン56をウエハWの受け渡し時に各ピン孔52の上端から上方へ出没させるようになっている。また、上記出没ロッド58の容器底部に対する貫通部には、伸縮可能になされたベローズ62が介設されており、上記出没ロッド62が処理容器14内の気密性を維持しつつ昇降できるようになっている。
そして、上記シャワーヘッド部18のガス導入口64には、処理に必要な各種のガスを供給するガス供給系66が接続されている。具体的には、ここではガス供給系66として、原料ガスとして例えばTiCl4 ガスを流す原料ガス管68、プラズマ用ガス等に用いる希ガス、例えばArガスを流す希ガス管70、還元ガスとして例えばH2 ガスを流す還元ガス管72、パージガス等に用いるN2 ガスを流すN2 ガス管74、クリーニングガスとして例えばフッ素系ガスを流すクリーニングガス管76及び窒化ガスとして例えばNH3 ガスを流す窒化ガス管77がそれぞれ接続されている。
そして、各ガス管68、70、72、74、76、77には各ガスの供給量を制御するマスフローコントローラのような流量制御器68A、70A、72A、74A、76A、77Aと、開閉弁68B、70B、72B、74B、76B、77Bとがそれぞれ介設されている。ここで上記フッ素系ガスとしてはClF3 ガスが用いられる。
そして、この装置全体は、例えばコンピュータよりなる制御部78により制御され、例えば各ガスの供給の開始、停止、各ガスの流量制御、ウエハWを載置する載置台38の温度制御、処理容器14内の圧力制御、プラズマ発生用の高周波電力の供給及び供給の停止等を制御するようになっている。また、この制御に必要なコンピュータに読み取り可能なプログラムは、記憶媒体80に記憶されている。この記憶媒体80は、例えばフレキシブルディスク、CD(Compact Disc)、CD−ROM、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはDVD等よりなる。
次に、以上のように構成された成膜装置を用いて行われる本発明の成膜方法について図2及び図3も参照して説明する。図2は本発明の成膜方法の実施形態の各工程と載置台温度との関係を示す工程図、図3は本実施形態においてクリーニング処理で生成されたAlF系物質の動向を説明するための概略説明図である。ここでは前述したように半導体ウエハWの表面にTi膜を成膜する場合を例にとって説明する。
前述したように、半導体ウエハに対してTi膜よりなる薄膜の成膜処理を行う場合は、ある程度の枚数のウエハに対して連続的に成膜処理を行った後は、処理容器内に付着した不要な膜を除去するクリーニング処理やクリーニング処理後に処理容器内の熱的条件を安定化させるためのプリコート処理や後述する本発明の特徴とする除去処理や排出処理等が行われるが、まず、成膜工程における成膜処理について説明する。
この成膜工程においては、まず、処理容器14の側壁に設けたゲートバルブ32を開状態とし、図示しないロードロック室等から搬出入口30を介して未処理の例えばシリコン基板よりなる半導体ウエハWをこの処理容器14内へ搬入し、これを押し上げピン56に受け渡してこれを降下させることによって、ウエハWを下部電極である載置台38上に載置させる。
次に、処理容器14内を密閉状態とし、加熱ヒータ42への投入電力を増して予熱状態になされている載置台38の温度をプロセス温度である第1の温度まで昇温して維持する。ここで第1の温度は例えば650℃である。そして、これと共に各開閉弁68B、70B、72Bを開状態にして上部電極であるシャワーヘッド部18からプラズマガスのArガスや還元ガスのH2 ガスや原料ガスのTiCl4 ガスをそれぞれ流量制御しつつ処理容器14内へ供給すると同時に、排気口34から処理容器14内を真空引きして処理容器14内を所定のプロセス圧力に維持する。
そして更に、上記高周波電源24を駆動することにより、上部電極であるシャワーヘッド部18と下部電極である載置台38との間に例えば450kHzの高周波電圧を印加し、これにより、処理空間Sにプラズマを立ててプラズマによってTiCl4 ガスを分解し、ウエハWの表面にTi膜を堆積させることになる。
ここで本発明方法の実施形態について図2を参照して説明する。この実施形態では、図2に示すように、上記第1の温度、例えば650℃よりも低い第2の温度、例えば300℃にてフッ素系ガス、例えばClF3 よりなるクリーニングガスを用いて上記処理容器14内をクリーニングするクリーニング工程と、上記処理容器14内へ窒化ガス、例えばNH3 を導入しつつ上記第2の温度以下の第3の温度に維持することにより上記載置台38に生成されていたAlF系物質を改質する改質工程と、上記載置台38の温度を上記第1の温度に昇温して上記処理容器14内にプリコート膜を形成するプリコート工程と、上記被処理体に対して上記第1の温度にて薄膜を形成する成膜工程と、を有しており、これらの各工程を繰り返し行うことになる。図2では、クリーニング工程の第2の温度と改質工程の第3の温度とが同一の場合(300℃)を示している。
具体的には、まず、前述したように半導体ウエハWに対して第1の温度、例えば650℃にて成膜処理が繰り返し行われると、パーティクルの原因となる不要な膜が処理容器14内に付着するので、ある程度の枚数のウエハに対する成膜処理を行って成膜工程が終了したならば、載置台38の温度を第2の温度、例えば300℃まで降下させてクリーニング処理を行う。このクリーニング処理では、フッ素系ガスであるClF3 ガスを所定の流量だけ流して処理容器14の内壁面や容器内構造物の表面に付着している不要な膜を除去する。この場合、上記ClF3 は非常に反応性(腐食性)に富むので、プラズマを立てなくても上記不要な膜と反応してこれを除去することができる。
また、これと同時に、上記ClF3 ガスは容器内構造物の1つである上記載置台38の構成材料である窒化アルミニウム(AlN)と反応し、AlF系物質が載置台38の表面に生成される。このAlF系物質は、飛散し易く、且つクリーニング温度が高い程多く生成されるので、従来のクリーニング処理ではクリーニング温度を200℃程度の低い温度に設定してAlF系物質の生成を抑制するようにしていたが、載置台38の温度を200℃まで降温させるためには多くの時間を要し、スループットの大幅な低下を余儀なくされていた。また、クリーニング後に成膜処理を行うために、この200℃まで低下させた載置台38の温度を650℃まで再度昇温するためにも多くの時間を要し、この点からもスループットの大幅な低下を余儀なくされていた。
これに対して、本発明方法の場合には、クリーニング温度を上記200℃よりも高い例えば300℃に設定していることから、載置台38の昇降温に要する時間は少なくなるので、その分、スループットの向上を図ることができるが、クリーニング温度が高い分だけ、多くのAlF系物質が生成されることになる。しかしながら、ここで説明する本発明の特徴とする改質工程を行うことにより、上記AlF系物質を飛散し難くすることができる。尚、上記クリーニング処理の時間は成膜処理したウエハの枚数に依存するが、厚さが10nm程度のTi膜の成膜処理を500枚繰り返した後では約50分となる。
上述のようにして、クリーニング工程が終了したならば、次にこの実施形態の特徴とするAlF系物質の改質処理(改質工程)を行う。この改質処理では、窒化ガスである例えばNH3 ガスを流しつつ、載置台38の温度を上記第2の温度以下の第3の温度に維持する。ここでは、上述したように載置台38の温度(第3の温度)はクリーニング工程の温度である第2の温度と同一に維持されている。また、上記第3の温度はAlF系物質であるフッ化アルミニウムが飛散する温度よりも低い温度である。
これにより、上記のAlF系物質はNH3 ガスと反応して改質され、飛散し難くなる。上記AlF系物質はAlFx(x=1〜3)が混在した形態からなり、xが小さい低次弗化物ほど昇華温度は低い。以下に低次弗化物の反応式と300℃及び400℃におけるギブスの自由エネルギー変化を示す。
AlF3 +NH3 →AlN+3HF
263.3(300℃) 235.1(400℃)
AlF2 +NH3 →AlN+2HF+1/2H2
−68.5(300℃) −59.6(400℃)
AlF+NH3 →AlN+HF+H2
−154.8(300℃) −133.4(400℃)
263.3(300℃) 235.1(400℃)
AlF2 +NH3 →AlN+2HF+1/2H2
−68.5(300℃) −59.6(400℃)
AlF+NH3 →AlN+HF+H2
−154.8(300℃) −133.4(400℃)
上記反応系は自由エネルギーが減少する方向に進行し、上記のようにAlF、AlF2 の低次弗化物では自由エネルギー変化が負になり、自発的にNH3 ガスとの反応が起こることが判る。上記AlF系物質はその中に混在する低次弗化物がNH3 ガスとの反応で選択的に還元及び窒化されて安定なAlNに変化する。このように改質されたAlF系物質は温度を上げても昇華が起こらず、この結果、上述したように飛散が抑制されることになる。この時に状況は図3に示されており、載置台38の表面に生成されていたAlF系物質84は、NH3 ガスによる改質によりAlN(窒化アルミニウム)85へと変換されている。この改質処理は例えば5分程度行われる。
このようにして改質工程が終了したならば、次に、載置台38の温度を成膜温度(プロセス温度)である第1の温度、すなわち650℃まで昇温し、プリコート処理を行う。この時の昇温速度は、例えば10℃/min程度である。このプリコート処理では、処理容器14内へウエハWを搬入しないで空状態のままで、成膜時と同様に、TiCl4 、H2 、Arを流してプラズマを立て、処理容器14内を成膜時と同じ圧力、例えば666Pa程度に維持する。これにより、処理容器14の内壁面は載置台38等の容器内構造物の表面にTi膜よりなるプリコート膜が形成されて、これにより処理容器14内の熱的状態が安定化される。
このプリコート工程の時間は例えば60分程度である。この場合、300℃から650℃まで載置台38の温度を昇温するのに要する時間は、従来の成膜方法において200℃から650℃まで昇温するのに要した時間と比較して短くすることができる。
このようにして、プリコート工程が終了したならば、次に上記空の処理容器14内へ未処理のウエハWを搬入し、前述したような成膜処理を行う。この成膜処理では、前述したように、TiCl4 、H2 、Arガスを処理容器14内へ導入してプラズマを立て、ウエハWの表面にTi膜を形成する。そして、このウエハWに対する成膜処理は、次のクリーニング処理の時期になるまで繰り返し行うことになる。この時のプロセス条件は、第1の温度である成膜温度が650℃、処理容器14内の圧力が666Pa程度である。尚、このプロセス条件は、単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
そして、このようにして成膜工程が終了すると、載置台38の温度を第2の温度、例えば300℃まで降温させて、クリーニング処理を再度行うことになる。この時の降温速度は例えば4℃/min程度である。以後、前述したような順序で各工程が繰り返し行われる。
ここで成膜工程からクリーニング工程へ移行する際に、650℃から300℃まで載置台38の温度を降温するのに要する時間は、従来の成膜方法において650℃から200℃まで降温するのに要した時間と比較して大幅に短くすることができ、その分、ウエハ処理のスループットを向上させることができる。具体的には、従来の成膜方法では1回の昇降温操作に対して2時間40分程度も要していたが、本発明方法の場合には1時間30分程度まで短くすることができた。
また、クリーニング工程において載置台38の表面に生成されたAlF系物質を、窒化ガスにより窒化してAlNに変換することにより、飛散し難くすることができるので、成膜処理の際にパーティクルの発生を大幅に抑制することが可能となる。
尚、ここではクリーニング工程を行う第2の温度を300℃に設定したが、この第2の温度は300℃に限定されず、後述のように400℃以下のどの温度に設定してもよい。このクリーニング温度を、例えば400℃に設定すると、載置台38の昇降温に要する時間をより短くできるので、更にウエハ処理のスループットを向上させることができる。尚、この場合には、改質工程の温度も400℃に設定するのが望ましい。
尚、ここではクリーニング工程を行う第2の温度を300℃に設定したが、この第2の温度は300℃に限定されず、後述のように400℃以下のどの温度に設定してもよい。このクリーニング温度を、例えば400℃に設定すると、載置台38の昇降温に要する時間をより短くできるので、更にウエハ処理のスループットを向上させることができる。尚、この場合には、改質工程の温度も400℃に設定するのが望ましい。
以上のように、本発明の実施形態によれば、処理容器14内へ窒化ガス、例えばNH3 を導入しつつクリーニング温度である第2の温度以下の第3の温度に維持することにより載置台38に生成されていたAlF系物質を改質するようにしたので、クリーニング処理時にAlF系物質が生成されても、これを改質することができ、もって、成膜処理の際のパーティクルの発生を抑制することができるのみならず、従来より高い温度でのクリーニング処理が可能となり、その分、スループットを向上させることができる。
上記実施形態では、改質工程において処理容器14内へは窒化ガスとしてNH3 ガスを流しているが、後述するようにこのNH3 ガスは単独で流してもよいし、他のガスと組み合わせて流してもよい。例えばNH3 ガスを単独で流す場合には、このNH3 ガスを連続的に流してもよいし、間欠的に例えばパルス状に流すようにしてもよい。
またNH3 ガスを他のガスと組み合わせて流す場合には、NH3 ガスと共に還元力の増加を図るためのH2 ガスを用いるようにしてもよいし、NH3 ガスと共にこの成膜処理で使用する原料ガス(TiCl4 ガス)を用いるようにしてもよい。尚、上記NH3 ガスは窒化作用を示すと共に還元作用も示すものである。
<本実施形態の評価>
次に、前述した実施形態に関する試験を行ったので、その評価結果について説明する。図4は本実施形態を行った時の評価方法を説明する説明図、図5はクリーニング温度と飛散するAlF系物質の量との関係を示すグラフ、図6は異なるクリーニング温度でクリーニング処理した後に載置台を650℃まで昇温する過程で飛散するAlF系物質の量を示すグラフ、図7は本実施形態と比較例の評価結果を示すグラフ、図8は本実施形態を行った時の各ガスの供給形態の一例を示すタイミングチャートである。
次に、前述した実施形態に関する試験を行ったので、その評価結果について説明する。図4は本実施形態を行った時の評価方法を説明する説明図、図5はクリーニング温度と飛散するAlF系物質の量との関係を示すグラフ、図6は異なるクリーニング温度でクリーニング処理した後に載置台を650℃まで昇温する過程で飛散するAlF系物質の量を示すグラフ、図7は本実施形態と比較例の評価結果を示すグラフ、図8は本実施形態を行った時の各ガスの供給形態の一例を示すタイミングチャートである。
ここでの評価の方法は、ウエハを収容していない空状態の処理容器14内に、TiCl4 、H2 、Arガスを流してプラズマを発生させて700nm膜厚のプリコート処理を施し、次に、この処理容器14内にClF3 ガスを流してプラズマレスで200〜650℃(試験により異なる)の載置台温度に設定し、クリーニング工程を行った。この時、載置台38の表面にはAlF系物質が生成されると同時に温度によってはこれが飛散することになる。
ここで評価を行うために、載置台38の表面からのAlF系物質の飛散量を図4に示すように測定した。すなわち、図4に示すように、処理容器内に半導体ウエハWを搬入して、半導体ウエハWの鏡面88を下向きにして押し上げピン56で上方に支え、載置台38に対して非接触状態となるように設置する。この場合、載置台38の上面とウエハWの鏡面88との間の距離H1は3mmに設定している。そして、この状態で載置台38の温度を200℃から650℃(試験により異なる)まで昇温してウエハWの鏡面88にどの程度のAlF系物質が飛散して付着したかについて測定している。
[AlF系物質の特性]
まず、クリーニング工程の時に載置台38の表面に生成されるAlF系物質の特性について評価した。ここではクリーニング時のAlF系物質の飛散量と、載置台温度を成膜温度である650℃に昇温する過程で飛散するAlF系物質の量のクリーニング温度依存性について調べた。図5はクリーニング温度とAlF系物質の飛散量との関係を示すグラフである。
まず、クリーニング工程の時に載置台38の表面に生成されるAlF系物質の特性について評価した。ここではクリーニング時のAlF系物質の飛散量と、載置台温度を成膜温度である650℃に昇温する過程で飛散するAlF系物質の量のクリーニング温度依存性について調べた。図5はクリーニング温度とAlF系物質の飛散量との関係を示すグラフである。
図4に示すようにウエハWの鏡面を下向きで設置した状態でクリーニングガスとしてClF3 ガスを流してクリーニング処理を行い、この時にクリーニング温度を種々変化させた。尚、ウエハ表面には、ClF3 ガスに対して耐食性のあるSiO2 膜を施してある。グラフにおいて横軸にはクリーニング温度をとり、縦軸にはウエハWに付着したAl原子の相対量をとっている。このAlF系物質の付着量は、基準値(クリーニング温度200℃)に対する増加分を示している。上記AlF系物質の付着量の確認のために、各ウエハに付着したAl原子の相対量をXRF(蛍光X線分析器)を用いて測定した。このXRF測定では、ウエハに付着したAlF系物質に含まれるAl原子の相対量をAl原子から発生する蛍光X線の強度により測定できる。また載置台38の表面から飛散したAlF系物質は全てウエハWに付着するので上記AlF系物質のウエハへの付着量が載置台38からの飛散量に相当する。
図5に示すように、ここではクリーニング温度を200℃、300℃、400℃、450℃、500℃の様に種々変更した結果、200〜400℃までは、AlF系物質の飛散量はゼロであったが、クリーニング温度が400℃を越えて高くなると、それに従ってAlF系物質の飛散量も急激に多くなっている。
従って、クリーニング工程におけるクリーニング温度、すなわち第2の温度の上限は400℃であることが理解できた。この場合、クリーニング温度の下限は、クリーニング効率の低下及び載置台38の昇降温に伴うスループットの低下を考慮すると250℃程度である。
次に、異なる温度でのクリーニング処理後に(改質工程は行わない)、載置台の温度を成膜温度である650℃まで昇温する過程で飛散したAlF系物質の量を求めた。この結果を図6に示す。ここでは異なるクリーニング温度でクリーニング処理した後に処理容器内にウエハWの鏡面を下向きにして搬入し、載置台38上に非接触状態で設置した(図4参照)。図6はこの後、載置台を650℃まで昇温した際に、ウエハWに付着したAl原子の相対量を示したグラフである。このグラフにおいて、横軸はクリーニング時の温度をとり、縦軸にAlF系物質の飛散量をとっている。
図6に示すように、クリーニング温度を400℃、450℃、500℃及び650℃のように種々変更して行っており、ウエハ搬入後に、各載置台の温度を650℃まで昇温している。尚、クリーニング温度が650℃の場合には昇温は行っていない。
この結果、クリーニング温度を400℃で行った場合には、その後に載置台温度を650℃に昇温しても、AlF系物質の飛散量は略ゼロであり、良好な結果を示している。これに対して、クリーニング温度が400℃を越えて高くなった場合には、AlF系物質の飛散量は急激に大きくなっており、好ましくない結果となっている。従って、この結果からも、クリーニング温度を400℃以下に設定することが好ましいことが理解できる。
[改質工程の評価]
次に、クリーニング工程の後に本発明方法の特徴とする改質工程を行った時の評価結果について比較例と共に説明する。ここではクリーニング処理を行った後に、改質処理を行ってから、或いは行わないでウエハWを処理容器内に搬入し、この後、載置台を650℃に昇温した際のウエハWに付着したAl原子の相対量を求めている。このAlF系物質の付着量は先のXRFにより測定している。図7は本実施形態と比較例の評価結果を示すグラフ、図8は本実施形態を行った時の各ガスの供給形態の一例を示すタイミングチャートである。
次に、クリーニング工程の後に本発明方法の特徴とする改質工程を行った時の評価結果について比較例と共に説明する。ここではクリーニング処理を行った後に、改質処理を行ってから、或いは行わないでウエハWを処理容器内に搬入し、この後、載置台を650℃に昇温した際のウエハWに付着したAl原子の相対量を求めている。このAlF系物質の付着量は先のXRFにより測定している。図7は本実施形態と比較例の評価結果を示すグラフ、図8は本実施形態を行った時の各ガスの供給形態の一例を示すタイミングチャートである。
図7において、試験1〜試験4までは比較例を示し、試験5〜試験9までは改質工程でNH3 ガスを用いた本発明方法の実施形態を示す。縦軸はAlF系物質のウエハへの付着量を示し、これは載置台からのAlF系物質の飛散量に相当する。ここでクリーニングガスとしてはClF3 を用いている。
試験1は、従来方法であってAlF系物質が生成されない200℃でクリーニング処理を行い、その後、改質処理を行うことなく650℃まで昇温している。
試験2は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、改質処理を行うことなく650℃まで昇温している。
試験1は、従来方法であってAlF系物質が生成されない200℃でクリーニング処理を行い、その後、改質処理を行うことなく650℃まで昇温している。
試験2は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、改質処理を行うことなく650℃まで昇温している。
試験3は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、TiCl4 (原料ガス)を流しつつ300℃で改質処理を行い、次に650℃まで昇温している。
試験4は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、TiCl4 とH2 とを同時に流しつつ300℃で改質処理を行い、次に650℃まで昇温している。
試験4は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、TiCl4 とH2 とを同時に流しつつ300℃で改質処理を行い、次に650℃まで昇温している。
試験5は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、NH3 を流しつつ300℃で改質処理を行い、次に650℃まで昇温している。この場合、NH3 は間欠的に(パルス状に)5回供給し、間欠期間ではN2 やArのパージガスを流している。1パルスの供給期間は60secであり、1回の間欠期間(パージ期間)は60secである。
試験6は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、NH3 を流しつつ300℃で改質処理を行い、次に650℃まで昇温している。この場合、NH3 は間欠的に(パルス状に)20回供給し、間欠期間ではN2 やArのパージガスを流している。1パルスの供給期間は15secであり、1回の間欠期間(パージ期間)は15secである。
試験7は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、NH3 とH2 とを流しつつ300℃で改質処理を行い、次に650℃まで昇温している。この場合、NH3 とH2 とは同時に且つ間欠的に(パルス状に)5回供給し、間欠期間ではN2 やArのパージガスを流している。1パルスの供給期間は60secであり、1回の間欠期間(パージ期間)は60secである。
試験8は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、TiCl4 とNH3 とを流しつつ300℃で改質処理を行い、次に650℃まで昇温している。この場合、TiCl4 及びNH3 は図8(A)に示すように流している。すなわち、TiCl4 とNH3 とは互いに間欠的に(パルス状に)且つ交互に5回(5サイクル)供給されており、パージ期間ではN2 やArのパージガスを流している。1パルスの供給期間T1は60secであり、1回の間欠期間(パージ期間)T2は60secである。このようなガスの供給方法はALD(Atomic Layered Deposition)と称す。
試験9は、300℃でクリーニング処理を行い、その後、TiCl4 とNH3 とを流しつつ300℃で改質処理を行い、次に650℃まで昇温している。この場合、TiCl4 及びNH3 は図8(B)に示すように流している。すなわち、TiCl4 を間欠的に(パルス状に)供給しており、NH3 はTiCl4 より短いパルス幅で間欠的に(パルス状)に且つTiCl4 と同時に供給している。更に、このNH3 は、TiCl4 の間欠期間にも、この間欠期間よりも短いパルス幅で供給している。
そして、TiCl4 とNH3 が共に供給されていないパージ期間にArやN2 のパージガスを流している。ガスの供給は全体で5サイクル行っており、TiCl4 の供給期間T3は6sec、間欠期間T4は8sec、NH3 の供給期間T5、T6はそれぞれ3.5sec、5secである。このようなガスの供給方法はSFD(Sequential Flow Deposition)と称し、これによりTiN膜が薄く形成されることになる。
さて、上述したような試験1〜試験9まで行った結果、図7に示すように、改質工程を行っていない試験1及び改質工程でNH3 を用いていない試験2〜試験4では、AlF系物質は従来方法と同程度の量だけ飛散している。これに対して、改質工程でNH3 を用いている試験5〜試験9ではAlF系物質の飛散量が従来方法の場合の半分以下まで少なくなっており、良好な結果を示していることを理解することができる。
特に、この試験結果によれば、クリーニング時に載置台温度を従来方法のように200℃まで過度に低下させる必要はなく、少なくとも300℃まで低下させて、この300℃の温度でクリーニング処理及び改質処理を行なうことにより、載置台からのAlF系物質の飛散を従来方法と比較して大幅に且つ確実に抑制できることを確認することができた。
尚、上記実施形態では第1の温度である成膜温度として650℃の場合を例にとって説明したが、この第1の温度は650℃に限定されず、例えば膜種等によって変わり、例えば500〜700℃の範囲内で変化することになる。
また、ここでは改質工程を行う時に用いることができる窒化ガスとしてNH3 を使用した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、NH3 、NH3 よりも更に強力な還元及び窒化作用を有するN2 H4 (ヒドラジン)、ヒドラジン化合物よりなる群より選択される1以上のガスを用いることができる。
等も用いることができる。
また、ここでは改質工程を行う時に用いることができる窒化ガスとしてNH3 を使用した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、NH3 、NH3 よりも更に強力な還元及び窒化作用を有するN2 H4 (ヒドラジン)、ヒドラジン化合物よりなる群より選択される1以上のガスを用いることができる。
等も用いることができる。
また、ここでは原料ガスとしてTiCl4 ガスを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、Ti含有ガスならばどのようなものでもよく、例えば有機チタンとしてTDMAT(ジメチルアミノチタニウム)、TDEAT(ジエチルアミノチタン)等を用いることもできる。
また、上記実施形態ではTi膜を成膜する成膜方法について説明したが、これに限定されず、TiN膜又は他の金属膜、或いはこの金属を含む薄膜を形成する成膜方法にも適用することができる。
また、クリーニング工程に用いるクリーニングガスであるフッ素系ガスとしては、ClF3 に限定されず、上記フッ素系ガスとしては、ClF3 、NF3 、C2 F6 、F2 よりなる群より選択される1以上のガスを用いることができる。
また、クリーニング工程に用いるクリーニングガスであるフッ素系ガスとしては、ClF3 に限定されず、上記フッ素系ガスとしては、ClF3 、NF3 、C2 F6 、F2 よりなる群より選択される1以上のガスを用いることができる。
また、ここでは成膜装置としてプラズマ形成手段を用いた成膜装置を例にとって説明したが、これに限定されず、プラズマ形成手段を有しないでシャワーヘッド部18や載置台38が設けられた、熱CVD(Chemical Vapor Depositopn)用の成膜装置にも本発明を適用することができる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、LCD基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、LCD基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
12 成膜装置
14 処理容器
18 シャワーヘッド部(ガス導入手段)
24 高周波電源
28 プラズマ形成手段
38 載置台
42 加熱ヒータ(加熱手段)
66 ガス供給系
78 制御部
80 記憶媒体
84 AlF系物質
85 AlN
W 半導体ウエハ(被処理体)
14 処理容器
18 シャワーヘッド部(ガス導入手段)
24 高周波電源
28 プラズマ形成手段
38 載置台
42 加熱ヒータ(加熱手段)
66 ガス供給系
78 制御部
80 記憶媒体
84 AlF系物質
85 AlN
W 半導体ウエハ(被処理体)
Claims (15)
- 真空排気が可能になされた処理容器と、
前記処理容器内に設けられて、その上に被処理体を載置する窒化アルミニウム製の載置台と、
前記被処理体を加熱するための加熱手段と、
前記載置台に対向させて配置されて、前記処理容器内へ必要なガスを導入するシャワーヘッド部と、
を備えた成膜装置を用いて第1の温度で前記被処理体に薄膜を形成する成膜方法において、
前記第1の温度よりも低い第2の温度にてフッ素系ガスよりなるクリーニングガスを用いて前記処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と、
前記処理容器内へ窒化ガスを導入しつつ前記第2の温度以下の第3の温度に維持することにより前記載置台に生成されていたAlF系物質を改質する改質工程と、
前記載置台の温度を前記第1の温度に昇温して前記処理容器内にプリコート膜を形成するプリコート工程と、
前記被処理体に対して前記第1の温度にて薄膜を形成する成膜工程と、
を有することを特徴とする成膜方法。 - 前記クリーニング工程における前記第2の温度は400℃以下であることを特徴とする請求項1記載の成膜方法。
- 前記改質工程における前記第3の温度は400℃以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の成膜方法。
- 前記第2の温度と前記第3の温度は同一であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記改質工程では、前記窒化ガスを間欠的に導入することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記改質工程では、前記窒化ガスと共に水素ガスを同時に導入することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記改質工程では、前記窒化ガスと前記薄膜を形成するために用いる原料ガスとを導入することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記窒化ガスと前記原料ガスとは互いに間欠的に且つ交互に導入されることを特徴とする請求項7記載の成膜方法。
- 前記フッ素系ガスは、ClF3 、NF3 、C2 F6 、F2 よりなる群より選択される1以上のガスであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記窒化ガスは、NH3 、ヒドラジン、ヒドラジン化合物よりなる群より選択される1以上のガスであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記薄膜は、チタン膜又はチタン窒化膜であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記原料ガスは、TiCl4 、TDMAT(ジメチルアミノチタニウム)、TDEAT(ジエチルアミノチタン)よりなる群より選択される1以上のガスであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 前記第2の温度及び前記第3の温度は200℃以上であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の成膜方法。
- 真空排気が可能になされた処理容器と、
前記処理容器内に設けられて、その上に被処理体を載置する窒化アルミニウム製の載置台と、
前記被処理体を加熱するための加熱手段と、
前記載置台に対向させて配置されて、前記処理容器内へ必要なガスを導入するシャワーヘッド部と、
装置全体の動作を制御する制御部と、
を備えた成膜装置において、
前記制御部は、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように制御することを特徴とする成膜装置。 - 真空排気が可能になされた処理容器と、
前記処理容器内に設けられて、その上に被処理体を載置する窒化アルミニウム製の載置台と、
前記被処理体を加熱するための加熱手段と、
前記載置台に対向させて配置されて、前記処理容器内へ必要なガスを導入するシャワーヘッド部と、
を備えた成膜装置を用いて第1の温度で前記被処理体に薄膜を形成するに際して、
請求項1乃至13のいずれか一項に記載の成膜方法を実行するように前記成膜装置を制御するコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体。
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Cited By (5)
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WO2015079632A1 (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | 株式会社Joled | 原子層堆積装置 |
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