JPH07176484A - 窒化アルミニューム面を有するサセプタをサセプタの浄化後珪化タングステンで処理することによって半導体ウエハ上に珪化タングステンを一様に堆積する方法 - Google Patents
窒化アルミニューム面を有するサセプタをサセプタの浄化後珪化タングステンで処理することによって半導体ウエハ上に珪化タングステンを一様に堆積する方法Info
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- JPH07176484A JPH07176484A JP6146631A JP14663194A JPH07176484A JP H07176484 A JPH07176484 A JP H07176484A JP 6146631 A JP6146631 A JP 6146631A JP 14663194 A JP14663194 A JP 14663194A JP H07176484 A JPH07176484 A JP H07176484A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チャンバ浄化後の半導体ウエハへの堆積にお
いて、質の良い珪化タングステン層を得る。 【構成】 真空チャンバ内のサセプタに搭載された半導
体ウエハの集積回路構造上に珪化タングステン層を堆積
する方法が開示されている。ここで、珪化タングステン
層は、少なくとも摂氏５００度の温度で適用され、又サ
セプタは窒化アルミニューム表面を有する。チャンバが
１以上のフッ素含有エッチャントガスで浄化された後、
その改良された方法では、フッ素含有エッチャントガス
での浄化後サセプタに搭載されたウエハに珪化タングス
テンを最初に堆積するに先立って、サセプタの表面上に
珪化タングステンを堆積する。
いて、質の良い珪化タングステン層を得る。 【構成】 真空チャンバ内のサセプタに搭載された半導
体ウエハの集積回路構造上に珪化タングステン層を堆積
する方法が開示されている。ここで、珪化タングステン
層は、少なくとも摂氏５００度の温度で適用され、又サ
セプタは窒化アルミニューム表面を有する。チャンバが
１以上のフッ素含有エッチャントガスで浄化された後、
その改良された方法では、フッ素含有エッチャントガス
での浄化後サセプタに搭載されたウエハに珪化タングス
テンを最初に堆積するに先立って、サセプタの表面上に
珪化タングステンを堆積する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハの集積回
路構造の上に珪化タングステンの層を形成するための方
法に関し、特に、窒化アルミニューム表面をその上に有
する、半導体ウエハ上に珪化タングステン層を形成する
のに使用されるサセプタの処理に関する。
路構造の上に珪化タングステンの層を形成するための方
法に関し、特に、窒化アルミニューム表面をその上に有
する、半導体ウエハ上に珪化タングステン層を形成する
のに使用されるサセプタの処理に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
ウエハ上に集積回路構造（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉ
ｒｃｕｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成する際には、
サセプタを有する真空チャンバが用意され、そのサセプ
タ上にウエハが搭載され、そのウエハ上に種々の層が堆
積される。珪化タングステンのような材料が堆積される
ときは、堆積のための温度は約５００℃（摂氏５００
度）から７００℃ほどの範囲をとることができる。この
温度範囲では、その比較的高い温度に耐えるように、窒
化アルミニューム製、又は窒化アルミニュームをコーテ
ィングしたグラファイト（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒ
ｉｄｅ−ｃｏａｔｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ）製のサセプ
タの使用を要する。
ウエハ上に集積回路構造（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉ
ｒｃｕｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成する際には、
サセプタを有する真空チャンバが用意され、そのサセプ
タ上にウエハが搭載され、そのウエハ上に種々の層が堆
積される。珪化タングステンのような材料が堆積される
ときは、堆積のための温度は約５００℃（摂氏５００
度）から７００℃ほどの範囲をとることができる。この
温度範囲では、その比較的高い温度に耐えるように、窒
化アルミニューム製、又は窒化アルミニュームをコーテ
ィングしたグラファイト（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒ
ｉｄｅ−ｃｏａｔｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ）製のサセプ
タの使用を要する。
【０００３】しかしながら、例えば珪化タングステン
（ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｓｉｌｉｃｉｄｅ）のような材料
が、多くの又は一連のウエハに堆積されるときは、真空
チャンバの内壁又は内面は珪化タングステンでコーティ
ングされてしまう。このコーティングは、それがはげ落
ちて集積回路構造を汚染するのを防止するために、定期
的に除去されなければならない。珪化タングステンのコ
ーティングの除去は、ＮＦ3 やＣ2 Ｆ6 ガスのようなフ
ッ素含有エッチャント（ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｃｏｎｔａ
ｉｎｉｎｇ ｅｔｃｈａｎｔ）（フッ素含有エッチング
用試薬）の使用によって果たすことができる。普通は、
真空チャンバの浄化（ｃｌｅａｎｉｎｇ）は、そのフッ
素含有エッチャントガスと共にプラズマを使用して遂行
される。しかしながら、そのような浄化処理の後では、
それに続けてサセプタ上に搭載された最初のウエハは、
珪化タングステンの層の堆積を受入れるのに適していな
い。それで、浄化後に処理される当初の（ｉｎｉｔｉａ
ｌ）即ち最初の（ｆｉｒｓｔ）ウエハの品質は劣ってお
り、不合格になる。もちろん、これは単に珪化タングス
テン層の不合格又はコストの損失であるだけではなく、
その時に創られた集積回路構造全体の不合格又は損失と
もなる。その損失は無視できるものではないということ
が分るであろう。例えば、ウエハ１０個が珪化タングス
テンで処理される毎に真空チャンバが浄化されるとすれ
ば、不合格となるウエハの数は１０パーセントにも上り
得る。
（ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｓｉｌｉｃｉｄｅ）のような材料
が、多くの又は一連のウエハに堆積されるときは、真空
チャンバの内壁又は内面は珪化タングステンでコーティ
ングされてしまう。このコーティングは、それがはげ落
ちて集積回路構造を汚染するのを防止するために、定期
的に除去されなければならない。珪化タングステンのコ
ーティングの除去は、ＮＦ3 やＣ2 Ｆ6 ガスのようなフ
ッ素含有エッチャント（ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｃｏｎｔａ
ｉｎｉｎｇ ｅｔｃｈａｎｔ）（フッ素含有エッチング
用試薬）の使用によって果たすことができる。普通は、
真空チャンバの浄化（ｃｌｅａｎｉｎｇ）は、そのフッ
素含有エッチャントガスと共にプラズマを使用して遂行
される。しかしながら、そのような浄化処理の後では、
それに続けてサセプタ上に搭載された最初のウエハは、
珪化タングステンの層の堆積を受入れるのに適していな
い。それで、浄化後に処理される当初の（ｉｎｉｔｉａ
ｌ）即ち最初の（ｆｉｒｓｔ）ウエハの品質は劣ってお
り、不合格になる。もちろん、これは単に珪化タングス
テン層の不合格又はコストの損失であるだけではなく、
その時に創られた集積回路構造全体の不合格又は損失と
もなる。その損失は無視できるものではないということ
が分るであろう。例えば、ウエハ１０個が珪化タングス
テンで処理される毎に真空チャンバが浄化されるとすれ
ば、不合格となるウエハの数は１０パーセントにも上り
得る。
【０００４】このようにして、真空チャンバのそのよう
な浄化工程後の、最初の即ち当初のウエハへの珪化タン
グステンの質の悪い堆積を排除することは、特に経済的
観点から、非常に望ましいことである。
な浄化工程後の、最初の即ち当初のウエハへの珪化タン
グステンの質の悪い堆積を排除することは、特に経済的
観点から、非常に望ましいことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段と作用】それ故、本発明の
目的は、真空チャンバ内の、窒化アルミニューム表面を
有するサセプタを、その真空チャンバがフッ素含有エッ
チャントガスで浄化された後に処理する方法を提供する
ことであり、その方法は、チャンバ内での半導体ウエハ
の集積回路構造上への、珪化タングステン層の、その後
の満足な堆積を可能にする。
目的は、真空チャンバ内の、窒化アルミニューム表面を
有するサセプタを、その真空チャンバがフッ素含有エッ
チャントガスで浄化された後に処理する方法を提供する
ことであり、その方法は、チャンバ内での半導体ウエハ
の集積回路構造上への、珪化タングステン層の、その後
の満足な堆積を可能にする。
【０００６】本発明は、チャンバが１以上のフッ素含有
エッチャントガスで浄化された後、サセプタ上に搭載さ
れたウエハに珪化タングステンを最初に堆積するに先立
って、真空チャンバ内のサセプタの窒化アルミニューム
表面上に珪化タングステンの層を堆積する工程を含み、
それによって、それに続く、真空チャンバ内のサセプタ
に搭載された半導体ウエハの集積回路構造上への珪化タ
ングステン層の堆積が、その上への珪化タングステンの
不満足な層の形成という結果にならない。
エッチャントガスで浄化された後、サセプタ上に搭載さ
れたウエハに珪化タングステンを最初に堆積するに先立
って、真空チャンバ内のサセプタの窒化アルミニューム
表面上に珪化タングステンの層を堆積する工程を含み、
それによって、それに続く、真空チャンバ内のサセプタ
に搭載された半導体ウエハの集積回路構造上への珪化タ
ングステン層の堆積が、その上への珪化タングステンの
不満足な層の形成という結果にならない。
【０００７】
【実施例】本発明は、フッ素含有エッチャントガスで真
空チャンバを浄化した後の、真空チャンバ内のサセプタ
表面上への珪化タングステン層の堆積を含む。この続け
てなされるサセプタの表面上への珪化タングステンの堆
積により、チャンバの浄化後に加工処理される最初のウ
エハ上への満足の行く珪化タングステン層の堆積を続け
ることが可能になる。特に、ウエハに接触するサセプタ
表面即ちウエハ支持板が珪化タングステンでコーティン
グされることが重要である。チャンバの浄化後であって
も、半導体ウエハ上の集積回路構造上への珪化タングス
テン層の満足な堆積を可能にする、本発明の方法又は工
程が、フローシートに図解されている。本方法は、ある
数のウエハが加工処理された後に真空チャンバが定期的
な浄化を受けるか否かに拘らず、ウエハ毎の一様性（ｕ
ｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）又は再現性（ｒｅｐｅａｔａｂｉ
ｌｉｔｙ）を与える。
空チャンバを浄化した後の、真空チャンバ内のサセプタ
表面上への珪化タングステン層の堆積を含む。この続け
てなされるサセプタの表面上への珪化タングステンの堆
積により、チャンバの浄化後に加工処理される最初のウ
エハ上への満足の行く珪化タングステン層の堆積を続け
ることが可能になる。特に、ウエハに接触するサセプタ
表面即ちウエハ支持板が珪化タングステンでコーティン
グされることが重要である。チャンバの浄化後であって
も、半導体ウエハ上の集積回路構造上への珪化タングス
テン層の満足な堆積を可能にする、本発明の方法又は工
程が、フローシートに図解されている。本方法は、ある
数のウエハが加工処理された後に真空チャンバが定期的
な浄化を受けるか否かに拘らず、ウエハ毎の一様性（ｕ
ｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）又は再現性（ｒｅｐｅａｔａｂｉ
ｌｉｔｙ）を与える。
【０００８】サセプタ上に堆積されるべき珪化タングス
テン層は、サセプタ上にコーティングを提供するどのよ
うな方法によっても適用できる。例えば、珪化タングス
テン層は、ＣＶＤ法によりサセプタ表面上に適用又は堆
積できる。その場合、例えば、ＷＦ6 ガスとＳｉＣｌ2
Ｈ2 ガス及びアルゴンやヘリュームのようなキャリアガ
スの混合物がチャンバに流入する。その層は、プラズマ
増進化学蒸着（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（Ｐ
ＥＣＶＤ））法によってもサセプタ表面に適用できる。
テン層は、サセプタ上にコーティングを提供するどのよ
うな方法によっても適用できる。例えば、珪化タングス
テン層は、ＣＶＤ法によりサセプタ表面上に適用又は堆
積できる。その場合、例えば、ＷＦ6 ガスとＳｉＣｌ2
Ｈ2 ガス及びアルゴンやヘリュームのようなキャリアガ
スの混合物がチャンバに流入する。その層は、プラズマ
増進化学蒸着（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（Ｐ
ＥＣＶＤ））法によってもサセプタ表面に適用できる。
【０００９】化学蒸着が使用されるときは、例えば、Ｗ
Ｆ6 ガス；例えばジクロロシラン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｓ
ｉｌａｎｅ（ＳｉＣｌ2 Ｈ2 ））、モノクロロシラン
（ｍｏｎｏｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ（ＳｉＣｌ
Ｈ3 ））、トリクロロシラン（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉ
ｌａｎｅ（ＳｉＣｌ3 Ｈ））又はジシラン（ｄｉｓｉｌ
ａｎｅ（Ｓｉ2 Ｈ6 ））のようなシリコンガス源；及び
アルゴンやヘリュームのようなキャリアガスのガス状混
合物が、真空チャンバ内に流し込まれる。その流量は、
ＷＦ6 は約２から１０標準立方センチメータ毎秒（ｓｔ
ａｎｄａｒｄ ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ
ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ（ｓｃｃｍ））、好ましくは３か
ら６ｓｃｃｍ、通常（ｔｙｐｉｃａｌ）の流量は約４ｓ
ｃｃｍ；ジクロロシラン（ＳｉＣｌ2 Ｈ2 ）のようなシ
リコン含有ガスは、約５０から４００ｓｃｃｍ、好まし
くは１００から３００ｓｃｃｍ、通常の流量は約１５０
ｓｃｃｍとする。その混合物中の好ましくはアルゴンや
ヘリュームのようなキャリアガスは、２００から１００
０ｓｃｃｍ、好ましくは３００から７００ｓｃｃｍの範
囲、通常は約５００ｓｃｃｍの流量で、チャンバに流し
込まれる。
Ｆ6 ガス；例えばジクロロシラン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｓ
ｉｌａｎｅ（ＳｉＣｌ2 Ｈ2 ））、モノクロロシラン
（ｍｏｎｏｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ（ＳｉＣｌ
Ｈ3 ））、トリクロロシラン（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉ
ｌａｎｅ（ＳｉＣｌ3 Ｈ））又はジシラン（ｄｉｓｉｌ
ａｎｅ（Ｓｉ2 Ｈ6 ））のようなシリコンガス源；及び
アルゴンやヘリュームのようなキャリアガスのガス状混
合物が、真空チャンバ内に流し込まれる。その流量は、
ＷＦ6 は約２から１０標準立方センチメータ毎秒（ｓｔ
ａｎｄａｒｄ ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ
ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ（ｓｃｃｍ））、好ましくは３か
ら６ｓｃｃｍ、通常（ｔｙｐｉｃａｌ）の流量は約４ｓ
ｃｃｍ；ジクロロシラン（ＳｉＣｌ2 Ｈ2 ）のようなシ
リコン含有ガスは、約５０から４００ｓｃｃｍ、好まし
くは１００から３００ｓｃｃｍ、通常の流量は約１５０
ｓｃｃｍとする。その混合物中の好ましくはアルゴンや
ヘリュームのようなキャリアガスは、２００から１００
０ｓｃｃｍ、好ましくは３００から７００ｓｃｃｍの範
囲、通常は約５００ｓｃｃｍの流量で、チャンバに流し
込まれる。
【００１０】珪化タングステンの堆積の間、サセプタ即
ちウエハ支持板は、約５００℃から約７００℃の温度範
囲に、好ましくは約５２５℃から６５０℃の温度範囲
に、通常は約５５０℃の温度に維持されるべきである。
ちウエハ支持板は、約５００℃から約７００℃の温度範
囲に、好ましくは約５２５℃から６５０℃の温度範囲
に、通常は約５５０℃の温度に維持されるべきである。
【００１１】堆積処理の間の圧力に関しては、真空チャ
ンバは、約０．５トール（Ｔｏｒｒ）から約１０トール
の範囲に、好ましくは約１トールから約５トールの範囲
に、通常は約３トールの圧力に維持されるべきである。
ンバは、約０．５トール（Ｔｏｒｒ）から約１０トール
の範囲に、好ましくは約１トールから約５トールの範囲
に、通常は約３トールの圧力に維持されるべきである。
【００１２】サセプタ上に堆積される珪化タングステン
層の厚さは、浄化後に処理される最初のウエハ上に続け
て珪化タングステン層を満足の行くように堆積できるに
充分な量とすべきである。これを達成するためには、サ
セプタ上に堆積される珪化タングステン層の厚さは、約
８００オングストロームから約３０００オングストロー
ムの範囲、好ましくは約１０００オングストロームから
約２０００オングストロームの範囲の厚さとすべきであ
る。
層の厚さは、浄化後に処理される最初のウエハ上に続け
て珪化タングステン層を満足の行くように堆積できるに
充分な量とすべきである。これを達成するためには、サ
セプタ上に堆積される珪化タングステン層の厚さは、約
８００オングストロームから約３０００オングストロー
ムの範囲、好ましくは約１０００オングストロームから
約２０００オングストロームの範囲の厚さとすべきであ
る。
【００１３】珪化タングステン層が、プラズマ支援堆積
（ｐｌａｓｍａ ａｓｓｉｓｔｅｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）を使って適用されるときは、そのプラズマのために
利用されるパワーは２５から７５Ｗ（ｗａｔｔｓ）の範
囲であり、典型的には約５０Ｗである。さらに、プラズ
マ支援ＣＶＤが使われるときは、上述のＷＦ6 、ジクロ
ロシラン及びキャリアガスのガス混合物が、チャンバ
に、ＷＦ6 は約０．５から約８．５ｓｃｃｍの流量で、
典型的には約４．５ｓｃｃｍで、そしてＳｉＣｌ2 Ｈ2
（ジクロロシラン）は約５０から約２５０ｓｃｃｍ、典
型的には約１００ｓｃｃｍの流量で流し込まれる。アル
ゴンのようなキャリアガスは、反応器の壁（ｒｅａｃｔ
ｏｒ ｗａｌｌｓ）へのスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅ
ｒｉｎｇ）を避けるために、プラズマと一緒には使用さ
れない。
（ｐｌａｓｍａ ａｓｓｉｓｔｅｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）を使って適用されるときは、そのプラズマのために
利用されるパワーは２５から７５Ｗ（ｗａｔｔｓ）の範
囲であり、典型的には約５０Ｗである。さらに、プラズ
マ支援ＣＶＤが使われるときは、上述のＷＦ6 、ジクロ
ロシラン及びキャリアガスのガス混合物が、チャンバ
に、ＷＦ6 は約０．５から約８．５ｓｃｃｍの流量で、
典型的には約４．５ｓｃｃｍで、そしてＳｉＣｌ2 Ｈ2
（ジクロロシラン）は約５０から約２５０ｓｃｃｍ、典
型的には約１００ｓｃｃｍの流量で流し込まれる。アル
ゴンのようなキャリアガスは、反応器の壁（ｒｅａｃｔ
ｏｒ ｗａｌｌｓ）へのスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅ
ｒｉｎｇ）を避けるために、プラズマと一緒には使用さ
れない。
【００１４】本発明にしたがって使用するに適した真空
チャンバは、本発明にしたがって稼働し得る、どのよう
な市販されている化学蒸着機器であってもよい。そのよ
うなチャンバは、サセプタを含んでいなければならず、
ウエハが、処理の間そのチャンバ即ち反応器の中で、そ
のサセプタの上に載せられる。
チャンバは、本発明にしたがって稼働し得る、どのよう
な市販されている化学蒸着機器であってもよい。そのよ
うなチャンバは、サセプタを含んでいなければならず、
ウエハが、処理の間そのチャンバ即ち反応器の中で、そ
のサセプタの上に載せられる。
【００１５】そのプロセス反応器内の、いかなる又全て
のそのような電極及び他の機器は、同時係属中の１９９
３年５月２７日に出願された日本特許出願第５−１２６
１００号に説明されているような、焼結窒化アルミニュ
ーム材料で作ってもよい。例えば、前記日本出願に開示
されているように、サセプタは、ディスク形の窒化アル
ミニウム製サセプタ板を含んでもよく、そのサセプタ板
は、その裏面に固定された金属製電極板及びその金属製
電極板を覆うように窒化アルミニウム製サセプタ板の裏
面に搭載された電極カバープレートを備えていてもよ
い。なお、窒化アルミニウムの製造にあたり除剤として
イットリウム（ｙｔｔｒｉｕｍ）又はエルビウムなどを
混入しなければならない。しかし、イットリウムなどが
ウエハに何らかの影響を与えることも考えられるため、
窒化アルミニウムとしては、イットリウムなどの不純物
の混入が少ない高純度のものがよい。本発明の実施に際
して使用されるかもしれない機器の一例としては、カリ
フォルニア州、サンタクララ市のアプライドマテリアル
社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．，
Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から
入手できる、Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ５０００多室堆積・
エッチングシステム（Ｐｒウｅｃｉｓｉｏｎ５０００
ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｍｂｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
ａｎｄ ｅｔｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）がある。適切
な多室型装置（ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｍｂｅｒｅｄ ａｐ
ｐａｒａｔｕｓ）が、米国特許第４，７８５，９６２号
に説明されている。当該米国特許に説明されている多室
型装置は、既に公知技術となっているものであるが、１
個の囲い込まれた、一般には多角形の真空ロードロック
チャンバを備え、そのロードロックチャンバは、数個の
単ウエハ真空処理チャンバを、ロードロックチャンバの
複数の連合壁に搭載し、ウエハ処理に供される。
のそのような電極及び他の機器は、同時係属中の１９９
３年５月２７日に出願された日本特許出願第５−１２６
１００号に説明されているような、焼結窒化アルミニュ
ーム材料で作ってもよい。例えば、前記日本出願に開示
されているように、サセプタは、ディスク形の窒化アル
ミニウム製サセプタ板を含んでもよく、そのサセプタ板
は、その裏面に固定された金属製電極板及びその金属製
電極板を覆うように窒化アルミニウム製サセプタ板の裏
面に搭載された電極カバープレートを備えていてもよ
い。なお、窒化アルミニウムの製造にあたり除剤として
イットリウム（ｙｔｔｒｉｕｍ）又はエルビウムなどを
混入しなければならない。しかし、イットリウムなどが
ウエハに何らかの影響を与えることも考えられるため、
窒化アルミニウムとしては、イットリウムなどの不純物
の混入が少ない高純度のものがよい。本発明の実施に際
して使用されるかもしれない機器の一例としては、カリ
フォルニア州、サンタクララ市のアプライドマテリアル
社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．，
Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から
入手できる、Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ５０００多室堆積・
エッチングシステム（Ｐｒウｅｃｉｓｉｏｎ５０００
ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｍｂｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
ａｎｄ ｅｔｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）がある。適切
な多室型装置（ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｍｂｅｒｅｄ ａｐ
ｐａｒａｔｕｓ）が、米国特許第４，７８５，９６２号
に説明されている。当該米国特許に説明されている多室
型装置は、既に公知技術となっているものであるが、１
個の囲い込まれた、一般には多角形の真空ロードロック
チャンバを備え、そのロードロックチャンバは、数個の
単ウエハ真空処理チャンバを、ロードロックチャンバの
複数の連合壁に搭載し、ウエハ処理に供される。
【００１６】以下の例により、本発明をさらに説明す
る。
る。
【００１７】実施例１ チャンバを浄化した後、直接ウエハ上に珪化タングステ
ンを堆積するという先行技術のやり方を例示するため
に、窒化アルミニューム表面を有する機器を利用する反
応チャンバが、半導体ウエハ上の集積回路構造上に一連
の珪化タングステン層を堆積するのに使用されていた。
ンを堆積するという先行技術のやり方を例示するため
に、窒化アルミニューム表面を有する機器を利用する反
応チャンバが、半導体ウエハ上の集積回路構造上に一連
の珪化タングステン層を堆積するのに使用されていた。
【００１８】５５０℃の温度で、２５個のウエハを処理
した後に、そのチャンバの表面は、溜まった珪化タング
ステンを反応器の内面から除去するために、ＮＦ3 を使
用して浄化された。浄化後、ウエハが窒化アルミニュー
ムのサセプタ上に搭載され、（そのサセプタに前コーテ
ィング（ｐｒｅｃｏａｔｉｎｇ）することなく）珪化タ
ングステン層が、４ｓｃｃｍでチャンバに流し込まれた
ＷＦ6 と、１５０ｓｃｃｍでチャンバに流し込まれたジ
クロロシランと、５００ｓｃｃｍでチャンバに流し込ま
れたキャリアガスとしてのアルゴンとを含むガス混合物
を使用してウエハ上に堆積された。サセプタは、５５０
℃の温度に維持され、チャンバは、堆積中約３トールの
圧力を持っていた。
した後に、そのチャンバの表面は、溜まった珪化タング
ステンを反応器の内面から除去するために、ＮＦ3 を使
用して浄化された。浄化後、ウエハが窒化アルミニュー
ムのサセプタ上に搭載され、（そのサセプタに前コーテ
ィング（ｐｒｅｃｏａｔｉｎｇ）することなく）珪化タ
ングステン層が、４ｓｃｃｍでチャンバに流し込まれた
ＷＦ6 と、１５０ｓｃｃｍでチャンバに流し込まれたジ
クロロシランと、５００ｓｃｃｍでチャンバに流し込ま
れたキャリアガスとしてのアルゴンとを含むガス混合物
を使用してウエハ上に堆積された。サセプタは、５５０
℃の温度に維持され、チャンバは、堆積中約３トールの
圧力を持っていた。
【００１９】コーティングされたウエハは、チャンバか
ら取り出され、検査された。その珪化タングステンは、
コーティングの固有抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が
約７００マイクロオームセンチメータ（μΩｃｍ）、即
ち望ましい固有抵抗（タングステン含有量がもっと多
い）より約１００μΩｃｍだけ低いので、質が劣ってい
ることが分った。珪化タングステンのそのように低い抵
抗値のコーティングは、処理後において、薄い層に裂け
る（ｄｅｌａｍｉｎａｔｅ）ことが分っている。その珪
化タングステンコーティングは、ウエハを横切る固有抵
抗値が、あまり均質（ｕｎｉｆｏｒｍ）でなく又は同質
（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）でないことも分った。即
ち、固有抵抗は、そのばらつき（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）
が３％をこえないのが望ましいときに、ウエハを横切っ
て５％もばらつく（ｖａｒｙ）ことが分った。
ら取り出され、検査された。その珪化タングステンは、
コーティングの固有抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が
約７００マイクロオームセンチメータ（μΩｃｍ）、即
ち望ましい固有抵抗（タングステン含有量がもっと多
い）より約１００μΩｃｍだけ低いので、質が劣ってい
ることが分った。珪化タングステンのそのように低い抵
抗値のコーティングは、処理後において、薄い層に裂け
る（ｄｅｌａｍｉｎａｔｅ）ことが分っている。その珪
化タングステンコーティングは、ウエハを横切る固有抵
抗値が、あまり均質（ｕｎｉｆｏｒｍ）でなく又は同質
（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）でないことも分った。即
ち、固有抵抗は、そのばらつき（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）
が３％をこえないのが望ましいときに、ウエハを横切っ
て５％もばらつく（ｖａｒｙ）ことが分った。
【００２０】実施例２ 上記の例１で説明した手順が、次の点を除いて再び繰り
返された。異なった点は、本発明にしたがって、前述の
ようにチャンバが浄化された後、サセプタ上にウエハを
置くに先立って、ウエハ上の堆積に関して上述の条件と
同じ条件で、珪化タングステンの層がサセプタの表面上
に堆積された点である。その後で、第１のウエハが、前
記コーティングされたサセプタ支持板上に置かれ、例１
において浄化工程の後でウエハ上にされた堆積と同じ条
件で、珪化タングステン層がウエハ上に堆積された。そ
のコーティングされたウエハは取り出されて検査され、
約５００オングストロームの厚さでその上に堆積された
均質な珪化タングステン層を有することが分った。結果
として得られた珪化タングステン層の固有抵抗は、約８
００μΩｃｍであり、ウエハを横切ったコーティングの
固有抵抗のばらつきが３％より低いということが分っ
た。続いて、第２のウエハが、珪化タングステンをコー
ティングしたサセプタ上に搭載され、その前のウエハに
関してされたのと同じ条件で、珪化タングステンが堆積
された。それから、この第２のウエハも又取り出されて
検査され、その珪化タングステンのコーティングも、先
のウエハにされたコーティングと同じ品質を有すること
が分った。即ち、約８００μΩｃｍの固有抵抗と、ウエ
ハを横切ったコーティングの固有抵抗のばらつきが３％
より低いということが分った。本発明にしたがって処理
され、約５００から約３０００オングストロームの厚さ
で変化している珪化タングステンコーティングを有する
他のウエハについても、同じ固有抵抗特性が得られた。
返された。異なった点は、本発明にしたがって、前述の
ようにチャンバが浄化された後、サセプタ上にウエハを
置くに先立って、ウエハ上の堆積に関して上述の条件と
同じ条件で、珪化タングステンの層がサセプタの表面上
に堆積された点である。その後で、第１のウエハが、前
記コーティングされたサセプタ支持板上に置かれ、例１
において浄化工程の後でウエハ上にされた堆積と同じ条
件で、珪化タングステン層がウエハ上に堆積された。そ
のコーティングされたウエハは取り出されて検査され、
約５００オングストロームの厚さでその上に堆積された
均質な珪化タングステン層を有することが分った。結果
として得られた珪化タングステン層の固有抵抗は、約８
００μΩｃｍであり、ウエハを横切ったコーティングの
固有抵抗のばらつきが３％より低いということが分っ
た。続いて、第２のウエハが、珪化タングステンをコー
ティングしたサセプタ上に搭載され、その前のウエハに
関してされたのと同じ条件で、珪化タングステンが堆積
された。それから、この第２のウエハも又取り出されて
検査され、その珪化タングステンのコーティングも、先
のウエハにされたコーティングと同じ品質を有すること
が分った。即ち、約８００μΩｃｍの固有抵抗と、ウエ
ハを横切ったコーティングの固有抵抗のばらつきが３％
より低いということが分った。本発明にしたがって処理
され、約５００から約３０００オングストロームの厚さ
で変化している珪化タングステンコーティングを有する
他のウエハについても、同じ固有抵抗特性が得られた。
【００２１】そのプロセスを、珪化タングステン層のプ
ラズマ増進化学蒸着（ｐｌａｓｍａｅｎｈａｎｃｅｄ
ｃｈｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）
を使用するように変更することによって、同様な結果が
得られた。プラズマ増進堆積では、条件は次の点を除い
て、化学蒸着の条件と同一であった。異なった点は、パ
ワーが２５Ｗに維持されたこと、ＷＦ6 が４．５ｓｃｃ
ｍで流されたこと、そしてジクロロシランが１５０ｓｃ
ｃｍの流量で流されたこと、及び反応器チャンバ壁への
スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）を避けるため
に、キャリアガスが使用されなかったことである。
ラズマ増進化学蒸着（ｐｌａｓｍａｅｎｈａｎｃｅｄ
ｃｈｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）
を使用するように変更することによって、同様な結果が
得られた。プラズマ増進堆積では、条件は次の点を除い
て、化学蒸着の条件と同一であった。異なった点は、パ
ワーが２５Ｗに維持されたこと、ＷＦ6 が４．５ｓｃｃ
ｍで流されたこと、そしてジクロロシランが１５０ｓｃ
ｃｍの流量で流されたこと、及び反応器チャンバ壁への
スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）を避けるため
に、キャリアガスが使用されなかったことである。
【００２２】このようにして、サセプタ特に窒化アルミ
ニューム表面を有するサセプタを本発明にしたがって前
述のように処理すると、半導体ウエハ上の集積回路構造
の生産を可能にし、特に、珪化タングステンの層の堆積
を、再現性をもって、チャンバの定期的浄化に拘らず、
可能にするということが分る。
ニューム表面を有するサセプタを本発明にしたがって前
述のように処理すると、半導体ウエハ上の集積回路構造
の生産を可能にし、特に、珪化タングステンの層の堆積
を、再現性をもって、チャンバの定期的浄化に拘らず、
可能にするということが分る。
【図１】本発明の方法を示すフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有賀 美知雄 千葉県印旛郡富里日吉台１−28−15 (72)発明者 メイ チャン アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95014， キュパティノ， イースト エ ステイツ ドライヴ 863
Claims (20)
- 【請求項１】 真空チャンバ内のサセプタ上に搭載され
た半導体ウエハの集積回路構造上に珪化タングステン
（ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｓｉｌｉｃｉｄｅ）層を、前記チ
ャンバが１以上のフッ素含有エッチャントガス（ｆｌｕ
ｌｕｏｒｉｎｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｅｔｃｈａｎ
ｔ ｇａｓｅｓ）をもって浄化された後に、形成する方
法において、 前記フッ素含有エッチャントガスによる前記浄化の後
に、前記サセプタ上に搭載されたウエハ上に珪化タング
ステンを最初に（ｉｎｉｔｉａｌ）堆積するに先立っ
て、前記サセプタ上に珪化タングステンの層を堆積する
工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記サセプタが、その中に窒化アルミニ
ューム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ）の表面を
備える、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記サセプタが、前記サセプタ上に珪化
タングステンを堆積する前記工程の間、約５００℃から
約７００℃の温度範囲に維持される、請求項１記載の方
法。 - 【請求項４】 前記サセプタが、前記サセプタ上への前
記堆積の間、少なくとも約５５０℃の温度に維持され
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 前記サセプタ上に堆積された珪化タング
ステンの前記層が、約８００オングストローム（Ａｎｇ
ｓｔｒｏｍｓ）から約３０００オングストロームの範囲
の厚さにコーティングされる、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記フッ素含有エッチャントガスが、Ｎ
Ｆ3 とＣ2 Ｆ6 から成るグループから選ばれる、請求項
１記載の方法。 - 【請求項７】 ＷＦ6 ガスとＳｉＣｌ2 Ｈ2 ガス及びキ
ャリアガス（ｃａｒｒｉｅｒ ｇａｓ）を含む混合物
を、前記チャンバに流入させることにより、前記珪化タ
ングステン層が、前記サセプタ上に形成される、請求項
１記載の方法。 - 【請求項８】 ガスの前記混合物をＷＦ6 は２から１０
ｓｃｃｍ、ＳｉＣｌ2 Ｈ2 は５から２００ｓｃｃｍ、そ
して前記キャリアガスは２００から１０００ｓｃｃｍの
流量で、前記チャンバに流入させることにより前記珪化
タングステンが堆積され、その間、前記真空チャンバの
圧力が約０．５トールから約１０トールの範囲に維持さ
れる、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記サセプタが、窒化アルミニューム
（ａｌｕｍｉｎｕｍｎｉｔｒｉｄｅ）をコーティングさ
れたグラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）サセプタであ
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記サセプタが、焼結（ｓｉｎｔｅｒ
ｅｄ）窒化アルミニュームサセプタである、請求項１記
載の方法。 - 【請求項１１】 珪化タングステンの前記層を前記サセ
プタに堆積させる前記工程が、プラズマの存在下で行わ
れる、請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 真空チャンバ内で、前記チャンバが１
以上のフッ素含有エッチャントガスをもって浄化された
後に、窒化アルミニュームの面を有するサセプタ上に搭
載された半導体ウエハの集積回路構造上に珪化タングス
テンの層を形成する方法において、 （ａ）ＷＦ6 ガスとＳｉＣｌ2 Ｈ2 ガス及びキャリアガ
スの混合物を前記チャンバに流入させることによって、
前記サセプタ上に珪化タングステンの２００から３００
０オングストロームの厚さの層を堆積させる工程であっ
て、その堆積させる工程が、前記フッ素含有エッチャン
トガスをもって浄化した後、前記サセプタ上に搭載され
たウエハ上への珪化タングステンの最初の堆積に先立っ
てなされる工程と、 （ｂ）前記サセプタを、前記堆積の間、約５００℃から
約７００℃の温度範囲に維持する工程と、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 前記珪化タングステンの層の前記堆積
させる工程が、プラズマを使用して行われる、請求項１
１記載の方法。 - 【請求項１４】 真空チャンバ内で、窒化アルミニュー
ムの面を有するサセプタ上に搭載された半導体ウエハの
集積回路構造上に珪化タングステンの層を形成する珪化
タングステンの堆積方法において、 （ａ）珪化タングステンの、先の堆積を除去するため
に、前記チャンバを浄化する工程と、 （ｂ）前記サセプタを、少なくとも５００℃の温度に維
持する工程と、 （ｃ）珪化タングステンの層を前記サセプタに堆積する
工程であって、その堆積させる工程が、前記フッ素含有
エッチャントガスをもって浄化した後、前記サセプタ上
に搭載された第１のウエハ上への珪化タングステンの最
初の堆積に先立ってなされる工程と、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 前記フッ素含有エッチャントガスが、
ＮＦ3 とＣ2 Ｆ6 から成るグループから選ばれる、請求
項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 前記珪化タングステン層が、 ａ）約２から約１０ｓｃｃｍの流量のＷＦ6 と、 ｂ）約５から約２００ｓｃｃｍの流量のジクロロシラン
（ｄｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）と、 ｃ）約２００から約６００ｓｃｃｍの流量のキャリアガ
スと、を含むガス混合物を前記チャンバに流入させるこ
とによって堆積させる、請求項１４記載の方法。 - 【請求項１７】 前記キャリアガスが、アルゴンとヘリ
ュームから成るグループから選ばれる、請求項１６記載
の方法。 - 【請求項１８】 前記サセプタが、約５５０℃から約７
００℃の温度範囲に維持される、請求項１４記載の方
法。 - 【請求項１９】 前記サセプタ上に堆積された前記珪化
タングステン層が、約８００オングストロームから約３
０００オングストロームの範囲の厚さを有する、請求項
１４記載の方法。 - 【請求項２０】 前記サセプタ上に前記珪化タングステ
ンを堆積した後に、一連の半導体ウエハを個別に前記サ
セプタ上に次々に搭載する工程と、次に前記ウエハの各
々の上に珪化タングステンの層を堆積する工程であっ
て、第１の及びそれに続くウエハを含んだ前記ウエハの
各々の上の珪化タングステンの前記層が、その上に堆積
された珪化タングステンの層において実質的な差異を示
さない、工程とをさらに含む、請求項１４記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8342093A | 1993-06-28 | 1993-06-28 | |
| US08/083420 | 1993-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176484A true JPH07176484A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=22178199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6146631A Pending JPH07176484A (ja) | 1993-06-28 | 1994-06-28 | 窒化アルミニューム面を有するサセプタをサセプタの浄化後珪化タングステンで処理することによって半導体ウエハ上に珪化タングステンを一様に堆積する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5510297A (ja) |
| JP (1) | JPH07176484A (ja) |
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| WO2023127820A1 (ja) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びプラズマ処理装置 |
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