(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カセットチャンバーにウェーハをローディングする段階と、
前記ローディングされたウェーハを移送チャンバーを通して反応チャンバーに移送する段階と、
シラン、ジシラン又はシランとジシランが３０：１乃至１：３０の割合で混合された混合気体のうち選択された何れか一つの気体を前記反応チャンバー内に注入して前記ウェーハ上に非晶質シリコン膜を形成する段階と、
前記非晶質シリコン膜の形成されたウェーハを熱処理して非晶質シリコン膜をＨＳＧ−Ｓｉの形成された多結晶シリコン膜に転換させる段階と、
前記ＨＳＧ−Ｓｉの形成されたウェーハを冷却させる冷却チャンバーに移送して冷却させる段階とからなるＨＳＧ−Ｓｉ膜を製造する方法において、
カセットチャンバーにウェーハをローディングする段階と、前記ローディングされたウェーハを移送チャンバーを通して反応チャンバーに移送する段階との間において、前記カセットチャンバーの圧力を０．０５ｍｔｏｒｒ以下に調節することを特徴とするＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【請求項２】
前記多結晶シリコン膜はキャパシターの下部電極であることを特徴とする請求項１に記載のＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【請求項３】
カセットチャンバーにウェーハをローディングする段階と、前記ローディングされたウェーハを移送チャンバーを通して反応チャンバーに移送する段階との間において、前記カセットチャンバーの圧力は１０乃至３０分間ポンピングダウンして調節されることを特徴とする請求項１に記載のＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【請求項４】
ＨＳＧ−Ｓｉ膜を形成するためのウェーハをカセットチャンバーにローディングする段階と、
前記ローディングされたウェーハを移送チャンバーを通して反応チャンバーに移送する段階と、
前記移送チャンバーに隣接した第１側壁に形成されている第１冷却ジャケット、前記第１側壁に対向する第２側壁に形成されている第２冷却ジャケット、上段壁に形成されている第３冷却ジャケット、下段壁に形成されている第４冷却ジャケットを具備する反応チャンバーに冷媒を流動させて反応チャンバー壁を冷却させ、ソースガスとしてシラン、ジシラン又はシランとジシランが３０：１乃至１：３０の割合で混合された混合気体のうち選択された何れか一つの気体を前記反応チャンバー内に注入して前記ウェーハ上に非晶質シリコン膜を形成する段階と、
前記非晶質シリコン膜の形成されたウェーハを熱処理して非晶質シリコン膜をＨＳＧ−Ｓｉの形成された多結晶シリコン膜に転換させる段階と、
前記ＨＳＧ−Ｓｉの形成されたウェーハを冷却チャンバーに移送して冷却させる段階とを含み、
ＨＳＧ−Ｓｉ膜を形成するためのウェーハをカセットチャンバーにローディングする段階と、前記ローディングされたウェーハを移送チャンバーを通して反応チャンバーに移送する段階との間において、前記カセットチャンバーの圧力は０．０５ｍｔｏｒｒ以下に調節されることを特徴とするＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【請求項５】
前記多結晶シリコン膜はキャパシターの下部電極であることを特徴とする請求項４に記載のＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【請求項６】
ＨＳＧ−Ｓｉ膜を形成するためのウェーハをカセットチャンバーにローディングする段階と、前記ローディングされたウェーハを移送チャンバーを通して反応チャンバーに移送する段階との間において、前記カセットチャンバーの圧力は１０乃至３０分間ポンピングダウンして調節することを特徴とする請求項４に記載のＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【請求項７】
前記ＨＳＧ−Ｓｉの形成されたウェーハを冷却チャンバーに移送して冷却させる段階において、前記冷却チャンバーと移送チャンバーの圧力を同一に調節することを特徴とする請求項４に記載のＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【請求項８】
前記ＨＳＧ−Ｓｉの形成されたウェーハを冷却チャンバーに移送して冷却させる段階において、前記冷却チャンバーの圧力と移送チャンバーの圧力は１μｔｏｒｒ以下に調節されることを特徴とする請求項７に記載のＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【請求項９】
前記反応チャンバーは移送チャンバーと反応チャンバーの間に第５冷却ジャケットを具備するゲート弁を更に具備することを特徴とする請求項４に記載のＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
信頼度の高い半導体ディバイスを製造するためには、半導体ディバイス製造装置の温度を一定に保ち汚染粒子を最小化しなければならない。
特に、半球形のシリコングレーン（以下、ＨＳＧ−Ｓｉという）にて下部電極を形成し、下部電極の表面積を増加させることによりキャパシターの静電容量を増大させる場合には、反応チャンバーの温度を一定に保ち反応チャンバー内を清潔に保つことが大切である。
【０００３】
その理由は次の通りである。一般的に、ＨＳＧ−Ｓｉにて下部電極を形成するためには、非晶質シリコンが結晶質シリコンの核に移動して結晶グレーンを形成する結晶成長段階が安定しており、結晶グレーンの成長のためのシリコン表面移動速度が下部非晶質シリコン内における非晶質シリコンの結晶化速度より早くなければならない。ところが、非晶質シリコンが結晶質シリコンの核に移動するためには、非晶質シリコンの表面上のシリコン原子が他の如何なる原子とも結合されない自由表面（free surface）を持つべきである。即ち、表面が他の異物で汚染されている場合には、非晶質シリコン原子が異物原子と結合して表面移動を妨げるので、核の生成と成長が不可能になる。従って、反応チャンバーに移送されるウェーハ表面の汚染除去及びチャンバー内を清潔に保つことが工程進行において重要な因子になる。
【０００４】
通常の半導体ディバイス製造装置は、ウェーハを各チャンバーに移送させるためのロボットアームが形成されている多面体状の移送チャンバーにウェーハが入っているキャリアーがローディングされるカセットチャンバー、半導体ディバイス製造工程が起こる反応チャンバー及び工程完了後にウェーハを冷却させる冷却チャンバーがそれぞれ連結されている。
【０００５】
特に、ディバイス製造工程が行われる反応チャンバーの構造を図１を参照して説明すると、移送チャンバー１０と反応チャンバー２０とを分離するゲート弁３１が反応チャンバーの第１側壁３０と移送チャンバー１０の間に設けられており、第１側壁３０と対向する第２側壁３２に気体排出口３３が形成されている。反応チャンバー上段壁３４とその上に設けられた冷却ジャケット４０を貫いて気体注入口３５が形成されている。反応チャンバー下段壁３６の外側にも冷却ジャケット４２が設けられている。そして、反応チャンバー２０の内部にはヒーター２２を具備する加熱ブロック２４が設けられており、前記加熱ブロック２４上にウェーハ２８を支えるためのサセプター２６が設けられている。なお、気体排出口３３が形成されている第２壁３２にターボポンプ３８が連結されている。
【０００６】
しかしながら、図１に示されている従来の半導体ディバイス製造装置を用いて工程を施す場合には次のような問題点が発生する。
第一に、ウェーハはロボットアームによりカセットチャンバー（図示せず）から移送チャンバー１０に移送された後、直ちに反応チャンバー２０に移送される。移送初期のカセットチャンバーの圧力は１mtorr 前後である。従って、１mtorr 程度の大気汚染気体がウェーハの移送と同時にカセットチャンバーから移送チャンバーへと移動される。従って、移送チャンバーは低い圧力を有する大気汚染気体により汚染され、結果的に移送チャンバー１０に連結されている反応チャンバー２０も大気汚染気体により汚染される。従って、反応チャンバー２０内のウェーハ２８の温度を上げる過程で大気汚染気体、例えば水気や炭素化合物によりウェーハの表面が汚染されて工程の信頼度が落ちる。特に、ＨＳＧ−Ｓｉにて下部電極を形成する場合、汚染気体が非晶質シリコンに吸着して非晶質シリコンの表面移動速度を落とすために所望する表面積の増大を得ることができなくなる。
【０００７】
第二に、反応チャンバー２０で工程を施す前にウェーハの表面に存在する有機物や自然酸化膜を取り除くためウェーハ２８の表面を洗浄する。従って、カセットチャンバー（図示せず）にローディングされるウェーハ２８の表面には一定量の水気が存在するが、該水気は１mtorr 圧力下のカセットチャンバーで完全に気化され取り除かれない。そのため、ウェーハ２８が移送チャンバー１０から反応チャンバー２０に移送される途中にも引き続き水蒸気が発生するようになる。特に、ＨＳＧ−Ｓｉの形成工程では、引き続き発生する水蒸気により非晶質シリコンの表面移動速度が落ちて表面積の増加も減少される。
【０００８】
第三に、１torr乃至１００torrでアルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）のような冷却気体を冷却チャンバー（図示せず）に注入させる場合、冷却チャンバーに連結された移送チャンバー１０まで冷却気体が流入される。移送チャンバー１０に流入された冷却気体は再び反応チャンバー２０に流入され汚染源として作用する。即ち、流入された冷却気体によりウェーハ２８の表面が汚染され非晶質シリコンの表面移動速度が落ちる結果を招く。
【０００９】
第四に、図１に示されたように、反応チャンバーは反応チャンバーの温度を一定に保持するための冷却ジャケット４０、４２を反応チャンバーの上、下段壁３４、３６のみに具備している。従って、冷却ジャケットが形成されていない移送チャンバー１０と反応チャンバー２０とを分離させるゲート弁３１とゲート弁３１に隣接した第１側壁３０及び第１側壁の反対部分に位置した第２側壁３２の温度は約５０℃以上になる。従って、チャンバー壁とウェーハ自体が有している表面汚染物質からガスが流出されるようになる。結果的に、前記ゲート弁３１、第１壁３０及び第２壁３２から流出される気体により反応チャンバー２０で施される工程に欠陥が発生する。特に、ＨＳＧ−Ｓｉ形成工程の場合、気体がシリコン表面に吸着されるために所望する表面増大効果を得ることができない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、反応チャンバー内で気体が流出され汚染源として作用することを防止できる冷却ジャケットを具備する半導体ディバイス製造装置を供するにその目的がある。
かつ、本発明の他の目的は前記半導体ディバイス製造装置を用いて多結晶シリコン膜を製造する方法を供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記他の目的を達成するために本発明は、前記本発明によるＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造装置でポンピングダウン時間を調節してカセットチャンバーの圧力を０．０５ｍtorr以下に調節したり、冷却チャンバーと移送チャンバーの圧力を１０μtorr以下に調節してＨＳＧ−Ｓｉ膜を製造することを特徴とする。かつ、前記他の目的を達成するために本発明は、前記本発明によるＨＳＧ−Ｓｉ膜の製造装置の第１乃至第５冷却ジャケットに冷却水又は冷却水とエチレングリコールとの混合物のうち選択された冷媒を流動させて反応チャンバー壁を冷却して多結晶シリコン膜を製造する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付した図面に基づき更に詳細に説明する。
（半導体ディバイス製造装置）
図２に本発明の具現例による半導体ディバイス製造装置の平面図が示されている。
【００１４】
図２を参照すると、本発明の実施例による半導体ディバイス製造装置は、ウェーハ２０４が入っているキャリアー２０２がローディングされ前記キャリアー２０２を大気雰囲気と分離するカセットチャンバー２００とウェーハ２０４を反応チャンバー２２０に移動させるロボットアーム２１２が形成されている移送チャンバー２１０と半導体ディバイス製造工程が行われる反応チャンバー２２０及び工程完了後にウェーハを冷却させる冷却チャンバー２３０とから構成されている。
【００１５】
本発明の実施例による反応チャンバー２２０には五つの冷却ジャケットが設けられている。これを図２のIII −III ’線に沿った反応チャンバー２２０の拡大断面図を示した図３を参照して詳細に説明する。
図３を参照すると、移送チャンバー２１０と反応チャンバー２２０とを分離するゲート弁３１０が第１側壁３００に形成されており、第１側壁３００の上に第１冷却ジャケット４００が、第２側壁３２０の上に第２冷却ジャケット４１０がそれぞれ形成されている。かつ、反応チャンバー上段壁３４０とその上に形成された第３冷却ジャケット４２０を貫いて気体注入口３５０が形成されている。反応チャンバー下段壁３６０の外側にも第４冷却ジャケット４３０が形成されている。反応チャンバー２２０の内部にはヒーター３９０を具備する加熱ブロック３９２が設けられており、前記加熱ブロック３９２の上にウェーハ２０４を支えるためのサセプター３９４が形成されている。なお、気体排出口３３０が形成されている第２側壁３２０にターボポンプ３８０が連結されており、ゲート弁３１０の表面に第５冷却ジャケット４４０が形成されている。
【００１６】
前記第１乃至第５冷却ジャケット４００、４１０、４２０、４３０、４４０には冷却水、冷却水とエチレングリコールの混合物のうち選択された何れか一つの冷媒を用いることが望ましい。かつ、前記第１乃至第５冷却ジャケットには流入温度９℃以下の冷媒が流れて、前記反応チャンバー２２０壁の温度を１０℃以下に調節することが望ましい。
【００１７】
本発明の実施例による半導体ディバイス製造装置は、反応チャンバーの上下側壁の他に残りの側壁にも冷却ジャケットが形成されている。従って、反応チャンバー内で工程の進行時に各冷却ジャケットに冷媒を供することによりチャンバー壁から気体が発生することを防止することができる。
（多結晶シリコン膜の製造方法）
＜第１具現例＞
本発明による多結晶シリコン膜の製造方法の第１実施例は次の通りである。第１実施例は図２に示されているマルチチャンバー型の半導体ディバイス製造装置を用いる。この際、反応チャンバーが図３に示されているように必ず五つの冷却ジャケットを全て具備する必要はなく、従来のように上下側壁に二つの冷却ジャケットを具備するだけで十分である。
【００１８】
まず、カセットチャンバー２００内に多結晶シリコン膜を形成するための半導体ウェーハ２０４をローディングした後、カセットチャンバー２００の圧力が０．０５mtorr 以下になるように調節する。カセットチャンバー２００の圧力を０．０５mtorr 以下に調節するためには、約１０分以上ポンピングダウンすることが望ましい。図４の結果から分かるように、カセットチャンバー２００の圧力はポンピングダウン時間に比例して減少する。従って、ポンピングダウン時間を増加するほどカセットチャンバー２００の圧力は減少する。
【００１９】
次いで、移送チャンバー２１０はロボットアーム２１２を用いてウェーハ２０４をカセットチャンバーから反応チャンバー２２０に移動させる。次に、多結晶シリコン膜を形成するためにソースガスとしてシラン、ジシラン又はシランとジシランが３０：１乃至１：３０の割合で混合された混合気体のうち選択された何れか一つの気体を反応チャンバーに注入した後、熱処理しＨＳＧ−Ｓｉを形成して多結晶シリコン膜を完成する。前記多結晶シリコン膜はキャパシターの下部電極として用いられるのが望ましい。
【００２０】
第１具現例では、カセットチャンバー２００の圧力を０．０５mtorr 以下に形成する。従って、大気雰囲気の汚染気体が移送チャンバー２１０に流入される問題点が防止され、自然酸化膜や有機物を取り除くために行った湿式前処理工程によりウェーハの表面に残存している水気もウェーハ表面から完全に気化される。従って、移送チャンバー２１０や反応チャンバー２２０への汚染気体の流入が防止されて、ウェーハの表面に残存する水気が移送チャンバーや反応チャンバーで気化され汚染粒子として作用する問題点が防止される。
【００２１】
＜第２具現例＞
本発明による多結晶シリコン膜の製造方法の第２具現例は、第１具現例とは異なり、カセットチャンバー２００の圧力を調節せず、冷却チャンバー２３０と移送チャンバー２１０の圧力を同一に調節する。
即ち、第２具現例では、冷却チャンバー２３０で反応が完了したウェーハを冷却する時、冷却気体を用いず圧力を移送チャンバー２１０の圧力と同一に保ちながら冷却させる。特に、冷却チャンバー２３０と移送チャンバー２１０の圧力を１μtorr以下に保たせることが望ましい。このように冷却チャンバー２３０でウェーハを冷却する時、冷却気体を用いずウェーハを冷却させると、冷却気体の注入圧力により移送チャンバー及び反応チャンバーの圧力が増加することが防止される。従って、反応チャンバー内で圧力が上昇され、ウェーハの温度を上昇させる時にウェーハの表面が汚染される現象が防止される。
【００２２】
＜第３具現例＞
本発明の第３具現例は図３に示されている反応チャンバーを用いて多結晶シリコン膜を製造する。
まず、多結晶シリコン膜を形成するためのウェーハをカセットチャンバー２００にローディングする。次いで、ロボットアーム２１２はウェーハ２０４が移送チャンバー２１０を経て反応チャンバー２２０内のサセプター３９４の上に位するようにする。次に、加熱ブロック３９２内のヒーター３９０を用いて反応チャンバー２２０内の温度を一定温度に上昇させる。
【００２３】
引き続き、ソースガスとしてシラン、ジシラン又はシランとジシランが３０：１乃至１：３０の割合で混合された混合気体のうち選択された何れか一つの気体を用いて非晶質シリコン膜を前記ウェーハ上に所定の厚さで形成する。その後、前記非晶質シリコン膜の形成されたウェーハを熱処理しＨＳＧ−Ｓｉを形成して多結晶シリコン膜を完成する。前記多結晶シリコン膜はキャパシターの下部電極として用いられるのが望ましい。
【００２４】
前記反応チャンバー内で前記工程が施される間に前記第１乃至第５冷却ジャケット４００、４１０、４２０、４３０、４４０に冷媒を供して冷却チャンバー壁から気体が発生することを防止することができる。従って、第３具現例によると表面積が最大に増大された多結晶シリコン膜を形成することができる。
以下、実施例を通して本発明の特徴を更に詳細に説明する。
【００２５】
＜実施例１＞
図３に示されている本発明による半導体ディバイス製造装置内のサセプター３９４の上にソース領域を露出させるコンタクトホールを具備する絶縁層が予め形成されているウェーハをローディングした。次いで、ジシラン気体を流して３０００Åの厚さで非晶質シリコン層を形成した後、ウェーハの温度を６２０℃にして非晶質シリコン層の表面にジシランを１８sccm流量で流しながらＨＳＧ−Ｓｉを形成して表面積が極大化されたキャパシターを製造した。前記工程中に第１乃至第５冷却ジャケット４００、４１０、４２０、４３０、４４０に９℃の冷媒を流して冷却チャンバー壁の温度を１０℃に保持させた。このようにして形成されたキャパシター下部電極を走査電子顕微鏡にて撮影した結果が図５〜図７に示されている。図５Ａ、図５Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ及び図７Ｅは図７Ｆに示されたウェーハ位置別に形成されたキャパシター下部電極の表面を走査電子顕微鏡にて撮影したものである。参照符号５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ、５００Ｄ、５００Ｅは相関絶縁膜を、５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ、５０２Ｄ、５０２ＥはＨＳＧ−Ｓｉの形成された下部電極の表面をそれぞれ示す。前記写真から分かるように、下部電極の形成されたウェーハの位置に問わず下部電極の表面にＨＳＧ−Ｓｉが均一に形成されているために、表面積が極大化されている。
【００２６】
本発明による半導体ディバイス製造装置の気体流出防止効果をはっきりと試すために、対照群として図１に示された従来の半導体ディバイス製造装置で反応気体及び温度等の工程条件を本発明のものと同様にしてからキャパシター下部電極を形成した。形成された下部電極を走査電子顕微鏡にて撮影した写真が図８Ａと図８Ｂに示されている。図８Ａは移送チャンバーを隣接した反応チャンバー内で形成された下部電極を、図８Ｂは排気部と隣接している反応チャンバー内で形成された下部電極をそれぞれ示し、参照符号６００Ａ、６００Ｂは相関絶縁膜を、６０２Ａ、６０２ＢはＨＳＧ−Ｓｉの形成された下部電極の表面をそれぞれ示す。部分的に表面屈曲の形成が退化された部分が存在することが分かる。
【００２７】
本発明による半導体ディバイス製造装置を用いてキャパシターの下部電極を形成する時、反応チャンバー壁、特にゲート弁３１０部位、ゲート弁３１０が連結された第１側壁３００、かつ排気部が形成されている第２側壁３２０の温度を低温に保持することができる。従って、チャンバー壁からの気体の流出が防止できるので、流出された気体により表面移動速度が落ちて表面屈曲の形成が退化されるなどの問題点が防止される。
【００２８】
＜実施例２＞
カセットチャンバーの圧力と移送チャンバー及び反応チャンバー圧間の関係を調べるために各チャンバー間の圧力を測定した。
【００２９】
【表１】
実験群の結果から見るように、カセットチャンバーの圧力を０．０２mtorr にした場合、カセットチャンバーと移送チャンバー及び反応チャンバー間のゲート弁を開けても各チャンバー内の圧力がほとんど上昇しないことが分かった。
カセットチャンバーの圧力を０．０５mtorr に調整し流量を１８sccmにしてジシランをソース気体として非晶質シリコン膜を蒸着した後、ウェーハの温度を６２０℃にしてＨＳＧ−Ｓｉの形成された下部電極を形成した。下部電極の表面を走査電子顕微鏡にて撮影した結果が図９Ａに示されている。実施例の結果と比較するための比較群としてカセットチャンバーの圧力を０．１mtorr にしてその外の条件は本発明の実施例と同様にして形成した下部電極の走査電子顕微鏡の写真が図９Ｂに示されている。参照符号７００Ａと７００Ｂは絶縁膜を、７０２Ａと７０２Ｂは下部電極の表面をそれぞれ示す。
【００３０】
図９Ａから分かるように、本発明のようにカセットチャンバーの圧力を０．０５mtorr にした場合には下部電極の表面に均一なＨＳＧ−Ｓｉを形成することができる反面、従来のようにカセットチャンバーの圧力を高くすると大気雰囲気の汚染源及びウェーハから気化された水蒸気により図９Ｂのように表面屈曲の退化が発生した。
【００３１】
図１０は前記図９Ａと図９Ｂに示されたキャパシターの最大静電容量を測定した値を示す棒グラフである。この結果は１０枚のウェーハから測定した最大静電容量の平均値を示したものである。図示されたように、本発明により形成されたキャパシターの静電容量は６５（fF／セル）であり、従来の３０（fF／セル）に比べて２倍程度増加した。
【００３２】
＜実施例３＞
冷却チャンバーの圧力と移送チャンバー及び反応チャンバー圧力との関係を調べるために各チャンバー間の圧力を測定した。
【００３３】
【表２】
対照群の結果から分かるように、冷却チャンバーで工程終了したウェーハを冷却させる時に冷却気体は移送チャンバーの圧力を上昇（０．２５μtorr→２．３μtorr）させ、このような状態で他のウェーハでの工程を施すために反応チャンバーへと移送するに冷却気体は反応チャンバーの圧力をも上昇（７．３ntorr →２．３μtorr）させる。このような圧力の上昇は結果的に移送されたウェーハの温度を上げる時にウェーハの表面を汚染させる。従って、実験群のように冷却チャンバー内でウェーハを冷却する時に冷却気体を用いず移送チャンバーと同一な圧力、即ち１μtorrで冷却させた場合、移送チャンバー及び反応チャンバーにおける圧力の変化は現れず、よって反応チャンバーの汚染度も落ちるようになる。
【００３４】
冷却チャンバーの圧力と移送チャンバーの圧力を１μtorrに調整し流量を１８sccmにしてジシランをソース気体として非晶質シリコン膜を蒸着した後、ウェーハの温度を６２０℃にしてＨＳＧ−Ｓｉを形成させた下部電極の表面を走査電子顕微鏡にて撮影した結果が図１１Ａに示されている。そして、実施例の結果と比較するための比較群として、２４０mtorr の圧力でアルゴン（Ａｒ）を冷却気体として注入し、その外の条件は本発明の実施例と同様にして形成した下部電極の走査電子顕微鏡の写真が図１１Ｂに示されている。参照符号９００Ａと９００Ｂは絶縁膜を、９０２Ａと９０２Ｂは下部電極の表面をそれぞれ示す。
【００３５】
図１１Ａの結果から、冷却チャンバーと移送チャンバーの圧力が同様に１μtorr以下に保たれる時には一定な表面屈曲が非晶質シリコンの表面に形成されることが分かる。その反面、図１１Ｂの結果から、冷却チャンバーで冷却気体を用いてウェーハを冷却させ、その圧力が１μtorrより高い場合には結晶質シリコンへの非晶質シリコン原子の表面移動速度が落ちて所望する表面屈曲の効果を得ることができないことが分かる。
【００３６】
＜実施例４＞
図３に示されたような本発明による反応チャンバーを具備する半導体ディバイス製造装置において、カセットチャンバーの圧力を０．０５mtorr にし冷却チャンバーの圧力と移送チャンバーの圧力を１μtorr以下にして全ての工程条件を調整した後、その外の条件は実施例１と同様にしてキャパシターの下部電極を形成した後、ウェーハの各部位別に静電容量を測定した結果を図１２Ａに示した。図１２Ｂには従来の装置を用いて従来の工程条件通りにキャパシターの下部電極を形成した後、ウェーハの各部位別に測定した静電容量を示した。各ブロックの中の数字は静電容量を示す。図１２Ａと図１２Ｂから、本発明によりキャパシターの下部電極を形成するとウェーハの全面にかけて均一な静電容量を有する下部電極が形成されることが分かる。
【００３７】
図１３は連続的に５枚のウェーハを第４実施例に応じて工程を施した後、測定した静電容量を示すグラフである。本発明による半導体ディバイス製造装置を用いて多結晶シリコン膜を形成すると、連続的に工程を施しても従来の装置及び方法に比べて更に静電容量が均一な、即ち再現性に優れた結果を得ることが分かる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の装置の如き冷却ジャケットを反応チャンバー壁に備えると、反応チャンバー内でガスが流出されることを防止することができるので工程遂行に対する信頼度が向上される。かつ、本発明による半導体ディバイス製造装置を用いて多結晶シリコン膜を形成すると、汚染源による非晶質シリコンの表面移動速度の低下を防止することができる。従って、静電容量の大きいキャパシターを高再現性で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体ディバイス製造装置の反応チャンバーの断面図である。
【図２】本発明の一実施例による半導体ディバイス製造装置の平面図である。
【図３】図２のIII −III ’線による反応チャンバーの断面図である。
【図４】ポンプダウン時間とカセットチャンバー圧力との関係を示すグラフである。
【図５】Ａ及びＢは本発明の第１実施例による多結晶シリコン膜の製造方法により図７Ｆに示されたウェーハの位置別に形成されたキャパシターの下部電極表面の組織を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真である。
【図６】Ｃ及びＤは本発明の第１実施例による多結晶シリコン膜の製造方法により図７Ｆに示されたウェーハの位置別に形成されたキャパシターの下部電極表面の組織を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真である。
【図７】Ｅは本発明の第１実施例による多結晶シリコン膜の製造方法により図７Ｆに示されたウェーハの位置別に形成されたキャパシターの下部電極表面の組織を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真である。
【図８】Ａ及びＢは第１実施例に対する対照群であり、従来の半導体ディバイス製造装置で形成されたキャパシター下部電極表面の組織を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真である。
【図９】Ａは本発明の第２実施例による多結晶シリコン膜の製造方法により形成されたキャパシター下部電極表面の組織を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真であり、Ｂは第２実施例と比較するための対照群であり、従来のシリコン膜の製造方法により形成されたキャパシター下部電極表面の組織を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真である。
【図１０】前記図９に示されたキャパシターの最大静電容量を測定した値を示す棒グラフである。
【図１１】Ａは本発明の第３実施例による多結晶シリコン膜の製造方法により形成されたキャパシター下部電極表面の組織を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真であり、Ｂは第３実施例と比較するための対照群であり、従来の多結晶シリコン膜の製造方法により形成されたキャパシター下部電極表面の組織を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真である。
【図１２】Ａは本発明の第４実施例による多結晶シリコン膜の製造方法によりキャパシター下部電極を形成した後、ウェーハの各部位別に静電容量を測定した結果を示した図面であり、Ｂは第４実施例と比較するための対照群であり、従来の多結晶シリコン膜の製造方法により形成されたキャパシターの静電容量を測定した結果を示した図面である。
【図１３】本発明の第４実施例による多結晶シリコン膜の製造方法によりキャパシターを形成する場合における工程の再現性を示したグラフである。
【符号の説明】
２００    カセットチャンバー
２０２    キャリアー
２０４    ウェーハ
２１０    移送チャンバー
２１２    ロボットアーム
２２０    反応チャンバー
２３０    冷却チャンバー
３００    第１側壁
３１０    ゲート弁
３２０    第２側壁
３３０    排出口
３４０    反応チャンバー上段壁
３５０    気体注入口
３６０    反応チャンバー下段壁
３８０    ターボポンプ
３９０    ヒーター
３９２    加熱ブロック
３９４    サセプター
４００    第１冷却ジャケット
４１０    第２冷却ジャケット
４２０    第３冷却ジャケット
４３０    第４冷却ジャケット
４４０    第５冷却ジャケット
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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