JP2006261434A - シリコン酸化膜の形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】４００℃以下の低温での成膜において、ＯＨ結合の導入を抑制または防止したシリコン酸化膜の形成方法を提供する。
【解決手段】ａ）反応チャンバ内に被処理基板を収納する工程；（ｂ）前記反応チャンバ内で次の工程を行う工程；１）減圧下、５０〜４００℃の基板温度にて反応チャンバに不活性ガスを供給してチャンバ内のガスをパージする、２）減圧および同温度の下で反応チャンバ内に気相状態のシリコン系化合物をパルスし、前記被処理基板上にシリコン系化合物を吸着させる、３）減圧および同温度の下で反応チャンバ内の未吸着のシリコン系化合物を不活性ガスによりパージする、４）減圧および同温度の下で反応チャンバ内にオゾンを含む混合ガスをパルスし、前記被処理基板上に吸着されたシリコン系化合物と酸化反応させてシリコン酸化物を生成する、（ｃ）前記１）〜４）の工程を繰り返して前記被処理基板上に所望厚さのシリコン酸化膜を成膜する工程；を含むことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリコン酸化膜の形成方法に関する。
薄膜トランジスタのようなＭＯＳ半導体デバイスにおいて、ゲート電極側面には耐圧向上を目的としてＳｉＮのようなパッシベーション膜を形成することが行われている。このＳｉＮ膜は、半導体デバイスの製造工程での低温化に伴って、４００℃以下での成膜が望まれている。
しかしながら、４００℃以下でのＳｉＮの堆積膜は膜質が劣る。このため、ゲート電極側面とＳｉＮ膜の間にシリコン酸化膜（ＳｉＯx膜）を介在させることが検討されている。このシリコン酸化膜も同様に成膜温度の低温化が要求されている。
従来、低温でのシリコン酸化膜はＰＥＣＶＤ法により形成されている。すなわち、被処理基板が接地されたチャンバ内にシランガス（ＳｉＨ4）および酸素を原料ガスとして導入し、プラズマ中で前記ＳｉＨ4とＯ2を反応させて基板表面にシリコン酸化膜を形成する。
しかしながら、従来のＰＥＣＶＤ法によるシリコン酸化膜の形成は原料ガスであるシランガスの水素に起因してＳｉＯx膜にＳｉ−Ｈ結合が導入される。このＳｉ−Ｈ結合は、環境中の水分と容易に反応し、Ｓｉ−ＯＨ結合が作られる。同時に、Ｓｉ−Ｈ結合がなくとも反応で生成した水分が膜中に取り込まれると、Ｓｉ−ＯＨ結合が導入される原因になる。このため、前述したゲート電極の耐圧向上を目的としてそのゲート電極側面にＯＨ結合が導入されたＳｉＯx膜を形成した場合、リーク電流が発生する虞がある。
本発明は、４００℃以下の低温での成膜において、ＯＨ結合の導入を抑制または防止したシリコン酸化膜の形成方法を提供することを目的とする。
本発明によると、
（ａ）反応チャンバ内に被処理基板を収納する工程；
（ｂ）前記反応チャンバ内で次の工程を行う工程；
１）減圧下、５０〜４００℃の基板温度にて反応チャンバ内に不活性ガスを供給してチャンバ内のガスをパージする、
２）減圧および同温度の下で反応チャンバ内に気相状態のシリコン系化合物をパルスし、前記被処理基板上にシリコン系化合物を吸着させる、
３）減圧および同温度の下で反応チャンバ内の未吸着のシリコン系化合物を不活性ガスによりパージする、
４）減圧および同温度の下で反応チャンバ内にオゾンを含む混合ガスをパルスし、前記被処理基板上に吸着されたシリコン系化合物と酸化反応させてシリコン酸化物を生成する、
（ｃ）前記１）〜４）の工程を繰り返して前記被処理基板上に所望厚さのシリコン酸化膜を成膜する工程；
を含むことを特徴とするシリコン酸化膜の形成方法が提供される。
本発明によれば、４００℃以下の低温成膜においてＯＨ結合の導入を抑制または防止し、例えばゲート電極側面に適用した場合、リーク電流の上昇を防止した高信頼性で、厚さ制御が容易なシリコン酸化膜の形成方法を提供できる。
以下、本発明に係るシリコン酸化膜の形成方法を詳細に説明する。
まず、反応チャンバ内に被処理基板を収納した後、減圧下、５０〜４００℃の基板温度にて反応チャンバ内に不活性ガスを供給してチャンバ内のガスをパージする。つづいて、減圧および同温度の下で反応チャンバ内に気相状態のシリコン系化合物をパルスし、吸着により前記被処理基板上にシリコン系化合物の極薄い層を形成する。次いで、反応チャンバ内を不活性ガスを供給して未反応（未吸着）のシリコン系化合物をパージする。この後、反応チャンバ内にオゾンを含む混合ガスをパルスする。パルスされたオゾンを含む混合ガスは、基板上に形成されたシリコン系化合物の極薄い層を酸化反応し、シリコン酸化物の極薄い層が成膜される。このような不活性ガスのパージ、気相状態のシリコン系化合物のパルス、不活性ガスのパージおよびオゾンを含む混合ガスのパルスを繰り返して、前記被処理基板上に所望厚さのシリコン酸化膜を形成する。
前記被処理基板としては、例えば半導体装置の製造に用いられる半導体基板、液晶表示装置の製造などに用いられるガラス基板等を挙げることができる。特に、シリコン酸化膜をゲート耐圧の向上を目的として適用する場合、被処理基板としてはゲート電極が形成された半導体基板を用いる。
前記チャンバ内の減圧条件は、０．１〜１０００Ｔｏｒｒ、より好ましくは１〜１０Ｔｏｒｒにすることが望ましい。
前記基板温度を５０℃未満にすると、オゾンを含む混合ガスの導入においてシリコン系化合物の単原子層の十分な酸化反応がなされなくなる虞がある。一方、前記基板温度が４００℃を超えると被処理基板への熱影響が大きくなる。より好ましい基板温度は、２００〜４００℃、さらに好ましくは２５０〜４００℃である。
前記パージに用いられる不活性ガスとしては、例えば窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等を挙げることができる。
前記シリコン系化合物としては、例えばシラン［ＳｉＨ4］、ジシラン［（ＳｉＨ3）2］、トリシラン［（ＳｉＨ3）2ＳｉＨ2］、アルキルシラン［（ＳｉＨ3）nＲ、ただしＲは炭素数１から６の直鎖、分岐または環状のアルカンを示す］、トリシリルアミン［（ＳｉＨ3）3Ｎ］、ジシロキサン［（ＳｉＨ3）2Ｏ］のようなシリコン水素化物；ＴＥＯＳ［Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4］、ＴＭＯＳ［Ｓｉ（ＯＣＨ3）4］、ビストリエトキシシリルエタン、トリアルキルシリルアルカン［（ＲＯ）3Ｓｉ−Alk−Ｓｉ（ＯＲ）3、ただしＲは炭素数１〜６のアルカン］のようなシリコンアルコキシド；アセトキシシラン等を用いることができる。
前記シリコン系化合物は、常温で気相状態である場合、例えばボンベから反応チャンバにパルスされる。また、前記シリコン系化合物はＴＥＯＳのように常温で液体状態である場合、これをバブラー方式によりチャンバ内にパルスすることができる。具体的には、前記シリコン系化合物溶液を容器内に収容し、必要に応じて加温し、その容器内に不活性ガス吹き込み管を用いて不活性ガス（例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等）を吹き込んで不活性ガスに同伴させてチャンバ内に導入することができる。もちろん、バブラー方式に限定されず、液体マスフローコントローラと蒸発器の組み合わせも使用できる。
前記オゾンを含む混合ガスは、前記シリコン系化合物を酸化してシリコン酸化物に変換させるものである。この混合ガスとしては、例えばオゾン＋酸素の混合ガス、オゾン＋窒素、アルゴン、ヘリウムのような不活性ガスの混合ガスを挙げることができる。前記混合ガスのオゾン濃度は、０．１〜５％であることが好ましい。オゾン濃度を０．１％未満にすると、低温でのシリコン系化合物の単原子層の十分な酸化を遂行することが困難になる虞がある。一方、オゾン濃度が５％を超えると、危険性、毒性が高くなって取扱いが困難になる虞がある。
前記気相状態のシリコン系化合物のパルスは、前記反応チャンバに例えば１．０〜１００ｓｃｃｍの流量で０．１〜１０秒間導入することができる。前記オゾンを含む混合ガスのパルスは、前記反応チャンバに例えば１０〜１０００ｓｃｃｍの流量で０．１〜１０秒間導入することができる。
次に、図１に示す成膜装置を参照して本成膜法によるシリコン酸化膜の形成方法を具体的に説明する。
図１は、酸素ガスをオゾン発生器に直接導入して生成したオゾンと酸素の混合ガスを用いるＡＬＤ法による成膜装置（不活性ガスのパージ時における各制御弁の開閉状態を併記）を示す概略図、図２および図３は図１と同じ成膜装置でそれぞれ気相状態のＳｉ系化合物のパルス時における各制御弁の開閉状態、Ｏ3／Ｏ2混合ガスのパルス時における各制御弁の開閉状態を示す概略図である。
この成膜装置は、反応チャンバ１１、不活性ガス（例えば窒素ガス）の供給源である窒素ガスボンベ１２、気相状態のＳｉ系化合物の供給源であるＳｉ系化合物ガスボンベ１３および酸素ガスの供給源である酸素ボンベ１４を備える。枚葉式装置の場合、反応チャンバ１１内には、図示しないサセプタが設けられ、その上にシリコン基板等の半導体基板（図示せず）が１つ載置される。サセプタ内には半導体基板を所定の反応温度に加熱するための加熱器が設けられている。バッチ式装置の場合、反応チャンバ１１内に収容される半導体基板の数は、５〜２００である。バッチ式装置においては、加熱器は、枚葉式装置の加熱器と異なる構成のものであってもよい。
前記窒素ガスボンベ１２は、ラインＬ１を通して前記反応チャンバ１１に接続されている。ラインＬ１には、上流側から開閉弁Ｖ１、流量調節器例えばマスフローコントローラＭＦＣ１が設けられ、さらに前記反応チャンバ１１近傍のラインＬ１には開閉弁Ｖ２が設けられている。
前記反応チャンバ１１の底部には、真空ポンプＰＭＰに至る排気ラインＬ２が設けられ、このラインＬ２には上流側から圧力計ＰＧ１、背圧調整のためのバタフライ弁ＢＶおよび開閉弁Ｖ３が設けられている。真空ポンプＰＭＰは、ラインＬ３を通して除害装置１５に接続されている。この除害装置１５は、ガス種またはその規模に応じて例えば燃焼式除害装置、乾式除害装置を用いることができる。
前記Ｓｉ系化合物ガスボンベ１３は、ラインＬ４を通して開閉弁Ｖ２上流（開閉弁Ｖ２とマスフローコントローラＭＦＣ１の間）のラインＬ１と接続されている。ラインＬ４には、上流側から開閉弁Ｖ４、マスフローコントローラＭＦＣ２、圧力計ＰＧ２および開閉弁Ｖ５が設けられている。ラインＬ４は、圧力計ＰＧ２の上流で分岐され、この分岐ラインＬ４’は真空ポンプＰＭＰ上流（真空ポンプＰＭＰと開閉弁Ｖ３の間）の排気ラインＬ２に接続されている。分岐ラインＬ４’には、開閉弁Ｖ５’が設けられている。開閉弁Ｖ５、Ｖ５’は、一方の開閉弁が開のときに他方の開閉弁が閉になるように同期して開閉される。
前記酸素ボンベ１４は、オゾン発生器１６に至るラインＬ５が設けられ、このラインＬ５には上流側から開閉弁Ｖ６およびマスフローコントローラＭＦＣ３が設けられている。オゾン発生器１６は、ラインＬ６を通して開閉弁Ｖ２上流（開閉弁Ｖ２とマスフローコントローラＭＦＣ１の間）のラインＬ１と接続されている。ラインＬ６には、上流側からオゾン濃度計ＯＣＳ、圧力計ＰＧ３および開閉弁Ｖ７が設けられている。また、ラインＬ６は圧力計ＰＧ３の上流で分岐され、この分岐ラインＬ６’は真空ポンプＰＭＰ上流（真空ポンプＰＭＰと開閉弁Ｖ３の間）の排気ラインＬ２に接続されている。分岐ラインＬ６’には、開閉弁Ｖ７’が設けられている。開閉弁Ｖ７、Ｖ７’は、一方の開閉弁が開のときに他方の開閉弁が閉になるように同期して開閉される。
なお、ラインＬ６にはオゾンと酸素発生器１６で発生されたオゾンの混合ガスが流れる。混合ガス中のオゾン濃度の制御は、酸素ガスの供給流量を一定にした場合、主にオゾン発生器１６への投入電力と圧力により依存するため、ラインＬ６に設けられたオゾン濃度計ＯＣＳでオゾン量を測定し、その測定値に基づいて前記投入電力およびオゾン発生器１６の容器圧力をフィードバック制御することによりなされる。
次に、前述した図１〜図３に示す成膜装置を用いて実施形態に係る成膜法によるシリコン酸化膜の形成方法を説明する。
１）窒素ガスパージ
反応チャンバ１１内のサセプタ上に被処理基板、例えば半導体ウェハ（図示せず）を載置し、そのサセプタに内蔵された温度調節器によりウェハを５０〜４００℃の温度に加熱する。図１に示すように開閉弁Ｖ５、Ｖ７を閉じ、これ以外の開閉弁Ｖ１〜Ｖ４、Ｖ６、Ｖ５’、Ｖ７’を全て開く。なお、図１において閉鎖した制御弁を黒で塗りつぶし、開放された制御弁を白抜きとして表示する。また、以下の説明における開閉弁の開閉状態も同様に表示する。
次いで、真空ポンプＰＭＰを駆動して反応チャンバ１１内のガスを排気ラインＬ２を通して排気しながら、窒素ボンベ１２から窒素ガスをラインＬ１を通して反応チャンバ１１内に導入するとともに、マスフローコントローラＭＦＣ１でその供給流量を調整する。このような反応チャンバ１１内のガスの排気、窒素ガスの反応チャンバ１１内への供給により所望の真空度（例えば０．１〜１０００Ｔｏｒｒ）で窒素ガスパージがなされ、反応チャンバ１１内が窒素ガスで置換される。
なお、前記窒素ガスパージの工程以降において、Ｓｉ系化合物ガスボンベ１３からＳｉ系化合物ガスをラインＬ４に常時、供給するとともに、マスフローコントローラＭＦＣ２でその供給流量を調整する。ただし、前記窒素ガスパージ工程では反応チャンバ１１に繋がるラインＬ１と接続されるラインＬ４の開閉弁Ｖ５が閉じられ、排気ラインＬ２と接続される分岐ラインＬ４’の開閉弁Ｖ５’が開かれているため、同Ｓｉ系化合物ガスは反応チャンバ１１に供給されることなく、ラインＬ４、Ｌ４’を通して排気ラインＬ２に供給されて排気される。
また、同窒素ガスパージの工程以降において、酸素ガスボンベ１４から酸素ガスをラインＬ５を通してオゾン発生器１６に常時、供給するとともに、マスフローコントローラＭＦＣ３でその供給流量を調整する。オゾン発生器１６に所望の電力を投入し、オゾンと酸素の混合ガスが流通するラインＬ６に設けられたオゾン濃度計ＯＣＳでオゾン量を測定し、その測定値に基づいて前記投入電力およびオゾン発生器１６の容器圧力をフィードバック制御することにより所望濃度のオゾンを含む酸素（混合ガス）を酸素発生器１６からラインＬ６に供給する。ただし、前記窒素ガスパージ工程では反応チャンバ１１に繋がるラインＬ１と接続されるライン６の開閉弁Ｖ７が閉じられ、排気ラインＬ２と接続される分岐ラインＬ６’の開閉弁Ｖ７’が開かれているため、オゾンと酸素の混合ガスは反応チャンバ１１に供給されることなく、ラインＬ６、Ｌ６’を通して排気ラインＬ２に供給されて排気される。
２）Ｓｉ系化合物ガスのパルス
図１に示す状態から図２に示すように分岐ラインＬ４’の開閉弁Ｖ５’を閉じ、この動作に同期してラインＬ４の開閉弁Ｖ５を開き、所望時間後に開閉弁Ｖ５、Ｖ５’の開閉状態を反転させる。開閉弁Ｖ５の開の間に、Ｓｉ系化合物ガスボンベ１３から流量調整されたＳｉ系化合物ガスはラインＬ４からラインＬ１に供給され、窒素ガスと一緒に反応チャンバ１１内にパルスされる。このパルスにより、反応チャンバ１１内のサセプタに載置され、加熱された半導体ウェハ表面にＳｉ系化合物が単分子層に近い状態で吸着される。
３）窒素ガスパージ
前記Ｓｉ系化合物ガスのパルス後にラインＬ４，分岐ラインＬ４’の開閉弁Ｖ５、Ｖ５’の開閉状態を反転させることにより、図２に示す状態から前述した図１に示す窒素ガスパージを行う。このとき、反応チャンバ１１内に残留した未反応のＳｉ系化合物が窒素ガスにより排出され、反応チャンバ１１内が再び窒素ガスで置換される。
４）オゾンと酸素の混合ガスのパルス
図１に示す状態から図３に示すように分岐ラインＬ６’の開閉弁Ｖ７’を閉じ、この動作に同期してラインＬ６の開閉弁Ｖ７を開き、所望時間後に開閉弁Ｖ７、Ｖ７’の開閉状態を反転させる。開閉弁Ｖ７の開の間に、前述したオゾンと酸素の混合ガスはラインＬ６からラインＬ１に供給され、窒素ガスと一緒に反応チャンバ１１内にパルスされる。このパルスにより、反応チャンバ１１内のサセプタに載置され、加熱された半導体ウェハ表面に吸着されたＳｉ系化合物はオゾンと酸素の混合ガスで酸化されるため、半導体ウェハ表面にシリコン酸化膜が単分子層に近い状態で成膜される。
このような１）窒素ガスパージ、２）Ｓｉ系化合物ガスのパルス、３）窒素ガスパージおよび４）オゾンと酸素の混合ガスのパルス、の工程を繰り返すことによって半導体ウェハ表面に所望厚さのシリコン酸化膜を形成する。なお、前記４）のオゾンと酸素の混合ガスのパルスの後にラインＬ６，分岐ラインＬ６’の開閉弁Ｖ７、Ｖ７’の開閉状態を反転させることにより、図３に示す状態から前述した図１に示す窒素ガスパージを行う。このとき、反応チャンバ１１内に残留した未反応のオゾンと酸素の混合ガスおよび反応副生物が窒素ガスにより排出され、反応チャンバ１１内が再び窒素ガスで置換される。
なお、前述した図１〜図３に示す成膜装置を用いたシリコン酸化膜の形成方法において、気相状態のＳｉ系化合物として常温で気相状態のＳｉ系化合物を例にしたが、ＴＥＯＳのような常温で液体状態であるＳｉ系化合物を用いる場合にはバブラー方式により気相状態のＳｉ系化合物を反応チャンバ１１内に導入することもできる。すなわち、図１〜図３のＳｉ系化合物ガスボンベ１３に代えてバブラーを設置し、このバブラーに窒素ガスが流通するラインＬ１のバルブＶ１上流で分岐した分岐ラインを連結することにより、前述した１）窒素ガスパージ、２）Ｓｉ系化合物ガスのパルス、３）窒素ガスパージおよび４）オゾンと酸素の混合ガスのパルスの工程を繰り返すことが可能になる。
以上、実施形態によればＳｉ系化合物ガスのパルスにより４００℃以下の比較的低温に加熱された被処理基板表面にＳｉ系化合物を単分子層に近い状態で吸着させ、不活性ガス（例えば窒素ガス）パージの後にオゾンを含む混合ガス（例えばオゾンと酸素の混合ガス）のパルスを行うことによって、被処理基板表面に吸着されたＳｉ系化合物を混合ガス中のオゾンの強力な酸化作用で十分に酸化してシリコン酸化膜が単分子層に近い状態で成膜することが可能になる。また、酸化反応後に不活性ガス（例えば窒素ガス）パージを行うことによって、成膜されたシリコン酸化膜に反応チャンバ内の水分が吸着されるのを防ぐことが可能になる。その結果、ＯＨ結合の導入が抑制または防止された良好なシリコン酸化膜を形成することができる。このようなシリコン酸化膜は、例えば優れた低リーク電流特性を有する。
また、被処理基板表面に吸着されたＳｉ系化合物を適量（例えば０．１〜５％濃度）のオゾンを含む混合ガスのパルスにより酸化反応させるため、ＣＶＤ法でオゾンを含む混合ガスを用いた場合に確認されたる被処理基板表面への酸化を防止することができる。このようにオゾンを含む混合ガスの必要量を低温でパルスによって導入するため、被処理基板に対する影響を少なくすることができる。その結果、実施形態のシリコン酸化膜の形成において高温に弱い膜、または酸化し易い性質の金属膜、金属シリサイド膜を有する被処理基板を使用することが可能になる。
以下、本発明の実施例を前述した図１〜図３を参照して説明する。
（実施例１）
前述した図１〜図３に示す成膜装置を用い、反応チャンバ１１内のサセプタにシリコンウェハを設置し、ウェハを１００℃に加熱し、前述した実施形態に準じて下記条件の１）窒素ガスパージ、２）Ｓｉ系化合物ガスのパルス、３）窒素ガスパージおよび４）オゾンと酸素の混合ガスのパルスの工程を繰り返し、シリコン酸化膜を形成した。
１）窒素ガスパージ
・反応チャンバ内の圧力：３Ｔｏｒｒ、
・窒素ガスの供給流量：１３０ｓｃｃｍ、
・窒素ガスパージ時間：６秒間。
２）Ｓｉ系化合物ガスのパルス
・反応チャンバ内の圧力：３Ｔｏｒｒ、
・Ｓｉ系化合物ガス：トリシリルアミン（ＴＳＡ）ガス、
・ＴＳＡガスの供給流量：２ｓｃｃｍ、
・ＴＳＡパルス時間：１秒間。
３）窒素ガスパージ
・反応チャンバ内の圧力：３Ｔｏｒｒ、
・窒素ガスの供給流量：１３０ｓｃｃｍ、
・窒素ガスパージ時間：６秒間。
４）オゾンと酸素の混合ガスのパルス
・反応チャンバ内の圧力：３Ｔｏｒｒ、
・オゾンと酸素の混合ガス（オゾン濃度５％）の供給流量：２０ｓｃｃｍ、
・混合ガスパルス時間：２秒間。
（実施例２）
反応チャンバ１１内のサセプタにシリコンウェハを設置し、ウェハを２００℃に加熱した以外、実施例１と同様な方法によりシリコン酸化膜を形成した。
（実施例３）
反応チャンバ１１内のサセプタにシリコンウェハを設置し、ウェハを３００℃に加熱した以外、実施例１と同様な方法によりシリコン酸化膜を形成した。
実施例１〜３での本成膜法において各サイクル（実施例１では１２サイクルのみ）でのシリコン酸化膜の厚さを測定した。その結果を図４に示す。この図４から明らかなように実施例１〜３ではインキュベーション時間を持つことなく十分に厚さが調整（制御）されたシリコン酸化膜を形成できることがわかる。
また、実施例３（ウェハ加熱温度：３００℃）において２００サイクル後のシリコン酸化膜をＦＴ−ＩＲにより分析した。その結果を図５に示す。この図５から明らかなようにシリコン酸化物を同定するＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合のピークが見られたが、Ｈ−ＳｉＯ3に起因するＳｉ−Ｈのピークが見られないことがわかる。すなわち、３００℃の低温での成膜において、ＯＨ結合の導入が防止された良好なシリコン酸化膜を形成できることを確認した。
さらに、表面にモリブデン薄膜を有するシリコンウェハをサンプルとして実施例１〜３と同様な方法（１００サイクル）でシリコン酸化膜をモリブデン薄膜表面に形成した後、シリコン酸化膜の下地であるモリブデン薄膜の状態を調べた。その結果、酸化性ガスとしてオゾン濃度５％のオゾンと酸素の混合ガスを用いてもモリブデン薄膜の酸化が認められなかった。
本発明の実施形態に係る成膜法に適用される成膜装置（不活性ガスのパージ時における各制御弁の開閉状態を併記）を示す概略図。 図１と同じ成膜装置を示し、実施形態に係る成膜法の適用に際してのＳｉ系化合物ガスのパルス時における各制御弁の開閉状態を示す概略図。 図１と同じ成膜装置を示し、実施形態に係る成膜法の適用に際してのオゾンと酸素の混合ガスのパルス時における各制御弁の開閉状態を示す概略図。 実施例１〜３における成膜法でのサイクル数とシリコン酸化膜の厚さの関係を示す図。 実施例３で形成されたシリコン酸化膜のＦＴ−ＩＲ分析によるスペクトルを示す図。
符号の説明
１１…反応チャンバ、１２…不活性ガス（窒素ガス）ボンベ、１３…Ｓｉ系化合物ガスボンベ、１４…酸素ガスボンベ、１５…除害装置、１６…オゾン発生器、Ｌ１〜Ｌ６、ＬＶ４’，Ｖ６’…ライン、Ｖ１〜Ｖ７、Ｖ５’，Ｖ７’…開閉弁、ＰＭＰ…真空ポンプ、ＭＦＣ１〜ＭＦＣ３…マスフローコントローラ、ＯＣＳ…オゾン濃度計。

Claims (3)

  1. （ａ）反応チャンバ内に被処理基板を収納する工程；
    （ｂ）前記反応チャンバ内で次の工程を行う工程；
    １）減圧下、５０〜４００℃の基板温度にて反応チャンバ内に不活性ガスを供給してチャンバ内のガスをパージする、
    ２）減圧および同温度の下で反応チャンバ内に気相状態のシリコン系化合物をパルスし、前記被処理基板上にシリコン系化合物を吸着させる、
    ３）減圧および同温度の下で反応チャンバ内の未吸着のシリコン系化合物を不活性ガスによりパージする、
    ４）減圧および同温度の下で反応チャンバ内にオゾンを含む混合ガスをパルスし、前記被処理基板上に吸着されたシリコン系化合物と酸化反応させてシリコン酸化物を生成する、
    （ｃ）前記１）〜４）の工程を繰り返して前記被処理基板上に所望厚さのシリコン酸化膜を成膜する工程；
    を含むことを特徴とするシリコン酸化膜の形成方法。
  2. 前記シリコン系化合物は、シリコン水素化物またはシリコンアルコキシドであることを特徴とする請求項１記載のシリコン酸化膜の形成方法。
  3. オゾンを含む前記混合ガスは、オゾン濃度が０．１〜５％であることを特徴とする請求項１記載のシリコン酸化膜の形成方法。
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