JPH09209119A

JPH09209119A - 薄膜成膜・加工装置及び薄膜成膜・加工方法

Info

Publication number: JPH09209119A
Application number: JP8037309A
Authority: JP
Inventors: Yuuichi Miyamori; 雄壱宮森
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】スパッタ法、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）あ
るいはドライエッチング法の実行において、ダストが被
処理物の表面に付着し難い構造の薄膜成膜・加工装置を
提供する。【解決手段】薄膜成膜・加工装置は、（イ）対向する側
壁１２，１６と、被処理体３０を載置する載置台２４と
を備えた処理チャンバー１０と、（ロ）載置台に載置さ
れた被処理体の表面に対して略平行に流れるガスを処理
チャンバー１０内に導入するために、対向する側壁の一
方１２に備えられた複数のガス導入部１４と、（ハ）被
処理体の表面に対して略平行に流れたガスを処理チャン
バー１０から排出するために、対向する側壁の他方１６
に備えられた複数のガス排出部１８を少なくとも備え、
各ガス導入部１４の軸線Ｌ_axの略延長上に、ガス導入部
に対応するガス排出部１８が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタ法、化学
的気相成長法（ＣＶＤ法）あるいはドライエッチング法
の実行に適した薄膜成膜・加工装置、及びかかる薄膜成
膜・加工装置を用いた薄膜成膜・加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造過程において発生する
各種ダストやパーティクル（以下、単にダストと総称す
る）の半導体基板等の表面への付着は、配線間の短絡発
生や形成すべき各種のパターンの異常発生など、種々の
不良発生の原因となっている。特にコンタクト部の大き
さや配線間隔、あるいは配線幅より大きなダストが半導
体基板等の表面へ付着すると、半導体装置の不良に直ち
につながるため、半導体基板等へのダストの付着防止対
策は、半導体装置の製造歩止まりの向上の上で大きな課
題となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現状では、処理チャン
バー内の部品の洗浄間隔の短縮、部品材質の工夫、処理
チャンバー内部の可動部の少数化など、薄膜成膜・加工
装置の装置面におけるダストの発生抑制対策や、薄膜成
膜・加工方法の実施前後における処理チャンバー内の部
品の洗浄といったダストの発生抑制対策が取られてい
る。しかしながら、処理チャンバー内で発生したダスト
が半導体基板等の被処理体表面に付着すること自体を抑
制するための適切な手段を処理チャンバーに設けること
は、通常、行われていない。

【０００４】有機金属気相成長法において、結晶基板上
に均一なエピタキシャル層を効率的に形成するために、
ノズル及び排気手段の配置を改良した有機金属気相成長
装置が、例えば特開平１−３１０５３２号公報から公知
である。また、蒸着材料、スパッタ粒子、ＣＶＤ原料ガ
ス等の薄膜加工原材料の被処理体への流れを制御する制
御するために、コリメータを配設した薄膜成膜・加工装
置が、特開平７−１１３１７２号公報から公知である。
また、被処理体に向けて冷却用ガスを噴出する冷却手段
を設けた加熱装置が、例えば特開平２−３９１０号公報
から公知である。しかしながら、特開平１−３１０５３
２号公報及び特開平７−１１３１７２号公報には、ダス
トの半導体基板等への付着防止技術は、何ら開示若しく
は示唆がなされていない。

【０００５】特開平２−３９１０号公報においては、冷
却用ノズル（３２）の環状ノズル（３０）より噴出した
窒素ガスは断熱材Ａ（１９）に設けられた排気孔（２
１）によりチャンバー（１５ａ）外に排出されるので、
チャンバー（１６ａ）内に激しい気流が発生して不純物
等がチャンバー（１６ａ）内にダストとして拡散し半導
体ウエハ（１７）に落下付着する可能性は極めて低いと
されている。しかしながら、環状ノズル（３０）は半導
体ウエハ（１７）の裏面側に設けられており、しかも、
環状ノズル（３０）は断熱材Ａ（１９）に設けられた排
気孔（２１）と一対一に対向した構造ではないし、環状
ノズル（３０）から噴出した窒素ガスは半導体ウエハ
（１７）の裏面を単に冷却するだけである。特開平２−
３９１０号公報には、半導体ウエハの表面（おもてめ
ん）の上方におけるガスの流れによるダストの付着防止
技術は、何ら開示若しくは示唆がなされていない。

【０００６】従って、本発明の目的は、スパッタ法、化
学的気相成長法（ＣＶＤ法）あるいはドライエッチング
法の実行において、ダストが被処理物の表面（おもてめ
ん）に付着し難い構造の薄膜成膜・加工装置、及びかか
る薄膜成膜・加工装置を用いた、ダストが被処理物の表
面（おもてめん）に付着し難い薄膜成膜・加工方法を提
供することにある。

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の薄膜成膜・加工装置は、（イ）対向する側
壁と、被処理体を載置する載置台とを備えた処理チャン
バーと、（ロ）該載置台に載置された被処理体の表面に
対して略平行に流れるガスを該処理チャンバー内に導入
するために、該対向する側壁の一方に備えられた複数の
ガス導入部と、（ハ）被処理体の表面に対して略平行に
流れたガスを該処理チャンバーから排出するために、該
対向する側壁の他方に備えられた複数のガス排出部、を
少なくとも備え、各ガス導入部の軸線の略延長上に、該
ガス導入部に対応するガス排出部が配置されていること
を特徴とする。

【０００７】ここで、ガス導入部の軸線とは、ガス導入
部の中心を通りそしてガスの吐出方向と平行な直線を意
味する。尚、ガス導入部の中心とは、ガス導入部の開口
部分の面積重心点を指し、ガス導入部の開口部分の形状
が円形の場合、この円形の中心を指す。各ガス導入部
と、このガス導入部に対応するガス排出部の配置状態
は、ガス導入部の開口部分の平均半径をｒとしたとき、
ガス導入部の軸線と他方の側壁との交点からガス排出部
の中心までの距離がｒ／３以内にあることが好ましい。
ここで平均半径ｒとは、ガス導入部の開口部分の形状が
円形の場合には、かかる円形の半径であり、ガス導入部
の開口部分の形状が円形以外の形状の場合には、かかる
形状を同一面積の円形に変形したときの半径に相当す
る。また、ガス排出部の中心とは、ガス排出部の開口部
分の面積重心点を指し、ガス排出部の開口部分の形状が
円形の場合、この円形の中心を指す。

【０００８】各ガス導入部の軸線の略延長上に、ガス導
入部に対応するガス排出部を配置することによって、ガ
ス導入部から処理チャンバーに導入され、そしてガス排
出部から排出されるガスの流れが乱されることが無くな
り、処理チャンバー内のダストがガスによって系外に排
出され、処理チャンバー内を落下するダストが被処理体
に付着することを防止することができる。

【０００９】本発明の薄膜成膜・加工装置においては、
ガス導入部から処理チャンバーに導入されるガスの平均
流速が１×１０²乃至１×１０⁴ｍ／秒であることが好ま
しい。ここで、ガスの平均流速とは、処理チャンバー内
に導入されるガス容量（単位：Ｎｍ³）をガス導入部の
開口部分の面積の合計（単位：ｍ²）で除した値であ
る。ガスの平均流速をこのような範囲にすることによっ
て、ガス導入部から処理チャンバーに導入され、そして
ガス排出部から排出されるガスの流れは層流となり、処
理チャンバー内のダストがガスによって一層効果的に系
外に排出され、被処理体にダストが付着することをより
効果的に防止することができる。

【００１０】本発明の薄膜成膜・加工装置の好ましい第
１の態様においては、ガスとして不活性ガスを使用し、
被処理体の表面に金属薄膜若しくは絶縁膜を成膜する。
尚、金属薄膜には、金属化合物薄膜を包含する。以下に
おいても同様である。この場合、薄膜成膜・加工装置は
ターゲットを更に備え、被処理体の表面への金属薄膜若
しくは絶縁膜の成膜は、真空蒸着やイオンプレーティン
グ法、スパッタ法といった物理的気相成長法（ＰＶＤ
法）とすることができるが、中でも、スパッタ法に基づ
くことが好ましく、使用する不活性ガス（ターゲットを
構成する元素若しくは化合物と反応しないガスを意味す
る）、ターゲット及び成膜される金属薄膜若しくは絶縁
膜の組み合わせとして、以下の表１の組合せを例示する
ことができる。尚、スパッタ法としては、二極スパッタ
法、マグネトロンスパッタ法、高周波スパッタ法、リア
クティブスパッタ法、バイアススパッタ法等を挙げるこ
とができる。

【００１１】

【表１】不活性ガスターゲット金属薄膜又は絶縁膜（Ａ）アルゴンアルミニウムアルミニウム（Ｂ）アルゴンチタンチタン（Ｃ）アルゴンタンタルタンタル（Ｄ）アルゴンＳｉＯ₂ ＳｉＯ₂ （Ｅ）アルゴン銅銅

【００１２】あるいは又、本発明の薄膜成膜・加工装置
の好ましい第２の態様においては、ガスとして反応ガス
を使用し、被処理体の表面に金属薄膜若しくは絶縁膜を
成膜する。この場合、薄膜成膜・加工装置はターゲット
を更に備え、被処理体の表面への金属薄膜若しくは絶縁
膜の成膜は、真空蒸着やイオンプレーティング法、スパ
ッタ法といった物理的気相成長法（ＰＶＤ法）とするこ
とができるが、中でも、スパッタ法に基づくことが好ま
しく、使用する反応ガス（ターゲットを構成する元素若
しくは化合物と反応するガスを意味する）、ターゲット
及び成膜される金属薄膜若しくは絶縁膜の組み合わせと
して、以下の表２の組合せを例示することができる。

【００１３】

【表２】反応ガスターゲット金属薄膜又は絶縁膜（Ａ）窒素チタンＴｉＮ（Ｂ）窒素及び酸素チタンＴｉＯＮ（Ｃ）窒素アルミニウムＡｌＮ（Ｄ）酸素アルミニウムＡｌＯ

【００１４】あるいは又、本発明の薄膜成膜・加工装置
の好ましい第３の態様においては、ガスとして反応ガス
を使用し、被処理体の表面に金属薄膜、絶縁膜若しくは
半導体膜を化学的気相成長法（ＣＶＤ法）に基づき成膜
する態様を挙げることができ、使用する反応ガス（金属
薄膜若しくは絶縁膜の原料ガスに相当する）と成膜され
る金属薄膜、絶縁膜若しくは半導体膜の組み合わせとし
て、以下の表３の組合せを例示することができる。ＣＶ
Ｄ法として、熱ＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、光ＣＶＤ法を挙
げることができる。

【００１５】

【表３】反応ガス金属薄膜、絶縁膜若しくは半導体膜（Ａ）ＷＦ₆／ＳｉＨ₄／Ｈ₂ タングステン（Ｂ）ＴＥＯＳ／Ｏ₂ ＳｉＯ₂ （Ｃ）ＳｉＨ₄／Ｏ₂ ＳｉＯ₂

【００１６】あるいは又、本発明の薄膜成膜・加工装置
の好ましい第４の態様においては、ガスとして反応ガス
（エッチングされる被処理体の表面を構成する材料と反
応するガス、若しくは被処理体の表面を構成する材料を
エッチングし得るガスを意味する）を使用し、被処理体
の表面をドライエッチングする。この場合、使用する反
応ガスとエッチングされる被処理体の表面を構成する材
料の組み合わせとして、以下の表４の組合せを例示する
ことができる。ドライエッチング法として、反応性イオ
ンエッチング法、マグネトロンプラズマエッチング法、
マイクロ波プラズマエッチング法を挙げることができ
る。

【００１７】

【表４】反応ガス被処理体の表面を構成する材料（Ａ）ＳＦ₆／Ｃｌ₂ タングステン（Ｂ）Ｃｌ₂／ＢＣｌ₃ アルミニウム（Ｃ）ＣＦ₄／Ｃ₄Ｆ₈ ＳｉＯ₂

【００１８】上記の目的を達成するための本発明の第１
の態様に係る薄膜成膜・加工方法は、（イ）対向する側
壁と、被処理体を載置する載置台とを備えた処理チャン
バーと、（ロ）該載置台に載置された被処理体の表面に
対して略平行に流れるガスを該処理チャンバー内に導入
するために、該対向する側壁の一方に備えられた複数の
ガス導入部と、（ハ）被処理体の表面に対して略平行に
流れたガスを該処理チャンバーから排出するために、該
対向する側壁の他方に備えられた複数のガス排出部と、
（ニ）ターゲットとを少なくとも備え、各ガス導入部の
軸線の略延長上に、該ガス導入部に対応するガス排出部
が配置されている薄膜成膜・加工装置を用いて、ガス導
入部から不活性ガス若しくは反応ガスを処理チャンバー
に導入し、被処理体の表面に金属薄膜若しくは絶縁膜を
スパッタ法にて成膜することを特徴とする。

【００１９】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る薄膜成膜・加工方法は、（イ）対向する側
壁と、更に、被処理体を載置する載置台とを備えた処理
チャンバーと、（ロ）該載置台に載置された被処理体の
表面に対して略平行に流れるガスを該処理チャンバー内
に導入するために、該対向する側壁の一方に備えられた
複数のガス導入部と、（ハ）被処理体の表面に対して略
平行に流れたガスを該処理チャンバーから排出するため
に、該対向する側壁の他方に備えられた複数のガス排出
部とを少なくとも備え、各ガス導入部の軸線の略延長上
に、該ガス導入部に対応するガス排出部が配置されてい
る薄膜成膜・加工装置を用いて、ガス導入部から反応ガ
スを処理チャンバーに導入し、被処理体の表面に金属薄
膜、絶縁膜若しくは半導体膜を化学的気相成長法にて成
膜することを特徴とする。

【００２０】上記の目的を達成するための本発明の第３
の態様に係る薄膜成膜・加工方法は、（イ）対向する側
壁と、被処理体を載置する載置台とを備えた処理チャン
バーと、（ロ）該載置台に載置された被処理体の表面に
対して略平行に流れるガスを該処理チャンバー内に導入
するために、該対向する側壁の一方に備えられた複数の
ガス導入部と、（ハ）被処理体の表面に対して略平行に
流れたガスを該処理チャンバーから排出するために、該
対向する側壁の他方に備えられた複数のガス排出部とを
少なくとも備え、各ガス導入部の軸線の略延長上に、該
ガス導入部に対応するガス排出部が配置されている薄膜
成膜・加工装置を用いて、ガス導入部から反応ガスを処
理チャンバーに導入し、被処理体の表面をドライエッチ
ングすることを特徴とする。

【００２１】各ガス導入部の軸線の略延長上に、ガス導
入部に対応するガス排出部が配置された薄膜成膜・加工
装置を用いることによって、ガス導入部から処理チャン
バーに導入され、そしてガス排出部から排出されるガス
の流れが乱されることが無くなり、処理チャンバー内の
ダストがガスによって系外に排出され、処理チャンバー
内を落下するダストが被処理体に付着することを防止す
ることができる。

【００２２】本発明の第１、第２又は第３の態様に係る
薄膜成膜・加工方法においては、ガス導入部から処理チ
ャンバーに導入されるガスの平均流速は１×１０²乃至
１×１０⁴ｍ／秒であることが好ましい。これによっ
て、ガス導入部から処理チャンバーに導入され、そして
ガス排出部から排出されるガスの流れが層流となり、処
理チャンバー内のダストがガスによって一層効果的に系
外に排出され、被処理体にダストが付着することをより
効果的に防止することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態（以下、単に実施の形態と略す）に基づき本発
明を説明する。

【００２４】（実施の形態１）実施の形態１は、本発明
の薄膜成膜・加工装置を、スパッタ装置に適用した例で
ある。即ち、実施の形態１は、本発明の薄膜成膜・加工
装置の第１の態様に関し、ガスとしてアルゴンガスから
成る不活性ガスを使用し、半導体ウエハから成る被処理
体の表面に、チタン（Ｔｉ）から成る金属薄膜を成膜す
る。薄膜成膜・加工装置は、チタンから成るターゲット
を備えている。実施の形態１は、本発明の第１の態様に
係る薄膜成膜・加工方法に関する。

【００２５】実施の形態１における薄膜成膜・加工装置
の模式的な端面図を図１に示す。薄膜成膜・加工装置
は、対向する側壁１２，１６と、被処理体３０を載置す
る載置台２４とを備えた処理チャンバー１０から成る。
尚、処理チャンバー１０は、更に、対向する一対の側壁
（図示せず）、上部部材２０及び下部部材２２から成る
密封容器である。対向する側壁の一方の側壁１２には、
載置台２４に載置された被処理体３０の表面（おもてめ
ん）に対して略平行に流れるガスを処理チャンバー１０
内に導入するために、複数のガス導入部１４が備えられ
ている。また、対向する側壁の他方に側壁１６には、被
処理体３０の表面（おもてめん）に対して略平行に流れ
たガスを処理チャンバー１０から排出するために、複数
のガス排出部１８が備えられている。ガス導入部１４と
ガス排出部１８の数は等しい。実施の形態１において
は、ガス導入部１４及びガス排出部１８の開口部分の形
状を円形とした。側壁１２を処理チャンバーの中心部か
ら眺めた図を図２に示す。尚、側壁１６を処理チャンバ
ーの中心部から眺めた図も図２と同様である。実施の形
態１においては、各ガス導入部１４と、このガス導入部
１４に対応するガス排出部１８の配置状態は、ガス導入
部１４の軸線（Ｌ_ax）と他方の側壁１６との交点と、ガ
ス排出部１８の中心とを一致させた。

【００２６】尚、ガス導入部１４から吐出されるガスの
流れを一定（定常）状態とするために、ガス導入部１４
の内部に整流手段を配設することが好ましい。また、ガ
ス源からガス導入部１４のそれぞれに供給されるガス量
が一定となるように、ガス流量制御手段をガス源とガス
導入部１４のそれぞれとの間に配設することが望まし
い。更に、ガス排出部１８のそれぞれから排気装置へと
流れるガス量が一定となるように、ガス流量制御手段を
ガス排出部１８のそれぞれと排気装置との間に配設する
ことが望ましい。

【００２７】実施の形態１における薄膜成膜・加工装置
においては、チタン（Ｔｉ）から成るターゲット２６が
処理チャンバー１０内に配設されている。また、ターゲ
ット２６にはＤＣ電源２８が電気的に接続されている。

【００２８】実施の形態１においては、半導体ウエハか
ら成る被処理体３０を載置台２４に載置し、先ず、ガス
排出部１８を介して真空ポンプ等から成る排気装置（図
示せず）を作動させて、処理チャンバー１０内を１×１
０^-8トル（１．３３×１０^-6Ｐａ）程度の真空度に排気
する。その後、ガス量が１０００sccm程度以上となるよ
うにガス導入部１４から処理チャンバー１０内にアルゴ
ンガスから成る不活性ガスを導入し、ガス排出部１８か
らのガス排出量を制御して、処理チャンバー１０内の圧
力を約２mTorr（２．６６×１０^-1Ｐａ）とした。尚、
不活性ガスの平均流速を約５×１０²ｍ／秒とした。

【００２９】スパッタ方式をＤＣマグネトロンスパッタ
方式とし、ＤＣ電源２８からターゲット２６に８ｋＷの
スパッタパワーを印加した。このような条件で、半導体
ウエハから成る被処理体３０の表面にチタン（Ｔｉ）か
ら成る金属薄膜を成膜した。その結果、被処理体３０の
表面へダストが付着することを防止することができた。

【００３０】（実施の形態２）実施の形態２も、本発明
の薄膜成膜・加工装置を、スパッタ装置に適用した例で
ある。即ち、実施の形態２は実施の形態１の変形であ
り、ガスとしてアルゴンガスから成る不活性ガスを使用
し、半導体ウエハから成る被処理体の表面に、ＳｉＯ₂
から成る絶縁膜を成膜する。薄膜成膜・加工装置は、Ｓ
ｉＯ₂（石英）から成るターゲットを備えている。

【００３１】実施の形態２においては、実施の形態１に
て説明した薄膜成膜・加工装置を使用した。ガス量が１
０００sccm程度以上となるようにガス導入部１４から処
理チャンバー１０内にアルゴンガスを導入し、ガス排出
部１８からのガス排出量を制御して、処理チャンバー１
０内の圧力を約２mTorr（２．６６×１０^-1Ｐａ）とし
た。尚、アルゴンガスの平均流速を約５×１０²ｍ／秒
とした。

【００３２】スパッタ方式をＲＦ（高周波）スパッタ方
式とし、スパッタパワーを５００Ｗとした。このような
条件で、半導体ウエハから成る被処理体３０の表面にＳ
ｉＯ₂から成る絶縁膜を成膜した。その結果、被処理体
３０の表面へダストが付着することを防止することがで
きた。

【００３３】（実施の形態３）実施の形態３も、本発明
の薄膜成膜・加工装置を、スパッタ装置に適用した例で
ある。実施の形態３は、本発明の薄膜成膜・加工装置の
第２の態様に関し、ガスとして窒素ガスから成る反応ガ
スを使用し、半導体ウエハから成る被処理体の表面に、
チタンと窒素の反応生成物である窒化チタン（ＴｉＮ）
から成る金属薄膜（金属化合物薄膜）を成膜する。薄膜
成膜・加工装置は、チタンから成るターゲットを備えて
いる。実施の形態３は、本発明の第１の態様に係る薄膜
成膜・加工方法に関する。

【００３４】実施の形態３においても、実施の形態１に
て説明した薄膜成膜・加工装置を使用した。実施の形態
３が実施の形態１と相違する点は、ガス導入部１４から
処理チャンバー１０に導入するガスを、窒素ガスとアル
ゴンガスの混合ガスとした点にある。尚、窒素ガスが反
応ガスに相当し、窒素ガスとアルゴンガスの混合比（容
積比）を１：２とした。

【００３５】ガス量が１０００sccm程度以上となるよう
にガス導入部１４から処理チャンバー１０内に混合ガス
を導入し、ガス排出部１８からのガス排出量を制御し
て、処理チャンバー１０内の圧力を２mTorr（２．６６
×１０^-1Ｐａ）とした。尚、混合ガスの平均流速を約５
×１０²ｍ／秒とした。

【００３６】スパッタ方式をＤＣマグネトロンスパッタ
方式とし、スパッタパワーを８ｋＷとした。このような
条件で、半導体ウエハから成る被処理体３０の表面に窒
化チタン（ＴｉＮ）から成る金属薄膜（金属化合物薄
膜）を成膜した。その結果、被処理体３０の表面へダス
トが付着することを防止することができた。

【００３７】（実施の形態４）実施の形態４は実施の形
態３の変形であり、ガスとして酸素（Ｏ₂）から成る反
応ガスを使用し、半導体ウエハから成る被処理体の表面
に、Ａｌ₂Ｏ₃から成る絶縁膜を成膜する。薄膜成膜・加
工装置は、アルミニウム（Ａｌ）から成るターゲットを
備えている。実施の形態４も、本発明の第１の態様に係
る薄膜成膜・加工方法に関する。

【００３８】実施の形態４においても、実施の形態１に
て説明した薄膜成膜・加工装置を使用した。ガス量が１
０００sccm程度以上となるようにガス導入部１４から処
理チャンバー１０内にＯ₂ガス／Ａｒガスを導入し、ガ
ス排出部１８からのガス排出量を制御して、処理チャン
バー１０内の圧力を２mTorr（２．６６×１０^-1Ｐａ）
とした。尚、反応ガスの平均流速を約５×１０²ｍ／秒
とした。

【００３９】スパッタ方式をＤＣスパッタ方式とし、ス
パッタパワーを１５ｋＷとした。このような条件で、半
導体ウエハから成る被処理体３０の表面にＡｌ₂Ｏ₃から
成る絶縁膜を成膜した。その結果、被処理体３０の表面
へダストが付着することを防止することができた。

【００４０】（実施の形態５）実施の形態５は、本発明
の薄膜成膜・加工装置を、ＣＶＤ装置に適用した例であ
る。即ち、実施の形態５は、本発明の薄膜成膜・加工装
置の第３の態様に関し、ガスとして反応ガスを使用し、
化学的気相成長法に基づき、被処理体の表面に金属薄膜
を成膜する。実施の形態５においては、ガスとしてＷＦ
₆／ＳｉＨ₄／Ｈ₂から成る反応ガスを使用し、半導体ウ
エハから成る被処理体の表面に、タングステン（Ｗ）か
ら成る金属薄膜をＣＶＤ法にて成膜する。実施の形態５
は、本発明の第２の態様に係る薄膜成膜・加工方法に関
する。

【００４１】実施の形態５の実施に適したＣＶＤ装置
は、実施の形態１にて説明した薄膜成膜・加工装置（図
１参照）からターゲット及びＤＣ電源を取り除いた点を
除き、実施の形態１にて説明した薄膜成膜・加工装置と
同様の構造を有している。従って、実施の形態５におけ
る薄膜成膜・加工装置の詳細な説明は省略する。

【００４２】実施の形態５においては、半導体ウエハか
ら成る被処理体３０を載置台２４に載置し、先ず、排気
装置を動作させて、ガス排出部１８を介して処理チャン
バー１０内を１×１０^-4トル（１．３×１０^-2Ｐａ）程
度の真空度に排気する。その後、ガス量が１×１０⁴scc
m程度以上となるようにガス導入部１４から処理チャン
バー１０内にＷＦ₆／ＳｉＨ₄／Ｈ₂／Ａｒを導入し、ガ
ス排出部１８からのガス排出量を制御して、処理チャン
バー１０内の圧力を８０トル（１．１×１０⁴Ｐａ）と
した。尚、反応ガスの平均流速を約５×１０²ｍ／秒と
した。

【００４３】ＣＶＤ法の方式を熱ＣＶＤ方式とし、成膜
温度を４５０゜Ｃとして、半導体ウエハから成る被処理
体３０の表面にタングステン（Ｗ）から成る金属薄膜を
成膜した。その結果、被処理体３０の表面へダストが着
することを防止することができた。

【００４４】（実施の形態６）実施の形態６は実施の形
態５の変形であり、ガスとして反応ガスを使用し、被処
理体の表面にＣＶＤ法に基づき絶縁膜を成膜する。実施
の形態６においては、ガスとしてＴＥＯＳ（テトラエト
キシオキサイドシリコン）／Ｏ₂から成る反応ガスを使
用し、半導体ウエハから成る被処理体の表面に、ＳｉＯ
₂から成る絶縁膜を成膜する。実施の形態６は、本発明
の第２の態様に係る薄膜成膜・加工方法に関する。

【００４５】実施の形態６においては、半導体ウエハか
ら成る被処理体３０を載置台２４に載置し、先ず、ガス
排出部１８を介して処理チャンバー１０内を１×１０^-4
トル（１．３×１０^-2Ｐａ）程度の真空度に排気する。
その後、ガス量が１×１０⁴sccm程度以上となるように
ガス導入部１４から処理チャンバー１０内にＴＥＯＳ／
Ｏ₂を導入し、ガス排出部１８からのガス排出量を制御
して、処理チャンバー１０内の圧力を８．５トル（１．
１×１０³Ｐａ）とした。尚、反応ガスの平均流速を約
５００ｍ／秒とした。

【００４６】ＣＶＤ法の方式をプラズマＣＶＤ方式と
し、成膜温度を４００゜Ｃとして、半導体ウエハから成
る被処理体３０の表面にＳｉＯ₂から成る絶縁膜を成膜
した。その結果、被処理体３０の表面へダストが付着す
ることを防止することができた。

【００４７】（実施の形態７）実施の形態７は、本発明
の薄膜成膜・加工装置を、ドライエッチング装置に適用
した例である。即ち、実施の形態７は、本発明の薄膜成
膜・加工装置の第４の態様に関し、ガスとしてアルゴン
ガスから成る反応ガスを使用し、半導体ウエハから成る
被処理体の表面を、ＲＦプラズマ法によりプリエッチン
グする。実施の形態７は、本発明の第３の態様に係る薄
膜成膜・加工方法に関する。

【００４８】実施の形態７の実施に適したドライエッチ
ング装置の概要を図３に模式的な端面図で示す。実施の
形態７における薄膜成膜・加工装置は、実施の形態１に
て説明した薄膜成膜・加工装置からターゲット及びＤＣ
電源を取り除き、代わりに、ＲＦ電源２８Ａを載置台２
４に接続した点を除き、実施の形態１にて説明した薄膜
成膜・加工装置と同様の構造を有している。従って、実
施の形態７における薄膜成膜・加工装置の詳細な説明は
省略する。

【００４９】実施の形態７においては、半導体ウエハか
ら成る被処理体３０を載置台２４に載置し、先ず、ガス
排出部１８を介して処理チャンバー１０内を１×１０^-8
トル（１．３３×１０^-6Ｐａ）程度の真空度に排気す
る。その後、ガス量が１０００sccm程度以上となるよう
にガス導入部１４から処理チャンバー１０内にアルゴン
ガスを導入し、ガス排出部１８からのガス排出量を制御
して、処理チャンバー１０内の圧力を２mTorr （２．６
６×１０^-1Ｐａ）とした。尚、アルゴンガスの平均流速
を約５×１０²ｍ／秒とした。

【００５０】ＲＦパワーを５００Ｗとし、半導体ウエハ
から成る被処理体３０の表面をプリエッチングした。そ
の結果、被処理体３０の表面へダストが付着することを
防止することができた。

【００５１】（実施の形態８）実施の形態８は実施の形
態７の変形であり、ガスとしてＳＦ₆／Ｃｌ₂から成る反
応ガスを使用し、半導体ウエハから成る被処理体の表面
（タングステン薄膜が形成されている）をエッチングす
る。実施の形態８も、本発明の第３の態様に係る薄膜成
膜・加工方法に関する。

【００５２】実施の形態８においては、半導体ウエハか
ら成る被処理体３０を載置台２４に載置し、先ず、ガス
排出部１８を介して処理チャンバー１０内を１×１０^-8
トル（１．３３×１０^-6Ｐａ）程度の真空度に排気す
る。その後、ガス量が１×１０³sccm程度以上となるよ
うにガス導入部１４から処理チャンバー１０内にＳＦ₆
／Ｃｌ₂／Ａｒを導入し、ガス排出部１８からのガス排
出量を制御して、処理チャンバー１０内の圧力を１Ｐａ
とした。尚、反応ガスの平均流速を約５×１０²ｍ／秒
とした。

【００５３】このような条件で半導体ウエハから成る被
処理体３０の表面をエッチングした。その結果、被処理
体３０の表面へダストが付着することを防止することが
できた。

【００５４】以上、本発明を発明の実施の形態に基づき
説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。図面を参照して説明した各実施の形態における薄膜
成膜・加工装置の構造は例示であり、適宜設計変更する
ことができる。また、ガス導入部やガス排出部の配置状
態、開口部分の形状、数も例示であり、適宜設計変更す
ることができる。更には、実施の形態にて説明した各種
の条件も例示であり、適宜変更することができる。実施
の形態においては専ら半導体ウエハを被処理体とした
が、本発明における被処理体は半導体ウエハに限定され
るものではなく、例えばサファイア基板、石英基板、ガ
ラス基板等、あるいはそれらの上に成膜された各種薄膜
を被処理体として例示することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明の薄膜成膜・加工装置あるいは薄
膜成膜・加工方法においては、ガス導入部から処理チャ
ンバーに導入され、そしてガス排出部から排出されるガ
スの流れが乱されることが無くなり、処理チャンバー内
のダストがガスによって系外に排出され、処理チャンバ
ー内を落下するダストが被処理体に付着することを防止
することができる。その結果、ダストの付着に起因した
配線間の短絡やパターン形状の異常などの発生を効果的
に抑制することができ、半導体装置の製造歩止まりの向
上が期待できる。

【００５６】更には、ガス導入部から処理チャンバーに
導入され、そしてガス排出部から排出されるガスの流れ
を層流にすることによって、処理チャンバー内のダスト
がガスによって一層効果的に系外に排出され、被処理体
にダストが付着することをより効果的に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態１における薄膜成膜・加工装
置の模式的な端面図である。

【図２】図１に示した薄膜成膜・加工装置において、ガ
ス導入部が設けられた側壁を処理チャンバー内から眺め
た図である。

【図３】発明の実施の形態５及び実施の形態７における
薄膜成膜・加工装置の模式的な端面図である。

【符号の説明】

１０・・・処理チャンバー、１２，１６・・・側壁、１
４・・・ガス導入部、１８・・・ガス排出部、２０・・
・上部部材、２２・・・下部部材、２４・・・載置台、
２６・・・ターゲット、２８・・・ＤＣ電源、２８Ａ・
・・ＲＦ電源、３０・・・被処理体

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｄ 21/31 21/302 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）対向する側壁と、被処理体を載置す
る載置台とを備えた処理チャンバーと、（ロ）該載置台に載置された被処理体の表面に対して略
平行に流れるガスを該処理チャンバー内に導入するため
に、該対向する側壁の一方に備えられた複数のガス導入
部と、（ハ）被処理体の表面に対して略平行に流れたガスを該
処理チャンバーから排出するために、該対向する側壁の
他方に備えられた複数のガス排出部、を少なくとも備
え、各ガス導入部の軸線の略延長上に、該ガス導入部に対応
するガス排出部が配置されていることを特徴とする薄膜
成膜・加工装置。
【請求項２】ガス導入部から処理チャンバーに導入され
るガスの平均流速は１×１０²乃至１×１０⁴ｍ／秒であ
ることを特徴とする請求項１に記載の薄膜成膜・加工装
置。
【請求項３】前記ガスは不活性ガスであり、被処理体の
表面に金属薄膜若しくは絶縁膜を成膜することを特徴と
する請求項２に記載の薄膜成膜・加工装置。
【請求項４】ターゲットを更に備え、被処理体の表面へ
の金属薄膜若しくは絶縁膜の成膜はスパッタ法に基づく
ことを特徴とする請求項３に記載の薄膜成膜・加工装
置。
【請求項５】前記ガスは反応ガスであり、被処理体の表
面に金属薄膜若しくは絶縁膜を成膜することを特徴とす
る請求項２に記載の薄膜成膜・加工装置。
【請求項６】ターゲットを更に備え、被処理体の表面へ
の金属薄膜若しくは絶縁膜の成膜はスパッタ法に基づく
ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜成膜・加工装
置。
【請求項７】前記ガスは反応ガスであり、被処理体の表
面に金属薄膜、絶縁膜若しくは半導体膜を化学的気相成
長法に基づき成膜することを特徴とする請求項２に記載
の薄膜成膜・加工装置。
【請求項８】前記ガスは反応ガスであり、被処理体の表
面をドライエッチングすることを特徴とする請求項２に
記載の薄膜成膜・加工装置。
【請求項９】（イ）対向する側壁と、被処理体を載置す
る載置台とを備えた処理チャンバーと、（ロ）該載置台
に載置された被処理体の表面に対して略平行に流れるガ
スを該処理チャンバー内に導入するために、該対向する
側壁の一方に備えられた複数のガス導入部と、（ハ）被
処理体の表面に対して略平行に流れたガスを該処理チャ
ンバーから排出するために、該対向する側壁の他方に備
えられた複数のガス排出部と、（ニ）ターゲットとを少
なくとも備え、各ガス導入部の軸線の略延長上に、該ガ
ス導入部に対応するガス排出部が配置されている薄膜成
膜・加工装置を用いて、ガス導入部から不活性ガス若しくは反応ガスを処理チャ
ンバーに導入し、被処理体の表面に金属薄膜若しくは絶
縁膜をスパッタ法にて成膜することを特徴とする薄膜成
膜・加工方法。
【請求項１０】（イ）対向する側壁と、被処理体を載置
する載置台とを備えた処理チャンバーと、（ロ）該載置
台に載置された被処理体の表面に対して略平行に流れる
ガスを該処理チャンバー内に導入するために、該対向す
る側壁の一方に備えられた複数のガス導入部と、（ハ）
被処理体の表面に対して略平行に流れたガスを該処理チ
ャンバーから排出するために、該対向する側壁の他方に
備えられた複数のガス排出部とを少なくとも備え、各ガ
ス導入部の軸線の略延長上に、該ガス導入部に対応する
ガス排出部が配置されている薄膜成膜・加工装置を用い
て、ガス導入部から反応ガスを処理チャンバーに導入し、被
処理体の表面に金属薄膜、絶縁膜若しくは半導体膜を化
学的気相成長法にて成膜することを特徴とする薄膜成膜
・加工方法。
【請求項１１】（イ）対向する側壁と、被処理体を載置
する載置台とを備えた処理チャンバーと、（ロ）該載置
台に載置された被処理体の表面に対して略平行に流れる
ガスを該処理チャンバー内に導入するために、該対向す
る側壁の一方に備えられた複数のガス導入部と、（ハ）
被処理体の表面に対して略平行に流れたガスを該処理チ
ャンバーから排出するために、該対向する側壁の他方に
備えられた複数のガス排出部とを少なくとも備え、各ガ
ス導入部の軸線の略延長上に、該ガス導入部に対応する
ガス排出部が配置されている薄膜成膜・加工装置を用い
て、ガス導入部から反応ガスを処理チャンバーに導入し、被
処理体の表面をドライエッチングすることを特徴とする
薄膜成膜・加工方法。