JP2641956B2 - オゾン発生装置およびオゾン発生方法および半導体製造装置 - Google Patents
オゾン発生装置およびオゾン発生方法および半導体製造装置Info
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- JP2641956B2 JP2641956B2 JP2056869A JP5686990A JP2641956B2 JP 2641956 B2 JP2641956 B2 JP 2641956B2 JP 2056869 A JP2056869 A JP 2056869A JP 5686990 A JP5686990 A JP 5686990A JP 2641956 B2 JP2641956 B2 JP 2641956B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、十分に高濃度のオゾンを安定供給するこ
とができるオゾン発生装置及び方法、並びに該装置を用
いることにより膜質及び段差被覆性に優れた絶縁膜を形
成することができる半導体製造装置に関する。
とができるオゾン発生装置及び方法、並びに該装置を用
いることにより膜質及び段差被覆性に優れた絶縁膜を形
成することができる半導体製造装置に関する。
第８図は従来のオゾン発生装置を示す一部破断構成図
である。酸素ガスO2は酸素ガス供給管２から円柱状の放
電管１に供給される。放電管１の中心部には電極３が配
置されており、この電極３は放電管１内に導入された酸
素ガスO2を励起しオゾン発生のためのエネルギーを供給
する機能を有する。酸素ガス供給管２が接続された放電
管１は、これに隣接する放電管４と連通しており、放電
管４には発生したオゾンO3を放出するオゾン排出管５が
接続されている。放電管1,4は高温になるため、その周
囲は冷却水収納容器６中の冷却水によって冷却されてい
る。この冷却水収納容器６は接地されており、その底部
には冷却水を導入，排出する冷却水導入管7,冷却水排出
管８がそれぞれ設けられている。
である。酸素ガスO2は酸素ガス供給管２から円柱状の放
電管１に供給される。放電管１の中心部には電極３が配
置されており、この電極３は放電管１内に導入された酸
素ガスO2を励起しオゾン発生のためのエネルギーを供給
する機能を有する。酸素ガス供給管２が接続された放電
管１は、これに隣接する放電管４と連通しており、放電
管４には発生したオゾンO3を放出するオゾン排出管５が
接続されている。放電管1,4は高温になるため、その周
囲は冷却水収納容器６中の冷却水によって冷却されてい
る。この冷却水収納容器６は接地されており、その底部
には冷却水を導入，排出する冷却水導入管7,冷却水排出
管８がそれぞれ設けられている。
従来のオゾン発生装置は上述したように構成され、酸
素ガスO2が導入された放電管1,4では電極３によって無
声放電が行われる。この無声放電によって酸素ガスO2が
励起されオゾンO3を発生する。発生したオゾンO3は、未
反応の酸素O2と共にオゾン排出管５から排出される。
素ガスO2が導入された放電管1,4では電極３によって無
声放電が行われる。この無声放電によって酸素ガスO2が
励起されオゾンO3を発生する。発生したオゾンO3は、未
反応の酸素O2と共にオゾン排出管５から排出される。
上述したようなオゾン発生装置では、オゾンO3発生の
過程は以下に示す（１）式，（２）式の反応式により行
われることが解明されている。
過程は以下に示す（１）式，（２）式の反応式により行
われることが解明されている。
O2＋ｅ→O2 ＊＋ｅ→2O＋ｅ …（１） O2 ＊＋O2→O3＋Ｏ …（２） ここでｅはエネルギー、O2 ＊は酸素ラジカルである。
また、上述したようなオゾン発生装置では、例えば半
導体製造用の高純度酸素ガス（純度 99.95％以上、以
下同様）を原料ガスとして使用した場合、通常の酸素ボ
ンベガス（純度 99.95％未満、以下同様）を使用した
場合に比べてオゾンの発生効率が大幅に減少するという
事実がある。この事実に基づき、上述した（１）式，
（２）式に加えオゾン発生の過程はさらに（３）式に示
す反応によっても行われているのではないかと一般に考
えられている。
導体製造用の高純度酸素ガス（純度 99.95％以上、以
下同様）を原料ガスとして使用した場合、通常の酸素ボ
ンベガス（純度 99.95％未満、以下同様）を使用した
場合に比べてオゾンの発生効率が大幅に減少するという
事実がある。この事実に基づき、上述した（１）式，
（２）式に加えオゾン発生の過程はさらに（３）式に示
す反応によっても行われているのではないかと一般に考
えられている。
Ｏ＋O2＋Ｍ→O3＋Ｍ …（３） ここでＭは触媒として作用する物質である。つまり、
上述の高純度酸素ガスを原料ガスとして使用した場合よ
りも酸素ボンベガスを原料ガスとして使用した場合の方
がオゾンの発生効率が高いことから、酸素ボンベガスに
含まれている他の物質が触媒作用をしているものと考え
られているわけである。
上述の高純度酸素ガスを原料ガスとして使用した場合よ
りも酸素ボンベガスを原料ガスとして使用した場合の方
がオゾンの発生効率が高いことから、酸素ボンベガスに
含まれている他の物質が触媒作用をしているものと考え
られているわけである。
一方、酸素ボンベガスを原料ガスとして使用した場合
には比較的高濃度のオゾンO3を発生させることができる
が、酸素ボンベガスに含まれる酸素ガスO2の純度により
オゾンの発生効率が異なる。
には比較的高濃度のオゾンO3を発生させることができる
が、酸素ボンベガスに含まれる酸素ガスO2の純度により
オゾンの発生効率が異なる。
第９図はオゾン発生装置を用いた従来の絶縁膜形成装
置の模式図である。この装置は上述した従来のオゾン発
生装置（第９図において記号Ｘで示す）より発生される
オゾンと有機ソースガスを反応させて常圧CVD法により
基板上に絶縁膜を形成するものである。この装置は、19
89 VLSI MULTILEVEL INTERCONNECTION CONFERENCE（IEE
主催）予稿集,386ページFig,1に記載されているもので
ある。以下、この装置の概略構成について述べる。
置の模式図である。この装置は上述した従来のオゾン発
生装置（第９図において記号Ｘで示す）より発生される
オゾンと有機ソースガスを反応させて常圧CVD法により
基板上に絶縁膜を形成するものである。この装置は、19
89 VLSI MULTILEVEL INTERCONNECTION CONFERENCE（IEE
主催）予稿集,386ページFig,1に記載されているもので
ある。以下、この装置の概略構成について述べる。
10は層間絶縁膜を形成するためのチャンバー部、12は
原料ガスを供給するガス供給系である。チャンバー部10
は、スリット状のガス吹き出し口をもつディスパージョ
ンヘッド15と、ウェハ17を装着しヒータ16によりウェハ
17を加熱することができるサセプタ18とから成る。ガス
供給系12は、テトラエトキシシランガス（以下TEOSガス
という）を発生させるバブラー13と、オゾンを供給する
オゾン発生器14を含む第８図と同一構成のオゾン発生装
置Ｘとから成る。
原料ガスを供給するガス供給系である。チャンバー部10
は、スリット状のガス吹き出し口をもつディスパージョ
ンヘッド15と、ウェハ17を装着しヒータ16によりウェハ
17を加熱することができるサセプタ18とから成る。ガス
供給系12は、テトラエトキシシランガス（以下TEOSガス
という）を発生させるバブラー13と、オゾンを供給する
オゾン発生器14を含む第８図と同一構成のオゾン発生装
置Ｘとから成る。
このように構成された絶縁膜形成装置を用いてウェハ
17上に層間絶縁膜を形成する場合、酸素ガスO2をオゾン
発生器14に導入し、前述したように無声放電することで
オゾンO3と酸素O2の混合ガス（O3/O2）を発生させる。
また、60℃前後の恒温槽内に配置されたバブラー13内に
窒素ガスN2を導入しバブリングすることによりシリコン
系アルコラートの代表的なものであるTEOSをガス化さ
せ、TEOSガスと窒素ガスN2との混合ガス（TEOS/N2）を
発生させる。そしてO3/O2混合ガスとTEOS/N2混合ガスと
を混合して原料ガスとしてチャンバー部10へ導入する。
チャンバー部10へ導入された原料ガスはスリット状の流
路をもつディスバージョンヘッド15から、表面を下方向
にしてサセプタ18に装着され、ヒータ16により加熱され
ているウェハ17に供給される。そして、常圧CVD法によ
り、ウェハ17の表面に層間絶縁膜となるシリコン酸化膜
が推積される。なお、膜形成中において、膜厚の均一性
の向上のためウェハ17は矢印Ｂ方向に揺動されている。
その後、原料ガスは矢印Ａ方向に排気される。上述のよ
うにして形成されたシリコン酸化膜はオゾン濃度が大き
いほど膜質、段差被覆性に優れていることが知られてい
る。
17上に層間絶縁膜を形成する場合、酸素ガスO2をオゾン
発生器14に導入し、前述したように無声放電することで
オゾンO3と酸素O2の混合ガス（O3/O2）を発生させる。
また、60℃前後の恒温槽内に配置されたバブラー13内に
窒素ガスN2を導入しバブリングすることによりシリコン
系アルコラートの代表的なものであるTEOSをガス化さ
せ、TEOSガスと窒素ガスN2との混合ガス（TEOS/N2）を
発生させる。そしてO3/O2混合ガスとTEOS/N2混合ガスと
を混合して原料ガスとしてチャンバー部10へ導入する。
チャンバー部10へ導入された原料ガスはスリット状の流
路をもつディスバージョンヘッド15から、表面を下方向
にしてサセプタ18に装着され、ヒータ16により加熱され
ているウェハ17に供給される。そして、常圧CVD法によ
り、ウェハ17の表面に層間絶縁膜となるシリコン酸化膜
が推積される。なお、膜形成中において、膜厚の均一性
の向上のためウェハ17は矢印Ｂ方向に揺動されている。
その後、原料ガスは矢印Ａ方向に排気される。上述のよ
うにして形成されたシリコン酸化膜はオゾン濃度が大き
いほど膜質、段差被覆性に優れていることが知られてい
る。
従来のオゾン発生装置は以下のように構成されてお
り、高純度酸素ガスを原料ガスとして使用した場合オゾ
ン発生効率が低い。一方、酸素ボンベガスを原料ガスと
して使用した場合、ある程度高濃度のオゾンO3は得られ
るが、酸素ガスO2の純度が変化するとオゾン発生効率も
変化するという問題点があった。
り、高純度酸素ガスを原料ガスとして使用した場合オゾ
ン発生効率が低い。一方、酸素ボンベガスを原料ガスと
して使用した場合、ある程度高濃度のオゾンO3は得られ
るが、酸素ガスO2の純度が変化するとオゾン発生効率も
変化するという問題点があった。
また、オゾン発生装置を用いた従来の絶縁膜形成装置
では、従来のオゾン発生装置が前述のように高純度酸素
ガスを原料ガスとして使用した場合にはオゾン発生効率
が低いため、シリコン酸化膜の膜質及び段差被覆性が優
れないという問題点があった。一方、酸素ボンベガスを
原料ガスとして使用した場合には従来のオゾン発生装置
でもある程度高濃度のオゾンは得られるが、その品質は
前述のように安定しておらず、また十分に高濃度ではな
いため満足なシリコン酸化膜の膜質及び段差被覆性を得
るには至らないという問題点があった。
では、従来のオゾン発生装置が前述のように高純度酸素
ガスを原料ガスとして使用した場合にはオゾン発生効率
が低いため、シリコン酸化膜の膜質及び段差被覆性が優
れないという問題点があった。一方、酸素ボンベガスを
原料ガスとして使用した場合には従来のオゾン発生装置
でもある程度高濃度のオゾンは得られるが、その品質は
前述のように安定しておらず、また十分に高濃度ではな
いため満足なシリコン酸化膜の膜質及び段差被覆性を得
るには至らないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、十分に高濃度のオゾンを安定して発生する
ことができるオゾン発生装置及び方法、並びに該装置を
用いることにより膜質及び段差被覆性に優れた絶縁膜を
形成することができる半導体製造装置を得ることを目的
とする。
れたもので、十分に高濃度のオゾンを安定して発生する
ことができるオゾン発生装置及び方法、並びに該装置を
用いることにより膜質及び段差被覆性に優れた絶縁膜を
形成することができる半導体製造装置を得ることを目的
とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係るオゾン発生装置は、酸素ガスを原料と
し、前記酸素ガスに所定の処理を施してオゾンを発生さ
せる装置であって、該装置は、前記酸素ガスに窒素ガス
を混入させる窒素ガス供給手段を有し、前記酸素ガスと
前記窒素ガスとの混合比を、酸素ガス：窒素ガス＝1:0.
0002〜0.0033としている。
し、前記酸素ガスに所定の処理を施してオゾンを発生さ
せる装置であって、該装置は、前記酸素ガスに窒素ガス
を混入させる窒素ガス供給手段を有し、前記酸素ガスと
前記窒素ガスとの混合比を、酸素ガス：窒素ガス＝1:0.
0002〜0.0033としている。
この発明に係るオゾン発生方法は、酸素ガスを原料と
し、前記酸素ガスに所定の処理を施してオゾンを発生さ
せる方法であって、該方法は、前記酸素ガスに窒素ガス
を混入する工程を有し、前記酸素ガスと前記窒素ガスと
の混合比を、酸素ガス：窒素ガス＝1:0.0002〜0.0033と
している。
し、前記酸素ガスに所定の処理を施してオゾンを発生さ
せる方法であって、該方法は、前記酸素ガスに窒素ガス
を混入する工程を有し、前記酸素ガスと前記窒素ガスと
の混合比を、酸素ガス：窒素ガス＝1:0.0002〜0.0033と
している。
この発明に係る半導体製造装置は、下地層上に絶縁膜
を形成するための装置であって、酸素ガスを原料とし、
前記酸素ガスに所定の処理を施してオゾンを発生させる
オゾン発生装置と、絶縁膜形成用の原料ガスを発生させ
るガス発生装置とを備え、前記オゾン発生装置は前記酸
素ガスに窒素ガスを混入させる窒素ガス供給手段を有
し、前記オゾン発生装置から発生されたオゾンと前記ガ
ス発生装置から発生されたガスとを反応させ、CVD法に
より前記下地層上に前記絶縁膜を堆積させる反応装置を
さらに備え、前記酸素ガスと前記窒素ガスとの混合比
が、酸素ガス：窒素ガス＝1:0.0002〜0.0033とされてい
る。
を形成するための装置であって、酸素ガスを原料とし、
前記酸素ガスに所定の処理を施してオゾンを発生させる
オゾン発生装置と、絶縁膜形成用の原料ガスを発生させ
るガス発生装置とを備え、前記オゾン発生装置は前記酸
素ガスに窒素ガスを混入させる窒素ガス供給手段を有
し、前記オゾン発生装置から発生されたオゾンと前記ガ
ス発生装置から発生されたガスとを反応させ、CVD法に
より前記下地層上に前記絶縁膜を堆積させる反応装置を
さらに備え、前記酸素ガスと前記窒素ガスとの混合比
が、酸素ガス：窒素ガス＝1:0.0002〜0.0033とされてい
る。
［作用］ この発明においては、酸素ガスに窒素ガスを混入させ
る窒素ガス混入手段を設け、窒素ガスが混入された酸素
ガスにオゾン発生のための所定の処理を施すようにして
いるので、窒素ガスの作用により高濃度のオゾンを発生
させることができる。そして、この高濃度のオゾンを用
いることにより、下地層上に形成される絶縁膜の膜質及
び段差被覆性が向上する。
る窒素ガス混入手段を設け、窒素ガスが混入された酸素
ガスにオゾン発生のための所定の処理を施すようにして
いるので、窒素ガスの作用により高濃度のオゾンを発生
させることができる。そして、この高濃度のオゾンを用
いることにより、下地層上に形成される絶縁膜の膜質及
び段差被覆性が向上する。
酸素ガスと窒素ガスとの混合比を酸素ガス：窒素ガス
＝1:0.0002〜0.0033とすれば、高濃度のオゾンが得られ
かつオゾン発生効率が安定し、しかも反応毒である窒素
酸化物の発生を低く抑えることができるので、結果とし
て高オゾン濃度と低反応毒の両立を図ることができる。
＝1:0.0002〜0.0033とすれば、高濃度のオゾンが得られ
かつオゾン発生効率が安定し、しかも反応毒である窒素
酸化物の発生を低く抑えることができるので、結果とし
て高オゾン濃度と低反応毒の両立を図ることができる。
第１図はこの発明に係る半導体製造装置に用いられる
オゾン発生装置の一実施例を示す一部破断構成図であ
る。図において第８図に示した従来装置との相違点は窒
素ガス供給手段100を新たに設けたことである。窒素ガ
ス供給手段100から窒素ガス供給管９を介し窒素ガスN2
が放電管１内に供給される。その他の構成は従来と同様
である。
オゾン発生装置の一実施例を示す一部破断構成図であ
る。図において第８図に示した従来装置との相違点は窒
素ガス供給手段100を新たに設けたことである。窒素ガ
ス供給手段100から窒素ガス供給管９を介し窒素ガスN2
が放電管１内に供給される。その他の構成は従来と同様
である。
次に動作について説明する。酸素ガス供給管２から高
純度酸素ガスO2が、また窒素ガス供給手段100から窒素
ガス供給管９を介し窒素ガスN2が円形状の放電管１に各
々導入され、放電管１の中心部に配置された電極３によ
り無声放電が行われる。第２図は高純度酸素ガスO2に対
する窒素ガスN2の混合比と発生するオゾン濃度との関係
を示すグラフである。横軸は高純度酸素ガスに対する窒
素ガスN2の混合比を標準状態（０℃,1気圧）に換算した
値で示しており、縦軸は発生したオゾン濃度を同じく標
準状態に換算した値で示している。また、白丸は窒素ガ
スを混合した場合の測定結果、黒丸は高純度酸素ガスの
みの測定結果、一点鎖線は高純度酸素ガスO2にアルゴン
を混合した場合の測定結果である。
純度酸素ガスO2が、また窒素ガス供給手段100から窒素
ガス供給管９を介し窒素ガスN2が円形状の放電管１に各
々導入され、放電管１の中心部に配置された電極３によ
り無声放電が行われる。第２図は高純度酸素ガスO2に対
する窒素ガスN2の混合比と発生するオゾン濃度との関係
を示すグラフである。横軸は高純度酸素ガスに対する窒
素ガスN2の混合比を標準状態（０℃,1気圧）に換算した
値で示しており、縦軸は発生したオゾン濃度を同じく標
準状態に換算した値で示している。また、白丸は窒素ガ
スを混合した場合の測定結果、黒丸は高純度酸素ガスの
みの測定結果、一点鎖線は高純度酸素ガスO2にアルゴン
を混合した場合の測定結果である。
このグラフより、例えば高純度酸素ガスO230の0.02
％、つまりわずか6ccの窒素ガスN2を添加すれば、添加
しない場合に比し、オゾン濃度が約６倍に増加してお
り、高純度酸素ガスO2に対する窒素ガスN2の混合比が0.
02×10-2以下ではオゾン濃度が小さいのがわかる。
％、つまりわずか6ccの窒素ガスN2を添加すれば、添加
しない場合に比し、オゾン濃度が約６倍に増加してお
り、高純度酸素ガスO2に対する窒素ガスN2の混合比が0.
02×10-2以下ではオゾン濃度が小さいのがわかる。
また、窒素ガスN2の混合比が0.02×10-2以上では100g
/Nm3以上のオゾンを安定して発生させることができ、特
に0.1×10-2〜1.7×10-2の範囲においては、120g/Nm3程
度のオゾンを安定して発生させることができるのがわか
る。
/Nm3以上のオゾンを安定して発生させることができ、特
に0.1×10-2〜1.7×10-2の範囲においては、120g/Nm3程
度のオゾンを安定して発生させることができるのがわか
る。
また、高純度酸素ガスO2に対する窒素ガスN2の混合比
が0.33×10-2を超えるあたりから少しずつ、発生するオ
ゾン濃度が低下しているのがわかる。さらに、あまり窒
素ガスN2の混合比が大きくなりすぎると反応毒である窒
素酸化物が生成される場合があるので、好ましくない。
これらのことを考慮すると高純度酸素ガスO2に対する窒
素ガスN2の混合比を0.02×10-2〜2.0×10-2にするのが
望ましいという結果が得られており、これにより高濃度
でかつ安定したオゾンを供給することができる。なお、
反応毒である窒素酸化物抑制の観点からは窒素添加量は
少ないに越したことはなく、従ってオゾン濃度が低下す
る上記0.33×10-2以上の領域をわざわざ利用する利点は
少ない。よって、最も望ましくは、高純度酸素ガスO2に
対する窒素ガスN2の混合比を0.02×10-2〜0.33×10-2に
するのがよく、これにより高オゾン濃度と低反応毒の両
者を両立して満足することができる。
が0.33×10-2を超えるあたりから少しずつ、発生するオ
ゾン濃度が低下しているのがわかる。さらに、あまり窒
素ガスN2の混合比が大きくなりすぎると反応毒である窒
素酸化物が生成される場合があるので、好ましくない。
これらのことを考慮すると高純度酸素ガスO2に対する窒
素ガスN2の混合比を0.02×10-2〜2.0×10-2にするのが
望ましいという結果が得られており、これにより高濃度
でかつ安定したオゾンを供給することができる。なお、
反応毒である窒素酸化物抑制の観点からは窒素添加量は
少ないに越したことはなく、従ってオゾン濃度が低下す
る上記0.33×10-2以上の領域をわざわざ利用する利点は
少ない。よって、最も望ましくは、高純度酸素ガスO2に
対する窒素ガスN2の混合比を0.02×10-2〜0.33×10-2に
するのがよく、これにより高オゾン濃度と低反応毒の両
者を両立して満足することができる。
なお、窒素ガスN2の代わりにアルゴンガスを高純度酸
素ガスO2に混合した場合には、発生したオゾン濃度はア
ルゴン混合量に依存せず20g/Nm3程度であり、アルゴン
ガスを高純度酸素ガスO2に混合してもオゾン発生率は変
化しなかった。
素ガスO2に混合した場合には、発生したオゾン濃度はア
ルゴン混合量に依存せず20g/Nm3程度であり、アルゴン
ガスを高純度酸素ガスO2に混合してもオゾン発生率は変
化しなかった。
この実験結果より、窒素ガスN2が（３）式で示した触
媒Ｍとして機能しているのではないかとの予想が確から
しいことになる。
媒Ｍとして機能しているのではないかとの予想が確から
しいことになる。
一方、高純度酸素ガスの代りに酸素ボンベガスを用い
た場合、窒素ガスN2を混入すると、高純度酸素ガスを用
いた程ではないが、オゾン濃度が上昇することも実験で
確認されており、酸素ボンベガスと窒素ガスの混合比と
発生するオゾン濃度との関係を示すグラフの形も第２図
のグラフと同様の形となることも確認されている。
た場合、窒素ガスN2を混入すると、高純度酸素ガスを用
いた程ではないが、オゾン濃度が上昇することも実験で
確認されており、酸素ボンベガスと窒素ガスの混合比と
発生するオゾン濃度との関係を示すグラフの形も第２図
のグラフと同様の形となることも確認されている。
上記のようにこの発明に係るオゾン発生装置を用いれ
ばより高濃度のオゾンを生成することができる。
ばより高濃度のオゾンを生成することができる。
なお、上記実施例では無声放電によりオゾンを生成す
る場合について説明したが、この発明は酸素ガスを原料
とするオゾン発生装置すべてに適用できる。
る場合について説明したが、この発明は酸素ガスを原料
とするオゾン発生装置すべてに適用できる。
第３図はこの発明に係る半導体製造装置の一実施例で
ある絶縁膜形成装置を示す模式図であり、上述したオゾ
ン発生装置（第３図において記号Ｙで示す）を利用して
いる。つまり、第９図に示した絶縁膜形成装置に新たに
窒素ガス供給手段100を設けている。その他の構成は従
来と同様である。また動作も従来と同様である。
ある絶縁膜形成装置を示す模式図であり、上述したオゾ
ン発生装置（第３図において記号Ｙで示す）を利用して
いる。つまり、第９図に示した絶縁膜形成装置に新たに
窒素ガス供給手段100を設けている。その他の構成は従
来と同様である。また動作も従来と同様である。
この発明に係るオゾン発生装置を用いると前述のよう
に高濃度のオゾンを安定して供給することができるた
め、シリコン酸化膜の膜質や段差被覆性を向上させるこ
とができる。このことを第４図〜第７図を用いて示す。
に高濃度のオゾンを安定して供給することができるた
め、シリコン酸化膜の膜質や段差被覆性を向上させるこ
とができる。このことを第４図〜第７図を用いて示す。
第４図〜第７図はオゾン濃度の変化により膜質や段差
被覆性が変化することを示す図である。
被覆性が変化することを示す図である。
第４図は、オゾン濃度とシリコン酸化膜のエッチング
レートの関係を示す図であり、白丸は単にシリコン酸化
膜を積層した場合、黒丸は450℃下で30分間アニールを
施した場合である。両者共に、オゾン濃度が高くなるに
つれ、エッチングレートが減少するのがわかる。
レートの関係を示す図であり、白丸は単にシリコン酸化
膜を積層した場合、黒丸は450℃下で30分間アニールを
施した場合である。両者共に、オゾン濃度が高くなるに
つれ、エッチングレートが減少するのがわかる。
第５図はオゾン濃度とシリコン酸化膜の膜収縮率の関
係を示す図である。なお、この場合のシリコン酸化膜
は、450℃下で30分間アニールが施されている。オゾン
濃度が上昇するにつれ膜収縮率が低下することがわか
る。
係を示す図である。なお、この場合のシリコン酸化膜
は、450℃下で30分間アニールが施されている。オゾン
濃度が上昇するにつれ膜収縮率が低下することがわか
る。
第６図はオゾン濃度とシリコン酸化膜のリーク電流と
の関係を示す図である。白丸は単にシリコン酸化膜を積
層した場合、黒丸は450℃下で30分間アニールを施した
場合である。両者ともオゾン濃度が高くなるにつれリー
ク電流が減少するのがわかる。
の関係を示す図である。白丸は単にシリコン酸化膜を積
層した場合、黒丸は450℃下で30分間アニールを施した
場合である。両者ともオゾン濃度が高くなるにつれリー
ク電流が減少するのがわかる。
このように、オゾン濃度を高濃度にすれば、エッチン
グレート、膜収縮率、リーク電流が各々減少する。従っ
て、高濃度オゾンにより膜質がより緻密になり、耐クラ
ック性、絶縁性に優れたシリコン酸化膜が得られる。
グレート、膜収縮率、リーク電流が各々減少する。従っ
て、高濃度オゾンにより膜質がより緻密になり、耐クラ
ック性、絶縁性に優れたシリコン酸化膜が得られる。
第７図はオゾン濃度とシリコン酸化膜の段差被覆性を
示す図である。比較的高濃度のオゾンを使用した場合
（点線）の方が、比較的低濃度のオゾンを使用した場合
（実線）より表面形状が平坦になり、段差被覆性に優れ
ているのがわかる。
示す図である。比較的高濃度のオゾンを使用した場合
（点線）の方が、比較的低濃度のオゾンを使用した場合
（実線）より表面形状が平坦になり、段差被覆性に優れ
ているのがわかる。
以上のように、高濃度のオゾンを使用することにより
膜質（エッチングレート，膜収縮率，リーク電流）及び
段差被覆性に優れたシリコン酸化膜を形成することがで
きる。
膜質（エッチングレート，膜収縮率，リーク電流）及び
段差被覆性に優れたシリコン酸化膜を形成することがで
きる。
なお、上記実施例では常圧CVD法によりシリコン酸化
膜を形成したが、減圧CVD法によっても同様の効果が得
られる。
膜を形成したが、減圧CVD法によっても同様の効果が得
られる。
また、上記実施例ではシリコン系アルコラートを用い
てシリコン酸化膜を形成する場合について説明したが、
シリコン系アルコラート以外にボロンやリンを含むアル
コラート、例えばトリエチルボレート（TEB）、トリメ
チルフォスファート（TMPO）などを同時に原料ガスと用
いてボロン・リンガラス（BPSG）膜を形成する場合でも
高濃度オゾンを用いれば同様の効果が得られると考えら
れる。
てシリコン酸化膜を形成する場合について説明したが、
シリコン系アルコラート以外にボロンやリンを含むアル
コラート、例えばトリエチルボレート（TEB）、トリメ
チルフォスファート（TMPO）などを同時に原料ガスと用
いてボロン・リンガラス（BPSG）膜を形成する場合でも
高濃度オゾンを用いれば同様の効果が得られると考えら
れる。
以上のように、この発明によれば、酸素ガスと窒素ガ
スとの混合比を1:0.0002〜0.0033にしたので高濃度のオ
ゾンを得ることができるとともにオゾン発生効率を高い
値で安定させることができ、しかも、反応毒である窒素
酸化物の発生を低く抑えることができ、結果として高オ
ゾン濃度と低反応毒の両者を両立して満足できるという
効果がある。
スとの混合比を1:0.0002〜0.0033にしたので高濃度のオ
ゾンを得ることができるとともにオゾン発生効率を高い
値で安定させることができ、しかも、反応毒である窒素
酸化物の発生を低く抑えることができ、結果として高オ
ゾン濃度と低反応毒の両者を両立して満足できるという
効果がある。
第１図はこの発明に係る半導体製造装置のオゾン発生装
置の一実施例を示す一部破断構成図、第２図は第１図に
示した装置の動作を説明するためのグラフ、第３図はこ
の発明に係る半導体製造装置の一実施例である絶縁膜形
成装置の構成を示す模式図、第４図ないし第７図は第３
図に示した装置の動作を説明するための図、第８図は従
来のオゾン発生装置を示す一部破断構成図、第９図は従
来の絶縁膜形成装置の構成を示す模式図である。 図において、１及び４は放電管、２は酸素ガス供給管、
３は電極、５はオゾン排出管、６は冷却水収納容器、７
は冷却水導入管、８は冷却水排出管、９は窒素ガス供給
管、100は窒素ガス供給手段、Ｙはオゾン発生装置であ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
置の一実施例を示す一部破断構成図、第２図は第１図に
示した装置の動作を説明するためのグラフ、第３図はこ
の発明に係る半導体製造装置の一実施例である絶縁膜形
成装置の構成を示す模式図、第４図ないし第７図は第３
図に示した装置の動作を説明するための図、第８図は従
来のオゾン発生装置を示す一部破断構成図、第９図は従
来の絶縁膜形成装置の構成を示す模式図である。 図において、１及び４は放電管、２は酸素ガス供給管、
３は電極、５はオゾン排出管、６は冷却水収納容器、７
は冷却水導入管、８は冷却水排出管、９は窒素ガス供給
管、100は窒素ガス供給手段、Ｙはオゾン発生装置であ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 淳弘 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社エル・エス・アイ研究所内 (56)参考文献 特開 平１−282104（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−217927（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】酸素ガスを原料とし、前記酸素ガスに所定
の処理を施してオゾンを発生させるオゾン発生装置にお
いて、 前記オゾン発生装置は、前記酸素ガスに窒素ガスを混入
させる窒素ガス供給手段を有し、 前記酸素ガスと前記窒素ガスとの混合比を、 酸素ガス：窒素ガス＝1:0.0002〜0.0033としたオゾン発
生装置。 - 【請求項２】酸素ガスを原料とし、前記酸素ガスに所定
の処理を施してオゾンを発生させるオゾン発生方法であ
って、 前記オゾン発生方法は、前記酸素ガスに窒素ガスを混入
する工程を有し、 前記酸素ガスと前記窒素ガスとの混合比を、 酸素ガス：窒素ガス＝1:0.0002〜0.0033としたオゾン発
生方法。 - 【請求項３】下地層上に絶縁膜を形成するための半導体
製造装置であって、 酸素ガスを原料とし、前記酸素ガスに所定の処理を施し
てオゾンを発生させるオゾン発生装置と、 絶縁膜形成用の原料ガスを発生させるガス発生装置とを
備え、 前記オゾン発生装置は前記酸素ガスに窒素ガスを混入さ
せる窒素ガス供給手段を有し、 前記オゾン発生装置から発生されたオゾンと前記ガス発
生装置から発生されたガスとを反応させ、CVD法により
前記下地層上に前記絶縁膜を堆積させる反応装置をさら
に備え、 前記酸素ガスと前記窒素ガスとの混合比が、 酸素ガス：窒素ガス＝1:0.0002〜0.0033である半導体製
造装置。 - 【請求項４】前記CVD法が常圧CVD法または減圧CVD法で
ある請求項３記載の半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056869A JP2641956B2 (ja) | 1989-11-15 | 1990-03-07 | オゾン発生装置およびオゾン発生方法および半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29492689 | 1989-11-15 | ||
| JP1-294926 | 1989-11-15 | ||
| JP2056869A JP2641956B2 (ja) | 1989-11-15 | 1990-03-07 | オゾン発生装置およびオゾン発生方法および半導体製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218905A JPH03218905A (ja) | 1991-09-26 |
| JP2641956B2 true JP2641956B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=26397861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2056869A Expired - Fee Related JP2641956B2 (ja) | 1989-11-15 | 1990-03-07 | オゾン発生装置およびオゾン発生方法および半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2641956B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080263A1 (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-01 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| JP2013103857A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Shunsuke Hosokawa | オゾン生成方法ならびにオゾン供給装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3642572B2 (ja) | 2003-05-09 | 2005-04-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| WO2014033870A1 (ja) | 2012-08-30 | 2014-03-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | オゾン生成システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2654790B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1997-09-17 | 富士通株式会社 | 気相成長法 |
| JPH0621010B2 (ja) * | 1988-05-06 | 1994-03-23 | 住友精密工業株式会社 | 高純度、高濃度オゾンをほとんど経時変化なく発生させる方法 |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP2056869A patent/JP2641956B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
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| WO2005080263A1 (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-01 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| EP2287114A2 (en) | 2004-02-25 | 2011-02-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator system and ozone generating method |
| JP2011063512A (ja) * | 2004-02-25 | 2011-03-31 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 窒素抑制オゾン発生装置および窒素抑制オゾン発生方法 |
| JP2011063511A (ja) * | 2004-02-25 | 2011-03-31 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| JP2011098886A (ja) * | 2004-02-25 | 2011-05-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| JP4953814B2 (ja) * | 2004-02-25 | 2012-06-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| JP2013103857A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Shunsuke Hosokawa | オゾン生成方法ならびにオゾン供給装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03218905A (ja) | 1991-09-26 |
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Legal Events
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