JP3263176B2 - 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置および自然酸化膜を除去する方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置および自然酸化膜を除去する方法Info
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
および製造装置に係り、特に２枚以上の半導体基板に対
して同一の処理室内で例えば自然酸化膜の除去を含む処
理を同時に行う方法および装置に関する。
および製造装置に係り、特に２枚以上の半導体基板に対
して同一の処理室内で例えば自然酸化膜の除去を含む処
理を同時に行う方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、半導体
基体表面に生成される自然酸化膜が問題にされることが
多い。例えば、コンタクトホール表面のシリコン上に自
然酸化膜が生成されている場合にコンタクト部にＷ等の
高融点金属を成膜すると、コンタクト抵抗が増加する。
また、キャパシタ下部電極であるリンを含んだ多結晶シ
リコン膜上に自然酸化膜が生成されている場合にキャパ
シタ絶縁膜を形成すると、キャパシタ容量が低下する。
基体表面に生成される自然酸化膜が問題にされることが
多い。例えば、コンタクトホール表面のシリコン上に自
然酸化膜が生成されている場合にコンタクト部にＷ等の
高融点金属を成膜すると、コンタクト抵抗が増加する。
また、キャパシタ下部電極であるリンを含んだ多結晶シ
リコン膜上に自然酸化膜が生成されている場合にキャパ
シタ絶縁膜を形成すると、キャパシタ容量が低下する。
【０００３】従って、Ｗ等の高融点金属やキャパシタ絶
縁膜を成膜する前に、予め、半導体基体上のコンタクト
ホール部やキャパシタ電極部の自然酸化膜を除去するこ
とが必要である。
縁膜を成膜する前に、予め、半導体基体上のコンタクト
ホール部やキャパシタ電極部の自然酸化膜を除去するこ
とが必要である。
【０００４】半導体製造プロセスで自然酸化膜を除去す
る方法の一つに、還元性の雰囲気中で高温アニールする
ことによって自然酸化膜を還元し分解する方法がある。
還元剤として水素を用いて自然酸化膜を除去する場合に
は、１０００℃以上の高温アニールが必要である。しか
し、半導体装置の集積度を向上させるために不純物拡散
層を浅く保持することを考慮すると、上記のような高温
の熱工程を経ることは不適当である。
る方法の一つに、還元性の雰囲気中で高温アニールする
ことによって自然酸化膜を還元し分解する方法がある。
還元剤として水素を用いて自然酸化膜を除去する場合に
は、１０００℃以上の高温アニールが必要である。しか
し、半導体装置の集積度を向上させるために不純物拡散
層を浅く保持することを考慮すると、上記のような高温
の熱工程を経ることは不適当である。
【０００５】また、塩化水素や弗化水素などのハロゲン
化水素を用いて自然酸化膜をエッチングして除去するこ
とを考えた場合には、自然酸化膜のみならず、その下地
となるシリコン基板や多結晶シリコン層をもエッチング
してしまうので、下地にダメージを与えることになる。
化水素を用いて自然酸化膜をエッチングして除去するこ
とを考えた場合には、自然酸化膜のみならず、その下地
となるシリコン基板や多結晶シリコン層をもエッチング
してしまうので、下地にダメージを与えることになる。
【０００６】還元剤としてモノシラン等のシリコン水素
化物を用いて自然酸化膜を除去する場合には、水素を用
いる場合に比べて低温（１０００℃以下）のアニールが
可能になり、且つ、下地となるシリコン基板や多結晶シ
リコン膜をエッチングすることもない。
化物を用いて自然酸化膜を除去する場合には、水素を用
いる場合に比べて低温（１０００℃以下）のアニールが
可能になり、且つ、下地となるシリコン基板や多結晶シ
リコン膜をエッチングすることもない。
【０００７】しかし、還元剤としてシリコン水素化物を
用る場合、処理室内にシリコン水素化物を過剰に供給す
ると、半導体基体表面の自然酸化膜を除去する以前に多
結晶シリコンが堆積されてしまう。
用る場合、処理室内にシリコン水素化物を過剰に供給す
ると、半導体基体表面の自然酸化膜を除去する以前に多
結晶シリコンが堆積されてしまう。
【０００８】ここで、シリコン水素化物を用いて半導体
基体表面の自然酸化膜を除去する装置として、一つの処
理容器の中で複数枚の半導体ウェハを同時に処理する、
いわゆる、バッチ処理を行う装置を考える。
基体表面の自然酸化膜を除去する装置として、一つの処
理容器の中で複数枚の半導体ウェハを同時に処理する、
いわゆる、バッチ処理を行う装置を考える。
【０００９】この場合、まず、第１に、複数枚のウェハ
の一枚一枚に均等に等しく還元ガスを供給することが必
要になるが、例えば、処理容器内で還元ガスの供給口に
近い側におかれたウェハと、処理容器内で還元ガスの供
給口に遠い側（ガスの排気口の付近）におかれたウェハ
とに還元ガスを等しく供給することは、同様のガス供給
系を持つＣＶＤ装置と同じく困難である。
の一枚一枚に均等に等しく還元ガスを供給することが必
要になるが、例えば、処理容器内で還元ガスの供給口に
近い側におかれたウェハと、処理容器内で還元ガスの供
給口に遠い側（ガスの排気口の付近）におかれたウェハ
とに還元ガスを等しく供給することは、同様のガス供給
系を持つＣＶＤ装置と同じく困難である。
【００１０】さらに、半導体基体表面の酸化膜は、自然
酸化膜だけでなく、素子分離層や層間絶縁膜としてシリ
コン酸化膜が存在している場合が多い。このような素子
分離層や層間絶縁膜としてのシリコン酸化膜やその他の
酸化物も、自然酸化膜と同様に還元剤を消費するので、
自然酸化膜に対する還元剤の供給量は実質的に減少し、
自然酸化膜除去の効果が希薄になる。
酸化膜だけでなく、素子分離層や層間絶縁膜としてシリ
コン酸化膜が存在している場合が多い。このような素子
分離層や層間絶縁膜としてのシリコン酸化膜やその他の
酸化物も、自然酸化膜と同様に還元剤を消費するので、
自然酸化膜に対する還元剤の供給量は実質的に減少し、
自然酸化膜除去の効果が希薄になる。
【００１１】また、上記シリコン酸化膜の還元反応によ
り生成された反応生成物の分圧は高くなるので、自然酸
化膜に対する還元反応が進みにくくなる。また、同一処
理室内で複数枚の半導体ウェハに対する自然酸化膜の処
理を同時に行う処理装置を考えた場合、処理される半導
体ウェハの表面積の中にシリコン酸化膜等の酸化物が表
面を占有している比率は、その半導体基体の工程や、半
導体装置の種類によって異なっている。
り生成された反応生成物の分圧は高くなるので、自然酸
化膜に対する還元反応が進みにくくなる。また、同一処
理室内で複数枚の半導体ウェハに対する自然酸化膜の処
理を同時に行う処理装置を考えた場合、処理される半導
体ウェハの表面積の中にシリコン酸化膜等の酸化物が表
面を占有している比率は、その半導体基体の工程や、半
導体装置の種類によって異なっている。
【００１２】そこで、上記処理装置において、仮に、そ
れぞれのウェハに均等にガス供給を行うことができたと
しても、さらに、それぞれの半導体ウェハ表面の酸化膜
占有率に応じて還元剤の量を加減し、還元ガスの分圧や
反応生成物の分圧を一定にする必要がある。
れぞれのウェハに均等にガス供給を行うことができたと
しても、さらに、それぞれの半導体ウェハ表面の酸化膜
占有率に応じて還元剤の量を加減し、還元ガスの分圧や
反応生成物の分圧を一定にする必要がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように半導体
基体表面の自然酸化膜を還元反応によって除去する従来
の処理装置を複数枚の半導体ウェハを同時に処理できる
処理装置に発展させる場合に、還元剤を各半導体ウェハ
に均一に供給させることが困難であるという問題があっ
た。
基体表面の自然酸化膜を還元反応によって除去する従来
の処理装置を複数枚の半導体ウェハを同時に処理できる
処理装置に発展させる場合に、還元剤を各半導体ウェハ
に均一に供給させることが困難であるという問題があっ
た。
【００１４】本発明は上記の事情を解決すべくなされた
もので、処理容器内の半導体基板表面に対する還元処理
条件を変えることなく、各半導体基板の表面の状態に応
じて還元剤の消費量をそれぞれ最適値に近づくように制
御することができ、複数枚の半導体基板に対する還元処
理を同時に行うことが可能になる半導体装置の製造方
法、半導体装置の製造装置、および自然酸化膜を除去す
る方法を提供することを目的とする。
もので、処理容器内の半導体基板表面に対する還元処理
条件を変えることなく、各半導体基板の表面の状態に応
じて還元剤の消費量をそれぞれ最適値に近づくように制
御することができ、複数枚の半導体基板に対する還元処
理を同時に行うことが可能になる半導体装置の製造方
法、半導体装置の製造装置、および自然酸化膜を除去す
る方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１態様に係る
半導体装置の製造方法は、処理室内の複数枚の被処理半
導体基板の表面を還元ガスに反応させる際、各被処理基
板の半導体装置作製面に対向するように部材を配置し、
この部材の前記被処理基板に対向する面における還元剤
との反応を制御することによって前記部材に対向する被
処理基板に供給される還元剤の量を制御し、各被処理基
板における還元反応の進行を基板毎に制御する半導体装
置の製造方法であって、前記部材として、被処理半導体
基板の半導体装置作製面に対向する別の被処理半導体基
板の裏面側を用いる。本発明の第２態様に係る半導体装
置の製造方法は、処理室内の複数枚の被処理半導体基板
の表面を還元ガスに反応させる際、各被処理基板の半導
体装置作製面に対向するように部材を配置し、この部材
の前記被処理基板に対向する面における還元剤との反応
を制御することによって前記部材に対向する被処理基板
に供給される還元剤の量を制御し、各被処理基板におけ
る還元反応の進行を基板毎に制御する半導体装置の製造
方法であって、前記複数枚の被処理半導体基板に対する
自然酸化膜の還元除去処理を含む処理を同時に行う際、
前記複数枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体装置
作製面の面積がＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）（Ｎは整数）、この
面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜が占める面積がＡｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）で表わされる場合、前記複数枚の被処理半導体
基板の半導体装置作製面にそれぞれ対向して配置された
複数枚の部材の前記板面状の表面は、それぞれシリコン
酸化膜、シリコン膜、シリコン窒化膜のうちの１つ、ま
たは、２種類以上を含み、それぞれ対応して面積Ｓｎ
（ｎ＝１〜Ｎ）を有し、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化
膜の部分が占める面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１
〜Ｎ）で表わすと、（Ａｎ＋Ｂｎ）とＳｎとの比が全て
の被処理基板において誤差３０％以内で等しくなるよう
に前記シリコン酸化膜の部分の面積Ｂｎを設定してお
く。本発明の第３態様に係る半導体装置の製造方法は、
処理室内の複数枚の被処理半導体基板の表面を還元ガス
に反応させる際、各被処理基板の半導体装置作製面に対
向するように部材を配置し、この部材の前記被処理基板
に対向する面における還元剤との反応を制御することに
よって前記部材に対向する被処理基板に供給 される還元
剤の量を制御し、各被処理基板における還元反応の進行
を基板毎に制御する半導体装置の製造方法であって、前
記複数枚の被処理半導体基板に対する自然酸化膜の還元
除去処理を含む処理を同時に行う際、前記複数枚の被処
理半導体基板のそれぞれの半導体装置作製面の面積がＳ
ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）（Ｎは整数）、この面積Ｓｎ内でシリ
コン酸化膜が占める面積がＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わさ
れる場合、前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装置
作製面にそれぞれ対向して配置された複数枚の部材の前
記板面状の表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコン
膜、シリコン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上
を含み、それぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を有
し、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の部分が占める面
積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わすと、
前記還元ガスを導入する導入口に近い側に配置されてい
る部材の板面状の表面内でシリコン酸化膜の部分が占め
る面積Ｂ１が、前記導入口から遠い側に配置されている
部材の板面状の表面内でシリコン酸化膜の部分が占める
面積Ｂ２に比べて大きくなるように設定しておく。本発
明の第４態様に係る半導体装置の製造方法は、最表面に
シリコン酸化膜を有する複数の被処理基板と、裏面にシ
リコン酸化膜を有する複数の部材を、チャンバー内に前
記部材のそれぞれの裏面が前記基板のそれぞれの最表面
に対向して、前記被処理基板と前記部材とがお互い間隔
を有するように配置する工程と、前記チャンバー内へ還
元ガスを導入する工程と、前記部材の裏面と還元剤との
反応を制御し、前記基板へ制御された量の還元ガスを供
給する工程とを備える半導体装置の製造方法であって、
前記基板のそれぞれの最表面の面積をＳｎ（ｎ＝１〜
Ｎ、Ｎは整数）、この面積Ｓｎ内でのシリコン酸化膜が
占める面積をＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、前記部材のそれぞれ
の裏面の面積をＳｍ（ｍ＝１〜Ｎ）、この面積Ｓｍ内で
のシリコン酸化膜が占める面積をＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と
すると、領域Ｂｎは全てのＮの基板と部材において（Ａ
ｎ＋Ｂｎ）とＳｎの比が誤差３０％以内で等しく、それ
ぞれの部材の裏面の面積Ｓｍはそれぞれの基板の最表面
の領域の面積Ｓｎに等しい。本発明の第５態様に係る半
導体装置の製造方法は、最表面にシリコン酸化膜を有
し、裏面にもシリコン酸化膜を有する複数の第１の基板
と複数の第２の被処理 基板がチャンバー内に、前記第１
の基板のそれぞれの裏面が前記第２の基板のそれぞれの
最表面に対向して、前記第１，第２の基板がお互いに間
隔を有するように配置する工程と、前記チャンバー内に
還元ガスを導入する工程と、前記第１の被処理基板の裏
面と還元剤との反応を制御し、第２の被処理基板表面へ
制御された量の還元ガスを供給する工程とを備える半導
体装置の製造方法であって、前記第１の基板のそれぞれ
の裏面の面積をＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ、Ｎは整数）、この面
積Ｓｎ内でのシリコン酸化膜が占める面積をＢｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）とすると、前記還元ガス導入口に近い側に配置
されている基板の裏面においてシリコン酸化膜の占める
面積Ｂ１が、ガス導入口から遠い側に配置されている基
板の裏面のシリコン酸化膜の占める面積Ｂ２より大きく
なるように設定する。
半導体装置の製造方法は、処理室内の複数枚の被処理半
導体基板の表面を還元ガスに反応させる際、各被処理基
板の半導体装置作製面に対向するように部材を配置し、
この部材の前記被処理基板に対向する面における還元剤
との反応を制御することによって前記部材に対向する被
処理基板に供給される還元剤の量を制御し、各被処理基
板における還元反応の進行を基板毎に制御する半導体装
置の製造方法であって、前記部材として、被処理半導体
基板の半導体装置作製面に対向する別の被処理半導体基
板の裏面側を用いる。本発明の第２態様に係る半導体装
置の製造方法は、処理室内の複数枚の被処理半導体基板
の表面を還元ガスに反応させる際、各被処理基板の半導
体装置作製面に対向するように部材を配置し、この部材
の前記被処理基板に対向する面における還元剤との反応
を制御することによって前記部材に対向する被処理基板
に供給される還元剤の量を制御し、各被処理基板におけ
る還元反応の進行を基板毎に制御する半導体装置の製造
方法であって、前記複数枚の被処理半導体基板に対する
自然酸化膜の還元除去処理を含む処理を同時に行う際、
前記複数枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体装置
作製面の面積がＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）（Ｎは整数）、この
面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜が占める面積がＡｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）で表わされる場合、前記複数枚の被処理半導体
基板の半導体装置作製面にそれぞれ対向して配置された
複数枚の部材の前記板面状の表面は、それぞれシリコン
酸化膜、シリコン膜、シリコン窒化膜のうちの１つ、ま
たは、２種類以上を含み、それぞれ対応して面積Ｓｎ
（ｎ＝１〜Ｎ）を有し、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化
膜の部分が占める面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１
〜Ｎ）で表わすと、（Ａｎ＋Ｂｎ）とＳｎとの比が全て
の被処理基板において誤差３０％以内で等しくなるよう
に前記シリコン酸化膜の部分の面積Ｂｎを設定してお
く。本発明の第３態様に係る半導体装置の製造方法は、
処理室内の複数枚の被処理半導体基板の表面を還元ガス
に反応させる際、各被処理基板の半導体装置作製面に対
向するように部材を配置し、この部材の前記被処理基板
に対向する面における還元剤との反応を制御することに
よって前記部材に対向する被処理基板に供給 される還元
剤の量を制御し、各被処理基板における還元反応の進行
を基板毎に制御する半導体装置の製造方法であって、前
記複数枚の被処理半導体基板に対する自然酸化膜の還元
除去処理を含む処理を同時に行う際、前記複数枚の被処
理半導体基板のそれぞれの半導体装置作製面の面積がＳ
ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）（Ｎは整数）、この面積Ｓｎ内でシリ
コン酸化膜が占める面積がＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わさ
れる場合、前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装置
作製面にそれぞれ対向して配置された複数枚の部材の前
記板面状の表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコン
膜、シリコン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上
を含み、それぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を有
し、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の部分が占める面
積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わすと、
前記還元ガスを導入する導入口に近い側に配置されてい
る部材の板面状の表面内でシリコン酸化膜の部分が占め
る面積Ｂ１が、前記導入口から遠い側に配置されている
部材の板面状の表面内でシリコン酸化膜の部分が占める
面積Ｂ２に比べて大きくなるように設定しておく。本発
明の第４態様に係る半導体装置の製造方法は、最表面に
シリコン酸化膜を有する複数の被処理基板と、裏面にシ
リコン酸化膜を有する複数の部材を、チャンバー内に前
記部材のそれぞれの裏面が前記基板のそれぞれの最表面
に対向して、前記被処理基板と前記部材とがお互い間隔
を有するように配置する工程と、前記チャンバー内へ還
元ガスを導入する工程と、前記部材の裏面と還元剤との
反応を制御し、前記基板へ制御された量の還元ガスを供
給する工程とを備える半導体装置の製造方法であって、
前記基板のそれぞれの最表面の面積をＳｎ（ｎ＝１〜
Ｎ、Ｎは整数）、この面積Ｓｎ内でのシリコン酸化膜が
占める面積をＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、前記部材のそれぞれ
の裏面の面積をＳｍ（ｍ＝１〜Ｎ）、この面積Ｓｍ内で
のシリコン酸化膜が占める面積をＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と
すると、領域Ｂｎは全てのＮの基板と部材において（Ａ
ｎ＋Ｂｎ）とＳｎの比が誤差３０％以内で等しく、それ
ぞれの部材の裏面の面積Ｓｍはそれぞれの基板の最表面
の領域の面積Ｓｎに等しい。本発明の第５態様に係る半
導体装置の製造方法は、最表面にシリコン酸化膜を有
し、裏面にもシリコン酸化膜を有する複数の第１の基板
と複数の第２の被処理 基板がチャンバー内に、前記第１
の基板のそれぞれの裏面が前記第２の基板のそれぞれの
最表面に対向して、前記第１，第２の基板がお互いに間
隔を有するように配置する工程と、前記チャンバー内に
還元ガスを導入する工程と、前記第１の被処理基板の裏
面と還元剤との反応を制御し、第２の被処理基板表面へ
制御された量の還元ガスを供給する工程とを備える半導
体装置の製造方法であって、前記第１の基板のそれぞれ
の裏面の面積をＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ、Ｎは整数）、この面
積Ｓｎ内でのシリコン酸化膜が占める面積をＢｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）とすると、前記還元ガス導入口に近い側に配置
されている基板の裏面においてシリコン酸化膜の占める
面積Ｂ１が、ガス導入口から遠い側に配置されている基
板の裏面のシリコン酸化膜の占める面積Ｂ２より大きく
なるように設定する。
【００１６】本発明の第６態様に係る半導体装置の製造
装置は、複数枚の被処理半導体基板を相互間に間隔をあ
けて重なるように平行に並べて搭載することが可能な半
導体基板受け具と、この半導体基板受け具が内部に設置
された処理室と、この処理室内に還元性ガスを導入する
ガス導入手段と、前記処理室内のガスを排気するガス排
気手段と、前記半導体基板受け具に処理するべく搭載さ
れる被処理半導体基板の半導体装置作製面に対向して隣
り合う位置で前記半導体基板受け具に搭載され、前記半
導体装置作製面に対向する板面状の表面を有する部材と
を具備し、前記部材の前記板面状の表面の少なくとも一
部には、前記還元性ガスとの反応によって還元性ガスの
分圧、或いは、反応生成ガスの分圧を制御することによ
り前記表面に対向する前記被処理半導体基板表面の還元
反応を所望通り制御する材料が用いられ、かつ前記部材
として、被処理半導体基板の半導体装置作製面に対向す
る別の被処理半導体基板の裏面側が用いられている。本
発明の第７態様に係る半導体装置の製造装置は、複数枚
の被処理半導体基板を相互間に間隔をあけて重なるよう
に平行に並べて搭載することが可能な半導体基板受け具
と、この半導体基板受け具が内部に設置された処理室
と、この処理室内に還元性ガスを導入するガス導入手段
と、前記処理室内のガスを排気するガス排気手段と、前
記半導体基板受け具に処理するべく搭載される被処理半
導体基板の半導体装置作製面に対向して隣り合う位置で
前記半導体基板受け具に搭載され、前記半導体装置作製
面に対向する板面状の表面を有する部材とを具備し、前
記部材の前記板面状の表面の少なくとも一部には、前記
還元性ガスとの反応によって還元性ガスの分圧、或い
は、反応生成ガスの分圧を制御することにより前記表面
に対向する前記被処理半導体基板表面の還元反応を所望
通り制御する材料が用いられ、複数枚の被処理半導体基
板に対する自然酸化膜除去処理を含む処理を同時に行う
際、前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装置作製面
にそれぞれ対向して配置された複数枚の部材の前記板面
状の表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコン膜、シ
リコン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上を含
み、前記複数枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体
装置作製面の面積をそれぞれ対応してＳｎ（ｎ＝１〜
Ｎ）、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜が占める面積を
それぞ れ対応してＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、前記複数枚の部
材のそれぞれの板面状の表面の面積をそれぞれ対応して
Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、この面積Ｓｎ内で前記シリコン酸
化膜の部分が占める面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）で表わすと、（Ａｎ＋Ｂｎ）とＳｎの比が全て
の被処理基板において誤差３０％以内で等しくなるよう
に前記シリコン酸化膜の部分の面積Ｂｎが設定されてい
る。本発明の第８態様に係る半導体装置の製造装置は、
複数枚の被処理半導体基板を相互間に間隔をあけて重な
るように平行に並べて搭載することが可能な半導体基板
受け具と、この半導体基板受け具が内部に設置された処
理室と、この処理室内に還元性ガスを導入するガス導入
手段と、前記処理室内のガスを排気するガス排気手段
と、前記半導体基板受け具に処理するべく搭載される被
処理半導体基板の半導体装置作製面に対向して隣り合う
位置で前記半導体基板受け具に搭載され、前記半導体装
置作製面に対向する板面状の表面を有する部材とを具備
し、前記部材の前記板面状の表面の少なくとも一部に
は、前記還元性ガスとの反応によって還元性ガスの分
圧、或いは、反応生成ガスの分圧を制御することにより
前記表面に対向する前記被処理半導体基板表面の還元反
応を所望通り制御する材料が用いられ、複数枚の被処理
半導体基板に対する自然酸化膜除去処理を含む処理を同
時に行う際、前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装
置作製面にそれぞれ対向して配置された複数枚の部材の
前記板面状の表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコ
ン膜、シリコン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以
上を含み、それぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を
有し、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の部分が占める
面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わす
と、前記半導体基板受け具のうちで前記ガス導入手段に
近い側に配置されている部材の板面状の表面内でシリコ
ン酸化膜の部分が占める面積Ｂ１は、前記ガス排気手段
に近い側に配置されている部材の板面状の表面内でシリ
コン酸化膜の部分が占める面積Ｂ２に比べて大きくなる
ように設定されている。本発明の第９態様に係る自然酸
化膜を除去する方法は、チャンバーと、前記チャンバー
内に設けられた還元剤を含む導入ガスのチャンバーへの
導入口と、複数の半導体装置を搭載する半導体装置受け
具とを備える半導体装置の製造装置を用いて、複数の被
処理半導体装置のそれぞれの処理表面から還元により自
然酸化膜 を除去する方法であって、前記自然酸化膜を除
去する方法は、前記複数の被処理半導体装置を前記半導
体装置受け具に配置する工程と、還元剤を制御するため
に、還元剤の消費量を増加させる第１の部材と、還元剤
の消費量を減少させる第２の部材とを、それぞれ第１の
被処理半導体装置と第２の被処理半導体装置の少なくと
も処理表面に、お互いに間隔を有するように対向させる
工程と、前記第１、第２の被処理半導体装置の少なくと
も処理表面を還元するために、ガス導入口から還元剤を
含むガスをチャンバー内に導入する工程とを具備する。
装置は、複数枚の被処理半導体基板を相互間に間隔をあ
けて重なるように平行に並べて搭載することが可能な半
導体基板受け具と、この半導体基板受け具が内部に設置
された処理室と、この処理室内に還元性ガスを導入する
ガス導入手段と、前記処理室内のガスを排気するガス排
気手段と、前記半導体基板受け具に処理するべく搭載さ
れる被処理半導体基板の半導体装置作製面に対向して隣
り合う位置で前記半導体基板受け具に搭載され、前記半
導体装置作製面に対向する板面状の表面を有する部材と
を具備し、前記部材の前記板面状の表面の少なくとも一
部には、前記還元性ガスとの反応によって還元性ガスの
分圧、或いは、反応生成ガスの分圧を制御することによ
り前記表面に対向する前記被処理半導体基板表面の還元
反応を所望通り制御する材料が用いられ、かつ前記部材
として、被処理半導体基板の半導体装置作製面に対向す
る別の被処理半導体基板の裏面側が用いられている。本
発明の第７態様に係る半導体装置の製造装置は、複数枚
の被処理半導体基板を相互間に間隔をあけて重なるよう
に平行に並べて搭載することが可能な半導体基板受け具
と、この半導体基板受け具が内部に設置された処理室
と、この処理室内に還元性ガスを導入するガス導入手段
と、前記処理室内のガスを排気するガス排気手段と、前
記半導体基板受け具に処理するべく搭載される被処理半
導体基板の半導体装置作製面に対向して隣り合う位置で
前記半導体基板受け具に搭載され、前記半導体装置作製
面に対向する板面状の表面を有する部材とを具備し、前
記部材の前記板面状の表面の少なくとも一部には、前記
還元性ガスとの反応によって還元性ガスの分圧、或い
は、反応生成ガスの分圧を制御することにより前記表面
に対向する前記被処理半導体基板表面の還元反応を所望
通り制御する材料が用いられ、複数枚の被処理半導体基
板に対する自然酸化膜除去処理を含む処理を同時に行う
際、前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装置作製面
にそれぞれ対向して配置された複数枚の部材の前記板面
状の表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコン膜、シ
リコン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上を含
み、前記複数枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体
装置作製面の面積をそれぞれ対応してＳｎ（ｎ＝１〜
Ｎ）、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜が占める面積を
それぞ れ対応してＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、前記複数枚の部
材のそれぞれの板面状の表面の面積をそれぞれ対応して
Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、この面積Ｓｎ内で前記シリコン酸
化膜の部分が占める面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）で表わすと、（Ａｎ＋Ｂｎ）とＳｎの比が全て
の被処理基板において誤差３０％以内で等しくなるよう
に前記シリコン酸化膜の部分の面積Ｂｎが設定されてい
る。本発明の第８態様に係る半導体装置の製造装置は、
複数枚の被処理半導体基板を相互間に間隔をあけて重な
るように平行に並べて搭載することが可能な半導体基板
受け具と、この半導体基板受け具が内部に設置された処
理室と、この処理室内に還元性ガスを導入するガス導入
手段と、前記処理室内のガスを排気するガス排気手段
と、前記半導体基板受け具に処理するべく搭載される被
処理半導体基板の半導体装置作製面に対向して隣り合う
位置で前記半導体基板受け具に搭載され、前記半導体装
置作製面に対向する板面状の表面を有する部材とを具備
し、前記部材の前記板面状の表面の少なくとも一部に
は、前記還元性ガスとの反応によって還元性ガスの分
圧、或いは、反応生成ガスの分圧を制御することにより
前記表面に対向する前記被処理半導体基板表面の還元反
応を所望通り制御する材料が用いられ、複数枚の被処理
半導体基板に対する自然酸化膜除去処理を含む処理を同
時に行う際、前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装
置作製面にそれぞれ対向して配置された複数枚の部材の
前記板面状の表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコ
ン膜、シリコン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以
上を含み、それぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を
有し、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の部分が占める
面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わす
と、前記半導体基板受け具のうちで前記ガス導入手段に
近い側に配置されている部材の板面状の表面内でシリコ
ン酸化膜の部分が占める面積Ｂ１は、前記ガス排気手段
に近い側に配置されている部材の板面状の表面内でシリ
コン酸化膜の部分が占める面積Ｂ２に比べて大きくなる
ように設定されている。本発明の第９態様に係る自然酸
化膜を除去する方法は、チャンバーと、前記チャンバー
内に設けられた還元剤を含む導入ガスのチャンバーへの
導入口と、複数の半導体装置を搭載する半導体装置受け
具とを備える半導体装置の製造装置を用いて、複数の被
処理半導体装置のそれぞれの処理表面から還元により自
然酸化膜 を除去する方法であって、前記自然酸化膜を除
去する方法は、前記複数の被処理半導体装置を前記半導
体装置受け具に配置する工程と、還元剤を制御するため
に、還元剤の消費量を増加させる第１の部材と、還元剤
の消費量を減少させる第２の部材とを、それぞれ第１の
被処理半導体装置と第２の被処理半導体装置の少なくと
も処理表面に、お互いに間隔を有するように対向させる
工程と、前記第１、第２の被処理半導体装置の少なくと
も処理表面を還元するために、ガス導入口から還元剤を
含むガスをチャンバー内に導入する工程とを具備する。
【００１７】
【作用】本発明の半導体装置の製造方法によれば、処理
室内の複数枚の被処理基板に対する還元剤の供給量を基
板毎に独立に制御することが可能になり、基板毎に適量
の還元剤を同時に供給することが可能になる。
室内の複数枚の被処理基板に対する還元剤の供給量を基
板毎に独立に制御することが可能になり、基板毎に適量
の還元剤を同時に供給することが可能になる。
【００１８】従って、多品種の被処理基板に対して均一
性の高い還元反応処理（例えば自然酸化膜の除去処理）
を同時に行うことが可能になる。また、本発明の半導体
装置の製造装置によれば、半導体装置作製面に対向する
部材面の少なくとも一部の材料の選択によって還元剤の
消費を変化させることにより、被処理基板への還元剤の
供給量（被処理基板へ還元剤が供給される割合）を制御
して反応生成物の分圧を制御することによって被処理半
導体基板表面の還元反応の進行を制御することが可能に
なる。
性の高い還元反応処理（例えば自然酸化膜の除去処理）
を同時に行うことが可能になる。また、本発明の半導体
装置の製造装置によれば、半導体装置作製面に対向する
部材面の少なくとも一部の材料の選択によって還元剤の
消費を変化させることにより、被処理基板への還元剤の
供給量（被処理基板へ還元剤が供給される割合）を制御
して反応生成物の分圧を制御することによって被処理半
導体基板表面の還元反応の進行を制御することが可能に
なる。
【００１９】例えば、部材の板面状の表面の少なくとも
一部の材料として、処理室内に導入される還元性ガスと
反応しない、または、シリコン酸化膜よりも還元ガスと
反応しにくい材料（例えば、シリコン膜やシリコン窒化
物）を用いることにより、上記部材の板面状の表面での
還元剤の消費量を抑制することが可能になる。
一部の材料として、処理室内に導入される還元性ガスと
反応しない、または、シリコン酸化膜よりも還元ガスと
反応しにくい材料（例えば、シリコン膜やシリコン窒化
物）を用いることにより、上記部材の板面状の表面での
還元剤の消費量を抑制することが可能になる。
【００２０】これにより、被処理基板への還元剤の供給
量が実質的に増加（被処理基板へ還元剤が供給される割
合が増加）すると共に被処理基板表面の自然酸化膜の還
元反応時の反応生成物が減少することによって、自然酸
化膜の還元反応の進行を促進するように制御することが
可能になる。
量が実質的に増加（被処理基板へ還元剤が供給される割
合が増加）すると共に被処理基板表面の自然酸化膜の還
元反応時の反応生成物が減少することによって、自然酸
化膜の還元反応の進行を促進するように制御することが
可能になる。
【００２１】上記とは逆に、前記部材の板面状の表面の
一部の材料として、還元ガスと反応が進みやすい材料
（例えば、シリコン酸化膜）を用いることにより、上記
部材の板面状の表面での還元剤の消費量を促進すること
が可能になる。
一部の材料として、還元ガスと反応が進みやすい材料
（例えば、シリコン酸化膜）を用いることにより、上記
部材の板面状の表面での還元剤の消費量を促進すること
が可能になる。
【００２２】これにより、被処理基板への還元剤の供給
量が実質的に減少（被処理基板へ還元剤が供給される割
合が減少）すると共に被処理基板表面の自然酸化膜の還
元反応時の反応生成物が増加することによって、自然酸
化膜の還元反応の進行を抑制するように制御することが
可能になる。
量が実質的に減少（被処理基板へ還元剤が供給される割
合が減少）すると共に被処理基板表面の自然酸化膜の還
元反応時の反応生成物が増加することによって、自然酸
化膜の還元反応の進行を抑制するように制御することが
可能になる。
【００２３】また、上記製造装置においてＮ枚の被処理
半導体基板に対する自然酸化膜除去処理を含む処理を行
う際、Ｎ枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体装置
作製面の面積をＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、この面積Ｓｎ内で
シリコン酸化膜が占める面積をＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表
わし、上記Ｎ枚の被処理半導体基板の半導体装置作製面
にそれぞれ対向して配置されたＮ枚の部材は、上記半導
体装置作製面に対向する表面が、それぞれシリコン酸化
膜、シリコン膜、シリコン窒化膜のうちの１つ、また
は、２種類以上を含み、それぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ
＝１〜Ｎ）を有し、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の
部分が占める面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１〜
Ｎ）で表わすと、（Ａｎ＋Ｂｎ）とＳｎの比が全ての被
処理基板において等しくなる、もしくは、誤差３０％以
内で等しくなるように前記シリコン酸化膜の部分の面積
Ｂｎを設定することが望ましい。
半導体基板に対する自然酸化膜除去処理を含む処理を行
う際、Ｎ枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体装置
作製面の面積をＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、この面積Ｓｎ内で
シリコン酸化膜が占める面積をＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表
わし、上記Ｎ枚の被処理半導体基板の半導体装置作製面
にそれぞれ対向して配置されたＮ枚の部材は、上記半導
体装置作製面に対向する表面が、それぞれシリコン酸化
膜、シリコン膜、シリコン窒化膜のうちの１つ、また
は、２種類以上を含み、それぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ
＝１〜Ｎ）を有し、この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の
部分が占める面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１〜
Ｎ）で表わすと、（Ａｎ＋Ｂｎ）とＳｎの比が全ての被
処理基板において等しくなる、もしくは、誤差３０％以
内で等しくなるように前記シリコン酸化膜の部分の面積
Ｂｎを設定することが望ましい。
【００２４】これにより、Ｎ枚の被処理基板の各々で消
費される還元剤の量をほぼ一定にすることができる。ま
た、上記製造装置においてＮ枚の被処理半導体基板に対
する自然酸化膜除去処理を含む処理を行う際、処理室内
部においてガス導入手段に近い側と遠い側とで還元ガス
の供給量そのものが異なっている場合に、ガス導入口に
近い側に配置されている部材の板面状の表面でシリコン
酸化膜の部分が占める面積Ｂ１は、ガス導入手段から遠
い側（例えばガス排気手段に近い側）に配置されている
部材の板面状の表面でシリコン酸化膜の部分が占める面
積Ｂ２に比べて大きくなるように設定することが望まし
い。
費される還元剤の量をほぼ一定にすることができる。ま
た、上記製造装置においてＮ枚の被処理半導体基板に対
する自然酸化膜除去処理を含む処理を行う際、処理室内
部においてガス導入手段に近い側と遠い側とで還元ガス
の供給量そのものが異なっている場合に、ガス導入口に
近い側に配置されている部材の板面状の表面でシリコン
酸化膜の部分が占める面積Ｂ１は、ガス導入手段から遠
い側（例えばガス排気手段に近い側）に配置されている
部材の板面状の表面でシリコン酸化膜の部分が占める面
積Ｂ２に比べて大きくなるように設定することが望まし
い。
【００２５】これにより、ガス導入口付近においては部
材の板面状の表面でのシリコン酸化膜の量を増加させて
還元ガスの消費を多くし、逆に、ガス排気口付近におい
ては部材の板面状の表面での還元ガスの消費を少なくす
ることが可能になり、還元ガスを複数枚の被処理基板へ
均一に供給することができる。
材の板面状の表面でのシリコン酸化膜の量を増加させて
還元ガスの消費を多くし、逆に、ガス排気口付近におい
ては部材の板面状の表面での還元ガスの消費を少なくす
ることが可能になり、還元ガスを複数枚の被処理基板へ
均一に供給することができる。
【００２６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の半導体装置の製造方法の
第１の実施例で使用されるＬＰＣＶＤ（減圧気相成長）
装置の一例の構成を概略的に示している。
に説明する。図１は、本発明の半導体装置の製造方法の
第１の実施例で使用されるＬＰＣＶＤ（減圧気相成長）
装置の一例の構成を概略的に示している。
【００２７】このＬＰＣＶＤ装置は、還元剤としてモノ
シランガスを用いて半導体基板表面の自然酸化膜の除去
を行った後に、低圧化学気相堆積法によりシリコン窒化
膜を成膜することが可能な構成を有する。
シランガスを用いて半導体基板表面の自然酸化膜の除去
を行った後に、低圧化学気相堆積法によりシリコン窒化
膜を成膜することが可能な構成を有する。
【００２８】このＬＰＣＶＤ装置において、石英製の処
理室は、気密が保たれている石英製の外管１と、上部が
開放している石英製の内管２との二重構造を有してお
り、それぞれＳＵＳ（ＪＩＳのステンレス規格によるス
テンレス）製の支持台１１によって支えられている。
理室は、気密が保たれている石英製の外管１と、上部が
開放している石英製の内管２との二重構造を有してお
り、それぞれＳＵＳ（ＪＩＳのステンレス規格によるス
テンレス）製の支持台１１によって支えられている。
【００２９】石英製の受け具７は、複数枚の被処理半導
体基板８を相互間に間隔をあけて重なるように平行に並
べて搭載することが可能な棚状ボートを有する。この受
け具７およびこれに搭載された被処理基板８は、石英製
の断熱筒１３を介してＳＵＳ製の支持台１２の上に設置
されている。
体基板８を相互間に間隔をあけて重なるように平行に並
べて搭載することが可能な棚状ボートを有する。この受
け具７およびこれに搭載された被処理基板８は、石英製
の断熱筒１３を介してＳＵＳ製の支持台１２の上に設置
されている。
【００３０】この支持台１２は昇降可動であり、図示の
如く、支持台１２が上昇した状態では、受け具７および
これに搭載された被処理基板８を内管２の内部に位置さ
せ、かつ、耐熱性Ｏリング１４によって支持台１１と支
持台１２との気密を保ち、処理室内部を気密にするよう
に構成されている。また、支持台１２が降下した状態で
は、受け具７およびこれに搭載された被処理基板８を外
管１と内管２の下に移動させて被処理基板を取り出し得
るようになっている。
如く、支持台１２が上昇した状態では、受け具７および
これに搭載された被処理基板８を内管２の内部に位置さ
せ、かつ、耐熱性Ｏリング１４によって支持台１１と支
持台１２との気密を保ち、処理室内部を気密にするよう
に構成されている。また、支持台１２が降下した状態で
は、受け具７およびこれに搭載された被処理基板８を外
管１と内管２の下に移動させて被処理基板を取り出し得
るようになっている。
【００３１】ヒーター１５は、前記外管１の外側に設置
されており、外管１、内管２の内部および被処理基板８
を加熱するものである。前記断熱筒１３は、処理室内部
の輻射熱によって支持台１１、支持台１２が加熱される
ことを防ぐために設けられている。
されており、外管１、内管２の内部および被処理基板８
を加熱するものである。前記断熱筒１３は、処理室内部
の輻射熱によって支持台１１、支持台１２が加熱される
ことを防ぐために設けられている。
【００３２】ガス導入管３、５は、前記支持台１１の中
をそれぞれ通り、それぞれの先端の吹き出しノズル４、
６が内管２の内部に位置するように設けられており、還
元ガスおよび材料ガスであるモノシランガスと、アンモ
ニアガスやアルゴン等の不活性ガスを処理室外部から内
管２の内部に導入するために設けられている。
をそれぞれ通り、それぞれの先端の吹き出しノズル４、
６が内管２の内部に位置するように設けられており、還
元ガスおよび材料ガスであるモノシランガスと、アンモ
ニアガスやアルゴン等の不活性ガスを処理室外部から内
管２の内部に導入するために設けられている。
【００３３】排気管９は、支持台１１の中を通り、その
先端が外管１と内管２の間の空間に位置するように設け
られており、処理室外部の真空ポンプ１０に連なってい
る。これにより、前記内管２の内部に吹き出されたガス
が被処理基板８で熱反応を起こした後、未反応ガス、お
よび、反応によって生成されたガスは内管２の上部から
外管１と内管２の間の空間を通り、さらに排気管９を通
って排気されるようになっている。
先端が外管１と内管２の間の空間に位置するように設け
られており、処理室外部の真空ポンプ１０に連なってい
る。これにより、前記内管２の内部に吹き出されたガス
が被処理基板８で熱反応を起こした後、未反応ガス、お
よび、反応によって生成されたガスは内管２の上部から
外管１と内管２の間の空間を通り、さらに排気管９を通
って排気されるようになっている。
【００３４】次に、上記ＬＰＣＶＤ装置を使用して被処
理基板８の表面の自然酸化膜を除去した後にシリコン窒
化膜を成膜する方法について説明する。処理室内部を８
５０℃に加熱して、圧力を１×１０-5Torr以下の真空に
なるように排気した後に、吹き出しノズル４からモノシ
ランガスを２SCCMの流量で処理室内部に供給する。ノズ
ル４から吹き出されたモノシランガスは、処理室内で加
熱され、受け具７に置かれた被処理基板８に到達し、被
処理基板８の表面のシリコン上の自然酸化膜、即ち、Ｓ
ｉＯ 2や、ＬＯＣＯＳ酸化膜等のシリコン酸化膜を
（１）式に示すような還元反応によって除去していく。
理基板８の表面の自然酸化膜を除去した後にシリコン窒
化膜を成膜する方法について説明する。処理室内部を８
５０℃に加熱して、圧力を１×１０-5Torr以下の真空に
なるように排気した後に、吹き出しノズル４からモノシ
ランガスを２SCCMの流量で処理室内部に供給する。ノズ
ル４から吹き出されたモノシランガスは、処理室内で加
熱され、受け具７に置かれた被処理基板８に到達し、被
処理基板８の表面のシリコン上の自然酸化膜、即ち、Ｓ
ｉＯ 2や、ＬＯＣＯＳ酸化膜等のシリコン酸化膜を
（１）式に示すような還元反応によって除去していく。
【００３５】 ＳｉＨ 4 → ＳｉＨ 2 ＋ Ｈ 2 ↑ ＳｉＨ 2 ＋ ＳｉＯ 2 → ２ＳｉＯ ↑ ＋ Ｈ 2 ↑ ‥‥‥（１） モノシランガスは、先ず、受け具７の比較的下部に置か
れた被処理基板８’付近に供給され、そこで上式（１）
に示したような還元反応によってその一部が消費され
る。これにより、受け具７の上部に置かれた被処理基板
８”付近のモノシラン分圧は、受け具７の下部に置かれ
た被処理基板８’付近のモノシラン分圧に比べて低くな
っている。この結果、受け具７の下部に置かれた被処理
基板８’において自然酸化膜を除去し終えた時には、受
け具７の上部に置かれた被処理基板８”表面では、モノ
シラン分圧が低いので自然酸化膜が完全に処理できなく
なる。
れた被処理基板８’付近に供給され、そこで上式（１）
に示したような還元反応によってその一部が消費され
る。これにより、受け具７の上部に置かれた被処理基板
８”付近のモノシラン分圧は、受け具７の下部に置かれ
た被処理基板８’付近のモノシラン分圧に比べて低くな
っている。この結果、受け具７の下部に置かれた被処理
基板８’において自然酸化膜を除去し終えた時には、受
け具７の上部に置かれた被処理基板８”表面では、モノ
シラン分圧が低いので自然酸化膜が完全に処理できなく
なる。
【００３６】一方、シラン流量を前記２SCCMから例えば
４SCCMに増加させて、全体的にシラン分圧を上げた場
合、受け具７の下部に置かれた被処理基板８’において
は、シラン分圧が高くなり過ぎて自然酸化膜を還元除去
し終らないうちにシリコン膜の堆積反応が生じる。この
堆積反応時の化学反応式を（２）式に示す。
４SCCMに増加させて、全体的にシラン分圧を上げた場
合、受け具７の下部に置かれた被処理基板８’において
は、シラン分圧が高くなり過ぎて自然酸化膜を還元除去
し終らないうちにシリコン膜の堆積反応が生じる。この
堆積反応時の化学反応式を（２）式に示す。
【００３７】 ＳｉＨ 4 → ＳｉＨ 2 ＋ Ｈ 2 ↑ ＳｉＨ 2 → Ｓｉ ＋ Ｈ 2 ↑ ‥‥‥（２） ここで、本発明において、被処理基板８に適正なモノシ
ラン分圧を供給する方法を以下に示す。
ラン分圧を供給する方法を以下に示す。
【００３８】受け具７に搭載された被処理基板８に還元
剤であるモノシランが供給された時、（１）式のような
還元反応を生じるのは被処理基板８の処理面だけではな
く、それに対向する面でも生じる。
剤であるモノシランが供給された時、（１）式のような
還元反応を生じるのは被処理基板８の処理面だけではな
く、それに対向する面でも生じる。
【００３９】そこで、前記受け具７に処理するべく搭載
される被処理基板８の半導体装置作製面に対向する隣り
合う位置に板面状の表面を有する部材（例えばダミー用
のシリコン基板）を前記受け具７に搭載しておき、か
つ、上記部材の板面状の表面の少なくとも一部には、前
記モノシランガスとの反応によってモノシランガスの分
圧、或いは、反応生成ガスの分圧を制御する（つまり、
モノシランガスの消費量を制御する）ことにより、被処
理基板８へのモノシランガスの供給量（被処理基板８に
モノシランガスが供給される割合）を制御して反応生成
物の分圧を制御することによって被処理基板８の表面の
自然酸化膜還元反応の進行を所望通り制御し得る材料を
用いている。
される被処理基板８の半導体装置作製面に対向する隣り
合う位置に板面状の表面を有する部材（例えばダミー用
のシリコン基板）を前記受け具７に搭載しておき、か
つ、上記部材の板面状の表面の少なくとも一部には、前
記モノシランガスとの反応によってモノシランガスの分
圧、或いは、反応生成ガスの分圧を制御する（つまり、
モノシランガスの消費量を制御する）ことにより、被処
理基板８へのモノシランガスの供給量（被処理基板８に
モノシランガスが供給される割合）を制御して反応生成
物の分圧を制御することによって被処理基板８の表面の
自然酸化膜還元反応の進行を所望通り制御し得る材料を
用いている。
【００４０】上記したように構成しておけば、還元ガス
が複数枚の被処理基板８を収容している処理室に導入さ
れ、被処理基板８およびダミー用のシリコン基板が隣り
合うように並べられた受け具７にまで流入し、還元ガス
が被処理基板８とダミー用のシリコン基板との間の空間
を流入する際、被処理基板８の表面上とこれに対向する
ダミー用のシリコン基板上の自然酸化膜を含む酸化物を
還元していく。この際、被処理基板８に対向するダミー
用のシリコン基板面の一部または全面が還元ガスとの反
応が進みにくい材料で覆われていると、その部分での還
元剤の消費は少なくなり、反応生成物の発生は減少す
る。その結果、被処理基板８とダミー用のシリコン基板
との間の空間における還元ガスの分圧は高くなり、反応
生成物の分圧は低くなる。
が複数枚の被処理基板８を収容している処理室に導入さ
れ、被処理基板８およびダミー用のシリコン基板が隣り
合うように並べられた受け具７にまで流入し、還元ガス
が被処理基板８とダミー用のシリコン基板との間の空間
を流入する際、被処理基板８の表面上とこれに対向する
ダミー用のシリコン基板上の自然酸化膜を含む酸化物を
還元していく。この際、被処理基板８に対向するダミー
用のシリコン基板面の一部または全面が還元ガスとの反
応が進みにくい材料で覆われていると、その部分での還
元剤の消費は少なくなり、反応生成物の発生は減少す
る。その結果、被処理基板８とダミー用のシリコン基板
との間の空間における還元ガスの分圧は高くなり、反応
生成物の分圧は低くなる。
【００４１】上記とは逆に、被処理基板８に対向するダ
ミー用のシリコン基板面の少なくとも一部が還元ガスと
比較的反応し易い材料で覆われていると、還元ガスが被
処理基板８とダミー用のシリコン基板との間の空間を流
入し、被処理基板８の表面上とこれに対向するダミー用
のシリコン基板上の自然酸化膜を含む酸化物を還元して
いく際、ダミー用のシリコン基板の面での還元剤の消費
は被処理基板８の表面上と比べて等しいか、もしくは、
多くなる。その結果、被処理基板８とダミー用のシリコ
ン基板との間の空間における還元剤の量は減少して、そ
の分圧は小さくなり、反応生成物の分圧は高くなる。
ミー用のシリコン基板面の少なくとも一部が還元ガスと
比較的反応し易い材料で覆われていると、還元ガスが被
処理基板８とダミー用のシリコン基板との間の空間を流
入し、被処理基板８の表面上とこれに対向するダミー用
のシリコン基板上の自然酸化膜を含む酸化物を還元して
いく際、ダミー用のシリコン基板の面での還元剤の消費
は被処理基板８の表面上と比べて等しいか、もしくは、
多くなる。その結果、被処理基板８とダミー用のシリコ
ン基板との間の空間における還元剤の量は減少して、そ
の分圧は小さくなり、反応生成物の分圧は高くなる。
【００４２】上記したような二つの作用を組み合わせる
ことによって、複数枚の被処理基板８のそれぞれに対し
て、求められる分圧にて還元剤を供給するように制御
し、反応生成物の分圧も制御することが可能になる。こ
の制御によって、複数枚の被処理基板８のそれぞれに対
して自然酸化膜除去に最適な条件を達成できる。
ことによって、複数枚の被処理基板８のそれぞれに対し
て、求められる分圧にて還元剤を供給するように制御
し、反応生成物の分圧も制御することが可能になる。こ
の制御によって、複数枚の被処理基板８のそれぞれに対
して自然酸化膜除去に最適な条件を達成できる。
【００４３】図２は、上記第１実施例において、被処理
基板８に対するモノシラン分圧を上げるように制御する
方法の一具体例を示している。被処理基板８であるシリ
コン基板２０１の表面には、シリコン酸化膜２０２が形
成されており、その上に部分的に多結晶シリコン膜２０
３が形成されており、この多結晶シリコン膜２０３上の
自然酸化膜を除去する場合を想定する。
基板８に対するモノシラン分圧を上げるように制御する
方法の一具体例を示している。被処理基板８であるシリ
コン基板２０１の表面には、シリコン酸化膜２０２が形
成されており、その上に部分的に多結晶シリコン膜２０
３が形成されており、この多結晶シリコン膜２０３上の
自然酸化膜を除去する場合を想定する。
【００４４】この被処理基板８は、図１中の受け具７に
おけるある棚に搭載されており、この棚の一段上の棚に
は、シリコン酸化膜よりもモノシランガスとの反応が進
みにくい材料（例えばシリコン窒化膜２０４）により被
処理基板８の半導体装置作製面に対向する面（対向面）
が覆われたシリコン基板２０５が搭載されている。
おけるある棚に搭載されており、この棚の一段上の棚に
は、シリコン酸化膜よりもモノシランガスとの反応が進
みにくい材料（例えばシリコン窒化膜２０４）により被
処理基板８の半導体装置作製面に対向する面（対向面）
が覆われたシリコン基板２０５が搭載されている。
【００４５】シリコン基板２０１と２０５との間に流入
したモノシランガスは、シリコン基板２０１上の多結晶
シリコン膜２０３上の自然酸化膜と前式（１）に示した
ように還元反応することで消費される。
したモノシランガスは、シリコン基板２０１上の多結晶
シリコン膜２０３上の自然酸化膜と前式（１）に示した
ように還元反応することで消費される。
【００４６】同様に、シリコン基板２０１上のシリコン
酸化膜２０２の最表面付近でも還元反応を生じるので、
やはり、モノシランは消費され、反応生成物としてＳｉ
Ｏが生成される。
酸化膜２０２の最表面付近でも還元反応を生じるので、
やはり、モノシランは消費され、反応生成物としてＳｉ
Ｏが生成される。
【００４７】これに対して、シリコン基板２０５上の対
向面においては、シリコン窒化膜２０４の表面には、殆
ど、自然酸化膜がないので、還元反応が生じることがな
く、モノシランは殆ど消費されず、ＳｉＯも生成しな
い。
向面においては、シリコン窒化膜２０４の表面には、殆
ど、自然酸化膜がないので、還元反応が生じることがな
く、モノシランは殆ど消費されず、ＳｉＯも生成しな
い。
【００４８】もし、シリコン基板２０５上の対向面にシ
リコン窒化膜２０４がなく、シリコン基板２０５の表面
が自然酸化膜に覆われている場合には、この自然酸化膜
との還元反応によってモノシランは消費され、ＳｉＯも
生成されることになる。
リコン窒化膜２０４がなく、シリコン基板２０５の表面
が自然酸化膜に覆われている場合には、この自然酸化膜
との還元反応によってモノシランは消費され、ＳｉＯも
生成されることになる。
【００４９】従って、シリコン基板２０１に対向するシ
リコン基板２０５面にシリコン窒化膜２０４を設けるこ
とによってモノシランの消費を抑制して、その分圧を上
げることができ、また、ＳｉＯの分圧を下げることがで
き、被処理基板８の還元反応そのものを促進することが
できる。
リコン基板２０５面にシリコン窒化膜２０４を設けるこ
とによってモノシランの消費を抑制して、その分圧を上
げることができ、また、ＳｉＯの分圧を下げることがで
き、被処理基板８の還元反応そのものを促進することが
できる。
【００５０】図３は、上記第１実施例において、上記と
は逆に、モノシラン分圧を下げるように制御する方法の
一具体例を示している。被処理基板８であるシリコン基
板３０１の表面にはシリコン酸化膜３０２が形成されて
おり、その上に部分的に多結晶シリコン膜３０３が形成
されており、この多結晶シリコン膜３０３上の自然酸化
膜を除去する場合を想定する。
は逆に、モノシラン分圧を下げるように制御する方法の
一具体例を示している。被処理基板８であるシリコン基
板３０１の表面にはシリコン酸化膜３０２が形成されて
おり、その上に部分的に多結晶シリコン膜３０３が形成
されており、この多結晶シリコン膜３０３上の自然酸化
膜を除去する場合を想定する。
【００５１】この被処理基板８は、図１中の受け具７に
おけるある棚に搭載されており、この棚の一段上の棚に
は、上記被処理基板８の半導体装置作製面に対向する対
向面がシリコン酸化膜３０４に覆われたシリコン基板３
０５が搭載されている。
おけるある棚に搭載されており、この棚の一段上の棚に
は、上記被処理基板８の半導体装置作製面に対向する対
向面がシリコン酸化膜３０４に覆われたシリコン基板３
０５が搭載されている。
【００５２】シリコン基板３０１と３０５の間に流入し
たモノシランガスは、シリコン基板３０１上の多結晶シ
リコン膜３０３の上の自然酸化膜と前式（１）に示した
ように還元反応することで消費される。
たモノシランガスは、シリコン基板３０１上の多結晶シ
リコン膜３０３の上の自然酸化膜と前式（１）に示した
ように還元反応することで消費される。
【００５３】同様に、シリコン基板３０１上のシリコン
酸化膜３０２の最表面付近でも還元反応を生じるので、
やはり、モノシランは消費される。また、同様に、シリ
コン基板３０５の対向面のシリコン酸化膜３０４の最表
面においても、還元反応が生じ、モノシランは消費され
続ける。
酸化膜３０２の最表面付近でも還元反応を生じるので、
やはり、モノシランは消費される。また、同様に、シリ
コン基板３０５の対向面のシリコン酸化膜３０４の最表
面においても、還元反応が生じ、モノシランは消費され
続ける。
【００５４】もし、シリコン基板３０５の対向面にシリ
コン酸化膜３０４がなく、シリコン基板３０５の表面が
自然酸化膜に覆われている場合には、この自然酸化膜と
の還元反応によってモノシランは消費されることになる
が、自然酸化膜が全て除去された後は、還元反応によっ
てモノシランが消費されることは停止する。しかし、前
記シリコン酸化膜３０４として、還元反応によって全て
除去されない程度に十分にその膜厚を厚く形成しておく
ことにより、モノシランを消費させ続けることができ
る。
コン酸化膜３０４がなく、シリコン基板３０５の表面が
自然酸化膜に覆われている場合には、この自然酸化膜と
の還元反応によってモノシランは消費されることになる
が、自然酸化膜が全て除去された後は、還元反応によっ
てモノシランが消費されることは停止する。しかし、前
記シリコン酸化膜３０４として、還元反応によって全て
除去されない程度に十分にその膜厚を厚く形成しておく
ことにより、モノシランを消費させ続けることができ
る。
【００５５】従って、シリコン基板３０１に対向するシ
リコン基板３０５面にシリコン酸化膜３０４を設けるこ
とによってモノシランの消費を増大させ、その分圧を下
げることができ、また、反応生成物であるＳｉＯを生成
してその分圧を上げることができ、被処理基板８の還元
反応そのものを抑制することができる。
リコン基板３０５面にシリコン酸化膜３０４を設けるこ
とによってモノシランの消費を増大させ、その分圧を下
げることができ、また、反応生成物であるＳｉＯを生成
してその分圧を上げることができ、被処理基板８の還元
反応そのものを抑制することができる。
【００５６】即ち、上記したような第１実施例の方法を
用いれば、図１のＬＰＣＶＤ装置において、受け具７の
上部付近で被処理基板８”に対向する面にシリコン窒化
膜２０４を設けることにより、この対向面でのモノシラ
ンの消費を抑制してモノシラン分圧を上げることがで
き、被処理基板８”での還元反応を促進させることがで
きる。
用いれば、図１のＬＰＣＶＤ装置において、受け具７の
上部付近で被処理基板８”に対向する面にシリコン窒化
膜２０４を設けることにより、この対向面でのモノシラ
ンの消費を抑制してモノシラン分圧を上げることがで
き、被処理基板８”での還元反応を促進させることがで
きる。
【００５７】上記とは逆に、モノシランの流量を例えば
４SCCMを増加させて全体的にシラン分圧を上げ、受け具
７の下部付近で被処理基板８’に対向する面にシリコン
酸化膜３０４を設けることにより、この対向面でのモノ
シランの消費を増加させてモノシラン分圧を下げること
ができ、モノシラン分圧が高すぎることによって被処理
基板８’で多結晶シリコンの堆積反応が生じることを防
ぎ、かつ、受け具７の上部付近でモノシラン分圧が小さ
くて還元反応が十分に行われなくなることを防ぐことが
できる。
４SCCMを増加させて全体的にシラン分圧を上げ、受け具
７の下部付近で被処理基板８’に対向する面にシリコン
酸化膜３０４を設けることにより、この対向面でのモノ
シランの消費を増加させてモノシラン分圧を下げること
ができ、モノシラン分圧が高すぎることによって被処理
基板８’で多結晶シリコンの堆積反応が生じることを防
ぎ、かつ、受け具７の上部付近でモノシラン分圧が小さ
くて還元反応が十分に行われなくなることを防ぐことが
できる。
【００５８】このように、受け具７に搭載された複数枚
の被処理基板８にそれぞれ対向する面の還元剤の消費量
を基板毎に制御することによって、被処理基板８の全て
において均一性の高い自然酸化膜除去処理を行うことが
できるようになる。
の被処理基板８にそれぞれ対向する面の還元剤の消費量
を基板毎に制御することによって、被処理基板８の全て
において均一性の高い自然酸化膜除去処理を行うことが
できるようになる。
【００５９】なお、上記したように自然酸化膜除去処理
を行った後にシリコン窒化膜を堆積させるためには、自
然酸化膜除去処理後、処理室内の圧力を１Torr程度の真
空状態に保ったまま、処理室内の温度を７５０℃に降温
させて安定させる。この時、多結晶シリコン膜（２０３
あるいは３０３）上に再び微少の自然酸化膜が生成する
ことを防ぐために、前記吹き出しノズル６よりアルゴン
ガスを５ SLM 以上流入させ、外気からＯリング（図１
の１４）等の接続部分を介して処理室内に侵入した酸素
や、処理室内部に残留している水などの酸化剤が滞留し
ないようにする。
を行った後にシリコン窒化膜を堆積させるためには、自
然酸化膜除去処理後、処理室内の圧力を１Torr程度の真
空状態に保ったまま、処理室内の温度を７５０℃に降温
させて安定させる。この時、多結晶シリコン膜（２０３
あるいは３０３）上に再び微少の自然酸化膜が生成する
ことを防ぐために、前記吹き出しノズル６よりアルゴン
ガスを５ SLM 以上流入させ、外気からＯリング（図１
の１４）等の接続部分を介して処理室内に侵入した酸素
や、処理室内部に残留している水などの酸化剤が滞留し
ないようにする。
【００６０】処理室温度が前記した７５０℃に安定した
後、処理室内にアンモニアガスを５００SCCM、シランガ
スを３０SCCM、アルゴンガスを３６０SCCM供給し、シリ
コン窒化膜を堆積させる。
後、処理室内にアンモニアガスを５００SCCM、シランガ
スを３０SCCM、アルゴンガスを３６０SCCM供給し、シリ
コン窒化膜を堆積させる。
【００６１】これによって、多結晶シリコン膜（２０３
あるいは３０３）の表面に自然酸化膜を界面に介するこ
となくシリコン窒化膜を形成できる。なお、被処理基板
８に対向する部材面にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜
を形成するためには、上記第１実施例のように被処理基
板ではないダミー用のシリコン基板を用いることに限ら
ず、シリコン基板と同型の石英製円板など、シリコン以
外のダミー用の基板を用いてもよい。但し、被処理基板
８とダミー用基板の一組づつを受け具７の棚上ボートに
搭載する場合、一度に処理できる被処理基板８の枚数は
半減することになる。
あるいは３０３）の表面に自然酸化膜を界面に介するこ
となくシリコン窒化膜を形成できる。なお、被処理基板
８に対向する部材面にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜
を形成するためには、上記第１実施例のように被処理基
板ではないダミー用のシリコン基板を用いることに限ら
ず、シリコン基板と同型の石英製円板など、シリコン以
外のダミー用の基板を用いてもよい。但し、被処理基板
８とダミー用基板の一組づつを受け具７の棚上ボートに
搭載する場合、一度に処理できる被処理基板８の枚数は
半減することになる。
【００６２】そこで、被処理基板８の半導体装置を作製
しない面（裏面）にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を
設けておき、被処理基板８の半導体装置作製面に隣り合
う別の被処理基板８の裏面を対向させることによって、
一度に処理できる被処理基板８の枚数を半減させなくて
済むようになる。
しない面（裏面）にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を
設けておき、被処理基板８の半導体装置作製面に隣り合
う別の被処理基板８の裏面を対向させることによって、
一度に処理できる被処理基板８の枚数を半減させなくて
済むようになる。
【００６３】次に、本発明に係る半導体装置の製造方法
の第２実施例を説明する。この第２実施例では、図１に
示したＬＰＣＶＤ装置を用い、被処理基板表面上のシリ
コン酸化膜のパターンが異なる複数の被処理基板８に対
して同時に自然酸化膜処理を行い、その後に、被処理基
板８に対してシリコンエピタキシャル成長によりシリコ
ン膜を堆積させる。
の第２実施例を説明する。この第２実施例では、図１に
示したＬＰＣＶＤ装置を用い、被処理基板表面上のシリ
コン酸化膜のパターンが異なる複数の被処理基板８に対
して同時に自然酸化膜処理を行い、その後に、被処理基
板８に対してシリコンエピタキシャル成長によりシリコ
ン膜を堆積させる。
【００６４】まず、第２実施例の方法の概要を述べる。
基板受け具に搭載される複数枚の被処理基板の一部とし
て、その処理面の面積がＳ１、処理面の中のシリコン酸
化膜が占めている面積がＡ１である第１の被処理基板
と、その処理面と対向する面積がＳ２、その中でシリコ
ン酸化膜が占める面積がＢ２、シリコン酸化膜よりも還
元剤との反応しにくい材料、例えば、シリコン窒化膜や
シリコン膜または基板が占める面積が（Ｓ２−Ｂ２）で
あるダミー用基板とが隣り合うように並べられている。
基板受け具に搭載される複数枚の被処理基板の一部とし
て、その処理面の面積がＳ１、処理面の中のシリコン酸
化膜が占めている面積がＡ１である第１の被処理基板
と、その処理面と対向する面積がＳ２、その中でシリコ
ン酸化膜が占める面積がＢ２、シリコン酸化膜よりも還
元剤との反応しにくい材料、例えば、シリコン窒化膜や
シリコン膜または基板が占める面積が（Ｓ２−Ｂ２）で
あるダミー用基板とが隣り合うように並べられている。
【００６５】同様に、基板受け具に搭載される複数枚の
被処理基板の一部として、その処理面の面積がＳ３、処
理面の中のシリコン酸化膜が占めている面積がＡ３であ
る第２の被処理基板と、その処理面と対向する面積がＳ
４、その中でシリコン酸化膜が占める面積がＢ４、シリ
コン酸化膜よりも還元剤との反応しにくい材料、例え
ば、シリコン窒化膜やシリコン膜または基板が占める面
積が（Ｓ４−Ｂ４）であるダミー用基板とが隣り合うよ
うに並べられている。
被処理基板の一部として、その処理面の面積がＳ３、処
理面の中のシリコン酸化膜が占めている面積がＡ３であ
る第２の被処理基板と、その処理面と対向する面積がＳ
４、その中でシリコン酸化膜が占める面積がＢ４、シリ
コン酸化膜よりも還元剤との反応しにくい材料、例え
ば、シリコン窒化膜やシリコン膜または基板が占める面
積が（Ｓ４−Ｂ４）であるダミー用基板とが隣り合うよ
うに並べられている。
【００６６】処理室に導入された還元ガスは、第１の被
処理基板とこれに対向するダミー用基板との間の空間に
流入し、上記各基板の表面上の自然酸化膜を含む酸化物
を還元していく。この場合、第１の被処理基板の処理面
の面積Ａ１およびこれに対向するダミー用基板の面積Ｂ
２はシリコン酸化膜であるので、シリコン等の表面に形
成されていた自然酸化膜を全て除去した後は、還元剤は
Ａ１＋Ｂ２の面積のシリコン酸化膜においてのみ消費さ
れる。
処理基板とこれに対向するダミー用基板との間の空間に
流入し、上記各基板の表面上の自然酸化膜を含む酸化物
を還元していく。この場合、第１の被処理基板の処理面
の面積Ａ１およびこれに対向するダミー用基板の面積Ｂ
２はシリコン酸化膜であるので、シリコン等の表面に形
成されていた自然酸化膜を全て除去した後は、還元剤は
Ａ１＋Ｂ２の面積のシリコン酸化膜においてのみ消費さ
れる。
【００６７】また、還元剤が第２の被処理基板とこれに
対向するダミー用基板との間の空間に流入し、上記各基
板の表面上の自然酸化膜を含む酸化物を還元していく。
この場合、第２の被処理基板の処理面の面積Ａ３および
これに対向するダミー用基板の面積Ｂ４はシリコン酸化
膜であるので、シリコン等の表面に形成されていた自然
酸化膜を全て除去した後は、還元剤はＡ３＋Ｂ４の面積
のシリコン酸化膜においてのみ消費される。
対向するダミー用基板との間の空間に流入し、上記各基
板の表面上の自然酸化膜を含む酸化物を還元していく。
この場合、第２の被処理基板の処理面の面積Ａ３および
これに対向するダミー用基板の面積Ｂ４はシリコン酸化
膜であるので、シリコン等の表面に形成されていた自然
酸化膜を全て除去した後は、還元剤はＡ３＋Ｂ４の面積
のシリコン酸化膜においてのみ消費される。
【００６８】いま、Ａ１＋Ｂ２の面積とＡ３＋Ｂ４の面
積とを等しく設定することによって、第１の被処理基板
およびこれに対向するダミー用基板との間の隙間で消費
される還元剤の量と、第２の被処理基板およびこれに対
向するダミー用基板との間の隙間で消費される還元剤の
量は等しくなる。
積とを等しく設定することによって、第１の被処理基板
およびこれに対向するダミー用基板との間の隙間で消費
される還元剤の量と、第２の被処理基板およびこれに対
向するダミー用基板との間の隙間で消費される還元剤の
量は等しくなる。
【００６９】従って、上記したような基板間の全ての隙
間に対して還元剤を均等に供給すれば、処理面の中のシ
リコン酸化膜が占める面積が異なる第１の被処理基板と
第２の被処理基板においても還元剤の実効的な分圧を等
しくすることができ、どちらの処理基板でも自然酸化膜
除去を行うことができる。
間に対して還元剤を均等に供給すれば、処理面の中のシ
リコン酸化膜が占める面積が異なる第１の被処理基板と
第２の被処理基板においても還元剤の実効的な分圧を等
しくすることができ、どちらの処理基板でも自然酸化膜
除去を行うことができる。
【００７０】また、処理室内部において、ガス導入口に
近い側と遠い側（例えばガス導入口付近とガス排気口付
近）では還元ガスの供給量そのものが異なっている（通
常、ガス導入口付近で還元ガスの分圧が高く、排気ガス
付近で分圧が低くなる）場合には、ガス導入付近での対
向面での酸化物が占める面積を増加させて還元ガスの消
費を多くすることによって被処理基板とその対向面の隙
間の還元ガス分圧を下げるようにし、逆に、ガス排気口
付近での消費を少なくすることによって還元ガス分圧を
上げるようにすれば、還元ガスを複数の被処理基板へ均
一に供給できる。
近い側と遠い側（例えばガス導入口付近とガス排気口付
近）では還元ガスの供給量そのものが異なっている（通
常、ガス導入口付近で還元ガスの分圧が高く、排気ガス
付近で分圧が低くなる）場合には、ガス導入付近での対
向面での酸化物が占める面積を増加させて還元ガスの消
費を多くすることによって被処理基板とその対向面の隙
間の還元ガス分圧を下げるようにし、逆に、ガス排気口
付近での消費を少なくすることによって還元ガス分圧を
上げるようにすれば、還元ガスを複数の被処理基板へ均
一に供給できる。
【００７１】次に、第２実施例の方法を具体的に述べ
る。図４は、図１中の受け具７の棚状ボートに複数枚の
被処理基板およびダミー用のシリコン基板が搭載されて
いる様子を示している。
る。図４は、図１中の受け具７の棚状ボートに複数枚の
被処理基板およびダミー用のシリコン基板が搭載されて
いる様子を示している。
【００７２】第１の被処理基板４０１であるシリコン基
板の一段上の棚に、ダミー用基板４０３であるシリコン
基板が搭載されている。このシリコン基板４０３の下
面、即ち、第１の被処理基板４０１に対向する面に、膜
厚が１００ｎｍのシリコン酸化膜４０２が形成されてい
る。
板の一段上の棚に、ダミー用基板４０３であるシリコン
基板が搭載されている。このシリコン基板４０３の下
面、即ち、第１の被処理基板４０１に対向する面に、膜
厚が１００ｎｍのシリコン酸化膜４０２が形成されてい
る。
【００７３】上記シリコン基板４０３より上の棚に、第
２の被処理基板４０４であるシリコン基板が搭載されて
いる。このシリコン基板４０４の表面（半導体装置作製
面）には、膜厚が１００ｎｍのシリコン酸化膜４０５が
形成されている。このシリコン酸化膜４０５の一部には
パターニング工程によって開孔部４０９が設けられてお
り、開孔部４０９の底部はシリコン基板４０４が露出し
ている。
２の被処理基板４０４であるシリコン基板が搭載されて
いる。このシリコン基板４０４の表面（半導体装置作製
面）には、膜厚が１００ｎｍのシリコン酸化膜４０５が
形成されている。このシリコン酸化膜４０５の一部には
パターニング工程によって開孔部４０９が設けられてお
り、開孔部４０９の底部はシリコン基板４０４が露出し
ている。
【００７４】上記第２の被処理基板４０４の一段上の棚
に、ダミー用基板４０８であるシリコン基板が搭載され
ている。このシリコン基板４０８の下面、即ち、第２の
被処理基板４０４に対向する面に、膜厚が１００ｎｍで
あるシリコン酸化膜４０７および多結晶シリコン膜４０
６が順次成膜されている。この多結晶シリコン膜４０６
の一部には、パターニング工程によって開孔部４１０が
設けられており、開孔部４１０の底部はシリコン酸化膜
４０７の表面が露出している。
に、ダミー用基板４０８であるシリコン基板が搭載され
ている。このシリコン基板４０８の下面、即ち、第２の
被処理基板４０４に対向する面に、膜厚が１００ｎｍで
あるシリコン酸化膜４０７および多結晶シリコン膜４０
６が順次成膜されている。この多結晶シリコン膜４０６
の一部には、パターニング工程によって開孔部４１０が
設けられており、開孔部４１０の底部はシリコン酸化膜
４０７の表面が露出している。
【００７５】上記第１の被処理基板４０１、第２の被処
理基板４０４、ダミー用基板４０３および４０８の面積
を共にＳとし、第２の被処理基板４０４においてシリコ
ンが露出している開孔部４０９の面積をａ、ダミー用基
板４０８においてシリコン酸化膜４０７の表面が露出し
ている開孔部４１０の底部の面積をｂとする。
理基板４０４、ダミー用基板４０３および４０８の面積
を共にＳとし、第２の被処理基板４０４においてシリコ
ンが露出している開孔部４０９の面積をａ、ダミー用基
板４０８においてシリコン酸化膜４０７の表面が露出し
ている開孔部４１０の底部の面積をｂとする。
【００７６】そして、本実施例では、上記面積ａとｂと
を３０％の誤差以内で等しくなるように設定している。
次に、上記第１の被処理基板４０１のシリコン表面およ
び第２の被処理基板４０４上に設けられた開孔部４０９
の底部のシリコン基板表面に単結晶シリコン膜をエピタ
キシャル成長させる前に、モノシランガスによってシリ
コン表面の自然酸化膜を還元処理により除去処理する場
合について説明する。
を３０％の誤差以内で等しくなるように設定している。
次に、上記第１の被処理基板４０１のシリコン表面およ
び第２の被処理基板４０４上に設けられた開孔部４０９
の底部のシリコン基板表面に単結晶シリコン膜をエピタ
キシャル成長させる前に、モノシランガスによってシリ
コン表面の自然酸化膜を還元処理により除去処理する場
合について説明する。
【００７７】処理室に導入されたモノシランガスは、第
１の被処理基板４０１とダミー用基板４０３との間の隙
間に流入し、被処理基板４０１の表面の自然酸化膜を還
元除去すること、および、ダミー用基板４０３上のシリ
コン酸化膜４０２の最表面をエッチングすることによっ
て消費される。
１の被処理基板４０１とダミー用基板４０３との間の隙
間に流入し、被処理基板４０１の表面の自然酸化膜を還
元除去すること、および、ダミー用基板４０３上のシリ
コン酸化膜４０２の最表面をエッチングすることによっ
て消費される。
【００７８】上記被処理基板４０１とダミー用基板４０
３との間の隙間において、モノシランがシリコン上の自
然酸化膜に接触する面積はＳであり、シリコン酸化膜に
接触する面積はＳである。
３との間の隙間において、モノシランがシリコン上の自
然酸化膜に接触する面積はＳであり、シリコン酸化膜に
接触する面積はＳである。
【００７９】これに対して、第２の被処理基板４０４と
ダミー用基板４０８との間の隙間に流入したモノシラン
ガスは、被処理基板４０４の開孔部４０９の底部の自然
酸化膜とダミー用基板４０８の多結晶シリコン膜４０６
の表面の自然酸化膜を還元除去し、被処理基板４０４上
のシリコン酸化膜４０５の最表面と開孔部４１０の底部
のシリコン酸化膜４０７の最表面を還元によってエッチ
ングすることに消費される。
ダミー用基板４０８との間の隙間に流入したモノシラン
ガスは、被処理基板４０４の開孔部４０９の底部の自然
酸化膜とダミー用基板４０８の多結晶シリコン膜４０６
の表面の自然酸化膜を還元除去し、被処理基板４０４上
のシリコン酸化膜４０５の最表面と開孔部４１０の底部
のシリコン酸化膜４０７の最表面を還元によってエッチ
ングすることに消費される。
【００８０】ここで、被処理基板４０４とダミー用基板
４０８との間の隙間において、基板上でシリコン酸化膜
が占める面積は（Ｓ−ａ）＋ｂであり、基板上でシリコ
ン表面の自然酸化膜が占める面積はａ＋（Ｓ−ｂ）であ
る。
４０８との間の隙間において、基板上でシリコン酸化膜
が占める面積は（Ｓ−ａ）＋ｂであり、基板上でシリコ
ン表面の自然酸化膜が占める面積はａ＋（Ｓ−ｂ）であ
る。
【００８１】いま、第１実施例と同じ条件でモノシラン
ガスを供給して自然酸化膜除去処理を行う場合、第１の
被処理基板４０１とダミー用基板４０３との間に流入す
るモノシランの総量と、第２の被処理基板４０４とダミ
ー用基板４０８との間に流入するモノシランの総量と
は、受け具７において上記２つの被処理基板４０１、４
０４の置かれている位置が殆ど同じであるものとすれば
ほぼ等しいと考えられる。
ガスを供給して自然酸化膜除去処理を行う場合、第１の
被処理基板４０１とダミー用基板４０３との間に流入す
るモノシランの総量と、第２の被処理基板４０４とダミ
ー用基板４０８との間に流入するモノシランの総量と
は、受け具７において上記２つの被処理基板４０１、４
０４の置かれている位置が殆ど同じであるものとすれば
ほぼ等しいと考えられる。
【００８２】次に、モノシランガスの消費量について比
較すると、シリコン上に生成される自然酸化膜は２〜３
ｎｍであり、それを全て除去していく過程において除去
後のシリコン表面では還元反応は生じないので消費はさ
れず、次第に消費量は減少していく。
較すると、シリコン上に生成される自然酸化膜は２〜３
ｎｍであり、それを全て除去していく過程において除去
後のシリコン表面では還元反応は生じないので消費はさ
れず、次第に消費量は減少していく。
【００８３】一方、シリコン酸化膜４０２は１００ｎｍ
以上であり、還元処理により全て剥されるには十分に厚
いので、還元処理の間中、還元反応によって処理し続け
る。従って、シリコン酸化膜であるか、シリコン上の自
然酸化膜であるかによってモノシランの消費量は異なる
ことになる。
以上であり、還元処理により全て剥されるには十分に厚
いので、還元処理の間中、還元反応によって処理し続け
る。従って、シリコン酸化膜であるか、シリコン上の自
然酸化膜であるかによってモノシランの消費量は異なる
ことになる。
【００８４】しかし、上記第２実施例の方法によれば、
シリコン酸化膜とシリコン上の自然酸化膜の面積の個々
の被処理基板の差を対向面によって調節できるため、モ
ノシランの消費総量を一定になるように制御でき、どの
被処理基板においても同等のモノシラン分圧を与えるこ
とができる。これによって、自然酸化膜の除去残りや、
モノシラン分圧過剰による多結晶シリコン堆積を引き起
こすことなく、自然酸化膜除去処理を均一に行うことが
できる。
シリコン酸化膜とシリコン上の自然酸化膜の面積の個々
の被処理基板の差を対向面によって調節できるため、モ
ノシランの消費総量を一定になるように制御でき、どの
被処理基板においても同等のモノシラン分圧を与えるこ
とができる。これによって、自然酸化膜の除去残りや、
モノシラン分圧過剰による多結晶シリコン堆積を引き起
こすことなく、自然酸化膜除去処理を均一に行うことが
できる。
【００８５】上記したように自然酸化膜除去処理を行っ
た後、処理室内の圧力を１Torr程度の真空状態に保った
まま、処理室内の温度を７５０℃に降温させて安定させ
る。この時、第１の被処理基板４０１の処理表面および
第２の被処理基板４０４上の開口部４０９の底面の上に
再び微少の自然酸化膜が生成することを防ぐために、吹
き出しノズル６よりアルゴンガスを５ SLM 以上流入さ
せ、外気からＯリング（図１の１４）等の接続部分を介
して処理室内に侵入した酸素や、処理室内部に残留して
いる水などの酸化剤が滞留しないようにする。
た後、処理室内の圧力を１Torr程度の真空状態に保った
まま、処理室内の温度を７５０℃に降温させて安定させ
る。この時、第１の被処理基板４０１の処理表面および
第２の被処理基板４０４上の開口部４０９の底面の上に
再び微少の自然酸化膜が生成することを防ぐために、吹
き出しノズル６よりアルゴンガスを５ SLM 以上流入さ
せ、外気からＯリング（図１の１４）等の接続部分を介
して処理室内に侵入した酸素や、処理室内部に残留して
いる水などの酸化剤が滞留しないようにする。
【００８６】処理室温度が前記した７５０℃に安定した
後に、処理室内にモノシランガスを１００SCCM、水素を
１０００SCCM供給して、第１の被処理基板４０１の処理
表面および第２の被処理基板４０４上の開口部４０９の
底面の上にシリコンをエピタキシャル成長させてシリコ
ン膜を堆積させることができる。
後に、処理室内にモノシランガスを１００SCCM、水素を
１０００SCCM供給して、第１の被処理基板４０１の処理
表面および第２の被処理基板４０４上の開口部４０９の
底面の上にシリコンをエピタキシャル成長させてシリコ
ン膜を堆積させることができる。
【００８７】なお、上記各実施例では、還元剤としてモ
ノシランのようなシリコンの水素化合物を用いたが、こ
れに限らず、水素、ジクロルシランのような塩化物、弗
化シランのような弗化物を用いてもよい。
ノシランのようなシリコンの水素化合物を用いたが、こ
れに限らず、水素、ジクロルシランのような塩化物、弗
化シランのような弗化物を用いてもよい。
【００８８】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、処理室
内の複数枚の被処理半導体基板の表面に対する還元反応
処理に際して、被処理半導体基板に対向する面での還元
剤の消費量を制御することによって、還元剤の供給量を
基板毎に独立に制御し、基板毎にそれぞれ適する量の還
元剤を同時に供給することができる。これによって、同
時に処理できる被処理基板の枚数を増加させることがで
き、従来の方法に比べて、高スループット化、低コスト
化を図ることができる。
内の複数枚の被処理半導体基板の表面に対する還元反応
処理に際して、被処理半導体基板に対向する面での還元
剤の消費量を制御することによって、還元剤の供給量を
基板毎に独立に制御し、基板毎にそれぞれ適する量の還
元剤を同時に供給することができる。これによって、同
時に処理できる被処理基板の枚数を増加させることがで
き、従来の方法に比べて、高スループット化、低コスト
化を図ることができる。
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の第１実施例に
おいて自然酸化膜を除去した後にシリコン窒化膜を成膜
するために使用されるＬＰＣＶＤ装置を示す構成説明
図。
おいて自然酸化膜を除去した後にシリコン窒化膜を成膜
するために使用されるＬＰＣＶＤ装置を示す構成説明
図。
【図２】図１のＬＰＣＶＤ装置中の処理基板受け具に搭
載された被処理基板に供給される還元剤の分圧を小さく
するための方法を説明するために示す図。
載された被処理基板に供給される還元剤の分圧を小さく
するための方法を説明するために示す図。
【図３】図１のＬＰＣＶＤ装置中の処理基板受け具に搭
載された被処理基板に供給される還元剤の分圧を大きく
するための方法を説明するために示す図。
載された被処理基板に供給される還元剤の分圧を大きく
するための方法を説明するために示す図。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法の第２実施例に
おいてシリコン酸化膜の面積が異なる複数の被処理基板
を同時に処理するための方法を説明するために示す図。
おいてシリコン酸化膜の面積が異なる複数の被処理基板
を同時に処理するための方法を説明するために示す図。
１…石英製処理室（外管）、２…石英製処理室（内
管）、３…モノシラン導入管、４…モノシラン吹き出し
ノズル、５…アンモニアガス導入管、６…アンモニアガ
ス吹き出しノズル、７…被処理基板受け具（棚状石英ボ
ート）、８…被処理基板、９…排気管、１０…真空ポン
プ、１１…処理室支持台、１２…被処理基板受け具の昇
降可動支持台、１３…石英製断熱筒、１４…耐熱Ｏリン
グ、２０１…シリコン基板、２０２…シリコン酸化膜、
２０３…多結晶シリコン膜、２０４…シリコン窒化膜、
２０５…シリコン基板、３０１…シリコン基板、３０２
…シリコン酸化膜、３０３…多結晶シリコン膜、３０４
…シリコン酸化膜、３０５…シリコン基板、４０１…シ
リコン基板、４０２…シリコン酸化膜、４０３…シリコ
ン基板、４０４…シリコン基板、４０５…シリコン酸化
膜、４０６…シリコン窒化膜、４０７…シリコン酸化
膜、４０８…シリコン基板。
管）、３…モノシラン導入管、４…モノシラン吹き出し
ノズル、５…アンモニアガス導入管、６…アンモニアガ
ス吹き出しノズル、７…被処理基板受け具（棚状石英ボ
ート）、８…被処理基板、９…排気管、１０…真空ポン
プ、１１…処理室支持台、１２…被処理基板受け具の昇
降可動支持台、１３…石英製断熱筒、１４…耐熱Ｏリン
グ、２０１…シリコン基板、２０２…シリコン酸化膜、
２０３…多結晶シリコン膜、２０４…シリコン窒化膜、
２０５…シリコン基板、３０１…シリコン基板、３０２
…シリコン酸化膜、３０３…多結晶シリコン膜、３０４
…シリコン酸化膜、３０５…シリコン基板、４０１…シ
リコン基板、４０２…シリコン酸化膜、４０３…シリコ
ン基板、４０４…シリコン基板、４０５…シリコン酸化
膜、４０６…シリコン窒化膜、４０７…シリコン酸化
膜、４０８…シリコン基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−151394（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188721（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−334022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−2670（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/205
Claims (22)
- 【請求項１】 処理室内の複数枚の被処理半導体基板の
表面を還元ガスに反応させる際、各被処理基板の半導体
装置作製面に対向するように部材を配置し、この部材の
前記被処理基板に対向する面における還元剤との反応を
制御することによって前記部材に対向する被処理基板に
供給される還元剤の量を制御し、各被処理基板における
還元反応の進行を基板毎に制御する半導体装置の製造方
法であって、 前記部材として、被処理半導体基板の半導体装置作製面
に対向する別の被処理半導体基板の裏面側を用いること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記部材の板面状の表面の少なくとも一
部の材料として、シリコン酸化膜、シリコン膜、シリコ
ン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上を用いるこ
とにより、前記部材の前記被処理基板に対向する面にお
ける還元剤との反応を制御することを特徴とする請求項
１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 処理室内の複数枚の被処理半導体基板の
表面を還元ガスに反応させる際、各被処理基板の半導体
装置作製面に対向するように部材を配置し、この部材の
前記被処理基板に対向する面における還元剤との反応を
制御することによって前記部材に対向する被処理基板に
供給される還元剤の量を制御し、各被処理基板における
還元反応の進行を基板毎に制御する半導体装置の製造方
法であって、 前記複数枚の被処理半導体基板に対する自然酸化膜の還
元除去処理を含む処理を同時に行う際、 前記複数枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体装置
作製面の面積がＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）（Ｎは整数）、この
面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜が占める面積がＡｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）で表わされる場合、 前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装置作製面にそ
れぞれ対向して配置された複数枚の部材の前記板面状の
表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコン膜、シリコ
ン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上を含み、そ
れぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を有し、この面
積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の部分が占める面積をそれぞ
れ対応してＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わすと、 （Ａｎ＋Ｂｎ）とＳｎとの比が全ての被処理基板におい
て誤差３０％以内で等しくなるように前記シリコン酸化
膜の部分の面積Ｂｎを設定しておくことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 処理室内の複数枚の被処理半導体基板の
表面を還元ガスに反応させる際、各被処理基板の半導体
装置作製面に対向するように部材を配置し、この部材の
前記被処理基板に対向する面における還元剤との反応を
制御することによって前記部材に対向する被処理基板に
供給される還元剤の量を制御し、各被処理基板における
還元反応の進行を基板毎に制御する半導体装置の製造方
法であって、 前記複数枚の被処理半導体基板に対する自然酸化膜の還
元除去処理を含む処理を同時に行う際、 前記複数枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体装置
作製面の面積がＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）（Ｎは整数）、この
面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜が占める面積がＡｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）で表わされる場合、前記 複数枚の被処理半導体基板の半導体装置作製面にそ
れぞれ対向して配置された複数枚の部材の前記板面状の
表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコン膜、シリコ
ン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上を含み、そ
れぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を有し、この面
積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の部分が占める面積をそれぞ
れ対応してＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わすと、 還元ガスを導入する導入口 に近い側に配置されている部
材の板面状の表面内でシリコン酸化膜の部分が占める面
積Ｂ１が、前記導入口から遠い側に配置されている部材
の板面状の表面内でシリコン酸化膜の部分が占める面積
Ｂ２に比べて大きくなるように設定しておくことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記部材として、被処理半導体基板の半
導体装置作製面に対向する別の被処理半導体基板の裏面
側を用いることを特徴とする請求項３及び請求項４いず
れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 複数枚の被処理半導体基板を相互間に間
隔をあけて重なるように平行に並べて搭載することが可
能な半導体基板受け具と、 この半導体基板受け具が内部に設置された処理室と、 この処理室内に還元性ガスを導入するガス導入手段と、前記 処理室内のガスを排気するガス排気手段と、 前記半導体基板受け具に処理するべく搭載される被処理
半導体基板の半導体装置作製面に対向して隣り合う位置
で前記半導体基板受け具に搭載され、前記半導体装置作
製面に対向する板面状の表面を有する部材とを具備し、前記 部材の前記板面状の表面の少なくとも一部には、前
記還元性ガスとの反応によって還元性ガスの分圧、或い
は、反応生成ガスの分圧を制御することにより前記表面
に対向する前記被処理半導体基板表面の還元反応を所望
通り制御する材料が用いられ、かつ前記部材として、被
処理半導体基板の半導体装置作製面に対向する別の被処
理半導体基板の裏面側が用いられていることを特徴とす
る半導体装置の製造装置。 - 【請求項７】 前記部材の板面状の表面の少なくとも一
部の材料は、シリコン酸化膜、シリコン膜、シリコン窒
化膜のうちの１つ、または、２種類以上を含む膜である
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造装
置。 - 【請求項８】 複数枚の被処理半導体基板を相互間に間
隔をあけて重なるように平行に並べて搭載することが可
能な半導体基板受け具と、 この半導体基板受け具が内部に設置された処理室と、 この処理室内に還元性ガスを導入するガス導入手段と、 前記処理室内のガスを排気するガス排気手段と、 前記半導体基板受け具に処理するべく搭載される被処理
半導体基板の半導体装置作製面に対向して隣り合う位置
で前記半導体基板受け具に搭載され、前記半導体装置作
製面に対向する板面状の表面を有する部材とを具備し、 前記部材の前記板面状の表面の少なくとも一部には、前
記還元性ガスとの反応によって還元性ガスの分圧、或い
は、反応生成ガスの分圧を制御することにより前記表面
に対向する前記被処理半導体基板表面の還元反応を所望
通り制御する材料が用いられ、 複数枚の被処理半導体基
板に対する自然酸化膜除去処理を含む処理を同時に行う
際、 前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装置作製面にそ
れぞれ対向して配置された複数枚の部材の前記板面状の
表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコン膜、シリコ
ン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上を含み、 前記複数枚の被処理半導体基板のそれぞれの半導体装置
作製面の面積をそれぞれ対応してＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、
この面積Ｓｎ内でシリコン酸化膜が占める面積をそれぞ
れ対応してＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、前記複数枚の部材のそ
れぞれの板面状の表面の面積をそれぞれ対応してＳｎ
（ｎ＝１〜Ｎ）、この面積Ｓｎ内で前記シリコン酸化膜
の部分が占める面積をそれぞれ対応してＢｎ（ｎ＝１〜
Ｎ）で表わすと、 （Ａｎ＋Ｂｎ）とＳｎの比が全ての被処理基板において
誤差３０％以内で等しくなるように前記シリコン酸化膜
の部分の面積Ｂｎが設定されていることを特徴とする半
導体装置の製造装置。 - 【請求項９】 複数枚の被処理半導体基板を相互間に間
隔をあけて重なるように平行に並べて搭載することが可
能な半導体基板受け具と、 この半導体基板受け具が内部に設置された処理室と、 この処理室内に還元性ガスを導入するガス導入手段と、 前記処理室内のガスを排気するガス排気手段と、 前記半導体基板受け具に処理するべく搭載される被処理
半導体基板の半導体装置作製面に対向して隣り合う位置
で前記半導体基板受け具に搭載され、前記半導体装置作
製面に対向する板面状の表面を有する部材とを具備し、 前記部材の前記板面状の表面の少なくとも一部には、前
記還元性ガスとの反応によって還元性ガスの分圧、或い
は、反応生成ガスの分圧を制御することにより前記表面
に対向する前記被処理半導体基板表面の還元反応を所望
通り制御する材料が用いられ、 複数枚の被処理半導体基
板に対する自然酸化膜除去処理を含む処理を同時に行う
際、 前記複数枚の被処理半導体基板の半導体装置作製面にそ
れぞれ対向して配置された複数枚の部材の前記板面状の
表面は、それぞれシリコン酸化膜、シリコン膜、シリコ
ン窒化膜のうちの１つ、または、２種類以上を含み、そ
れぞれ対応して面積Ｓｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を有し、この面
積Ｓｎ内でシリコン酸化膜の部分が占める面積をそれぞ
れ対応してＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で表わすと、 前記半導体基板受け具のうちで前記ガス導入手段に近い
側に配置されている部材の板面状の表面内でシリコン酸
化膜の部分が占める面積Ｂ１は、前記ガス排気手段に近
い側に配置されている部材の板面状の表面内でシリコン
酸化膜の部分が占める面積Ｂ２に比べて大きくなるよう
に設定されていることを特徴とする半導体装置の製造装
置。 - 【請求項１０】 前記部材として、被処理半導体基板の
半導体装置作製面に対向する別の被処理半導体基板の裏
面側が用いられていることを特徴とする請求項８及び請
求項９いずれかに記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項１１】 チャンバーと、前記チャンバー内に設
けられた還元剤を含む導入ガスのチャンバーへの導入口
と、複数の半導体装置を搭載する半導体装置受け具とを
備える半導体装置の製造装置を用いて、複数の被処理半
導体装置のそれぞれの処理表面から還元により自然酸化
膜を除去する方法であって、 前記自然酸化膜を除去する方法は、 前記複数の被処理半導体装置を前記半導体装置受け具に
配置する工程と、 還元剤を制御するために、還元剤の消費量を増加させる
第１の部材と、還元剤の消費量を減少させる第２の部材
とを、それぞれ第１の被処理半導体装置と第２の被処理
半導体装置の少なくとも処理表面に、お互いに間隔を有
するように対向させる工程と、 前記第１、第２の被処理半導体装置の少なくとも処理表
面を還元するために、ガス導入口から還元剤を含むガス
をチャンバー内に導入する工程とを具備することを特徴
とする自然酸化膜を除去する方法。 - 【請求項１２】 前記複数の半導体装置は、還元剤を含
むガスの導入口に近い側から遠い側に向かって配置され
ていることを特徴とする請求項１１記載の自然酸化膜を
除去する方法。 - 【請求項１３】 シリコンが前記複数の半導体装置のそ
れぞれの処理表面から露出されており、前記自然酸化膜
はシリコン酸化膜であることを特徴とする請求項１２記
載の自然酸化膜を除去する方法。 - 【請求項１４】 前記還元剤は、水素、シリコン水素化
物、塩素化合物、フッ素化合物の内の一つであることを
特徴とする請求項１３記載の自然酸化膜を除去する方
法。 - 【請求項１５】 前記シリコン水素化物は、モノシラン
を含み、 前記塩素化合物は、ジクロルシランを含み、 前記フッ素化合物はフッ化シランを含むことを特徴とす
る請求項１４記載の自然酸化膜を除去する方法。 - 【請求項１６】 前記第１の部材は、還元剤の消費量を
増加させるシリコン酸化物を含み、 前記第２の部材は、還元剤の消費量を減少させるシリコ
ン窒化物を含むことを特徴とする請求項１３記載の自然
酸化膜を除去する方法。 - 【請求項１７】 前記複数の被処理半導体装置はウェハ
であり、 前記第１の部材は第１のダミーウェハの表面上に形成さ
れたシリコン酸化物を含む層であり、 前記第２の部材は第２のダミーウェハの表面上に形成さ
れたシリコン窒化物を含む層であることを特徴とする請
求項１３記載の自然酸化膜を除去する方法。 - 【請求項１８】 前記複数の被処理半導体装置はウェハ
であり、 第１の半導体装置の内の１つを第１のウェハ、第２の半
導体装置の内の１つを第２のウェハとすると、 前記第１の部材は第１のウェハの処理表面に対向した第
３のウェハの裏面のシリコン酸化膜を含む層であり、 前記第２の部材は第２のウェハの処理表面に対向した第
４のウェハの裏面のシリコン窒化膜を含む層であること
を特徴とする請求項１３記載の自然酸化膜を除去する方
法。 - 【請求項１９】 前記第１の半導体装置の処理表面にお
ける層の被処理領域を領域Ａ１、 前記第１の部材の表面の実効的な領域をシリコン酸化膜
の領域Ｂ２、 前記第２の半導体装置の処理表面における層の被処理領
域を領域Ａ３、 前記第２の部材の表面の実効的な領域をシリコン酸化膜
の領域Ｂ４とし、前記第１の半導体装置が前記還元剤を含むガスの導入口
に近い側に配置されている時、Ａ１＋Ｂ２の面積はＡ３
＋Ｂ４の面積 より大きいことを特徴とする請求項１２記
載の自然酸化膜を除去する方法。 - 【請求項２０】 最表面にシリコン酸化膜を有する複数
の被処理基板と、裏面にシリコン酸化膜を有する複数の
部材を、チャンバー内に前記部材のそれぞれの裏面が前
記基板のそれぞれの最表面に対向して、前記被処理基板
と前記部材とがお互い間隔を有するように配置する工程
と、 前記チャンバー内へ還元ガスを導入する工程と、 前記部材の裏面と還元剤との反応を制御し、前記基板へ
制御された量の還元ガスを供給する工程とを備える半導
体装置の製造方法であって、 前記基板のそれぞれの最表面の面積をＳｎ（ｎ＝１〜
Ｎ、Ｎは整数）、この面積Ｓｎ内でのシリコン酸化膜が
占める面積をＡｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、前記部材のそれぞれ
の裏面の面積をＳｍ（ｍ＝１〜Ｎ）、この面積Ｓｍ内で
のシリコン酸化膜が占める面積をＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と
すると、 領域Ｂｎは全てのＮの基板と部材において（Ａｎ＋Ｂ
ｎ）とＳｎの比が誤差３０％以内で等しく、それぞれの
部材の裏面の面積Ｓｍはそれぞれの基板の最表面の領域
の面積Ｓｎに等しいことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項２１】 前記複数の部材は複数の被処理基板以
外の基板であることを特徴とする請求項２０記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項２２】 最表面にシリコン酸化膜を有し、裏面
にもシリコン酸化膜を有する複数の第１の基板と複数の
第２の被処理基板がチャンバー内に、前記第１の基板の
それぞれの裏面が前記第２の基板のそれぞれの最表面に
対向して、前記第１，第２の基板がお互いに間隔を有す
るように配置する工程と、 前記チャンバー内に還元ガスを導入する工程と、 前記第１の被処理基板の裏面と還元剤との反応を制御
し、第２の被処理基板表面へ制御された量の還元ガスを
供給する工程とを備える半導体装置の製造方法であっ
て、 前記第１の基板のそれぞれの裏面の面積をＳｎ（ｎ＝１
〜Ｎ、Ｎは整数）、この面積Ｓｎ内でのシリコン酸化膜
が占める面積をＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）とすると、 前記還元ガス導入口に近い側に配置されている基板の裏
面においてシリコン酸化膜の占める面積Ｂ１が、ガス導
入口から遠い側に配置されている基板の裏面のシリコン
酸化膜の占める面積Ｂ２より大きくなるように設定する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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