JP2003239071A - プラズマｃｖｄ成膜方法及び装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ成膜方法及び装置Info
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- JP2003239071A JP2003239071A JP2002036166A JP2002036166A JP2003239071A JP 2003239071 A JP2003239071 A JP 2003239071A JP 2002036166 A JP2002036166 A JP 2002036166A JP 2002036166 A JP2002036166 A JP 2002036166A JP 2003239071 A JP2003239071 A JP 2003239071A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素による悪影響を招くことなくＳｉＮ膜を
形成することができるプラズマＣＶＤ成膜方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 低圧環境下の成膜室内に原料ガスとして
Ｓｉを含み且つＨを含まない液体材料のヘキサクロロジ
シランを気化したガスや、Ｓｉを含み且つＨを含まない
ＳｉＦ4 ガスなどを供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガスを
供給して、これらの原料ガスと窒化ガスとに高周波パワ
ーを印加することによりプラズマを発生し、このプラズ
マによる化学的な反応を利用して、基板上に窒化珪素の
膜を形成する。更には、Ｆなどの悪影響を低減するた
め、原料ガスとともにＡｒガス又はＨｅガスも成膜室内
に供給する。或いは、成膜室に供給する窒化ガスの量を
窒化珪素膜を形成するのに要する量よりも多くする。
形成することができるプラズマＣＶＤ成膜方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 低圧環境下の成膜室内に原料ガスとして
Ｓｉを含み且つＨを含まない液体材料のヘキサクロロジ
シランを気化したガスや、Ｓｉを含み且つＨを含まない
ＳｉＦ4 ガスなどを供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガスを
供給して、これらの原料ガスと窒化ガスとに高周波パワ
ーを印加することによりプラズマを発生し、このプラズ
マによる化学的な反応を利用して、基板上に窒化珪素の
膜を形成する。更には、Ｆなどの悪影響を低減するた
め、原料ガスとともにＡｒガス又はＨｅガスも成膜室内
に供給する。或いは、成膜室に供給する窒化ガスの量を
窒化珪素膜を形成するのに要する量よりも多くする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマＣＶＤ成膜
方法及び装置に関し、トランジスタなどを覆う絶縁膜や
保護膜などとして窒化珪素膜を形成する場合など適用し
て有用なものである。
方法及び装置に関し、トランジスタなどを覆う絶縁膜や
保護膜などとして窒化珪素膜を形成する場合など適用し
て有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＤＲＡＭや強誘電体キャパシタを
組み込んだＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリ）などの半導体
素子を製造するに際し、プラズマＣＶＤ装置により基板
上に窒化珪素（ＳｉＮ）の膜を形成する場合には、原料
ガスとしてＳｉＨ4 を用い、窒化ガスとしてＮＨ3 又は
Ｎ2 を用いていた。即ち、低圧環境下の成膜室内にＳｉ
Ｈ4 と、ＮＨ3 又はＮ2 とを供給して、これらの原料ガ
スと窒化ガスとに高周波パワーを印加することによりプ
ラズマを発生し、このプラズマによる化学的な反応を利
用して、基板上にＳｉＮ膜を形成していた。
組み込んだＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリ）などの半導体
素子を製造するに際し、プラズマＣＶＤ装置により基板
上に窒化珪素（ＳｉＮ）の膜を形成する場合には、原料
ガスとしてＳｉＨ4 を用い、窒化ガスとしてＮＨ3 又は
Ｎ2 を用いていた。即ち、低圧環境下の成膜室内にＳｉ
Ｈ4 と、ＮＨ3 又はＮ2 とを供給して、これらの原料ガ
スと窒化ガスとに高周波パワーを印加することによりプ
ラズマを発生し、このプラズマによる化学的な反応を利
用して、基板上にＳｉＮ膜を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
プラズマＣＶＤ成膜方法では、ＳｉＨ4 に含まれる水素
がＳｉＮ膜中に取り込まれ、このＳｉＮ膜中の水素がト
ランジスタのドーパントを不活性化し、トランジスタ特
性の経時変化を引き起こす場合がある。
プラズマＣＶＤ成膜方法では、ＳｉＨ4 に含まれる水素
がＳｉＮ膜中に取り込まれ、このＳｉＮ膜中の水素がト
ランジスタのドーパントを不活性化し、トランジスタ特
性の経時変化を引き起こす場合がある。
【０００４】図２にはトランジスタの構成例を示す。図
２（ａ）において、５１はゲート酸化膜、５２はＤ−Ｐ
ｏｌｙ電極、５３はシリサイド電極であり、これらはゲ
ート５４を構成している。そして、このゲート５４の両
側にはサイドウォール（絶縁膜）５５が形成され、この
サイドウォール５５を介してポリシリコン膜５６を形成
することにより、ソース５７及びドレイン５８のポリシ
リコン電極を形成している。
２（ａ）において、５１はゲート酸化膜、５２はＤ−Ｐ
ｏｌｙ電極、５３はシリサイド電極であり、これらはゲ
ート５４を構成している。そして、このゲート５４の両
側にはサイドウォール（絶縁膜）５５が形成され、この
サイドウォール５５を介してポリシリコン膜５６を形成
することにより、ソース５７及びドレイン５８のポリシ
リコン電極を形成している。
【０００５】ポリシリコン膜５６は、図２（ｂ）に示す
ように成膜時にはゲート５４も含めた全体を覆うように
形成されるため、その後、ゲート５４との接触部分を除
去することにより、図２（ａ）に示すような構成とす
る。このとき、ポリシリコン膜５６は精度よく加工して
前記接触部分を除去することにより、確実にゲート５４
に接触しない状態とする必要があるが、素子の微細化に
伴って、かかる加工に対し非常に高い精度が要求される
ようになり、同加工が困難な状況になってきた。そこ
で、ゲート５４に予めサイドウォール５５を設けること
によって、セルフアラインメントの効果により、ポリシ
リコン膜５６の加工を容易にしている。
ように成膜時にはゲート５４も含めた全体を覆うように
形成されるため、その後、ゲート５４との接触部分を除
去することにより、図２（ａ）に示すような構成とす
る。このとき、ポリシリコン膜５６は精度よく加工して
前記接触部分を除去することにより、確実にゲート５４
に接触しない状態とする必要があるが、素子の微細化に
伴って、かかる加工に対し非常に高い精度が要求される
ようになり、同加工が困難な状況になってきた。そこ
で、ゲート５４に予めサイドウォール５５を設けること
によって、セルフアラインメントの効果により、ポリシ
リコン膜５６の加工を容易にしている。
【０００６】そして、従来はサイドウォール（絶縁膜）
５５にＳｉＯ2 膜が用いられていた。しかし、更なる素
子の微細化から、サイドウォール５５も薄くする必要性
が生じたことにより、より絶縁性の高いＳｉＮ膜によっ
てサイドウォール（絶縁膜）５５を形成することが求め
られている。ところが、ＳｉＮ膜の原料ガスとしてＳｉ
Ｈ4 を用いた場合にはＳｉＨ4 に含まれる水素がＳｉＮ
膜中に取り込まれ、このＳｉＮ膜中の水素が長期的に膜
中を拡散して、Ｐ，Ｂなどのトランジスタのドーパント
を不活性化するため、トランジスタ特性の経時変化を引
き起し信頼性低下に繋がる場合がある。
５５にＳｉＯ2 膜が用いられていた。しかし、更なる素
子の微細化から、サイドウォール５５も薄くする必要性
が生じたことにより、より絶縁性の高いＳｉＮ膜によっ
てサイドウォール（絶縁膜）５５を形成することが求め
られている。ところが、ＳｉＮ膜の原料ガスとしてＳｉ
Ｈ4 を用いた場合にはＳｉＨ4 に含まれる水素がＳｉＮ
膜中に取り込まれ、このＳｉＮ膜中の水素が長期的に膜
中を拡散して、Ｐ，Ｂなどのトランジスタのドーパント
を不活性化するため、トランジスタ特性の経時変化を引
き起し信頼性低下に繋がる場合がある。
【０００７】従って、本発明は上記の事情に鑑み、水素
による悪影響を招くことなくＳｉＮ膜を形成することが
できるプラズマＣＶＤ成膜方法及び装置を提供すること
を課題とする。
による悪影響を招くことなくＳｉＮ膜を形成することが
できるプラズマＣＶＤ成膜方法及び装置を提供すること
を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明のプラズマＣＶＤ成膜方法は、低圧環境下の成膜室
内に原料ガスとしてＳｉを含み且つＨを含まないガス若
しくはＳｉを含み且つＨを含まない液体材料を気化して
供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガスを供給して、これらの
原料ガスと窒化ガスとに高周波パワーを印加することに
よりプラズマを発生し、このプラズマによる化学的な反
応を利用して、基板上に窒化珪素の膜を形成することを
特徴とする。
発明のプラズマＣＶＤ成膜方法は、低圧環境下の成膜室
内に原料ガスとしてＳｉを含み且つＨを含まないガス若
しくはＳｉを含み且つＨを含まない液体材料を気化して
供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガスを供給して、これらの
原料ガスと窒化ガスとに高周波パワーを印加することに
よりプラズマを発生し、このプラズマによる化学的な反
応を利用して、基板上に窒化珪素の膜を形成することを
特徴とする。
【０００９】また、第２発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法において、前記
液体材料としてヘキサクロロジシランを用いることを特
徴とする。
は、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法において、前記
液体材料としてヘキサクロロジシランを用いることを特
徴とする。
【００１０】また、第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法において、前記
原料ガスとしてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴とす
る。
は、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法において、前記
原料ガスとしてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴とす
る。
【００１１】また、第４発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、第１，第２又は第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
において、前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガス
とともにＡｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴と
する。
は、第１，第２又は第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
において、前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガス
とともにＡｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴と
する。
【００１２】また、第５発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、第１，第２又は第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
において、前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、
前記窒化珪素の膜を形成するのに要する量よりも多くす
ることを特徴とする。
は、第１，第２又は第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
において、前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、
前記窒化珪素の膜を形成するのに要する量よりも多くす
ることを特徴とする。
【００１３】また、第６発明のプラズマＣＶＤ装置は、
低圧環境下の成膜室内に原料ガスとしてＳｉを含み且つ
Ｈを含まないガス若しくはＳｉを含み且つＨを含まない
液体材料を気化して供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガスを
供給して、これらの原料ガスと窒化ガスとに高周波パワ
ーを印加することによりプラズマを発生し、このプラズ
マによる化学的な反応を利用して、基板上に窒化珪素の
膜を形成するように構成したことを特徴とする。
低圧環境下の成膜室内に原料ガスとしてＳｉを含み且つ
Ｈを含まないガス若しくはＳｉを含み且つＨを含まない
液体材料を気化して供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガスを
供給して、これらの原料ガスと窒化ガスとに高周波パワ
ーを印加することによりプラズマを発生し、このプラズ
マによる化学的な反応を利用して、基板上に窒化珪素の
膜を形成するように構成したことを特徴とする。
【００１４】また、第７発明のプラズマＣＶＤ装置は、
第６発明のプラズマＣＶＤ装置において、前記液体材料
としてヘキサクロロジシランを用いることを特徴とす
る。
第６発明のプラズマＣＶＤ装置において、前記液体材料
としてヘキサクロロジシランを用いることを特徴とす
る。
【００１５】また、第８発明のプラズマＣＶＤ装置は、
第６発明のプラズマＣＶＤ装置において、前記原料ガス
としてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴とする。
第６発明のプラズマＣＶＤ装置において、前記原料ガス
としてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴とする。
【００１６】また、第９発明のプラズマＣＶＤ装置は、
第６，第７又は第８発明のプラズマＣＶＤ装置におい
て、前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガスととも
にＡｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴とする。
第６，第７又は第８発明のプラズマＣＶＤ装置におい
て、前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガスととも
にＡｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴とする。
【００１７】また、第１０発明のプラズマＣＶＤ装置
は、第６，第７又は第８発明のプラズマＣＶＤ装置にお
いて、前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、前記
窒化珪素の膜を形成するのに要する量よりも多くするよ
うに構成したことを特徴とする。
は、第６，第７又は第８発明のプラズマＣＶＤ装置にお
いて、前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、前記
窒化珪素の膜を形成するのに要する量よりも多くするよ
うに構成したことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
に基づき詳細に説明する。
【００１９】図１は本発明の実施の形態に係るプラズマ
ＣＶＤ装置の構成図である。同図に示すように、基部１
上にはアルミニウム製で円筒状の真空チャンバ容器２が
設けられており、この容器２の内部が成膜室３となって
いる。成膜室３の上部には電磁波透過窓である円形の天
井板４が設けられ、成膜室３内には基板支持台５が備え
られている。基板支持台５は半導体素子の基板６を載置
するための円盤状の基板載置部７を有し、この基板載置
部７は支持軸８に支持されている。基板載置部７はＡｌ
2 Ｏ3 やＡｌＮなどのセラミック材料からなり、基板載
置部７上に載置した基板６を静電的に吸着保持する静電
チャックとなっている。
ＣＶＤ装置の構成図である。同図に示すように、基部１
上にはアルミニウム製で円筒状の真空チャンバ容器２が
設けられており、この容器２の内部が成膜室３となって
いる。成膜室３の上部には電磁波透過窓である円形の天
井板４が設けられ、成膜室３内には基板支持台５が備え
られている。基板支持台５は半導体素子の基板６を載置
するための円盤状の基板載置部７を有し、この基板載置
部７は支持軸８に支持されている。基板載置部７はＡｌ
2 Ｏ3 やＡｌＮなどのセラミック材料からなり、基板載
置部７上に載置した基板６を静電的に吸着保持する静電
チャックとなっている。
【００２０】基板６は円盤状のＳｉウエハであり、周知
のようにφ１５０ｍｍ（６インチ）のものやφ２００ｍ
ｍ（８インチ）のものなど種々のウエハサイズのものが
ある。基板載置部７にはインピーダンスマッチングを行
うための整合器１０及びコンデンサ９を介してバイアス
電源１１が接続されている。即ち、基板載置部７はバイ
アス電極としても機能している。また、基板載置部７に
はＬＰＦ１２を介して静電電源１３も接続されている。
のようにφ１５０ｍｍ（６インチ）のものやφ２００ｍ
ｍ（８インチ）のものなど種々のウエハサイズのものが
ある。基板載置部７にはインピーダンスマッチングを行
うための整合器１０及びコンデンサ９を介してバイアス
電源１１が接続されている。即ち、基板載置部７はバイ
アス電極としても機能している。また、基板載置部７に
はＬＰＦ１２を介して静電電源１３も接続されている。
【００２１】従って、バイアス電源１１から高周波電力
が供給されることにより、基板載置部７を介して基板６
にバイアスが印加される。このときのバイアス電力はバ
イアス電源１１によって適宜調整される。静電電源１３
からは直流電力が供給され、これによって基板載置部７
に発生する静電気力により、基板６を基板載置部７に吸
着する。なお、基板支持台５は全体を昇降自在もしくは
支持軸８を伸縮自在とすることにより、基板６の上下方
向の高さを最適な高さに調整できるようになっている。
が供給されることにより、基板載置部７を介して基板６
にバイアスが印加される。このときのバイアス電力はバ
イアス電源１１によって適宜調整される。静電電源１３
からは直流電力が供給され、これによって基板載置部７
に発生する静電気力により、基板６を基板載置部７に吸
着する。なお、基板支持台５は全体を昇降自在もしくは
支持軸８を伸縮自在とすることにより、基板６の上下方
向の高さを最適な高さに調整できるようになっている。
【００２２】また、基板載置部７には加熱手段としてヒ
ータ１３が設けられている。ヒータ１３にはヒータ電源
１４が接続されており、このヒータ電源１４からヒータ
１３へ供給する電力を調整することによって、基板載置
部７（基板６）の成膜温度を適宜調節するようになって
いる。加熱手段としては、ヒータ１３に限定するもので
はなく、例えば基板載置部７にガス等の流体を供給する
ようにし、このガス等の流体の温度を調整することによ
って基板載置部７や基板６の成膜温度を適宜調整するよ
うにしてもよい。
ータ１３が設けられている。ヒータ１３にはヒータ電源
１４が接続されており、このヒータ電源１４からヒータ
１３へ供給する電力を調整することによって、基板載置
部７（基板６）の成膜温度を適宜調節するようになって
いる。加熱手段としては、ヒータ１３に限定するもので
はなく、例えば基板載置部７にガス等の流体を供給する
ようにし、このガス等の流体の温度を調整することによ
って基板載置部７や基板６の成膜温度を適宜調整するよ
うにしてもよい。
【００２３】基部１には排気口１５が設けられ、この排
気口１５を介して図示しない真空排気系へ成膜室３内の
ガスを排気することにより成膜室３内を低圧環境とし、
この低圧環境下の成膜室３内に成膜を行うための各種の
ガスが供給される（詳細後述）。また、容器２（成膜室
３）には基板６の搬入・搬出口（図示省略）が設けら
れ、図示しない搬送室との間で基板６の搬入及び搬出が
行われるようになっている。
気口１５を介して図示しない真空排気系へ成膜室３内の
ガスを排気することにより成膜室３内を低圧環境とし、
この低圧環境下の成膜室３内に成膜を行うための各種の
ガスが供給される（詳細後述）。また、容器２（成膜室
３）には基板６の搬入・搬出口（図示省略）が設けら
れ、図示しない搬送室との間で基板６の搬入及び搬出が
行われるようになっている。
【００２４】天井板４の上にはスパイラル状の給電アン
テナ１６が設置され、この給電アンテナ１６にはインピ
ーダンスマッチングを行うための整合器１７を介して高
周波電源１８が接続されている。従って、この高周波電
源１８から給電アンテナ１６へ高周波電力を供給するこ
とにより、給電アンテナ１６から天井板４を透過して成
膜室３内に電磁波１９が入射され、この電磁波１９のエ
ネルギー（高周波パワー）によって成膜室３内に供給さ
れる各種のガスをプラズマ状態にする。
テナ１６が設置され、この給電アンテナ１６にはインピ
ーダンスマッチングを行うための整合器１７を介して高
周波電源１８が接続されている。従って、この高周波電
源１８から給電アンテナ１６へ高周波電力を供給するこ
とにより、給電アンテナ１６から天井板４を透過して成
膜室３内に電磁波１９が入射され、この電磁波１９のエ
ネルギー（高周波パワー）によって成膜室３内に供給さ
れる各種のガスをプラズマ状態にする。
【００２５】容器２には図示しないガス供給系から送給
されてきた各種のガスを成膜室３内へ導入するためのノ
ズル２１，２２が設けられている。ノズル２１からは窒
化ガスとしてＮ2 ガスが供給される。この窒化ガスの供
給量はＭＦＣ（Mass Flow Controller）２３によって調
整される。また、ノズル２１からは不活性ガスであるＡ
ｒガス又はＨｅガスも供給される。このＡｒガス又はＨ
ｅガスの供給流量はＭＦＣ２４によって調整される。そ
して、ノズル２２からは、Ｓｉを含み且つＨを含まない
液体材料のヘキサクロロジシラン（Ｃｌ3 −Ｓｉ−Ｓｉ
−Ｃｌ3 ）を気化したガス又はＳｉＦ4 ガスが供給され
る。この気化したヘキサクロロジシラン又はＳｉＦ4 ガ
スはＳｉＮ膜の原料ガスとなる。原料ガスの供給量はＭ
ＦＣ２５によって調整される。
されてきた各種のガスを成膜室３内へ導入するためのノ
ズル２１，２２が設けられている。ノズル２１からは窒
化ガスとしてＮ2 ガスが供給される。この窒化ガスの供
給量はＭＦＣ（Mass Flow Controller）２３によって調
整される。また、ノズル２１からは不活性ガスであるＡ
ｒガス又はＨｅガスも供給される。このＡｒガス又はＨ
ｅガスの供給流量はＭＦＣ２４によって調整される。そ
して、ノズル２２からは、Ｓｉを含み且つＨを含まない
液体材料のヘキサクロロジシラン（Ｃｌ3 −Ｓｉ−Ｓｉ
−Ｃｌ3 ）を気化したガス又はＳｉＦ4 ガスが供給され
る。この気化したヘキサクロロジシラン又はＳｉＦ4 ガ
スはＳｉＮ膜の原料ガスとなる。原料ガスの供給量はＭ
ＦＣ２５によって調整される。
【００２６】ヘキサクロロジシランとＮ2 ガス、或い
は、ＳｉＦ4 とＮ2 ガスを、成膜室３内に導入して、高
周波電源１８からの高周波パワーによりプラズマ状態に
し、このプラズマ中の活性粒子（励起原子又は分子）に
よって基板６上での化学的な反応を促進することによ
り、ＳｉＮ膜を基板６上に形成する。このＳｉＮ膜はト
ランジスタを覆う絶縁膜（サイドウォール等）や保護膜
などになる。
は、ＳｉＦ4 とＮ2 ガスを、成膜室３内に導入して、高
周波電源１８からの高周波パワーによりプラズマ状態に
し、このプラズマ中の活性粒子（励起原子又は分子）に
よって基板６上での化学的な反応を促進することによ
り、ＳｉＮ膜を基板６上に形成する。このＳｉＮ膜はト
ランジスタを覆う絶縁膜（サイドウォール等）や保護膜
などになる。
【００２７】また、このＳｉＮ膜の成膜時にはＡｒガス
又はＨｅガスも成膜室３内に導入して、高周波電源１８
からの高周波パワーによりプラズマ状態にする。その結
果、基板６にバイアス電源１１からバイアスを印加した
とき、Ａｒイオン又はＨｅイオンが基板６上の膜に引き
込まれる。このことにより、原料ガスのヘキサクロロジ
シランに含まれるＣｌのイオンやＳｉＦ4 に含まれるＦ
のイオンが基板６上の膜に引き込まれる割合が低減され
て、ＣｌやＦが同膜に悪影響（膜のエッチングなど）を
及ぼすことを防止することができる。なお、基板６に印
加するバイアスの大きさは、あまり大き過ぎるとＡｒイ
オンやＨｅイオンの引き込みが激しくなって基板６上の
膜がエッチングされてしまうため、バイアス電源１１に
て適宜の小さな値に調整することが望ましい。
又はＨｅガスも成膜室３内に導入して、高周波電源１８
からの高周波パワーによりプラズマ状態にする。その結
果、基板６にバイアス電源１１からバイアスを印加した
とき、Ａｒイオン又はＨｅイオンが基板６上の膜に引き
込まれる。このことにより、原料ガスのヘキサクロロジ
シランに含まれるＣｌのイオンやＳｉＦ4 に含まれるＦ
のイオンが基板６上の膜に引き込まれる割合が低減され
て、ＣｌやＦが同膜に悪影響（膜のエッチングなど）を
及ぼすことを防止することができる。なお、基板６に印
加するバイアスの大きさは、あまり大き過ぎるとＡｒイ
オンやＨｅイオンの引き込みが激しくなって基板６上の
膜がエッチングされてしまうため、バイアス電源１１に
て適宜の小さな値に調整することが望ましい。
【００２８】或いは、Ａｒガス又はＨｅガスを成膜室３
に供給する代わりに、成膜室３に供給するＮ2 ガスの量
を、ＳｉＮ膜を形成するのに要する量よりも多くしても
よい。この場合にも、基板６にバイアス電源１１からバ
イアスを印加したとき、窒素イオンがより多く基板６上
の膜に引き込まれることにより、原料ガスのヘキサクロ
ロジシランに含まれるＣｌのイオンやＳｉＦ4 に含まれ
るＦのイオンが基板６上の膜に引き込まれる割合が低減
されて、ＣｌやＦが同膜に悪影響（膜のエッチングな
ど）を及ぼすことを防止することができる。なお、この
ときの成膜室３に供給するＮ2 ガスと原料ガス（ヘキサ
クロロジシラン又はＳｉＦ4 ）の質量流量比（Ｎ2 ガス
／原料ガス）は、実験等で適宜設定すればよいが、例え
ば４〜５以上とする。
に供給する代わりに、成膜室３に供給するＮ2 ガスの量
を、ＳｉＮ膜を形成するのに要する量よりも多くしても
よい。この場合にも、基板６にバイアス電源１１からバ
イアスを印加したとき、窒素イオンがより多く基板６上
の膜に引き込まれることにより、原料ガスのヘキサクロ
ロジシランに含まれるＣｌのイオンやＳｉＦ4 に含まれ
るＦのイオンが基板６上の膜に引き込まれる割合が低減
されて、ＣｌやＦが同膜に悪影響（膜のエッチングな
ど）を及ぼすことを防止することができる。なお、この
ときの成膜室３に供給するＮ2 ガスと原料ガス（ヘキサ
クロロジシラン又はＳｉＦ4 ）の質量流量比（Ｎ2 ガス
／原料ガス）は、実験等で適宜設定すればよいが、例え
ば４〜５以上とする。
【００２９】マイクロコンピュータを備えたコントロー
ラ２６では、所定の制御シーケンスに基づき、ＭＦＣ２
３，２４，２５のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことにより、
各種のガスの供給タイミングを制御し、また、高周波電
源１８、バイアス電源１１、ヒータ電源１４及び静電電
源１３をＯＮ・ＯＦＦ制御して、これらの電源の給電タ
イミングも制御する。
ラ２６では、所定の制御シーケンスに基づき、ＭＦＣ２
３，２４，２５のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことにより、
各種のガスの供給タイミングを制御し、また、高周波電
源１８、バイアス電源１１、ヒータ電源１４及び静電電
源１３をＯＮ・ＯＦＦ制御して、これらの電源の給電タ
イミングも制御する。
【００３０】以上のように、本実施の形態によれば、Ｓ
ｉＮ膜の原料ガスとして水素を含まない気化した液体材
料のヘキサクロロジシラン又はＳｉＦ4 ガスを用いるた
め、基板６上に形成されたトランジスタなどに対する水
素の悪影響を防止することができる。なお、原料ガスと
しては、必ずしもヘキサクロロジシランやＳｉＦ4 に限
定するものではなく、Ｓｉを含み且つＨを含まない液体
材料若しくはガスであればよい。
ｉＮ膜の原料ガスとして水素を含まない気化した液体材
料のヘキサクロロジシラン又はＳｉＦ4 ガスを用いるた
め、基板６上に形成されたトランジスタなどに対する水
素の悪影響を防止することができる。なお、原料ガスと
しては、必ずしもヘキサクロロジシランやＳｉＦ4 に限
定するものではなく、Ｓｉを含み且つＨを含まない液体
材料若しくはガスであればよい。
【００３１】また、上記のように原料ガスとともにＡｒ
ガス又はＨｅガスも供給すれば、基板６にバイアスを印
加したとき、Ａｒイオン又はＨｅイオンが基板６上の膜
に引き込まれることにより、ＣｌイオンやＦイオンが基
板６上の膜に引き込まれる割合が低減されて、ＣｌやＦ
が同膜に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
更には、このときにＡｒイオン又はＨｅイオンにたたか
れることにより、ＳｉＮ膜がより緻密なものになること
も期待できる。
ガス又はＨｅガスも供給すれば、基板６にバイアスを印
加したとき、Ａｒイオン又はＨｅイオンが基板６上の膜
に引き込まれることにより、ＣｌイオンやＦイオンが基
板６上の膜に引き込まれる割合が低減されて、ＣｌやＦ
が同膜に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
更には、このときにＡｒイオン又はＨｅイオンにたたか
れることにより、ＳｉＮ膜がより緻密なものになること
も期待できる。
【００３２】また、上記にようにＡｒガス又はＨｅガス
を供給する代わりにＮ2 ガスの量をＳｉＮ膜の形成に要
する量よりも多く供給した場合にも、基板６にバイアス
を印加したとき、窒素イオンがより多く基板６上の膜に
引き込まれることにより、ＣｌイオンやＦイオンが基板
６上の膜に引き込まれる割合が低減されて、ＣｌやＦが
同膜に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
を供給する代わりにＮ2 ガスの量をＳｉＮ膜の形成に要
する量よりも多く供給した場合にも、基板６にバイアス
を印加したとき、窒素イオンがより多く基板６上の膜に
引き込まれることにより、ＣｌイオンやＦイオンが基板
６上の膜に引き込まれる割合が低減されて、ＣｌやＦが
同膜に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、低圧環境下の成膜室内に原料ガスとしてＳｉを含み
且つＨを含まないガス若しくはＳｉを含み且つＨを含ま
ない液体材料を気化して供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガ
スを供給して、これらの原料ガスと窒化ガスとに高周波
パワーを印加することによりプラズマを発生し、このプ
ラズマによる化学的な反応を利用して、基板上に窒化珪
素の膜を形成することを特徴とする。
に説明したように、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、低圧環境下の成膜室内に原料ガスとしてＳｉを含み
且つＨを含まないガス若しくはＳｉを含み且つＨを含ま
ない液体材料を気化して供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガ
スを供給して、これらの原料ガスと窒化ガスとに高周波
パワーを印加することによりプラズマを発生し、このプ
ラズマによる化学的な反応を利用して、基板上に窒化珪
素の膜を形成することを特徴とする。
【００３４】また、第２発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法において、前記
液体材料としてヘキサクロロジシランを用いることを特
徴とする。
は、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法において、前記
液体材料としてヘキサクロロジシランを用いることを特
徴とする。
【００３５】また、第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法において、前記
原料ガスとしてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴とす
る。
は、第１発明のプラズマＣＶＤ成膜方法において、前記
原料ガスとしてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴とす
る。
【００３６】従って、この第１，第２又は第３発明のプ
ラズマＣＶＤ成膜方法によれば、窒化珪素の膜の原料と
してＳｉを含み且つＨを含まない液体材料のヘキサクロ
ロジシランを気化したガスや、Ｓｉを含み且つＨを含ま
ないＳｉＦ4 ガスなどを用いるため、基板上に形成され
たトランジスタなどに対する水素の悪影響を防止するこ
とができる。
ラズマＣＶＤ成膜方法によれば、窒化珪素の膜の原料と
してＳｉを含み且つＨを含まない液体材料のヘキサクロ
ロジシランを気化したガスや、Ｓｉを含み且つＨを含ま
ないＳｉＦ4 ガスなどを用いるため、基板上に形成され
たトランジスタなどに対する水素の悪影響を防止するこ
とができる。
【００３７】また、第４発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、第１，第２又は第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
において、前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガス
とともにＡｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴と
する。
は、第１，第２又は第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
において、前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガス
とともにＡｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴と
する。
【００３８】従って、この第４発明のプラズマＣＶＤ成
膜方法によれば、原料ガスとともにＡｒガス又はＨｅガ
スも供給するため、基板にバイアスを印加したとき、Ａ
ｒイオン又はＨｅイオンが基板上の膜に引き込まれるこ
とにより、ＣｌイオンやＦイオンなどが基板上の膜に引
き込まれる割合が低減されて、ＣｌやＦなどが同膜に悪
影響を及ぼすことを防止することができる。更には、こ
のときにＡｒイオン又はＨｅイオンにたたかれることに
より、窒化珪素膜がより緻密なものになることも期待で
きる。
膜方法によれば、原料ガスとともにＡｒガス又はＨｅガ
スも供給するため、基板にバイアスを印加したとき、Ａ
ｒイオン又はＨｅイオンが基板上の膜に引き込まれるこ
とにより、ＣｌイオンやＦイオンなどが基板上の膜に引
き込まれる割合が低減されて、ＣｌやＦなどが同膜に悪
影響を及ぼすことを防止することができる。更には、こ
のときにＡｒイオン又はＨｅイオンにたたかれることに
より、窒化珪素膜がより緻密なものになることも期待で
きる。
【００３９】また、第５発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
は、第１，第２又は第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
において、前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、
前記窒化珪素の膜を形成するのに要する量よりも多くす
ることを特徴とする。
は、第１，第２又は第３発明のプラズマＣＶＤ成膜方法
において、前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、
前記窒化珪素の膜を形成するのに要する量よりも多くす
ることを特徴とする。
【００４０】従って、この第５発明のプラズマＣＶＤ成
膜方法によれば、成膜室に供給する窒化ガスの量を窒化
珪素膜を形成するのに要する量よりも多くするため、基
板にバイアスを印加したとき、窒素イオンがより多く基
板上の膜に引き込まれることにより、ＣｌイオンやＦイ
オンなどが基板上の膜に引き込まれる割合が低減され
て、ＣｌやＦなどが同膜に悪影響を及ぼすことを防止す
ることができる。
膜方法によれば、成膜室に供給する窒化ガスの量を窒化
珪素膜を形成するのに要する量よりも多くするため、基
板にバイアスを印加したとき、窒素イオンがより多く基
板上の膜に引き込まれることにより、ＣｌイオンやＦイ
オンなどが基板上の膜に引き込まれる割合が低減され
て、ＣｌやＦなどが同膜に悪影響を及ぼすことを防止す
ることができる。
【００４１】また、第６発明のプラズマＣＶＤ装置は、
低圧環境下の成膜室内に原料ガスとしてＳｉを含み且つ
Ｈを含まないガス若しくはＳｉを含み且つＨを含まない
液体材料を気化して供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガスを
供給して、これらの原料ガスと窒化ガスとに高周波パワ
ーを印加することによりプラズマを発生し、このプラズ
マによる化学的な反応を利用して、基板上に窒化珪素の
膜を形成するように構成したことを特徴とする。
低圧環境下の成膜室内に原料ガスとしてＳｉを含み且つ
Ｈを含まないガス若しくはＳｉを含み且つＨを含まない
液体材料を気化して供給し、窒化ガスとしてＮ2 ガスを
供給して、これらの原料ガスと窒化ガスとに高周波パワ
ーを印加することによりプラズマを発生し、このプラズ
マによる化学的な反応を利用して、基板上に窒化珪素の
膜を形成するように構成したことを特徴とする。
【００４２】また、第７発明のプラズマＣＶＤ装置は、
第６発明のプラズマＣＶＤ装置において、前記液体材料
としてヘキサクロロジシランを用いることを特徴とす
る。
第６発明のプラズマＣＶＤ装置において、前記液体材料
としてヘキサクロロジシランを用いることを特徴とす
る。
【００４３】また、第８発明のプラズマＣＶＤ装置は、
第６発明のプラズマＣＶＤ装置において、前記原料ガス
としてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴とする。
第６発明のプラズマＣＶＤ装置において、前記原料ガス
としてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴とする。
【００４４】従って、この第６，第７又は第８発明のプ
ラズマＣＶＤ装置によれば、窒化珪素の膜の原料として
Ｓｉを含み且つＨを含まない液体材料のヘキサクロロジ
シランを気化したガスや、Ｓｉを含み且つＨを含まない
ＳｉＦ4 ガスなどを用いるため、基板上に形成されたト
ランジスタなどに対する水素の悪影響を防止することが
できる。
ラズマＣＶＤ装置によれば、窒化珪素の膜の原料として
Ｓｉを含み且つＨを含まない液体材料のヘキサクロロジ
シランを気化したガスや、Ｓｉを含み且つＨを含まない
ＳｉＦ4 ガスなどを用いるため、基板上に形成されたト
ランジスタなどに対する水素の悪影響を防止することが
できる。
【００４５】また、第９発明のプラズマＣＶＤ装置は、
第６，第７又は第８発明のプラズマＣＶＤ装置におい
て、前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガスととも
にＡｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴とする。
第６，第７又は第８発明のプラズマＣＶＤ装置におい
て、前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガスととも
にＡｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴とする。
【００４６】従って、この第９発明のプラズマＣＶＤ装
置によれば、原料ガスとともにＡｒガス又はＨｅガスも
供給するため、基板にバイアスを印加したとき、Ａｒイ
オン又はＨｅイオンが基板上の膜に引き込まれることに
より、ＣｌイオンやＦイオンなどが基板上の膜に引き込
まれる割合が低減されて、ＣｌやＦなどが同膜に悪影響
を及ぼすことを防止することができる。更には、このと
きにＡｒイオン又はＨｅイオンにたたかれることによ
り、窒化珪素膜がより緻密なものになることも期待でき
る。
置によれば、原料ガスとともにＡｒガス又はＨｅガスも
供給するため、基板にバイアスを印加したとき、Ａｒイ
オン又はＨｅイオンが基板上の膜に引き込まれることに
より、ＣｌイオンやＦイオンなどが基板上の膜に引き込
まれる割合が低減されて、ＣｌやＦなどが同膜に悪影響
を及ぼすことを防止することができる。更には、このと
きにＡｒイオン又はＨｅイオンにたたかれることによ
り、窒化珪素膜がより緻密なものになることも期待でき
る。
【００４７】また、第１０発明のプラズマＣＶＤ装置
は、第６，第７又は第８発明のプラズマＣＶＤ装置にお
いて、前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、前記
窒化珪素の膜を形成するのに要する量よりも多くするよ
うに構成したことを特徴とする。
は、第６，第７又は第８発明のプラズマＣＶＤ装置にお
いて、前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、前記
窒化珪素の膜を形成するのに要する量よりも多くするよ
うに構成したことを特徴とする。
【００４８】従って、この第１０発明のプラズマＣＶＤ
装置によれば、成膜室に供給する窒化ガスの量を窒化珪
素膜を形成するのに要する量よりも多くするため、基板
にバイアスを印加したとき、窒素イオンがより多く基板
上の膜に引き込まれることにより、ＣｌイオンやＦイオ
ンなどが基板上の膜に引き込まれる割合が低減されて、
ＣｌやＦなどが同膜に悪影響を及ぼすことを防止するこ
とができる。
装置によれば、成膜室に供給する窒化ガスの量を窒化珪
素膜を形成するのに要する量よりも多くするため、基板
にバイアスを印加したとき、窒素イオンがより多く基板
上の膜に引き込まれることにより、ＣｌイオンやＦイオ
ンなどが基板上の膜に引き込まれる割合が低減されて、
ＣｌやＦなどが同膜に悪影響を及ぼすことを防止するこ
とができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】サイドウォールを設けたトランジスタの構成例
を示す図である。
を示す図である。
１ 基部
２ 容器
３ 成膜室
４ 天井板
５ 基板支持台
６ 基板（ウエハ）
７ 基板載置部
８ 支持軸
９ コンデンサ
１０ 整合器
１１ バイアス電源
１２ ＬＰＦ
１３ 静電電源
１４ ヒータ電源
１５ 排気口
１６ 給電アンテナ
１７ 整合器
１８ 高周波電源
１９ 電磁波
２１，２２ ノズル
２３，２４，２５ ＭＦＣ
２６ コントローラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 井上 雅彦
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Ｆターム(参考） 4K030 AA03 AA04 AA06 AA18 BA40
LA02 LA15
5F045 AB33 AC03 AC16 AC17 DP04
EB02 EB03 EM10
5F058 BA11 BC08 BF07
Claims (10)
- 【請求項１】 低圧環境下の成膜室内に原料ガスとして
Ｓｉを含み且つＨを含まないガス若しくはＳｉを含み且
つＨを含まない液体材料を気化して供給し、窒化ガスと
してＮ2 ガスを供給して、これらの原料ガスと窒化ガス
とに高周波パワーを印加することによりプラズマを発生
し、このプラズマによる化学的な反応を利用して、基板
上に窒化珪素の膜を形成することを特徴とするプラズマ
ＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載するプラズマＣＶＤ成膜
方法において、 前記液体材料としてヘキサクロロジシランを用いること
を特徴とするプラズマＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載するプラズマＣＶＤ成膜
方法において、 前記原料ガスとしてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴と
するプラズマＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項４】 請求項１，２又は３に記載するプラズマ
ＣＶＤ成膜方法において、 前記成膜室内には前記原料ガス及び窒化ガスとともにＡ
ｒガス又はＨｅガスも供給することを特徴とするプラズ
マＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項５】 請求項１，２又は３に記載するプラズマ
ＣＶＤ成膜方法において、 前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、前記窒化珪
素の膜を形成するのに要する量よりも多くすることを特
徴とするプラズマＣＶＤ成膜方法。 - 【請求項６】 低圧環境下の成膜室内に原料ガスとして
Ｓｉを含み且つＨを含まないガス若しくはＳｉを含み且
つＨを含まない液体材料を気化して供給し、窒化ガスと
してＮ2 ガスを供給して、これらの原料ガスと窒化ガス
とに高周波パワーを印加することによりプラズマを発生
し、このプラズマによる化学的な反応を利用して、基板
上に窒化珪素の膜を形成するように構成したことを特徴
とするプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載するプラズマＣＶＤ装置
において、 前記液体材料としてヘキサクロロジシランを用いること
を特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載するプラズマＣＶＤ装置
において、 前記原料ガスとしてＳｉＦ4 ガスを用いることを特徴と
するプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項９】 請求項６，７又は８に記載するプラズマ
ＣＶＤ装置において、前記成膜室内には前記原料ガス及
び窒化ガスとともにＡｒガス又はＨｅガスも供給するこ
とを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項１０】 請求項６，７又は８に記載するプラズ
マＣＶＤ装置において、 前記成膜室に供給する前記窒化ガスの量を、前記窒化珪
素の膜を形成するのに要する量よりも多くするように構
成したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036166A JP2003239071A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | プラズマｃｖｄ成膜方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036166A JP2003239071A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | プラズマｃｖｄ成膜方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003239071A true JP2003239071A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27778123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002036166A Withdrawn JP2003239071A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | プラズマｃｖｄ成膜方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003239071A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011148830A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | 三菱重工業株式会社 | 半導体素子の窒化珪素膜、窒化珪素膜の製造方法及び装置 |
| WO2011148831A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | 三菱重工業株式会社 | 窒化珪素膜の製造方法及び装置 |
| US9722206B2 (en) | 2014-11-11 | 2017-08-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and apparatus and method for manufacturing the same |
| KR20180080704A (ko) * | 2014-04-21 | 2018-07-12 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 밀봉막의 형성 방법 |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002036166A patent/JP2003239071A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011148830A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | 三菱重工業株式会社 | 半導体素子の窒化珪素膜、窒化珪素膜の製造方法及び装置 |
| WO2011148831A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | 三菱重工業株式会社 | 窒化珪素膜の製造方法及び装置 |
| JP2011249626A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 半導体素子の窒化珪素膜、窒化珪素膜の製造方法及び装置 |
| JP2011249625A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 窒化珪素膜の製造方法及び装置 |
| US8889568B2 (en) | 2010-05-28 | 2014-11-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and apparatus for producing silicon nitride film |
| KR20180080704A (ko) * | 2014-04-21 | 2018-07-12 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 밀봉막의 형성 방법 |
| KR101994164B1 (ko) * | 2014-04-21 | 2019-06-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 밀봉막의 형성 방법 |
| US9722206B2 (en) | 2014-11-11 | 2017-08-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and apparatus and method for manufacturing the same |
| US10211427B2 (en) | 2014-11-11 | 2019-02-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and apparatus and method for manufacturing the same |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |