(57)【要約】【課題】半導体製造装置に備わる真空室と装置外部との間のリークを早期に検知することにより、半導体装置の製造歩留まりを向上させることのできる技術を提供する。【解決手段】真空室において、高真空領域の圧力判定値と低真空領域の圧力判定値との間の圧力領域に任意の圧力値（例えば１Ｐａ）を設定し、ウエハ搬送室の圧力が低真空側から高真空側へ通過する任意の圧力値を第１トリガポイントＰ１と設定し、次にウエハ搬送室の圧力が低真空側から高真空側へ通過する任意の圧力値を第２トリガポイントＰ２と設定する。第１トリガポイントＰ１と第２トリガポイントＰ２との間で、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値に到達しているか否かの判定と高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値に到達しているか否かの判定を行う。【選択図】図６
2011243820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低真空上限と前記低真空上限よりも圧力の低い低真空下限との間の圧力を有する低真空領域と、高真空上限と前記高真空上限よりも圧力の低い高真空下限との間の圧力を有し、前記低真空領域よりも圧力の低い高真空領域と、の間を周期的に繰り返す真空室を備える半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記低真空領域の前記低真空上限と前記高真空領域の前記高真空下限との間にトリガポイントを設け、前記トリガポイントを通過した後に、前記真空室の低真空側の最大圧力、前記真空室の高真空側の最小圧力、または前記真空室の低真空側の最大圧力および高真空側の最小圧力を抽出し、前記低真空側の前記最大圧力が前記低真空領域の圧力判定値と一致しているか否か、または前記高真空側の前記最小圧力が前記高真空領域の圧力判定値と一致しているか否かを判定する工程、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、さらに前記（ａ）工程は、
（ａ１）前記真空室の圧力が前記低真空側から前記高真空側へ通過する任意の圧力値を第１トリガポイントと設定し、次の前記真空室の圧力が前記低真空側から前記高真空側へ通過する前記任意の圧力値を第２トリガポイントと設定する工程と、
（ａ２）前記真空室の圧力が前記第１トリガポイントを通過したと判断すると、前記真空室の圧力を測定し、圧力データを蓄積する工程と、
（ａ３）前記真空室の圧力が前記第２トリガポイントを通過したと判断すると、前記第１トリガポイントから前記第２トリガポイントとの間で得られた前記圧力データから前記最小圧力および前記最大圧力を抽出する工程と、
（ａ４）前記最小圧力が前記高真空領域の前記圧力判定値に達しているか否かを判定し、前記最大圧力が前記低真空領域の前記圧力判定値に達しているか否かを判定する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、さらに前記（ａ）工程は、
（ａ１）前記真空室の圧力が前記高真空側から前記低真空側へ通過する任意の圧力値を第１トリガポイントと設定し、次の前記高真空側から前記低真空側へ通過する前記任意の圧力値を第２トリガポイントと設定する工程と、
（ａ２）前記真空室の圧力が前記第１トリガポイントを通過したと判断すると、前記真空室の圧力を測定し、圧力データを蓄積する工程と、
（ａ３）前記真空室の圧力が前記第２トリガポイントを通過したと判断すると、前記第１トリガポイントから前記第２トリガポイントとの間で得られた前記圧力データから前記最小圧力および前記最大圧力を抽出する工程と、
（ａ４）前記最小圧力が前記高真空領域の前記圧力判定値に達しているか否かを判定し、前記最大圧力が前記低真空領域の前記圧力判定値に達しているか否かを判定する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２または３記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１トリガポイントと前記第２トリガポイントとの間に、前記真空室の圧力は、１つの前記最大圧力および１つの前記最小圧力に達していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２または３記載の半導体装置の製造方法において、
前記任意の圧力値は、１Ｐａであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項２または３記載の半導体装置の製造方法において、
前記任意の圧力値は、前記低真空領域の前記低真空下限と、前記高真空領域の前記高真空下限との間の真ん中の圧力であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項２または３記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ４）工程において、前記高真空側の前記最小圧力または前記低真空側の前記最小圧力が検知されない場合は、警報を出力することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、さらに前記（ａ）工程は、
（ａ１）前記真空室への不活性ガスの供給を第１トリガポイントと設定し、次の前記真空室への不活性ガスの供給を第２トリガポイントと設定する工程と、
（ａ２）前記第１トリガポイントを通過したと判断すると、前記真空室の圧力を測定し、圧力データを蓄積する工程と、
（ａ３）前記第２トリガポイントを通過したと判断すると、前記第１トリガポイントから前記第２トリガポイントとの間で得られた前記圧力データから前記低真空側の前記最大圧力を抽出する工程と、
（ａ４）前記低真空側の前記最大圧力が前記低真空領域の前記圧力判定値に達しているか否かを判定する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１トリガポイントと前記第２トリガポイントとの間に、前記真空室の圧力は、１つの前記最大圧力に達していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ４）工程において、前記低真空側の前記最大圧力が検知されない場合は、警報を出力することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、さらに前記（ａ）工程は、
（ａ１）前記真空室への不活性ガスの供給停止を第１トリガポイントと設定し、次の前記真空室への不活性ガスの供給停止を第２トリガポイントと設定する工程と、
（ａ２）前記第１トリガポイントを通過したと判断すると、前記真空室の圧力を測定し、圧力データを蓄積する工程と、
（ａ３）前記第２トリガポイントを通過したと判断すると、前記第１トリガポイントから前記第２トリガポイントとの間で得られた前記圧力データから前記高真空側の前記最小圧力を抽出する工程と、
（ａ４）前記高真空側の前記最小圧力が前記高真空領域の前記圧力判定値に達しているか否かを判定する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１トリガポイントと前記第２トリガポイントとの間に、前記真空室の圧力は、１つの前記最大圧力に達していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ４）工程において、前記高真空側の前記最小圧力が検知されない場合は、警報を出力する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、真空室が備わる半導体製造装置を用いた半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空室（例えば処理室またはウエハ搬送室等）が備わる半導体製造装置（例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置、スパッタリング装置、熱処理装置、またはドライエッチング装置等）では、例えばメンテナンス後の装置停止状態で行う定期的な到達真空度の測定またはリークレート測定による真空異常の有無の確認により、真空室と装置外部との間に生じるリーク（大気混入等）の確認を行っている。また、稼働状態においては、真空室が使用する真空領域の低真空側に対してインターロック値を設定することにより、真空室のリーク検知や圧力異常検知を行っている。
【０００３】
例えば特開平８−２２２１８２号公報（特許文献１）では、質量分析管内の圧力が使用制限値よりも下回る時の測定方法と上回る時の測定方法とを切り換えることにより、高真空時および低真空時のそれぞれの分圧測定を精度良くモニタすることのできる質量分析装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２２２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば複数の処理室を備え、これら複数の処理室が共有するウエハ搬送室を備える半導体製造装置では、そのウエハ搬送室を高真空状態（すなわち、真空度が高い状態であって、例えば１０−４〜１０−２Ｐａ）または低真空状態（すなわち、真空度が低い状態であって、例えば１０１〜１０２Ｐａ）にする必要がある。
【０００６】
ウエハ搬送室を高真空状態とするのは以下の理由による。すなわち、処理室で半導体ウエハに対して適切に処理を実施するため、半導体ウエハをウエハ搬送室から処理室へ搬入する前は、半導体ウエハが置かれたウエハ搬送室を酸素または水分が少ない状態にしておく必要がある。また、処理室で半導体ウエハに対して処理を実施した後、半導体ウエハを処理室からウエハ搬送室へ搬出する際も、例えば成膜された半導体膜または金属膜の酸化等を防止するため、ウエハ搬送室を酸素または水分が少ない状態にしておく必要がある。
【０００７】
また、ウエハ搬送室を低真空状態とするのは以下の理由による。すなわち、処理室とウエハ搬送室との間に設けられたゲートを開けた時に、ウエハ搬送室の圧力が適切な圧力よりも低くなると（すなわち、高真空状態であると）、処理室とウエハ搬送室との差圧が大きくなり、その差圧に起因して処理室からウエハ搬送室へ異物が混入する、またはゲートが開閉できなくなる等の問題が生じる。そのため、処理室とウエハ搬送室との間に設けられたゲートを開けて、半導体ウエハの搬送または搬入をする際には、ウエハ搬送室を一旦高真空領域の圧力に設定してウエハ搬送室を酸素または水分が少ない状態にした後、例えば窒素ガス（Ｎ２ガス）またはアルゴンガス（Ａｒガス）等の不活性ガスをウエハ搬送室へ導入して、ウエハ搬送室を適切な低真空領域の圧力に設定している。これにより、処理室とウエハ搬送室との差圧が小さくなるので、処理室からウエハ搬送室への異物の混入またはゲートの開閉不良等の問題を回避することができる。
【０００８】
しかしながら、本発明者らは、従来、半導体製造装置に備わるウエハ搬送室と装置外部との間のリークの確認は、メンテナンス後に、定期的に高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）に達しているか否かの判断のみで行っていた。そのため、半導体製造装置の稼働中に、ウエハ搬送室と装置外部との間に高真空領域でしか判定できない微少なリークが生じたとしても、その微少リークを検知することができなかった。また、半導体製造装置に備わるウエハ搬送室は、前述したように、高真空領域および低真空領域の互いに異なる２つの真空領域を使用するが、半導体製造装置の稼働中においては、半導体製造装置に備わる圧力インターロックのレベルは高真空領域よりも低い真空レベル（すなわち、低真空領域（１０１〜１０２Ｐａ））に合わせて設定されている。そのため、微少リークが生じても、ウエハ搬送室の真空レベルは設定された圧力インターロックの真空レベルよりも高真空側にあるため、ウエハ搬送室の真空異常を判定することができず、半導体製造装置はそのまま稼働してしまう。
【０００９】
その結果、次のメンテナンス後のウエハ搬送室の定期的なリークの確認を行うまで、微少リークの影響（例えば大気混入による成膜された半導体膜または金属膜の異常酸化等）を受けた半導体ウエハが製造され続けて、不良製品を多く作り出してしまう問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、半導体製造装置に備わる真空室と装置外部との間のリークを早期に検知することにより、半導体装置の製造歩留まりを向上させることのできる技術を提供することにある。
【００１１】
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】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
この実施の形態は、ＣＶＤ装置に備わるウエハ搬送室において、高真空領域の圧力判定値と低真空領域の圧力判定値との間の圧力領域に任意の圧力値を設定し、ウエハ搬送室の圧力が低真空側から高真空側へ（または高真空側から低真空側へ）通過するその任意の圧力値を第１トリガポイントと設定し、次のウエハ搬送室の圧力が低真空側から高真空側へ（または高真空側から低真空側へ）通過するその任意の圧力値を第２トリガポイントと設定し、第１トリガポイントと第２トリガポイントとの間で低真空側の最大圧力および高真空側の最小圧力を抽出し、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力の判定値に到達しているか否かの判定と、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力の判定値に到達しているか否かの判定とを行い、第１トリガポイントと第２トリガポイントとの間で低真空側の最大圧力または高真空側の最小圧力が検知されない場合は、異常な圧力変動として警報を出力する。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態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。
【００１５】
半導体製造装置に備わる真空室と装置外部との間のリークを早期に検知することにより、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１によるＣＭＯＳデバイスの製造方法を示す要部断面図である。
【図２】図１に続くＣＭＯＳデバイスの製造工程中の図１と同じ箇所の要部断面図である。
【図３】図２に続くＣＭＯＳデバイスの製造工程中の図１と同じ箇所の要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１による金属膜の成膜装置（マルチチャンバ型のＣＶＤ装置）の一例の概略平面図である。
【図５】本発明の実施の形態１による金属膜の成膜過程を説明する工程図である。
【図６】本発明の実施の形態１による金属膜の成膜装置に備わる真空室の圧力変動の一例を説明するグラフ図である。（ａ）は正常な圧力変動の様子を示すグラフ図であり、（ｂ）は異常な圧力変動の様子を示すグラフ図である。
【図７】本発明の実施の形態１による金属膜の成膜装置に備わる真空室のリーク検知の手順を説明する工程図である。
【図８】本発明の実施の形態１による金属膜の成膜装置（マルチチャンバ型のＣＶＤ装置）の他の例の概略平面図である。
【図９】図３に続くＣＭＯＳデバイスの製造工程中の図１と同じ箇所の要部断面図である。
【図１０】図９に続くＣＭＯＳデバイスの製造工程中の図１と同じ箇所の要部断面図である。
【図１１】図１０に続くＣＭＯＳデバイスの製造工程中の図１と同じ箇所の要部断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２による金属膜の成膜装置に備わる真空室の圧力変動の一例を説明するグラフ図である。
【図１３】本発明の実施の形態２による金属膜の成膜装置に備わる真空室の圧力変動の他の例を説明するグラフ図である。
【図１４】本発明の実施の形態２による金属膜の成膜装置に備わる真空室のリーク検知の手順を説明する工程図である。
【図１５】本発明者らが検討した金属膜の成膜装置に備わる真空室のリーク検知の手順を説明する工程図である。
【図１６】本発明者らが検討した金属膜の成膜装置に備わる真空室の圧力変動の一例を説明するグラフ図である。
【図１７】本発明者らが検討した金属膜の成膜装置に備わる真空室の圧力変動の他の例を説明するグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１８】
また、以下の実施の形態において、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、以下の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、以下の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。
【００１９】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態においては、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。なお、前述のMetalは金属のみならず、ポリシリコン等をも含むものである。また、以下の実施の形態において、ウエハと言うときは、Ｓｉ（Silicon）単結晶ウエハを主とするが、それのみではなく、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハ、集積回路をその上に形成するための絶縁膜基板等を指すものとする。その形も円形またはほぼ円形のみでなく、正方形、長方形等も含むものとする。
【００２０】
また、以下の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原則として同一の符号を付し、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。
【００２１】
まず、本願発明に先駆けて、比較例として、本発明者らによって検討された真空室における圧力変動の検知方法について説明する。
【００２２】
本願発明に先駆けて、本発明者らによって検討された真空室における圧力変動の検知方法では、事前に定めた一定の時間毎にリーク検知を行った。リーク検知を行った時点で、最大圧力が低真空領域の圧力判定値（低真空上限と低真空下限との間の圧力）に達しておらず（真空室の圧力が低真空領域の圧力判定値の上下限から外れている場合）、検知されない場合は、低真空上下限を外れているとして警報を出力する。また、リーク検知を行った時点で、最小圧力が高真空領域の圧力判定値（高真空上限と高真空下限との間の圧力）に達しておらず（真空室の圧力が高真空領域の圧力判定値の上下限から外れている場合）、検知されない場合は、高真空上下限を外れているとして警報を出力する。
【００２３】
本発明者らによって検討された真空室のリーク検知の手順を図１５に示す工程図を用いて説明する。真空室とは、例えば後述するＣＶＤ装置に備わるウエハ搬送室である。
【００２４】
図１５に示すように、一定の時間毎に高真空側の圧力データおよび低真空側圧力のデータをそれぞれ収集して、蓄積する。次に、蓄積された高真空側の圧力データから最小圧力が抽出され、低真空側の圧力データから最大圧力が抽出される。
【００２５】
次に、高真空側の最小圧力と高真空領域の圧力判定値とが比較され、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合（警報条件と一致する場合）には警報が出力される。または、高真空側の最小圧力が真空ゲージで測定不能である場合にも、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値に達していないと判断されて警報が出力される。同様に、低真空側の最大圧力と低真空側の圧力判定値とが比較され、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合（警報条件と一致する場合）には警報が出力される。または、低真空側の最大圧力が真空ゲージで測定不能である場合にも、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値に達していないと判断されて警報が出力される。
【００２６】
しかしながら、本発明者らによって検討された真空室における圧力変動の検知方法では、以下に説明する問題点を有していた。
【００２７】
一定の時間毎にリーク検知を行った場合の微少リークの検出方法の問題点について図１６および図１７を用いて説明する。図１６および図１７は真空室における異常な圧力変動の様子を示すグラフ図である。図１６および図１７の縦軸は真空室の圧力、横軸は時間である。
【００２８】
図１６に示すように、リーク検知の周期（検知周期Δｔ）が検知対象である圧力変動の波形周期よりも短くなると、図１６の区間Ｆでは、図中黒丸で示す圧力が最小圧力と認識され、高真空領域の圧力判定値を外れているため、警報が出力される。しかし、図中黒丸で示した圧力は変動波形の真の最小圧力ではなく、警報の出力は虚報となる。また、図１６の区間Ｇでは、図中黒四角で示す圧力が最大圧力と認識され、低真空領域の圧力判定値を外れているため、警報が出力される。しかし、図中黒四角で示した圧力は変動波形の真の最大圧力ではなく、警報の出力は虚報となる。
【００２９】
また、図１７に示すように、リーク検知の周期（検知周期Δｔ）が検知対象である圧力変動の波形周期よりも長くなると、１つの検知周期Δｔ（１区間）の中に、２つ以上の最小圧力または最大圧力が存在することがある。例えば図１７の区間Ｈでは、２つの最大圧力Ｄ１（区間Ｈに白丸で示す圧力），Ｄ２（区間Ｈに白四角で示す圧力）が存在する。最大圧力Ｄ１は低真空領域の圧力判定値に達しており、正常な圧力変動を示している。これに対して、最大圧力Ｄ２は低真空下限に達しておらず、異常な圧力変動を示している。しかし、この場合、区間Ｈにおいて、低真空下限の圧力に達しない最大圧力Ｄ２があっても、最大圧力Ｄ１が低真空下限に達していることから、正常な圧力変動と認識されて、警報は出力されない。
【００３０】
また、例えば図１７の区間Ｉでは、２つの最小圧力Ｄ３（区間Ｉに黒丸で示す圧力），Ｄ４（区間Ｉに黒四角で示す圧力）が存在する。最小圧力Ｄ３は高真空領域の圧力判定値に達しており、正常な圧力変動を示している。これに対して、最小圧力Ｄ４は高真空上限に達しておらず、異常な圧力変動を示している。しかし、この場合も、区間Ｉにおいて、高真空上限の圧力に達しない最小圧力Ｄ４があっても、最小圧力Ｄ３が高真空上限に達していることから、正常な圧力変動と認識されて、警報は出力されない。
【００３１】
このように、一定の時間毎にリーク検知を行った場合は、検知周期Δｔが検知対象である圧力変動の波形周期とずれると、正確な真空室のリーク検知を行うことができないという課題が残されていた。
【００３２】
また、検知周期Δｔを検知対象である圧力変動の波形周期と合致させる必要があるが、圧力変動の波形周期はウエハの処理状況によっては、その周期がそれぞれ一定ではなく、異なる周期となる場合がある。よって、このような状況が発生した場合、前述した比較例のように、検知周期Δｔを事前に一定の時間に定めると、正確な真空室のリーク検知を行うことができないという課題が生じることになる。
【００３３】
（実施の形態１）
本実施の形態１による半導体装置の製造方法を図１〜図１１を用いて以下に説明する。本実施の形態１では、半導体装置を構成する半導体デバイスとしてＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）デバイスを例示する。また、本実施の形態１では、本願発明を、本願発明の効果が最も得られる製造工程の１つであるＣＭＯＳデバイスの配線工程に適用し、その工程について詳細に説明する。
【００３４】
図１〜図３および図９〜図１１はＣＭＯＳデバイスの要部断面図、図４は金属膜の成膜装置（マルチチャンバ型のＣＶＤ装置）の一例の概略平面図、図５は金属膜の成膜過程を説明する工程図、図６は金属膜の成膜装置に備わる真空室の圧力変動の一例を説明するグラフ図、図７は金属膜の成膜装置に備わる真空室のリーク検知の手順を説明する工程図、図８は金属膜の成膜装置（マルチチャンバ型のＣＶＤ装置）の他の例の概略平面図である。
【００３５】
まず、図１に示すように、例えばｐ型の単結晶シリコンからなる半導体基板（半導体ウエハと称する平面略円形状の半導体の薄板）１を用意する。次に、素子分離領域に絶縁膜からなる分離部２を形成する。続いて、ｎＭＩＳ形成領域の半導体基板１にｐ型の導電性を示す不純物（例えばボロン）をイオン注入してｐウェル３を形成し、ｐＭＩＳ形成領域の半導体基板１にｎ型の導電性を示す不純物（例えばリンまたはヒ素）をイオン注入してｎウェル４を形成する。
【００３６】
次に、ｎＭＩＳを構成するゲート絶縁膜５およびゲート電極６ｎを形成し、同様に、ｐＭＩＳを形成するゲート絶縁膜５およびゲート電極６ｐを形成した後、ｎＭＩＳのゲート電極６ｎおよびｐＭＩＳのゲート電極６ｐのそれぞれの側壁にサイドウォール７を形成する。続いて、ｎＭＩＳのゲート電極６ｎの両側の半導体基板１（ｐウェル３）にｎ型の導電性を示す不純物（例えばリンまたはヒ素）をイオン注入して、ｎＭＩＳのソース・ドレインとして機能するｎ型半導体領域８ｎをゲート電極６ｎおよびサイドウォール７に対して自己整合的に形成する。同様に、ｐＭＩＳのゲート電極６ｐの両側の半導体基板１（ｎウェル４）にｐ型の導電性を示す不純物（例えばボロン）をイオン注入して、ｐＭＩＳのソース・ドレインとして機能するｐ型半導体領域８ｐをゲート電極６ｐおよびサイドウォール７に対して自己整合的に形成する。
【００３７】
次に、図２に示すように、例えばサリサイド技術によりｎＭＩＳのゲート電極６ｎおよびソース・ドレインとして機能するｎ型半導体領域８ｎのそれぞれの表面、およびｐＭＩＳのゲート電極６ｐおよびソース・ドレインとして機能するｐ型半導体領域８ｐのそれぞれの表面にシリサイド層（例えばニッケルシリサイド層、白金シリサイド層、コバルトシリサイド層等）９を形成する。
【００３８】
次に、図３に示すように、半導体基板１の主面上にＣＶＤ法により窒化シリコン膜を堆積して第１絶縁膜１０ａを形成する。続いて第１絶縁膜１０ａ上にプラズマＣＶＤ法によりＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate）膜を堆積して第２絶縁膜１０ｂを形成し、第１絶縁膜１０ａおよび第２絶縁膜１０ｂの積層膜からなる層間絶縁膜１０を形成する。その後、第２絶縁膜１０ｂの表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により研磨する。下地段差に起因して第１絶縁膜１０ａの表面に凹凸形状が形成されていても、第２絶縁膜１０ｂの表面をＣＭＰ法により研磨することにより、その表面が平坦化された層間絶縁膜１０が得られる。
【００３９】
次に、レジストパターンをマスクとして第２絶縁膜１０ｂおよび第１絶縁膜１０ａを順次エッチングし、ｎＭＩＳおよびｐＭＩＳのシリサイド層９に達する接続孔１１を所定の箇所に形成する。
【００４０】
次に、接続孔１１の内壁（側面および底面）にバリアメタル膜１２を形成する。バリアメタル膜１２は、スパッタリング法により順次形成されるチタン（Ｔｉ）膜および窒化チタン（ＴｉＮ）膜からなる積層膜（以下、スパッタリング−Ｔｉ／ＴＮ膜と記す）１２ａと、この積層膜の上にＣＶＤ法により形成される窒化チタン（ＴｉＮ）膜（以下、ＣＶＤ−ＴｉＮ膜と記す）１２ｂとから構成される。
【００４１】
以下に、スパッタリング−Ｔｉ／ＴｉＮ膜１２ａおよびＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂの成膜方法について詳細に説明する。
【００４２】
まず、層間絶縁膜１０の上面および接続孔１１の内壁（側面および底面）にスパッタリング法によりチタン膜を形成し、続いてこのチタン膜の上にスパッタリング法により窒化チタン膜を形成して、上記スパッタリング−Ｔｉ／ＴｉＮ膜１２ａを形成する。その後、例えば５００℃の温度で半導体基板１に熱処理を施す。
【００４３】
次に、スパッタリングＴｉ／ＴｉＮ膜１２ａの上にＣＶＤ法により窒化チタン膜を形成して、上記ＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂを形成する。ＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂの成膜には、図４に示す複数の処理室が備わったマルチチャンバ型のＣＶＤ装置ＭＣＭ１が用いられる。
【００４４】
ＣＶＤ装置ＭＣＭ１は、１つのウエハ搬送室ＴＭが配置され、ウエハ搬送室ＴＭの周囲には開閉手段であるゲートシャッター１３を介して３つの処理室（プロセスモジュール、チャンバ）ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３と、２つの冷却室（クーリングモジュール）ＣＰＭ１，ＣＰＭ２と、ローダ室（カセットモジュール）ＣＭ１と、アンローダ室（カセットモジュール）ＣＭ２とが備わったマルチチャンバタイプである。さらに、ウエハ搬送室ＴＭは、排気機構等により所定の真空度に保持され、その中央部には半導体ウエハを搬送するための多関節アーム構造の搬送用ロボット１４が設けられており、搬送用ロボット１４に隣接して半導体ウエハの位置を補正するウエハアライメント１５が設けられている。
【００４５】
ウエハ搬送室ＴＭはＣＶＤ装置ＭＣＭ１の内部で半導体ウエハの受け渡しに用いられる搬送用チャンバであり、高真空状態（すなわち、真空度が高い状態であって、例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）から低真空状態（すなわち、真空度が低い状態であって、例えば１０１〜１０２Ｐａ）の範囲の真空状態が周期的に変動する真空室である。また、３つの処理室ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３のうち、例えば２つの処理室ＰＭ１，ＰＭ２は窒化チタン膜を成膜する窒化チタン成膜用チャンバであり、残りの１つの処理室ＰＭ３はメンテナンス用チャンバである。また、２つの冷却室ＣＰＭ１，ＣＰＭ２は半導体ウエハの冷却に用いられる冷却用チャンバであり、高真空状態（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）から低真空状態（例えば１０１〜１０２Ｐａ）の範囲の真空状態が周期的に変動する真空室である。
【００４６】
ローダ室ＣＭ１およびアンローダ室ＣＭ２はＣＶＤ装置ＭＣＭ１と装置外部との間で半導体ウエハの受け渡しに用いられる搬送用チャンバであり、高真空状態（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）から大気圧の範囲で使用される。
【００４７】
まず、ローダ室ＣＭ１に複数の半導体ウエハを搭載したＦＯＵＰ（Front Open Unified  Pod）（またはキャリアカセット）を載せた後、搬送用ロボット１４によってＦＯＵＰから１枚の半導体ウエハを取り出し、ウエハ搬送室ＴＭへ搬入する。ウエハ搬送室ＴＭを、例えば高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）に保持し、ウエハ搬送室ＴＭで半導体ウエハを待機させる（図５の工程Ｐ１）。ＦＯＵＰは半導体ウエハのバッチ搬送用の密閉収納容器であり、通常２５枚、１２枚、６枚等のバッチ単位で半導体ウエハを収納する。ＦＯＵＰの容器外壁は微細な通気フィルタ部を除いて機密構造になっており、塵埃はほぼ完全に排除される。従って、クラス１０００の雰囲気で搬送しても、内部はクラス１の清浄度が保てるようになっている。ＣＶＤ装置ＭＣＭ１とのドッキングは、ＦＯＵＰの扉をＣＶＤ装置ＭＣＭ１の内部に引き込むことによって清浄さを保持した状態で行われる。
【００４８】
次に、高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）に保持されたウエハ搬送室ＴＭに不活性ガス（例えばＮ２ガスまたはＡｒガス等）を供給して、ウエハ搬送室ＴＭを低真空領域（例えば１０１〜１０２Ｐａ）とする（図５の工程Ｐ２）。
【００４９】
次に、ウエハ搬送室ＴＭと処理室ＰＭ１との間に設けられたゲートシャッター１３を開けて（図５の工程Ｐ３）、搬送用ロボット１４により半導体ウエハをウエハ搬送室ＴＭから処理室ＰＭ１へ搬送し、処理室ＰＭ１のウエハステージ上に半導体ウエハを搭載する（図５の工程Ｐ４）。この時、ウエハ搬送室ＴＭは低真空領域（例えば１０１〜１０２Ｐａ）に保持され、処理室ＰＭ１は所定の真空領域（例えば１０−２〜１００Ｐａ）に保持されて、ウエハ搬送室ＴＭの圧力が処理室ＰＭ１の圧力よりも高くなっているので、処理室ＰＭ１からウエハ搬送室ＴＭへの異物等の混入を防ぐことができる。なお、ここでは、処理室ＰＭ１を用いたが、他の処理室ＰＭ２を用いてもよい。
【００５０】
次に、搬送用ロボット１４をウエハ搬送室ＴＭへ戻し、ウエハ搬送室ＴＭと処理室ＰＭ１との間に設けられたゲートシャッター１３を閉じる（図５の工程Ｐ５）。その後、ウエハ搬送室ＴＭへの不活性ガスの供給を停止して（図５の工程Ｐ６）、ウエハ搬送室ＴＭを高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）とする。
【００５１】
次に、処理室ＰＭ１において、スパッタリングＴｉ／ＴｉＮ膜１２ａの上にＣＶＤ法によりＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂを形成する（図５の工程Ｐ７）。例えばＴｉＣｌ４−ＮＨ３系の反応ガスを用いて、５００〜７００℃の成膜温度でＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂは成膜される。
【００５２】
次に、高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）に保持されたウエハ搬送室ＴＭに不活性ガス（例えばＮ２ガスまたはＡｒガス等）を供給して、ウエハ搬送室ＴＭを低真空領域（例えば１０１〜１０２Ｐａ）とする（図５の工程Ｐ８）。
【００５３】
次に、ウエハ搬送室ＴＭと処理室ＰＭ１との間に設けられたゲートシャッター１３を開けて（図５の工程Ｐ９）、搬送用ロボット１４により半導体ウエハを処理室ＰＭ１からウエハ搬送室ＴＭへ搬送する（図５の工程Ｐ１０）。この時、ウエハ搬送室ＴＭは低真空領域（１０１〜１０２Ｐａ）に保持され、処理室ＰＭ１は所定の真空領域（例えば１０−２〜１００Ｐａ）に保持されて、ウエハ搬送室ＴＭの圧力が処理室ＰＭ１の圧力よりも高くなっているので、処理室ＰＭ１からウエハ搬送室ＴＭへの異物等の混入を防ぐことができる。
【００５４】
次に、ウエハ搬送室ＴＭと処理室ＰＭ１との間に設けられたゲートシャッター１３を閉じる（図５の工程Ｐ１１）。その後、ウエハ搬送室ＴＭへの不活性ガスの供給を停止して（図５の工程Ｐ１２）、ウエハ搬送室ＴＭを高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）とする。
【００５５】
次に、ウエハ搬送室ＴＭと冷却室ＣＰＭ１との間に設けられたゲートシャッター１３を開けて、搬送用ロボット１４により半導体ウエハをウエハ搬送室１４から冷却室ＣＰＭ１へ搬送し、冷却室ＣＰＭ１に備わるステージ上に載せる。冷却室ＣＰＭ１のステージ上に半導体ウエハを載せることにより、半導体ウエハは冷却される。ウエハ搬送室ＴＭと冷却室ＣＰＭ１との間に設けられたゲートシャッター１３を開ける前に、冷却室ＣＰＭ１は高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）に保持されているので、半導体ウエハは酸化されることはない。
【００５６】
半導体ウエハが所定の温度まで冷却された後、ウエハ搬送室ＴＭと冷却室ＣＰＭ１との間に設けられたゲートシャッター１３を開けて、搬送用ロボット１４により半導体ウエハを冷却室ＣＰＭ１からウエハ搬送室ＴＭへ搬送する。なお、ここでは、冷却室ＣＰＭ１を用いたが、他の冷却室ＣＰＭ２を用いてもよい。
【００５７】
次に、搬送用ロボット１４によって半導体ウエハをウエハ搬送室１４からアンローダ室ＣＭ２へ搬出し、アンローダ室ＣＭ２に置かれたＦＯＵＰへ載せる。これにより、半導体ウエハの主面上（スパッタリングＴｉ／ＴｉＮ膜１２ａの上）にＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂが形成される。
【００５８】
以上に説明した一連のＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ａの成膜工程が、ＦＯＵＰに収められた複数の半導体ウエハに対してそれぞれ行われる。
【００５９】
ところで、ウエハ搬送室ＴＭと処理室ＰＭ１との間で、半導体ウエハの搬送を行う工程では、前述した図５の工程Ｐ１〜工程Ｐ１２を用いて説明したように、ウエハ搬送室ＴＭの圧力が高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）と低真空領域（例えば１０１〜１０２Ｐａ）との間をある一定の周期で往復して推移する。
【００６０】
図６（ａ）および（ｂ）に、それぞれウエハ搬送室ＴＭにおける正常な圧力変動の様子および異常な圧力変動の様子を示す。図６（ａ）および（ｂ）の縦軸はウエハ搬送室ＴＭの圧力、横軸は時間である。
【００６１】
ウエハ搬送室ＴＭにはワイドレンジの真空ゲージが設置してあり、ウエハ搬送室ＴＭの圧力は高真空領域の圧力判定値（図６（ａ）および（ｂ）の高真空上限と高真空下限との間の圧力）と、低真空領域の圧力判定値（図６（ａ）および（ｂ）の低真空上限と低真空下限との間の圧力）とにおいて、それぞれ常時監視されている。
【００６２】
ウエハ搬送室ＴＭの圧力変動が正常な場合は、図６（ａ）に示すように、前述した図５の工程Ｐ１から工程Ｐ１２の一連の工程において、圧力は、必ず低真空領域の圧力判定値と高真空領域の圧力判定値とに到達する。
【００６３】
ところが、ウエハ搬送室ＴＭに微少リークがあると、図６（ｂ）に示すように、ウエハ搬送室ＴＭの圧力が、高真空領域の圧力判定値に到達しない異常な圧力変動（図６（ｂ）の区間Ｂに黒丸で示す圧力）が生じる場合ある。しかし、このような異常な圧力変動が生じても、その後に、ウエハ搬送室ＴＭの圧力が低真空領域の圧力判定値または高真空領域の圧力判定値に到達した場合は、異常な圧力変動は無視されて、正常な圧力変動と認識されてしまう。そのため、ＣＶＤ装置ＭＣＭ１が稼働中に突然微少リークが発生しても、ＣＶＤ装置ＭＣＭ１は稼働を続けるため、多くの半導体ウエハに対して異常な処理（例えば異常酸化処理等）が行われてしまう。
【００６４】
ここで、本実施の形態１では、ウエハ搬送室ＴＭの低真空領域の圧力判定値と高真空領域の圧力判定値との間の圧力領域に、任意の圧力値（例えば１Ｐａ）を設定し、この任意の圧力値を低真空側から高真空側へ（または高真空側から低真空側へ）通過した時点をトリガポイントとする。１つのトリガポイントを通過し、次のトリガポイントを通過する間に、ウエハ搬送室ＴＭの圧力は、必ず高真空側の最小圧力および低真空側の最大圧力に達することから、上記２つのトリガポイントの間で、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値（高真空上限と高真空下限との間に圧力）に到達しているか否かの判定と、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値（低真空上限と低真空下限との間の圧力）に到達しているか否かの判定とを行う。上記２つのトリガポイントの間で、高真空側の最小圧力または低真空側の最大圧力が検知されない場合は、異常な圧力変動として警報を出力する。
【００６５】
以後の説明では、１つのトリガポイントを第１トリガポイントＰ１、この第１トリガポイントＰ１に続く、次のトリガポイントを第２トリガポイントＰ２、第１トリガポイントＰ１から第２トリガポイントＰ２までを１周期と記載する。１周期とは、例えばウエハ搬送室ＴＭと処理室ＰＭ１との間で搬送される１枚の半導体ウエハに対する圧力変動に対応する。
【００６６】
例えば、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、低真空領域から高真空側へ圧力が低くなる過程で、圧力が１Ｐａ以下となった時点を第１トリガポイントＰ１とし、次の低真空領域から高真空側へ圧力が低くなる過程で、圧力が１Ｐａ以下となった時点を第２トリガポイントＰ２とする。第１トリガポイントＰ１と第２トリガポイントＰ２との間（１周期）では、必ず高真空側の最小圧力と低真空側の最大圧力とが現れる。
【００６７】
図６（ａ）に示す正常な圧力変動の場合は、第１トリガポイントＰ１と第２トリガポイントＰ２との間の区間Ｃ（１周期）において、ウエハ搬送室ＴＭの最小圧力は高真空領域の圧力判定値に達しており、ウエハ搬送室ＴＭの最大圧力は低真空領域の圧力判定値に達している。
【００６８】
これに対して、図６（ｂ）に示す異常な圧力変動の場合は、第１トリガポイントＰ１と第２トリガポイントＰ２との間の区間Ａ（１周期）において、高真空側では、ウエハ搬送室ＴＭの最小圧力は高真空領域の圧力判定値を超えているが、低真空側では、ウエハ搬送室ＴＭの最大圧力は低真空領域の圧力判定値に達していない（図６（ｂ）の区間Ａに黒丸で示す圧力）。また、第１トリガポイントＰ１と第２トリガポイントＰ２との間の区間Ｂ（１周期）において、低真空側では、ウエハ搬送室ＴＭの最大圧力は低真空領域の圧力判定値に達しているが、高真空側では、ウエハ搬送室ＴＭの圧力は高真空領域の圧力判定値に達していない（図６（ｂ）の区間Ｂに黒丸で示す圧力）。このように、２つのトリガポイント（第１トリガポイントＰ１と第２トリガポイントＰ２）の間で、最小圧力または最大圧力が真空ゲージによって検知され、検知された最小圧力または最大圧力がそれぞれの圧力判定値から外れていると、警報が出力される。
【００６９】
本実施の形態１では、トリガポイントとして設けられる圧力値を１Ｐａと設定したが、これに限定されるものではなく、例えば高真空領域と低真空領域との中間の圧力値をトリガポイントとしても良い。
【００７０】
次に、真空室のリーク検知の手順を図７に示す工程図を用いて説明する。真空室とは、例えば前述したＣＶＤ装置ＭＣＭ１に備わるウエハ搬送室ＴＭである。
【００７１】
図７に示すように、まず、真空室の圧力が第１トリガポイントを通過した（例えば１Ｐａ以下となった）と判断すると、高真空側の圧力データおよび低真空側の圧力データをそれぞれ収集して、蓄積する。
【００７２】
次に、真空室の圧力が第２トリガポイントを通過した（例えば１Ｐａ以下となった）と判断すると、第１トリガポイントから第２トリガポイントとの間で蓄積された高真空側の圧力データから最小圧力が抽出され、低真空側の圧力データから最大圧力が抽出される。
【００７３】
次に、高真空側の最小圧力と高真空領域の圧力判定値とが比較され、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合（警報条件と一致する場合）には警報が出力される。または、高真空側の最小圧力が真空ゲージで測定不能である場合にも、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値に達していないと判断されて警報が出力される。同様に、低真空側の最大圧力と低真空側の圧力判定値とが比較され、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合（警報条件と一致する場合）には警報が出力される。または、低真空側の最大圧力が真空ゲージで測定不能である場合にも、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値に達していないと判断されて警報が出力される。
【００７４】
このように、圧力が高真空領域（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）と低真空領域（例えば１０１〜１０２Ｐａ）との間をある一定の周期で往復して推移するウエハ搬送室ＴＭにおいて、例えば前述した図６（ｂ）に示すような異常な圧力変動が生じても、その異常な圧力変動をリアルタイムに検知し、警報することができる。従って、ＣＶＤ装置ＭＣＭ１の稼働中に突然微少リークが発生しても、即座にＣＶＤ装置ＭＣＭ１の稼働を停止することができるので、異常な半導体ウエハを作り続けることを防止することができる。
【００７５】
なお、ＣＶＤ装置ＭＣＭ１では、ウエハ搬送室ＴＭを１つとし、このウエハ搬送室ＴＭの周囲に備わる処理室を３つおよび冷却室を２つとしたが、これに限定されるものではなく、同じ用途のチャンバまたは他の用途のチャンバを追加することも可能である。
【００７６】
例えば図８に示すように、２つの搬送室ＴＭ１，ＴＭ２が備わり、さらに半導体ウエハを冷却する機能を備えたロードロック室１７ａ，１７ｂが備わったマルチチャンバ型のＣＶＤ装置ＭＣＭ２を用いてもよい。
【００７７】
ＣＶＤ装置ＭＣＭ２には、第１搬送室ＴＭ１と第２搬送室ＴＭ２の２つの搬送室が配置されている。第１搬送室ＴＭ１の周囲には開閉手段であるゲートシャッター１６を介して３つの処理室（プロセスモジュール、チャンバ）ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３が備わっており、第２搬送室ＴＭ２の周囲には開閉手段であるゲートシャッター１６を介して２つのカセット室１８ａ，１８ｂが備わっている。第１搬送室ＴＭ１と第２搬送室ＴＭ２との間には半導体ウエハを冷却する機能を備えた２つのロードロック室１７ａ，１７ｂが配置されている。
【００７８】
第１搬送室ＴＭ１は、排気機構等により所定の真空度に保持され、その中央部には半導体ウエハを搬送するための多関節アーム構造の搬送用ロボット１９ａが設けられている。第１搬送室ＴＭ１はＣＶＤ装置ＭＣＭ２の内部で半導体ウエハの受け渡しに用いられる搬送用チャンバであり、高真空状態（例えば１０−４〜１０−３Ｐａ）から低真空状態（例えば１０２〜１０１Ｐａ）の範囲の真空状態が周期的に変動する真空室である。この第１搬送室ＴＭ１の圧力は、本願発明による検知方法により常時監視することができる。また、３つの処理室ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３は、前述したＣＶＤ装置ＣＭＣ１の３つの処理室ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３と同じである。
【００７９】
第２搬送室ＴＭ２は、大気圧で使用され、その中央部には半導体ウエハを搬送するための多関節アーム構造の搬送用ロボット１９ｂが設けられている。第２搬送室ＴＭ２はカセット室１８ａ，１８ｂとロードロック室１７ａ，１７ｂとの間で半導体ウエハの受け渡しに用いられる搬送用チャンバである。カセット室１８ａ，１８ｂは、大気圧で使用され、例えば複数の半導体ウエハを搭載したカセットを設置する場所である。
【００８０】
ロードロック室１７ａ，１７ｂは第１搬送室ＴＭ１と第２搬送室ＴＭ２との間で半導体ウエハの受け渡しに用いられる搬送用チャンバであり、高真空状態（例えば１０−４Ｐａ）から大気圧の範囲で使用される。また、ロードロック室１７ａ，１７ｂは半導体ウエハの冷却にも用いられる冷却用チャンバでもある。
【００８１】
以上に説明した成膜方法により、スパッタリングＴｉ／ＴｉＮ膜１２ａの上にＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂが形成される。
【００８２】
その後、図９に示すように、ＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂの上に接続孔１１の内部を埋め込むように金属膜、例えばタングステン膜を堆積し、さらに、例えばＣＭＰ法によりタングステン膜、ＣＶＤ−Ｔｉ膜１２ｂ、およびスパッタリングＴｉ／ＴｉＮ膜１２ａを研磨して、接続孔１１の内部にこれらの膜を残す。これによって、接続孔１１の内部にタングステン膜を主導電材料とするプラグ２０を形成する。
【００８３】
次に、図１０に示すように、半導体基板１の主面上にストッパ絶縁膜２１および配線形成用の絶縁膜２２を順次形成する。ストッパ絶縁膜２１は絶縁膜２２への溝加工の際にエッチングストッパとなる膜であり、絶縁膜２２に対してエッチング選択比を有する材料を用いる。ストッパ絶縁膜２１は、例えばプラズマＣＶＤ法により形成される窒化シリコン膜とし、絶縁膜２２は、例えばプラズマＣＶＤ法により形成される酸化シリコン膜とすることができる。なお、ストッパ絶縁膜２１と絶縁膜２２には次に説明する第１層目の配線Ｍ１が形成される。
【００８４】
次に、図１１に示すように、レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによってストッパ絶縁膜２１および絶縁膜２２の所定の領域に配線溝２３を形成した後、半導体基板１の主面上にバリアメタル膜２４を形成する。バリアメタル膜２４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等である。続いてＣＶＤ法またはスパッタリング法によりバリアメタル膜２４の上に銅のシード層を形成し、さらに電解めっき法を用いてシード層の上に銅めっき膜を形成する。銅めっき膜により配線溝２３の内部を埋め込む。続いて配線溝２３以外の領域の銅めっき膜、シード層およびバリアメタル膜２４を、例えばＣＭＰ法により除去して、配線溝２３の内部に銅を主導電材料とする第１層目の配線Ｍ１を形成する。
【００８５】
その後、さらに上層の配線を形成し、外部からの水分や不純物の侵入防止およびα線の透過の抑制を行うパッシベーション膜を形成することにより、本実施の形態１による半導体装置が略完成するが、それらの説明は省略する。
【００８６】
なお、本実施の形態１では、本願発明による真空室の圧力変動の検知方法を、窒化チタン膜（ＣＶＤ−ＴｉＮ膜１２ｂ）を成膜する工程に使用されたＣＶＤ装置ＭＣＭ１に備わるウエハ搬送室ＴＭに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば高真空状態と低真空状態とをある一定の周期で繰り返す真空室、または高真空状態と大気圧とをある一定の周期で繰り返す真空室に適用することができる。例えばＣＶＤ装置ＭＣＭ１に備わる冷却室ＣＰＭ１，ＣＰＭ２、ローダ室ＣＭ１またはアンローダ室ＣＭ２、あるいはＣＶＤ装置ＭＣＭ２に備わるロードロック室１７ａ，１７ｂに本願発明による真空室の圧力変動の検知方法を適用することができる。さらに、常圧ＣＶＤ装置のみでなく、プラズマＣＶＤ装置、熱処理装置、またはドライエッチング装置等のウエハ搬送室、冷却室、またはロードロック室等にも本願発明による真空室の圧力変動の検知方法を適用することができる。
【００８７】
このように、本実施の形態１によれば、圧力が高真空領域（例えば１０−３〜１０−４Ｐａ）と低真空領域（例えば１０２〜１０１Ｐａ）との間をある一定の周期で往復して推移するウエハ搬送室ＴＭにおいて、微少リークに起因する異常な圧力変動が生じても、その異常な圧力変動をリアルタイムに検知し、警報することができる。従って、ＣＶＤ装置ＭＣＭ１の稼働中に突然微少リークが発生しても、即座にＣＶＤ装置ＭＣＭ１の稼働を停止することができるので、異常な半導体ウエハを作り続けることを防止することができる。
【００８８】
また、任意の圧力値をトリガポイントとし、その圧力値を設定することで、真空室の微少リークが検知できるので、ＣＶＤ装置ＭＣＭ１に新たに測定用の設備を備える必要がなく、設備投資の負担がない。
【００８９】
（実施の形態２）
本実施の形態２による真空室における圧力変動の検知方法を図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は金属膜の成膜装置に備わる真空室の圧力変動の一例を説明するグラフ図、図１３は金属膜の成膜装置に備わる真空室の圧力変動の他の例を説明するグラフ図、図１４は金属膜の成膜装置に備わる真空室のリーク検知の手順を説明する工程図である。なお、本実施の形態２において使用するＣＶＤ装置は、前述した実施の形態１で説明したＣＶＤ装置ＭＣＭ１と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９０】
前述した実施の形態１では、ＣＶＤ装置ＭＣＭ１に備わるウエハ搬送室ＴＭにおける微少リークの検知に、任意の圧力（例えば１Ｐａ）をトリガポイントとして用いたが、本実施の形態２では、ウエハ搬送室ＴＭへ供給される不活性ガスの供給信号または不活性ガスの供給停止信号をトリガポイントとして用いる。不活性ガスの供給信号をトリガポイントに用いることにより低真空側の異常な圧力変動を検知し、不活性ガスの供給停止信号をトリガポイントに用いることにより高真空側の異常な圧力変動を検知する。
【００９１】
すなわち、ウエハ搬送室へ供給される不活性ガス（例えばＡｒガス）の供給信号をトリガポイントとする。１つのトリガポイントを通過し、次のトリガポイントを通過する間に、ウエハ搬送室ＴＭの圧力は、必ず低真空側の最大圧力に達することから、上記２つのトリガポイントの間で、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値（低真空上限と低真空下限との間の圧力）に到達しているか否かの判定を行う。上記２つのトリガポイントの間で、最大圧力が低真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合は、異常な圧力変動として警報を出力する。
【００９２】
また、ウエハ搬送室へ供給される不活性ガス（例えばＡｒガス）の供給停止信号をトリガポイントとする。１つのトリガポイントを通過し、次のトリガポイントを通過する間に、ウエハ搬送室ＴＭの圧力は、必ず高真空側の最小圧力に達することから、上記２つのトリガポイントの間で、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値（高真空上限と高真空下限との間の圧力）に到達しているか否かの判定を行う。上記２つのトリガポイントの間で、最小圧力が高真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合は、異常な圧力変動として警報を出力する。
【００９３】
以後の説明では、１つのトリガポイントを第１トリガポイント、この第１トリガポイントに続く、次のトリガポイントを第２トリガポイント、第１トリガポイントから第２トリガポイントまでを１周期と記載する。
【００９４】
不活性ガスの供給信号をトリガポイントとして用いた場合の微少リークの検出方法について図１２を用いて説明する。図１２はウエハ搬送室ＴＭにおける異常な圧力変動の様子を示すグラフ図である。図１２の縦軸はウエハ搬送室ＴＭの圧力、横軸は時間である。
【００９５】
ウエハ搬送室ＴＭにはワイドレンジの真空ゲージが設置してあり、ウエハ搬送室ＴＭの圧力は高真空領域の圧力判定値（図１２の高真空上限と高真空下限との間の圧力）と、低真空領域の圧力判定値（図１２の低真空上限と低真空下限との間の圧力）とにおいて、それぞれ常時監視されている。
【００９６】
図１２に示すように、例えばウエハ搬送室ＴＭに微少リークがある場合、最大圧力が低真空領域の圧力判定値を超える異常な圧力変動が生じることがある（図１２の区間Ｄに黒丸で示す圧力）。また、微少リークとは別の異常の場合、例えば不活性ガス（例えばＡｒガス）の供給が不足する場合、最大圧力が圧力判定値に到達しない異常な圧力変動（図１２の区間Ｄに黒四角で示す圧力）が生じる場合もある。
【００９７】
そこで、ウエハ搬送室ＴＭへ供給される不活性ガス（例えばＡｒガス）の供給信号をトリガポイントとして設定する。第１トリガポイントから次の第２トリガポイントまでの間には、必ず低真空側の最大圧力が現れるが、異常な圧力変動の場合、低真空側の最大圧力は低真空領域の圧力判定値に達しない（圧力判定値の上下限から外れる）。このように、第１トリガポイントと第２トリガポイントの間で、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値に達しておらず(圧力判定値の上下限から外れる）、検知されない場合は、低真空下限を外れているとして、警報が出力される。
【００９８】
次に、不活性ガスの供給停止信号をトリガポイントとして用いた場合の微少リークの検出方法について図１３を用いて説明する。図１３はウエハ搬送室ＴＭにおける異常な圧力変動の様子を示すグラフ図である。図１３の縦軸はウエハ搬送室ＴＭの圧力、横軸は時間である。
【００９９】
ウエハ搬送室ＴＭにはワイドレンジの真空ゲージが設置してあり、ウエハ搬送室ＴＭの圧力は高真空領域の圧力判定値（図１３の高真空上限と高真空下限との間の圧力）と、低真空領域の圧力判定値（図１３の低真空上限と低真空下限との間の圧力）とにおいて、それぞれ常時監視されている。
【０１００】
図１３に示すように、ウエハ搬送室ＴＭに微少リークがあると、最小圧力が、高真空領域の圧力判定値に到達しない異常な圧力変動（図１３の区間Ｅに黒丸で示す圧力）が生じる場合がある。
【０１０１】
そこで、ウエハ搬送室ＴＭへ供給される不活性ガス（例えばＡｒガス）の供給停止信号をトリガポイントとして設定する。第１トリガポイントから次の第２トリガポイントまでの間には、必ず高真空側の最小圧力が現れるが、異常な圧力変動の場合、高真空側の最小圧力は高真空領域の圧力判定値に達しない。このように、第１トリガポイントと第２トリガポイントの間で、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合は、高真空上限を外れているとして、警報が出力される。
【０１０２】
次に、真空室のリーク検知の手順を図１４に示す工程図を用いて説明する。真空室とは、例えば前述したＣＶＤ装置ＭＣＭ１に備わるウエハ搬送室ＴＭである。
【０１０３】
図１４に示すように、真空室の圧力を減圧して、所定の圧力以下とした後、真空室へ不活性ガスを供給するが、不活性ガスの供給が開始された（第１トリガポイント）と判断すると、低真空側圧力のデータを収集して、蓄積する。
【０１０４】
次に、不活性ガスの供給が開始された（第２トリガポイント）と判断すると、第１トリガポイントから第２トリガポイントの間で蓄積された低真空側の圧力データから最大圧力が抽出される。次に、低真空側の最大圧力と低真空領域の圧力判定値とが比較され、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合（警報条件と一致する場合）には警報が出力される。または、低真空側の最大圧力が真空ゲージで測定不能である場合にも、低真空側の最大圧力が低真空領域の圧力判定値に達していないと判断されて警報が出力される。
【０１０５】
また、不活性ガスの供給が停止された（第１トリガポイント）と判断すると、高真空側の圧力データを収集して、蓄積する。
【０１０６】
次に、不活性ガスの供給が停止された（第２トリガポイント）と判断すると、第１トリガポイントから第２トリガポイントの間で蓄積された高真空側の圧力データから最小圧力が抽出される。次に、高真空側の最小圧力と高真空領域の圧力判定値とが比較され、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値に達しておらず、検知されない場合（警報条件と一致する場合）には警報が出力される。または、高真空側の最小圧力が真空ゲージで測定不能である場合にも、高真空側の最小圧力が高真空領域の圧力判定値に達していないと判断されて警報が出力される。
【０１０７】
このように、圧力が高真空領域（例えば１０−３〜１０−４Ｐａ）と低真空領域（例えば１０２〜１０１Ｐａ）との間をある一定の周期で往復して推移するウエハ搬送室ＴＭにおいて、例えば図１２に示すような異常な圧力変動（図１２の区間Ｄに黒丸で示す圧力）または図１３に示すような異常な圧力変動（図１３の区間Ｅに黒丸で示す圧力）が生じても、その異常な圧力変動をリアルタイムに検知し、警報することができる。従って、ＣＶＤ装置ＭＣＭ１の稼働中に突然微少リークが発生しても、即座にＣＶＤ装置ＭＣＭ１の稼働を停止することができるので、異常な半導体ウエハを作り続けることを防止することができる。
【０１０８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、圧力が高真空領域と低真空領域との間を周期的に変動し、高真空領域および低真空領域の圧力を検知する必要のある真空室が備わる半導体製造装置を用いた半導体装置の製造に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  半導体基板
２  分離部
３  ｐウェル
４  ｎウェル
５  ゲート絶縁膜
６ｎ，６ｐ  ゲート電極
７  サイドウォール
８ｎ  ｎ型半導体領域
８ｐ  ｐ型半導体領域
９  シリサイド層
１０  層間絶縁膜
１０ａ  第１絶縁膜
１０ｂ  第２絶縁膜
１１  接続孔
１２  バリアメタル膜
１２ａ  スパッタリング−Ｔｉ／ＴｉＮ膜
１２ｂ  ＣＶＤ−ＴｉＮ膜
１３  ゲートシャッター
１４  搬送用ロボット
１５  ウエハアライメント
１６  ゲートシャッター
１７ａ，１７ｂ  ロードロック室
１８ａ，１８ｂ  カセット室
１９ａ，１９ｂ  搬送用ロボット
２０  プラグ
２１  ストッパ絶縁膜
２２  絶縁膜
２３  配線溝
２４  バリアメタル膜
ＣＭ１  ローダ室（カセットモジュール）
ＣＭ２  アンローダ室（カセットモジュール）
ＣＰＭ１，ＣＰＭ２  冷却室（クーリングモジュール）
Ｍ１  第１層目の配線
ＭＣＭ１，ＭＣＭ２  ＣＶＤ装置
Ｐ１  第１トリガポイント
Ｐ２  第２トリガポイント
ＴＭ  ウエハ搬送室
ＴＭ１  第１搬送室
ＴＭ２  第２搬送室
ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３  処理室（プロセスモジュール、チャンバ）
【図１】
2011243820.tif 000003
【図２】
2011243820.tif 000004
【図３】
2011243820.tif 000005
【図４】
2011243820.tif 000006
【図５】
2011243820.tif 000007
【図６】
2011243820.tif 000008
【図７】
2011243820.tif 000009
【図８】
2011243820.tif 000010
【図９】
2011243820.tif 000011
【図１０】
2011243820.tif 000012
【図１１】
2011243820.tif 000013
【図１２】
2011243820.tif 000014
【図１３】
2011243820.tif 000015
【図１４】
2011243820.tif 000016
【図１５】
2011243820.tif 000017
【図１６】
2011243820.tif 000018
【図１７】
2011243820.tif 000019