[发明专利]成膜方法、清洁方法和成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及在腔室内、从喷淋头喷出包含TiCl₄气体这样的氯化金属化合物气体的处理气体，在腔室内配置的被处理基板的表面上形成金属膜或金属化合物膜的成膜方法，实施这种成膜方法的腔室内的清洁方法和成膜装置。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，在作为被处理基板的半导体晶片(以下简称为晶片)上进行成膜处理、蚀刻处理等各种气体处理。这种气体处理通过将晶片收容在腔室内，使腔室内减压，并从设置在腔室上部的喷淋头，供给反应性气体(腐蚀性气体)、例如包含Cl、F等卤素的处理气体进行。例如，在Ti、TiN等的Ti系膜的CVD成膜处理中，将晶片加热至例如450～700℃左右，根据需要，使处理气体等离子体化，在规定的减压下，将作为处理气体(成膜气体)的TiCl₄气体和还原气体等导入腔室内，进行成膜处理。

当反复进行这种成膜处理时，副生成物附着在喷淋头和腔室壁等上，当这种附着的副生成物剥落时，就成为颗粒，因此通过定期地或根据需要将清洁气体供给至腔室内，进行干清洁。作为这种清洁气体，因为不用等离子体，能够几乎完全地清洁腔室内，因此多使用ClF₃气体(特开平10-189488号公报)。

然而，由于ClF₃气体容易与作为处理装置的腔室材料的Al或Ni、Ni系合金和作为基板的载置台或加热器材料的碳、SiN、AlN等都反应，不得不将清洁温度降低至200℃左右。由于这样，在成膜和清洁时，需要时间使腔室内升降温，成为在半导体器件的制造工序中，生产率大大降低的原因。

相对于此，在特开平10-189488号公报中，公开了Cl₂气体作为清洁气体，因为记载此时的温度为625℃，所以清洁温度比ClF₃气体高，能够在成膜温度附近进行清洁，不产生生产率降低的问题。

然而，在特开平10-189488号公报所公开的技术中，对清洁时的详细条件未必清楚，实际上副生成物不能充分地除去，在腔室壁或腔室内部件上产生损伤等，不管该文献的存在，现状是使用Cl₂气体等氯系气体的清洁还未实用化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用TiCl₄这样的氯化金属化合物气体作为处理气体、形成金属膜或金属化合物膜时，对腔室壁等不产生损伤，可以可靠地对清洁对象部位进行清洁的成膜方法、清洁方法和成膜装置。

根据本发明的第一观点，提供一种成膜方法，其包括：在腔室内的基板载置台上载置被处理基板，对上述腔室内进行排气，并在将上述基板载置台的温度设定为规定温度的状态下，从设置在上述腔室内的气体喷出部件喷出包含氯化金属化合物气体的处理气体，利用CVD在被处理体的表面上形成金属膜或金属化合物膜的工序；和在上述腔室内不存在被处理基板的状态下，从上述气体喷出部件向上述腔室内喷出包含Cl₂气体的清洁气体，对上述腔室内进行清洁的工序，上述清洁工序分别独立地控制上述基板载置台的温度、上述喷出部件的温度和上述腔室壁部的温度，使清洁对象部位的温度为Cl₂气体的分解开始温度以上，并且使非清洁对象部位的温度低于分解开始温度。

在上述第一观点中，可以使用TiCl₄气体作为上述氯化金属化合物气体，使用Ti作为上述金属。

另外，在上述第一观点中，可以使用包含TiCl₄气体和含氮气体的气体作为上述处理气体，在上述成膜工序中，将上述基板载置台的温度设定为400～700℃，将上述气体喷出部件和上述腔室壁部的温度设定为副生成物难以附着的150～250℃，利用热CVD在被处理基板的表面形成TiN膜作为金属化合物膜，在上述清洁工序中，上述基板载置台为上述清洁对象部位，进行控制，使其温度为Cl₂气体的分解开始温度以上；上述气体喷出部件和上述腔室的壁部为上述非清洁对象部位，进行控制，使其温度为分解开始温度以下，并且为上述成膜工序时的温度附近的温度。