JP2003142470A - Method and apparatus for depositing silicon nitride film - Google Patents

Method and apparatus for depositing silicon nitride film

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JP2003142470A
JP2003142470A JP2001335151A JP2001335151A JP2003142470A JP 2003142470 A JP2003142470 A JP 2003142470A JP 2001335151 A JP2001335151 A JP 2001335151A JP 2001335151 A JP2001335151 A JP 2001335151A JP 2003142470 A JP2003142470 A JP 2003142470A
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stage
silicon nitride
chamber
nitride film
gas
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JP2001335151A
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Yoichi Suzuki
洋一 鈴木
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Applied Materials Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of depositing silicon nitride which can reduce the contamination of wafer with Al from a stage formed of an Al-group material. SOLUTION: First, a process for cleaning a silicon nitride film deposited on the internal wall of a chamber and a stage is performed (S201). Next, a process for covering the stage with the SiO2 film is performed (S202). In this process, SiH4 gas and N2 O gas are used and the stage is covered with the SiO2 film (S203). Subsequently, the wafer is carried into the chamber and then placed on the stage (S204). Thereafter, a process for depositing the silicon nitride film on the wafer is performed. In this process, N2 gas and the SiH4 gas are used. Moreover, a stage temperature is kept at 550 deg.C. Accordingly, the silicon nitride film is formed on the wafer. Finally, the wafer is carried out from the inside of the chamber 21a (S205).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ上にチッ化
珪素膜を堆積させる堆積方法及び堆積装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deposition method and a deposition apparatus for depositing a silicon nitride film on a wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】チッ化珪素膜の堆積には、プラズマCV
D装置が広く用いられる。プラズマCVD装置において
は、ステージが、NF3といった弗素を含むガスにより
クリーニングされるため、耐弗素性に優れたアルミニウ
ム(Al)系の材料から構成される。Al系の材料として
は、アルミナ(Al23)又はチッ化アルミニウム(Al
N)が選ばれる。
2. Description of the Related Art A plasma CV is used for depositing a silicon nitride film.
The D device is widely used. In the plasma CVD apparatus, since the stage is cleaned with a gas containing fluorine such as NF 3 , it is made of an aluminum (Al) -based material having excellent fluorine resistance. As an Al-based material, alumina (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (Al
N) is selected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】プラズマCVD装置に
より堆積されるチッ化珪素膜中には、シランガス及びア
ンモニアといった原料ガスからの水素が多量に取り込ま
れている。例えば、チッ化珪素膜中の水素がゲート酸化
膜中へと拡散していくと、ゲート酸化膜中で電子トラッ
プが形成され、トランジスタの特性に悪影響が生じる虞
がある。チッ化ケイ素膜中の水素濃度を低減するために
は、チッ化珪素膜を堆積する際、ウエハ温度をより高温
にするとよい。しかし、本発明者の知見によれば、例え
ば500℃を超える程度の温度にステージを加熱する
と、Alの昇華が起こり、Al系材料からAl原子が脱
離することが生じ易い。発明者の実験によれば、1×1
14個/cm2以上ものAl原子がステージ上に置かれ
るウエハ裏面に吸着してしまうことが判明した。
A large amount of hydrogen from raw material gases such as silane gas and ammonia is taken into the silicon nitride film deposited by the plasma CVD apparatus. For example, when hydrogen in the silicon nitride film diffuses into the gate oxide film, electron traps are formed in the gate oxide film, which may adversely affect the characteristics of the transistor. In order to reduce the hydrogen concentration in the silicon nitride film, it is advisable to increase the wafer temperature when depositing the silicon nitride film. However, according to the knowledge of the present inventor, when the stage is heated to a temperature of, for example, more than 500 ° C., sublimation of Al occurs and Al atoms are easily desorbed from the Al-based material. According to the experiment by the inventor, 1 × 1
It was found that as many as 0 14 / cm 2 or more of Al atoms are adsorbed on the back surface of the wafer placed on the stage.

【0004】ウエハ裏面にAl原子が吸着すると、例え
ば後続するウェットクリーン工程において次の問題が生
じる。ウェットクリーン工程はバッチ処理で行われるた
め、ウエハ裏面に吸着したAl原子は洗浄液中に溶け出
し、溶け出したAl原子はウエハの表面に吸着してしま
う。Al原子がウエハ表面に吸着すると、ウエハ表面に
形成される半導体集積回路といった半導体装置の構成要
素がAlで汚染され、当該半導体装置の回路特性に悪影
響を及ぼす可能性がある。
When Al atoms are adsorbed on the back surface of the wafer, the following problems occur, for example, in the subsequent wet clean process. Since the wet clean process is performed in a batch process, Al atoms adsorbed on the back surface of the wafer are dissolved in the cleaning liquid, and the dissolved Al atoms are adsorbed on the surface of the wafer. When Al atoms are adsorbed on the wafer surface, the constituent elements of the semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit formed on the wafer surface are contaminated with Al, which may adversely affect the circuit characteristics of the semiconductor device.

【0005】また、プラズマCVD装置のステージから
のAl原子は、成膜中にチャンバ雰囲気内へも放出され
得る。このようなAl原子は、ウエハをチャンバ内に搬
送する際に、ウエハ表面に吸着される。この原因によっ
ても、上述の汚染の問題が生じる。
Al atoms from the stage of the plasma CVD apparatus can also be released into the chamber atmosphere during film formation. Such Al atoms are adsorbed on the wafer surface when the wafer is transferred into the chamber. This cause also causes the above-mentioned problem of contamination.

【0006】このような問題を解消するため、本発明者
は、ウエハをチャンバ内に搬送する前に、ステージをチ
ッ化珪素膜で被覆することを試みた。しかし、チッ化珪
素膜でステージを覆った場合には、ウエハに吸着するA
l原子を十分に低減できなかった。そこで、本発明者
は、鋭意研究を重ね本発明に到達した。
In order to solve such a problem, the present inventor tried to coat the stage with a silicon nitride film before transferring the wafer into the chamber. However, if the stage is covered with a silicon nitride film, A
The number of l atoms could not be reduced sufficiently. Therefore, the present inventor has earnestly studied and arrived at the present invention.

【0007】本発明は、ステージを構成する材料の構成
元素によりウエハが汚染されるのを低減できる、チッ化
珪素膜の堆積方法及び堆積装置を提供することを目的と
する。
It is an object of the present invention to provide a silicon nitride film deposition method and deposition apparatus capable of reducing the contamination of a wafer by the constituent elements of the material forming the stage.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係るチッ化珪素
膜の堆積方法は、基板上にチッ化珪素膜を堆積させる方
法であって、(a)チャンバ内のステージを酸化ケイ素膜
で被覆する工程と、(b)ステージに基板を載置する工程
と、(c)基板上にチッ化珪素膜を堆積する工程と、を備
える。このようにすれば、基板がステージ上に載置され
る以前に、ステージが酸化ケイ素膜で被覆されている。
したがって、ステージを構成する材料の構成元素がステ
ージから脱離しても、基板の裏面が構成元素で汚染され
るのが低減される。
A method for depositing a silicon nitride film according to the present invention is a method for depositing a silicon nitride film on a substrate, wherein (a) a stage in a chamber is covered with a silicon oxide film. And (b) mounting the substrate on the stage, and (c) depositing a silicon nitride film on the substrate. With this configuration, the stage is covered with the silicon oxide film before the substrate is placed on the stage.
Therefore, even if the constituent elements of the material forming the stage are detached from the stage, contamination of the back surface of the substrate with the constituent elements is reduced.

【0009】また、上記の被覆する工程に先立ち、弗素
元素を含むガスを用いてチャンバ内をクリーニングする
工程を更に備えると好ましい。クリーニングする工程を
行えば、基板上に形成されるパーティクルのうち、チャ
ンバ内に堆積されるチッ化珪素膜から生じるパーティク
ルを低減できる。また、クリーニングによってステージ
を構成する材料がステージ表面に露出することとなって
も、クリーニングする工程の後に、ステージが酸化ケイ
素膜で被覆されるため、基板の裏面がステージを構成す
る材料の構成元素で汚染されるのが低減される。
Further, it is preferable to further include a step of cleaning the inside of the chamber with a gas containing a fluorine element, prior to the above-mentioned coating step. By performing the cleaning step, among particles formed on the substrate, particles generated from the silicon nitride film deposited in the chamber can be reduced. Further, even if the material forming the stage is exposed on the surface of the stage by cleaning, since the stage is covered with the silicon oxide film after the cleaning step, the back surface of the substrate is a constituent element of the material forming the stage. The pollution by

【0010】さらに、被覆する工程において、シランガ
ス及び一酸化二窒素ガスが使用されると好ましい。これ
らのガスを用いれば、ステージを酸化ケイ素膜で確実に
被覆できる。さらにまた、堆積する工程において、ステ
ージが500℃を超える温度に維持されると好適であ
る。このような温度とすれば、基板上に堆積されるチッ
化珪素膜中の水素濃度を低減できる。しかも、この程度
の温度としても、ステージは酸化ケイ素膜で被覆されて
いるため、基板の裏面がステージを構成する材料の構成
元素で汚染されるのが低減される。
Furthermore, it is preferable that silane gas and dinitrogen monoxide gas be used in the coating step. By using these gases, the stage can be surely covered with the silicon oxide film. Furthermore, it is advantageous if the stage is maintained at a temperature above 500 ° C. in the deposition step. With such a temperature, the hydrogen concentration in the silicon nitride film deposited on the substrate can be reduced. Moreover, even at such a temperature, since the stage is covered with the silicon oxide film, the back surface of the substrate is less contaminated with the constituent elements of the material forming the stage.

【0011】本発明の一側面に係るチッ化珪素膜の堆積
装置は、基板をチャンバ内のステージに載置し、基板上
にチッ化珪素膜を堆積させる堆積装置である。この装置
は、(1)基板が載置されるステージと、(2)ステージの
温度を調整する温度調整部と、(3)基板をチャンバ内に
搬送してステージ上に載置させる基板搬送部と、(4)珪
素を含むガス、酸素元素を含むガス、及び窒素元素を含
むガスをチャンバ内へ供給するガス供給部と、(5)温度
調整部、ガス供給部、及び基板搬送部を制御する制御部
と、を備える。制御部は、(A)珪素を含むガス及び酸素
元素を含むガスがチャンバ内に供給されてステージが酸
化ケイ素膜で被覆されるように、ガス供給部を動作させ
る指令信号を出力する第1の手段と、(B)基板がチャン
バ内に搬入されてステージ上に載置されるように、基板
搬送部を動作させる指令信号を出力する第2の手段と、
(C)珪素を含むガス及び窒素元素を含むガスがチャンバ
内に供給されて基板上にチッ化珪素膜が堆積されるよう
に、ガス供給部及び温度調整部を動作させる指令信号を
出力する第3の手段と、を含む。このような堆積装置に
よれば、酸化ケイ素膜で被覆されたステージ上に基板が
載置され、当該基板上にチッ化珪素膜が堆積される。よ
って、基板の裏面がステージを構成する材料の構成元素
で汚染されるのが低減される。
A silicon nitride film deposition apparatus according to one aspect of the present invention is a deposition apparatus in which a substrate is placed on a stage in a chamber and a silicon nitride film is deposited on the substrate. This apparatus includes (1) a stage on which a substrate is placed, (2) a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the stage, and (3) a substrate transfer unit that transfers the substrate into the chamber and places it on the stage. And (4) a gas supply unit for supplying a gas containing silicon, a gas containing an oxygen element, and a gas containing a nitrogen element into the chamber, and (5) controlling a temperature adjustment unit, a gas supply unit, and a substrate transfer unit. And a control unit for controlling. The control unit outputs (A) a command signal for operating the gas supply unit so that the gas containing silicon and the gas containing oxygen element are supplied into the chamber and the stage is covered with the silicon oxide film. Means and (B) second means for outputting a command signal for operating the substrate transfer unit so that the substrate is carried into the chamber and placed on the stage;
(C) A command signal for operating the gas supply unit and the temperature adjustment unit is output so that the gas containing silicon and the gas containing nitrogen element are supplied into the chamber and the silicon nitride film is deposited on the substrate. 3 means are included. According to such a deposition apparatus, the substrate is placed on the stage covered with the silicon oxide film, and the silicon nitride film is deposited on the substrate. Therefore, the back surface of the substrate is prevented from being contaminated with the constituent elements of the material forming the stage.

【0012】本発明の別の側面に係るチッ化珪素膜の堆
積装置は、基板上にチッ化珪素膜を堆積させるチッ化珪
素膜の堆積装置であって、酸化ケイ素で構成される部材
で覆われたステージと、珪素を含むガス及び窒素元素を
含むガスのそれぞれを所定の流量でチャンバ内へ供給す
るガス供給部と、少なくともガス供給部を制御して、基
板上にチッ化珪素膜が堆積されるようにする制御部と、
を備える。上記の部材は、珪素元素を含むガス及び酸素
元素を含むガスから形成された酸化ケイ素膜であると好
適である。また、上記の部材は、ステージを覆う板であ
ると好適である。上記の堆積装置においては、ステージ
が酸化ケイ素で構成された部材で覆われている。そのた
め、このステージ上に基板を載置して当該基板上にチッ
化珪素膜を堆積する際、基板の裏面がステージを構成す
る材料の構成元素で汚染されるのが低減される。
A silicon nitride film deposition apparatus according to another aspect of the present invention is a silicon nitride film deposition apparatus for depositing a silicon nitride film on a substrate, which is covered with a member made of silicon oxide. Of the silicon nitride film and the gas supply unit for supplying each of the gas containing silicon and the gas containing nitrogen element into the chamber at a predetermined flow rate, and controlling at least the gas supply unit to deposit a silicon nitride film on the substrate. Control unit to
Equipped with. The above member is preferably a silicon oxide film formed from a gas containing a silicon element and a gas containing an oxygen element. Further, the above member is preferably a plate that covers the stage. In the above deposition apparatus, the stage is covered with a member made of silicon oxide. Therefore, when the substrate is placed on the stage and the silicon nitride film is deposited on the substrate, the back surface of the substrate is less contaminated with the constituent elements of the material forming the stage.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るチッ化珪素膜
の堆積方法及び堆積装置の好適な実施形態について図面
を参照しながら説明する。なお、図面の説明において
は、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は
省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a silicon nitride film deposition method and deposition apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0014】始めに、本発明に係るチッ化珪素膜の堆積
装置の好適な実施形態を説明する。図1は、本発明によ
るチッ化珪素膜の堆積装置の好適な一実施形態を示す概
略図である。図1において、プラズマCVD装置20
は、ウエハWが収納されるチャンバ21a,21bと、
チャンバ21a,21bに所定のガスを供給するガス供
給源23と、ウエハをチャンバ21a,21b内に搬入
出するウエハ搬送機構24と、チャンバ21a,21b
内でプラズマを発生させる高周波電源25と、チャンバ
21a,21bに供給されるガスを排気する排気部26
と、チッ化珪素膜の形成手順を自動制御する制御部27
とを備える。チャンバ21a,21bはほぼ同一の構成
を有する。複数枚のウエハ上にチッ化珪素膜を形成する
際には、これら2つのチャンバ21a,21bが同時に
使用されることができる。以下では、簡単のため、チャ
ンバ21aを中心に説明する。
First, a preferred embodiment of a silicon nitride film deposition apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view showing a preferred embodiment of a silicon nitride film deposition apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a plasma CVD apparatus 20
Are chambers 21a and 21b in which the wafer W is housed,
A gas supply source 23 for supplying a predetermined gas to the chambers 21a, 21b, a wafer transfer mechanism 24 for loading / unloading the wafers into / from the chambers 21a, 21b, and chambers 21a, 21b.
A high frequency power supply 25 for generating plasma inside, and an exhaust unit 26 for exhausting gas supplied to the chambers 21a and 21b.
And a control unit 27 for automatically controlling the procedure for forming the silicon nitride film.
With. The chambers 21a and 21b have substantially the same structure. When forming a silicon nitride film on a plurality of wafers, these two chambers 21a and 21b can be used simultaneously. In the following, for simplicity, the chamber 21a will be mainly described.

【0015】チャンバ21aには、ガス供給源23と接
続されたシャワーヘッド28と、ウェハWが載置される
ウエハ支持部29とが設けられている。シャワーヘッド
28及びウエハ支持部29は、図示の通り、互いに対面
するよう配置されている。シャワーヘッド28は中空の
円盤状の形状を有する。また、シャワーヘッド28は、
上壁のほぼ中央部にガス供給口28aを有する。さら
に、シャワーヘッド28には、複数の貫通孔を有するガ
ス分配板28b,28cが設けられている。ガス供給源
23からガス供給口28aを通してガスがシャワーヘッ
ド28に供給される。シャワーヘッド28に供給された
ガスは、ガス分配板28b,28c板の貫通孔を通って
ウエハ上に至る。ガスは、複数の貫通孔を通ってウエハ
上に至るため、ウエハ面上に均一に分配される。
The chamber 21a is provided with a shower head 28 connected to the gas supply source 23 and a wafer support portion 29 on which the wafer W is placed. The shower head 28 and the wafer support portion 29 are arranged so as to face each other, as shown in the drawing. The shower head 28 has a hollow disk shape. Also, the shower head 28 is
The gas supply port 28a is provided at approximately the center of the upper wall. Further, the shower head 28 is provided with gas distribution plates 28b and 28c having a plurality of through holes. Gas is supplied from the gas supply source 23 to the shower head 28 through the gas supply port 28a. The gas supplied to the shower head 28 reaches the wafer through the through holes of the gas distribution plates 28b and 28c. Since the gas reaches the wafer through the plurality of through holes, it is uniformly distributed on the wafer surface.

【0016】シャワーヘッド28には、高周波電源25
が接続されている。高周波電源25からシャワーヘッド
28に対して例えば13.56MHzといった周波数を
有する高周波電力が供給される。すなわち、シャワーヘ
ッド28は、ガス供給源23から供給されるガスをウエ
ハW上に均一に分配するガス分配器と、高周波電源25
より高周波電力が供給される電極とを兼ねる。
The shower head 28 includes a high frequency power source 25.
Are connected. The high frequency power supply 25 supplies high frequency power having a frequency of 13.56 MHz to the shower head 28. That is, the shower head 28 includes a gas distributor that evenly distributes the gas supplied from the gas supply source 23 on the wafer W, and the high frequency power supply 25.
It also serves as an electrode to which higher-frequency power is supplied.

【0017】ガス供給源23は、シラン(SiH4)ガ
ス、アンモニア(NH3)ガス、一酸化二窒素(N2O)ガ
ス、及び窒素(N2)ガスをチャンバ21aに供給できる
よう構成されている。また、ガス供給源23からは、チ
ャンバ21aに対して、三弗化窒素(NF3)ガス及びア
ルゴン(Ar)ガスも供給される。ガス供給源23には、
各ガスの流量を調整する流量調整部23aが備えられて
いる。流量調整部23aは、例えばマスフローコントロ
ーラ(Mass Flow Controller:MFC)やエアオペレート
バルブ(Air-operated Valve:AV)を含むことができ
る。流量調整部23aは、制御部27からの指令信号に
基づいてMFC及びAVを動作させ、所定のガスを適切
な流量でチャンバ21aに供給する。流量調整部23a
とチャンバ21aの間に、マイクロ波発生源30が付設
されたマイクロ波チャンバ31が設けられている。マイ
クロ波発生源30及びマイクロ波チャンバ31は、後述
するようにクリーニング工程において使用される。
The gas supply source 23 is configured to supply silane (SiH 4 ) gas, ammonia (NH 3 ) gas, dinitrogen monoxide (N 2 O) gas, and nitrogen (N 2 ) gas to the chamber 21a. ing. Further, from the gas supply source 23, nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas and argon (Ar) gas are also supplied to the chamber 21a. The gas supply 23 includes
A flow rate adjusting unit 23a that adjusts the flow rate of each gas is provided. The flow rate adjusting unit 23a can include, for example, a mass flow controller (MFC) or an air-operated valve (AV). The flow rate adjusting unit 23a operates the MFC and AV based on the command signal from the control unit 27 and supplies a predetermined gas to the chamber 21a at an appropriate flow rate. Flow rate adjusting unit 23a
A microwave chamber 31 provided with a microwave generation source 30 is provided between the microwave chamber 31 and the chamber 21a. The microwave generation source 30 and the microwave chamber 31 are used in the cleaning process as described later.

【0018】ウエハ支持部29は、チャンバ21aに気
密に設けられると共に、図示しない可動機構により上下
駆動可能に設けられている。ウエハ支持部29の上下動
により、ウエハWとシャワーヘッド28との間隔が任意
に調整される。また、ウエハ支持部29は、AlNから
なる円盤状のステージ29aと、ステージ29aを保持
する略円柱状の保持部29bとを有する。ステージ29
aにはヒータ29cが内蔵されている。ヒータ29cに
は、電力供給源を兼ねる温度調整部32が接続されてい
る。この温度調整部32により適切に制御された電力が
ヒータ29cに供給され、ステージ29aは所定の温度
に維持される。
The wafer support 29 is provided in the chamber 21a in an airtight manner and is vertically movable by a movable mechanism (not shown). By vertically moving the wafer support portion 29, the distance between the wafer W and the shower head 28 is arbitrarily adjusted. The wafer supporting unit 29 has a disc-shaped stage 29a made of AlN and a substantially columnar holding unit 29b for holding the stage 29a. Stage 29
A heater 29c is built in a. The heater 29c is connected to a temperature adjusting unit 32 that also serves as a power supply source. Electric power appropriately controlled by the temperature adjusting unit 32 is supplied to the heater 29c, and the stage 29a is maintained at a predetermined temperature.

【0019】また、チャンバ21aには排気口22が設
けられている。チャンバ21aに供給されたガスは、排
気口22を通して排気部26により排気される。また、
チャンバ21aと排気部26の間には、チャンバ21a
内の圧力を調整する圧力調整部33が設けられている。
圧力調整部33は、例えば、スロットルバルブを含むこ
とができる。圧力の調整の際には、チャンバ21aの圧
力は、チャンバ21aに備えられた圧力計34によりモ
ニタされる。
An exhaust port 22 is provided in the chamber 21a. The gas supplied to the chamber 21a is exhausted by the exhaust unit 26 through the exhaust port 22. Also,
Between the chamber 21 a and the exhaust unit 26, the chamber 21 a
A pressure adjusting unit 33 that adjusts the internal pressure is provided.
The pressure adjusting unit 33 can include, for example, a throttle valve. When adjusting the pressure, the pressure in the chamber 21a is monitored by the pressure gauge 34 provided in the chamber 21a.

【0020】続いて、ウエハ搬送部24について説明す
る。図2は、プラズマCVD装置1を図1とは別の角度
から見た概略図である。図2に示す通り、ウエハ搬送部
24は、搬送室24aと、搬送室24a内に設けられた
搬送ロボット24bと、搬送ロボット24aを動作させ
る駆動部24cとを有する。ウエハ搬送部24は、ゲー
ト弁Gを介してチャンバ21aと接している。また、駆
動部24cは制御部27と結線されている。制御部27
から駆動部24cに対して指令信号が出力されると、駆
動部24cは、指令信号に従って搬送ロボット24aを
駆動する。搬送ロボット24aの駆動の結果、例えば、
ウエハがチャンバ21a内に搬入されてステージ29a
上に載置される。また、ゲート弁Gの開閉は、駆動部2
4cにより制御されることができる。
Next, the wafer transfer section 24 will be described. FIG. 2 is a schematic view of the plasma CVD apparatus 1 viewed from an angle different from that of FIG. As shown in FIG. 2, the wafer transfer unit 24 has a transfer chamber 24a, a transfer robot 24b provided in the transfer chamber 24a, and a drive unit 24c for operating the transfer robot 24a. The wafer transfer unit 24 is in contact with the chamber 21a via the gate valve G. Further, the drive unit 24c is connected to the control unit 27. Control unit 27
When a command signal is output from the drive unit 24c to the drive unit 24c, the drive unit 24c drives the transport robot 24a according to the command signal. As a result of driving the transfer robot 24a, for example,
The wafer is loaded into the chamber 21a and the stage 29a
Placed on top. The gate valve G is opened and closed by the drive unit 2
4c can be controlled.

【0021】制御部27は、CPU27a及びメモリ2
7bを有している。メモリ27bは、本実施形態のチッ
化珪素膜の形成手順を管理するプログラムを格納してい
る。このプログラムは、チャンバ21a内をクリーニン
グする工程、ステージ29aをSiO2膜で被覆する工
程、ウエハWを搬入する工程、及びチッ化珪素膜を形成
する工程を実現できるようなサブプログラムを有するこ
とができる。すなわち、メモリ27b内にはサブプログ
ラムを格納する記憶手段が設けられている。また、CP
U27aはメモリ27bに格納されるプログラムを実行
できる。制御部27は、ガス供給源23、高周波電源2
5、温度調整部32、マイクロ波発生源30及び圧力調
整部33と制御線を介して接続されている。これらに対
し、制御部27は指令信号を出力して上記の工程を実現
する。
The control unit 27 includes a CPU 27a and a memory 2
7b. The memory 27b stores a program for managing the procedure for forming the silicon nitride film of this embodiment. This program may have a sub-program that can realize a step of cleaning the inside of the chamber 21a, a step of covering the stage 29a with a SiO 2 film, a step of loading the wafer W, and a step of forming a silicon nitride film. it can. That is, the memory 27b is provided with storage means for storing the subprogram. Also, CP
U27a can execute the program stored in the memory 27b. The control unit 27 includes a gas supply source 23 and a high frequency power source 2
5, the temperature adjustment unit 32, the microwave generation source 30, and the pressure adjustment unit 33 are connected via a control line. On the other hand, the controller 27 outputs a command signal to realize the above steps.

【0022】制御部27は、図4に示す通り、第1の手
段271〜第5の手段275と称される少なくとも5つ
の手段を有する。第1の手段271は、ガス供給部23
に対し、ステージ29aをSiO2膜で被覆するための
指令信号を出力する。ガス供給部23はこの指令信号に
従って動作する。ガス供給部23の動作は、(1)SiH
4ガス及びN2Oガスのチャンバ内へ供給を開始するこ
と、(2)これらのガスの流量を予め決められた値に調整
すること、及び(3)これらのガスの供給を停止すること
を含むことができる。第1の手段271は、高周波電源
25、圧力調整部33、及び温度調整部32に対しても
ステージ29aをSiO2膜で被覆するための指令信号
を出力することができる。高周波電源25は、指令信号
に従って、シャワーヘッド28に対し高周波電力を供給
することができる。圧力調整部33は、指令信号に従っ
て、チャンバ21a内の圧力を所定の値に調整すること
ができる。また、温度調整部32は、指令信号に従っ
て、ステージ29aの温度を所定の値に維持するように
もできる。上記の各調整部又は電源が第1の手段271
からの指令信号に従って動作することにより、ステージ
29aがSiO2膜で被覆される。
As shown in FIG. 4, the control unit 27 has at least five means called first means 271 to fifth means 275. The first means 271 is the gas supply unit 23.
On the other hand, a command signal for coating the stage 29a with a SiO 2 film is output. The gas supply unit 23 operates according to this command signal. The operation of the gas supply unit 23 is (1) SiH
Starting the supply of 4 gas and N 2 O gas into the chamber, (2) adjusting the flow rates of these gases to predetermined values, and (3) stopping the supply of these gases. Can be included. The first means 271 can also output a command signal for coating the stage 29a with the SiO 2 film to the high frequency power supply 25, the pressure adjusting unit 33, and the temperature adjusting unit 32. The high frequency power supply 25 can supply high frequency power to the shower head 28 according to the command signal. The pressure adjusting unit 33 can adjust the pressure inside the chamber 21a to a predetermined value according to the command signal. Further, the temperature adjusting unit 32 can also maintain the temperature of the stage 29a at a predetermined value according to the command signal. Each of the above-mentioned adjustment units or power supplies is the first means 271.
The stage 29a is covered with the SiO 2 film by operating in accordance with the command signal from.

【0023】また、第2の手段272は、ウエハ搬送部
24に対し、ウエハをチャンバ21a内に搬送してステ
ージ29a上に載置するための指令信号を出力する。こ
の指令信号に従ってウエハ搬送部24は、ウエハをステ
ージ上に載置する。
Further, the second means 272 outputs a command signal to the wafer transfer section 24 for transferring the wafer into the chamber 21a and mounting it on the stage 29a. According to this command signal, the wafer transfer unit 24 places the wafer on the stage.

【0024】第3の手段273は、ウエハ上にチッ化珪
素膜を堆積させるための指令信号をガス供給部23及び
温度調整部32に対して出力する。ガス供給部23は、
この指令信号に従って動作する。ガス供給部23の動作
は、(1)SiH4ガス及びN2ガスのチャンバ内へ供給を
開始すること、(2)これらのガスの流量を予め決められ
た値に調整すること、及び(3)これらのガスの供給を停
止することを含むことができる。また、温度調整部32
は、指令信号に従って動作し、ステージ29aを例えば
550℃といった温度に維持することができる。第3の
手段273は、さらに高周波電源25及び圧力調整部3
3に対しても指令信号を出力する。高周波電源25は、
指令信号に従って、シャワーヘッド28に対し高周波電
力を供給することができる。圧力調整部33は、指令信
号に従って、チャンバ21a内の圧力を所定の値に調整
することができる。これらの調整部又は電源の動作によ
り、ウエハ上にチッ化珪素膜が堆積される。
The third means 273 outputs a command signal for depositing a silicon nitride film on the wafer to the gas supply section 23 and the temperature adjusting section 32. The gas supply unit 23
It operates according to this command signal. The operation of the gas supply unit 23 is (1) starting supply of SiH 4 gas and N 2 gas into the chamber, (2) adjusting the flow rates of these gases to predetermined values, and (3 ) It may include stopping the supply of these gases. In addition, the temperature adjustment unit 32
Operates according to the command signal and can maintain the stage 29a at a temperature of 550 ° C., for example. The third means 273 further includes the high frequency power supply 25 and the pressure adjusting unit 3.
A command signal is also output to 3. The high frequency power supply 25 is
High frequency power can be supplied to the shower head 28 according to the command signal. The pressure adjusting unit 33 can adjust the pressure inside the chamber 21a to a predetermined value according to the command signal. A silicon nitride film is deposited on the wafer by the operation of these adjusting units or power supplies.

【0025】また、第4の手段274は、弗素元素を含
むガス用いてチャンバ内をクリーニングするための指令
信号を少なくともガス供給部23及びマイクロ波発生源
30に対して出力する。ガス供給部23及びマイクロ波
発生源30は、指令信号に従って動作し、弗素元素を含
むガスをマイクロ波により活性化してチャンバ21a内
に供給する。第3の手段273は、圧力調整部33及び
温度調整部32に対しても指令信号を出力し、圧力調整
部33及び温度調整部32はこの指令信号に従って動作
する。これらの動作により、チャンバ21a内がクリー
ニングされる。
Further, the fourth means 274 outputs a command signal for cleaning the inside of the chamber using a gas containing a fluorine element to at least the gas supply unit 23 and the microwave generation source 30. The gas supply unit 23 and the microwave generation source 30 operate according to the command signal, activate the gas containing the fluorine element by the microwave, and supply the gas into the chamber 21a. The third means 273 also outputs a command signal to the pressure adjusting unit 33 and the temperature adjusting unit 32, and the pressure adjusting unit 33 and the temperature adjusting unit 32 operate according to this command signal. By these operations, the inside of the chamber 21a is cleaned.

【0026】さらに、第5の手段275は、第1〜第4
の手段271〜274に対し、第1の手段271〜第4
の274を統括する統括信号を出力する。この統括信号
により、第1〜第4の手段271〜274から出力され
る各指令信号の例えばタイミングが統括される。第5の
手段の働きにより、チャンバ21a内をクリーニングす
る工程、ステージ29aをSiO2膜で被覆する工程、
ウエハWを搬入する工程、及びチッ化珪素膜を形成する
工程が順に実施される。また、これらの各工程が順に実
施された後、各工程が同一順に再度実施されることもで
きる。
Further, the fifth means 275 includes first to fourth means.
The means 271 to 274 of the first means 271 to the fourth
Output a control signal for controlling 274 of. This control signal controls, for example, the timing of each command signal output from the first to fourth means 271 to 274. By the function of the fifth means, a step of cleaning the inside of the chamber 21a, a step of coating the stage 29a with a SiO 2 film,
The step of loading the wafer W and the step of forming the silicon nitride film are sequentially performed. Further, after each of these steps is sequentially performed, each step may be performed again in the same order.

【0027】次に、本発明によるチッ化珪素膜の堆積方
法の好適な実施形態について説明する。本実施形態にお
いては、プラズマCVD装置20が使用される。図3
は、本実施形態のチッ化珪素膜の堆積方法を説明するフ
ロー図である。
Next, a preferred embodiment of the method for depositing a silicon nitride film according to the present invention will be described. In this embodiment, the plasma CVD device 20 is used. Figure 3
FIG. 4 is a flow diagram illustrating a method for depositing a silicon nitride film according to this embodiment.

【0028】(クリーニング工程)ウエハがチャンバ2
1a内に搬入される前に、クリーニング工程が実施され
る。このクリーニング工程は、チャンバ21aの内壁及
びステージ29a上に堆積されたチッ化珪素膜を除去す
るために実施される。クリーニング工程は、複数の副工
程を含むことができる。以下では、2つの副工程を含む
場合を説明する。先ず、第1の副工程では、Arガスだ
けが使用される。Arガスはマイクロ波チャンバ31内
でマイクロ波により活性化され、チャンバ21a内に導
入される。活性化されたArガスによりチッ化珪素膜が
除去される。第1の副工程で除去されずに残ったチッ化
珪素膜は、第2の副工程において除去される。第2の副
工程では、ArガスだけでなくNF3ガスもまた使用さ
れる。これらのガスがマイクロ波チャンバ31内でマイ
クロ波により活性化され、チャンバ21aへ導入され
る。活性化されたNF3ガスによりチッ化珪素膜が十分
に除去される。そのため、チャンバ21aの内壁及びス
テージ29a上に堆積されたチッ化珪素膜に起因するパ
ーティクルが低減される。
(Cleaning Step) The wafer is the chamber 2
The cleaning step is performed before the sheet is loaded into the la 1a. This cleaning process is performed to remove the silicon nitride film deposited on the inner wall of the chamber 21a and the stage 29a. The cleaning process can include a plurality of sub-processes. Hereinafter, a case including two sub-steps will be described. First, in the first sub-step, only Ar gas is used. Ar gas is activated by microwaves in the microwave chamber 31 and introduced into the chamber 21a. The silicon nitride film is removed by the activated Ar gas. The silicon nitride film left unremoved in the first sub-step is removed in the second sub-step. In the second sub-step, not only Ar gas but also NF 3 gas is used. These gases are activated by microwaves in the microwave chamber 31 and introduced into the chamber 21a. The silicon nitride film is sufficiently removed by the activated NF 3 gas. Therefore, particles caused by the silicon nitride film deposited on the inner wall of the chamber 21a and the stage 29a are reduced.

【0029】第1の副工程の主要条件を例示すると、以
下の通りである。 ・Arガスの供給量:2800sccm ・チャンバ内の圧力:5.3×102Pa ・マイクロ波電力:1W ・ステージ温度:550℃ ・クリーニング時間:4秒 また、第1の副工程の主要条件は、以下の通りとするこ
とができる。 ・Arガスの供給量:2800sccm ・NF3ガスの供給量:1400sccm ・チャンバ内の圧力:5.3×102Pa ・マイクロ波電力:1W ・ステージ温度:550℃ ・クリーニング時間:20秒 以上でクリーニング工程が終了する(S201)。
The main conditions of the first sub-process are exemplified below.・ Ar gas supply: 2800 sccm ・ Chamber pressure: 5.3 × 10 2 Pa ・ Microwave power: 1 W ・ Stage temperature: 550 ° C. ・ Cleaning time: 4 seconds Also, the main condition of the first sub-step is , Can be as follows:・ Ar gas supply: 2800 sccm ・ NF 3 gas supply: 1400 sccm ・ Chamber pressure: 5.3 × 10 2 Pa ・ Microwave power: 1 W ・ Stage temperature: 550 ° C ・ Cleaning time: 20 seconds or more The cleaning process ends (S201).

【0030】(SiO2膜被覆工程)クリーニング工程
に引き続いて、ステージ29aを酸化ケイ素(SiO2)
膜で被覆する工程が実施される。この工程は、制御部2
7のメモリ27bが有するサブプログラムがCPU27
aにより実行されて実施されることができる。クリーニ
ング終了後、シラン(SiH4)ガス及び一酸化二窒素(N
2O)ガスがチャンバ21a内に供給されるとともに、チ
ャンバ21a内が所定の圧力に調整される。ガス供給量
や圧力といった条件を例示すると、以下の通りである。 ・SiH4ガス:260sccm ・N2Oガス:3900sccm。 ・チャンバ内圧力:3.6×102Pa ・ステージ温度:550℃
(SiO 2 Film Covering Step) Subsequent to the cleaning step, the stage 29a is covered with silicon oxide (SiO 2 )
The step of coating with a film is performed. This step is performed by the control unit 2
CPU 27 is a subprogram included in the memory 27b of No. 7
a can be performed and implemented. After cleaning, silane (SiH 4 ) gas and dinitrogen monoxide (N
2 O) gas is supplied into the chamber 21a, and the inside of the chamber 21a is adjusted to a predetermined pressure. Examples of conditions such as gas supply amount and pressure are as follows. · SiH 4 gas: 260sccm · N 2 O gas: 3900sccm.・ Chamber pressure: 3.6 × 10 2 Pa ・ Stage temperature: 550 ° C

【0031】各ガスの流量及びチャンバ21a内の圧力
が安定化された後、高周波電源25からシャワーヘッド
28に対して、例えば300Wの高周波電力が供給され
る。高周波電力により、チャンバ21a内部にはプラズ
マが発生し、プラズマによりSiH4ガス及びN2Oガス
が分解され、ステージ29aにSiO2膜が堆積され
る。SiO2膜は、ステージ29aの表面にばかりでな
く、側面にもまた堆積される。また、SiO2膜は、ス
テージ29aの表面及び側面だけでなく、ステージ29
aの裏面にも堆積される。このようにして、ステージ2
9aがSiO2膜で被覆される。所定の時間堆積を行い
SiO2膜が適切な厚さとなった後、高周波電力の供給
を停止し、各ガスの供給を停止する。以上の手順によ
り、ステージ29aをSiO2膜で被覆する工程が終了
する(S202)。
After the flow rate of each gas and the pressure inside the chamber 21a are stabilized, a high frequency power of, for example, 300 W is supplied from the high frequency power supply 25 to the shower head 28. Plasma is generated inside the chamber 21a by the high frequency power, the SiH 4 gas and the N 2 O gas are decomposed by the plasma, and the SiO 2 film is deposited on the stage 29a. The SiO 2 film is deposited not only on the surface of the stage 29a but also on the side surfaces thereof. Further, the SiO 2 film is used not only on the surface and side surface of the stage 29a,
It is also deposited on the back surface of a. In this way, stage 2
9a is covered with a SiO 2 film. After the deposition is performed for a predetermined time and the SiO 2 film has an appropriate thickness, the high frequency power supply is stopped and the supply of each gas is stopped. With the above procedure, the step of covering the stage 29a with the SiO 2 film is completed (S202).

【0032】(ウエハ搬入工程)続いて、ウエハWがチ
ャンバ21a内に搬入される。搬入には、プラズマCV
D装置20に設けられたウエハ搬送機構(図示せず)が使
用される。ウエハ搬送機構は、制御部27に格納された
ウエハを搬入するためのサブプログラムに従って動作
し、ウエハWをステージ29a上に載置する(S20
3)。
(Wafer Loading Step) Subsequently, the wafer W is loaded into the chamber 21a. Plasma CV for loading
A wafer transfer mechanism (not shown) provided in the D device 20 is used. The wafer transfer mechanism operates according to a subprogram for loading the wafer, which is stored in the controller 27, and places the wafer W on the stage 29a (S20).
3).

【0033】(チッ化珪素膜堆積工程)次に、ウエハW
上にチッ化珪素膜を堆積する工程が実施される。この工
程における条件を例示すると、以下の通りである。 ・N2ガス供給量:9000sccm ・SiH4ガス供給量:100sccm ・チャンバ内の圧力:8.0×102Pa ・ステージ温度:550℃ ・高周波電力:423W 以上の条件により、ウエハW上にチッ化珪素膜が形成さ
れる。ウエハW上のチッ化珪素膜の厚さが所望の値とな
った後、高周波電力の供給を停止するとともに、N2
ス及びSiH4ガスの供給を停止して、チッ化珪素膜の
形成を終了させる。以上により、チッ化珪素膜堆積工程
が終了する(S204)。
(Step of Depositing Silicon Nitride Film) Next, the wafer W
A step of depositing a silicon nitride film thereon is performed. Examples of conditions in this step are as follows.・ N 2 gas supply amount: 9000 sccm ・ SiH 4 gas supply amount: 100 sccm ・ Chamber pressure: 8.0 × 10 2 Pa ・ Stage temperature: 550 ° C. ・ High-frequency power: 423 W A silicon oxide film is formed. After the thickness of the silicon nitride film on the wafer W reaches a desired value, the supply of high frequency power is stopped and the supply of N 2 gas and SiH 4 gas is stopped to form a silicon nitride film. To finish. With the above, the silicon nitride film deposition step is completed (S204).

【0034】(ウエハ搬出工程)チッ化珪素膜堆積工程
が終了した後、ウエハWがチャンバ21a内から搬出さ
れる。ウエハ搬入工程と同様、搬出には、ウエハ搬送機
構(図示せず)が使用される(S205)。以上で、ウエハ
W上にチッ化珪素膜を堆積する堆積方法が終了する。
(Wafer Unloading Step) After the silicon nitride film deposition step is completed, the wafer W is unloaded from the chamber 21a. Similar to the wafer loading process, a wafer transport mechanism (not shown) is used for unloading (S205). Thus, the deposition method for depositing the silicon nitride film on the wafer W is completed.

【0035】本実施形態のチッ化珪素膜の堆積方法にお
いては、ステージ29aがSiO2膜で被覆された後、
ステージ29aにウエハが載置され、ウエハ上にチッ化
珪素膜が堆積される。上述の工程中、ステージ29aは
550℃に加熱されている。ステージ29aを構成する
AlNをこのような温度に加熱すると、AlNからAl
原子が脱離してしまう。しかし、ステージ29aは、S
iO2膜で被覆されているため、ウエハの裏面がAlで
汚染されるのが低減される。また、チャンバ21a内の
雰囲気に放出されるAl原子の数も低減される。
In the method for depositing a silicon nitride film of this embodiment, after the stage 29a is covered with the SiO 2 film,
A wafer is placed on the stage 29a, and a silicon nitride film is deposited on the wafer. During the above steps, the stage 29a is heated to 550 ° C. When AlN forming the stage 29a is heated to such a temperature, AlN is converted to Al.
The atoms are detached. However, the stage 29a is
Since it is covered with the iO 2 film, contamination of the back surface of the wafer with Al is reduced. Further, the number of Al atoms released to the atmosphere inside the chamber 21a is also reduced.

【0036】本発明者の研究結果によれば、ステージ2
9aをチッ化珪素膜で被覆する場合に比べ、SiO2
で被覆した方がAlによる汚染を低減できる。本発明者
は、この理由を、これに限定するものではないが、以下
のように推定している。Alは、Al3+といったイオン
となってステージ29aから脱離すると推定している。
ステージ29aから脱離したAlイオンはステージ29
aを覆うSiO2膜中を拡散していく。このとき、Al
イオンは、SiO2膜中の酸素原子と容易に化合するた
め、SiO2膜に捕獲されることとなる。したがって、
Alイオンの殆どはウエハWの裏面に到達できなくな
る。また、クリーニング工程中には、チャンバ内の雰囲
気は、プラズマにより活性化された酸素分子種を多数含
む酸化雰囲気となっている。したがって、チャンバ21
a内の雰囲気へ放出されたAlイオンは、容易に酸化さ
れてしまう。この酸化により、Al23といったAl酸
化物が生成される。Al酸化物はAl単体に比べ安定で
あるため、Alによるウエハの汚染は低減される。すな
わち、Alイオンは酸素原子と化合し易いため、ステー
ジ29aをSiO2膜で被覆するようにすれば、チッ化
珪素膜で被覆する場合に比べてAlによるAl汚染を低
減できる。
According to the research results of the present inventor, stage 2
Compared with the case where 9a is covered with a silicon nitride film, the SiO 2 film can reduce the contamination with Al. The present inventor estimates the reason for this, although not limited thereto, as follows. It is estimated that Al becomes ions such as Al 3+ and is desorbed from the stage 29a.
The Al ions desorbed from the stage 29a are transferred to the stage 29
It diffuses in the SiO 2 film covering a. At this time, Al
Ions, for easy compound and oxygen atoms in the SiO 2 film, and captured in the SiO 2 film. Therefore,
Most of Al ions cannot reach the back surface of the wafer W. Further, during the cleaning process, the atmosphere in the chamber is an oxidizing atmosphere containing a large number of oxygen molecular species activated by plasma. Therefore, the chamber 21
The Al ions released into the atmosphere in a are easily oxidized. This oxidation produces an Al oxide such as Al 2 O 3 . Since Al oxide is more stable than Al alone, the contamination of the wafer by Al is reduced. That is, since Al ions are easily combined with oxygen atoms, if the stage 29a is covered with a SiO 2 film, Al contamination by Al can be reduced as compared with the case where the stage 29a is covered with a silicon nitride film.

【0037】本発明者は、また、プラズマCVD装置2
0のステージ29aに替わり、その表面が例えば数μm
の厚さのSiO2膜で被覆されたAlN製ステージを使
用できると推測している。このようなステージを有する
プラズマCVD装置を用いれば、クリーニング工程の
後、SiO2膜被覆工程を実施せずにウエハを搬入し、
ウエハ上にチッ化珪素膜を堆積してよい。AlN製のス
テージはSiO2膜で覆われるので、ウエハ裏面のAl
汚染は低減される。しかも、SiO2膜被覆工程を毎回
実施する必要がないため、スループットを向上できる。
ただし、クリーニング工程を行うとSiO2膜もまたエ
ッチングされ、その厚さが減少する。したがって、Si
2膜の厚さが所定の値まで減少したときに、ステージ
を交換する必要がある。また、交換する替わりに、Si
2膜の厚さが所定の値まで減少したときに、SiO2
を適宜堆積させるようにしてもよい。さらに、AlN製
ステージをSiO2膜で数μmの厚さに被覆する替わ
り、ステージ29aを例えばSiO2板で覆うようにし
ても、ステージ29aからのウエハ裏面のAl汚染を低
減できると本発明者は見込んでいる。
The present inventor has also found that the plasma CVD apparatus 2
Instead of the stage 29a of 0, the surface is several μm
It is speculated that an AlN stage coated with a SiO 2 film of about 100 μm thick may be used. With the plasma CVD apparatus having such a stage, after the cleaning step, the wafer is loaded without performing the SiO 2 film coating step,
A silicon nitride film may be deposited on the wafer. Since the AlN stage is covered with the SiO 2 film, the Al on the backside of the wafer
Pollution is reduced. Moreover, since it is not necessary to perform the SiO 2 film coating step every time, the throughput can be improved.
However, when the cleaning process is performed, the SiO 2 film is also etched and the thickness thereof is reduced. Therefore, Si
When the thickness of the O 2 film is reduced to a predetermined value, the stage needs to be replaced. Also, instead of replacing, Si
The SiO 2 film may be appropriately deposited when the thickness of the O 2 film is reduced to a predetermined value. Further, even if the stage 29a is covered with, for example, a SiO 2 plate instead of coating the AlN stage with a SiO 2 film to a thickness of several μm, the Al contamination on the back surface of the wafer from the stage 29a can be reduced. Expects.

【0038】(実施例)実施例として、本発明者は、本
実施形態のチッ化珪素膜の堆積方法により、チッ化珪素
膜の堆積を行った。すなわち、上述の通り、クリーニン
グ工程、SiO 2膜被覆工程、ウエハ搬入工程、チッ化
珪素膜堆積工程、及びウエハ搬出工程を順次実施した。
SiO2膜被覆工程において、SiO2膜の堆積時間を1
0秒と、ステージ29a上に約170nmのSiO2
を堆積した。また、実施例では、シリコンから成るベア
ウエハを使用した。説明の便宜上、実施例においてチッ
化珪素膜を堆積させたウエハをウエハAとする。
(Example) As an example, the present inventor
By the method for depositing a silicon nitride film according to the embodiment,
The film was deposited. That is, as described above,
Process, SiO 2Film coating process, wafer loading process, chipping
The silicon film deposition step and the wafer unloading step were sequentially performed.
SiO2In the film coating process, SiO2Set the film deposition time to 1
0 seconds, about 170 nm of SiO on the stage 29a2film
Was deposited. Also, in the embodiment, the bare made of silicon is used.
A wafer was used. For convenience of explanation, in the examples,
A wafer on which a silicon oxide film is deposited is called wafer A.

【0039】(比較例)比較例として、本発明者は、ス
テージ29aをSiO2膜で被覆する替わりにチッ化珪
素膜で被覆することを試みた。すなわち、クリーニング
工程の後、N2ガス及びSiH4ガスをチャンバ内に供給
し、シャワーヘッドに高周波電力を供給して、ステージ
29aをチッ化珪素膜で被覆した。このとき、堆積時間
を30秒とし、約350nmの厚さのチッ化珪素膜を堆
積させた。その後、実施例と同一の手順及び条件によ
り、ウエハ搬入工程、チッ化珪素膜、及びウエハ搬出工
程を行った。このようにしてチッ化珪素膜を堆積させた
ウエハをウエハBとする。
Comparative Example As a comparative example, the present inventor tried to cover the stage 29a with a silicon nitride film instead of the SiO 2 film. That is, after the cleaning step, N 2 gas and SiH 4 gas were supplied into the chamber, and high frequency power was supplied to the shower head to cover the stage 29a with a silicon nitride film. At this time, the deposition time was set to 30 seconds, and a silicon nitride film having a thickness of about 350 nm was deposited. Then, the wafer loading process, the silicon nitride film, and the wafer unloading process were performed according to the same procedure and conditions as in the example. The wafer on which the silicon nitride film is deposited in this manner is referred to as wafer B.

【0040】また、更なる比較のため、ステージ29a
を被覆するチッ化珪素膜の厚さを700nmとした以外
は、ウエハB上にチッ化珪素膜を堆積させた手順及び条
件を同一とし、ウエハ上にチッ化珪素膜を堆積させた。
このウエハをウエハCとする。
For further comparison, the stage 29a
The procedure and conditions for depositing the silicon nitride film on the wafer B were the same except that the thickness of the silicon nitride film covering the film was 700 nm, and the silicon nitride film was deposited on the wafer.
This wafer is called wafer C.

【0041】さらに、本発明者らは、ステージ29aの
温度を550℃ではなく400℃とし、ウエハBと同一
の手順及び条件にてチッ化珪素膜の堆積を行った。この
ようにして得たウエハをウエハDとする。
Further, the present inventors set the temperature of the stage 29a to 400 ° C. instead of 550 ° C., and deposited the silicon nitride film under the same procedure and conditions as the wafer B. The wafer thus obtained is called wafer D.

【0042】(実施例及び比較例の評価結果)誘導結合
高周波プラズマ分光分析法(Inductively Coupled Plasm
a Spectrometry:ICP分光分析)により、ウエハA〜
Dの裏面に吸着するAl原子の濃度を測定した。その結
果を図5に示す。図5は、各ウエハA〜Dに関するIC
P分光分析結果を示す表である。ウエハDの結果から、
ステージ温度が400℃の場合は、ステージをチッ化珪
素膜で被覆しても、ウエハ裏面に吸着するAl原子の濃
度は約2×1011個/cm2と低く抑えられる。しか
し、ウエハBの結果から分かる通り、チッ化珪素膜の堆
積に好適な550℃の場合には、Al原子の濃度は約
2.5×1012個/cm2まで増大してしまう。また、
ウエハB及びウエハCの結果を比べると、ステージを被
覆するチッ化珪素膜の厚さは350nmであっても70
0nmであっても、ウエハ裏面に吸着するAl原子の濃
度に変化がないことが分かる。
(Evaluation Results of Examples and Comparative Examples) Inductively Coupled Plasm
a Spectrometry: ICP spectroscopy)
The concentration of Al atoms adsorbed on the back surface of D was measured. The result is shown in FIG. FIG. 5 shows an IC for each of the wafers A to D.
It is a table which shows a P spectroscopy analysis result. From the result of wafer D,
When the stage temperature is 400 ° C., even if the stage is covered with a silicon nitride film, the concentration of Al atoms adsorbed on the back surface of the wafer can be suppressed to a low value of about 2 × 10 11 / cm 2 . However, as can be seen from the result of the wafer B, the concentration of Al atoms increases to about 2.5 × 10 12 atoms / cm 2 at 550 ° C., which is suitable for depositing the silicon nitride film. Also,
Comparing the results of wafer B and wafer C, even if the thickness of the silicon nitride film covering the stage is 350 nm, it is 70
It can be seen that there is no change in the concentration of Al atoms adsorbed on the back surface of the wafer even at 0 nm.

【0043】しかしながら、実施例によるウエハAにお
いては、ステージ温度が550℃であり、しかも、ステ
ージ29aを被覆する酸化ケイ素膜の厚さがわずか17
0nmであっても、ウエハ裏面のAl原子濃度を約1×
1012個/cm2にまで低減できる。以上の結果から、
実施例によるチッ化珪素膜の堆積方法の効果が理解され
る。
However, in the wafer A according to the embodiment, the stage temperature is 550 ° C., and the thickness of the silicon oxide film coating the stage 29a is only 17 degrees.
Even if it is 0 nm, the Al atom concentration on the back surface of the wafer is about 1 ×.
It can be reduced to 10 12 pieces / cm 2 . From the above results,
The effect of the silicon nitride film deposition method according to the embodiment is understood.

【0044】以上、実施形態及び実施例を参照しなが
ら、本発明によるチッ化珪素膜の堆積方法及び堆積装置
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、種々の変形が可能である。例えば、ステージ2
9aは、AlNばかりでなく、他のAl系の材料から構
成されてよい。Al系の材料としては、AlNの他、A
23、ムライト(3Al23・2SiO2)、又はスピ
ネル(MgO・Al23)といった材料がある。また、ク
リーニングする工程において、NF3ガスをチャンバ2
1a内に供給し、シャワーヘッド28に高周波電力を印
加してチャンバ21a内をクリーニングしても構わな
い。
Although the method and apparatus for depositing a silicon nitride film according to the present invention have been described above with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to this and various modifications are possible. Is. For example, stage 2
9a may be composed of not only AlN but also other Al-based materials. Al-based materials include AlN and A
There are materials such as l 2 O 3 , mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) or spinel (MgO.Al 2 O 3 ). Also, in the cleaning process, NF 3 gas is added to the chamber 2.
1a, and high frequency power may be applied to the shower head 28 to clean the inside of the chamber 21a.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るチッ
化珪素膜の堆積方法及び堆積装置においては、ウエハが
ステージ上に載置される以前に、ステージが酸化ケイ素
膜で被覆される。そのため、本発明によれば、ステージ
を構成する材料の構成元素によりウエハが汚染されるの
を低減できる、チッ化珪素膜の堆積方法及び堆積装置が
提供される。
As described above, in the method and apparatus for depositing a silicon nitride film according to the present invention, the stage is covered with the silicon oxide film before the wafer is placed on the stage. Therefore, according to the present invention, there is provided a silicon nitride film deposition method and deposition apparatus capable of reducing the contamination of the wafer by the constituent elements of the material forming the stage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明によるチッ化珪素膜の堆積装置
の好適な一実施形態を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a preferred embodiment of an apparatus for depositing a silicon nitride film according to the present invention.

【図2】図2は、図1に示される堆積装置を別の角度か
ら見た概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of the deposition apparatus shown in FIG. 1 as seen from another angle.

【図3】図3は、本実施形態のチッ化珪素膜の堆積方法
を説明するフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for depositing a silicon nitride film according to this embodiment.

【図4】図4は、制御部の構成の一例を示す概略図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a control unit.

【図5】図5は、各ウエハに関するICP分光分析結果
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing ICP spectroscopic analysis results for each wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…プラズマCVD装置、21a,21b…チャン
バ、22…排気口、23…ガス供給源、23a…流量調
整部、25…高周波電源、26…排気部、27…制御
部、27a…CPU、27b…メモリ、28…シャワー
ヘッド、28a…ガス供給口、28b,28c…ガス分
配板、29…ウエハ支持部、29a…ステージ、29b
…保持部、29c…ヒータ、30…マイクロ波発生源、
31…マイクロ波チャンバ、32…温度調整部、33…
圧力調整部、34…圧力計、W…ウエハ。
20 ... Plasma CVD apparatus, 21a, 21b ... Chamber, 22 ... Exhaust port, 23 ... Gas supply source, 23a ... Flow rate adjusting section, 25 ... High frequency power source, 26 ... Exhaust section, 27 ... Control section, 27a ... CPU, 27b ... Memory, 28 ... Shower head, 28a ... Gas supply port, 28b, 28c ... Gas distribution plate, 29 ... Wafer support part, 29a ... Stage, 29b
... holding part, 29c ... heater, 30 ... microwave source,
31 ... Microwave chamber, 32 ... Temperature control unit, 33 ...
Pressure adjusting unit, 34 ... Pressure gauge, W ... Wafer.

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 洋一 千葉県成田市新泉14ー3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン株 式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA01 AA04 AA06 BA40 BA44 DA06 JA10 KA41 KA47 5F045 AA09 AB32 AB33 AC01 AC12 AC15 AC16 AD09 AE21 BB14 DP03 EB02 HA01 5F058 BC08 BE10 BF08 Continued front page    (72) Inventor Yoichi Suzuki             14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Prefecture Nogedaira Industrial Park               Applied Materials Japan Co., Ltd.             Inside the company F-term (reference) 4K030 AA01 AA04 AA06 BA40 BA44                       DA06 JA10 KA41 KA47                 5F045 AA09 AB32 AB33 AC01 AC12                       AC15 AC16 AD09 AE21 BB14                       DP03 EB02 HA01                 5F058 BC08 BE10 BF08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にチッ化珪素膜を堆積させる方法
であって、 チャンバ内のステージを酸化ケイ素膜で被覆する工程
と、 前記ステージに前記基板を載置する工程と、 前記基板上にチッ化珪素膜を堆積する工程と、を備え
る、チッ化珪素膜の堆積方法。
1. A method for depositing a silicon nitride film on a substrate, comprising: coating a stage in a chamber with a silicon oxide film; mounting the substrate on the stage; and depositing the substrate on the substrate. And a step of depositing a silicon nitride film.
【請求項2】 前記被覆する工程に先立ち、弗素元素を
含むガスを用いて前記チャンバ内をクリーニングする工
程を更に備える、請求項1記載のチッ化珪素膜の堆積方
法。
2. The method for depositing a silicon nitride film according to claim 1, further comprising a step of cleaning the inside of the chamber with a gas containing a fluorine element prior to the covering step.
【請求項3】 前記被覆する工程において、シランガス
及び一酸化二窒素ガスが使用される、請求項1又は2に
記載のチッ化珪素膜の堆積方法。
3. The method for depositing a silicon nitride film according to claim 1, wherein a silane gas and a dinitrogen monoxide gas are used in the coating step.
【請求項4】 前記堆積する工程において、前記ステー
ジが500℃を超える温度に維持される、請求項1〜3
のいずれかに記載のチッ化珪素膜の堆積方法。
4. The process of claim 1, wherein the stage is maintained at a temperature above 500 ° C.
The method for depositing a silicon nitride film according to any one of 1.
【請求項5】 基板をチャンバ内のステージに載置し、
前記基板上にチッ化珪素膜を堆積させる堆積装置であっ
て、 基板が載置されるステージと、 前記ステージの温度を調整する温度調整部と、 前記基板を前記チャンバ内に搬送して前記ステージ上に
載置させる基板搬送部と、 珪素元素を含むガス、酸素元素を含むガス、及び窒素元
素を含むガスを前記チャンバ内へ供給するガス供給部
と、 前記温度調整部、前記ガス供給部、及び前記基板搬送部
を制御する制御部と、を備え、 前記制御部は、 前記珪素元素を含むガス及び前記酸素元素を含むガスが
チャンバ内に供給されて前記ステージが酸化ケイ素膜で
被覆されるように、前記ガス供給部を動作させる指令信
号を出力する第1の手段と、 前記基板が前記チャンバ内に搬入されて前記ステージ上
に載置されるように、前記基板搬送部を動作させる指令
信号を出力する第2の手段と、 前記珪素元素を含むガス及び前記窒素元素を含むガスが
チャンバ内に供給されて前記基板上にチッ化珪素膜が堆
積されるように、前記ガス供給部及び前記温度調整部を
動作させる指令信号を出力する第3の手段と、を含む、
堆積装置。
5. A substrate is placed on a stage in the chamber,
A deposition apparatus for depositing a silicon nitride film on the substrate, comprising: a stage on which the substrate is placed; a temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the stage; and a stage for transferring the substrate into the chamber. A substrate transfer part to be placed on the above, a gas supply part for supplying a gas containing a silicon element, a gas containing an oxygen element, and a gas containing a nitrogen element into the chamber, the temperature adjusting part, the gas supply part, And a control unit that controls the substrate transfer unit, wherein the control unit supplies the gas containing the silicon element and the gas containing the oxygen element into the chamber to cover the stage with a silicon oxide film. And a first means for outputting a command signal for operating the gas supply unit, and operating the substrate transfer unit so that the substrate is loaded into the chamber and placed on the stage. Second means for outputting a command signal to supply the gas so that the gas containing the silicon element and the gas containing the nitrogen element are supplied into the chamber to deposit a silicon nitride film on the substrate. Section and third means for outputting a command signal for operating the temperature adjusting section,
Deposition equipment.
【請求項6】 基板上にチッ化珪素膜を堆積させる堆積
装置であって、 酸化ケイ素で構成される部材で覆われたステージと、 珪素元素を含むガス及び窒素元素を含むガスを前記チャ
ンバ内へ供給するガス供給部と、 前記珪素元素を含むガス及び前記窒素元素を含むガスが
チャンバ内に供給されて前記基板上にチッ化珪素膜が堆
積されるように、前記ガス供給部及び前記温度調整部を
動作させる指令信号を出力する手段を含む制御部と、を
備える、堆積装置。
6. A deposition apparatus for depositing a silicon nitride film on a substrate, comprising: a stage covered with a member made of silicon oxide; and a gas containing a silicon element and a gas containing a nitrogen element in the chamber. And a gas supply unit for supplying the gas containing the silicon element and the gas containing the nitrogen element into the chamber to deposit a silicon nitride film on the substrate. And a control unit including a unit that outputs a command signal for operating the adjustment unit.
【請求項7】 前記部材は、珪素元素を含むガス及び酸
素元素を含むガスから形成された酸化ケイ素膜である、
請求項6記載の堆積装置。
7. The member is a silicon oxide film formed from a gas containing a silicon element and a gas containing an oxygen element,
The deposition apparatus according to claim 6.
【請求項8】 前記部材は、前記ステージを覆う板であ
る、請求項6記載の堆積装置。
8. The deposition apparatus according to claim 6, wherein the member is a plate that covers the stage.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0590247A (en) * 1991-09-26 1993-04-09 G T C:Kk Method and device for forming insulating film
JP2001102358A (en) * 1999-09-27 2001-04-13 Toshiba Corp Substrate-treatment apparatus and method of cleaning the same

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