JPH1112738A - Ｃｖｄ成膜方法 - Google Patents
Ｃｖｄ成膜方法Info
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- JPH1112738A JPH1112738A JP9180248A JP18024897A JPH1112738A JP H1112738 A JPH1112738 A JP H1112738A JP 9180248 A JP9180248 A JP 9180248A JP 18024897 A JP18024897 A JP 18024897A JP H1112738 A JPH1112738 A JP H1112738A
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- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
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- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜された膜に生じるストレスが小さいＣＶ
Ｄ成膜方法を提供すること。 【解決手段】 トランスファーチャンバー30からウエハ
Wを処理チャンバー1内に搬入し、支持ピン31を上昇させ
てウエハWを支持ピン31上に保持した状態で、ゲートバ
ルブVを閉じ、所定時間保持後に支持ピン31を下降させ
てウエハWをサセプター2に載置し、減圧状態で成膜工程
を含む一連のプロセスを実施するにあたり、プロセス開
始時点で処理チャンバー1内圧力を成膜圧力に調整し、
次いで成膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了時点で、
成膜ガスを停止するとともに、成膜ガス以外のガスを徐
々に停止し、プロセス終了後、支持ピン31を上昇させて
ウエハWを支持ピン31上に所定時間保持後、ゲートバル
ブVを開いてウエハWをトランスファーチャンバー30へ搬
出する。
Ｄ成膜方法を提供すること。 【解決手段】 トランスファーチャンバー30からウエハ
Wを処理チャンバー1内に搬入し、支持ピン31を上昇させ
てウエハWを支持ピン31上に保持した状態で、ゲートバ
ルブVを閉じ、所定時間保持後に支持ピン31を下降させ
てウエハWをサセプター2に載置し、減圧状態で成膜工程
を含む一連のプロセスを実施するにあたり、プロセス開
始時点で処理チャンバー1内圧力を成膜圧力に調整し、
次いで成膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了時点で、
成膜ガスを停止するとともに、成膜ガス以外のガスを徐
々に停止し、プロセス終了後、支持ピン31を上昇させて
ウエハWを支持ピン31上に所定時間保持後、ゲートバル
ブVを開いてウエハWをトランスファーチャンバー30へ搬
出する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えばＴｉ膜、Ｔ
ｉＮ膜などの薄膜をＣＶＤで成膜するＣＶＤ成膜方法に
関する。
ｉＮ膜などの薄膜をＣＶＤで成膜するＣＶＤ成膜方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスにおいては、金属配線層
や、下層のデバイスと上層の配線層との接続部であるコ
ンタクトホール、上下の配線層同士の接続部であるビア
ホールなどの層間の電気的接続のための埋め込み層、さ
らには埋め込み層形成に先立って拡散防止のために形成
される、Ｔｉ（チタン）膜およびＴｉＮ（窒化チタン）
膜の２層構造のバリア層など金属系の薄膜が用いられ
る。
や、下層のデバイスと上層の配線層との接続部であるコ
ンタクトホール、上下の配線層同士の接続部であるビア
ホールなどの層間の電気的接続のための埋め込み層、さ
らには埋め込み層形成に先立って拡散防止のために形成
される、Ｔｉ（チタン）膜およびＴｉＮ（窒化チタン）
膜の２層構造のバリア層など金属系の薄膜が用いられ
る。
【０００３】このような金属系の薄膜は物理的蒸着（Ｐ
ＶＤ）を用いて成膜されていたが、最近のようにデバイ
スの微細化および高集積化が特に要求され、デザインル
ールが特に厳しくなって、それにともなって線幅やホー
ルの開口径が一層小さくなり、しかも高アスペクト比化
されるにつれ、特に、バリア層を構成するＴｉ膜やＴｉ
Ｎ膜においてはＰＶＤ膜ではホール底に成膜することが
困難となってきた。
ＶＤ）を用いて成膜されていたが、最近のようにデバイ
スの微細化および高集積化が特に要求され、デザインル
ールが特に厳しくなって、それにともなって線幅やホー
ルの開口径が一層小さくなり、しかも高アスペクト比化
されるにつれ、特に、バリア層を構成するＴｉ膜やＴｉ
Ｎ膜においてはＰＶＤ膜ではホール底に成膜することが
困難となってきた。
【０００４】そこで、バリア層を構成するＴｉ膜および
ＴｉＮ膜を、より良質の膜を形成することが期待できる
化学的蒸着（ＣＶＤ）で成膜することが行われている。
そして、ＣＶＤによりＴｉ膜を成膜する場合には、反応
ガスとしてＴｉＣｌ4（四塩化チタン）およびＨ2（水
素）が用いられ、ＴｉＮ膜を成膜する場合には、反応ガ
スとしてＴｉＣｌ4とＮＨ3（アンモニア）またはＭＭＨ
（モノメチルヒドラジン）とが用いられる。
ＴｉＮ膜を、より良質の膜を形成することが期待できる
化学的蒸着（ＣＶＤ）で成膜することが行われている。
そして、ＣＶＤによりＴｉ膜を成膜する場合には、反応
ガスとしてＴｉＣｌ4（四塩化チタン）およびＨ2（水
素）が用いられ、ＴｉＮ膜を成膜する場合には、反応ガ
スとしてＴｉＣｌ4とＮＨ3（アンモニア）またはＭＭＨ
（モノメチルヒドラジン）とが用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＶＤ
によって上記のような薄膜を成膜する場合、従来のレシ
ピでは膜に高いストレスが生じ、このストレスに起因し
て成膜後の半導体ウエハに結晶欠陥や反りが生じてしま
う。ウエハに反りが生じると、膜にクラックが発生した
り、フォトリソグラフィー工程において中央部と周辺部
とで露光装置の焦点深度が異なる等の問題が生じる。膜
にクラックが生じた場合には、導通不良が生じたり、下
地の膜をオーバーエッチングするなどの不都合が生じ
る。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、成膜された膜に生じるストレスが小さいＣＶＤ成膜
方法を提供することを目的とする。
によって上記のような薄膜を成膜する場合、従来のレシ
ピでは膜に高いストレスが生じ、このストレスに起因し
て成膜後の半導体ウエハに結晶欠陥や反りが生じてしま
う。ウエハに反りが生じると、膜にクラックが発生した
り、フォトリソグラフィー工程において中央部と周辺部
とで露光装置の焦点深度が異なる等の問題が生じる。膜
にクラックが生じた場合には、導通不良が生じたり、下
地の膜をオーバーエッチングするなどの不都合が生じ
る。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、成膜された膜に生じるストレスが小さいＣＶＤ成膜
方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、処理チャンバー内で被処理基板にＣＶ
Ｄにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、被処
理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態で成膜工
程を含む一連のプロセスを実施する間、被処理基板に急
激な温度変動が生じないように圧力を調整することを特
徴とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
に、第１発明は、処理チャンバー内で被処理基板にＣＶ
Ｄにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、被処
理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態で成膜工
程を含む一連のプロセスを実施する間、被処理基板に急
激な温度変動が生じないように圧力を調整することを特
徴とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
【０００７】第２発明は、処理チャンバー内で被処理基
板にＣＶＤにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であっ
て、被処理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態
で成膜工程を含む一連のプロセスを実施するにあたり、
プロセス開始時点で処理チャンバー内圧力を成膜圧力に
調整し、次いで成膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了
時点で、成膜ガスを停止するとともに、成膜ガス以外の
ガスを徐々に停止することを特徴とするＣＶＤ成膜方法
を提供する。
板にＣＶＤにより薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であっ
て、被処理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態
で成膜工程を含む一連のプロセスを実施するにあたり、
プロセス開始時点で処理チャンバー内圧力を成膜圧力に
調整し、次いで成膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了
時点で、成膜ガスを停止するとともに、成膜ガス以外の
ガスを徐々に停止することを特徴とするＣＶＤ成膜方法
を提供する。
【０００８】第３発明は、処理チャンバー内で被処理基
板を載置台に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で
被処理基板を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜
を形成するＣＶＤ成膜方法であって、被処理基板を処理
チャンバー内に搬入して載置台の上に載置するまでの
間、および被処理基板に対して減圧状態で成膜工程を含
む一連のプロセスが終了後してから被処理基板を処理チ
ャンバーから搬出するまでの間、被処理基板に急激な温
度変動が生じないように搬送シーケンスを調整すること
を特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
板を載置台に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で
被処理基板を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜
を形成するＣＶＤ成膜方法であって、被処理基板を処理
チャンバー内に搬入して載置台の上に載置するまでの
間、および被処理基板に対して減圧状態で成膜工程を含
む一連のプロセスが終了後してから被処理基板を処理チ
ャンバーから搬出するまでの間、被処理基板に急激な温
度変動が生じないように搬送シーケンスを調整すること
を特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
【０００９】第４発明は、処理チャンバー内で被処理基
板を載置台に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で
被処理基板を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜
を形成するＣＶＤ成膜方法であって、トランスファーチ
ャンバーから被処理基板を処理チャンバー内に搬入し、
載置台の被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基板を
該支持ピン上に保持した状態で、トランスファーチャン
バーと処理チャンバーとの間のゲートバルブを閉じ、所
定時間保持後に前記被処理基板支持ピンを下降させて被
処理基板を載置台に載置し、被処理基板に対して減圧状
態で成膜工程を含む一連のプロセスを行い、プロセス終
了後、前記被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基板
を該支持ピン上に所定時間保持後、前記ゲートバルブを
開いて被処理基板を前記トランスファーチャンバーへ搬
出することを特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
板を載置台に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で
被処理基板を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜
を形成するＣＶＤ成膜方法であって、トランスファーチ
ャンバーから被処理基板を処理チャンバー内に搬入し、
載置台の被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基板を
該支持ピン上に保持した状態で、トランスファーチャン
バーと処理チャンバーとの間のゲートバルブを閉じ、所
定時間保持後に前記被処理基板支持ピンを下降させて被
処理基板を載置台に載置し、被処理基板に対して減圧状
態で成膜工程を含む一連のプロセスを行い、プロセス終
了後、前記被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基板
を該支持ピン上に所定時間保持後、前記ゲートバルブを
開いて被処理基板を前記トランスファーチャンバーへ搬
出することを特徴とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
【００１０】第５発明は、処理チャンバー内で被処理基
板を載置台に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で
被処理基板を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜
を形成するＣＶＤ成膜方法であって、被処理基板を処理
チャンバー内に装入し、減圧状態で成膜工程を含む一連
のプロセスを実施する間、被処理基板に急激な温度変動
が生じないように圧力を調整し、被処理基板を処理チャ
ンバー内に搬入して載置台の上に載置するまでの間、お
よび被処理基板に対して減圧状態で成膜工程を含む一連
のプロセスが終了後してから被処理基板を処理チャンバ
ーから搬出するまでの間、被処理基板に急激な温度変動
が生じないように搬送シーケンスを調整することを特徴
とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
板を載置台に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で
被処理基板を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜
を形成するＣＶＤ成膜方法であって、被処理基板を処理
チャンバー内に装入し、減圧状態で成膜工程を含む一連
のプロセスを実施する間、被処理基板に急激な温度変動
が生じないように圧力を調整し、被処理基板を処理チャ
ンバー内に搬入して載置台の上に載置するまでの間、お
よび被処理基板に対して減圧状態で成膜工程を含む一連
のプロセスが終了後してから被処理基板を処理チャンバ
ーから搬出するまでの間、被処理基板に急激な温度変動
が生じないように搬送シーケンスを調整することを特徴
とするＣＶＤ成膜方法を提供する。
【００１１】第６発明は、処理チャンバー内で被処理基
板を載置台に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で
被処理基板を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜
を形成するＣＶＤ成膜方法であって、トランスファーチ
ャンバーから被処理基板を処理チャンバー内に搬入し、
載置台の被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基板を
該支持ピン上に保持した状態で、トランスファーチャン
バーと処理チャンバーとの間のゲートバルブを閉じ、所
定時間保持後に前記被処理基板支持ピンを下降させて被
処理基板を載置台に載置し、減圧状態で成膜工程を含む
一連のプロセスを実施するにあたり、プロセス開始時点
で処理チャンバー内圧力を成膜圧力に調整し、次いで成
膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了時点で、成膜ガス
を停止するとともに、成膜ガス以外のガスを徐々に停止
し、プロセス終了後、前記被処理基板支持ピンを上昇さ
せて被処理基板を該支持ピン上に所定時間保持後、前記
ゲートバルブを開いて被処理基板を前記トランスファー
チャンバーへ搬出することを特徴とするＣＶＤ成膜方法
を提供する。
板を載置台に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で
被処理基板を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜
を形成するＣＶＤ成膜方法であって、トランスファーチ
ャンバーから被処理基板を処理チャンバー内に搬入し、
載置台の被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基板を
該支持ピン上に保持した状態で、トランスファーチャン
バーと処理チャンバーとの間のゲートバルブを閉じ、所
定時間保持後に前記被処理基板支持ピンを下降させて被
処理基板を載置台に載置し、減圧状態で成膜工程を含む
一連のプロセスを実施するにあたり、プロセス開始時点
で処理チャンバー内圧力を成膜圧力に調整し、次いで成
膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了時点で、成膜ガス
を停止するとともに、成膜ガス以外のガスを徐々に停止
し、プロセス終了後、前記被処理基板支持ピンを上昇さ
せて被処理基板を該支持ピン上に所定時間保持後、前記
ゲートバルブを開いて被処理基板を前記トランスファー
チャンバーへ搬出することを特徴とするＣＶＤ成膜方法
を提供する。
【００１２】本発明者らは、ＣＶＤで成膜した膜のスト
レスが高い原因を検討した結果、被チャンバー内におけ
る成膜工程を含む一連の工程、および被処理基板の搬送
過程で温度変動変動が大きいことが原因であることを見
出した。
レスが高い原因を検討した結果、被チャンバー内におけ
る成膜工程を含む一連の工程、および被処理基板の搬送
過程で温度変動変動が大きいことが原因であることを見
出した。
【００１３】すなわち、成膜の際の被処理基板の加熱
は、基板載置台であるサセプター中のヒーターにより行
われるが、チャンバー内の圧力が変動すると、それにと
もなってチャンバー内の気体の密度が変化するため、サ
セプタから基板へ供給される熱量が変化し、結果として
基板温度が変動する。したがって、チャンバー内圧力が
急激に変化した場合、基板とその上に形成された膜とに
は熱膨張係数の差が存在するため、上記圧力変動にとも
なう急激な温度変動により膜にストレスが生じるのであ
る。特に、基板がＳｉで形成された薄膜がＴｉ膜、Ｔｉ
Ｎ膜のような金属系の膜の場合には、基板と膜との間の
熱膨張係数が大きく異なり、極めて大きなストレスが生
じる。
は、基板載置台であるサセプター中のヒーターにより行
われるが、チャンバー内の圧力が変動すると、それにと
もなってチャンバー内の気体の密度が変化するため、サ
セプタから基板へ供給される熱量が変化し、結果として
基板温度が変動する。したがって、チャンバー内圧力が
急激に変化した場合、基板とその上に形成された膜とに
は熱膨張係数の差が存在するため、上記圧力変動にとも
なう急激な温度変動により膜にストレスが生じるのであ
る。特に、基板がＳｉで形成された薄膜がＴｉ膜、Ｔｉ
Ｎ膜のような金属系の膜の場合には、基板と膜との間の
熱膨張係数が大きく異なり、極めて大きなストレスが生
じる。
【００１４】一方、被処理基板の搬送過程においては、
基板載置台であるサセプターが加熱手段により加熱され
ている関係上、被処理基板をサセプターに載置する際お
よびチャンバーから搬出する際に大きな温度変動が生
じ、結果として被処理基板に極めて大きなストレスが生
じることとなる。
基板載置台であるサセプターが加熱手段により加熱され
ている関係上、被処理基板をサセプターに載置する際お
よびチャンバーから搬出する際に大きな温度変動が生
じ、結果として被処理基板に極めて大きなストレスが生
じることとなる。
【００１５】そこで、第１発明においては、被処理基板
を処理チャンバー内に装入し、減圧状態で成膜工程を含
む一連のプロセスを実施する間、被処理基板に急激な温
度変動が生じないように処理チャンバー内の圧力を調整
することにより、プロセス中に被処理基板に生じるスト
レスを低減する。具体的には、第２発明のように、プロ
セス開始時点で処理チャンバー内圧力を成膜圧力に調整
し、次いで成膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了時点
で、成膜ガスを停止するとともに、成膜ガス以外のガス
を徐々に停止することにより、プロセス中の急激な圧力
変動が防止され、結果として急激な温度変動が防止さ
れ、温度変動による被処理基板のストレスが低減され
る。
を処理チャンバー内に装入し、減圧状態で成膜工程を含
む一連のプロセスを実施する間、被処理基板に急激な温
度変動が生じないように処理チャンバー内の圧力を調整
することにより、プロセス中に被処理基板に生じるスト
レスを低減する。具体的には、第２発明のように、プロ
セス開始時点で処理チャンバー内圧力を成膜圧力に調整
し、次いで成膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了時点
で、成膜ガスを停止するとともに、成膜ガス以外のガス
を徐々に停止することにより、プロセス中の急激な圧力
変動が防止され、結果として急激な温度変動が防止さ
れ、温度変動による被処理基板のストレスが低減され
る。
【００１６】また、第３発明においては、被処理基板を
処理チャンバー内に搬入して載置台の上に載置するまで
の間、および被処理基板に対して減圧状態で成膜工程を
含む一連のプロセスが終了後してから被処理基板を処理
チャンバーから搬出するまでの間、被処理基板に急激な
温度変動が生じないように搬送シーケンスを調整するの
で、被処理基板搬送に際しての基板へのストレスが低減
される。具体的には、第４発明のように、トランスファ
ーチャンバーから被処理基板を処理チャンバー内に搬入
し、載置台の被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基
板を該支持ピン上に保持した状態で、トランスファーチ
ャンバーと処理チャンバーとの間のゲートバルブを閉
じ、所定時間保持後に被処理基板支持ピンを下降させて
被処理基板を載置台に載置し、被処理基板に対して減圧
状態で成膜工程を含む一連のプロセスを行い、プロセス
終了後、被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基板を
該支持ピン上に所定時間保持後、ゲートバルブを開いて
被処理基板をトランスファーチャンバーへ搬出すること
により、被処理基板を載置台に載置する際および処理チ
ャンバーから搬出する際に急激な温度変動が生じること
が防止され、被処理基板のストレスを低減することがで
きる。
処理チャンバー内に搬入して載置台の上に載置するまで
の間、および被処理基板に対して減圧状態で成膜工程を
含む一連のプロセスが終了後してから被処理基板を処理
チャンバーから搬出するまでの間、被処理基板に急激な
温度変動が生じないように搬送シーケンスを調整するの
で、被処理基板搬送に際しての基板へのストレスが低減
される。具体的には、第４発明のように、トランスファ
ーチャンバーから被処理基板を処理チャンバー内に搬入
し、載置台の被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基
板を該支持ピン上に保持した状態で、トランスファーチ
ャンバーと処理チャンバーとの間のゲートバルブを閉
じ、所定時間保持後に被処理基板支持ピンを下降させて
被処理基板を載置台に載置し、被処理基板に対して減圧
状態で成膜工程を含む一連のプロセスを行い、プロセス
終了後、被処理基板支持ピンを上昇させて被処理基板を
該支持ピン上に所定時間保持後、ゲートバルブを開いて
被処理基板をトランスファーチャンバーへ搬出すること
により、被処理基板を載置台に載置する際および処理チ
ャンバーから搬出する際に急激な温度変動が生じること
が防止され、被処理基板のストレスを低減することがで
きる。
【００１７】さらに、第５発明および第６発明のよう
に、プロセス中における温度変動および搬送中の温度変
動の両方を低減することにより、被処理基板に生じるス
トレスを一層有効に低減することができる。
に、プロセス中における温度変動および搬送中の温度変
動の両方を低減することにより、被処理基板に生じるス
トレスを一層有効に低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明に係るＣＶＤ成膜方法を実施するためのＴｉＮ成膜装
置を示す断面図である。この成膜装置は、気密に構成さ
れた略円筒状の処理チャンバー１を有しており、その中
には被処理体である半導体ウエハＷを水平に支持するた
めのサセプター２が円筒状の支持部材３により支持され
た状態で配置されている。サセプター２の外縁部には半
導体ウエハＷをガイドするためのガイドリング４が設け
られている。また、サセプター２にはヒーター５が埋め
込まれており、このヒーター５は電源６から給電される
ことにより被処理体である半導体ウエハＷを所定の温度
に加熱する。電源６にはコントローラー７が接続されて
おり、これにより図示しない温度センサーの信号に応じ
てヒーター５の出力が制御される。
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明に係るＣＶＤ成膜方法を実施するためのＴｉＮ成膜装
置を示す断面図である。この成膜装置は、気密に構成さ
れた略円筒状の処理チャンバー１を有しており、その中
には被処理体である半導体ウエハＷを水平に支持するた
めのサセプター２が円筒状の支持部材３により支持され
た状態で配置されている。サセプター２の外縁部には半
導体ウエハＷをガイドするためのガイドリング４が設け
られている。また、サセプター２にはヒーター５が埋め
込まれており、このヒーター５は電源６から給電される
ことにより被処理体である半導体ウエハＷを所定の温度
に加熱する。電源６にはコントローラー７が接続されて
おり、これにより図示しない温度センサーの信号に応じ
てヒーター５の出力が制御される。
【００１９】処理チャンバー１の側壁には、半導体ウエ
ハＷの搬入出口１ｃが形成されており、この搬入出口１
ｃを介してトランスファーチャンバー３０が接続されて
いる。そして、これらの間はゲートバルブＶにより開閉
可能となっており、半導体ウエハＷは、トランスファー
チャンバー３０から処理チャンバー１内に搬入され、処
理終了後トランスファーチャンバー３０へ搬出される。
ハＷの搬入出口１ｃが形成されており、この搬入出口１
ｃを介してトランスファーチャンバー３０が接続されて
いる。そして、これらの間はゲートバルブＶにより開閉
可能となっており、半導体ウエハＷは、トランスファー
チャンバー３０から処理チャンバー１内に搬入され、処
理終了後トランスファーチャンバー３０へ搬出される。
【００２０】サセプター２には、半導体ウエハＷをサセ
プター２の上方で支持するための複数のウエハ支持ピン
３１が昇降可能に設けられており、半導体ウエハＷの搬
入出の際にこのウエハ支持ピン３１が上昇し、半導体ウ
エハＷの受け渡しが行われる。
プター２の上方で支持するための複数のウエハ支持ピン
３１が昇降可能に設けられており、半導体ウエハＷの搬
入出の際にこのウエハ支持ピン３１が上昇し、半導体ウ
エハＷの受け渡しが行われる。
【００２１】チャンバー１の天壁１ａには、シャワーヘ
ッド１０が設けられている。このシャワーヘッドには多
数のガス吐出孔１０ａおよび１０ｂが交互に形成されて
いる。ガス吐出孔１０ａにはＴｉＣｌ4源２１が配管１
３およびそこから分岐した配管１１を介して接続されて
おり、ガス吐出孔１０ｂにはＮＨ3源１９が配管１４お
よびそこから分岐した配管１２を介して接続されてい
る。すなわち、シャワーヘッド１０は、マトリックスタ
イプであり、反応ガスであるＴｉＣｌ4ガスおよびＮＨ3
ガスが交互に形成された異なる吐出孔から吐出し、吐出
後に混合されるポストミックス方式が採用されている。
ッド１０が設けられている。このシャワーヘッドには多
数のガス吐出孔１０ａおよび１０ｂが交互に形成されて
いる。ガス吐出孔１０ａにはＴｉＣｌ4源２１が配管１
３およびそこから分岐した配管１１を介して接続されて
おり、ガス吐出孔１０ｂにはＮＨ3源１９が配管１４お
よびそこから分岐した配管１２を介して接続されてい
る。すなわち、シャワーヘッド１０は、マトリックスタ
イプであり、反応ガスであるＴｉＣｌ4ガスおよびＮＨ3
ガスが交互に形成された異なる吐出孔から吐出し、吐出
後に混合されるポストミックス方式が採用されている。
【００２２】また、配管１３には、クリーニングガスで
あるＣｌＦ3源１２に接続された配管１５が接続されて
おり、バルブ２３を切り替えることにより、配管１１お
よび吐出孔１０ａを介してクリーニングガスであるＣｌ
Ｆ3ガスがチャンバー１内に供給される。一方、配管１
４には、Ｎ2源２０に接続された配管１６が接続されて
おり、バルブ２４を切り替えることにより、配管１２お
よび吐出孔１０ｂを介してＮ2ガスがチャンバー１内に
供給される。また、Ｎ2ガスの配管１６はバルブ２５を
介して配管１３にも接続されている。また、配管１４に
は、ＭＭＨ源１８から延びる配管１７が接続されてお
り、配管１４，１２を介してガス吐出孔１０ｂからチャ
ンバー１内にＭＭＨガスも供給可能となっている。な
お、各ガス源からの配管には、いずれもバルブ２６およ
びマスフローコントローラー２７が設けられている。
あるＣｌＦ3源１２に接続された配管１５が接続されて
おり、バルブ２３を切り替えることにより、配管１１お
よび吐出孔１０ａを介してクリーニングガスであるＣｌ
Ｆ3ガスがチャンバー１内に供給される。一方、配管１
４には、Ｎ2源２０に接続された配管１６が接続されて
おり、バルブ２４を切り替えることにより、配管１２お
よび吐出孔１０ｂを介してＮ2ガスがチャンバー１内に
供給される。また、Ｎ2ガスの配管１６はバルブ２５を
介して配管１３にも接続されている。また、配管１４に
は、ＭＭＨ源１８から延びる配管１７が接続されてお
り、配管１４，１２を介してガス吐出孔１０ｂからチャ
ンバー１内にＭＭＨガスも供給可能となっている。な
お、各ガス源からの配管には、いずれもバルブ２６およ
びマスフローコントローラー２７が設けられている。
【００２３】チャンバー１の底壁１ｂには、排気ポート
８が形成されており、この排気ポート８には排気系９が
接続されている。この排気系９に設けられたポンプ９を
作動させることによりチャンバー１内を所定の真空度ま
で減圧することができる。
８が形成されており、この排気ポート８には排気系９が
接続されている。この排気系９に設けられたポンプ９を
作動させることによりチャンバー１内を所定の真空度ま
で減圧することができる。
【００２４】次に、このような装置によりＴｉＮ膜を成
膜する際の成膜方法について図２を参照しながら説明す
る。まず、半導体ウエハＷをカセットチャンバー（図示
せず）からロードロック室（図示せず）を介して真空排
気されたトランスファーチャンバー３０へ搬送し、処理
チャンバー１内を排気系９により排気して真空に維持し
た状態で、トランスファーチャンバー３０との間のゲー
トバルブＶを開き（ＳＴ１）、トランスファーチャンバ
ー３０の搬送アーム（図示せず）により、半導体ウエハ
Ｗを処理チャンバー１内へ搬入する（ＳＴ２）。次に、
支持ピン３１をサセプター２の上方へ上昇させた状態で
半導体ウエハＷを支持ピン３１上に載せる（ＳＴ３）。
この状態で所定時間保持した後、ゲートバルブＶを閉じ
（ＳＴ４）、支持ピン３１を下降させ、半導体ウエハＷ
をサセプター２上へ載置する（ＳＴ５）。このとき、サ
セプター２はヒーター５により加熱されており、サセプ
ター２に載置された半導体ウエハＷは例えば４５０〜６
００℃の温度に加熱される。
膜する際の成膜方法について図２を参照しながら説明す
る。まず、半導体ウエハＷをカセットチャンバー（図示
せず）からロードロック室（図示せず）を介して真空排
気されたトランスファーチャンバー３０へ搬送し、処理
チャンバー１内を排気系９により排気して真空に維持し
た状態で、トランスファーチャンバー３０との間のゲー
トバルブＶを開き（ＳＴ１）、トランスファーチャンバ
ー３０の搬送アーム（図示せず）により、半導体ウエハ
Ｗを処理チャンバー１内へ搬入する（ＳＴ２）。次に、
支持ピン３１をサセプター２の上方へ上昇させた状態で
半導体ウエハＷを支持ピン３１上に載せる（ＳＴ３）。
この状態で所定時間保持した後、ゲートバルブＶを閉じ
（ＳＴ４）、支持ピン３１を下降させ、半導体ウエハＷ
をサセプター２上へ載置する（ＳＴ５）。このとき、サ
セプター２はヒーター５により加熱されており、サセプ
ター２に載置された半導体ウエハＷは例えば４５０〜６
００℃の温度に加熱される。
【００２５】この状態でプロセスを開始する。まず、Ｎ
2ガスおよびＮＨ3ガスを所定の流量比、例えばＮ2ガ
ス：５０〜５００SCCM、ＮＨ3ガス：２００〜４００SCC
Mでチャンバー１内に導入してチャンバー３１内を成膜
圧力、例えば１Torr に調整し、てプリアニールを行う
（ＳＴ６）。次に、Ｎ2ガスおよびＮＨ3ガスの流量を維
持したまま、連続してＴｉＣｌ4を例えば５〜２０SCCM
の流量で５〜２０秒間程度プリフローし、引き続き同じ
条件でＴｉＮ膜の成膜を所定時間行う（ＳＴ７）。この
際にＮＨ3ガスとＭＭＨガスを併用しても構わない。
2ガスおよびＮＨ3ガスを所定の流量比、例えばＮ2ガ
ス：５０〜５００SCCM、ＮＨ3ガス：２００〜４００SCC
Mでチャンバー１内に導入してチャンバー３１内を成膜
圧力、例えば１Torr に調整し、てプリアニールを行う
（ＳＴ６）。次に、Ｎ2ガスおよびＮＨ3ガスの流量を維
持したまま、連続してＴｉＣｌ4を例えば５〜２０SCCM
の流量で５〜２０秒間程度プリフローし、引き続き同じ
条件でＴｉＮ膜の成膜を所定時間行う（ＳＴ７）。この
際にＮＨ3ガスとＭＭＨガスを併用しても構わない。
【００２６】所定時間経過後、ＴｉＣｌ4の供給を停止
し、他のガスを徐々に停止する（ＳＴ８）。そして、所
定時間経過後、全てのガスを停止する（ＳＴ９）。以上
で成膜プロセスを終了する。
し、他のガスを徐々に停止する（ＳＴ８）。そして、所
定時間経過後、全てのガスを停止する（ＳＴ９）。以上
で成膜プロセスを終了する。
【００２７】その後、支持ピン３１を上昇させて半導体
ウエハＷを上昇させ、この状態で所定時間保持し（ＳＴ
１０）、その後ゲートバルブＶを開く（ＳＴ１０）。そ
して、支持ピンを下降させて半導体ウエハＷをトランス
ファーチャンバー３１のアーム上に載せ、トランスファ
ーチャンバー３０へ搬出する（ＳＴ１２）。トランスフ
ァーチャンバー３０へ搬出された半導体ウエハＷはロー
ドロック室を介してカセット室へ搬送される。
ウエハＷを上昇させ、この状態で所定時間保持し（ＳＴ
１０）、その後ゲートバルブＶを開く（ＳＴ１０）。そ
して、支持ピンを下降させて半導体ウエハＷをトランス
ファーチャンバー３１のアーム上に載せ、トランスファ
ーチャンバー３０へ搬出する（ＳＴ１２）。トランスフ
ァーチャンバー３０へ搬出された半導体ウエハＷはロー
ドロック室を介してカセット室へ搬送される。
【００２８】以上のプロセスにおける半導体ウエハＷの
温度変動を、従来のプロセスと比較して説明する。ま
ず、半導体ウエハＷが処理チャンバー１に搬入された後
のプロセス時における半導体ウエハＷの温度変動を図３
に示す。上記プロセスの場合、成膜ガスを流し始める前
のプロセス開始時点で成膜チャンバー１内を成膜圧力に
調整するので、図３（ａ）のＡに示すように、成膜ガス
導入時点では圧力変動に伴う温度変動が生じない。これ
に対して従来は、図３（ｂ）のＣに示すように、成膜ガ
スを流す際にチャンバー内圧力を調整するので、その際
の圧力変動により、急激な温度変動が生じる。
温度変動を、従来のプロセスと比較して説明する。ま
ず、半導体ウエハＷが処理チャンバー１に搬入された後
のプロセス時における半導体ウエハＷの温度変動を図３
に示す。上記プロセスの場合、成膜ガスを流し始める前
のプロセス開始時点で成膜チャンバー１内を成膜圧力に
調整するので、図３（ａ）のＡに示すように、成膜ガス
導入時点では圧力変動に伴う温度変動が生じない。これ
に対して従来は、図３（ｂ）のＣに示すように、成膜ガ
スを流す際にチャンバー内圧力を調整するので、その際
の圧力変動により、急激な温度変動が生じる。
【００２９】また、上記プロセスの場合、図３（ａ）の
Ｂに示すように、成膜ガスを停止する時点で、他のガス
を徐々に停止して圧力変動が極力少なくなるようにして
いるが、従来は、各ガスを段階的に停止するようにして
いるため、図３（ｂ）のＤに示すように、各ガスを停止
する際の圧力変動により急激な温度変動を生じる。
Ｂに示すように、成膜ガスを停止する時点で、他のガス
を徐々に停止して圧力変動が極力少なくなるようにして
いるが、従来は、各ガスを段階的に停止するようにして
いるため、図３（ｂ）のＤに示すように、各ガスを停止
する際の圧力変動により急激な温度変動を生じる。
【００３０】次に、半導体ウエハＷを処理チャンバー１
へ搬入する際、およびチャンバー１から搬出する際にお
ける半導体ウエハＷの温度変動を図４に示す。上記プロ
セスの場合、半導体ウエハＷをサセプター２上に載置す
る際に、トランスファーチャンバー３０のアームから、
支持ピン３１を上昇させた状態で半導体ウエハＷを支持
ピン３１上に載せ、この状態でゲートバルブＶを閉じ、
その後支持ピン３１を下降させるので、半導体ウエハＷ
はゲートバルブＶを閉じる前後の所定時間支持ピン３１
上に保持され、図４（ａ）のＥに示すように、トランス
ファーチャンバー３０から搬入された温度の低い半導体
ウエハＷがサセプター２上で急激に加熱されることが防
止される。これに対して従来は、図４（ｂ）のＧに示す
ように、半導体ウエハＷをサセプター２上に載置する際
に、支持ピン３１を上昇させた状態で半導体ウエハＷを
支持ピン３１上に載せ、直ちに支持ピン３１を下降さ
せ、その後ゲートバルブＶを閉じるので、温度の低い半
導体ウエハＷがサセプター２上で急激に加熱されること
となる。
へ搬入する際、およびチャンバー１から搬出する際にお
ける半導体ウエハＷの温度変動を図４に示す。上記プロ
セスの場合、半導体ウエハＷをサセプター２上に載置す
る際に、トランスファーチャンバー３０のアームから、
支持ピン３１を上昇させた状態で半導体ウエハＷを支持
ピン３１上に載せ、この状態でゲートバルブＶを閉じ、
その後支持ピン３１を下降させるので、半導体ウエハＷ
はゲートバルブＶを閉じる前後の所定時間支持ピン３１
上に保持され、図４（ａ）のＥに示すように、トランス
ファーチャンバー３０から搬入された温度の低い半導体
ウエハＷがサセプター２上で急激に加熱されることが防
止される。これに対して従来は、図４（ｂ）のＧに示す
ように、半導体ウエハＷをサセプター２上に載置する際
に、支持ピン３１を上昇させた状態で半導体ウエハＷを
支持ピン３１上に載せ、直ちに支持ピン３１を下降さ
せ、その後ゲートバルブＶを閉じるので、温度の低い半
導体ウエハＷがサセプター２上で急激に加熱されること
となる。
【００３１】また、上記プロセスの場合、プロセス終了
後、支持ピン３１を上昇させて半導体ウエハＷを上昇さ
せ、この状態で所定時間保持した後、ゲートバルブＶを
開き、支持ピンを下降させて半導体ウエハをトランスフ
ァーチャンバー３１のアーム上に載せ、半導体ウエハＷ
をトランスファーチャンバー３０へ搬出するので、図４
（ａ）のＦに示すように、半導体ウエハＷが温度の低い
トランスファーチャンバー３０の雰囲気により急激に冷
却されることが防止される。これに対し従来は、図４
（ｂ）のＨに示すように、プロセス終了後、支持ピンを
上昇させて半導体ウエハを上昇させると同時にゲートバ
ルブＶを開き、半導体ウエハをトランスファーチャンバ
ー３０へ搬送するので、半導体ウエハＷが温度の低いト
ランスファーチャンバー３０の雰囲気により急激に冷却
される。
後、支持ピン３１を上昇させて半導体ウエハＷを上昇さ
せ、この状態で所定時間保持した後、ゲートバルブＶを
開き、支持ピンを下降させて半導体ウエハをトランスフ
ァーチャンバー３１のアーム上に載せ、半導体ウエハＷ
をトランスファーチャンバー３０へ搬出するので、図４
（ａ）のＦに示すように、半導体ウエハＷが温度の低い
トランスファーチャンバー３０の雰囲気により急激に冷
却されることが防止される。これに対し従来は、図４
（ｂ）のＨに示すように、プロセス終了後、支持ピンを
上昇させて半導体ウエハを上昇させると同時にゲートバ
ルブＶを開き、半導体ウエハをトランスファーチャンバ
ー３０へ搬送するので、半導体ウエハＷが温度の低いト
ランスファーチャンバー３０の雰囲気により急激に冷却
される。
【００３２】以上のように、本実施の形態のプロセスに
よれば、プロセス開始時点で処理チャンバー１内圧力を
成膜圧力に調整し、次いで成膜ガスを流して成膜を行
い、成膜終了時点で、成膜ガスを停止するとともに、成
膜ガス以外のガスを徐々に停止するので、プロセス中の
急激な圧力変動が防止され、結果として急激に温度が変
動することが防止される。
よれば、プロセス開始時点で処理チャンバー１内圧力を
成膜圧力に調整し、次いで成膜ガスを流して成膜を行
い、成膜終了時点で、成膜ガスを停止するとともに、成
膜ガス以外のガスを徐々に停止するので、プロセス中の
急激な圧力変動が防止され、結果として急激に温度が変
動することが防止される。
【００３３】また、半導体ウエハＷを処理チャンバー１
内に搬入してサセプター２の上に載置するまでの間、お
よび半導体ウエハＷに対してプロセスが終了後してから
半導体ウエハＷを処理チャンバー１から搬出するまでの
間、半導体ウエハＷに急激な温度変動が生じないように
搬送シーケンスを調整するので、半導体ウエハＷの搬送
に際してのウエハＷへのストレスが低減される。具体的
には、トランスファーチャンバー３０から半導体ウエハ
Ｗを処理チャンバー１内に搬入し、支持ピン３１を上昇
させて半導体ウエハＷを支持ピン３１上に保持した状態
で、トランスファーチャンバー３０と処理チャンバー１
との間のゲートバルブＶを閉じ、所定時間保持した後に
支持ピン３１を下降させて半導体ウエハをサセプター２
上に載置し、プロセス終了後、支持ピン３１を上昇させ
て半導体ウエハＷを支持ピン３１上に所定時間保持後、
ゲートバルブＶを開いて被処理基板を前記トランスファ
ーチャンバーへ搬出するので、半導体ウエハＷをサセプ
ター２上に載置する際および処理チャンバー１から搬出
する際に急激な温度変動が生じることが防止される。
内に搬入してサセプター２の上に載置するまでの間、お
よび半導体ウエハＷに対してプロセスが終了後してから
半導体ウエハＷを処理チャンバー１から搬出するまでの
間、半導体ウエハＷに急激な温度変動が生じないように
搬送シーケンスを調整するので、半導体ウエハＷの搬送
に際してのウエハＷへのストレスが低減される。具体的
には、トランスファーチャンバー３０から半導体ウエハ
Ｗを処理チャンバー１内に搬入し、支持ピン３１を上昇
させて半導体ウエハＷを支持ピン３１上に保持した状態
で、トランスファーチャンバー３０と処理チャンバー１
との間のゲートバルブＶを閉じ、所定時間保持した後に
支持ピン３１を下降させて半導体ウエハをサセプター２
上に載置し、プロセス終了後、支持ピン３１を上昇させ
て半導体ウエハＷを支持ピン３１上に所定時間保持後、
ゲートバルブＶを開いて被処理基板を前記トランスファ
ーチャンバーへ搬出するので、半導体ウエハＷをサセプ
ター２上に載置する際および処理チャンバー１から搬出
する際に急激な温度変動が生じることが防止される。
【００３４】このように、成膜処理を含むプロセス中に
おける温度変動、および半導体ウエハＷの搬入出の際の
温度変動が緩和されるので、半導体ウエハＷのストレス
を有効に低減することができる。
おける温度変動、および半導体ウエハＷの搬入出の際の
温度変動が緩和されるので、半導体ウエハＷのストレス
を有効に低減することができる。
【００３５】すなわち、半導体ウエハを構成するＳｉの
熱膨張係数は２．６×１０-6／℃で、ＴｉＮ膜は熱膨張
係数が７．１×１０-6／℃であるから両者間の熱膨張係
数の差は極めて大きく、したがって、従来のように急激
な温度変動が生じると半導体ウエハに大きなストレスが
生じるが、本実施の形態のように温度変動を緩和するこ
とにより、半導体ウエハのストレスを低減することがで
きる。
熱膨張係数は２．６×１０-6／℃で、ＴｉＮ膜は熱膨張
係数が７．１×１０-6／℃であるから両者間の熱膨張係
数の差は極めて大きく、したがって、従来のように急激
な温度変動が生じると半導体ウエハに大きなストレスが
生じるが、本実施の形態のように温度変動を緩和するこ
とにより、半導体ウエハのストレスを低減することがで
きる。
【００３６】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れることなく種々変形可能である。上記実施の形態で
は、ＴｉＮ膜を成膜する場合について示したが、Ｔｉや
Ａｌ膜等の他の金属系材料の膜を形成する場合にも有効
である。一般に、金属系の材料はＳｉに比較して熱膨張
係数が高く、例えば、Ｔｉの熱膨張係数は９．９５×１
０-6／℃であり、また、Ａｌの熱膨張係数およびＷの熱
膨張係数はそれぞれ２．５５×１０-5／℃、４．７６×
１０-6／℃であって、Ｓｉの熱膨張係数よりもはるかに
大きいため、温度変動にともなうストレスが大きい傾向
にあり、本発明によるストレス低減効果が大きい。ま
た、本発明は、上述したように、ＴｉＮ膜、Ｔｉ膜、Ａ
ｌ膜のような金属系材料の薄膜を形成する場合に特に有
効であるが、これに限らず、下地の基板との間に熱膨張
係数の差がある薄膜であれば一定の効果を得ることがで
きる。さらに、被処理基板としては、半導体ウエハに限
らず他のものであってもよく、また、基板上に他の層を
形成したものであってもよい。
れることなく種々変形可能である。上記実施の形態で
は、ＴｉＮ膜を成膜する場合について示したが、Ｔｉや
Ａｌ膜等の他の金属系材料の膜を形成する場合にも有効
である。一般に、金属系の材料はＳｉに比較して熱膨張
係数が高く、例えば、Ｔｉの熱膨張係数は９．９５×１
０-6／℃であり、また、Ａｌの熱膨張係数およびＷの熱
膨張係数はそれぞれ２．５５×１０-5／℃、４．７６×
１０-6／℃であって、Ｓｉの熱膨張係数よりもはるかに
大きいため、温度変動にともなうストレスが大きい傾向
にあり、本発明によるストレス低減効果が大きい。ま
た、本発明は、上述したように、ＴｉＮ膜、Ｔｉ膜、Ａ
ｌ膜のような金属系材料の薄膜を形成する場合に特に有
効であるが、これに限らず、下地の基板との間に熱膨張
係数の差がある薄膜であれば一定の効果を得ることがで
きる。さらに、被処理基板としては、半導体ウエハに限
らず他のものであってもよく、また、基板上に他の層を
形成したものであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、第１発明によれ
ば、被処理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態
で成膜工程を含む一連のプロセスを実施する間、被処理
基板に急激な温度変動が生じないように処理チャンバー
内の圧力を調整するので、プロセス中に被処理基板に生
じるストレスが低減される。
ば、被処理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態
で成膜工程を含む一連のプロセスを実施する間、被処理
基板に急激な温度変動が生じないように処理チャンバー
内の圧力を調整するので、プロセス中に被処理基板に生
じるストレスが低減される。
【００３８】第２発明によれば、プロセス開始時点で処
理チャンバー内圧力を成膜圧力に調整し、次いで成膜ガ
スを流して成膜を行い、成膜終了時点で、成膜ガスを停
止するとともに、成膜ガス以外のガスを徐々に停止する
ことにより、プロセス中の急激な圧力変動が防止され、
結果として急激な温度変動が防止され、温度変動による
被処理基板のストレスが低減される。
理チャンバー内圧力を成膜圧力に調整し、次いで成膜ガ
スを流して成膜を行い、成膜終了時点で、成膜ガスを停
止するとともに、成膜ガス以外のガスを徐々に停止する
ことにより、プロセス中の急激な圧力変動が防止され、
結果として急激な温度変動が防止され、温度変動による
被処理基板のストレスが低減される。
【００３９】また、第３発明によれば、被処理基板を処
理チャンバー内に搬入して載置台の上に載置するまでの
間、および被処理基板に対して減圧状態で成膜工程を含
む一連のプロセスが終了後してから被処理基板を処理チ
ャンバーから搬出するまでの間、被処理基板に急激な温
度変動が生じないように搬送シーケンスを調整するの
で、被処理基板搬送に際しての基板へのストレスが低減
される。
理チャンバー内に搬入して載置台の上に載置するまでの
間、および被処理基板に対して減圧状態で成膜工程を含
む一連のプロセスが終了後してから被処理基板を処理チ
ャンバーから搬出するまでの間、被処理基板に急激な温
度変動が生じないように搬送シーケンスを調整するの
で、被処理基板搬送に際しての基板へのストレスが低減
される。
【００４０】さらに、第４発明によれば、載置台の被処
理基板支持ピンを上昇させて被処理基板を該支持ピン上
に保持した状態で、トランスファーチャンバーと処理チ
ャンバーとの間のゲートバルブを閉じ、所定時間保持後
に被処理基板支持ピンを下降させて被処理基板を載置台
に載置し、プロセス終了後、支持ピンを上昇させて被処
理基板を該支持ピン上に所定時間保持後、ゲートバルブ
を開いて被処理基板をトランスファーチャンバーへ搬出
するので、被処理基板を載置台に載置する際および処理
チャンバーから搬出する際に急激な温度変動が生じるこ
とが防止され、被処理基板のストレスを低減することが
できる。
理基板支持ピンを上昇させて被処理基板を該支持ピン上
に保持した状態で、トランスファーチャンバーと処理チ
ャンバーとの間のゲートバルブを閉じ、所定時間保持後
に被処理基板支持ピンを下降させて被処理基板を載置台
に載置し、プロセス終了後、支持ピンを上昇させて被処
理基板を該支持ピン上に所定時間保持後、ゲートバルブ
を開いて被処理基板をトランスファーチャンバーへ搬出
するので、被処理基板を載置台に載置する際および処理
チャンバーから搬出する際に急激な温度変動が生じるこ
とが防止され、被処理基板のストレスを低減することが
できる。
【００４１】さらにまた、第５発明および第６発明によ
れば、プロセス中における温度変動および搬送中の温度
変動の両方を低減することにより、被処理基板に生じる
ストレスを一層有効に低減することができる。
れば、プロセス中における温度変動および搬送中の温度
変動の両方を低減することにより、被処理基板に生じる
ストレスを一層有効に低減することができる。
【図１】本発明に係るＣＶＤ成膜方法を実施するための
ＴｉＮ成膜装置を示す断面図。
ＴｉＮ成膜装置を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る方法の各工程のフロ
ーを示すフローチャート。
ーを示すフローチャート。
【図３】半導体ウエハが処理チャンバーに搬入された後
のプロセス時における半導体ウエハの温度変動を、実施
形態と従来とで比較して示す図。
のプロセス時における半導体ウエハの温度変動を、実施
形態と従来とで比較して示す図。
【図４】半導体ウエハを処理チャンバーへ搬入する際、
およびチャンバーから搬出する際における半導体ウエハ
の温度変動を、実施形態と従来とで比較して示す図。
およびチャンバーから搬出する際における半導体ウエハ
の温度変動を、実施形態と従来とで比較して示す図。
１……チャンバー ２……サセプター ５……ヒーター ８……排気ポート ９……排気系 １０……シャワーヘッド １０ａ，１０ｂ……ガス吐出孔 １９……ＮＨ3源 ２０……Ｎ2源 ２１……ＴｉＣｌ4源 ２２……ＣｌＦ3源 ３０……トランスファーチャンバー ３１……支持ピン Ｗ……半導体ウエハ
Claims (6)
- 【請求項１】 処理チャンバー内で被処理基板にＣＶＤ
により薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、 被処理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態で成
膜工程を含む一連のプロセスを実施する間、被処理基板
に急激な温度変動が生じないように圧力を調整すること
を特徴とするＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項２】 処理チャンバー内で被処理基板にＣＶＤ
により薄膜を形成するＣＶＤ成膜方法であって、 被処理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態で成
膜工程を含む一連のプロセスを実施するにあたり、プロ
セス開始時点で処理チャンバー内圧力を成膜圧力に調整
し、次いで成膜ガスを流して成膜を行い、成膜終了時点
で、成膜ガスを停止するとともに、成膜ガス以外のガス
を徐々に停止することを特徴とするＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項３】 処理チャンバー内で被処理基板を載置台
に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で被処理基板
を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜を形成する
ＣＶＤ成膜方法であって、 被処理基板を処理チャンバー内に搬入して載置台の上に
載置するまでの間、および被処理基板に対して減圧状態
で成膜工程を含む一連のプロセスが終了後してから被処
理基板を処理チャンバーから搬出するまでの間、被処理
基板に急激な温度変動が生じないように搬送シーケンス
を調整することを特徴とするＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項４】 処理チャンバー内で被処理基板を載置台
に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で被処理基板
を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜を形成する
ＣＶＤ成膜方法であって、 トランスファーチャンバーから被処理基板を処理チャン
バー内に搬入し、載置台の被処理基板支持ピンを上昇さ
せて被処理基板を該支持ピン上に保持した状態で、トラ
ンスファーチャンバーと処理チャンバーとの間のゲート
バルブを閉じ、所定時間保持後に前記被処理基板支持ピ
ンを下降させて被処理基板を載置台に載置し、被処理基
板に対して減圧状態で成膜工程を含む一連のプロセスを
行い、プロセス終了後、前記被処理基板支持ピンを上昇
させて被処理基板を該支持ピン上に所定時間保持後、前
記ゲートバルブを開いて被処理基板を前記トランスファ
ーチャンバーへ搬出することを特徴とするＣＶＤ成膜方
法。 - 【請求項５】 処理チャンバー内で被処理基板を載置台
に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で被処理基板
を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜を形成する
ＣＶＤ成膜方法であって、 被処理基板を処理チャンバー内に装入し、減圧状態で成
膜工程を含む一連のプロセスを実施する間、被処理基板
に急激な温度変動が生じないように圧力を調整し、 被処理基板を処理チャンバー内に搬入して載置台の上に
載置するまでの間、および被処理基板に対して減圧状態
で成膜工程を含む一連のプロセスが終了後してから被処
理基板を処理チャンバーから搬出するまでの間、被処理
基板に急激な温度変動が生じないように搬送シーケンス
を調整することを特徴とするＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項６】 処理チャンバー内で被処理基板を載置台
に載置し、載置台内に設けられた加熱手段で被処理基板
を加熱しつつ被処理基板にＣＶＤにより薄膜を形成する
ＣＶＤ成膜方法であって、 トランスファーチャンバーから被処理基板を処理チャン
バー内に搬入し、載置台の被処理基板支持ピンを上昇さ
せて被処理基板を該支持ピン上に保持した状態で、トラ
ンスファーチャンバーと処理チャンバーとの間のゲート
バルブを閉じ、所定時間保持後に前記被処理基板支持ピ
ンを下降させて被処理基板を載置台に載置し、 減圧状態で成膜工程を含む一連のプロセスを実施するに
あたり、プロセス開始時点で処理チャンバー内圧力を成
膜圧力に調整し、次いで成膜ガスを流して成膜を行い、
成膜終了時点で、成膜ガスを停止するとともに、成膜ガ
ス以外のガスを徐々に停止し、 プロセス終了後、前記被処理基板支持ピンを上昇させて
被処理基板を該支持ピン上に所定時間保持後、前記ゲー
トバルブを開いて被処理基板を前記トランスファーチャ
ンバーへ搬出することを特徴とするＣＶＤ成膜方法。
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|---|---|---|---|
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1998
- 1998-06-23 US US09/102,911 patent/US6169032B1/en not_active Expired - Lifetime
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