JP2689985B2 - 半導体デバイスの製造方法及び製造装置 - Google Patents

半導体デバイスの製造方法及び製造装置

Info

Publication number
JP2689985B2
JP2689985B2 JP63130356A JP13035688A JP2689985B2 JP 2689985 B2 JP2689985 B2 JP 2689985B2 JP 63130356 A JP63130356 A JP 63130356A JP 13035688 A JP13035688 A JP 13035688A JP 2689985 B2 JP2689985 B2 JP 2689985B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
oxide film
semiconductor
gas
susceptor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63130356A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01300521A (ja
Inventor
文健 三重野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP63130356A priority Critical patent/JP2689985B2/ja
Publication of JPH01300521A publication Critical patent/JPH01300521A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2689985B2 publication Critical patent/JP2689985B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体製造方法及び装置に関し、 半導体製造プロセスに供される半導体ウェハ上に残存
する自然酸化膜を除去する方法及び装置を提供すること
を目的とし、 半導体デバイスの製造のために半導体ウェハ上に付着
せる自然酸化膜を除去するに当って、前記ウェハの表面
にその表面に対して垂直な方向ないしその垂直方向から
45゜傾斜せる方向から還元性の気体又は蒸気を吹き付け
るとともに、この還元処理の間、前記ウェハの温度を85
0〜1150℃に保つように、あるいは 半導体デバイスの製造のためのものであって、半導体
ウェハを支承するとともにそれを850〜1150℃に加熱可
能なサセプタ、そして、半導体ウェハ上に付着せる自然
酸化膜の除去時、前記ウェハの表面にその表面に対して
垂直な方向ないしその垂直方向から45℃傾斜せる方向か
ら還元性の気体又は蒸気を吹き付け可能な放散手段を反
応室内に有しているように、構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体製造方法及び装置に関し、さらに詳し
く述べると、半導体デバイスの製造において成膜等を行
う前に半導体ウェハ上に残存する自然酸化膜を除去する
方法及び装置に関する。本発明方法及び装置は、半導体
ウェハプロセスにおける洗浄技術として広くかつ有利に
用いることができる。なお、本願明細書において「半導
体製造」なる語を屡々用いるけれども、これは、「半導
体デバイスあるいは半導体装置の製造」を意味してい
る。
〔従来の技術〕
半導体ウェハプロセスのなかで、最も基本的な技術の
1つに洗浄技術があることは周知の通りである。半導体
デバイスの性能や歩留りを向上させるため、超清浄状態
が必要であり、さらにまた、その状態を確保しかつ維持
するため、表面処理、洗浄技術が必要である。かかる洗
浄技術の1つに、半導体ウェハプロセスの成膜工程に先
がけて行う自然酸化膜の除去がある。これは、成膜直前
の半導体ウェハの表面に均一又は不均一に残存する膜厚
数+Åの薄膜状の汚染、自然酸化膜(例えばコンタクト
ホール内のSiO2膜)を除去しようとするものである。な
ぜならば、例えばコンタクトホール内に導電性膜を形成
しようとした場合に、もしもSiO2膜のような自然酸化膜
がその部分に残っていると、そのまゝ成膜を行ったので
はコンタクト不良が発生するからである。
上記したように、半導体ウェハの表面に残存する自然
酸化膜はその次のウェハプロセス工程に大きな影響を及
ぼす。かかる自然酸化膜を除去するため、例えば、シリ
コンのエピタキシャル成長の前段階として、ウェハを水
素雰囲気中で約1100〜1200℃の高温度でベーク(プレヒ
ート)する方法が用いられている。すなわち、この方法
は、第8図(A)に示されるように、シリコンウェハ10
上のSiO2膜11によって被覆されていない部分に自然に生
成した自然酸化膜(SiO2膜)12を除去しようとするもの
で、H2ベークの結果として清浄な表面を確保することが
できる。しかし、この方法では、第8図(B)に示され
るように、高温処理に原因してウェハ10にダメージ13が
格子欠陥の形で誘発されるおそれが大である。これは、
高温下、次のような反応: SiO2+Si→2SiO↑ が発生するからである。
別法として、ウェハ表面をウェトエッチングして自然
酸化膜を除去する方法も公知である。この方法は、例え
ばウェハ表面をフッ酸(HF)処理することによって行う
ことができる。しかし、このウェット前処理から次工程
(成膜)まで時間があると、フッ酸処理後の活性表面に
おいて自然酸化膜が再び形成されてしまう。このような
自然酸化膜の再形成は、ウェハ表面のみならずコンタク
トホール内等においても同様であり、したがって、電気
的特性、デバイス特性に劣化があらわれる。このような
不都合を回避するために、従来の方法では、ウェット前
処理を行ってから成膜を実施するまでの時間を管理する
ことや、ウェット前処理後のウェハを乾燥窒素中で保管
すること、等が必要であった。
さらに、また、シリコンのエピタキシャル成長の前、
シリコンウェハの表面を例えば水素(H2)のような還元
性のガスで処理して自然酸化膜を除去する方法も公知で
ある。しかし、この従来の方法では、第9図に示される
ように、サセプタ2上に載置されたシリコンウェハ1の
表面に対して、その表面に平行な方向から処理ガス
(H2)15が吹き付けられるので、ウェハ1の表面に滞留
層14が発生し、その部分ではSiO2とH2の反応が十分に行
われないために満足し得る自然酸化膜の除去を達成する
ことができない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、上記したような従来の技術の欠点を
解消すること、換言すると、半導体製造プロセスに供さ
れる半導体ウェハ上に残存する自然酸化膜を除去する方
法及び装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記した目的は、本発明によれば、半導体デバイスの
製造のために半導体ウェハ上に付着せる自然酸化膜を除
去するに当って、前記ウェハの表面にその表面に対して
垂直な方向ないしその垂直方向から45゜傾斜せる方向か
ら還元性の気体又は蒸気を吹き付けるとともに、この還
元処理の間、前記ウェハを支承したサセプタからの熱に
より前記ウェハの温度を850〜1150℃に保つことを特徴
とする、半導体製造方法、そして半導体デバイスの製造
のためのものであって、半導体ウェハを支承するととも
にそれを850〜1150℃に加熱可能なサセプタ、そして、
半導体ウェハ上に付着せる自然酸化膜の除去時、前記ウ
ェハの表面にその表面に対して垂直な方向ないしその垂
直方向から45゜傾斜せる方向から還元性の気体又は蒸気
を吹き付け可能な放散手段を反応室内に有していること
を特徴とする、半導体製造装置によって達成することが
できる。
本発明の方法及び装置において、好ましくは、還元性
の気体又は蒸気を吹き付ける放散手段として、サセプタ
上の半導体ウェハ表面に対向した位置にシャワーノズル
を有する処理ガス吹き出し口を設けることができる。
本発明の方法及び装置では、例えばSiO2膜などの自然
酸化膜の除去のために還元性の気体又は蒸気のガス・フ
ローが用いられる。適当な気体又は蒸気として、例え
ば、水素ガス、無水塩化水素ガスなどをあげることがで
きる。このような処理ガスは、例えば常用のガス供給器
のような放散手段を例えばべルジャのような反応室内に
配置して、そのノズルから例えばシリコンウェハのよう
な半導体ウェハに吹き付けることができる。
処理ガスの半導体ウェハ表面への吹き付けは、本発明
によれば、ウェハ表面に垂直な方向からその垂直方向か
ら45゜傾斜せる方向までの間の任意の方向から行う。本
発明者の知見によれば、このような吹き付け方向とした
場合、ガス滞留層のないガス・フローが可能となり、従
って、反応に寄与することの可能な新しいガスを常にウ
ェハ表面に供給することが可能になる。処理ガスの特に
好ましい吹き付け角度は、ウェハ表面に垂直な方向から
その垂直方向から20゜傾斜せる方向までの間である。
また、本発明によれば、自然酸化膜と処理ガスの間の
反応を保証するために、半導体ウェハが850〜1150℃に
加熱される。この温度は、従来の方法に較べてかなり、
低温度であり、プロセス上好都合である。また、この加
熱は、通常、半導体ウェハを支承するサセプタを任意の
加熱手段で加熱することによって行われる。
本発明により自然酸化膜の除去を行った後、それと同
一であるかもしくはそれとは異なる装置で、次のウェハ
プロセス工程、すなわち、半導体ウェハの成膜が行われ
る。適当な成膜工程として、蒸着、スパッタリング、化
学的気相成長(CVD)、エピタキシャル成長、ポリシリ
コン成長などをあげることができる。もちろん、必要に
応じて、成膜以外のウェハプロセス工程を実施すること
も可能である。なお、発明者は、本発明に従って自然酸
化膜の除去を行うと、エピタキシャル成長プロセスの低
温化も可能になるという知見も得た。具体的には、900
℃のプレヒートの時に500℃程度の成長温度が可能にな
る。
〔作 用〕
本発明では、例えば、第1図に示されるように、ベル
ジャ3内に半導体ウェハ1を載置するためのサセプタ2
を配置し、これを加熱可能とする。サセプタ2の上方に
はガス供給器4を配置し、その処理ガス吹き出し口とし
てのシャワーノズル(図示せず)から処理ガス5が吹き
出されるように構成する。図示の例では、処理ガス5が
ウェハ1の表面に垂直に落下可能である。排気ガスは排
気口6及び7から排出される。
第1図に図示の半導体製造装置において、処理ガスの
流動は第2図に示されるようにして行われる。すなわ
ち、処理ガス5は、セサプタ2上の半導体ウェハ1の表
面に矢印8で示されるように衝突し、反射することがで
きる。このような処理ガスの流動分布の結果、滞留層の
ないガス・フローが実現し、よって、ウェハ表面に残存
する自然酸化膜を欠陥を件なわずに効果的に除去するこ
とができる。
〔実施例〕
第1図に図示の半導体製造装置を使用して、シリコン
ウェハ表面の自然酸化膜(SiO2膜)の除去及びシリコン
エピタキシャル成長を順次行った。
純水洗浄等の洗浄処理の完了した後の、但し自然酸化
膜が膜厚約20Åで残存しているシリコンウェハをベルジ
ャ内のサセプタ上に載置し、圧力50〜100Torr及び温度9
00℃を保持しながら、処理ガス(H2)を10〜20slmで約1
0分間にわたって吹き付けた。このエピタキシャル成長
前処理の完了後、ウェハ表面を観察したところ、自然酸
化膜が完全に除去されていることが確認された。引き続
いて、同一の半導体製造装置で、成長ガスとしてSi2H6
を用いてシリコンエピタキシャル成長を行った。欠陥を
もたないシリコン膜が成膜された。
次いで、発明者は、この本発明による自然酸化膜の除
去効果をさらに具体的に確認するために、いろいろな条
件の下で自然酸化膜の除去を実施した。なお、この確認
実験に使用した半導体製造装置は先に説明した第1図の
ものに同様であり、その詳細を第3図に示す。図中、MF
はマスフローコントローラ、MBはメカニカルブースタポ
ンプ、そしてRPは油回転ポンプである。
最初に還元性処理ガスの吹き付け角度が自然酸化膜の
除去にどのような影響を及ぼすかを確認するために、ガ
ス供給器及びそのノズルの形状を第4図(A)および
(B)に示すように変更して実験を行った。自然酸化膜
の除去効果はエッチング速度の変化にもとづいて評価し
た。ここで残存せる自然酸化膜の膜厚は約20Å、ベルジ
ャ内の圧力は80Torr、温度は930℃、処理ガス(H2)の
流量は10slmであった。第4図(A)に示されるように
処理ガス5を水平方向に吹き出した時には自然酸化膜の
エッチング速度が0.42Å/minであったのに、第4図
(B)に示されるように本発明に従って処理ガス5を垂
直方向に吹き出した時、自然酸化膜のエッチング速度は
0.63Å/minまで増大した。
第2に、第4図(B)に示したようなガス供給器を使
用して、処理ガスの吹き付け角度の変更による自然酸化
膜のエッチング速度の変化を測定した。ここで、測定の
条件は上述の場合と同様であり、但し、処理ガス(H2
の吹き付け角度(θ)は第5図に示すように変更した。
得られた測定結果を第6図にグラフで示す。第6図に示
す、処理ガスの吹き付け角度と自然酸化膜のエッチング
速度の関係から吹き付け角度(θ)は0−45゜が好まし
いことが理解される。
本発明に従って自然酸化膜を除去する場合に、還元処
理の間、ウェハの温度を850〜1150℃に保つことが好ま
しい。これを確認するために、第4図(B)に図示のガ
ス供給器を使用してかつ記載の処理条件を適用して、但
し、ウェハ温度を930℃から850℃に変更したところ、自
然酸化膜のエッチング速度は0.62Å/minであることが認
められた。しかし、同一のガス供給器及び処理条件を使
用して、但し、ウェハ温度を850℃未満では、エッチン
グ速度の著しい低下が認められた。
さらに、自然酸化膜の除去を異なる圧力条件の下で実
施した。第4図(B)に図示のガス供給してかつ記載の
処理条件を適用して、但し、ベルジャ内の圧力を10゜〜
103Torrの間で変更した。得られた測定結果を第7図に
示す。第7図に示す、ベルジャ内の圧力と自然酸化膜の
エッチング速度の関係から、適用した圧力条件下ではい
ずれも満足し得る結果が得られることが理解される。な
お、この場合に、処理ガス(H2)の流量を10slmから25s
lmに増大しても、得られるエッチング速度はほぼ同じで
あった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、半導体ウェハ上に残存する自然酸化
膜を欠陥を伴なわずに完全に除去することができ、ま
た、次のウェハプロセス工程を効果的に行うことを保証
することができ、したがって、デバイス特性等を向上さ
せることができる。さらに、本発明によれば、サセプタ
上の半導体ウェハ表面に対向した位置に処理ガス吹き出
し口を設けたことにより、処理ガスが、単にウェハ表面
上の自然酸化膜の堆積面に対して均等に供給されるのみ
でなく、シャワーノズルから反応室内に供給される処理
ガスを、対向位置に設けられたサセプタから発生した熱
で直接的に加熱できるという効果も得られる。このよう
な処理ガスの加熱は、ガスの分解効率を高めるうえで極
めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の半導体製造装置の一例を示した断面
図、 第2図は、第1図の装置における処理ガスの流動分布を
示した説明図、 第3図は、本発明の半導体製造装置の別の例を示した断
面図、 第4図は、ガス供給器の変更を示した説明図、 第5図は、処理ガスの吹き付け角度の変更を示した説明
図、 第6図は、吹き付け角度とエッチング速度の関係を示し
たグラフ、 第7図は、圧力とエッチング速度の関係を示したグラ
フ、 第8図は、従来の自然酸化膜の除去方法を順を追って示
した断面図、 そして 多 第9図は、従来の方法における処理ガスの分
布を示した説明図である。 図中、1は半導体ウェハ、2はサセプタ、3はベルジ
ャ、4はガス供給器、5は処理ガス、そして6及び7は
排気口である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体デバイスの製造のために半導体ウェ
    ハ上に付着せる自然酸化膜を除去するに当って、前記ウ
    ェハの表面にその表面に対して垂直な方向ないしその垂
    直方向から45゜傾斜せる方向から還元性の気体又は蒸気
    を吹き付けるとともに、この還元処理の間、前記ウェハ
    を支承したサセプタからの熱により前記ウェハの温度を
    850〜1150℃に保つことを特徴とする、半導体デバイス
    の製造方法。
  2. 【請求項2】前記サセプタ上の前記半導体ウェハ表面に
    対向した位置にシャワーノズルを有する処理ガス吹き出
    し口を設けたことを特徴とする、請求項1記載の半導体
    デバイスの製造方法。
  3. 【請求項3】半導体デバイスの製造のためのものであっ
    て、半導体ウェハを支承するとともにそれを850〜1150
    ℃に加熱可能なサセプタ、そして、半導体ウェハ上に付
    着せる自然酸化膜の除去時、前記ウェハの表面にその表
    面に対して垂直な方向ないしその垂直方向から45゜傾斜
    せる方向から還元性の気体又は蒸気を吹き付け可能な放
    散手段を反応室内に有していることを特徴とする、半導
    体デバイスの製造装置。
  4. 【請求項4】前記サセプタ上の前記半導体ウェハ表面に
    対向した位置にシャワーノズルを有する処理ガス吹き出
    し口を設けたことを特徴とする、請求項3記載の半導体
    デバイスの製造装置。
JP63130356A 1988-05-30 1988-05-30 半導体デバイスの製造方法及び製造装置 Expired - Fee Related JP2689985B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63130356A JP2689985B2 (ja) 1988-05-30 1988-05-30 半導体デバイスの製造方法及び製造装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63130356A JP2689985B2 (ja) 1988-05-30 1988-05-30 半導体デバイスの製造方法及び製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01300521A JPH01300521A (ja) 1989-12-05
JP2689985B2 true JP2689985B2 (ja) 1997-12-10

Family

ID=15032428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63130356A Expired - Fee Related JP2689985B2 (ja) 1988-05-30 1988-05-30 半導体デバイスの製造方法及び製造装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2689985B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004152920A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体製造工程の管理方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58192320A (ja) * 1982-05-07 1983-11-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置の製造方法
JPS62283624A (ja) * 1986-06-02 1987-12-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01300521A (ja) 1989-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7414891B2 (ja) 半導体基板を処理するための装置および方法
JP6737899B2 (ja) プラズマ処理チャンバでのインシトゥチャンバ洗浄効率向上のためのプラズマ処理プロセス
US6013575A (en) Method of selectively depositing a metal film
KR100447284B1 (ko) 화학기상증착 챔버의 세정 방법
US20050214455A1 (en) Post-cleaning chamber seasoning method
JP3954833B2 (ja) バッチ式真空処理装置
WO2004095559A1 (ja) シリコン酸化膜の除去方法及び処理装置
JP2023524253A (ja) ハードマスクの選択性改善のための不活性ガス注入
TW202104636A (zh) 成膜方法及成膜裝置
JPH0260210B2 (ja)
WO2002000968A1 (en) A method for manufacturing a susceptor, a susceptor thus obtained and its application
TWI626730B (zh) 外延晶片的製造方法
JP2689985B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法及び製造装置
EP1154036A1 (en) Gas reactions to eliminate contaminates in a CVD chamber
JPH0570957A (ja) プラズマ気相成長装置
US8541307B2 (en) Treatment method for reducing particles in dual damascene silicon nitride process
US6383949B1 (en) Method of depositing an ozone-TEOS oxide film to eliminate its base material dependence, and apparatus for forming such a film at several different temperatures
JP3401585B2 (ja) 基板の洗浄方法
EP1154037A1 (en) Methods for improving chemical vapor deposition processing
JP3038827B2 (ja) 半導体装置の製造方法
EP0349695A1 (en) Method of depositing metal on a silicon substrate
TWI823128B (zh) 用於鍺之擴散屏障
JP3624963B2 (ja) 成膜装置のクリーニング方法
JP2559756B2 (ja) 半導体ウエ−ハの前処理方法
JPH0669032B2 (ja) プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees