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JP2009200405A - Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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JP2009200405A
JP2009200405A JP2008042897A JP2008042897A JP2009200405A JP 2009200405 A JP2009200405 A JP 2009200405A JP 2008042897 A JP2008042897 A JP 2008042897A JP 2008042897 A JP2008042897 A JP 2008042897A JP 2009200405 A JP2009200405 A JP 2009200405A
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film
wafer
oxygen gas
reflectance
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Kenkichi Suezawa
健吉 末沢
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Fujitsu Semiconductor Ltd
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Fujitsu Semiconductor Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To regulate the oxidation degree of an IrOx film without periodical check of a test sample. <P>SOLUTION: A semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device having a ferroelectric capacitor including an upper electrode, a dielectric, and a lower electrode, an inlet for introducing an oxygen gas contained in a gas mixture for forming the upper electrode on the semiconductor wafer placed in a film forming chamber to the chamber, A regulator for regulating oxygen gas introduced into the film forming chamber, and a measuring part for measuring an oxygen gas concentration contained in the mixed oxygen gas in the film forming chamber. When the gas concentration measured by the measuring part is not within a prescribed range, the regulator controls the amount of oxygen gas to be introduced so that the gas concentration falls within the prescribed range. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and a semiconductor device manufacturing method.

強誘電体材料を用いた不揮発性半導体メモリ回路(FeRAM:Ferroelectric Random
Access Memory)の強誘電体キャパシタの上部電極は、酸化度が異なる2種類のIrOx膜が積層構造となって形成されている。半導体ウエハー(以下、単にウエハーという)に対するIrOx膜の形成は、成膜チャンバー内に、ArガスとO2ガス(酸素ガス)との
混合ガスを導入し、Irターゲットを用いて、反応性スパッタにより行われている。上部電極の上層のIrOx膜の酸化度は、強誘電体キャパシタの特性に対して影響が大きい。そのため、上部電極の上層のIrOx膜の酸化度の制御は、重要である。
特開2006−73648号公報 特開2004−39699号公報 特開2006−222136号公報
Nonvolatile semiconductor memory circuit (FeRAM: Ferroelectric Random) using ferroelectric material
The upper electrode of the ferroelectric capacitor of Access Memory is formed by laminating two types of IrOx films having different degrees of oxidation. An IrOx film is formed on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) by introducing a mixed gas of Ar gas and O 2 gas (oxygen gas) into the film forming chamber and performing reactive sputtering using an Ir target. Has been done. The degree of oxidation of the IrOx film on the upper layer of the upper electrode has a great influence on the characteristics of the ferroelectric capacitor. Therefore, it is important to control the degree of oxidation of the IrOx film on the upper layer of the upper electrode.
JP 2006-73648 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-39699 JP 2006-222136 A

上部電極の上層のIrOx膜の酸化度を制御する場合、IrOx膜が成膜された後のテストサンプル(テストピース)を定期的にチェックし、IrOx膜の酸化度を確認する方法がある。IrOx膜が成膜された後のテストサンプルを定期的にチェックし、IrOx膜の酸化度を確認する場合、テストサンプルのチェックを行う工程が必要となる。また、テストサンプル自体を用意する必要がある。本発明は、テストサンプルを定期的にチェックする必要なしに、IrOx膜の酸化度を制御する技術の提供を目的とする。   When controlling the degree of oxidation of the IrOx film on the upper layer of the upper electrode, there is a method of checking the degree of oxidation of the IrOx film by periodically checking a test sample (test piece) after the IrOx film is formed. When the test sample after the IrOx film is formed is periodically checked and the degree of oxidation of the IrOx film is confirmed, a step of checking the test sample is required. Moreover, it is necessary to prepare a test sample itself. An object of the present invention is to provide a technique for controlling the degree of oxidation of an IrOx film without the need to periodically check a test sample.

本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明の半導体製造装置は、上部電極、誘電体及び下部電極から構成される強誘電体キャパシタを有する半導体装置を製造する半導体製造装置であって、成膜チャンバー内に設置された半導体ウエハーに前記上部電極を形成するための混合ガスに含まれる酸素ガスを前記成膜チャンバーに導入する導入部と、前記成膜チャンバーに導入される酸素ガスの導入流量を制御する制御部と、前記成膜チャンバー内の前記混合ガスに含まれる酸素ガスの濃度を計測する計測部と、を備え、前記制御部は、前記計測部によって計測された酸素ガスの濃度の値が所定値の範囲内にない場合、前記酸素ガスの濃度の値が所定値の範囲内になるように前記酸素ガスの導入流量を変更する。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device having a ferroelectric capacitor composed of an upper electrode, a dielectric, and a lower electrode, and a semiconductor wafer installed in a film forming chamber. An introduction part for introducing oxygen gas contained in a mixed gas for forming the upper electrode into the film formation chamber, a control part for controlling an introduction flow rate of oxygen gas introduced into the film formation chamber, A measurement unit that measures the concentration of oxygen gas contained in the mixed gas in the membrane chamber, and the control unit has a concentration value of oxygen gas measured by the measurement unit not within a predetermined value range In this case, the flow rate of the oxygen gas is changed so that the value of the oxygen gas concentration falls within a predetermined value range.

本発明の半導体製造装置によれば、酸素ガスの濃度の値が所定値の範囲内にない場合、酸素ガスの濃度の値が所定値の範囲内になるように成膜チャンバーに対する酸素ガスの導入流量を変更する。そして、成膜チャンバーに対する酸素ガスの導入流量を変更することで、成膜チャンバー内の混合ガスに含まれる酸素ガスの濃度を所定値の範囲内となるように制御する。このような制御により、所望のキャパシタ特性を備えた強誘電体キャパシタを有する半導体装置を製造することが可能となる。また、本発明は、コンピュータその他の装置、機械等が上記いずれかの処理を実行する方法であってもよい。   According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, when the oxygen gas concentration value is not within the predetermined value range, the oxygen gas is introduced into the film forming chamber so that the oxygen gas concentration value is within the predetermined value range. Change the flow rate. Then, by changing the flow rate of oxygen gas introduced into the film formation chamber, the concentration of oxygen gas contained in the mixed gas in the film formation chamber is controlled to be within a predetermined value range. Such control makes it possible to manufacture a semiconductor device having a ferroelectric capacitor having desired capacitor characteristics. Further, the present invention may be a method in which a computer, other devices, machines, etc. execute any one of the processes described above.

本発明によれば、テストサンプルを定期的にチェックする必要なしに、IrOx膜の酸化度を制御することができる。   According to the present invention, the degree of oxidation of the IrOx film can be controlled without having to periodically check the test sample.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.

強誘電体キャパシタは、下部電極、誘電体、上部電極により構成されている。下部電極は、例えばAl23(酸化アルミニウム)膜とPt膜の積層構造となっている。誘電体は、例えば強誘電体であるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)によって形成されている。上部電極は、例えばIrOx(酸化イリジウム)膜によって形成される。 A ferroelectric capacitor includes a lower electrode, a dielectric, and an upper electrode. The lower electrode has a laminated structure of, for example, an Al 2 O 3 (aluminum oxide) film and a Pt film. The dielectric is made of, for example, PZT (lead zirconate titanate) which is a ferroelectric. The upper electrode is formed of, for example, an IrOx (iridium oxide) film.

図1に示すように、成膜チャンバー1内のウエハーステージ2に設置されたウエハー(半導体基板)3にIrOx膜を形成する場合、成膜チャンバー1にArガスとO2ガスと
の混合ガスを導入する。そして、バッキングプレート4に設置されたIrターゲット5を陰極としてプラズマ励起させ、アルゴンイオン(Ar+)を生成する。アルゴンイオン(
Ar+)がIrターゲット5に衝突することによりIr原子が弾き出され、対向して設置
されたウエハー3にIrOx膜が成膜される。なお、成膜チャンバー1内には、成膜チャンバー1の内壁とウエハー3との間にシールド(防着版)6が設けられている。
As shown in FIG. 1, when an IrOx film is formed on a wafer (semiconductor substrate) 3 placed on a wafer stage 2 in a film forming chamber 1, a mixed gas of Ar gas and O 2 gas is supplied to the film forming chamber 1. Introduce. Then, plasma excitation is performed using the Ir target 5 installed on the backing plate 4 as a cathode, and argon ions (Ar + ) are generated. Argon ion (
When Ar + ) collides with the Ir target 5, Ir atoms are ejected, and an IrOx film is formed on the wafer 3 placed oppositely. In the film forming chamber 1, a shield (a deposition plate) 6 is provided between the inner wall of the film forming chamber 1 and the wafer 3.

IrOx膜の酸化度は、IrOx膜の反射率及びシート抵抗と相関関係がある。IrOx膜の酸化度が増加すると、IrOx膜の反射率が減少する傾向にある。IrOx膜の酸化度が増加すると、IrOx膜のシート抵抗が増加する傾向にある。したがって、IrOx膜の反射率を測定することにより、IrOx膜の酸化度を間接的に認識することができる。また、IrOx膜のシート抵抗を測定することにより、IrOx膜の酸化度を間接的に認識することができる。   The degree of oxidation of the IrOx film correlates with the reflectance and sheet resistance of the IrOx film. As the degree of oxidation of the IrOx film increases, the reflectance of the IrOx film tends to decrease. As the degree of oxidation of the IrOx film increases, the sheet resistance of the IrOx film tends to increase. Therefore, the degree of oxidation of the IrOx film can be indirectly recognized by measuring the reflectance of the IrOx film. Further, the degree of oxidation of the IrOx film can be indirectly recognized by measuring the sheet resistance of the IrOx film.

図2は、スイッチング分極量とIrOx膜の反射率との関係を示している。図2の縦軸は、スイッチング分極量(クーロン/cm2)であり、図2の横軸は、IrOx膜の反射
率(%)である。図2では、IrOx膜の反射率が25%、26%、27%の場合について、スイッチング分極量をそれぞれ測定している。また、IrOx膜の反射率が25%、26%、27%の場合のそれぞれについて、スイッチング分極量を同じ回数測定している。
FIG. 2 shows the relationship between the switching polarization amount and the reflectance of the IrOx film. The vertical axis in FIG. 2 is the amount of switching polarization (coulomb / cm 2 ), and the horizontal axis in FIG. 2 is the reflectance (%) of the IrOx film. In FIG. 2, the amount of switching polarization is measured when the reflectance of the IrOx film is 25%, 26%, and 27%. Further, the switching polarization amount is measured the same number of times when the reflectance of the IrOx film is 25%, 26%, and 27%.

IrOx膜の反射率が25%の場合、スイッチング分極量は、2.4E−05(2.4×10-5)〜2.6E−05(2.6×10-5)程度の範囲内にある。IrOx膜の反射率が26%の場合、スイッチング分極量は、1.8E−05(1.8×10-5)〜2.2E−05(2.2×10-5)程度の範囲内にある。IrOx膜の反射率が27%の場合、スイッチング分極量は、1.6E−05(1.6×10-5)〜1.8E−05(1.8×10-5)程度の範囲内にある。このように、IrOx膜の反射率が小さくなると、スイッチング分極量は大きくなることがわかる。スイッチング分極量が大きくなれば、FeRAMの読み出しマージンも大きくなる。 When the reflectance of the IrOx film is 25%, the switching polarization amount is in the range of about 2.4E-05 (2.4 × 10 −5 ) to 2.6E-05 (2.6 × 10 −5 ). is there. When the reflectance of the IrOx film is 26%, the switching polarization amount is in the range of about 1.8E-05 (1.8 × 10 −5 ) to 2.2E-05 (2.2 × 10 −5 ). is there. When the reflectance of the IrOx film is 27%, the switching polarization amount is in the range of about 1.6E-05 (1.6 × 10 −5 ) to 1.8E-05 (1.8 × 10 −5 ). is there. Thus, it can be seen that the amount of switching polarization increases as the reflectance of the IrOx film decreases. As the amount of switching polarization increases, the read margin of FeRAM also increases.

図3は、リーク電流とIrOx膜の反射率との関係を示している。図3の縦軸は、リーク電流(A)であり、図3の横軸は、IrOx膜の反射率(%)である。図3に示すリーク電流は、強誘電体キャパシタの上部電極と誘電体との間のリーク電流である。図3では、IrOx膜の反射率が25%、26%、27%の場合について、リーク電流をそれぞれ測定している。また、IrOx膜の反射率が25%、26%、27%の場合のそれぞれについて、リーク電流を同じ回数測定している。   FIG. 3 shows the relationship between the leakage current and the reflectance of the IrOx film. The vertical axis in FIG. 3 is the leakage current (A), and the horizontal axis in FIG. 3 is the reflectance (%) of the IrOx film. The leak current shown in FIG. 3 is a leak current between the upper electrode of the ferroelectric capacitor and the dielectric. In FIG. 3, the leakage current is measured when the reflectance of the IrOx film is 25%, 26%, and 27%. Further, the leak current is measured the same number of times when the reflectance of the IrOx film is 25%, 26%, and 27%.

IrOx膜の反射率が25%の場合、リーク電流は、5.0E−09(5.0×10-9)〜3.5E−09(3.5×10-8)程度の範囲内にある。IrOx膜の反射率が26%の場合、リーク電流は、1.0E−08(1.0×10-8)〜2.0E−08(2.0
×10-8)程度の範囲内にある。IrOx膜の反射率が27%の場合、リーク電流は、1.0E−08(1.0×10-8)〜2.0E−08(2.0×10-8)程度の範囲内にある。
When the reflectance of the IrOx film is 25%, the leakage current is in the range of about 5.0E-09 (5.0 × 10 −9 ) to 3.5E-09 (3.5 × 10 −8 ). . When the reflectance of the IrOx film is 26%, the leakage current is 1.0E-08 (1.0 × 10 −8 ) to 2.0E-08 (2.0
It is in the range of about × 10 -8 ). When the reflectance of the IrOx film is 27%, the leakage current is in the range of about 1.0E-08 (1.0 × 10 −8 ) to 2.0E-08 (2.0 × 10 −8 ). .

図3に示すように、IrOx膜の反射率が小さくなると、リーク電流の分布が広範囲となる傾向があり、リーク電流が大きくなる場合がある。リーク電流が大きくなると、強誘電体キャパシタのリテンション特性(データ保持能力)が悪化する。   As shown in FIG. 3, when the reflectance of the IrOx film is decreased, the distribution of the leakage current tends to be wide, and the leakage current may be increased. When the leakage current increases, the retention characteristic (data retention capability) of the ferroelectric capacitor deteriorates.

IrOx膜の反射率は小さいほうが、スイッチング分極量の観点からは望ましいが、IrOx膜の反射率が小さくなりすぎると、強誘電体キャパシタのリテンション特性の観点からは望ましくない。したがって、IrOx膜の反射率は、リーク電流を抑制することができ、スイッチング分極量があまり大きくならない値にすることが望まれる。そのような要求を満たすIrOx膜の反射率の値は、図2及び図3から26%であるといえる。   A smaller reflectance of the IrOx film is desirable from the viewpoint of the amount of switching polarization, but if the reflectance of the IrOx film is too small, it is not desirable from the viewpoint of the retention characteristics of the ferroelectric capacitor. Therefore, the reflectance of the IrOx film is desired to be a value that can suppress the leakage current and does not increase the switching polarization amount so much. It can be said that the reflectance value of the IrOx film satisfying such a requirement is 26% from FIG. 2 and FIG.

図4に、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量とIrOx膜の反射率との関係及び
IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量とIrOx膜のシート抵抗との関係を示す。こ
こで、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量とは、成膜チャンバー1に導入するO2ガス流量である。図4では、横軸にIrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量(sccm)
を示し、縦軸(左側)にIrOx膜の反射率(%)を示し、縦軸(右側)にIrOx膜のシート抵抗(Ω)を示す。
FIG. 4 shows the relationship between the O 2 gas flow rate and the reflectance of the IrOx film when forming the IrOx film, and the relationship between the O 2 gas flow rate and the sheet resistance of the IrOx film when forming the IrOx film. Here, the O 2 gas flow rate in the case of forming the IrOx film, a flow rate of O 2 gas to be introduced into the film forming chamber 1. In FIG. 4, the O 2 gas flow rate (sccm) when an IrOx film is formed on the horizontal axis.
The vertical axis (left side) shows the reflectance (%) of the IrOx film, and the vertical axis (right side) shows the sheet resistance (Ω) of the IrOx film.

IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量を変化させた場合、成膜後のIrOx膜の酸
化度が変化する。そして、成膜後のIrOx膜の酸化度が変化した場合、IrOx膜の反射率及びシート抵抗は変化する。
When the flow rate of O 2 gas when the IrOx film is formed is changed, the degree of oxidation of the IrOx film after the film formation is changed. When the degree of oxidation of the IrOx film after film formation changes, the reflectance and sheet resistance of the IrOx film change.

図4に示すように、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量が40sccmであると
き、IrOx膜の反射率は28%を超えており、IrOx膜のシート抵抗は約25.5Ωである。また、図4に示すように、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量が60sc
cmであるとき、IrOx膜の反射率は約25%であり、IrOx膜のシート抵抗は70Ωを超えている。このように、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量が増加すると、
IrOx膜の反射率は減少し、IrOx膜のシート抵抗は増加する。
As shown in FIG. 4, when the flow rate of O 2 gas when forming the IrOx film is 40 sccm, the reflectance of the IrOx film exceeds 28%, and the sheet resistance of the IrOx film is about 25.5Ω. . As shown in FIG. 4, the flow rate of O 2 gas when forming an IrOx film is 60 sc.
When cm, the reflectivity of the IrOx film is about 25%, and the sheet resistance of the IrOx film exceeds 70Ω. Thus, when the O 2 gas flow rate when forming the IrOx film is increased,
The reflectivity of the IrOx film decreases and the sheet resistance of the IrOx film increases.

IrOx膜の反射率が26%となるように強誘電体キャパシタを製造する場合、図4の関係を考慮すれば、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量を55sccmにすればよ
いことになる。
In the case of manufacturing a ferroelectric capacitor so that the reflectance of the IrOx film becomes 26%, considering the relationship of FIG. 4, the flow rate of O 2 gas when forming the IrOx film should be 55 sccm. Become.

ウエハー3にIrOx膜を成膜する過程において、成膜チャンバー1内に設置されたシールド6の内壁面にもIrOx膜が成膜される。シールド6の内壁面に成膜されたIrOx膜は、脱ガスとしてO2ガスを放出する。そのため、シールド6にIrOx膜が成膜さ
れた状態で、成膜チャンバー1にO2ガスを導入すると、成膜チャンバー1内のO2ガス濃度が上昇する。O2ガス濃度とは、ArガスとO2ガスとの混合ガスに含まれるO2ガスの
割合をいう。成膜チャンバー1内のO2ガス濃度が上昇した状態で、ウエハー3にIrO
x膜を成膜した場合、IrOx膜の反射率は減少し、IrOx膜のシート抵抗は増加することになる。したがって、成膜チャンバー1内のO2ガス濃度が上昇した状態で、ウエハ
ー3にIrOx膜を成膜した場合、酸化度は上昇することになる。
In the process of forming the IrOx film on the wafer 3, the IrOx film is also formed on the inner wall surface of the shield 6 installed in the film forming chamber 1. The IrOx film formed on the inner wall surface of the shield 6 releases O 2 gas as degassing. Therefore, if O 2 gas is introduced into the film forming chamber 1 in a state where the IrOx film is formed on the shield 6, the O 2 gas concentration in the film forming chamber 1 increases. The O 2 gas concentration refers to the proportion of O 2 gas contained in the mixed gas of Ar gas and O 2 gas. In a state where the O 2 gas concentration in the film forming chamber 1 is increased, IrO is applied to the wafer 3.
When the x film is formed, the reflectance of the IrOx film decreases and the sheet resistance of the IrOx film increases. Therefore, when an IrOx film is formed on the wafer 3 in a state where the O 2 gas concentration in the film forming chamber 1 is increased, the degree of oxidation is increased.

図5に、IrOx膜の反射率とシールドライフとの関係を示す。シールドライフは、IrOx膜を成膜する際のIrターゲット5に供給する電力量(kWh)である。また、シールドライフは、IrOx膜を成膜する際の積算処理時間ともいえる。図5の縦軸は、IrOx膜の反射率(%)であり、図5の横軸は、シールドライフ(kWh)である。ここ
では、ウエハー3にIrOx膜を成膜する際において、成膜チャンバー1に導入するO2
ガスの流量は59sccmとし、成膜チャンバー1に導入するArガスの流量は100sccmとしている。図5に示すように、シールドライフが増加するに従い、IrOx膜の反射率は減少する傾向にあり、IrOx膜の反射率の減少は、シールドライフの増加に依存している。図5に示すように、シールドライフが増加すれば、IrOx膜の反射率は減少する。したがって、シールドライフが増加すれば、IrOx膜の酸化度は上昇することがわかる。
FIG. 5 shows the relationship between the reflectance of the IrOx film and the shield life. The shield life is the amount of power (kWh) supplied to the Ir target 5 when forming the IrOx film. The shield life can also be said to be an integrated processing time when forming the IrOx film. The vertical axis in FIG. 5 is the reflectance (%) of the IrOx film, and the horizontal axis in FIG. 5 is the shield life (kWh). Here, when an IrOx film is formed on the wafer 3, O 2 introduced into the film forming chamber 1 is used.
The flow rate of gas is 59 sccm, and the flow rate of Ar gas introduced into the deposition chamber 1 is 100 sccm. As shown in FIG. 5, as the shield life increases, the reflectance of the IrOx film tends to decrease, and the decrease in the reflectance of the IrOx film depends on the increase in the shield life. As shown in FIG. 5, as the shield life increases, the reflectivity of the IrOx film decreases. Therefore, it can be seen that the oxidation degree of the IrOx film increases as the shield life increases.

図6に、IrOx膜のシート抵抗とシールドライフとの関係を示す。図6の縦軸は、IrOx膜のシート抵抗(Ω)であり、図6の横軸は、シールドライフ(kWh)である。ここでは、ウエハー3にIrOx膜を成膜する際において、成膜チャンバー1に導入するO2ガスの流量は59sccmとし、成膜チャンバー1に導入するArガスの流量は10
0sccmとしている。図6に示すように、シールドライフが増加するに従い、IrOx膜のシート抵抗は増加する傾向にあり、IrOx膜のシート抵抗の増加は、シールドライフの増加に依存している。図6に示すように、シールドライフが増加すれば、IrOx膜のシート抵抗は増加する。したがって、シールドライフが増加すれば、IrOx膜の酸化度は上昇することがわかる。
FIG. 6 shows the relationship between the sheet resistance of the IrOx film and the shield life. The vertical axis in FIG. 6 is the sheet resistance (Ω) of the IrOx film, and the horizontal axis in FIG. 6 is the shield life (kWh). Here, when an IrOx film is formed on the wafer 3, the flow rate of O 2 gas introduced into the deposition chamber 1 is 59 sccm, and the flow rate of Ar gas introduced into the deposition chamber 1 is 10
0 sccm. As shown in FIG. 6, as the shield life increases, the sheet resistance of the IrOx film tends to increase, and the increase in the sheet resistance of the IrOx film depends on the increase in the shield life. As shown in FIG. 6, as the shield life increases, the sheet resistance of the IrOx film increases. Therefore, it can be seen that the oxidation degree of the IrOx film increases as the shield life increases.

図7に、シールドライフと、IrOx膜を成膜する場合のO2ガスの流量との関係を示
す。図7は、IrOx膜を成膜した後のテストサンプルを定期的にチェックし、IrOx膜の反射率及びシート抵抗を測定した結果に基づき、IrOx膜を成膜する場合のO2
ス流量を減少させたときのシールドライフと、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量
との関係を示している。図7の縦軸は、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量であり
、図7の横軸は、シールドライフである。図7の曲線A、B及びCは、同じ条件下において、IrOx膜を成膜した後のテストサンプルを定期的にチェックし、IrOx膜の反射率及びシート抵抗を測定し、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量を減少させた場合
のシールドライフと、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量との関係である。
FIG. 7 shows the relationship between the shield life and the flow rate of O 2 gas when forming an IrOx film. FIG. 7 shows that the test sample after forming the IrOx film is periodically checked, and the flow rate of O 2 gas when forming the IrOx film is decreased based on the result of measuring the reflectance and sheet resistance of the IrOx film. 3 shows the relationship between the shield life at the time of the deposition and the O 2 gas flow rate in the case of forming an IrOx film. The vertical axis in FIG. 7 is the O 2 gas flow rate when forming an IrOx film, and the horizontal axis in FIG. 7 is the shield life. Curves A, B, and C in FIG. 7 periodically check the test sample after forming the IrOx film under the same conditions, measure the reflectance and sheet resistance of the IrOx film, and form the IrOx film. This is the relationship between the shield life when the O 2 gas flow rate is reduced and the O 2 gas flow rate when forming the IrOx film.

図7の曲線の例では、シールドライフが10kWhの場合、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量を約51.0sccmに制御している。図7の曲線Bの例では、シールド
ライフが10kWhの場合、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量を約53.5sc
cmに制御している。図7の曲線Cの例では、シールドライフが10kWhの場合、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量を約55.0sccmに制御している。このように
、シールドライフの値から、IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量を一義的に決める
ことはできない。
In the example of the curve in FIG. 7, when the shield life is 10 kWh, the O 2 gas flow rate when the IrOx film is formed is controlled to about 51.0 sccm. In the example of curve B in FIG. 7, when the shield life is 10 kWh, the O 2 gas flow rate when forming the IrOx film is about 53.5 sc.
It is controlled to cm. In the example of curve C in FIG. 7, when the shield life is 10 kWh, the O 2 gas flow rate when the IrOx film is formed is controlled to about 55.0 sccm. As described above, the O 2 gas flow rate when forming the IrOx film cannot be uniquely determined from the value of the shield life.

成膜チャンバー1内のO2ガス濃度が上昇するにつれて、IrOx膜の酸化度が増加す
ることから、成膜チャンバー1内のO2ガス濃度を一定に維持した状態で、ウエハー3に
IrOx膜を成膜させる必要がある。そこで、成膜チャンバー1内のO2ガス濃度を一定
に維持しつつ、ウエハー3にIrOx膜を成膜することにより、成膜後のIrOx膜の酸化度を安定させる。
As the O 2 gas concentration in the deposition chamber 1 increases, the degree of oxidation of the IrOx film increases. Therefore, the IrOx film is applied to the wafer 3 while maintaining the O 2 gas concentration in the deposition chamber 1 constant. It is necessary to form a film. Therefore, the oxidation degree of the IrOx film after film formation is stabilized by forming an IrOx film on the wafer 3 while maintaining the O 2 gas concentration in the film formation chamber 1 constant.

〈第1実施形態〉
図8は、第1実施形態に係る半導体製造装置10の構造の一例を示した図である。成膜チャンバー1内には、ウエハー3がウエハーステージ2上に設置され、ウエハー3と対向してIrターゲット5がバッキングプレート4上に設置されている。ウエハー3にIrOx膜を成膜する際、成膜チャンバー1の内壁面にIrOx膜が成膜することを防止するため、成膜チャンバー1内にはシールド(防着板)6が設けられている。
<First Embodiment>
FIG. 8 is a diagram showing an example of the structure of the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the first embodiment. In the film forming chamber 1, a wafer 3 is placed on the wafer stage 2, and an Ir target 5 is placed on the backing plate 4 so as to face the wafer 3. In order to prevent the IrOx film from being formed on the inner wall surface of the film forming chamber 1 when the IrOx film is formed on the wafer 3, a shield (a deposition plate) 6 is provided in the film forming chamber 1. .

成膜チャンバー1には、O2ガスのO2濃度を測定するためのO2ガス濃度計11がパイ
プ12を介して接続されている。O2ガス濃度計11によって測定されるO2ガスのO2
度のデータは、O2ガス濃度計11と電気的に接続された制御ユニット13に送られる。
2ガス濃度計11として、例えば、ジルコニア式酸素濃度計を用いることができる。制
御ユニット13は、その内部にCPUやROM等を備えており、CPUはROMに記録される制御プログラムに従って各種の処理を実行する。
The film-forming chamber 1, O 2 gas concentration meter 11 for measuring the O 2 concentration of O 2 gas is connected via a pipe 12. Data of the O 2 concentration of O 2 gas to be measured by the O 2 gas concentration meter 11 is sent to the O 2 gas concentration meter 11 is electrically connected to the control unit 13.
As the O 2 gas concentration meter 11, for example, a zirconia oxygen concentration meter can be used. The control unit 13 includes a CPU, a ROM, and the like inside, and the CPU executes various processes according to a control program recorded in the ROM.

図8に示すように、パイプ12は、その一端が成膜チャンバー1内のウエハーステージ2近くで開口するように成膜チャンバー1に接続されている。したがって、O2ガス濃度
計11は、パイプ12を介してウエハーステージ2に設置されたウエハー3の周辺に存在するガスに含まれるO2ガスの濃度を測定することができる。このように、ウエハー3の
周辺に存在するガスに含まれるO2ガスの濃度を測定することにより、実際に成膜される
IrOx膜の膜質に影響を与える可能性が高いO2ガス濃度を測定することができる。
As shown in FIG. 8, the pipe 12 is connected to the film forming chamber 1 so that one end of the pipe 12 opens near the wafer stage 2 in the film forming chamber 1. Therefore, the O 2 gas concentration meter 11 can measure the concentration of O 2 gas contained in the gas existing around the wafer 3 installed on the wafer stage 2 via the pipe 12. In this way, by measuring the concentration of O 2 gas contained in the gas existing around the wafer 3, the O 2 gas concentration that is highly likely to affect the quality of the IrOx film actually formed is measured. can do.

制御ユニット13は、O2ガスを成膜チャンバー1に導入するO2ガス導入装置14と電気的に接続されている。制御ユニット13は、O2ガス導入装置14を制御することによ
り、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を制御する。また、これに限らず、O2ガス導入装置14に替えてO2ガスが充填されたO2ガスボンベを備え、O2ガスボンベの
バルブの開度を制御ユニット13が制御することにより、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を制御してもよい。
The control unit 13 is electrically connected to an O 2 gas introduction device 14 that introduces O 2 gas into the film forming chamber 1. The control unit 13 controls the flow rate of O 2 gas introduced into the film forming chamber 1 by controlling the O 2 gas introduction device 14. Further, not limited to this, instead of the O 2 gas introduction apparatus 14 O 2 gas with the O 2 gas cylinder, which is filled by O 2 controlling the opening of the gas cylinder of the valve unit 13 is controlled, the deposition chamber The flow rate of O 2 gas introduced into 1 may be controlled.

また、制御ユニット13は、Arガスを成膜チャンバー1に導入するArガス導入装置15と電気的に接続されている。制御ユニット13は、Arガス導入装置15を制御することにより、成膜チャンバー1に導入されるArガスの流量を制御する。また、これに限らず、Arガス導入装置15に替えてArガスが充填されたArガスボンベを備え、Arガスボンベのバルブの開度を制御ユニット13が制御することにより、成膜チャンバー1に導入されるArガスの流量を制御してもよい。   The control unit 13 is electrically connected to an Ar gas introduction device 15 that introduces Ar gas into the film forming chamber 1. The control unit 13 controls the flow rate of Ar gas introduced into the film forming chamber 1 by controlling the Ar gas introduction device 15. The present invention is not limited to this, and an Ar gas cylinder filled with Ar gas is provided instead of the Ar gas introduction device 15, and the control unit 13 controls the opening degree of the valve of the Ar gas cylinder so that it is introduced into the film forming chamber 1. The flow rate of Ar gas may be controlled.

図9は、第1実施形態に係る半導体製造装置10の構造の一例を示した図である。図9に示す半導体製造装置10は、図8に示す半導体製造装置10と比較して、成膜チャンバー1に接続されるパイプ16の位置が異なっている。その他の構成については、図8に示す半導体製造装置10と同様であり、同様の構成についてはその説明を省略する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the structure of the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the first embodiment. The semiconductor manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 9 differs from the semiconductor manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 8 in the position of the pipe 16 connected to the film forming chamber 1. The other configuration is the same as that of the semiconductor manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 8, and the description of the same configuration is omitted.

図9に示すように、パイプ16は、その一端が成膜チャンバー1内に設けられたシールド6の内壁で開口するように成膜チャンバー1に接続されている。したがって、O2ガス
濃度計11は、パイプ16を介してシールド6の内壁面の周辺に存在するガスに含まれるO2ガス濃度を測定することができる。言い換えれば、O2ガス濃度計11は、パイプ16を介してシールド6の内壁の表面上に存在するガスに含まれるO2ガス濃度を測定するこ
とができる。成膜チャンバー1内の酸化度は、シールド6の内壁面に成膜されたIrOx膜が脱ガスとして放出するO2ガスにより影響される。シールド6の内壁面の周辺に存在
するガスに含まれるO2ガスの濃度を測定することにより、シールド6の内壁面に成膜さ
れたIrOx膜が脱ガスとして放出するO2ガスを考慮して、O2ガス濃度を測定することができる。
As shown in FIG. 9, the pipe 16 is connected to the film forming chamber 1 so that one end of the pipe 16 opens at the inner wall of the shield 6 provided in the film forming chamber 1. Therefore, the O 2 gas concentration meter 11 can measure the O 2 gas concentration contained in the gas existing around the inner wall surface of the shield 6 through the pipe 16. In other words, the O 2 gas concentration meter 11 can measure the O 2 gas concentration contained in the gas existing on the inner wall surface of the shield 6 through the pipe 16. The degree of oxidation in the film forming chamber 1 is affected by the O 2 gas released as degassing by the IrOx film formed on the inner wall surface of the shield 6. By measuring the concentration of O 2 gas contained in the gas existing around the inner wall surface of the shield 6, the O 2 gas released from the IrOx film formed on the inner wall surface of the shield 6 as degassing is taken into consideration. , O 2 gas concentration can be measured.

制御ユニット13は、O2ガス濃度計11によって測定されるO2ガス濃度の値に基づいて、O2ガス導入装置14を制御し、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を増減させる。具体的には、制御ユニット13は、O2ガス濃度計11によって測定されるO2ガス濃度の値が所定値Cの範囲内となるようにO2ガス導入装置14を制御し、成膜チャン
バー1に導入されるO2ガスの流量を減少又は増加させる。
The control unit 13 controls the O 2 gas introduction device 14 based on the value of the O 2 gas concentration measured by the O 2 gas concentration meter 11 to increase or decrease the flow rate of the O 2 gas introduced into the film forming chamber 1. Let Specifically, the control unit 13 controls the O 2 gas introduction device 14 so that the value of the O 2 gas concentration measured by the O 2 gas concentration meter 11 falls within the range of the predetermined value C, and the film formation chamber. The flow rate of the O 2 gas introduced into 1 is reduced or increased.

したがって、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に初期値としてのO2ガス流量
の値を設定し、O2ガス濃度計11によって測定されるO2ガス濃度の値に基づいて、O2
ガス導入装置14に初期値として設定したO2ガス流量の値を変更する処理を行う。また
、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に初期値として設定されたO2ガス流量の値を変更した後、O2ガス濃度計11によって測定されるO2ガス濃度の値に基づいて、O2
ガス導入装置14に設定されたO2ガス流量の値を変更する処理を行う。
Accordingly, the control unit 13 sets the value of the O 2 gas flow rate as O 2 initial value to the gas introduction device 14, based on the value of the O 2 gas concentration measured by the O 2 gas concentration meter 11, O 2
Processing for changing the value of the O 2 gas flow rate set as the initial value in the gas introducing device 14 is performed. Further, the control unit 13 changes the value of the O 2 gas flow rate set as the initial value in the O 2 gas introduction device 14 and then based on the value of the O 2 gas concentration measured by the O 2 gas concentration meter 11. , O 2
A process of changing the value of the O 2 gas flow rate set in the gas introducing device 14 is performed.

制御ユニット13の処理について、図10を用いて説明する。図10は、制御ユニット13が、O2ガス濃度計11によって測定されるO2ガス濃度の値に基づいて、O2ガス導
入装置14を制御し、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を変更する処理の流
れを示すフローチャートである。制御ユニット13は、成膜チャンバー1内のウエハーステージ2にウエハー3が設置され、ウエハー3の成膜処理の準備が完了した後、図10に示す処理を開始する。
The processing of the control unit 13 will be described with reference to FIG. 10, the control unit 13, based on the value of the O 2 gas concentration measured by the O 2 gas concentration meter 11, controlling the O 2 gas introduction device 14, O 2 gas introduced into the film forming chamber 1 It is a flowchart which shows the flow of the process which changes the flow volume of this. The control unit 13 starts the process shown in FIG. 10 after the wafer 3 is placed on the wafer stage 2 in the film forming chamber 1 and the preparation of the film forming process for the wafer 3 is completed.

まず、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に初期値としてのO2ガス流量の値を設定する(S101)。また、制御ユニット13は、Arガス導入装置15にArガス流量の値を設定する。Arガス導入装置15に設定するArガス流量の値は固定値であるが、適宜変更することも可能である。 First, the control unit 13 sets an O 2 gas flow rate value as an initial value in the O 2 gas introduction device 14 (S101). Further, the control unit 13 sets the Ar gas flow rate value in the Ar gas introduction device 15. The value of the Ar gas flow rate set in the Ar gas introduction device 15 is a fixed value, but may be changed as appropriate.

次に、ウエハー3の成膜処理が開始された後、制御ユニット13は、O2ガス濃度計1
1が測定するO2ガス濃度のデータをO2ガス濃度計11から取得する(S102)。そして、制御ユニット13は、O2ガス濃度計11から取得したO2ガス濃度の値が所定値Cの範囲内にあるか否かを判定する(S103)。
Next, after the film forming process of the wafer 3 is started, the control unit 13 reads the O 2 gas concentration meter 1.
1 acquires the data of the O 2 gas concentration measured from the O 2 gas concentration meter 11 (S102). Then, the control unit 13 determines whether or not the value of the O 2 gas concentration acquired from the O 2 gas concentration meter 11 is within the range of the predetermined value C (S103).

2ガス濃度計11から取得したO2ガス濃度の値が所定値Cの範囲内にある場合(S103の処理でYES)、制御ユニット13は、ウエハー3の成膜処理が終了したか否かを確認する(S104)。ウエハー3の成膜処理が終了している場合、制御ユニット13は、次のウエハー3の成膜処理が開始された後、S102の処理に進む。ここで、次のウエハー3とは、成膜処理が終了したウエハー3が成膜チャンバー1から取り出された後に、成膜チャンバー1内に搬送された成膜が未処理であるウエハー3をいう。そして、制御ユニット13は、次のウエハー3に対して、S102以降の処理を行う。ウエハー3の成膜処理が終了していない場合、制御ユニット13は、S102の処理に進む。そして、制御ユニット13は、成膜処理が終了していないウエハー3に対して、S102以降の処理を行う。 When the value of the O 2 gas concentration acquired from the O 2 gas concentration meter 11 is within the range of the predetermined value C (YES in the process of S103), the control unit 13 determines whether or not the film forming process of the wafer 3 has been completed. Is confirmed (S104). If the film forming process for the wafer 3 has been completed, the control unit 13 proceeds to the process of S102 after the film forming process for the next wafer 3 is started. Here, the next wafer 3 refers to a wafer 3 that has been transferred into the film formation chamber 1 and has not yet been processed after the wafer 3 that has been subjected to the film formation process has been removed from the film formation chamber 1. Then, the control unit 13 performs the processing after S102 on the next wafer 3. If the film forming process for the wafer 3 has not been completed, the control unit 13 proceeds to the process of S102. Then, the control unit 13 performs the processes after S102 on the wafer 3 for which the film forming process has not been completed.

一方、O2ガス濃度計11から取得したO2ガス濃度の値が所定値Cの範囲内にない場合(S103の処理でNO)、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されてい
るO2ガス流量の値を変更する(S105)。
On the other hand, if the value of the O 2 gas concentration obtained from the O 2 gas concentration meter 11 is not within the predetermined value C (NO in the processing of S103), the control unit 13, is set to O 2 gas introduction device 14 The value of the O 2 gas flow rate is changed (S105).

具体的には、O2ガス濃度計11から取得したO2ガス濃度の値が所定値Cより大きい場合は、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されているO2ガス流量の値を減少させる。また、O2ガス濃度計11から取得したO2ガス濃度の値が所定値Cより小さい場合は、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されているO2ガス流量の値を増加させる。例えば、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されているO2ガス流量の値の変更量(増減量)を、O2ガス濃度とO2ガス流量との関係を示したマップから求めるようにしてもよい。O2ガス濃度とO2ガス流量との関係を示したマップは、予め制御ユニット13に記録しておけばよい。 Specifically, the value of the O 2 gas concentration obtained from the O 2 gas concentration meter 11 is larger than the predetermined value C, the control unit 13, the O 2 gas flow rate is set to O 2 gas introduction device 14 Decrease the value. When the value of the O 2 gas concentration obtained from the O 2 gas concentration meter 11 is smaller than the predetermined value C, the control unit 13, increments the value of the O 2 gas flow rate is set to O 2 gas introduction device 14 Let For example, the control unit 13 changes the amount of change (increase / decrease) in the value of the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introduction device 14 from a map showing the relationship between the O 2 gas concentration and the O 2 gas flow rate. You may make it ask. A map showing the relationship between the O 2 gas concentration and the O 2 gas flow rate may be recorded in the control unit 13 in advance.

制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されているO2ガス流量の値を変更した後、S104の処理に進む。 After changing the value of the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introduction device 14, the control unit 13 proceeds to the process of S104.

所定値Cは、制御ユニット13に記録しておけばよい。例えば、所定値Cとして35.5%〜36.3%の値を制御ユニット13に記録する。成膜チャンバー1内のO2ガス濃
度が35.5%〜36.3%の範囲内となるように、成膜チャンバー1に導入されるO2
ガス流量を制御すれば、IrOx膜の反射率が約26%となる強誘電体キャパシタを製造すること可能である。また、成膜チャンバー1内のO2ガス濃度が35.9%となるよう
に、成膜チャンバー1に導入されるO2ガス流量を制御するのがより好ましい。ただし、
所定値Cの例として説明したO2ガス濃度の値は、強誘電体キャパシタを製造する条件に
よって変動するものであり、強誘電体キャパシタを製造する条件によってこれらの値を適宜変更することは可能である。
The predetermined value C may be recorded in the control unit 13. For example, a value of 35.5% to 36.3% is recorded in the control unit 13 as the predetermined value C. As O 2 gas concentration of the film forming chamber 1 is in the range of 35.5% ~36.3%, O 2 is introduced into the film forming chamber 1
By controlling the gas flow rate, it is possible to manufacture a ferroelectric capacitor in which the reflectance of the IrOx film is about 26%. It is more preferable to control the flow rate of O 2 gas introduced into the film forming chamber 1 so that the O 2 gas concentration in the film forming chamber 1 is 35.9%. However,
The value of the O 2 gas concentration described as an example of the predetermined value C varies depending on the conditions for manufacturing the ferroelectric capacitor, and these values can be appropriately changed depending on the conditions for manufacturing the ferroelectric capacitor. It is.

このように、成膜チャンバー1内のO2ガス濃度を自動的に測定し、その測定結果に基
づいて成膜チャンバー1に導入するO2ガスの流量を制御することにより、ウエハー3の
IrOx膜の反射率を所望の範囲内に制御することができる。ウエハー3のIrOx膜の反射率を所望の範囲内に制御することにより、ウエハー3のIrOx膜の酸化度を安定させることができる。
In this way, the O 2 gas concentration in the film forming chamber 1 is automatically measured, and the flow rate of the O 2 gas introduced into the film forming chamber 1 is controlled based on the measurement result, whereby the IrOx film on the wafer 3 is controlled. Can be controlled within a desired range. By controlling the reflectance of the IrOx film on the wafer 3 within a desired range, the degree of oxidation of the IrOx film on the wafer 3 can be stabilized.

〈第2実施形態〉
図11は、第2実施形態に係る半導体製造装置10の構造の一例を示した図である。第2実施形態に係る半導体製造装置10は、成膜処理前のウエハー3及び成膜処理後のウエハー3を格納するためのウエハーキャリア21、ウエハー3の位置合わせを行うためのウエハーアライナー22、真空排気を行うためのロードロック室23、ウエハー3の成膜処理を行うための成膜チャンバー1、ロードロック室23と成膜チャンバー1との間に設けられる搬送室24、ウエハー3を搬送するための搬送ロボット25、26を備えている。
Second Embodiment
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the structure of the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the second embodiment. The semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the second embodiment includes a wafer 3 before film formation processing, a wafer carrier 21 for storing the wafer 3 after film formation processing, a wafer aligner 22 for aligning the wafer 3, and a vacuum. A load lock chamber 23 for evacuating, a film forming chamber 1 for performing a film forming process for the wafer 3, a transfer chamber 24 provided between the load lock chamber 23 and the film forming chamber 1, and a wafer 3 for transferring. The transfer robots 25 and 26 are provided.

搬送ロボット25は、ウエハーキャリア21と、ウエハーアライナー22と、ロードロック室23との間におけるウエハー3の搬送を行う。搬送ロボット26は、搬送室24内に備え付けられており、ロードロック室23と、搬送室24と、成膜チャンバー1との間におけるウエハー3の搬送を行う。   The transfer robot 25 transfers the wafer 3 between the wafer carrier 21, the wafer aligner 22, and the load lock chamber 23. The transfer robot 26 is provided in the transfer chamber 24 and transfers the wafer 3 between the load lock chamber 23, the transfer chamber 24, and the film forming chamber 1.

ウエハーアライナー22には、不図示のステージが設けられており、ウエハー3がウエハーアライナー22のステージに設置され、ウエハー3の位置合わせが行われる。また、ウエハーアライナー22には、検出センサー27が設けられており、検出センサー27は、ウエハーアライナー22のステージにウエハー3が設置されているか否かを検出する。   The wafer aligner 22 is provided with a stage (not shown). The wafer 3 is placed on the stage of the wafer aligner 22 and the wafer 3 is aligned. The wafer aligner 22 is provided with a detection sensor 27, and the detection sensor 27 detects whether or not the wafer 3 is installed on the stage of the wafer aligner 22.

また、ウエハーアライナー22には、不図示の反射率測定装置及び抵抗測定装置が設けられている。反射率測定装置は、ウエハーアライナー22のステージに設置されたウエハー3に成膜されたIrOx膜の反射率を測定する。抵抗測定装置は、ウエハーアライナー22のステージに設置されたウエハー3に成膜されたIrOx膜のシート抵抗を測定する。   The wafer aligner 22 is provided with a reflectance measurement device and a resistance measurement device (not shown). The reflectance measuring apparatus measures the reflectance of the IrOx film formed on the wafer 3 installed on the stage of the wafer aligner 22. The resistance measuring device measures the sheet resistance of the IrOx film formed on the wafer 3 installed on the stage of the wafer aligner 22.

図11では図示しないが、第2実施形態に係る半導体製造装置10は、第1実施形態に係る半導体製造装置10と同様に、制御ユニット13、O2ガス導入装置14及びArガ
ス導入装置15を備えている。そして、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14及び
Arガス導入装置15とそれぞれ電気的に接続されている。また、制御ユニット13は、反射率測定装置及び抵抗測定装置とそれぞれ電気的に接続されており、反射率測定装置及び抵抗測定装置の制御を行う。制御ユニット13は、反射率測定装置が測定したIrOx膜の反射率のデータを、反射率測定装置から受け取る。制御ユニット13は、抵抗測定装置が測定したIrOx膜のシート抵抗のデータを、抵抗測定装置から受け取る。
Although not shown in FIG. 11, the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the second embodiment includes the control unit 13, the O 2 gas introduction device 14, and the Ar gas introduction device 15 in the same manner as the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the first embodiment. I have. The control unit 13 is electrically connected to the O 2 gas introduction device 14 and the Ar gas introduction device 15, respectively. The control unit 13 is electrically connected to the reflectance measuring device and the resistance measuring device, respectively, and controls the reflectance measuring device and the resistance measuring device. The control unit 13 receives data on the reflectance of the IrOx film measured by the reflectance measuring device from the reflectance measuring device. The control unit 13 receives data of the sheet resistance of the IrOx film measured by the resistance measuring device from the resistance measuring device.

制御ユニット13は、反射率測定装置によって測定されるIrOx膜の反射率の値に基
づいて、O2ガス導入装置14を制御し、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を増減させる。具体的には、制御ユニット13は、反射率測定装置によって測定されるIrOx膜の反射率の値が所定値Rの範囲内となるようにO2ガス導入装置14を制御し、成
膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を減少又は増加させる。また、制御ユニット
13は、反射率測定装置によって測定されるIrOx膜の反射率の値が所定値RとなるようにO2ガス導入装置14を制御し、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を減少又は増加させてもよい。所定値Rは、予め制御ユニット13に記録しておけばよい。
The control unit 13 controls the O 2 gas introduction device 14 based on the value of the reflectance of the IrOx film measured by the reflectance measurement device, and increases or decreases the flow rate of the O 2 gas introduced into the film forming chamber 1. . Specifically, the control unit 13 controls the O 2 gas introducing device 14 so that the reflectance value of the IrOx film measured by the reflectance measuring device is within a predetermined value R, and the film forming chamber 1 The flow rate of the O 2 gas introduced into is reduced or increased. Further, the control unit 13, O 2 where the reflectance of the IrOx film to be measured by the reflectance measurement device controls the O 2 gas introduction device 14 to a predetermined value R, it is introduced into the film forming chamber 1 The gas flow rate may be reduced or increased. The predetermined value R may be recorded in the control unit 13 in advance.

したがって、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に初期値としてのO2ガス流量の値を設定し、反射率測定装置によって測定されるIrOx膜の反射率の値に基づいて、O2ガス導入装置14に初期値として設定したO2ガス流量の値を変更する処理を行う。また、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に初期値として設定されたO2ガス流量の値を変更した後、反射率測定装置によって測定されるIrOx膜の反射率の値に基づいて、O2ガス導入装置14に設定されたO2ガス流量の値を変更する処理を行う。 Accordingly, the control unit 13 sets the value of the O 2 gas flow rate as an initial value of O 2 gas introduction device 14, based on the value of the reflectance of the IrOx film to be measured by the reflectance measurement device, O 2 gas A process of changing the value of the O 2 gas flow rate set as the initial value in the introducing device 14 is performed. Further, the control unit 13 changes the value of the O 2 gas flow rate set as the initial value in the O 2 gas introduction device 14, and then, based on the reflectance value of the IrOx film measured by the reflectance measuring device, A process of changing the value of the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introduction device 14 is performed.

具体的には、反射率測定装置によって測定されるIrOx膜の反射率の値が所定値Rより大きい場合は、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されているO2ガス流量の値を増加させる。また、反射率測定装置によって測定されるIrOx膜の反射率の値が所定値Rより小さい場合は、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されて
いるO2ガス流量の値を減少させる。例えば、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されているO2ガス流量の値の変更量(増減量)を、IrOx膜の反射率とO2ガス流量との関係を示したマップから求めるようにしてもよい。IrOx膜の反射率とO2
ス流量との関係を示したマップは、予め制御ユニット13に記録しておけばよい。
Specifically, when the reflectance value of the IrOx film measured by the reflectance measuring device is larger than a predetermined value R, the control unit 13 sets the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introduction device 14. Increase the value. When the reflectance value of the IrOx film measured by the reflectance measuring device is smaller than the predetermined value R, the control unit 13 decreases the value of the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introduction device 14. Let For example, the control unit 13 shows a change amount (increase / decrease amount) of the value of the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introduction device 14 and a map showing the relationship between the reflectance of the IrOx film and the O 2 gas flow rate. You may make it ask from. A map showing the relationship between the reflectance of the IrOx film and the O 2 gas flow rate may be recorded in the control unit 13 in advance.

制御ユニット13は、抵抗測定装置によって測定されるIrOx膜のシート抵抗の値に基づいて、O2ガス導入装置14を制御し、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を増減させる。具体的には、制御ユニット13は、抵抗測定装置によって測定されるIrOx膜のシート抵抗の値が所定値Sの範囲内となるようにO2ガス導入装置14を制御し
、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を減少又は増加させる。また、制御ユニ
ット13は、抵抗測定装置によって測定されるIrOx膜のシート抵抗の値が所定値SとなるようにO2ガス導入装置14を制御し、成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を減少又は増加させてもよい。所定値Sは、予め制御ユニット13に記録しておけばよい。
The control unit 13 controls the O 2 gas introduction device 14 based on the value of the sheet resistance of the IrOx film measured by the resistance measurement device, and increases or decreases the flow rate of the O 2 gas introduced into the film forming chamber 1. Specifically, the control unit 13 controls the O 2 gas introduction device 14 so that the value of the sheet resistance of the IrOx film measured by the resistance measurement device is within the range of the predetermined value S. Reduce or increase the flow rate of the introduced O 2 gas. Further, the control unit 13, the O 2 gas the value of the sheet resistance of the IrOx film to be measured by the resistance measuring device controls the O 2 gas introduction device 14 to a predetermined value S, is introduced into the film forming chamber 1 The flow rate may be decreased or increased. The predetermined value S may be recorded in the control unit 13 in advance.

したがって、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に初期値としてのO2ガス流量の値を設定し、抵抗測定装置によって測定されるIrOx膜のシート抵抗の値に基づいて、O2ガス導入装置14に初期値として設定したO2ガス流量の値を変更する処理を行う。また、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に初期値として設定されたO2ガス流量の値を変更した後、抵抗測定装置によって測定されるIrOx膜のシート抵抗の値に基づいて、O2ガス導入装置14に設定されたO2ガス流量の値を変更する処理を行う。 Accordingly, the control unit 13, O 2 in the gas introduction device 14 sets the value of the O 2 gas flow rate as an initial value, based on the value of the sheet resistance of the IrOx film to be measured by the resistance measuring device, O 2 gas introduction A process of changing the value of the O 2 gas flow rate set as the initial value in the apparatus 14 is performed. Further, the control unit 13 changes the value of the O 2 gas flow rate set as the initial value in the O 2 gas introduction device 14 and then changes the O 2 gas flow rate based on the sheet resistance value of the IrOx film measured by the resistance measurement device. 2 The process of changing the value of the O 2 gas flow rate set in the gas introduction device 14 is performed.

具体的には、抵抗測定装置によって測定されるIrOx膜のシート抵抗の値が所定値Sより大きい場合は、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されているO2ガス流量の値を減少させる。また、抵抗測定装置によって測定されるIrOx膜のシート抵抗の値が所定値Sより小さい場合は、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定さ
れているO2ガス流量の値を増加させる。例えば、制御ユニット13は、O2ガス導入装置14に設定されているO2ガス流量の値の変更量(増減量)を、IrOx膜のシート抵抗
とO2ガス流量との関係を示したマップから求めるようにしてもよい。IrOx膜のシー
ト抵抗とO2ガス流量との関係を示したマップは、予め制御ユニット13に記録しておけ
ばよい。
Specifically, when the value of the sheet resistance of the IrOx film measured by the resistance measuring device is larger than the predetermined value S, the control unit 13 sets the value of the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introducing device 14. Decrease. When the sheet resistance value of the IrOx film measured by the resistance measuring device is smaller than the predetermined value S, the control unit 13 increases the value of the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introducing device 14. . For example, the control unit 13 is a map showing the change amount (increase / decrease amount) of the O 2 gas flow rate set in the O 2 gas introduction device 14 and the relationship between the sheet resistance of the IrOx film and the O 2 gas flow rate. You may make it ask from. A map showing the relationship between the sheet resistance of the IrOx film and the O 2 gas flow rate may be recorded in the control unit 13 in advance.

このように、ウエハー3に成膜されたIrOx膜の反射率及びシート抵抗を自動的に測定し、その測定結果に基づいて成膜チャンバー1に導入するO2ガスの流量を制御するこ
とにより、ウエハー3のIrOx膜の反射率及びシート抵抗を所望の範囲内に制御することができる。ウエハー3のIrOx膜の反射率及びシート抵抗を所望の範囲内に制御することにより、ウエハー3のIrOx膜の酸化度を安定させることができる。
Thus, by automatically measuring the reflectance and sheet resistance of the IrOx film deposited on the wafer 3, and controlling the flow rate of O 2 gas introduced into the deposition chamber 1 based on the measurement results, The reflectance and sheet resistance of the IrOx film on the wafer 3 can be controlled within a desired range. By controlling the reflectance and sheet resistance of the IrOx film on the wafer 3 within a desired range, the degree of oxidation of the IrOx film on the wafer 3 can be stabilized.

ウエハー3に成膜されたIrOx膜の反射率及びシート抵抗を測定する処理について、図12を用いて説明する。図12は、ウエハー3に成膜されたIrOx膜の反射率及びシート抵抗を測定する処理の流れを示すフローチャートである。   A process of measuring the reflectance and sheet resistance of the IrOx film formed on the wafer 3 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing for measuring the reflectance and sheet resistance of the IrOx film formed on the wafer 3.

まず、搬送ロボット25は、ウエハーキャリア21内に格納されているウエハー3を取り出す(S201)。次に、搬送ロボット25は、取り出したウエハー3をウエハーアライナー22に搬送し、ウエハーアライナー22のステージに設置する(S202)。ウエハーアライナー22のステージに設置されたウエハー3を水平方向に回転させることで、ウエハー3の位置合わせ(アライメント)が行われる。例えば、ウエハーアライナー22では、光学センサーによりオリエンテーションフラット又はノッチの有無を確認し、ウエハー3の位置合わせを行う。   First, the transfer robot 25 takes out the wafer 3 stored in the wafer carrier 21 (S201). Next, the transfer robot 25 transfers the taken wafer 3 to the wafer aligner 22 and places it on the stage of the wafer aligner 22 (S202). By aligning the wafer 3 placed on the stage of the wafer aligner 22 in the horizontal direction, the wafer 3 is aligned (aligned). For example, in the wafer aligner 22, the presence or absence of an orientation flat or notch is confirmed by an optical sensor, and the wafer 3 is aligned.

ウエハー3の位置合わせが行われた後、搬送ロボット25は、ウエハー3をロードロック室23内に搬送する(S203)。ロードロック室23内に搬送されたウエハー3は、ロードロック室23内に設置される。その後、ロードロック室23の真空排気が行われ、ロードロック室23と搬送室24との間に設けられたゲートバルブ28が開かれる。   After the alignment of the wafer 3 is performed, the transfer robot 25 transfers the wafer 3 into the load lock chamber 23 (S203). The wafer 3 transferred into the load lock chamber 23 is installed in the load lock chamber 23. Thereafter, the load lock chamber 23 is evacuated, and the gate valve 28 provided between the load lock chamber 23 and the transfer chamber 24 is opened.

搬送ロボット26は、ロードロック室23内に設置されたウエハー3を成膜チャンバー1内に搬送する(S204)。成膜チャンバー1内に搬送されたウエハー3は、成膜チャンバー1内のウエハーステージ2に設置される。また、図11では図示しないが、成膜チャンバー1内には、ウエハーステージ2に設置されるウエハー3と対向してIrターゲット5がターゲットステージ4上に設置されている。さらに、成膜チャンバー1内には、シールド6が設けられている。   The transfer robot 26 transfers the wafer 3 installed in the load lock chamber 23 into the film forming chamber 1 (S204). The wafer 3 transferred into the film forming chamber 1 is placed on the wafer stage 2 in the film forming chamber 1. Although not shown in FIG. 11, an Ir target 5 is placed on the target stage 4 in the film forming chamber 1 so as to face the wafer 3 placed on the wafer stage 2. Further, a shield 6 is provided in the film forming chamber 1.

成膜チャンバー1内でウエハー3の成膜処理が行われる(S205)。ウエハー3の成膜処理後、搬送ロボット26は、ウエハー3を成膜チャンバー1からロードロック室23内に搬送する(S206)。ロードロック室23内に搬送されたウエハー3は、ロードロック室23内に設置される。   A film forming process for the wafer 3 is performed in the film forming chamber 1 (S205). After the film forming process for the wafer 3, the transfer robot 26 transfers the wafer 3 from the film forming chamber 1 to the load lock chamber 23 (S206). The wafer 3 transferred into the load lock chamber 23 is installed in the load lock chamber 23.

搬送ロボット25は、ロードロック室23内に設置されたウエハー3をウエハーアライナー22に搬送し、ウエハーアライナー22のステージに設置する(S207)。   The transfer robot 25 transfers the wafer 3 installed in the load lock chamber 23 to the wafer aligner 22 and sets it on the stage of the wafer aligner 22 (S207).

検出センサー27は、ウエハーアライナー22のステージにウエハー3が設置されていることを検出した場合、反射率測定装置及び抵抗測定装置にウエハー検出の検出信号を送る(S208)。   When the detection sensor 27 detects that the wafer 3 is set on the stage of the wafer aligner 22, the detection sensor 27 sends a wafer detection detection signal to the reflectance measurement device and the resistance measurement device (S208).

検出センサー27からウエハー検出の検出信号を受け取った反射率測定装置は、ウエハーアライナー22のステージに設置されているウエハー3のIrOx膜の反射率を測定する(S209)。例えば、反射率測定装置は、検出センサー27からウエハー検出の検出信号を受け取った場合、所定波長(例えば、480nmの波長)の光をウエハー3のIrOx膜に照射し、それにより反射された光を検出し、ウエハー3のIrOx膜の反射率を測定する。   The reflectance measuring device that has received the wafer detection detection signal from the detection sensor 27 measures the reflectance of the IrOx film of the wafer 3 installed on the stage of the wafer aligner 22 (S209). For example, when the reflectance measuring apparatus receives a detection signal for wafer detection from the detection sensor 27, the reflectance measuring apparatus irradiates the IrOx film of the wafer 3 with light of a predetermined wavelength (for example, a wavelength of 480 nm), and reflects the light reflected thereby. Then, the reflectance of the IrOx film on the wafer 3 is measured.

検出センサー27からウエハー検出の検出信号を受け取った抵抗測定装置は、ウエハーアライナー22のステージに設置されているウエハー3のIrOx膜のシート抵抗を測定する(S210)。例えば、抵抗測定装置は、4探針法や渦電流法などの非接触測定法により、ウエハーアライナー22のステージに設置されているウエハー3のIrOx膜のシート抵抗を測定してもよい。また、抵抗測定装置は、プローブを用いて、ウエハーアライナー22のステージに設置されているウエハー3のIrOx膜のシート抵抗を測定してもよい。   The resistance measuring device that has received the detection signal of the wafer detection from the detection sensor 27 measures the sheet resistance of the IrOx film of the wafer 3 installed on the stage of the wafer aligner 22 (S210). For example, the resistance measurement apparatus may measure the sheet resistance of the IrOx film of the wafer 3 installed on the stage of the wafer aligner 22 by a non-contact measurement method such as a four-probe method or an eddy current method. In addition, the resistance measuring apparatus may measure the sheet resistance of the IrOx film of the wafer 3 installed on the stage of the wafer aligner 22 using a probe.

ウエハー3のIrOx膜の反射率及びシート抵抗を測定した後、搬送ロボット25は、ウエハーアライナー22のステージに設置されているウエハー3を、ウエハーキャリア21に搬送し、ウエハーキャリア21内に格納する(S211)。   After measuring the reflectivity and sheet resistance of the IrOx film on the wafer 3, the transfer robot 25 transfers the wafer 3 installed on the stage of the wafer aligner 22 to the wafer carrier 21 and stores it in the wafer carrier 21 ( S211).

S201及びS202の処理で説明したように、搬送ロボット25により、ウエハーキャリア21内から成膜処理前のウエハー3が取り出され、ウエハーアライナー22のステージにウエハー3が設置される。この場合、制御ユニット13は、反射率測定装置及び抵抗測定装置を制御することにより、成膜処理前のウエハー3に対して反射率の測定及びシート抵抗の測定を行わないようにしておけばよい。   As described in the processing of S201 and S202, the wafer 3 before film formation processing is taken out from the wafer carrier 21 by the transfer robot 25, and the wafer 3 is set on the stage of the wafer aligner 22. In this case, the control unit 13 may control the reflectance measuring device and the resistance measuring device so as not to perform the reflectance measurement and the sheet resistance measurement on the wafer 3 before the film forming process. .

第2実施形態では、ウエハーアライナー22に反射率測定装置及び抵抗測定装置を設ける例を示したが、ウエハーアライナー22に、反射率測定装置又は抵抗測定装置のいずれかを設けるようにしてもよい。また、第2実施形態で説明した、ウエハー3のIrOx膜の反射率及びシート抵抗の測定方法は例示であり、他の測定方法により、ウエハー3のIrOx膜の反射率及びシート抵抗を測定することを除外するものではない。   In the second embodiment, the example in which the wafer aligner 22 is provided with the reflectance measuring device and the resistance measuring device has been described. However, the wafer aligner 22 may be provided with either the reflectance measuring device or the resistance measuring device. Further, the measurement method of the reflectance and sheet resistance of the IrOx film of the wafer 3 described in the second embodiment is an example, and the reflectance and sheet resistance of the IrOx film of the wafer 3 are measured by other measurement methods. Is not excluded.

〈変形例〉
また、第2実施形態に係る半導体製造装置10を以下のように変形してもよい。本変形例に係る半導体製造装置10について、図13に基づいて説明する。図13は、本変形例に係る半導体製造装置10の構造の一例を示した図である。本変形例に係る半導体製造装置10と第2実施形態に係る半導体製造装置10とは、検出センサー31を搬送室24内に設け、不図示の反射率測定装置をウエハーアライナー22に設けることに替えて、搬送室24内に不図示の反射率測定装置を設ける点が相違する。検出センサー31は、不図示の制御ユニット13と電気的に接続されている。制御ユニット13は、検出センサー31からの検出信号を受け取る。
<Modification>
Further, the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the second embodiment may be modified as follows. A semiconductor manufacturing apparatus 10 according to this modification will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing an example of the structure of the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to this modification. In the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to this modification and the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the second embodiment, the detection sensor 31 is provided in the transfer chamber 24 and the reflectance measuring apparatus (not shown) is provided in the wafer aligner 22. The difference is that a reflectance measuring device (not shown) is provided in the transfer chamber 24. The detection sensor 31 is electrically connected to a control unit 13 (not shown). The control unit 13 receives a detection signal from the detection sensor 31.

搬送ロボット26は、成膜処理後のウエハー3を、成膜チャンバー1からロードロック室23内に搬送する。図13の太矢印Dで示すように、ウエハー3は搬送室24内を通過することになるが、そのウエハー3が通過する経路上に検出センサー31が設けられている。搬送室24内に設けられた検出センサー31は、ウエハー3が搬送室24内の所定位置(図13では、検出センサー31の直下の位置)に存在するか否かを検出する。   The transfer robot 26 transfers the wafer 3 after the film formation process from the film formation chamber 1 into the load lock chamber 23. As indicated by a thick arrow D in FIG. 13, the wafer 3 passes through the transfer chamber 24, and a detection sensor 31 is provided on a path through which the wafer 3 passes. The detection sensor 31 provided in the transfer chamber 24 detects whether or not the wafer 3 is present at a predetermined position in the transfer chamber 24 (a position immediately below the detection sensor 31 in FIG. 13).

検出センサー31は、ウエハー3が搬送室24内の所定位置に存在することを検出した場合、反射率測定装置にウエハー検出の検出信号を送る。検出センサー31からウエハー検出の検出信号を受け取った反射率測定装置は、搬送室24内の所定位置に存在するウエハー3のIrOx膜の反射率を測定する。ウエハー3のIrOx膜の反射率を測定する方法は、第2実施形態に係る半導体製造装置10による測定方法と同様であるので、その説明を省略する。   When the detection sensor 31 detects that the wafer 3 is present at a predetermined position in the transfer chamber 24, the detection sensor 31 sends a wafer detection detection signal to the reflectance measuring device. The reflectance measuring apparatus that has received the wafer detection detection signal from the detection sensor 31 measures the reflectance of the IrOx film of the wafer 3 existing at a predetermined position in the transfer chamber 24. Since the method for measuring the reflectance of the IrOx film on the wafer 3 is the same as the measuring method by the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the second embodiment, the description thereof is omitted.

また、図13の太矢印Eで示すように、ウエハー3の成膜処理前においても、ウエハー3は搬送室24内を通過することになる。この場合、制御ユニット13は、反射率測定装置を制御することにより、成膜処理前のウエハー3に対して反射率測定を行わないように
しておけばよい。
Further, as indicated by a thick arrow E in FIG. 13, the wafer 3 passes through the transfer chamber 24 even before the wafer 3 is formed. In this case, the control unit 13 may be configured not to perform the reflectance measurement on the wafer 3 before the film forming process by controlling the reflectance measuring apparatus.

ウエハーにIrOx膜を形成する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of forming an IrOx film | membrane on a wafer. スイッチング分極量とIrOx膜の反射率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the amount of switching polarization, and the reflectance of an IrOx film | membrane. リーク電流とIrOx膜の反射率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between leakage current and the reflectance of an IrOx film | membrane. IrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量とIrOx膜の反射率との関係及びIrOx膜を成膜する場合のO2ガス流量とIrOx膜のシート抵抗との関係を示した図である。Is a diagram illustrating a relationship between the sheet resistance of the O 2 gas flow rate and IrOx film when forming the relationships and IrOx film and the reflectance of the O 2 gas flow rate and IrOx film when forming the IrOx film. IrOx膜の反射率とシールドライフとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the reflectance of an IrOx film | membrane, and a shield life. IrOx膜のシート抵抗とシールドライフとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the sheet resistance of an IrOx film | membrane, and a shield life. シールドライフと、IrOx膜を成膜する場合のO2ガスの流量との関係を示した図である。A shield life, is a diagram showing the relationship between the flow rate of O 2 gas in the case of forming a IrOx film. 第1実施形態に係る半導体製造装置10の構造の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the structure of the semiconductor manufacturing apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体製造装置10の構造の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the structure of the semiconductor manufacturing apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment. 成膜チャンバー1に導入されるO2ガスの流量を変更する処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a flow of processing for changing the flow rate of O 2 gas introduced into the film forming chamber 1. 第2実施形態に係る半導体製造装置10の構造の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the structure of the semiconductor manufacturing apparatus 10 which concerns on 2nd Embodiment. IrOx膜の反射率及びシート抵抗を測定する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which measures the reflectance and sheet resistance of an IrOx film | membrane. 第2実施形態の変形例に係る半導体製造装置10の構造の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the structure of the semiconductor manufacturing apparatus 10 which concerns on the modification of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 成膜チャンバー
2 ウエハーステージ
3 ウエハー
4 バッキングプレート
5 Irターゲット
6 シールド
10 半導体製造装置
11 O2ガス濃度計
12、16 パイプ
13 制御ユニット
14 O2ガス導入装置
15 Arガス導入装置
21 ウエハーキャリア
22 ウエハーアライナー
23 ロードロック室
24 搬送室
25、26 搬送ロボット
27、31 検出センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deposition chamber 2 Wafer stage 3 Wafer 4 Backing plate 5 Ir target 6 Shield 10 Semiconductor manufacturing device 11 O 2 gas concentration meter 12, 16 Pipe 13 Control unit 14 O 2 gas introduction device 15 Ar gas introduction device 21 Wafer carrier 22 Wafer Aligner 23 Load lock chamber 24 Transfer chamber 25, 26 Transfer robot 27, 31 Detection sensor

Claims (6)

上部電極、誘電体及び下部電極から構成される強誘電体キャパシタを有する半導体装置を製造する半導体製造装置であって、
成膜チャンバー内に設置された半導体ウエハーに前記上部電極を形成するための混合ガスに含まれる酸素ガスを前記成膜チャンバーに導入する導入部と、
前記成膜チャンバーに導入される酸素ガスの導入流量を制御する制御部と、
前記成膜チャンバー内の前記混合ガスに含まれる酸素ガスの濃度を計測する計測部と、を備え、
前記制御部は、前記計測部によって計測された酸素ガスの濃度の値が所定値の範囲内にない場合、前記酸素ガスの濃度の値が所定値の範囲内になるように前記酸素ガスの導入流量を変更する、半導体製造装置。
A semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device having a ferroelectric capacitor composed of an upper electrode, a dielectric and a lower electrode,
An introduction part for introducing oxygen gas contained in a mixed gas for forming the upper electrode into the semiconductor wafer installed in the film forming chamber into the film forming chamber;
A controller for controlling the flow rate of oxygen gas introduced into the film forming chamber;
A measuring unit for measuring the concentration of oxygen gas contained in the mixed gas in the film forming chamber,
When the oxygen gas concentration value measured by the measurement unit is not within the predetermined value range, the control unit introduces the oxygen gas so that the oxygen gas concentration value falls within the predetermined value range. Semiconductor manufacturing equipment that changes the flow rate.
前記計測部は、前記半導体ウエハー周辺に存在する前記混合ガスに含まれる酸素ガスの濃度を計測する請求項1に記載の半導体製造装置。   The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the measuring unit measures a concentration of oxygen gas contained in the mixed gas existing around the semiconductor wafer. 前記計測部は、前記半導体ウエハーを囲むように前記成膜チャンバー内に設けられたシールドの内壁面周辺に存在する前記混合ガスに含まれる酸素ガスの濃度を計測する請求項1に記載の半導体製造装置。   2. The semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein the measurement unit measures a concentration of oxygen gas contained in the mixed gas existing around an inner wall surface of a shield provided in the film forming chamber so as to surround the semiconductor wafer. apparatus. 前記半導体ウエハーに形成された上部電極の反射率を測定する反射率測定部、を更に備え、
前記制御部は、前記反射率測定部によって測定された反射率の値が所定値未満の場合、前記上部電極の反射率の値が所定値以上となるように前記酸素ガスの導入流量を変更する、請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
A reflectance measuring unit for measuring the reflectance of the upper electrode formed on the semiconductor wafer,
When the reflectance value measured by the reflectance measurement unit is less than a predetermined value, the control unit changes the oxygen gas introduction flow rate so that the reflectance value of the upper electrode is equal to or greater than a predetermined value. The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記半導体ウエハーに形成された上部電極のシート抵抗を測定する抵抗測定部、を更に備え、
前記制御部は、前記抵抗測定部によって測定されたシート抵抗の値が所定値以上の場合、前記シート抵抗の値が所定値未満となるように前記酸素ガスの導入流量を変更する、請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
A resistance measuring unit that measures the sheet resistance of the upper electrode formed on the semiconductor wafer;
The said control part changes the introduction flow rate of the said oxygen gas so that the value of the said sheet resistance may become less than predetermined value, when the value of the sheet resistance measured by the said resistance measurement part is more than predetermined value. 5. The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of items 1 to 4.
上部電極、誘電体及び下部電極から構成される強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法であって、
成膜チャンバー内に設置された半導体ウエハーに前記上部電極を形成するための混合ガスに含まれる酸素ガスを前記成膜チャンバーに導入する導入ステップと、
前記成膜チャンバーに導入される酸素ガスの導入流量を制御する制御ステップと、
前記成膜チャンバー内の前記混合ガスに含まれる酸素ガスの濃度を計測する計測ステップと、を備え、
前記制御ステップは、前記計測ステップで計測された酸素ガスの濃度の値が所定値の範囲内にない場合、前記酸素ガスの濃度の値が所定値の範囲内になるように前記酸素ガスの導入流量を変更する、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device having a ferroelectric capacitor composed of an upper electrode, a dielectric and a lower electrode,
Introducing an oxygen gas contained in a mixed gas for forming the upper electrode into a semiconductor wafer placed in the film forming chamber into the film forming chamber;
A control step of controlling the flow rate of oxygen gas introduced into the film forming chamber;
A measurement step of measuring the concentration of oxygen gas contained in the mixed gas in the film forming chamber,
In the control step, when the oxygen gas concentration value measured in the measurement step is not within the predetermined value range, the oxygen gas introduction is performed so that the oxygen gas concentration value is within the predetermined value range. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the flow rate is changed.
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