JPH07115064A - Device and method for forming film, and cleaning method for film forming device - Google Patents
Device and method for forming film, and cleaning method for film forming deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、成膜装置及び成膜方法
並びに成膜装置の洗浄方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus, a film forming method, and a method for cleaning a film forming apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおいて
は、真空雰囲気中で処理ガスを用いて半導体ウエハ（以
下ウエハという）に対して種々の真空処理が行われる
が、その一つとして金属膜をウエハ表面に成膜するいわ
ゆるメタルＣＶＤがある。2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, various vacuum treatments are performed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) in a vacuum atmosphere by using a treatment gas. There is so-called metal CVD in which a film is formed on.
【０００３】このメタルＣＶＤは、例えば電極膜や配線
膜などを形成する場合に行なわれ、例えば微細な線幅の
配線膜を形成するために注目されているブランケットＷ
−ＣＶＤもその一つである。このブランケットＷ−ＣＶ
Ｄは、図６に示すように気密構造の処理室６１内の載置
台６２上にウエハ６４を載置すると共に、載置台６２に
設けられたヒータ６３によりウエハ６４を加熱し、処理
室６１の上部のガス導入室６５からウエハ６４へ向けて
成膜ガス例えばＷＦ6 ガスを導入すると、ＷＦ6 ガスが
ウエハ６４の熱により分解されて、Ｗ（タングステン）
がウエハ６４の表面に堆積されＷ膜が成膜されるという
ものである。なお図６中６６は排気管である。This metal CVD is performed when forming, for example, an electrode film or a wiring film, and a blanket W, which is drawing attention for forming a wiring film having a fine line width, for example.
-CVD is one of them. This blanket W-CV
As shown in FIG. 6, the wafer D is placed on the mounting table 62 in the airtight processing chamber 61, and the wafer 63 is heated by the heater 63 provided on the mounting table 62. When a film forming gas such as WF 6 gas is introduced from the upper gas introduction chamber 65 toward the wafer 64, the WF 6 gas is decomposed by the heat of the wafer 64, and W (tungsten)
Is deposited on the surface of the wafer 64 to form a W film. Reference numeral 66 in FIG. 6 is an exhaust pipe.
【０００４】こうしたメタル成膜処理を行う場合、Ｗ膜
などの金属膜がウエハ６４の表面のみならず、載置台６
２や処理室６１の壁部に付着するが、この付着物はパー
ティクルの発生源になるため除去する必要がある。When such a metal film forming process is performed, the metal film such as the W film is not limited to the surface of the wafer 64, and the mounting table 6 is used.
2 and the walls of the processing chamber 61, but these deposits are sources of particles and must be removed.
【０００５】そこで従来このような付着物を除去するク
リーニング方法としては、処理室６１内に高周波を印加
するクリーニング専用の電極例えばガス導入室６５のガ
ス拡散板を兼用した電極６７を設け、この電極６７と処
理室６１の壁部との間に高周波電源６８により高周波電
圧を印加してクリーニング用のプラズマを発生させ、こ
のプラズマにより処理室６１内に付着した金属膜を除去
する方法が知られている。Therefore, as a conventional cleaning method for removing such deposits, an electrode dedicated to cleaning for applying a high frequency, for example, an electrode 67 also serving as a gas diffusion plate in the gas introduction chamber 65 is provided in the processing chamber 61, and this electrode is provided. A method is known in which a high-frequency voltage is applied between the 67 and the wall of the processing chamber 61 by a high-frequency power source 68 to generate a plasma for cleaning, and the plasma removes the metal film adhering to the inside of the processing chamber 61. There is.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のク
リーニング方法は、プラズマが処理室６１の隅々まで行
き渡らないため、高周波電極６７近傍のクリーニングに
は有効であるが、プラズマが到らない部分は付着物が完
全に除去できないという問題があり、また反応生成物が
高周波電極６７に付着して膜剥がれが生じ、パ−ティク
ル発生の一因になるという問題もあった。However, the above-mentioned cleaning method is effective for cleaning the vicinity of the high-frequency electrode 67 because the plasma does not reach every corner of the processing chamber 61, but the portion where the plasma does not reach is attached. There is also a problem that the kimono cannot be completely removed, and the reaction product adheres to the high frequency electrode 67 to cause film peeling, which is a cause of particle generation.
【０００７】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は処理室内に付着した金属膜ある
いは金属化合物膜を簡単にかつ効果的に除去することが
できる成膜装置の洗浄方法を提供することにある。また
他の目的は、処理ガスを供給するガス吹出板への反応生
成物の付着を抑えてパーティクルの発生を少なくできる
成膜装置及び成膜方法を提供することにある。The present invention has been made under these circumstances, and an object thereof is to provide a film forming apparatus capable of easily and effectively removing a metal film or a metal compound film attached to a processing chamber. It is to provide a cleaning method. Another object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of suppressing the generation of particles by suppressing the adhesion of reaction products to the gas blowing plate that supplies the processing gas.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、気密
構造の処理室内に処理ガスを導入して金属または金属化
合物を被処理体に成膜する成膜装置において、前記被処
理体に対して成膜を行った後、フッ化塩素ガスを前記処
理室内に毎分５リットル以下の流量で導入して、処理室
内温度０〜５００℃、処理室内圧力０．１〜１００Ｔｏ
ｒｒの条件で当該処理室内を洗浄することを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus for forming a metal or a metal compound on an object to be processed by introducing a processing gas into an airtight processing chamber. Then, after forming a film, chlorine fluoride gas is introduced into the processing chamber at a flow rate of 5 liters per minute or less, the processing chamber temperature is 0 to 500 ° C., and the processing chamber pressure is 0.1 to 100 To.
The inside of the processing chamber is cleaned under the condition of rr.
【０００９】請求項２の発明は、気密な処理室内に被処
理体の載置部を設け、この載置部に対向するガス吹出板
の多数のガス吸出口から処理ガスを前記処理室内に供給
すると共に被処理体を加熱源により加熱して被処理体に
成膜する成膜装置において、前記ガス吸出板に冷媒流路
を設けたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, a mounting portion for the object to be processed is provided in an airtight processing chamber, and the processing gas is supplied into the processing chamber from a large number of gas suction ports of the gas blower plate facing the mounting portion. In addition, in the film forming apparatus for heating the object to be processed by the heating source to form a film on the object to be processed, the gas suction plate is provided with the refrigerant flow path.
【００１０】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、冷却手段は、ガス吹出板内に形成された冷媒流路を
含むものであることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the cooling means includes a refrigerant passage formed in the gas blowing plate.
【００１１】請求項４の発明は、請求項２記載の成膜装
置を用い、モノシランガスと六フッ化タングステンガス
とを反応させて被処理体にタングステンシリサイド膜を
成膜すると共に、ガス吹出板を１０℃以下に冷却するこ
とを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the film forming apparatus according to the second aspect is used to cause a monosilane gas and a tungsten hexafluoride gas to react with each other to form a tungsten silicide film on an object to be processed and to form a gas blowing plate. It is characterized by cooling to 10 ° C. or lower.
【００１２】請求項５の発明は、請求項２記載の成膜装
置を用い、ジクロルシランガスと六フッ化タングステン
ガスとを反応させて被処理体にタングステンシリサイド
膜を成膜すると共に、ガス吹出板を５０℃以下に冷却す
ることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, by using the film forming apparatus according to the second aspect, a dichlorosilane gas and a tungsten hexafluoride gas are reacted to form a tungsten silicide film on an object to be processed, and gas is blown out. It is characterized in that the plate is cooled to 50 ° C. or lower.
【００１３】[0013]
【作用】処理室内に処理ガスを導入して金属または金属
化合物を被処理体に成膜すると、被処理体以外の個所例
えば被処理体の載置台や処理室の壁部にも成膜される。
そこで成膜処理を行った後に処理室内にフッ化塩素ガス
を導入すると、このフッ化塩素ガスが金属または金属化
合物と反応して壁部等の付着膜を除去する。この際フッ
化塩素ガスは処理室内の隅々に供給されるので、処理室
内における付着膜の取り残しがなくなる。When the processing gas is introduced into the processing chamber and the metal or the metal compound is formed on the object to be processed, the film is also formed on a portion other than the object to be processed, for example, the mounting table of the object or the wall of the processing chamber. .
Therefore, when chlorine fluoride gas is introduced into the processing chamber after performing the film forming process, the chlorine fluoride gas reacts with the metal or the metal compound to remove the adhered film such as the wall portion. At this time, the chlorine fluoride gas is supplied to every corner of the processing chamber, so that the adhered film is not left behind in the processing chamber.
【００１４】載置部に載置された被処理体を例えば加熱
ランプで加熱すると、載置部に対向するガス吹出板も加
熱されるが、冷媒を通流することによりガス吹出板を直
接冷却すれば、処理ガスの分解が抑えられるので、ガス
吹出板における成膜成分の付着が抑えられる。When the object to be processed placed on the placing portion is heated by, for example, a heating lamp, the gas blowing plate facing the placing portion is also heated, but the gas blowing plate is directly cooled by flowing the refrigerant. By so doing, the decomposition of the processing gas is suppressed, so that the deposition of film forming components on the gas blowing plate is suppressed.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明の方法を実施するための洗浄装置を備えた成
膜装置の一例を示す図であり、図中１は被処理体例えば
ウエハに成膜処理を行うための気密にシールされた処理
室である。この処理室１の上部には、下面側にガス吹出
板１２を備えたガス導入室１１が配設されており、この
ガス導入室１１の上面側にはガス供給管１３を介して処
理ガス供給管２及びクリーニングガス供給管３が接続さ
れている。処理ガス供給管２はバルブ２１及びマスフロ
コントローラ２２を介して処理ガス供給源２３に接続さ
れており、この処理ガス供給源２３は、例えばＷＦ
6 （六フッ化タングステン）ガス、Ｈ2 ガス、Ｎ2 ガス
及びＡｒガスなどの供給源を備えている。ただしこの図
ではマスフロコントローラ２２は、各ガスの供給管に設
けられているものを代表して示してある。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing an example of a film forming apparatus equipped with a cleaning device for carrying out the method of the present invention, in which 1 is an airtight seal for performing a film forming process on an object to be processed, for example, a wafer. It is a processing room. A gas introduction chamber 11 having a gas blowout plate 12 on the lower surface side is arranged at the upper portion of the processing chamber 1, and a processing gas is supplied to the upper surface side of the gas introduction chamber 11 via a gas supply pipe 13. The pipe 2 and the cleaning gas supply pipe 3 are connected. The processing gas supply pipe 2 is connected to a processing gas supply source 23 via a valve 21 and a mass flow controller 22, and the processing gas supply source 23 is, for example, WF.
It is provided with a supply source of 6 (tungsten hexafluoride) gas, H 2 gas, N 2 gas, Ar gas and the like. However, in this figure, the mass flow controller 22 is shown as a representative one provided in each gas supply pipe.
【００１６】またクリーニングガス供給管３はバルブ３
１及びマスフロコントローラ３２を介して例えばＣｌＦ
3 （三フッ化塩素）ガスを供給するためのクリーニング
ガス供給源３３に接続されている。The cleaning gas supply pipe 3 has a valve 3
1 and the mass flow controller 32, for example, ClF
It is connected to a cleaning gas supply source 33 for supplying 3 (chlorine trifluoride) gas.
【００１７】前記処理室１のガス導入室１１の下方側に
は、ウエハ１０を載置するための例えばカーボン系の材
質よりなる載置台４がガス導入室１１と対向して配置さ
れており、この載置台４は、処理室１の側壁に固定され
た支持枠４１に支持されている。また処理室１の下方側
外部には、前記載置台４を加熱するための加熱ランプ５
がケース５１内に設けられており、前記載置台４に対向
する処理室１の底壁は、例えば石英ガラスやサファイヤ
などからなる窓５２により構成されている。なお前記加
熱ランプ５は、例えば回転機構５３により回転される回
転テーブル５４上に配置されている。On the lower side of the gas introducing chamber 11 of the processing chamber 1, a placing table 4 made of, for example, a carbon material for placing the wafer 10 is arranged so as to face the gas introducing chamber 11. The mounting table 4 is supported by a support frame 41 fixed to the side wall of the processing chamber 1. A heating lamp 5 for heating the mounting table 4 is provided outside the processing chamber 1 on the lower side.
Is provided in the case 51, and the bottom wall of the processing chamber 1 facing the mounting table 4 is formed of a window 52 made of, for example, quartz glass or sapphire. The heating lamp 5 is arranged on a rotary table 54 that is rotated by a rotating mechanism 53, for example.
【００１８】前記処理室１の側壁には、冷媒流路１４及
び図示しない真空ポンプに接続される排気孔１５が形成
されている。また当該側壁の一部は載置台４及びその下
方領域を囲むように処理室１の内部へ突出して形成され
ており、その突出部１６には、載置台４の側方及び下方
側に処理ガスが周り込まないように、例えばＮ2 ガスな
どのパージガスを供給するためのパージガス供給路１７
が形成されている。On the side wall of the processing chamber 1, there are formed a coolant passage 14 and an exhaust hole 15 connected to a vacuum pump (not shown). Further, a part of the side wall is formed so as to project into the inside of the processing chamber 1 so as to surround the mounting table 4 and a region below the mounting table 4, and the protruding portion 16 has processing gas on the side and the lower side of the mounting table 4. The purge gas supply passage 17 for supplying a purge gas such as N 2 gas so that the gas does not get around.
Are formed.
【００１９】次に上述の成膜処理装置を用いて行なわれ
る本発明方法の一例について述べる。先ず被処理体であ
るウエハ１０を図示しない搬送手段により載置台４上に
載置する。次いで加熱ランプ５により載置台４を介して
ウエハ１０を加熱すると共に、図示しない真空ポンプに
より排気孔１５を通じて排気すると共に、バルブ２１を
開き、処理室１内を所定の真空度に維持しながら処理ガ
ス供給源２３から処理ガス供給管２、ガス供給管１３及
びガス導入室１１を介して例えばＷＦ6 ガス、Ｈ2 ガ
ス、Ｎ2 ガス及びＡｒガスからなる処理ガスを処理室１
に供給する。Next, an example of the method of the present invention which is carried out using the above film forming apparatus will be described. First, the wafer 10, which is an object to be processed, is mounted on the mounting table 4 by a transfer unit (not shown). Then, the wafer 10 is heated by the heating lamp 5 via the mounting table 4, and the wafer is evacuated through the exhaust hole 15 by a vacuum pump (not shown), and the valve 21 is opened to maintain the inside of the processing chamber 1 at a predetermined vacuum degree. A processing gas composed of, for example, WF 6 gas, H 2 gas, N 2 gas and Ar gas is supplied from the gas supply source 23 through the processing gas supply pipe 2, the gas supply pipe 13 and the gas introduction chamber 11 to the processing chamber 1.
Supply to.
【００２０】一方パージガス供給路１７から載置台４の
下方側へ向けて例えばＮ2 ガスからなるパージガスを供
給し、排気孔１５からの排気により処理室１内を所定の
圧力に維持する。ここでＷＦ6 ガスはウエハ１０の熱に
より分解されてＷ（タングステン）が生成され、ウエハ
１０の表面に膜状に堆積される。こうしてウエハ１０に
Ｗ膜を成膜した後、バルブ２１を閉じて処理ガスの供給
を停止し、例えば不活性ガスにより大気圧雰囲気とした
後ウエハ１０を図示しない搬送手段により図示しない搬
出入口を介して、処理室１の外部へ搬出する。On the other hand, a purge gas composed of, for example, N 2 gas is supplied from the purge gas supply path 17 toward the lower side of the mounting table 4, and the inside of the processing chamber 1 is maintained at a predetermined pressure by exhausting from the exhaust hole 15. Here, the WF 6 gas is decomposed by the heat of the wafer 10 to generate W (tungsten), and is deposited on the surface of the wafer 10 in a film shape. After the W film is formed on the wafer 10 in this way, the valve 21 is closed to stop the supply of the processing gas, and the atmosphere is brought to an atmospheric pressure atmosphere with, for example, an inert gas, and then the wafer 10 is carried by a carrying means (not shown) through a carry-in / out port (not shown). And is carried out of the processing chamber 1.
【００２１】そして上述のようなウエハの成膜処理を所
定の回数行なった後、例えば加熱ランプ５を加熱源とし
て用い、また図示しない真空ポンプを作動させて、処理
室１内部の温度を例えば０〜５００℃、圧力を例えば
０．１〜１００Ｔｏｒｒの範囲内となるように調節し、
バルブ３１を開いてクリーニングガス供給源３３からク
リーニングガス供給管３、ガス供給管１３及びガス導入
室１１を介して例えばＣｌＦ3 ガスなどのフッ化塩素ガ
スからなるクリーニングガスを例えば毎分５リットル以
下の流量で処理室１に供給する。After performing the above-described wafer film forming process a predetermined number of times, the temperature inside the processing chamber 1 is set to, for example, 0 by using the heating lamp 5 as a heating source and operating a vacuum pump (not shown). ~ 500 ° C, adjust the pressure to fall within the range of 0.1 to 100 Torr,
The valve 31 is opened and a cleaning gas consisting of chlorine fluoride gas such as ClF 3 gas is supplied from the cleaning gas supply source 33 through the cleaning gas supply pipe 3, the gas supply pipe 13 and the gas introduction chamber 11 to, for example, 5 liters or less per minute. Is supplied to the processing chamber 1 at a flow rate of.
【００２２】ここでクリーニングガスはガス吹出板１２
を介して処理室１内の隅々に供給され、先の成膜処理に
よって処理室１の内壁や載置台４に付着した金属膜、こ
の例ではＷ膜と化学反応を起こしてこれを除去し、これ
により処理室１がクリーニング（洗浄）される。そして
バルブ３１を閉じ、クリーニングガスの供給を停止し
て、クリーニングガスの導入による処理室１のクリーニ
ングを終了した後、再びウエハの成膜処理を行なう。Here, the cleaning gas is the gas blowing plate 12
Is supplied to every corner of the processing chamber 1 via the metal film and adhered to the inner wall of the processing chamber 1 and the mounting table 4 by the previous film forming process, in this example, a W film is chemically reacted to remove the metal film. Thus, the processing chamber 1 is cleaned (washed). Then, the valve 31 is closed, the supply of the cleaning gas is stopped, and after the cleaning of the processing chamber 1 by the introduction of the cleaning gas is completed, the film forming process of the wafer is performed again.
【００２３】なお本発明方法のクリーニング時の条件を
決定すると共にその効果を確認するために、上述実施例
の装置を用いてＣｌＦ3 ガスによる処理室１のクリーニ
ングを行ったところ、上述の条件、すなわちＣｌＦ3 ガ
スの流量：毎分５リットル以下、処理室内温度：０〜５
００℃、処理室内圧力：０．１〜１００Ｔｏｒｒの下
で、成膜処理により付着した金属膜を処理室１内の隅々
に亘って除去できることが確認された。In order to determine the cleaning condition of the method of the present invention and to confirm its effect, the processing chamber 1 was cleaned with ClF 3 gas using the apparatus of the above-mentioned embodiment. That is, ClF 3 gas flow rate: 5 liters per minute or less, processing chamber temperature: 0 to 5
It was confirmed that the metal film adhered by the film forming process could be removed in every corner of the process chamber 1 under the condition of 00 ° C. and the pressure in the process chamber: 0.1 to 100 Torr.
【００２４】上述実施例によればＣｌＦ3 ガスとＷ膜と
の化学反応を利用してＷ膜を除去するものであり、この
ＣｌＦ3 ガスは処理室１内の隅々にまで供給されるの
で、処理室１内のどのような場所例えば内壁の隅部や載
置台４の周縁部などに付着したＷ膜も確実に除去でき、
従って成膜処理時におけるパーティクルの発生が抑えら
れるので歩留まりの向上につながる。According to the above-mentioned embodiment, the W film is removed by utilizing the chemical reaction between the ClF 3 gas and the W film, and this ClF 3 gas is supplied to every corner of the processing chamber 1. It is possible to reliably remove the W film adhering to any place in the processing chamber 1, for example, a corner of the inner wall or a peripheral portion of the mounting table 4,
Therefore, the generation of particles during the film forming process is suppressed, which leads to an improvement in yield.
【００２５】また本発明実施例のクリーニング方法は、
ＣｌＦ3 ガスの供給手段を成膜装置に装着するだけの設
備変更で実施でき、クリーニング用のプラズマを発生さ
せる専用の高周波電極も不要であることから、製品のコ
ストダウンに大きく貢献して、安価な成膜装置を提供す
ることができる。The cleaning method of the embodiment of the present invention is
It can be carried out by simply changing the equipment by installing the ClF 3 gas supply means in the film forming apparatus, and does not require a dedicated high-frequency electrode for generating plasma for cleaning, which greatly contributes to the cost reduction of the product and is inexpensive. A different film forming apparatus can be provided.
【００２６】さらにクリーニング時の温度範囲には、Ｗ
膜の成膜処理の反応温度が含まれているので、処理室１
の温度調整を行なわずに、成膜処理に引き続いてクリー
ニングを行なうことができる。また本発明は、図２に示
すように加熱ランプを用いずに載置台４に抵抗発熱線か
らなるヒータ４０を設けて、このヒータ４０によりウエ
ハを加熱する成膜装置に対しても適用することができ、
この場合同図に示すように例えば処理室１の外周面に抵
抗発熱線からなるヒータ１８を巻装し、クリーニング時
にこのヒータ１８により処理室１内を加熱してもよい。
なお図２中１９はＷ膜である。Further, the temperature range during cleaning is W
Since the reaction temperature of the film forming process is included, the processing chamber 1
The cleaning can be performed subsequent to the film forming process without adjusting the temperature. The present invention is also applicable to a film forming apparatus in which a heater 40 including a resistance heating wire is provided on the mounting table 4 without using a heating lamp as shown in FIG. 2 and the heater 40 heats a wafer. Can
In this case, as shown in the figure, for example, a heater 18 composed of a resistance heating wire may be wound around the outer peripheral surface of the processing chamber 1, and the heater 18 may heat the inside of the processing chamber 1 during cleaning.
In FIG. 2, 19 is a W film.
【００２７】以上において本発明では、クリーニングガ
スとして、ＣｌＦ3 ガス以外に、ＣｌＦ（一フッ化塩
素）ガス等のフッ化塩素ガスを用いてもよい。また本発
明のクリーニング方法によって、Ｗ以外にもＷＳｉ、Ｔ
ｉ、ＴｉＮ、Ｍｏ等の金属膜を除去できることが確認さ
れ、従ってこうした金属膜や金属化合物の成膜を行う場
合にも本発明は有効である。In the above, in the present invention, as the cleaning gas, chlorine fluoride gas such as ClF (chlorine monofluoride) gas may be used in addition to ClF3 gas. Further, according to the cleaning method of the present invention, WSi, T
It has been confirmed that a metal film of i, TiN, Mo or the like can be removed. Therefore, the present invention is also effective when forming such a metal film or a metal compound.
【００２８】次に本発明の他の実施例について図３及び
図４を参照しながら説明する。図３中図１と同一部分に
ついては同一符号を付してある。この実施例では、ガス
導入室７内にはガスを拡散させるガス拡散板７１が設け
られ、その下流側には、処理室１内に処理ガスを吹き出
すためのシャワープレートなどと呼ばれているガス吹出
板８が設けられている。このガス吹出板８は、図４にも
示すように例えばアルミニウムよりなる円形の板状体に
多数の例えば穴径１．５ｍｍのガス吹出穴８１が散在し
て形成されている。なおガス吹出板８の材質としてはア
ルミニウム以外の他の材質石英やセラミックスを用いる
ことができる。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a gas diffusion plate 71 for diffusing a gas is provided in the gas introduction chamber 7, and a gas called a shower plate for blowing the processing gas into the processing chamber 1 is provided on the downstream side thereof. A blowout plate 8 is provided. As shown in FIG. 4, the gas blowout plate 8 is formed by a large number of gas blowout holes 81 having a hole diameter of, for example, 1.5 mm scattered in a circular plate-shaped body made of, for example, aluminum. As the material of the gas blowing plate 8, quartz or ceramics other than aluminum can be used.
【００２９】前記ガス吹出板８の中には、冷媒流路９が
屈曲して形成されており、この冷媒流路９の入口及び出
口は冷却器などを備えた冷媒例えば冷却水の循環系（図
示せず）に接続されている。冷媒流路９の入口側の冷却
水の温度は凝固しない程度の限界の温度例えば−１０℃
から７０℃程度に設定される。またガス導入室７の側壁
にも冷媒例えば冷却水を通流させるための冷媒流路９１
が形成されており、ガス吹出板８の冷却効果を高めるよ
うにしている。A refrigerant passage 9 is formed in the gas blowing plate 8 in a bent manner, and an inlet and an outlet of the refrigerant passage 9 are provided with a cooler or the like, for example, a circulation system of a refrigerant (cooling water). (Not shown). The temperature of the cooling water on the inlet side of the refrigerant channel 9 is a critical temperature at which solidification does not occur, for example, -10 ° C.
To about 70 ° C. In addition, a coolant passage 91 for allowing a coolant, for example, cooling water to flow also on the side wall of the gas introduction chamber 7.
Are formed to enhance the cooling effect of the gas blowing plate 8.
【００３０】この実施例では、例えば先の実施例と同様
にＷＦ6 ガス及びＳｉＨ4 （モノシラン）ガスを処理ガ
スとし，また適宜キャリアガスを用いて処理ガス供給管
２からガス導入室７内に導入し、ガス吹出板８のガス吹
出穴８１から処理室１内に供給する。また処理室１内の
圧力は、例えば０．２〜０．５Ｔｏｒｒに設定されると
共に、ウエハ１０は加熱ランプ５により例えば３００〜
４００℃に加熱され、ウエハ１０の表面には、ＷＦ6 と
ＳｉＨ4 との反応により生成されたタングステンシリサ
イドが付着堆積する。In this embodiment, for example, WF 6 gas and SiH 4 (monosilane) gas are used as the processing gas in the same manner as in the previous embodiments, and a carrier gas is appropriately used to introduce gas from the processing gas supply pipe 2 into the gas introduction chamber 7. It is introduced and supplied into the processing chamber 1 through the gas outlet 81 of the gas outlet plate 8. Further, the pressure in the processing chamber 1 is set to, for example, 0.2 to 0.5 Torr, and the wafer 10 is heated to 300 to, for example, by the heating lamp 5.
After being heated to 400 ° C., tungsten silicide produced by the reaction of WF 6 and SiH 4 is deposited and deposited on the surface of the wafer 10.
【００３１】一方前記ガス導入室７の冷媒流路９及び９
１に冷却水を通流しておくことにより、ガス吹出板８は
１０℃以下例えば−５℃になる。この場合ガス吹出板８
は、冷却水による冷却を行わなければ例えば１５０℃以
上もの高温になり、処理ガスがガス吹出板８から吹出す
とき、あるいは一旦処理室１内に供給された処理ガスが
壁面などに当たってガス吹出板８に戻ってきたときにＷ
Ｆ6 とＳｉＨ4 とが反応してガス吹出板８にタングステ
ンシリサイドや、完全に熱分解しきれずにＷの化合物と
なったものが付着堆積するが、この実施例のように冷却
しておけば、ＷＦ6 とＳｉＨ4 との反応が抑えられ、反
応生成物の付着量が少なくなる。従ってガス吹出板８か
らの付着物の剥がれによるパーティクルの発生を防止で
きる。On the other hand, the refrigerant passages 9 and 9 in the gas introducing chamber 7
By allowing cooling water to flow through 1, the temperature of the gas blowing plate 8 becomes 10 ° C. or less, for example, −5 ° C. In this case, gas outlet plate 8
If the cooling gas is not used for cooling, the temperature rises to, for example, 150 ° C. or higher, and when the processing gas is blown from the gas blowing plate 8 or the processing gas once supplied into the processing chamber 1 hits a wall surface or the like, the gas blowing plate W when coming back to 8
F 6 and SiH 4 react with each other to deposit and deposit tungsten silicide or a compound of W that cannot be completely thermally decomposed on the gas blowing plate 8 and is cooled as in this embodiment. , The reaction between WF 6 and SiH 4 is suppressed, and the amount of the reaction product attached decreases. Therefore, it is possible to prevent the generation of particles due to the exfoliation of the adhered matter from the gas blowing plate 8.
【００３２】そしてガス吹出板８におけるＷＦ6 とＳｉ
Ｈ4 との反応が抑えられることから、処理ガスの流量と
ウエハ１０へのＷの付着量との対応が良好になり、この
結果ウエハの面間均一性（−のウエハの膜厚と他のウエ
ハの膜厚との間の均一性）が向上する。図５は、横軸に
ウエハのナンバーを、縦軸にＷ膜の膜厚を夫々とった定
性的なグラフであり、実線ａ、実線ｂ及び点線ｃは夫々
ガス吹出板８を冷却した場合、冷却が不十分な場合、及
び冷却しない場合に対応している。Then, WF 6 and Si in the gas blowing plate 8
Since the reaction with H 4 is suppressed, the correspondence between the flow rate of the processing gas and the amount of W adhering to the wafer 10 is improved, and as a result, the surface-to-surface uniformity of the wafer (− wafer thickness of negative and other Uniformity with respect to the film thickness of the wafer is improved. FIG. 5 is a qualitative graph in which the wafer number is plotted on the horizontal axis and the film thickness of the W film is plotted on the vertical axis. The solid line a, the solid line b, and the dotted line c are respectively obtained when the gas blowing plate 8 is cooled. It corresponds to the case of insufficient cooling and the case of not cooling.
【００３３】このグラフにおいて、予定としている膜厚
は例えば１０００〜５０００オングストロームである。
この試験における成膜条件は、既述した実施例のプロセ
ス条件と同様であるが、ガス吹出板８の温度は冷却水に
より例えば５℃に冷却されている。図５のグラフから理
解されるようにガス吹出板８を冷却することによりウエ
ハの膜厚の面間均一性が格段に向上し、またガス吹出板
８への付着物の量も少ないことが確認された。なおＷＦ
6 とＳｉＨ4 とによりタングステンシリサイド膜を成膜
する場合、ガス吹出板８への付着物の量を有効に抑える
ためにはガス吹出板８の温度を１０℃以下に冷却するこ
とが必要である。その理由については、本発明者は、冷
媒の温度を調整してガス吹出板８の温度を種々変更し、
反応生成物の付着状態を観察したところ、１０℃を境界
としてこれ以下では付着量が少ないが、１１℃以上にな
ると付着量が急激に増加していくことがわかったからで
ある。なおガス吹出板を冷却する冷却手段としては、冷
媒流路に限らず例えばペルチェ素子を用いてもよい。In this graph, the intended film thickness is, for example, 1000 to 5000 angstrom.
The film forming conditions in this test are the same as the process conditions of the above-described embodiment, but the temperature of the gas blowing plate 8 is cooled to 5 ° C. by cooling water, for example. As can be seen from the graph of FIG. 5, it was confirmed that by cooling the gas blowing plate 8, the uniformity of the film thickness of the wafer was significantly improved and the amount of deposits on the gas blowing plate 8 was small. Was done. WF
When a tungsten silicide film is formed from 6 and SiH 4 , it is necessary to cool the temperature of the gas blowing plate 8 to 10 ° C. or lower in order to effectively suppress the amount of the deposits on the gas blowing plate 8. . For the reason, the present inventor has adjusted the temperature of the refrigerant to variously change the temperature of the gas blowing plate 8,
When the state of adhesion of the reaction product was observed, it was found that the adhesion amount was small at 10 ° C. and below, but the adhesion amount drastically increased at 11 ° C. and above. The cooling means for cooling the gas blowing plate is not limited to the coolant flow path, and a Peltier element, for example, may be used.
【００３４】以上において吹出板を冷却する方法は、Ｓ
ｉＨ2 Ｃｌ2 （ジクロルシラン）ガスとＷＦ6 ガスとを
用いてタングステンシリサイドを成膜する場合にも適用
できこの場合ウエハは５００〜６００℃に加熱され、ま
たガス吹出板の温度は実験によれば５０℃以下に冷却す
れば付着物の量を十分抑えることができる。In the above, the method for cooling the blowing plate is S
It can also be applied to the case where tungsten silicide is formed by using iH 2 Cl 2 (dichlorosilane) gas and WF 6 gas. In this case, the wafer is heated to 500 to 600 ° C., and the temperature of the gas blowing plate is experimentally determined. If cooled to 50 ° C. or less, the amount of deposits can be sufficiently suppressed.
【００３５】[0035]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、成膜処理後の
処理室にフッ化塩素ガスを導入することにより処理室の
内部を洗浄しているので、処理室内に付着した金属膜あ
るいは金属酸化膜を隅々に亘って除去することができ、
パーティクルの発生を抑えることができる。According to the invention of claim 1, since the inside of the processing chamber is cleaned by introducing chlorine fluoride gas into the processing chamber after the film forming process, the metal film or The metal oxide film can be removed in every corner,
Generation of particles can be suppressed.
【００３６】請求項２〜５の発明によれば、ガス吹出板
を冷却しているのでガス吹出板への付着物の量が少なく
なり、また被処理体の膜厚の面間均一性が向上する。According to the inventions of claims 2 to 5, since the gas blowing plate is cooled, the amount of deposits on the gas blowing plate is reduced, and the uniformity of the film thickness of the object to be processed is improved. To do.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の方法を実施する成膜装置の一例を示す
断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a film forming apparatus for carrying out the method of the present invention.
【図２】本発明方法における洗浄の様子を示す説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory view showing a state of cleaning in the method of the present invention.
【図３】本発明の他の実施例に係る成膜装置を示す断面
図である。FIG. 3 is a sectional view showing a film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図４】ガス吹出板の一例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of a gas blowing plate.
【図５】ウエハの膜厚の面間均一性を示す特性図であ
る。FIG. 5 is a characteristic diagram showing inter-plane uniformity of film thickness of a wafer.
【図６】従来の成膜装置の一例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing an example of a conventional film forming apparatus.
１ 処理室 １０ ウエハ １１ ガス導入室 ２ 処理ガス供給管 ２３ 処理ガス供給源 ３ クリーニングガス供給管 ３３ クリーニングガス供給源 ２１、３１ バルブ ２２、３２ マスフロコントロ−ラ ４ 載置台 ５ 加熱ランプ ８ ガス吹出板 ９ 冷媒流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 10 Wafer 11 Gas introduction chamber 2 Processing gas supply pipe 23 Processing gas supply source 3 Cleaning gas supply pipe 33 Cleaning gas supply source 21, 31 Valve 22, 32 Mass flow controller 4 Mounting table 5 Heating lamp 8 Gas blowout Plate 9 Refrigerant flow path
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 // Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｅ 8417−4Ｋ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number for FI Technical indication H01L 21/3065 // C23F 4/00 E 8417-4K
Claims (5)
て金属または金属化合物を被処理体に成膜する成膜装置
において、 前記被処理体に対して成膜を行った後、フッ化塩素ガス
を前記処理室内に毎分５リットル以下の流量で導入し
て、処理室内温度０〜５００℃、処理室内圧力０．１〜
１００Ｔｏｒｒの条件で当該処理室内を洗浄することを
特徴とする成膜装置の洗浄方法。1. A film forming apparatus for forming a metal or a metal compound on an object to be processed by introducing a processing gas into an airtight processing chamber, wherein after forming a film on the object to be processed, fluorination is performed. Chlorine gas is introduced into the processing chamber at a flow rate of 5 liters per minute or less, the processing chamber temperature is 0 to 500 ° C., and the processing chamber pressure is 0.1 to
A method for cleaning a film forming apparatus, comprising cleaning the inside of the processing chamber under a condition of 100 Torr.
け、この載置部に対向するガス吹出板の多数のガス吹出
口から処理ガスを前記処理室内に供給すると共に被処理
体を加熱源により加熱して気相反応により処理ガス中の
成膜成分を被処理体に成膜する成膜装置において、 前記ガス吹出板を冷却するための冷却手段を設けたこと
を特徴とする成膜装置。2. An object to be processed is provided in an airtight processing chamber, and the processing gas is supplied into the processing chamber from a plurality of gas outlets of a gas blowing plate facing the mounting part. In a film forming apparatus for forming a film forming component in a processing gas on an object by a gas phase reaction by heating a heating source, a cooling unit for cooling the gas blowing plate is provided. Deposition apparatus.
冷媒流路を含むものであることを特徴とする請求項２記
載の成膜装置。3. The film forming apparatus according to claim 2, wherein the cooling means includes a coolant flow path formed in the gas blowing plate.
ランガスと六フッ化タングステンガスとを反応させて被
処理体にタングステンシリサイド膜を成膜すると共に、
ガス吹出板を１０℃以下に冷却することを特徴とする成
膜方法。4. The film forming apparatus according to claim 2, wherein a monosilane gas and a tungsten hexafluoride gas are reacted to form a tungsten silicide film on an object to be processed,
A film forming method, comprising cooling the gas blowing plate to 10 ° C. or lower.
ルシランガスと六フッ化タングステンガスとを反応させ
て被処理体にタングステンシリサイド膜を成膜すると共
に、ガス吹出板を５０℃以下に冷却することを特徴とす
る成膜方法。5. The film forming apparatus according to claim 2, wherein a dichlorosilane gas and a tungsten hexafluoride gas are reacted to form a tungsten silicide film on an object to be processed, and the gas blowing plate is set to 50 ° C. or lower. A film forming method comprising:
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3642594A JPH07115064A (en) | 1993-08-25 | 1994-02-08 | Device and method for forming film, and cleaning method for film forming device |
| US08/255,924 US5647945A (en) | 1993-08-25 | 1994-06-07 | Vacuum processing apparatus |
| US08/803,008 US5951772A (en) | 1993-08-25 | 1997-02-21 | Vacuum processing apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23234093 | 1993-08-25 | ||
| JP5-232340 | 1993-08-25 | ||
| JP3642594A JPH07115064A (en) | 1993-08-25 | 1994-02-08 | Device and method for forming film, and cleaning method for film forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115064A true JPH07115064A (en) | 1995-05-02 |
Family
ID=26375477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3642594A Pending JPH07115064A (en) | 1993-08-25 | 1994-02-08 | Device and method for forming film, and cleaning method for film forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115064A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002033311A (en) * | 2000-04-26 | 2002-01-31 | Axcelis Technologies Inc | Plasma treatment apparatus and gas dispersing plate |
| KR20030070993A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-03 | 삼성전자주식회사 | Gas Flowing Device and Method In Cleaning Procedure Of Tunsten Silicide Deposition Equipment |
| WO2004111297A1 (en) * | 2003-06-10 | 2004-12-23 | Tokyo Electron Limited | Treatment gas supply mechanism, film-forming device, and film-forming method |
| KR100610416B1 (en) * | 1998-10-26 | 2006-08-09 | 동경 엘렉트론 주식회사 | Semiconductor device fabricating method and system for carrying out the same |
| US8070879B2 (en) | 2002-11-14 | 2011-12-06 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for hybrid chemical processing |
-
1994
- 1994-02-08 JP JP3642594A patent/JPH07115064A/en active Pending
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| KR100610416B1 (en) * | 1998-10-26 | 2006-08-09 | 동경 엘렉트론 주식회사 | Semiconductor device fabricating method and system for carrying out the same |
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