WO2007148692A1

WO2007148692A1 - 成膜装置及び成膜方法

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Publication number: WO2007148692A1
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Abstract

　本発明は、基板に対して成膜処理を施すための処理空間を区画するチャンバーと、前記チャンバー内に設けられ、前記基板を載置するためのステージと、前記ステージに設けられた、前記基板を加熱するための基板用加熱手段と、前記ステージに対向して設けられた、多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドを介して前記チャンバー内に処理ガスを供給するガス供給機構と、前記シャワーヘッドの上方に設けられた、当該シャワーヘッドを冷却する冷却手段と、前記冷却手段の上方に設けられた、当該冷却手段を介して前記シャワーヘッドを加熱するシャワーへッド用加熱手段と、を備えたことを特徴とする成膜装置である。

Description

明細書

成膜装置及び成膜方法

技術分野

[0001] 本発明は、化学的蒸着 (CVD)によって基板に対して所定の薄膜を形成する成膜装置及び成膜方法に関する。

背景技術

[0002] 半導体製造工程にお!/、ては、被処理体である半導体ウェハ（以下ウェハと称する）に形成された配線間のホールを埋め込むために、あるいは、ノリア層として、 Ti、 Al、 Cu等の金属や WSi、 TiN、 TiSi等の金属化合物を堆積させて、薄膜を形成している。これら金属や金属化合物の薄膜の成膜手法の一つとして、 CVD法がある。この方法は、物理的蒸着 (PVD)に比べて、埋め込み性が良好であるという利点がある。

[0003] CVD成膜装置は、チャンバ一内に設けられた、ヒータが内蔵されたウェハ用のステージと、前記ステージの上方に対向するように設けられた、処理ガス吐出用のシャヮ一ヘッドと、を備える。チャンバ一内の処理空間は、所定の真空度とされる。ステージ上のウェハが所定の温度に加熱されつつ、シャワーヘッドから処理ガスがチャンバ一内に連続的に供給されることにより、ウェハ表面にて化学反応が生じ、その反応物がウェハ表面に堆積されて、成膜が行われる。

[0004] ところで、例えば、処理ガスとして TiCl と NH とを用いてウェハ上に TiN膜を形

4 3

成する時、処理ガスカゝら生じた低次の TiClxがウェハへ付着することを避けるために、シャワーヘッドにおける処理空間に接する部位の温度コントロールが必要となる場合がある。この目的のために、シャワーヘッド側にもヒータを設ける場合がある。

[0005] 一方、良好な膜質の薄膜を密着性及びステップカバレージ良く形成するために、 C VDの一つの手法である SFD (シーケンシャルフローデポジション）とよばれる手法を用いて成膜処理が行われる場合がある。 SFDは、成膜原料を含んだ処理ガスをチヤンバー内の処理空間に断続的に供給するサイクルを繰り返し行うことで、ウェハに分子層を積層させて、所望の厚さの薄膜を形成するという手法である。

[0006] SFDによって成膜を行う場合、断続的な化学反応を促進するために、より短時間で処理ガスにエネルギーを与える必要がある、このために、通常、従来の CVDを行う場合に比べて、ステージに設けられたヒータの温度がより高温に設定される。し力しながら、そのようにステージのヒータの温度が高くされると、成膜処理中において処理空間に接するシャワーヘッド表面の温度がヒータ力輻射される熱を受けて上昇してしまつて、当該シャワーヘッド表面にも処理ガスによる膜が形成されやすくなつてしまう。

[0007] そのような状況において、シャワーヘッドに膜が付くと、その膜が熱を吸収するために、シャワーヘッドの更なる昇温を招く。そして、その昇温により、更にシャワーヘッドに膜が付きやすくなつて、当該シャワーヘッドが更に昇温するという悪循環に陥る。結果として、シャワーヘッド側のヒータによる温度コントロールができなくなり、すなわち、成膜処理に必要なシャワーヘッドの温度制御が行われなくなるおそれがある。また、シャワーヘッドがニッケル製の場合、シャワーヘッドの温度制御が行われなくなることによりシャワーヘッドの温度が許容される範囲を超過するとシャワーヘッドに-ッケルイ匕合物が生成されてしまって、パーティクル発生の要因になり得る。

[0008] ここで、特開 2002— 327274 (特【こ、段落 0038、図 1)【こ ίま、シャワーヘッドの上方に加熱手段が設けられ、当該加熱手段の上方に更に冷却手段が設けられた成膜装置が開示されている。しかしながら、 SFDのように、処理空間側からの熱によってシャヮーヘッドが昇温する際において、当該昇温を抑えるような温度制御が要求される場合、当該公報に開示された冷却手段では、冷却作用が直接シャワーヘッドに働かないで加熱手段の上方力行われるため、冷却の応答性が悪ぐすなわち、処理空間に面するシャワーヘッド表面の温度を精度よく制御することは、依然として達成できていない。

発明の要旨

[0009] 本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、処理空間に面するシャワーヘッドの表面の温度を精度よく設定温度に制御することができる成膜装置及び成膜方法を提供することにある。

[0010] 本発明は、基板に対して成膜処理を施すための処理空間を区画するチャンバ一と、前記チャンバ一内に設けられ、前記基板を載置するためのステージと、前記ステージに設けられた、前記基板を加熱するための基板用加熱手段と、前記ステージに対向して設けられた、多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドを介して前記チャンバ一内に処理ガスを供給するガス供給機構と、前記シャワーへッドの上方に設けられた、当該シャワーヘッドを冷却する冷却手段と、前記冷却手段の上方に設けられた、当該冷却手段を介して前記シャワーヘッドを加熱するシャワーへッド用加熱手段と、を備えたことを特徴とする成膜装置である。

[0011] この特徴によれば、冷却手段の冷却作用が直接シャワーヘッドに働くため、冷却の応答性がよぐすなわち、処理空間に面するシャワーヘッド表面の温度をも設定温度に精度よく制御することができる。これにより、基板間で均一性の高い成膜処理を行うことができる。

[0012] 例えば、前記冷却手段は、複数の冷却用フィンと、当該冷却用フィンに冷却用ガスを供給する冷却用ガス供給路と、を有している。

[0013] この場合、好ましくは、前記複数の冷却用フィンの各々は、横方向に延びる板状に起立しており、前記複数の冷却用フィンは、互いに平行に配列されており、前記冷却用ガス供給路は、前記複数の冷却用フィンの間の横方向に延びる隙間の一端側から他端側に向けて冷却用ガスを通流させるベぐ当該一端側に開口するガス吹出口を有している。

[0014] また、好ましくは、前記冷却手段及び前記シャワーヘッド用加熱手段は、排気口を備えた筐体の中に収納されて、る。

[0015] また、好ましくは、前記シャワーヘッドは、前記多数のガス吐出孔に連通するガス拡散室を有しており、前記ガス拡散室には、前記シャワーヘッドの上面側部と下面側部との間の熱伝導のための多数の柱部が配置されている。

[0016] また、本発明による成膜装置は、前記シャワーヘッドの下面に対応する温度を検出するための温度検出部と、前記温度検出部の温度検出値に基づいて、前記シャワーヘッド用加熱手段を制御する制御部と、を更に備えることが好ましい。

[0017] また、好ましくは、前記ガス供給機構は、第 1の処理ガスと第 2の処理ガスとを、同時にあるいは別々に、多数のサイクルに分割して処理空間に供給するようになっている

。この場合、例えば、前記第 1の処理ガスは、チタン化合物のガスであり、前記第 2の処理ガスは、アンモニアガスである。 [0018] また、本発明は、基板に対して成膜処理を施すための処理空間を区画するチャンバーと、前記チャンバ一内に設けられ、前記基板を載置するためのステージと、を備えた成膜装置に組み込まれて用いられるガス供給装置であって、前記ステージに対向して設けられた、多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドの上方に設けられた、当該シャワーヘッドを冷却する冷却手段と、前記冷却手段の上方に設けられた、当該冷却手段を介して前記シャワーヘッドを加熱するシャワーへッド用加熱手段と、を備えたことを特徴とするガス供給装置である。

[0019] この特徴によれば、冷却手段の冷却作用が直接シャワーヘッドに働くため、冷却の応答性がよぐすなわち、処理空間に面するシャワーヘッド表面の温度をも設定温度に精度よく制御することができる。これにより、基板間で均一性の高い成膜処理を行うことができる。

[0020] また、本発明は、基板に対して成膜処理を施すための処理空間を区画するチャンバーと、前記チャンバ一内に設けられ、前記基板を載置するためのステージと、前記ステージに設けられた、前記基板を加熱するための基板用加熱手段と、前記ステージに対向して設けられた、多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドを介して前記チャンバ一内に処理ガスを供給するガス供給機構と、前記シャヮ一ヘッドの上方に設けられた、当該シャワーヘッドを冷却する冷却手段と、前記冷却手段の上方に設けられた、当該冷却手段を介して前記シャワーヘッドを加熱するシャヮーヘッド用加熱手段と、を備えた成膜装置を用いて基板に成膜処理を施す方法であって、基板をステージ上に載置する工程と、前記基板を前記基板用加熱手段によつて加熱する工程と、前記ガス供給機構によって前記シャワーヘッドを介して前記チヤンバー内に処理ガスを供給する工程と、前記シャワーヘッドの上方に設けられた前記冷却手段によって前記シャワーヘッドを冷却する工程と、前記冷却手段の上方に設けられた前記シャワーヘッド用加熱手段によって前記冷却手段を介して前記シャヮーヘッドを加熱する工程と、を備えたことを特徴とする成膜方法である。

[0021] また、本発明は、前記の特徴を有する成膜方法をコンピュータに実施させるためのコンピュータ読みとり可能なコンピュータプログラムを備えたことを特徴とする記憶媒体である。 [0022] なお、基板としては、半導体ウェハや LCD基板、ガラス基板、セラミックス基板などが挙げられる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]図 1は、本発明に係る成膜装置の一実施の形態を示す概略断面図である。

[図 2]図 2は、図 1の成膜装置のシャワーヘッドを示す拡大断面図である。

[図 3]図 3は、図 2のシャワーヘッドを構成するスぺーサ部の上面を示す斜視図である

[図 4]図 4は、図 3のスぺーサ部の下面を示す斜視図である。

[図 5]図 5は、図 2のシャワーヘッドの上方の各部材の構成を示す斜視図である。

[図 6]図 6は、図 2のシャワーヘッドの上方の冷却部材の上面図である。

[図 7]図 7は、図 6の冷却部材に冷却ガスが供給される様子を説明するための上面図である。

[図 8]図 8は、図 2のシャワーヘッドの上方のヒータを示す断面図である。

[図 9]図 9は、図 1の成膜装置の上面側の各部材の構成を示す斜視図である。

[図 10]図 10は、ウェハへの成膜方法の一実施の形態を示すフロー図である。

[図 11]図 11は、図 10の成膜工程中における各処理ガスの供給のオン、オフを示す説明図である。

[図 12]図 12は、比較例として用いられた従来の成膜装置を示す概略断面図である。

[図 13]図 13は、図 12の成膜装置のシャワーヘッドを構成するスぺーサ部の上面を示す斜視図である。

[図 14A]図 14Aは、シャワーヘッドがプリコートされていない場合についての、本発明に係る成膜装置の一実施の形態を用いた成膜処理時と、従来の成膜装置を用いた成膜処理時と、におけるシャワーヘッドの温度を示すグラフである。

[図 14B]図 14Bは、シャワーヘッドがプリコートされている場合についての、本発明に係る成膜装置の一実施の形態を用いた成膜処理時と、従来の成膜装置を用いた成膜処理時と、におけるシャワーヘッドの温度を示すグラフである。

[図 15A]図 15Aは、本発明に係る成膜装置の一実施の形態のシャワーヘッドの温度

、及び、従来の成膜装置のシャワーヘッドの温度を示すグラフである。 [図 15B]図 15Bは、本発明に係る成膜装置の一実施の形態のヒータの出力、及び、従来の成膜装置のヒータの出力を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 図 1は、本発明の一実施の形態に係る成膜装置を示す概略断面図である。本実施の形態の成膜装置 1は、 SFDによって、基板であるウェハ Wに TiN薄膜を形成する装置である。

[0025] 当該成膜装置 1は、気密に構成された略円筒状のチャンバ一 2を有している。チヤンバー 2の底部中央には、下方に突出した円筒状の（チャンバ一 2よりも小径の)ステージ保持部材 21が、シールリングを介して取り付けられている。チャンバ一 2によって、処理空間 Sが規定されている（囲まれている）。チャンバ一 2及びステージ保持部材 21は、図示されない加熱機構を有しており、それら加熱機構は、図示されない電源から給電されて所定の温度に加熱されるようになって！/ヽる。

[0026] チャンバ一 2の側壁には、ウェハ Wの搬入出を行うための搬入出口 22が設けられている。この搬入出口 22は、ゲートバルブ 23によって開閉されるようになっている。

[0027] ステージ保持部材 21の側壁には、排気管 24が接続されている。この排気管 24には、排気手段 25が接続されている。この排気手段 25は、後述の制御部 100からの制御信号を受けて作動するようになっている。これにより、チャンバ一 2内が所定の真空度まで減圧される。

[0028] チャンバ一 2の中には、基板であるウェハ Wを水平に載置するための載置台であるステージ 3が設けられている。ステージ 3は、円筒形状の支持部材 31によって支持されている。支持部材 31の下端は、図示しないシールリングを介して、ステージ保持部材 21に取り付けられている。

[0029] ステージ 3内には、ウェハ用ヒータ 32が埋め込まれている。このウェハ用ヒータ 32 は、図示されない電源カゝら給電されることによって、ウェハ Wを所定の温度に加熱する。

[0030] ステージ 3には、ウェハ Wを支持して昇降させるための 3本（2本のみ図示されている）のウェハ支持ピン 33が、ステージ 3の表面に対して突没可能に設けられて、る。これらのウェハ支持ピン 33は、支持板 34に固定されており、例えばモータを含んだ駆動機構 35により支持板 34が昇降されることに伴って、昇降される。

[0031] チャンバ一 2の上部には、支持部材 2aが設けられている。この支持部材 2aを介して、ステージ 3に対向するように、シャワーヘッド 4が設けられている。図 2は、シャワーへッド 4の縦断面図である。図 2を参照しながら、シャワーヘッド 4の構成について説明する。シャワーヘッド 4は、ベース部 41、スぺーサ部 51及びシャワープレート 42により構成されている。ベース部 41の中央下面部に、スぺーサ部 51が設けられ、スぺーサ部 51の下面側に、シャワープレート 42が設けられている。図中 40は、スぺーサ部 51 及びシャワープレート 42をベース部 41に固着するためのねじであり、図中 40aは、ねじ穴である。

[0032] ベース部 41は、偏平な円形状に形成されている。その下端の外側には、フランジ部が設けられている。このフランジ部が、前記支持部材 2aに支持される。ベース部 4 1の内部には、互いに区画された第 1のガス流路 41a及び第 2のガス流路 41bが夫々形成されている。

[0033] また、ベース部 41のフランジ部よりも上側部には、ベース部 41の当該上側部の温度を検出する検出部であるセンサ 4Aが設けられて、る。この温度検出センサ 4Aは、検出した温度に対応する電気信号を、後述する制御部 100に送信する。なお、ベース部 41はスぺーサ部 51を介してシャワープレート 42に接続されて!、るため、この温度検出センサ 4Aによって検出される温度は、シャワーヘッド 4において処理空間 Sに面する表面の温度に対応した値となる。

[0034] 図 3は、図 2のシャワーヘッドを構成するスぺーサ部の上面を示す斜視図である。図 4は、図 3のスぺーサ部の下面を示す斜視図である。スぺーサ部 51は、円板部 52と、当該円板部 52の周縁において上下に夫々突き出した突縁部 53、 54と、を有している。突縁部 53の上面は、前記ベース部 41に密着している。突縁部 54の下面は、シャワープレート 42に密着している。突縁部 53、円板部 52及びベース部 41によって囲まれる空間は、第 1のガス拡散室 52aとして構成されている。また、突縁部 54、円板部 52及びシャワープレート 42によって囲まれる空間は、第 2のガス拡散室 52bとして構成されている。

[0035] 第 1のガス拡散室 52aは、ベース部 41の第 1のガス流路 41aと連通している。また、図 3及び図 4では図示が省略されている力図 2に示すように、円板部 52の厚さ方向に設けられた中間路 50を介して、ベース部 41の第 2のガス供給路 41bと第 2のガス拡散室 52bとが連通して、る。

[0036] 図 3に示すように、円板部 52の上面側には、例えば互いに間隔をおいて上方に延びる多数の柱部であるボス 55が、島状に設けられている。これら各ボス 55の上面（先端面）は、ベース部 41の下面に接している。後述する冷却部材 6によってベース部 4 1が冷却される際に、各ボス 55は、スぺーサ部 51に効率良くベース部 41の冷気 (冷熱）を伝える。これにより、当該スぺーサ部 51の表面及び当該スぺーサ部 51に接続されるシャワープレート 42の表面の温度力高精度に制御される。

[0037] 本実施の形態では、スぺーサ部 51の直径は 340mmである。また、スぺーサ部 51 においてベース部 41に接する面積の合計は、 385cm²程度である。この合計面積は、スぺーサ部 51のベース部 41への投影領域の面積の約 42%である。

[0038] 図 4に示すように、円板部 52の下面には、その下面全体に亘つて、互いに間隔をお！、て下方に延びる多数の突起（ボス） 56が設けられて!/、る。これら各ボス 56の先端面は、シャワープレート 42の上面に接している。また、各ボス 56及び円板部 52を厚さ方向に貫くように、ガス導入孔 57aが穿設されている。ガス導入孔 57aは、第 1のガス拡散室 52aと連通している。

[0039] なお、図 3では、図示の便宜上、ガス導入孔 57aは数個しか描かれていない。しかしながら、実際は、図 4の各ボス 56に対応するように、多数個が設けられている。また、図 3及び図 4は、円板部の上面及び下面を模式的に示したものにすぎず、ボス 55 及びボス 56の大きさ、各ボス間の間隔、各ボス 55, 56の個数は、夫々適宜変更し得るものである。

[0040] シャワープレート 42は、円板状に形成された部材であり、厚さ方向に多数のガス吐出孔が穿設されている。ガス吐出孔は、例えばシャワープレート 42全体に亘つてマトリクス状に配列されている。これらのガス吐出孔は、第 1のガス拡散室 52aに連通する第 1のガス吐出孔 42aと、第 2のガス拡散室 52bに連通する第 2のガス吐出孔 42bと、によって構成されている。第 1及び第 2のガス吐出孔 42a、 42bは、交互に配列されている。 [0041] 第 1のガス流路 41aに供給されるガスは、第 1のガス拡散室 52a及びガス導入孔 57 aを介して、ガス吐出孔 42aからシャワー状に処理空間 Sに吐出され、ステージ 3上のウエノ、 Wに供給される。また、第 2のガス流路 41bに供給されるガスは、中間路 50と第 2のガス拡散室 52bとを介して、ガス吐出孔 42bからシャワー状に処理空間 Sに吐出され、ステージ 3上のウェハ Wに供給される。すなわち、第 1のガス流路 41aに供給されるガスと、第 2のガス流路 41bに供給されるガスとは、シャワーヘッド 4内では互いに混合されない。

[0042] 次に、図 5は、シャワーヘッド 4の上方の構成を示す斜視図である。図 5に示すように、ベース部 41上には、例えばアルミニウムにより構成された冷却部材 6が設けられている。

[0043] ベース部 41の上面と冷却部材 6の下面は全面にわたって密接するように図示しないネジ等によって固定される。また、熱伝導を効率的に行うために、ベース部 41と冷却部材 6との間に、カーボングラファイト、金属、セラミックス等、高熱伝導率の材質からなる部材を設けてもよい。図 6は、冷却部材 6の上面図である。冷却部材 6は、円板状の基部 61と、当該基部 61の上面に起立する多数の冷却用フィン 62と、によって構成されている。各冷却用フィン 62は、横方向に延びる板状に形成されて、冷却用フィン 62は、互いに平行に配列されている。

[0044] 基部 61の中央は、後述するガス供給ブロック 81の接続領域となっている。当該基部 61の中央には、角形の孔 61aが基部 61の厚さ方向に設けられている。この孔 61a を介して、後述するガス供給ブロック 81が、シャワーヘッド 4に接続されている。

[0045] 図 6に示すように、基部 61上には、当該基部 61の一端力もその中心に向力ように、冷却ガス導入管 63が配設されている。冷却ガス導入管 63は、基部 61上をその直径に沿って伸長する冷却ガス吐出管 64の中央部に、接続されている。また、基部 61 上には、ガス供給ブロック 81の接続領域を囲うように、側管 65が設けられている。側管 65の両端は、冷却ガス吐出管 64に接続されている。

[0046] 冷却ガス吐出管 64及び側管 65には、冷却用フィン 62間の横長の隙間に冷却用フイン 62の伸長方向に沿ってガスを吐出するためのガス吹出口（冷却ガス吐出孔） 66 力各々間隔をおいて設けられている。また、冷却ガス導入管 63には、冷却ガスとして例えばドライ ·エアが貯留された冷却ガス供給源 67が接続されて、る。図中 VIは、ノレブであり、制御部 100の電気信号を受けて、冷却ガス供給源 67から冷却ガス導入管 63への冷却ガスの給断を制御するようになって、る。

[0047] 制御部 100の電気信号に基づいてバルブ VIが開かれると、図 7に示すように、所定の流量の冷却ガスが、冷却ガス供給源 67から冷却ガス導入管 63を介して冷却ガス吐出管 64及び側管 65に流入し、冷却ガス吐出孔 66から吐出される。吐出された冷却ガスは、図中矢印で示すように、冷却用フィン 62に沿って冷却部材 6の周縁部へと向かう。この際、冷却用フィン 62及び基部 61の表面力冷却ガスの気流に曝されて冷却される。このようにして冷却部材 6が冷却されると、隣接するシャワーヘッド 4 が冷却される。

[0048] なお、冷却部材 6、冷却ガス導入管 63、冷却ガス吐出管 64、側管 65及び冷却ガス供給源 67が、特許請求の範囲でいう冷却手段を構成する。また、冷却ガス導入管 6 3、冷却ガス吐出管 64及び側管 65が、冷却用ガス供給路を構成する。

[0049] また、図 8に示すように、冷却用フィン 62の上部には、アルミニウム力なる板状部材 70を介して、シャワーヘッド用加熱手段である円板状のシャワーヘッド用ヒータ 71 が設けられている。このヒータ 71は、板状部材 70及び冷却部材 6を介して、シャワーヘッド 4を加熱可能である。シャワーヘッド用ヒータ 71は、例えば、発熱抵抗体 72を上下力も絶縁材であるゴムシート 73で挟んだ構成を有する。図中 74は、例えばアルミニゥムカもなる板状部材である。シャワーヘッド用ヒータ 71としては、金属板に発熱抵抗体が埋め込まれたようなものを用いてもよい。ただし、装置の軽量ィ匕を図る観点力は、上述のような構成を採用することが好ましい。

[0050] シャワーヘッド 4の温度検出センサ 4A力も電気信号を受けた制御部 100は、その温度検出センサ 4Aの検出値が例えば予め設定された温度となるように、シャワーへッド用ヒータ 71に電気信号を送信して、当該ヒータ 71の出力を調整する。シャワーへッド用ヒータ 71は、このような制御部 100の制御下で、冷却部材 6を介してシャワーへッド 4を加熱する。

[0051] シャワーヘッド用ヒータ 71から発する熱と既述の冷却部材 6の冷気 (冷熱）とによつて、シャワーヘッド 4の処理空間 Sに面する表面において TiN膜の成膜が抑えられる一方で、処理空間 Sにお、てウェハ Wに良好な成膜処理が行われるような温度制御がなされ得る。なお、成膜処理中において、シャワーヘッド 4表面への TiN膜の形成を防ぐためには、その表面の温度は 185°C以下に制御されることが好ましい。

[0052] ベース部 41の上部中央には、ガス供給ブロック 81が設けられている。図 1に示すように、ガス供給ブロック 81には、第 1のガス供給管 81a及び第 2のガス供給管 81bが設けられている。

[0053] 第 1のガス供給管 81aの一端が、第 1のガス流路 41aに接続されている。そして、第 1のガス供給管 81aの他端力分岐して、第 1の処理ガスである NH ガスが貯留され

3

たガス供給源 82と、キャリアガスである N (窒素)ガスが貯留されたガス供給源 83と

2

、に接続されている。

[0054] また、第 2のガス供給管 8 lbの一端力第 2のガス流路 4 lbに接続されている。そして、第 2のガス供給管 8 lbの他端力分岐して、第 2の処理ガスである TiCl ガスが

4 貯留されたガス供給源 84、キャリアガスである N ガスが貯留されたガス供給源 85,

2

及び、クリーニングガスである C1F ガスが貯留されたガス供給源 86に接続されてい

3

る。

[0055] また、各ガス供給管 81a, 81bには、バルブ及びマスフローコントローラなどにより構成されたガス供給機器群 87が介設されている。このガス供給機器群 87は、後述の制御部 100からの制御信号を受信して、各処理ガスの給断を制御するようになって!/、る。なお、各ガス供給源 82〜86、各ガス供給管 8 la, 81b、及び、ガス供給機器群 87 力特許請求の範囲でいうガス供給機構に相当する。

[0056] 図 9は、成膜装置 1の上面を示した斜視図である。図 1及び図 9に示すように、チヤンバー 2上には、板部材 2bを介して、冷却部材 6及びシャワーヘッド用ヒータ 71を収納する筐体であるカバー 27が設けられている。図 1において 27aは、カバー 27に囲まれる排気空間である。カバー 27の上部には、排気空間 27aに開口する排気口 28a が設けられている。排気口 28aには、排気管 29の一端が接続されている。排気管 29 の他端は、排気手段 29aに接続されている。

[0057] 冷却ガスの吐出孔 66から吐出される冷却ガスは、冷却部材 6を冷却した後、排気空間 27aを介して排気手段 29aによって排気管 29から除去される。 [0058] 本実施の形態の成膜装置 1には、例えばコンピュータ力もなる制御部 100が設けられている。制御部 100は、プログラム、メモリ、 CPU力もなるデータ処理部などを備えている。前記プログラムでは、制御部 100が成膜装置 1の各部に制御信号を送って、後述の各作用を実施することで、ウェハ Wに対して TiN膜が成膜できる、というよう〖こ命令が組まれている。また、例えばメモリには、処理圧力、処理時間、ガス流量、電力値などの処理パラメータの値 (レシピ）が書き込まれる領域が設けられている。 CPUが前記プログラムの各命令を実行する際には、これらの処理パラメータが読み出されて、当該パラメータ値に応じた制御信号が、成膜装置 1の各部に送られるようになっている。

[0059] このプログラム（処理パラメータの入力用画面に関連するプログラムも含む）は、例えば、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、 MO (光磁気ディスク）などにより構成される記憶媒体である記憶部 101に格納されていて、制御部 100に適宜にインスト一ノレされる。

[0060] 次いで、上述の成膜装置 1の作用として、ウェハ W表面に TiN膜を成膜する成膜方法について、図 10を参照しながら説明する。

[0061] 先ず、排気手段 25により、チャンバ一 2内が真空引きされる。そして、ガス供給源 8

3から、不活性ガスである N ガスが、所定の流量でチャンバ

2 一 2内に供給される。また、このとき、ウェハ用ヒータ 32によって、ステージ 3が所定の温度例えば 600°C〜7 00°C程度まで加熱される。また、チャンバ一 2の不図示のヒータも加熱され、チャンバ一 2内が所定の温度に維持される。

[0062] ウェハ用ヒータ 32及びチャンバ一 2の前記不図示のヒータの昇温後、冷却ガス供給源 67から、冷却ガスが冷却ガス吐出管 64に例えば流量 150LZminで供給される。この冷却ガスは、冷却ガス吐出孔 66から吐出されて、冷却部材 6が冷却される（ステツプ Sl)。なお、例えば冷却ガスの供給と略同時に排気手段 29aが作動して、排気空間 27aが排気される。

[0063] 冷却ガスの供給が開始された後、ガスシャワーヘッド用ヒータ 71が昇温して、冷却部材 6を介してシャワーヘッド 4が加熱される。ここで、例えば温度検出センサ 4Aにより検出される温度が所定の値、例えば 165°Cに維持されるように、シャワーヘッド 4の温度が制御される (ステップ S2)。

[0064] その後、ゲートバルブ 23が開けられ、図示されない搬送アームによって、ウェハ W がチャンバ一 2内に搬入される。そして、当該搬送アームとウェハ支持ピン 33との協働作業により、ウエノ、 Wがステージ 3の上面に載置され、ゲートバルブ 23が閉められる（ステップ S3)。

[0065] ステージ 3に載置されたウェハ Wは、所定の温度に加熱される（ステップ S4)。

[0066] 図 11は、ウェハ Wに TiN膜の薄膜を形成する工程におけるガスの給断と圧力の制御とを、時系列に沿って示すグラフである。ステージ 3に載置されたウェハ Wが所定の温度に加熱され、チャンバ一 2内の温度が所定の温度に維持され、更に、チャンバ一 2内の圧力が例えば 260Paに維持されると、図 11に示すように、時刻 tlにて両処理ガスの供給が ONとされる。そして、時刻 tlカゝら t2に至るまで、例えば TiCl ガスと

4

NH ガスと力夫々所定の流量で、チャンバ一 2内に供給される。これら TiCl ガス

3 4 と NH ガスとは、下記の（1)式のように反応して、ゥヱハ Wの表面に TiN膜が成膜さ

3

れる（ステップ S 5)。

6TiCl +8NH →6TiN + 24HCl+N · '· (1)

4 3 2

[0067] 続いて、時刻 t2にて、 TiCl ガス及び NH ガスの供給が停止され、チャンバ一 2

4 3

内に残留した未反応のガスや反応副生成物が除去される。この際には、パージガスとして例えば N ガスが供給されてもよい。その後、 TiCl ガスの供給が停止されたま

2 4

ま、 NH ガスの供給が所定の流量で所定時間行われる（詳しくは、 NH ガスに加え

3 3 て、そのキャリアガスとして N ガスも供給される)。これにより、ウェハ W上に成膜され

2

た TiNの中に含まれる残留塩素力 NH ガスによって還元される。この還元反応に

3

よって生じた塩ィ匕物はチャンバ一 2内から除去される。

[0068] そして、 NH ガスの供給が停止され、当該チャンバ一 2内の残留 NH ガスが排気

3 3

される。このとき、例えば N ガスが供給されてもよい。以上により、時刻 t3に至った時

2

点で、 1サイクルが終了する。

[0069] その後、時刻 tlから時刻 t3に至るまでに行われたのと同様のステップ群力繰り返し行われる。例えば、時刻 tl〜t3までのステップ群が、 10サイクル以上、好ましくは 3 0サイクル以上、所望の TiN膜を得られるまで、繰り返される。このサイクル数については、 1サイクルで形成される薄膜の膜厚によって、適宜調整される。

[0070] ウェハ W表面への TiN膜の形成の完了後、 TiCl 及び NH の両処理ガスの供給

4 3

が停止され、所定の時間チャンバ一 2内のパージが行われる。し力る後、 NH ガスを

3 キャリアガスである N ガスと共にチャンバ 2内に供給して、ウェハ W上の TiN膜表面

2

の窒化処理が行われる。このようにして、所定枚数のウエノ、 wに対して、同様の工程で繰り返し成膜処理が行われる。

[0071] 所定枚数のウェハ Wへの成膜処理後、チャンバ一 2内に付着した不要な成膜物を除去するため、当該チャンバ一 2内に C1F ガスが供給されて、クリーニングが行われ

3

る。

[0072] 前述の成膜装置 1によれば、シャワーヘッド 4の上方に冷却ガスによって冷却される冷却部材 6が設けられ、更にその上にシャワーヘッド用ヒータ 71が設けられている。このため、処理空間 S側からウェハ用ヒータ 32により輻射される熱やチャンバ一 2の図示しない加熱手段から輻射される熱によってシャワーヘッド 4の温度が昇温しすぎる t 、う事態が、シャワーヘッド 4の直ぐ上に設けられた冷却部材 6の冷却作用によって抑えられる。そして、冷却手段 6の上方のシャワーヘッド用ヒータ 71を補助的に活用することによって冷却作用の程度を調整することができるので、処理空間 Sに面するシャワーヘッド表面の温度を設定温度に精度よくコントロールできる。従って、ウェハ W間で均一性の高い TiN膜の成膜処理を行うことができる。

[0073] また、処理ガスの第 1の拡散室 52aを構成するスぺーサ部 51の上面には、多数のボス 55が設けられており、また、処理ガスの第 2の拡散室を構成するスぺーサ部 51 の下面にも、多数のボス 56が設けられている。そして、ボス 55はベース部 41に接しており、ボス 56はシャワープレート 42に接している。これにより、ベース部 41とスぺーサ部 51との間ないしスぺーサ部 51とシャワープレート 42との間で、熱伝導が効率良く行われる。このことによつても、スぺーサ部 51及びシャワープレート 42表面の温度を、より高い精度で設定温度に制御することができる。

[0074] なお、冷却手段としては、上述の成膜装置のように冷却部材 6及びガス吐出管 64 などを設ける代わりに、例えば内部に通気室を設けたブロックをシャワーヘッド 4とヒータ 71との間に設置して、当該通気室に冷却ガスを流通させる構成を採用してもよい。あるいは、冷却手段としては、ペルチェ素子によって構成された冷却部材を用いてもよい。

[0075] あるいは、例えば冷却液が通流する流路が表面に設けられたプレートが、冷却手段としてシャワーヘッド 4上に設けられてもよい。ただし、既述の実施の形態のように冷却ガスを用いる冷却手段を設ける構成の方が、冷却液の通流のための配管の引き回しが不要で、成膜装置 1を構成する部品のレイアウトの自由度が高くなると共に装置の大型化を抑えることができるため好ましい。また、上述の実施の形態において、各冷却用フィン 62は起立して設けられ、各フィン 62間の隙間に冷却ガスが通流される構成であるため、冷却ガスに曝される冷却部材 6の表面積を大きくとることができる一方で、冷却部材 6の床面積を抑えることができる。従って、装置の大型化を効果的に抑制することができる。

[0076] なお、上述の成膜工程では、処理ガスをパルス的にチャンバ一 2内に導入するサイクルが繰り返し行われ、膜が段階的に積層されるが、処理ガスを連続的に供給する C VD成膜処理が行われてもよい。また、 TiCl ガス及び NH ガスを同時にチャンバ

4 3

一 2内に供給するのではなぐ夫々交互に供給することによって、処理空間 Sの雰囲気を TiCl ガスによる雰囲気と NH ガスによる雰囲気とに交互に多数回切り替えて

4 3

、ウェハ w上への Ti原子層（あるいは分子層）の形成と窒化とを交互に行うようにして

TiN膜を形成してもよい。

[0077] また、例えばシャワーヘッド 4に高周波を印加し、チャンバ一 2内にプラズマを発生させ、そのプラズマのエネルギーとウェハ用ヒータ 32の熱エネルギーとを利用してゥェハ Wに成膜を行ってもよ!ヽ。

[0078] なお、上記実施の形態では、 TiN膜の成膜処理を例にとって説明した力これに限らず、成膜装置 1は、 Ti膜など他の膜の CVD成膜処理に適用することもできる。

[0079] また、上述の成膜装置 1のシャワーヘッド 4と、その上方の冷却部材 6及び当該冷却部材 6に冷却ガスを供給するための各配管と、ヒータ 71と、力なるガス供給装置を発明として捉えてもよい。

[0080] なお、成膜装置 1を含む本発明の成膜装置、あるいは、前記ガス供給装置は、 SF

Dのようにステージヒータ等の処理空間側からの熱によってシャワーヘッド 4の温度が制御対象温度よりも高くなつてしまう処理を行う場合に特に有効である。

[0081] <実施例 >

続いて、本発明の効果を確認するために、以下の実施例及び比較例が検証された

[0082] 以下の実施例においては、既述の成膜装置 1が用いられた。一方、比較例においては、図 12に示す従来例の成膜装置 9が用いられた。ここで、成膜装置 9は、以下に説明する相違点を除いては、成膜装置 1と略同様に構成されたものである。図 12において、成膜装置 1と同様の構成を有する各部については、成膜装置 1に対して用いた符号と同一の符号を用いている。なお、成膜装置 9に設けられる制御部の図示は省略されている力成膜装置 9の制御部も、制御部 100と同様に、ウェハ Wに TiN 膜が成膜されるように成膜装置 9の各部を制御するようになって、る。

[0083] 成膜装置 1との相違点として、成膜装置 9においては、シャワーヘッド 4の上方に冷却部材 6及びカバー 27などが設けられていない。その代わりに、ヒータ 91がシャワーヘッド 4上に積層されている。また、ヒータ 91上に断熱材 92が積層されている。

[0084] また、成膜装置 9のシャワーヘッド 4は、前述の構成を有するスぺーサ部 51の代わりに、従来の構成を有するスぺーサ部 93が設けられている。スぺーサ部 93の構成について、図 13を用いて説明する。図 13は、図 12の成膜装置 9のシャワーヘッドを構成するスぺーサ部 93の上面を示す斜視図である。図 13に示すように、スぺーサ部 9 3の円板部 152の上面には、ボスが設けられていない。その代わりに、円板部 152の直径方向に沿って、互いに直交する 2本のリブ 94が設けられている。リブ 94の上面力ベース部 41の下面に密着している。スぺーサ部 93の直径は、成膜装置 1のスぺーサ部 51の直径と同じ 340mmである力スぺーサ部 93においてベース部 41に接する面積の合計は、 276cm²である。これは、スぺーサ部 93のベース部 41への投影領域の面積の約 30%に相当し、スぺーサ部 51がベース部 41に接する面積より小さい。

[0085] <実施例 1 1 >

成膜装置 1を用いて、本発明の実施の形態として前述した手順に従って、ウェハ W に対して TiN膜の成膜が行われた。成膜処理中、ヒータ 71の温度は 165°Cに設定され、冷却ガス供給源 67から冷却部材 6に供給される冷却ガスの流量は 150LZmin に設定された。また、シャワーヘッド 4の表面に（処理空間 Sと接する面に)熱電対からなる温度検出センサ (TC)が一時的に貼り付けられ、ステージ 3のウェハ用ヒータ 32 の温度を変更しながら前記温度検出センサ (TC)によって検出されるシャワーヘッド 4の温度が調べられた。

[0086] <比較例 1 1 >

成膜装置 9を用いて、ウェハ Wに対して TiN膜の成膜が行われた。成膜処理中、ステージ 3のウェハ用ヒータ 32の設定温度を変更しながら、シャワーヘッド 104の表面に取り付けられた温度検出センサ (TC)によって検出される当該シャワーヘッド 104 の温度が調べられた。ただし、シャワーヘッド 104上のヒータ 91の設定温度は 170°C とされた。

[0087] 図 14Aは、実施例 1— 1及び比較例 1— 1の結果を示すグラフである。図 14Aのグラフに示すように、ステージ 3のヒータ 32の温度が高く設定されると、実施例 1—1に比べて、比較例 1—1において、シャワーヘッド 104の表面の温度検出センサ TCによつて検出される温度が急激に高くなつている。従って、このグラフから、実施例 1—1 における処理空間 Sに面するシャワーヘッド 4の表面温度は、比較例 1 1におけるシャワーヘッド 104の表面温度に比べて、抑えられて!/、ると!/、える。

[0088] また、実施例 1—1のグラフの傾きは、比較例 1—1のグラフの傾きに比べて小さい。

このことから、実施例 1—1では、比較例 1—1に比べて、シャワーヘッドの温度上昇が抑えられているといえる。

[0089] <実施例 1 2 >

成膜装置 1において、処理空間 Sに面するシャワーヘッド 4表面に、 TiN膜が予め形成 (プリコート)された。そのような成膜装置 1を用いて、実施例 1—2として、本発明の実施の形態として前述した手順に従って、ウェハ Wに対して TiN膜の成膜が行われた。成膜処理の各種条件は、実施例 1—1と同様とされ、また、シャワーヘッド 4の表面に (処理空間 Sと接する面に)熱電対力もなる温度検出センサ (TC)が一時的に貼り付けられ、ステージ 3のウェハ用ヒータ 32の温度を変更しながら前記温度検出センサ (TC)によって検出されるシャワーヘッド 4の温度が調べられた。 [0090] <比較例 1 2 >

実施例 1—2と同様に、成膜装置 9において、処理空間 Sに面するシャワーヘッド 10 4表面に、 TiN膜が予め形成 (プリコート）された。そのような成膜装置 9を用いて、ゥェハ Wに対して TiN膜の成膜が行われた。成膜処理の各種条件は、比較例 1 1と同様とされ、また、ステージ 3のウェハ用ヒータ 32の設定温度を変更しながら、シャヮ一ヘッド 104の表面に取り付けられた温度検出センサ (TC)によって検出される当該シャワーヘッド 104の温度が調べられた。

[0091] 図 14Bは、実施例 1—2及び比較例 1—2の結果を示すグラフである。図 14Bのダラフに示すように、実施例 1 2に比べて、比較例 1 2において、前記温度検出センサ TCによって検出されるシャワーヘッド 4の温度は高くなつている。従って、このダラフから、実施例 1—2におけるシャワーヘッド 4の表面温度は、比較例 1—2のシャワーヘッド 104の表面温度に比べて、抑えられていることが分かる。

[0092] また、図 14Bのグラフの 600°C〜700°C付近の温度範囲において、実施例 1—2のグラフの傾きは、比較例 1—2のグラフの傾きに比べて小さい。このことから、この温度範囲において、実施例 1 2では、比較例 1 2に比べて、シャワーヘッドの温度上昇が抑えられているといえる。

[0093] <実施例 2>

実施例 2では、既述の成膜装置 1を用いて、本発明の実施の形態として前述した手順に従って、 500枚のウェハ Wに対して順次 TiN膜の成膜が行われた。これらの成膜処理時において、温度検出センサ 4Aが示すシャワーヘッド 4の温度の変化と、当該シャワーヘッド 4上のヒータ 71の出力と、がモニタされた。なお、制御部 100のプログラムは、成膜処理中においてセンサ 4Aの温度が 165°Cに維持されるべくヒータ 71 の温度が調整されるように、設定されていた。

[0094] <比較例 2>

比較例 2では、既述の成膜装置 9を用いて、本発明の実施の形態として前述した手順に従って、 500枚のウェハ Wに対して順次 TiN膜の成膜が行われた。これらの成膜処理時において、温度検出センサ (温度検出センサ 4Aと同様に設けられる）が示すシャワーヘッド 104の温度の変化と、当該シャワーヘッド 104上のヒータ 92の出力と、がモニタされた。なお、成膜装置 9の制御部のプログラムは、成膜処理中において前記温度検出センサの温度が 170°Cに維持されるべくヒータ 92の温度が調整されるように、設定されていた。

[0095] 図 15Aは、実施例 2及び比較例 2のモニタされた温度を示している。実施例 2では、設定通りの温度 165°Cで推移している。これに対し、比較例 2では、処理開始直後に、設定された温度 170°Cを超えて、その後時間が経過するにつれて、更に温度が上昇している。

[0096] 図 15Bは、実施例 2のヒータ 71の出力及び比較例 2のヒータ 92の出力を示している。図 15Bのグラフの横軸に示す時間は、図 15Aのグラフの横軸に示す時間に対応している。図 15Bのグラフに示すように、実施例 2のヒータ 71の出力は、処理開始直後に 90%程度に上昇した後、 50%程度に下降し、当該 50%周辺で安定している。これに対して、比較例 2においては、開始直後から出力が低下して、略 0%になっている。

[0097] 図 15A及び図 15Bのグラフから、実施例 2においては、冷却部材 6及びヒータ 71によってシャワーヘッド 4を安定して温度制御できることが分かる。このため、シャワーへッド 4の処理空間 Sに対向する表面の温度が好適に制御され、その表面における Ti N膜の成膜を抑えることができるのである。一方、比較例 2においては、ヒータ 71の出力がゼロであっても、シャワーヘッド 104の温度は上昇し続けている。すなわち、シャヮーヘッド 104の温度力十分に制御できていないことが分かる。

Claims

請求の範囲

[1] 基板に対して成膜処理を施すための処理空間を区画するチャンバ一と、

前記チャンバ一内に設けられ、前記基板を載置するためのステージと、前記ステージに設けられた、前記基板を加熱するための基板用加熱手段と、前記ステージに対向して設けられた、多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドを介して前記チャンバ一内に処理ガスを供給するガス供給機構と、

前記シャワーヘッドの上方に設けられた、当該シャワーヘッドを冷却する冷却手段と、

前記冷却手段の上方に設けられた、当該冷却手段を介して前記シャワーヘッドを加熱するシャワーヘッド用加熱手段と、

を備えたことを特徴とする成膜装置。

[2] 前記冷却手段は、複数の冷却用フィンと、当該冷却用フィンに冷却用ガスを供給する冷却用ガス供給路と、を有している

ことを特徴とする請求項 1に記載の成膜装置。

[3] 前記複数の冷却用フィンの各々は、横方向に延びる板状に起立しており、

前記複数の冷却用フィンは、互いに平行に配列されており、

前記冷却用ガス供給路は、前記複数の冷却用フィンの間の横方向に延びる隙間の一端側から他端側に向けて冷却用ガスを通流させるベぐ当該一端側に開口するガス吹出口を有している

ことを特徴とする請求項 2に記載の成膜装置。

[4] 前記冷却手段及び前記シャワーヘッド用加熱手段は、排気口を備えた筐体の中に収納されている

ことを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の成膜装置。

[5] 前記シャワーヘッドは、前記多数のガス吐出孔に連通するガス拡散室を有しており前記ガス拡散室には、前記シャワーヘッドの上面側部と下面側部との間の熱伝導のための多数の柱部が配置されていることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の成膜装置。

[6] 前記シャワーヘッドの下面に対応する温度を検出するための温度検出部と、

前記温度検出部の温度検出値に基づ!/、て、前記シャワーヘッド用加熱手段を制御する制御部と、

を更に備えたことを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載の成膜装置。

[7] 前記ガス供給機構は、第 1の処理ガスと第 2の処理ガスとを、同時にあるいは別々に、多数のサイクルに分割して処理空間に供給するようになっている

ことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれかに記載の成膜装置。

[8] 前記第 1の処理ガスは、チタン化合物のガスであり、

前記第 2の処理ガスは、アンモニアガスである

ことを特徴とする請求項 7に記載の成膜装置。

[9] 基板に対して成膜処理を施すための処理空間を区画するチャンバ一と、

前記チャンバ一内に設けられ、前記基板を載置するためのステージと、を備えた成膜装置に組み込まれて用いられるガス供給装置であって、

前記ステージに対向して設けられた、多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドの上方に設けられた、当該シャワーヘッドを冷却する冷却手段と、

を備えたことを特徴とするガス供給装置。

[10] 前記冷却手段は、複数の冷却用フィンと、当該冷却用フィンに冷却用ガスを供給する冷却用ガス供給路と、を有している

ことを特徴とする請求項 9に記載のガス供給装置。

[11] 前記複数の冷却用フィンの各々は、横方向に延びる板状に起立しており、

前記冷却用ガス供給路は、前記複数の冷却用フィンの間の横方向に延びる隙間の一端側から他端側に向けて冷却用ガスを通流させるベぐ当該一端側に開口するガス吹出口を有していることを特徴とする請求項 10に記載のガス供給装置。

[12] 前記冷却手段及び前記シャワーヘッド用加熱手段は、排気口を備えた筐体の中に収納されている

ことを特徴とする請求項 9乃至 11のいずれかに記載のガス供給装置。

[13] 前記シャワーヘッドは、前記多数のガス吐出孔に連通するガス拡散室を有しており前記ガス拡散室には、前記シャワーヘッドの上面側部と下面側部との間の熱伝導のための多数の柱部が配置されている

ことを特徴とする請求項 9乃至 12のいずれかに記載のガス供給装置。

[14] 前記シャワーヘッドの下面に対応する温度を検出するための温度検出部と、

を更に備えたことを特徴とする請求項 9乃至 13のいずれかに記載のガス供給装置。

[15] 基板に対して成膜処理を施すための処理空間を区画するチャンバ一と、

を備えた成膜装置を用いて基板に成膜処理を施す方法であって、

基板をステージ上に載置する工程と、

前記基板を前記基板用加熱手段によって加熱する工程と、

前記ガス供給機構によって前記シャワーヘッドを介して前記チャンバ一内に処理ガスを供給する工程と、前記シャワーヘッドの上方に設けられた前記冷却手段によって前記シャワーヘッドを冷却する工程と、

前記冷却手段の上方に設けられた前記シャワーヘッド用加熱手段によって前記冷却手段を介して前記シャワーヘッドを加熱する工程と、

を備えたことを特徴とする成膜方法。

[16] 前記冷却手段は、複数の冷却用フィンと、当該冷却用フィンに冷却用ガスを供給する冷却用ガス供給路と、を有しており、

前記冷却手段によって前記シャワーヘッドを冷却する工程は、前記冷却用フィンに前記冷却用ガスを供給する工程を含んで、る

ことを特徴とする請求項 15に記載の成膜方法。

[17] 前記複数の冷却用フィンの各々は、横方向に延びる板状に起立しており、

ことを特徴とする請求項 16に記載の成膜方法。

[18] 前記冷却手段及び前記シャワーヘッド用加熱手段は、排気口を備えた筐体の中に収納されている

ことを特徴とする請求項 15乃至 17のいずれかに記載の成膜方法。

[19] 前記シャワーヘッドは、前記多数のガス吐出孔に連通するガス拡散室を有しており前記ガス拡散室には、前記シャワーヘッドの上面側部と下面側部との間の熱伝導のための多数の柱部が配置されている

ことを特徴とする請求項 15乃至 18のいずれかに記載の成膜方法。

[20] 前記成膜装置は、

前記シャワーヘッドの下面に対応する温度を検出するための温度検出部と、前記温度検出部の温度検出値に基づ!/、て、前記シャワーヘッド用加熱手段を制御する制御部と、を更に備え、

前記成膜方法は、

前記温度検出部によって前記シャワーヘッドの下面に対応する温度を検出するェ程と、

前記制御部によって、前記温度検出部の温度検出値に基づいて、前記シャワーへッド用加熱手段を制御する工程と、

を更に備える

ことを特徴とする請求項 15乃至 19のいずれかに記載の成膜方法。

[21] 前記ガス供給機構によって前記シャワーヘッドを介して前記チャンバ一内に処理ガスを供給する工程は、

第 1の処理ガスと第 2の処理ガスとを、同時にあるいは別々に、多数のサイクルに分割して処理空間に供給して、薄膜の成分層を基板に重ねて積層する工程を含んでいる

ことを特徴とする請求項 15乃至 20のいずれかに記載の成膜方法。

[22] 前記第 1の処理ガスは、チタン化合物のガスであり、

前記第 2の処理ガスは、アンモニアガスである

ことを特徴とする請求項 21に記載の成膜方法。

[23] 基板に対して成膜処理を施すための処理空間を区画するチャンバ一と、

を備えた成膜装置を用いて基板に成膜処理を施す方法であって、請求項 15乃至 22のいずれかに記載の成膜方法

をコンピュータに実施させるためのコンピュータ読みとり可能なコンピュータプログラムを備えたことを特徴とする記憶媒体。