(57)【要約】【課題】ＣＶＤ装置において、リフトピン穴からのアルゴンガス放出によるシャワープレートの冷却を防止して半導体ウエハに付着する異物を低減する。【解決手段】リフトピン８と独立し、リフトピン８が下降した状態ではサセプタ４ａに形成されたリフトピン穴９を完全に塞ぐことのできるキャップ１０をリフトピン８の先端に置き、半導体ウエハ７を反応室２内へ搬送する前にシャワープレート６から生成ガス５を導入する反応室２内のコンディショニングでは、キャップ１０によりリフトピン穴９を塞いで、生成ガス５がリフトピン穴９へ入り込むのを防止する。これにより、リフトピン穴１０からアルゴンガスを放出する必要が無くなり、シャワープレート６の低温化を回避することができる。【選択図】図１
2006336069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室内の上部に反応ガスを供給するシャワープレートが備わり、前記反応室内の下部に半導体ウエハを搭載するサセプタが備わり、前記サセプタの複数箇所に前記サセプタの上下を貫通するリフトピン穴が形成され、前記リフトピン穴に挿入されるリフトピンが備わり、前記リフトピンの先端に前記リフトピンと独立してキャップが置かれたＣＶＤ装置を用いて、前記半導体ウエハの主面に薄膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウエハを前記サセプタのウエハ載置面に搭載せずに、前記シャワープレートから前記反応ガスを供給する際は、前記キャップにより前記リフトピン穴を塞いで、前記反応ガスが前記リフトピン穴へ入り込むのを防ぐことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
反応室内の上部に反応ガスを供給するシャワープレートが備わり、前記反応室内の下部に半導体ウエハを搭載するサセプタが備わり、前記サセプタの複数箇所に前記サセプタの上下を貫通するリフトピン穴が形成され、前記リフトピン穴に挿入されるリフトピンが備わり、前記リフトピンの先端に前記リフトピンと独立してキャップが置かれたＣＶＤ装置を用いて、前記半導体ウエハの主面に薄膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記キャップはセラミックからなり、前記半導体ウエハを前記サセプタのウエハ載置面に搭載せずに、前記シャワープレートから前記反応ガスを供給する際は、前記キャップにより前記リフトピン穴を塞いで、前記反応ガスが前記リフトピン穴へ入り込むのを防ぐことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
反応室内の上部に反応ガスを供給するシャワープレートが備わり、前記反応室内の下部に半導体ウエハを搭載するサセプタが備わり、前記サセプタの複数箇所に前記サセプタの上下を貫通するリフトピン穴が形成され、前記リフトピン穴に挿入されるリフトピンが備わり、前記リフトピンの先端に前記リフトピンと独立してキャップが置かれ、
前記リフトピン穴は、前記サセプタのウエハ載置面側部分の直径が相対的に大きく前記サセプタの裏面側部分の直径が相対的に小さい互いに異なる２つの直径を有し、前記キャップは、上部の直径が相対的に大きく下部の直径が相対的に小さい互いに異なる２つの直径を有するＴ型の断面形状をなし、かつ、前記キャップの中央部分に、前記リフトピンが下から挿入される前記キャップの上部を貫通しないキャップ穴が形成され、
前記リフトピンと前記キャップ穴の内壁との間に第１スペース、前記キャップの下部の外周面と前記サセプタの裏面側部分との間に第２スペース、および前記キャップの上部の外周面と前記サセプタのウエハ載置面側部分との間に第３スペースが設けられ、さらに、前記第２スペースが前記第１スペースと同じまたは前記第１スペースよりも広く設定され、前記第３スペースが前記第２スペースよりも広く設定されたＣＶＤ装置を用いて、前記半導体ウエハの主面に薄膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウエハを前記サセプタのウエハ載置面に搭載せずに、前記シャワープレートから前記反応ガスを供給する際は、前記キャップにより前記リフトピン穴を塞いで、前記反応ガスが前記リフトピン穴へ入り込むのを防ぐことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
反応室内の上部に反応ガスを供給するシャワープレートが備わり、前記反応室内の下部に半導体ウエハを搭載するサセプタが備わり、前記サセプタの複数箇所に前記サセプタの上下を貫通するリフトピン穴が形成され、前記リフトピン穴に挿入されるリフトピンが備わり、前記リフトピンの先端に前記リフトピンと独立してキャップが置かれ、
前記リフトピン穴は、前記サセプタのウエハ載置面側部分の直径が相対的に大きく前記サセプタの裏面側部分の直径が相対的に小さい互いに異なる２つの直径を有し、前記キャップは、上部の直径が相対的に大きく下部の直径が相対的に小さい互いに異なる２つの直径を有するＴ型の断面形状をなし、かつ、前記キャップの中央部分に、前記リフトピンが下から挿入される前記キャップの上部を貫通しないキャップ穴が形成され、
前記リフトピンと前記キャップ穴の内壁との間に０．５〜１ｍｍのスペース、前記キャップの下部の外周面と前記サセプタの裏面側部分との間に０．５〜１ｍｍのスペース、および前記キャップの上部の外周面と前記サセプタのウエハ載置面側部分との間に１ｍｍ以上のスペースが設けられたＣＶＤ装置を用いて、前記半導体ウエハの主面に薄膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウエハを前記サセプタのウエハ載置面に搭載せずに、前記シャワープレートから前記反応ガスを供給する際は、前記キャップにより前記リフトピン穴を塞いで、前記反応ガスが前記リフトピン穴へ入り込むのを防ぐことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
反応室内の上部に反応ガスを供給するシャワープレートが備わり、前記反応室内の下部に半導体ウエハを搭載するサセプタが備わり、前記サセプタの複数箇所に前記サセプタの上下を貫通するリフトピン穴が形成され、前記リフトピン穴に挿入されるリフトピンが備わるＣＶＤ装置を用いて、前記半導体ウエハの主面に薄膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウエハを前記サセプタのウエハ載置面に搭載せずに、前記シャワープレートから前記反応ガスを供給する際は、前記リフトピン穴から前記反応室内へ予め配管ヒータにより加熱された不活性ガスを放出して、前記反応ガスが前記リフトピン穴へ入り込むのを防ぐことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、平行平板型ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を用いた薄膜形成工程において、半導体ウエハ上に発生する異物を低減する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下部電極にリフトピンが挿入されるリフトピン穴が設けられたＣＶＤ装置において、リフトピン穴の凹みをリフトピンキャップで塞ぐことによってサセプタ上面を平坦化し、異常放電の発生個所をなくして反応生成物の付着を制御している（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１００７３２号公報（段落〔００１８〕、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＣＶＤ法によるタングステン（Ｗ）膜の形成には、例えば枚様式の平行平板型ＣＶＤ装置が用いられる。このＣＶＤ装置では、アルミニウム（Ａｌ）等を母材とする反応室の底面にサセプタが配備され、このサセプタに対向する上方に生成ガスを反応室へ導入するシャワープレートが配備されている。半導体ウエハはサセプタの上に搭載され、その主面にタングステン膜が形成されるため、リフトピンで半導体ウエハを上昇させ、その下に搬送アームを入れることによって半導体ウエハの搬出を行っている。
【０００４】
しかしながら、上記したＣＶＤ装置を用いたタングステン膜の形成については、以下に説明する種々の技術的課題が存在する。
【０００５】
ＣＶＤ装置では、反応室の内壁に付着する反応生成物を除去するため、例えばフッ化塩素（ＣｌＦ３）ガスを導入して定期的に反応室内のクリーニングを行っている。しかし、クリーニングを行っても、フッ素（Ｆ）が反応室の母材と反応して内壁が荒れるなどの新たな問題が発生するため、反応生成物を完全に除去することができない。そこで、半導体ウエハを反応室内へ搬送する前に生成ガスを導入して、反応室内のコンディショニングを行っている。
【０００６】
このコンディショニングでは、サセプタに形成されたリフトピン穴へ生成ガスが入り込むのを防止するために、リフトピン穴の下部からアルゴン（Ａｒ）ガスを放出している。ところが、このアルゴンガスはシャワープレート側へ放出されるため、シャワープレートが冷却されて、シャワープレートのサセプタ穴と対向する部分に反応生成物が付着してしまう。シャワープレートに付着した反応生成物は、ある厚さになると剥離し、異物となって半導体ウエハ上に落下することから、半導体装置の製造歩留まりを低下させる要因となる。
【０００７】
本発明の目的は、ＣＶＤ装置において、リフトピン穴からのアルゴンガス放出によるシャワープレートの冷却を防止して半導体ウエハに付着する異物を低減することのできる技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
本発明は、反応室内の上部に反応ガスを供給するシャワープレートを備え、反応室内の下部に半導体ウエハを搭載するサセプタを備え、サセプタの複数箇所にサセプタの上下を貫通し、リフトピンが挿入されるリフトピン穴が形成されたＣＶＤ装置を用いて、半導体ウエハの主面に薄膜を形成する半導体装置の製造方法であって、半導体ウエハをサセプタのウエハ載置面に搭載せずに、シャワープレートから反応ガスを供給する際は、リフトピンの先端に置かれたキャップによりリフトピン穴を塞いで、反応ガスがリフトピン穴へ入り込むのを防ぐものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１２】
ＣＶＤ装置において反応室内のコンディショニングを行う際、リフトピン穴からのアルゴンガスの放出が不要となるので、シャワープレートの冷却を防止することができて、シャワープレートのリフトピン穴と対向する部分への反応生成物の付着を低減することができる。その結果、シャワープレートに付着した反応生成物の剥離によって半導体ウエハに付着する異物が低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本実施の形態においては、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、本実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、本実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１４】
また、本実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１によるＣＶＤ装置の構成を図１〜図３を用いて説明する。図１はＣＶＤ装置の構成図の一例、図２はＣＶＤ装置に備わるサセプタの上面図および断面図の一例、図３はサセプタに備わるキャップの要部断面図の一例である。図３（ａ）はリフトピンが下降した状態、図３（ｂ）はリフトピンが上昇した状態におけるキャップの位置を示している。
【００１６】
図１に示すように、ＣＶＤ装置１は枚様式の平行平板型であり、アルミニウムを母材とする反応室２内に上部プレート３と下部プレート４とが対向して配置されている。上部プレート３には、生成ガス５を吹き出すための多数のガス吹き出し口を有するシャワープレート６が設けられており、下部プレート４に向いて生成ガス５が吹き出す構造となっている。下部プレート４は、半導体ウエハ７を搭載するサセプタ４ａを含んでおり、反応室２内に半導体ウエハ７を搬入出させる際に半導体ウエハ７をアップダウンさせるリフトピン８を挿入するリフトピン穴９が設けられている。すなわち、リフトピン８で半導体ウエハ７を上昇させ、その下に搬送アーム（図示せず）を入れることによって半導体ウエハ７の搬入出を行っている。さらに、リフトピン８の先端には、リフトピン８と独立した、例えばセラミックからなるキャップ１０が置かれている。半導体ウエハ７の加熱にはランプ１１を用いる。
【００１７】
サセプタ４ａの上に半導体ウエハ７を搭載した後、各種材料の生成ガス５をシャワープレート６から反応室２内へ送り出し、例えば２００〜５００℃に保持された半導体ウエハ７の主面で分解、還元、酸化または置換などの化学気相反応を行わせて、半導体ウエハ７の主面に所望する薄膜を形成する。反応室２の温度は、例えば６０℃程度、シャワープレート６の温度は、例えば１００〜１２０℃程度に保持される。成膜に寄与しない余分な生成ガス５は、反応室２の底面に形成された真空吸引口１２から真空引きポンプ１３を用いて排気除去される。
【００１８】
サセプタ４ａは、前述したように下部プレート４の一部を構成し、半導体ウエハ７が搭載される部位である。図２に示すように、サセプタ４ａの半導体ウエハ７を搭載する場所には、ＯＦ（Orientation Flat）を有する半導体ウエハ７の形状に合わせて略円形の凹部が形成されており、さらに、リフトピン８を挿入するリフトピン穴９が３箇所に設けられている。リフトピン穴９は互いに異なる直径を有する２つの部位からなり、サセプタ４ａの半導体ウエハ７を載置する面（以下、単にウエハ載置面という）側のリフトピン穴９の部分は相対的に大きい直径を有し、サセプタ４ａのウエハ載置面と反対の面（以下、単に裏面という）側のリフトピン穴９の部分は相対的に小さい直径を有している。サセプタ４ａの厚さは、例えば７〜８ｍｍである。
【００１９】
キャップ１０は、図３に示すように、互いに異なる直径を有する２つの円柱を合わせたＴ型の断面形状をなしており、かつ、その中央部分に上部を貫通しないキャップ穴１０ａが形成されている。このキャップ穴１０ａにリフトピン８を挿入して、リフトピン８を上下移動させることにより、キャップ１０を介した半導体ウエハ７の上下移動を行うことができる。すなわち、リフトピン８を上昇させると（図３（ｂ））、リフトピン８の先端にキャップ１０が載ったまま半導体ウエハ７は上昇し、リフトピン８が下降すると（図３（ａ））、リフトピン８の先端にキャップ１０が載ったまま半導体ウエハ７は下降する。
【００２０】
また、リフトピン８が下降した状態では、キャップ１０によりサセプタ４ａに形成されたリフトピン穴９を完全に塞ぐことができる。従って、半導体ウエハ７を反応室２内へ搬送する前にシャワープレート６から生成ガス５を導入して、例えば反応室２内のコンディショニングを行っても、キャップ１０によりリフトピン穴９が塞がれているので、生成ガス５がリフトピン穴９へ入り込むのを防止することができる。これにより、リフトピン穴９から反応室２内へアルゴンガスを放出する必要が無くなり、シャワープレート６の低温化を回避することができる。
【００２１】
図４に、シャワープレートに付着する反応生成物の厚さとシャワープレートの温度との関係を示す。
【００２２】
通常、使用するシャワープレートの温度が１１０℃の場合は、反応生成物の厚さは１．５〜５．５ｎｍ程度である。しかし、シャワープレートの温度が下がるに従って、シャワープレートに付着する反応生成物の厚さは厚くなり、例えばシャワープレートの温度が８０℃の場合は、１１０℃の場合の３倍以上である１４〜１７．５ｎｍの厚さの反応生成物がシャワープレートに付着する。
【００２３】
しかしながら、本発明の実施の形態１では、例えば反応室２内のコンディショニングの際、リフトピン穴９から反応室２内へアルゴンガスを放出する必要が無くなり、シャワープレート６の低温化が回避できるので、シャワープレート６のリフトピン穴９と対向する部分への反応生成物の付着を低減することができる。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態１によるキャップ１０の詳細な構造例を図５に示す要部断面図を用いて説明する。
【００２５】
リフトピン８の直径は、例えば１．５ｍｍである。リフトピン８とキャップ穴１０ａの内壁との接触を避けるために、リフトピン８とキャップ穴１０ａの内壁との間に第１スペースＳ１を設け、キャップ１０の下部の外周面とサセプタ４ａとの接触を避けるために、キャップ１０の下部の外周面とサセプタ４ａの裏面側部分との間に第２スペースＳ２を設け、キャップ１０の上部の外周面とサセプタ４ａとの接触を避けるために、キャップ１０の上部の外周面とサセプタ４ａのウエハ載置面側部分との間に第３スペースＳ３を設けており、第２スペースＳ２は第１スペースＳ１と同じまたはそれよりも広く設定し、第３スペースＳ３は第２スペースＳ２よりも広く設定する。他の条件によっては以下に示す範囲に限定されないことはもとよりであるが、第１スペースＳ１の適切な範囲は、例えば０．５〜１ｍｍ、第２スペースＳ２の適切な範囲は、例えば０．５〜１ｍｍ、第３スペースＳ３の適切な範囲は、例えば１ｍｍ以上である。さらに、代表的なスペースとして、第１スペースＳ１は０．５ｍｍ、第２スペースＳ２は０．７ｍｍ、第３スペースＳ３は１ｍｍを例示することができる。
【００２６】
また、キャップ１０に形成されるキャップ穴１０ａの深さは、半導体ウエハ７のリフト量によって決まるが、例えば３ｃｍを例示することができる。リフトピン８を下降して、リフトピン穴９をキャップ１０により塞いだ場合は、キャップ１０の上面はサセプタ４ａのウエハ載置面と同一平面となってもよく、またはサセプタ４ａのウエハ載置面よりも低くなってもよい。
【００２７】
また、キャップ１０の下部の厚さＷ１を、例えば１ｍｍとし、キャップ１０の上部とサセプタ４ａの裏面側部分とが重なる距離Ｌ１を、例えば１ｍｍとした場合は、サセプタ４ａのウエハ裏面側のリフトピン穴９の第１直径Ｄ１を、例えば５．５〜７．５ｍｍ、サセプタ４ａの載置面側のリフトピン穴９の第２直径Ｄ２を、例えば９．５ｍｍ以上とすることができる。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態１によるＣＶＤ装置１をＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）デバイスの製造に適用した一例を図６〜図９に示す半導体基板の要部断面図を用いて説明する。以下の説明では、電界効果トランジスタを代表するＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）をＭＩＳと略し、ｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴをｐＭＩＳと略し、ｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴをｎＭＩＳと略す。
【００２９】
図６に示すように、例えばｐ型のシリコン単結晶からなる半導体基板（この段階では半導体ウエハと称する平面略円形状の半導体の薄板）２１を用意する。次に、素子分離領域の半導体基板２１に深さ０．３５μｍ程度の素子分離溝２４ａを形成した後、素子分離溝２４ａの内部に絶縁膜２４ｂ、例えばＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）とオゾン（Ｏ３）とをソースガスに用いたプラズマＣＶＤ法により堆積されるＴＥＯＳ酸化膜を埋め込むことにより素子分離領域を形成する。
【００３０】
次に、フォトリソグラフィ法により形成されたレジストパターンをマスクとして半導体基板２１に不純物をイオン注入し、ｐウェル２５およびｎウェル２６を形成する。ｐウェル２５にはｐ型の導電型を示す不純物、例えばボロンをイオン注入し、ｎウェル２６にはｎ型の導電型を示す不純物、例えばリンをイオン注入する。この後、各ウェル領域にＭＩＳのしきい値を制御するための不純物をイオン注入してもよい。
【００３１】
次に、半導体基板２１上にゲート絶縁膜となる酸化シリコン膜２７ａ、ゲート電極となるシリコン多結晶膜２８ａおよびキャップ絶縁膜となる酸化シリコン膜２９ａを順次堆積して積層膜を形成する。酸化シリコン膜２７ａは、例えば熱酸化法により形成することができ、シリコン多結晶膜２８ａおよび酸化シリコン膜２９ａは、例えばＣＶＤ法により堆積することができる。
【００３２】
次に、図７に示すように、フォトリソグラフィ法により形成されたレジストパターンをマスクとして上記積層膜をドライエッチングすることにより、ゲート絶縁膜２７、ゲート電極２８およびキャップ絶縁膜２９を形成する。続いて、半導体基板２１上に、例えばＣＶＤ法により酸化シリコン膜を堆積する。その後、この酸化シリコン膜を異方性エッチングすることにより、ゲート電極２８の側壁にサイドウォール３０を形成する。
【００３３】
次に、フォトリソグラフィ法により形成されたレジストパターンをマスクとしてｐウェル２５にｎ型不純物、例えばヒ素をイオン注入し、ゲート電極２８の両側のｐウェル２５にｎ型半導体領域３１を形成する。ｎ型半導体領域３１は、ゲート電極２８およびサイドウォール３０に対して自己整合的に形成され、ｎＭＩＳのソース、ドレインとして機能する。同様に、フォトリソグラフィ法により形成されたレジストパターンをマスクとしてｎウェル２６にｐ型不純物、例えばフッ化ボロンをイオン注入し、ゲート電極２８の両側のｎウェル２６にｐ型半導体領域３２を形成する。ｐ型半導体領域３２は、ゲート電極２８およびサイドウォール３０に対して自己整合的に形成され、ｐＭＩＳのソース、ドレインとして機能する。
【００３４】
次に、図８に示すように、半導体基板２１上に、例えばＣＶＤ法により絶縁膜３３を形成する。絶縁膜３３は、例えばプラズマＣＶＤ法により堆積されたＴＥＯＳ酸化膜で構成される。続いて、この絶縁膜３３を、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により研磨して、その表面を平坦化する。続いて、フォトリソグラフィ法により形成されたレジストパターンをマスクとして絶縁膜３３をドライエッチングすることにより、絶縁膜３３の所定の領域に接続孔３４を形成する。
【００３５】
次に、接続孔３４の内部を含む半導体基板２１の全面に窒化チタン膜を、例えばＣＶＤ法により形成し、さらに接続孔３４を埋め込むタングステン膜を、例えばＣＶＤ法により形成する。その後、接続孔３４以外の領域の窒化チタン膜およびタングステン膜を、例えばＣＭＰ法により除去して接続孔３４の内部にプラグ３５を形成する。
【００３６】
このＣＶＤ法によるタングステン膜の形成に、前述したＣＶＤ装置１を用いる。まず、このＣＶＤ装置１のサセプタ４ａの上に半導体ウエハ７を搭載する前に、例えば１１０℃に加熱されたシャワープレート６から生成ガス５、例えば六フッ化タングステン（ＷＦ６）ガスとモノシラン（ＳｉＨ４）ガスとを導入して、反応室２内のコンディショニングを行う。この時、キャップ１０によりリフトピン穴９が塞がれているので、生成ガス５がリフトピン穴９へ入り込むのを防止することができる。これにより、リフトピン穴９から反応室２内へアルゴンガスを放出する必要が無くなり、シャワープレート６の低温化を回避することができるので、コンディショニング時のシャワープレート６への反応生成物の付着を低減することができる。
【００３７】
コンディショニングが終わると、搬送アームによって反応室２内に半導体ウエハ７が搬入され、リフトピン８上にキャップ１０を介して半導体ウエハ７が載せられた後、リフトピン８が下降して、サセプタ４ａのウエハ載置面に半導体ウエハ７が搭載される。キャップ１０の上面はサセプタ４ａのウエハ載置面と同一面、またはサセプタ４ａのウエハ載置面よりも低く設けられているので、サセプタ４ａのウエハ載置面と半導体ウエハ７の裏面とを面接触させることができる。続いて、半導体ウエハ７を、例えば４５０℃程度に加熱し、例えば１１０℃に加熱されたシャワープレート６から生成ガス５、例えば六フッ化タングステンガスとモノシランガスとを反応室２内へ導入して、化学気相反応により半導体ウエハ７の主面に接続孔３４を埋め込むタングステン膜を形成する。
【００３８】
所望する厚さのタングステン膜が形成されると、生成ガス５の導入、および半導体ウエハ７の加熱を止めることにより、化学気相反応を終える。その後、リフトピン８を上昇させることにより半導体ウエハ７を上昇させ、搬送アームによって反応室２外へ半導体ウエハ７が搬出されて、ＣＶＤ法によるタングステン膜の形成が終了する。
【００３９】
プラグ３５を形成した後に、半導体基板２１上に、例えばタングステン膜を形成する。タングステン膜は、スパッタ法により形成することができる。続いて、フォトリソグラフィ法により形成されたレジストパターンをマスクとしてタングステン膜をドライエッチングすることにより、第１層目の配線３６を形成する。
【００４０】
次に、図９に示すように、配線３６を覆う層間絶縁膜３７、例えばＴＥＯＳ酸化膜を、例えばプラズマＣＶＤ法により形成する。続いて、層間絶縁膜３７を、例えばＣＭＰ法により研磨して、その表面を平坦化する。続いて、フォトリソグラフィ法により形成されたレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜３７をドライエッチングすることにより、層間絶縁膜３７の所定の領域に接続孔３８を形成する。
【００４１】
次に、接続孔３８の内部を含む半導体基板２１の全面にバリアメタル層を形成し、さらに接続孔３８を埋め込む銅膜を形成する。バリアメタル層は、例えば窒化チタン膜、タンタル膜または窒化タンタル膜などであり、例えばスパッタ法またはＣＶＤ法により形成することができる。銅膜は主導体層として機能し、例えばメッキ法により形成することができる。メッキ法による銅膜の形成前に、例えばスパッタ法またはＣＶＤ法によりシード層として薄い銅膜を形成できる。その後、接続孔３８以外の領域の銅膜およびバリアメタル層を、例えばＣＭＰ法により除去して接続孔３８の内部にプラグ３９を形成する。
【００４２】
次に、半導体基板２１上にストッパ絶縁膜４０を形成し、さらに配線形成用の絶縁膜４１を形成する。ストッパ絶縁膜４０は、例えば窒化シリコン膜とし、絶縁膜４１は、例えば酸化シリコン膜とし、例えば熱ＣＶＤ法または低圧ＣＶＤ法により形成することができる。続いて、フォトリソグラフィ法により形成されたレジストパターンをマスクとしてストッパ絶縁膜４０および絶縁膜４１をドライエッチングすることにより、ストッパ絶縁膜４０および絶縁膜４１の所定の領域に配線溝４２を形成する。
【００４３】
次に、配線溝４２の内部を含む半導体基板２１の全面にバリアメタル層４３を形成し、さらに配線溝４２を埋め込む銅膜を形成する。バリアメタル層４３は、例えば窒化チタン膜、タンタル膜または窒化タンタル膜などであり、例えばスパッタ法またはＣＶＤ法により形成することができる。銅膜は主導体層として機能し、例えばメッキ法により形成することができる。メッキ法による銅膜の形成前に、例えばスパッタ法またはＣＶＤ法によりシード層として薄い銅膜を形成できる。その後、配線溝４２以外の領域の銅膜およびバリアメタル層４３を、例えばＣＭＰ法により除去して配線溝４２の内部に銅膜を主導体層とする第２層目の配線４４を形成する。
【００４４】
その後、さらに上層の配線を形成した後、パッシベーション膜で半導体基板２１の全面を覆うことにより、ＣＭＯＳデバイスが略完成する。
【００４５】
なお、本実施の形態１では、ＣＭＯＳデバイスの製造工程におけるプラグ３５を構成するタングステン膜の形成に、ＣＶＤ装置１を使用した場合について説明したが、その他のＣＶＤ工程、例えばＴＥＯＳ酸化膜などの形成にも使用することができて、同様の効果を得ることができる。
【００４６】
このように、本実施の形態１によれば、例えばＣＶＤ装置１において反応室２内のコンディショニングを行う際、リフトピン穴９からのアルゴンガスの放出が不要となるので、シャワープレート６の低温化を回避することができて、シャワープレート６のリフトピン穴９と対向する部分への反応生成物の付着を低減することができる。その結果、シャワープレート６に付着した反応生成物の剥離によって半導体ウエハ７に付着する異物が低減し、さらに、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００４７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２によるＣＶＤ装置の構成を図１０を用いて説明する。
【００４８】
ＣＶＤ装置１４の構成は、サセプタ部分を除いて前述したＣＶＤ装置１の構成と同様であるので、本発明の実施の形態２では、サセプタ部分についてのみ説明する。
【００４９】
ＣＶＤ装置１４に備わるサセプタ１５には、リフトピン１６を挿入するリフトピン穴１６ａが複数箇所に設けられている。例えば反応室２内のコンディショニングを行う際には、サセプタ１５に形成されたリフトピン穴１６ａへ生成ガス５が入り込むのを防止するために、リフトピン穴１６ａの下部から反応室２内へ不活性ガス１７、例えばアルゴンガスが、例えば２リットル／分程度の流量で放出される。しかし、この不活性ガス１７は、反応室２内へ供給される前に、予め配管ヒータ１８により所定の温度、例えば１００℃程度に加熱されており、不活性ガス１７がシャワープレート６側へ放出されても、シャワープレート６の低温化を防ぐことができる。
【００５０】
このように、本実施の形態２によれば、例えばＣＶＤ装置１４において反応室２内のコンディショニングを行う際、リフトピン穴１６ａから放出される不活性ガス１７を高温にすることにより、シャワープレート６の低温化を回避することができて、シャワープレート６のリフトピン穴１６ａと対向する部分への反応生成物の付着を低減することができる。その結果、前述した実施の形態１と同様に、シャワープレート６に付着した反応生成物の剥離によって半導体ウエハ７に付着する異物が低減し、さらに、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００５１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５２】
例えば、前記実施の形態では、本発明をＣＶＤ装置に適用した場合について説明したが、リフトピン穴が形成されたサセプタを有し、リフトピン穴から反応室内へガスが吹き出すことにより、反応室の内部、例えば内壁などの一部が冷却されて、その部分に反応ガスの導入により反応生成物が付着するような半導体製造装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、リフトピン穴が形成され、半導体ウエハを搭載するサセプタを有する平行平板型ＣＶＤ装置を用いた半導体装置の製造方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１によるＣＶＤ装置の構成図の一例である。
【図２】本発明の実施の形態１によるＣＶＤ装置に備わるサセプタの上面図および断面図の一例である。
【図３】本発明の実施の形態１によるサセプタに備わるキャップの要部断面図の一例である。
【図４】シャワープレートに付着する反応生成物の厚さとシャワープレートの温度との関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施の形態１によるキャップの詳細構造を説明するための要部断面図の一例である。
【図６】本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳデバイスの製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳデバイスの製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳデバイスの製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳデバイスの製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２によるＣＶＤ装置の構成図の一例である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ＣＶＤ装置
２  反応室
３  上部プレート
４  下部プレート
４ａ  サセプタ
５  生成ガス
６  シャワープレート
７  半導体ウエハ
８  リフトピン
９  リフトピン穴
１０  キャップ
１０ａ  キャップ穴
１１  ランプ
１２  真空吸引口
１３  真空引きポンプ
１４  ＣＶＤ装置
１５  サセプタ
１６  リフトピン
１６ａ  リフトピン穴
１７  不活性ガス
１８  配管ヒータ
２１  半導体基板
２４ａ  素子分離溝
２４ｂ  絶縁膜
２５  ｐウェル
２６  ｎウェル
２７  ゲート絶縁膜
２７ａ  酸化シリコン膜
２８  ゲート電極
２８ａ  シリコン多結晶膜
２９  キャップ絶縁膜
２９ａ  酸化シリコン膜
３０  サイドウォール
３１  ｎ型半導体領域
３２  ｐ型半導体領域
３３  絶縁膜
３４  接続孔
３５  プラグ
３６  配線
３７  層間絶縁膜
３８  接続孔
３９  プラグ
４０  ストッパ絶縁膜
４１  絶縁膜
４２  配線溝
４３  バリアメタル
４４  配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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