JP3421483B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンの酸化に
特徴がある半導体装置の製造方法および製造装置に関す
る。
特徴がある半導体装置の製造方法および製造装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】コンピュ−タ−や通信機器等の重要部分
には、多数のトランジスタや抵抗等を電気回路を達成す
るようにむすびつけ、１チップ上に集積化して形成した
大規模集積回路（ＬＳＩ）が多用されている。このた
め、機器全体の性能は、ＬＳＩ単体の性能と大きく結び
付いている。ＬＳＩ単体の性能向上は、集積度を高める
こと、つまり、素子の微細化により実現できる。
には、多数のトランジスタや抵抗等を電気回路を達成す
るようにむすびつけ、１チップ上に集積化して形成した
大規模集積回路（ＬＳＩ）が多用されている。このた
め、機器全体の性能は、ＬＳＩ単体の性能と大きく結び
付いている。ＬＳＩ単体の性能向上は、集積度を高める
こと、つまり、素子の微細化により実現できる。
【０００３】しかし、近年の素子の微細化による半導体
集積回路の高集積化に伴い、ゲート電極等の電極やゲー
ト配線等の配線のＲＣ遅延によって、素子の動作速度が
律速されるという問題が顕在化してきた。
集積回路の高集積化に伴い、ゲート電極等の電極やゲー
ト配線等の配線のＲＣ遅延によって、素子の動作速度が
律速されるという問題が顕在化してきた。
【０００４】この種の遅延は電極や配線の低抵抗化によ
り抑制できる。例えば、ＭＯＳトランジスタ等のゲート
電極の場合であれば、従来より用いられている多結晶シ
リコンゲートの代わりに、金属シリサイド膜と多結晶シ
リコン膜との２層構造ゲート（ポリサイドゲート）を用
いることにより抑制できる。
り抑制できる。例えば、ＭＯＳトランジスタ等のゲート
電極の場合であれば、従来より用いられている多結晶シ
リコンゲートの代わりに、金属シリサイド膜と多結晶シ
リコン膜との２層構造ゲート（ポリサイドゲート）を用
いることにより抑制できる。
【０００５】しかし、０．２５μｍ世代以降では、ポリ
サイドゲートよりも低抵抗のゲート電極が求められ、最
近、高融点金属膜と反応防止層と多結晶シリコン膜との
３層構造ゲート（ポリメタルゲート）が注目されてい
る。
サイドゲートよりも低抵抗のゲート電極が求められ、最
近、高融点金属膜と反応防止層と多結晶シリコン膜との
３層構造ゲート（ポリメタルゲート）が注目されてい
る。
【０００６】ここで、高融点金属としてタングステン
（Ｗ）を用いれば、タングステンの比抵抗はタングステ
ンシリサイド（ＷＳｉx ）に比べ約１桁小さいので、Ｒ
Ｃ遅延時間の大幅な短縮が可能である。また、ポリサイ
ドゲートで用いた技術の多くの部分を継承できるという
利点もある。
（Ｗ）を用いれば、タングステンの比抵抗はタングステ
ンシリサイド（ＷＳｉx ）に比べ約１桁小さいので、Ｒ
Ｃ遅延時間の大幅な短縮が可能である。また、ポリサイ
ドゲートで用いた技術の多くの部分を継承できるという
利点もある。
【０００７】一方、ＬＳＩ製造工程においては、通常、
多結晶シリコンゲート、ポリサイドゲート、ポリメタル
ゲート等のゲートを形成した後、素子の特性や信頼性の
向上を目的とした後酸化という工程が行なわれている。
多結晶シリコンゲート、ポリサイドゲート、ポリメタル
ゲート等のゲートを形成した後、素子の特性や信頼性の
向上を目的とした後酸化という工程が行なわれている。
【０００８】例えば、多結晶シリコンゲートの場合、図
９に示すように、シリコン基板９０１上に多結晶シリコ
ン膜を形成し、これをパターニングしてゲート電極９０
２を形成した後、ゲート酸化膜９０３の端部にバーズビ
ークと呼ばれる膜厚の酸化部分９０４を形成する。この
結果、ゲート電極９０２の下部端部が丸められ、ゲート
部の電界が緩和されるので、素子の特性や信頼性の向上
が図れる。
９に示すように、シリコン基板９０１上に多結晶シリコ
ン膜を形成し、これをパターニングしてゲート電極９０
２を形成した後、ゲート酸化膜９０３の端部にバーズビ
ークと呼ばれる膜厚の酸化部分９０４を形成する。この
結果、ゲート電極９０２の下部端部が丸められ、ゲート
部の電界が緩和されるので、素子の特性や信頼性の向上
が図れる。
【０００９】この種の後酸化を金属シリサイドとしてＷ
Ｓｉx を用いたポリサイドゲートに適用すると、ＷＳｉ
x としては、通常、正規組成ｘ＝２．０よりもＳｉリッ
チのものが用いられるため、後酸化工程で、ＷＳｉx 中
の余剰シリコンが酸化され、ＷＳｉx 表面にもＳｉＯ2
が形成され、結晶シリコンと同様の方法で同様の効果を
得ることができる。
Ｓｉx を用いたポリサイドゲートに適用すると、ＷＳｉ
x としては、通常、正規組成ｘ＝２．０よりもＳｉリッ
チのものが用いられるため、後酸化工程で、ＷＳｉx 中
の余剰シリコンが酸化され、ＷＳｉx 表面にもＳｉＯ2
が形成され、結晶シリコンと同様の方法で同様の効果を
得ることができる。
【００１０】一方、この種の後酸化を高融点金属として
Ｗを用いたポリメタルゲートに適用すると、Ｗは通常の
酸化工程でも酸化されるため、通常の酸化工程でＷＯ3
が形成される。このとき、大きな堆積膨張を伴うため、
膜の剥離等が起こり、以後の工程を続けることができな
くなる。
Ｗを用いたポリメタルゲートに適用すると、Ｗは通常の
酸化工程でも酸化されるため、通常の酸化工程でＷＯ3
が形成される。このとき、大きな堆積膨張を伴うため、
膜の剥離等が起こり、以後の工程を続けることができな
くなる。
【００１１】また、大気から混入するＯ2 やＨ2 Ｏなど
の酸化剤により、酸化工程を開始する前に、Ｗの酸化が
起こり、同様の問題が発生する可能性がある。
の酸化剤により、酸化工程を開始する前に、Ｗの酸化が
起こり、同様の問題が発生する可能性がある。
【００１２】したがって、ポリメタルゲートの場合に
は、高融点金属を酸化せずシリコンのみを酸化する技術
（選択酸化法）が、後酸化工程で必要になる。
は、高融点金属を酸化せずシリコンのみを酸化する技術
（選択酸化法）が、後酸化工程で必要になる。
【００１３】ポリメタルゲートの場合のように、同一基
板上にシリコンの露出部分とＷ等の高融点金属の露出す
る部分が混在する場合において、高融点金属の露出部分
を酸化せずシリコンのみを選択的に酸化する選択酸化法
が知られている（特開昭６０−９１６６）。
板上にシリコンの露出部分とＷ等の高融点金属の露出す
る部分が混在する場合において、高融点金属の露出部分
を酸化せずシリコンのみを選択的に酸化する選択酸化法
が知られている（特開昭６０−９１６６）。
【００１４】この選択酸化法は、酸化剤であるＨ2 Ｏと
還元剤であるＨ2 との混合雰囲気中で酸化を行なう際
に、Ｈ2 Ｏ／Ｈ2 の分圧比を一定範囲に設定して行なう
というものである。発明者らはこの選択酸化をポリメタ
ルゲートの後酸化工程に適用できることを実際に確認し
た。
還元剤であるＨ2 との混合雰囲気中で酸化を行なう際
に、Ｈ2 Ｏ／Ｈ2 の分圧比を一定範囲に設定して行なう
というものである。発明者らはこの選択酸化をポリメタ
ルゲートの後酸化工程に適用できることを実際に確認し
た。
【００１５】しかしながら、この種のＨ2 ＯガスとＨ2
ガスとの混合ガスを用いた選択酸化法には以下のような
問題がある。
ガスとの混合ガスを用いた選択酸化法には以下のような
問題がある。
【００１６】還元剤であるＨ2 ガスは、濃度４％〜７５
％の範囲で、６００℃以上の温度で爆発する。一方、シ
リコンの酸化は、通常６００℃以上の高温で行なわれ
る。したがって、Ｈ2 ＯガスとＨ2 ガスとの混合ガスを
用いた選択酸化法には、安全面で問題がある。
％の範囲で、６００℃以上の温度で爆発する。一方、シ
リコンの酸化は、通常６００℃以上の高温で行なわれ
る。したがって、Ｈ2 ＯガスとＨ2 ガスとの混合ガスを
用いた選択酸化法には、安全面で問題がある。
【００１７】例えば、６０％の水素が完全燃焼した場合
の温度上昇は３５００℃であり、そのときの堆積膨張は
４．３倍であるため、酸化を行なう装置自体が破損する
だけでなく、周囲も危険な状況になる。
の温度上昇は３５００℃であり、そのときの堆積膨張は
４．３倍であるため、酸化を行なう装置自体が破損する
だけでなく、周囲も危険な状況になる。
【００１８】このため、上記選択酸化法を用いる場合に
は、安全機構を備えた装置が必要となる。安全機構とし
ては、反応室内が爆発しない状態を保持するための機構
や、何らかの事情で酸素が混入しても安全な状態を保て
る機構が必要となる。
は、安全機構を備えた装置が必要となる。安全機構とし
ては、反応室内が爆発しない状態を保持するための機構
や、何らかの事情で酸素が混入しても安全な状態を保て
る機構が必要となる。
【００１９】したがって、上記選択酸化方法を実際に使
用するためには、上述したような安全機構が必要になる
ので、装置の複雑化や高価格化という問題が生じる。
用するためには、上述したような安全機構が必要になる
ので、装置の複雑化や高価格化という問題が生じる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のシ
リコンの選択酸化方法では、還元剤としてＨ2 ガスを用
いているので、爆発等の危険があった。このため、上記
選択酸化方法を実施するための装置には、爆発等の危険
を未然に防止するための安全機構が必要となり、これに
より、装置構成が複雑になったり、装置価格が高くなる
という問題があった。
リコンの選択酸化方法では、還元剤としてＨ2 ガスを用
いているので、爆発等の危険があった。このため、上記
選択酸化方法を実施するための装置には、爆発等の危険
を未然に防止するための安全機構が必要となり、これに
より、装置構成が複雑になったり、装置価格が高くなる
という問題があった。
【００２１】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、安全にシリコンの選択
酸化を行なえる半導体装置の製造方法および構成の複雑
化、高価格を招かずに、安全にシリコンの選択酸化を行
なえる半導体製造装置を提供することにある。
ので、その目的とするところは、安全にシリコンの選択
酸化を行なえる半導体装置の製造方法および構成の複雑
化、高価格を招かずに、安全にシリコンの選択酸化を行
なえる半導体製造装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】［概要］
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の
製造方法（請求項１）は、処理容器内にシリコンの露出
部分を有する被処理基体を収容し、前記処理容器内にＨ
2 ガスとは異なる非酸化性ガスにより希釈したＨ 2 ガス
を導入し、続いて、前記処理容器内にＨ 2 ガスとは異な
る非酸化性ガスにより希釈したＨ 2 Ｏガスを導入すると
ともに、前記処理容器内の前記Ｈ2 ガスの分圧を４％未
満に設定し、かつ前記被処理基体の温度を６００℃以上
に設定して、前記シリコンの露出部分を選択的に酸化
し、前記シリコンの前記露出部の選択酸化が終了した
ら、前記処理容器内への前記Ｈ 2 ガスとは異なる非酸化
性ガスにより希釈したＨ2 Ｏガスの導入を停止し、続い
て、前記処理容器内への前記Ｈ 2 ガスとは異なる非酸化
性ガスにより希釈したＨ 2 ガスの導入を停止することを
特徴とする。
製造方法（請求項１）は、処理容器内にシリコンの露出
部分を有する被処理基体を収容し、前記処理容器内にＨ
2 ガスとは異なる非酸化性ガスにより希釈したＨ 2 ガス
を導入し、続いて、前記処理容器内にＨ 2 ガスとは異な
る非酸化性ガスにより希釈したＨ 2 Ｏガスを導入すると
ともに、前記処理容器内の前記Ｈ2 ガスの分圧を４％未
満に設定し、かつ前記被処理基体の温度を６００℃以上
に設定して、前記シリコンの露出部分を選択的に酸化
し、前記シリコンの前記露出部の選択酸化が終了した
ら、前記処理容器内への前記Ｈ 2 ガスとは異なる非酸化
性ガスにより希釈したＨ2 Ｏガスの導入を停止し、続い
て、前記処理容器内への前記Ｈ 2 ガスとは異なる非酸化
性ガスにより希釈したＨ 2 ガスの導入を停止することを
特徴とする。
【００２３】
【００２４】さらに、上記半導体装置の製造方法、半導
体製造装置は以下のような特徴を備えていることが望ま
しい。 （１）処理容器内の圧力を酸化処理を大気圧よりも負圧
に保ちながら酸化処理を行なう。 （２）処理容器内を一旦１Ｐａ以下に減圧した後、酸化
処理を行なう。
体製造装置は以下のような特徴を備えていることが望ま
しい。 （１）処理容器内の圧力を酸化処理を大気圧よりも負圧
に保ちながら酸化処理を行なう。 （２）処理容器内を一旦１Ｐａ以下に減圧した後、酸化
処理を行なう。
【００２５】［作用］本発明に係る半導体装置の製造方
法（請求項１）によれば、基体温度を酸化限界以上の６
００℃以上の温度に設定した状態で、Ｈ2 ガスの分圧を
爆発限界以下の低圧力（低濃度）に設定しているので、
安全にシリコンの選択酸化を行なえるようになる。
法（請求項１）によれば、基体温度を酸化限界以上の６
００℃以上の温度に設定した状態で、Ｈ2 ガスの分圧を
爆発限界以下の低圧力（低濃度）に設定しているので、
安全にシリコンの選択酸化を行なえるようになる。
【００２６】
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施の形態（実施形態）を説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る半導体製造装置の概略構成を示す模式図である。
実施の形態（実施形態）を説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る半導体製造装置の概略構成を示す模式図である。
【００２８】図中、１１５はＳｉウェハ等の被処理基体
を収容して酸化処理を行なうところの処理容器を示して
おり、この処理容器１１５内にはＨ2 ガスおよびＨ2 Ｏ
ガスがＮ2 ガス（非酸化性ガス）とともに導入されるよ
うになっている。
を収容して酸化処理を行なうところの処理容器を示して
おり、この処理容器１１５内にはＨ2 ガスおよびＨ2 Ｏ
ガスがＮ2 ガス（非酸化性ガス）とともに導入されるよ
うになっている。
【００２９】上記Ｈ2 ガスは、バルブ１０２、流量制御
器１０５、バルブ１０８、導入管１１１、水分計１１
３、バルブ１１４を介して、処理容器１１５内に導入さ
れる。このとき、第１のＮ2 ガスがバルブ１０１、流量
制御器１０４、バルブ１０７、導入管１１１、水分計１
１３、バルブ１１４を介して、処理容器１１５内に導入
される。すなわち、Ｈ2 ガスは、第１のＮ2 ガスをキャ
リアガスとして、処理容器１１５内に導入される。
器１０５、バルブ１０８、導入管１１１、水分計１１
３、バルブ１１４を介して、処理容器１１５内に導入さ
れる。このとき、第１のＮ2 ガスがバルブ１０１、流量
制御器１０４、バルブ１０７、導入管１１１、水分計１
１３、バルブ１１４を介して、処理容器１１５内に導入
される。すなわち、Ｈ2 ガスは、第１のＮ2 ガスをキャ
リアガスとして、処理容器１１５内に導入される。
【００３０】一方、上記Ｈ2 Ｏガスは、第２のＮ2 ガス
をキャリアガスとしてバブラー１２３中に封入した純水
の蒸気をバルブ１１０、導入管１１２を介して、処理容
器１１５内に導入することにより供給される。第２のＮ
2 ガスは、バルブ１０３、流量制御器１０６、バルブ１
０９、流量制御器１２４を介して、バブラー１２３内に
導入される。
をキャリアガスとしてバブラー１２３中に封入した純水
の蒸気をバルブ１１０、導入管１１２を介して、処理容
器１１５内に導入することにより供給される。第２のＮ
2 ガスは、バルブ１０３、流量制御器１０６、バルブ１
０９、流量制御器１２４を介して、バブラー１２３内に
導入される。
【００３１】処理容器１１５内のＨ2 ガス濃度（Ｈ2 ガ
ス分圧）は、流量制御器１０４，１０５，１０６により
制御される。すなわち、Ｈ2 ガス濃度が所定値になるよ
うに流量制御器１０４，１０５，１０６によりＨ2 ガス
およびＮ2 ガスの流量が制御される。また、処理容器１
１５内の全雰囲気中のＨ2 Ｏガス濃度は水分計１１３に
よりモニタされる。
ス分圧）は、流量制御器１０４，１０５，１０６により
制御される。すなわち、Ｈ2 ガス濃度が所定値になるよ
うに流量制御器１０４，１０５，１０６によりＨ2 ガス
およびＮ2 ガスの流量が制御される。また、処理容器１
１５内の全雰囲気中のＨ2 Ｏガス濃度は水分計１１３に
よりモニタされる。
【００３２】処理容器１１５にはヒータ１１６が設けら
れている。このヒータ１１６により被処理基体は所定温
度に設定される。また、処理容器１１５はバルブ１２０
を介して真空ポンプ１２２に接続されている。この真空
ポンプ１２２により処理容器１１５は真空排気されるよ
うになっている。処理容器１１５内の圧力は圧力計１１
７によりモニタできるようになっている。
れている。このヒータ１１６により被処理基体は所定温
度に設定される。また、処理容器１１５はバルブ１２０
を介して真空ポンプ１２２に接続されている。この真空
ポンプ１２２により処理容器１１５は真空排気されるよ
うになっている。処理容器１１５内の圧力は圧力計１１
７によりモニタできるようになっている。
【００３３】なお、図中、１１８はバルブ、１１９は希
釈気体導入ライン、１２１は真空引用ライン、１２５は
排気ラインを示している。
釈気体導入ライン、１２１は真空引用ライン、１２５は
排気ラインを示している。
【００３４】本発明者らは、このように構成された半導
体製造装置を用いて、Ｓｉ、Ｗの酸化について調べてみ
た。
体製造装置を用いて、Ｓｉ、Ｗの酸化について調べてみ
た。
【００３５】まず、Ｈ2 ガス濃度を４％未満（燃焼限界
未満）に固定した状態で、Ｈ2 ガスとＨ2 Ｏガスの分圧
比（ＰH2O ／ＰH2）を変化させて、ＳｉおよびＷの酸化
を調べる実験を行なった。
未満）に固定した状態で、Ｈ2 ガスとＨ2 Ｏガスの分圧
比（ＰH2O ／ＰH2）を変化させて、ＳｉおよびＷの酸化
を調べる実験を行なった。
【００３６】この実験では、基板温度は８００℃、酸化
時間は３０分であり、全圧は約１×１０5 Ｐａ（１ａｔ
ｍ）に固定した。
時間は３０分であり、全圧は約１×１０5 Ｐａ（１ａｔ
ｍ）に固定した。
【００３７】また、Ｗ表面の酸化は、ＸＰＳ（Ｘ線光電
子分光法）のＷピークのシフトと、ＳＥＭによるＷ表面
の形状とにより判定した。また、Ｓｉの酸化量はエリプ
ソメータにより測定した。
子分光法）のＷピークのシフトと、ＳＥＭによるＷ表面
の形状とにより判定した。また、Ｓｉの酸化量はエリプ
ソメータにより測定した。
【００３８】図２はその結果である分圧比ＰH2O ／ＰH2
とＳｉ上に形成されたシリコン酸化膜の膜厚（酸化膜
厚）との関係を示す特性図である。
とＳｉ上に形成されたシリコン酸化膜の膜厚（酸化膜
厚）との関係を示す特性図である。
【００３９】分圧比ＰH2O ／ＰH2が０．３以下では、Ｗ
表面は酸化されることなく平滑に保たれ、ＰH2O ／ＰH2
＝０．２２でＳｉ上に厚さ約３ｎｍのシリコン酸化膜を
形成できることが分かった。
表面は酸化されることなく平滑に保たれ、ＰH2O ／ＰH2
＝０．２２でＳｉ上に厚さ約３ｎｍのシリコン酸化膜を
形成できることが分かった。
【００４０】一方、分圧比ＰH2O ／ＰH2が０．３を越え
ると、Ｗ表面が荒れることが分かった。また、被処理基
体の温度（基体温度）が高いほど、Ｗ表面が荒れ始める
分圧比ＰH2O ／ＰH2が高くなることを確認した。分圧比
ＰH2O ／ＰH2が０．２〜０．４以下となるように温度に
応じて適宜条件設定すると良い。
ると、Ｗ表面が荒れることが分かった。また、被処理基
体の温度（基体温度）が高いほど、Ｗ表面が荒れ始める
分圧比ＰH2O ／ＰH2が高くなることを確認した。分圧比
ＰH2O ／ＰH2が０．２〜０．４以下となるように温度に
応じて適宜条件設定すると良い。
【００４１】図３は、ＰH2＝４０００Ｐａ（０．０４ａ
ｔｍ）、ＰH2O ／ＰH2＝０．２、基体温度８００℃にお
ける酸化膜厚の時間依存性を示したものである。また、
水素濃度は燃焼限界以下（４％以下）である。
ｔｍ）、ＰH2O ／ＰH2＝０．２、基体温度８００℃にお
ける酸化膜厚の時間依存性を示したものである。また、
水素濃度は燃焼限界以下（４％以下）である。
【００４２】図３から、基体温度８００℃、酸化時間１
２０ｍｉｎ程度の酸化なら、４〜５ｎｍ程度の酸化膜を
形成できることが分かる。このとき、Ｗは酸化されるこ
となく、その表面が平滑に保たれることがＸＰＳおよび
ＳＥＭ観察により分かった。
２０ｍｉｎ程度の酸化なら、４〜５ｎｍ程度の酸化膜を
形成できることが分かる。このとき、Ｗは酸化されるこ
となく、その表面が平滑に保たれることがＸＰＳおよび
ＳＥＭ観察により分かった。
【００４３】図４は、図３と同じガス条件で、基体温度
８００〜９５０℃、酸化時間３０ｍｉｎの酸化を行なっ
た場合の基体温度との酸化膜厚と関係を示す特性図であ
る。
８００〜９５０℃、酸化時間３０ｍｉｎの酸化を行なっ
た場合の基体温度との酸化膜厚と関係を示す特性図であ
る。
【００４４】図４から、例えば、基体温度９００℃、酸
化時間３０ｍｉｎの酸化なら、Ｗを酸化することなく、
厚さ１２ｎｍ程度のシリコン酸化膜を形成できることが
分かる。
化時間３０ｍｉｎの酸化なら、Ｗを酸化することなく、
厚さ１２ｎｍ程度のシリコン酸化膜を形成できることが
分かる。
【００４５】以上の結果から、水素濃度が燃焼限界以下
でも、Ｗ表面を平坦に保ったままＳｉを選択的に酸化で
きることが分かった。したがって、本実施形態によれ
ば、水素ガスを通常の不燃性ガスと同様に扱えるので、
安全にシリコンの選択酸化を行なえる。
でも、Ｗ表面を平坦に保ったままＳｉを選択的に酸化で
きることが分かった。したがって、本実施形態によれ
ば、水素ガスを通常の不燃性ガスと同様に扱えるので、
安全にシリコンの選択酸化を行なえる。
【００４６】なお、上記実験は基体温度が８００℃以上
の場合のものであるが、基体温度が６００℃以上、つま
り、シリコンの酸化が起こる温度以上（酸化限界以上）
であれば同様の結果が得られることを確認した。
の場合のものであるが、基体温度が６００℃以上、つま
り、シリコンの酸化が起こる温度以上（酸化限界以上）
であれば同様の結果が得られることを確認した。
【００４７】また、このような選択酸化は図１に示すよ
うな簡単な構成の半導体製造装置、つまり、従来の構成
に加えてキャリアガスであるＮ2 ガス（非酸化性ガス）
の供給系を付加した構成の半導体製造装置により行なえ
るので、装置価格が上昇するという問題もない。
うな簡単な構成の半導体製造装置、つまり、従来の構成
に加えてキャリアガスであるＮ2 ガス（非酸化性ガス）
の供給系を付加した構成の半導体製造装置により行なえ
るので、装置価格が上昇するという問題もない。
【００４８】図５に、本実施形態の選択酸化法を行なう
前後のポリメタルゲートの顕微鏡写真を示す。
前後のポリメタルゲートの顕微鏡写真を示す。
【００４９】図５（ａ）は、Ｓｉ基板上に多結晶Ｓｉ
膜、ＷＳｉＮ膜、Ｗ膜を順次形成した後、この積層膜を
ＲＩＥを用いてパターニングして、ポリメタルゲートを
形成した状態を示している。
膜、ＷＳｉＮ膜、Ｗ膜を順次形成した後、この積層膜を
ＲＩＥを用いてパターニングして、ポリメタルゲートを
形成した状態を示している。
【００５０】図５（ｂ）は、本実施形態の選択酸化法に
より厚さ４ｎｍのシリコン酸化膜を形成した様子を示
し、図５（ｃ）は、本実施形態の選択酸化法により厚さ
１２ｎｍのシリコン酸化膜を形成した様子を示してい
る。
より厚さ４ｎｍのシリコン酸化膜を形成した様子を示
し、図５（ｃ）は、本実施形態の選択酸化法により厚さ
１２ｎｍのシリコン酸化膜を形成した様子を示してい
る。
【００５１】図５（ｂ）、図５（ｃ）から、Ｗ膜の形状
を損なわずに、Ｓｉ表面にＳｉＯ2が選択的に形成され
ている様子が確認される。 （第２の実施形態）図６は、本発明の第２の実施形態に
係る半導体製造装置の概略構成を示す模式図である。こ
れは図１の半導体製造装置を改良したものである。
を損なわずに、Ｓｉ表面にＳｉＯ2が選択的に形成され
ている様子が確認される。 （第２の実施形態）図６は、本発明の第２の実施形態に
係る半導体製造装置の概略構成を示す模式図である。こ
れは図１の半導体製造装置を改良したものである。
【００５２】図中、６０６はＳｉウェハ等の被処理基体
６０８を収容して酸化処理するところの処理容器を示し
ており、この処理容器６０６内には複数の被処理基体６
０８を同時に支持できる支持具６０７が設けられてい
る。支持具６０７は石英やＳｉＣ等の絶縁性材料により
形成されている。
６０８を収容して酸化処理するところの処理容器を示し
ており、この処理容器６０６内には複数の被処理基体６
０８を同時に支持できる支持具６０７が設けられてい
る。支持具６０７は石英やＳｉＣ等の絶縁性材料により
形成されている。
【００５３】処理容器６０６の右側、左側の装置系はそ
れぞれ図１の半導体製造装置のガス導入系、ガス排気系
に相当している。ガス導入系は、バブラー１２３を用い
ずにＨ2 Ｏガスを供給する点を除いてほぼ同じ構成にな
っている。
れぞれ図１の半導体製造装置のガス導入系、ガス排気系
に相当している。ガス導入系は、バブラー１２３を用い
ずにＨ2 Ｏガスを供給する点を除いてほぼ同じ構成にな
っている。
【００５４】すなわち、バルブ６１８〜６２０はそれぞ
れ図１のバルブ１０１〜１０３に相当し、流量制御器
（ＭＦＣ）６１５〜６１７はそれぞれ図１の流量制御器
１０４〜１０６に相当し、バルブ６１２〜６１４はそれ
ぞれ図１のバルブ１０７〜１０９に相当し、バルブ６１
０は図１のバルブ１１４に相当し、水素供給ライン６２
５は図１の水素供給ライン１１１に相当する。この図に
示すようにＮ2 ガスはＨ2 ガスを希釈するために導入さ
れる。Ｈ2 ＯガスもＮ2 ガスにより希釈しても良い。
れ図１のバルブ１０１〜１０３に相当し、流量制御器
（ＭＦＣ）６１５〜６１７はそれぞれ図１の流量制御器
１０４〜１０６に相当し、バルブ６１２〜６１４はそれ
ぞれ図１のバルブ１０７〜１０９に相当し、バルブ６１
０は図１のバルブ１１４に相当し、水素供給ライン６２
５は図１の水素供給ライン１１１に相当する。この図に
示すようにＮ2 ガスはＨ2 ガスを希釈するために導入さ
れる。Ｈ2 ＯガスもＮ2 ガスにより希釈しても良い。
【００５５】一方、ガス排気系は改良されており、ま
ず、通常の減圧ＣＶＤ装置と同様に、ドライポンプ等の
真空ポンプ６０１および圧力制御装置６０４を備え、こ
れにより、反応容器６００内を１Ｐａ程度まで減圧でき
るようになっている。さらに、コンダクタンスバルブ６
０５が設けられており、０．８気圧程度の準常圧で圧力
制御できるようになっている。なお、６２４は圧力計、
６０２は排気ライン、６０３は不活性気体による希釈ラ
インを示している。
ず、通常の減圧ＣＶＤ装置と同様に、ドライポンプ等の
真空ポンプ６０１および圧力制御装置６０４を備え、こ
れにより、反応容器６００内を１Ｐａ程度まで減圧でき
るようになっている。さらに、コンダクタンスバルブ６
０５が設けられており、０．８気圧程度の準常圧で圧力
制御できるようになっている。なお、６２４は圧力計、
６０２は排気ライン、６０３は不活性気体による希釈ラ
インを示している。
【００５６】本実施形態でも先の実施形態と同様な効果
が得られ、さらに上記改良により以下に説明する別の２
つの効果が得られる。
が得られ、さらに上記改良により以下に説明する別の２
つの効果が得られる。
【００５７】一つは、減圧ＣＶＤ装置で行なわれている
ように、減圧での気密チェックが可能となり、これによ
り、酸化工程の開始時に装置の気密性を確認できるよう
になる。
ように、減圧での気密チェックが可能となり、これによ
り、酸化工程の開始時に装置の気密性を確認できるよう
になる。
【００５８】したがって、十分な気密性を確保した状態
で、確実に酸化を行なうことができる。これにより、酸
素の混入の可能性は非常に低くなり、水素濃度が上昇す
ることがあっても、安全に酸化を行なうことができる。
で、確実に酸化を行なうことができる。これにより、酸
素の混入の可能性は非常に低くなり、水素濃度が上昇す
ることがあっても、安全に酸化を行なうことができる。
【００５９】また、大気解放時に装置内に混入した酸素
や水などの酸化剤、あるいは装置に吸着した酸素や水な
どの酸化剤も、一旦１Ｐａ程度に減圧することにより、
大部分を排出することができる。したがって、さらに制
御された条件下で酸化工程を開始することが可能にな
る。
や水などの酸化剤、あるいは装置に吸着した酸素や水な
どの酸化剤も、一旦１Ｐａ程度に減圧することにより、
大部分を排出することができる。したがって、さらに制
御された条件下で酸化工程を開始することが可能にな
る。
【００６０】もう一つは、大気より若干低い圧力で酸化
を行なうことができ、仮に水素濃度が燃焼下限をわずか
に越え、燃焼した場合でも、圧力上昇による装置の損傷
および周囲への危険を回避できることである。
を行なうことができ、仮に水素濃度が燃焼下限をわずか
に越え、燃焼した場合でも、圧力上昇による装置の損傷
および周囲への危険を回避できることである。
【００６１】以下にその試算の一例を示す。
【００６２】水素は以下の反応式によって燃焼するが、
８００℃常圧においては１ｍｏｌ当たり約２４９ｋＪの
熱を放出する。
８００℃常圧においては１ｍｏｌ当たり約２４９ｋＪの
熱を放出する。
【００６３】２Ｈ2 ＋Ｏ2 →２Ｈ2 Ｏ＋２４９×２ｋＪ
仮に処理容器６０６の容積を５０ｌとすると４％Ｈ2 の
体積は２ｌとなる。全圧を８×１０4 Ｐａ（０．８ａｔ
ｍ）とし、これをモル数に直すと約０．０７ｍｏｌとな
る。このときに発生するエネルギーは１７．４ｋＪであ
る。
体積は２ｌとなる。全圧を８×１０4 Ｐａ（０．８ａｔ
ｍ）とし、これをモル数に直すと約０．０７ｍｏｌとな
る。このときに発生するエネルギーは１７．４ｋＪであ
る。
【００６４】処理容器６０６の内部を満たす気体の比熱
をＮ2 の等積比熱程度とみなすと、ＶV,N2＝０．７４Ｊ
／ｋ・ｇであるから、温度上昇は約４７０℃になる。
をＮ2 の等積比熱程度とみなすと、ＶV,N2＝０．７４Ｊ
／ｋ・ｇであるから、温度上昇は約４７０℃になる。
【００６５】そのときの圧力上昇は約１．４倍で、始状
態が８×１０4 Ｐａであるから、圧力は約１．１４×１
０5 Ｐａ（１．１４ａｔｍ）になる。
態が８×１０4 Ｐａであるから、圧力は約１．１４×１
０5 Ｐａ（１．１４ａｔｍ）になる。
【００６６】したがって、大気圧に対して０．１４気圧
程度の陽圧であれば、通常の強度の真空系であっても破
損することは無い。 （第３の実施形態）図７は、本発明の第３の実施形態に
係る半導体製造装置（コールドウォール型加熱装置）の
概略構成を示す模式図である。
程度の陽圧であれば、通常の強度の真空系であっても破
損することは無い。 （第３の実施形態）図７は、本発明の第３の実施形態に
係る半導体製造装置（コールドウォール型加熱装置）の
概略構成を示す模式図である。
【００６７】このコールドウォール型加熱装置は、大き
く分けて、真空引きが可能で、被処理基体７２２を収容
して酸化処理するところの処理容器７１１と、流量が正
確に制御されたＮ2 ガスで希釈したＨ2 Ｏガスをガス導
入系７１２と、流量が正確に制御されたＮ2 ガスで希釈
したＨ2 ガスのガス導入系７１３と、加熱源を兼ねた基
板保持台７１４とから構成されている。加熱源は例えば
抵抗加熱ヒータなどにより構成されたものである。
く分けて、真空引きが可能で、被処理基体７２２を収容
して酸化処理するところの処理容器７１１と、流量が正
確に制御されたＮ2 ガスで希釈したＨ2 Ｏガスをガス導
入系７１２と、流量が正確に制御されたＮ2 ガスで希釈
したＨ2 ガスのガス導入系７１３と、加熱源を兼ねた基
板保持台７１４とから構成されている。加熱源は例えば
抵抗加熱ヒータなどにより構成されたものである。
【００６８】コールドウォール型加熱装置を用いた場
合、処理容器７１１の内壁の温度は室温程度となるた
め、先の実施形態で用いた雰囲気で選択酸化を行なう
と、水蒸気が処理容器７１１の内壁に凝縮し易く、ガス
の導入経路によっては水蒸気分圧の制御が困難になりう
る。そのため、本実施形態では、処理容器７１１の内側
に５０℃以上に加熱された加熱板７１５を設けてある。
合、処理容器７１１の内壁の温度は室温程度となるた
め、先の実施形態で用いた雰囲気で選択酸化を行なう
と、水蒸気が処理容器７１１の内壁に凝縮し易く、ガス
の導入経路によっては水蒸気分圧の制御が困難になりう
る。そのため、本実施形態では、処理容器７１１の内側
に５０℃以上に加熱された加熱板７１５を設けてある。
【００６９】次にこのコールドウォール型加熱装置を用
いたＳｉの選択酸化、具体的には、Ｗ／ＷＳｉＮ／Ｓｉ
の積層膜（ポリメタルゲート）のＳｉの選択酸化につい
て説明する。
いたＳｉの選択酸化、具体的には、Ｗ／ＷＳｉＮ／Ｓｉ
の積層膜（ポリメタルゲート）のＳｉの選択酸化につい
て説明する。
【００７０】まず、Ｗ／ＷＳｉＮ／Ｓｉの積層膜が形成
された被処理基体７２２を処理容器７１１に導入する。
された被処理基体７２２を処理容器７１１に導入する。
【００７１】次にバルブ７１９を開いてドライポンプ７
２０により、処理容器７１１内を真空引きした後、バル
ブ７１９を閉じてバルブ７１６およびバルブ７１８を開
き、ターボ分子ポンプ７１７により、処理容器７１１内
を１０μＰａ程度の真空にする。
２０により、処理容器７１１内を真空引きした後、バル
ブ７１９を閉じてバルブ７１６およびバルブ７１８を開
き、ターボ分子ポンプ７１７により、処理容器７１１内
を１０μＰａ程度の真空にする。
【００７２】次にＮ2 ガスにより４％以下に希釈したＨ
2 ガスをガス導入系７１３から処理容器７１１内に導入
し、続いて、Ｎ2 ガスにより希釈したＨ2 Ｏガスをガス
導入系７１２から被処理基体７２２の上方から流すこと
により、Ｓｉの選択酸化を行なう。このとき、被処理基
体７２２は６００℃以上の温度に設定されている。
2 ガスをガス導入系７１３から処理容器７１１内に導入
し、続いて、Ｎ2 ガスにより希釈したＨ2 Ｏガスをガス
導入系７１２から被処理基体７２２の上方から流すこと
により、Ｓｉの選択酸化を行なう。このとき、被処理基
体７２２は６００℃以上の温度に設定されている。
【００７３】上記ガス導入の順序は、Ｈ2 Ｏガス濃度が
選択酸化が起こる所望の設定値よりも大きくなることを
防止する。したがって、ガス導入の順序が逆になると、
ガス導入の初期段階で、ＷやＷＳｉＮの酸化物との平衡
水蒸気分圧を上回るためにＷの酸化が起こることにな
る。
選択酸化が起こる所望の設定値よりも大きくなることを
防止する。したがって、ガス導入の順序が逆になると、
ガス導入の初期段階で、ＷやＷＳｉＮの酸化物との平衡
水蒸気分圧を上回るためにＷの酸化が起こることにな
る。
【００７４】また、全ガス圧力は０．１〜０．９気圧程
度に設定し、処理容器７１１の内部でＨ2 ガスの燃焼反
応が起きた場合においても処理容器７１１が破壊されな
いようにする。
度に設定し、処理容器７１１の内部でＨ2 ガスの燃焼反
応が起きた場合においても処理容器７１１が破壊されな
いようにする。
【００７５】排気ガスはドライポンプ７２０の排気口か
ら配管７２１を通して排気するが、この際にＨ2 ガス濃
度をさらに希釈するために配管７２３からＮ2 ガスを導
入する。
ら配管７２１を通して排気するが、この際にＨ2 ガス濃
度をさらに希釈するために配管７２３からＮ2 ガスを導
入する。
【００７６】そして、選択酸化が終了したら、ガス導入
系７１２からのＨ2 Ｏガスの導入を停止し、続いてガス
導入系７１３からのＮ2 ガスで希釈されたＨ2 ガスの導
入を停止し、被処理基体７２２を処理容器７１１から搬
出する。
系７１２からのＨ2 Ｏガスの導入を停止し、続いてガス
導入系７１３からのＮ2 ガスで希釈されたＨ2 ガスの導
入を停止し、被処理基体７２２を処理容器７１１から搬
出する。
【００７７】このガス導入停止の順序は、Ｈ2 ガス濃度
が選択酸化が起こる所望の設定値よりも大きくなること
を防止する。したがって、逆の順序になると、ガス導入
終了の段階で、ＷやＷＳｉＮの酸化物との平衡水蒸気分
圧を上回るために、Ｗの酸化が起こることになる。
が選択酸化が起こる所望の設定値よりも大きくなること
を防止する。したがって、逆の順序になると、ガス導入
終了の段階で、ＷやＷＳｉＮの酸化物との平衡水蒸気分
圧を上回るために、Ｗの酸化が起こることになる。
【００７８】本実施形態では、基板保持台７１４が被処
理基体７２２の加熱源を兼ねているが、この場合には加
熱源のヒータは常にオンしていることが必要であり、し
たがって、ＷやＷＳｉＮの酸化を防止するために、被処
理基体７２２の搬出前および搬出前の処理容器７１１は
真空槽であることが不可欠となる。 （第４の実施形態）図８は、本発明の第４の実施形態に
係る半導体製造装置（コールドウォール型加熱装置）の
概略構成を示す模式図である。
理基体７２２の加熱源を兼ねているが、この場合には加
熱源のヒータは常にオンしていることが必要であり、し
たがって、ＷやＷＳｉＮの酸化を防止するために、被処
理基体７２２の搬出前および搬出前の処理容器７１１は
真空槽であることが不可欠となる。 （第４の実施形態）図８は、本発明の第４の実施形態に
係る半導体製造装置（コールドウォール型加熱装置）の
概略構成を示す模式図である。
【００７９】本実施形態のコールドウォール型加熱装置
が第３の実施形態のそれと異なる点は、加熱源として高
速昇降温が可能なランプ８２３を用いていること、被処
理基体８２２の外周に設けたシャワーヘッド８２５から
被処理基体８２２の表面にガスを流すこと、ならびに基
板保持台８１４が回転可能になっていることにある。
が第３の実施形態のそれと異なる点は、加熱源として高
速昇降温が可能なランプ８２３を用いていること、被処
理基体８２２の外周に設けたシャワーヘッド８２５から
被処理基体８２２の表面にガスを流すこと、ならびに基
板保持台８１４が回転可能になっていることにある。
【００８０】ランプ８２３、シャワーヘッド８２５は、
ガス導入部８２４の一部を構成している。すなわち、ガ
ス導入部８２４は、流量が正確に制御されたＮ2 ガスに
より希釈されたＨ2 Ｏガスを導入するためのガス導入系
８１２と、流量が正確に制御されたＮ2 ガスで希釈され
たＨ2 ガスを導入するためのガス導入系８１３と、ラン
プ８２３と、シャワーヘッド８２５とにより構成されて
いる。
ガス導入部８２４の一部を構成している。すなわち、ガ
ス導入部８２４は、流量が正確に制御されたＮ2 ガスに
より希釈されたＨ2 Ｏガスを導入するためのガス導入系
８１２と、流量が正確に制御されたＮ2 ガスで希釈され
たＨ2 ガスを導入するためのガス導入系８１３と、ラン
プ８２３と、シャワーヘッド８２５とにより構成されて
いる。
【００８１】その他の構成は第３の実施形態のそれと基
本的に同じである。すなわち、バルブ８１６，８１８，
８１９はそれぞれ図７のバルブ７１６，７１８，７１９
に相当し、ターボ分子ポンプ８１７は図７のターボ分子
ポンプ７１７に相当し、ドライポンプ８２０は図７のド
ライポンプ７２０に相当し、配管８２１，８２６はそれ
ぞれ図７の配管７２１，７２３に相当している。
本的に同じである。すなわち、バルブ８１６，８１８，
８１９はそれぞれ図７のバルブ７１６，７１８，７１９
に相当し、ターボ分子ポンプ８１７は図７のターボ分子
ポンプ７１７に相当し、ドライポンプ８２０は図７のド
ライポンプ７２０に相当し、配管８２１，８２６はそれ
ぞれ図７の配管７２１，７２３に相当している。
【００８２】本実施形態でも第３の実施形態と同様な効
果が得られる。さらに、本実施形態では、半導体基板８
２２を保持する保持台８１４が回転可能になっているた
め、ガス流の均一性やランプ８２３による加熱の均一性
を改善できるという効果が得られる。
果が得られる。さらに、本実施形態では、半導体基板８
２２を保持する保持台８１４が回転可能になっているた
め、ガス流の均一性やランプ８２３による加熱の均一性
を改善できるという効果が得られる。
【００８３】具体的には、被処理基体８２２の表面の温
度分布は８００℃±２℃以内（６σ）という高均一性な
ものとなり、また、Ｓｉ表面の酸化膜厚の分布に関して
も７ｎｍ±０．１ｎｍ（６σ）と高均一性なものとな
る。 （第５の実施形態）上述したコールドウォール型加熱装
置を他のプロセス装置とマルチチャンバー化すると、製
造効率の向上や、真空連続プロセスによる信頼性の向上
が可能となる。
度分布は８００℃±２℃以内（６σ）という高均一性な
ものとなり、また、Ｓｉ表面の酸化膜厚の分布に関して
も７ｎｍ±０．１ｎｍ（６σ）と高均一性なものとな
る。 （第５の実施形態）上述したコールドウォール型加熱装
置を他のプロセス装置とマルチチャンバー化すると、製
造効率の向上や、真空連続プロセスによる信頼性の向上
が可能となる。
【００８４】他のプロセス装置は、具体的には、ポリメ
タル構造のゲート電極またはゲート配線となる積層膜等
をエッチングする反応性イオンエッチング装置と、該エ
ッチングの際に用いたレジストを剥離するための酸素プ
ラズマアッシング装置などのレジスト剥離装置と、アル
カリ系のエッチングまたはＨＦ蒸気を用いて処理して水
洗・乾燥する装置である。
タル構造のゲート電極またはゲート配線となる積層膜等
をエッチングする反応性イオンエッチング装置と、該エ
ッチングの際に用いたレジストを剥離するための酸素プ
ラズマアッシング装置などのレジスト剥離装置と、アル
カリ系のエッチングまたはＨＦ蒸気を用いて処理して水
洗・乾燥する装置である。
【００８５】これらプロセス装置を上記コールドウォー
ル型加熱装置のいずれかとを連続的に処理できるように
配列させ、マルチチャンバー型装置を構成する。
ル型加熱装置のいずれかとを連続的に処理できるように
配列させ、マルチチャンバー型装置を構成する。
【００８６】このようなマルチチャンバー化により、工
期が３０％以上短縮し、ＬＳＩの製造効率が向上し、ま
た、クリーンルームの占有スペースが半分程度に縮小化
し、ＣＯＯ（ｃｏｓｔ ｏｆ ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ）を
低減できた。
期が３０％以上短縮し、ＬＳＩの製造効率が向上し、ま
た、クリーンルームの占有スペースが半分程度に縮小化
し、ＣＯＯ（ｃｏｓｔ ｏｆ ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ）を
低減できた。
【００８７】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。例えば、上記実施形態では、キャリ
アガス、希釈用ガスとしてはＮ2 ガスを用いたが、Ａｒ
ガスなどの他の不活性ガスを用いても良い。
れるものではない。例えば、上記実施形態では、キャリ
アガス、希釈用ガスとしてはＮ2 ガスを用いたが、Ａｒ
ガスなどの他の不活性ガスを用いても良い。
【００８８】また、上記実施形態では、ポリメタルゲー
トのＳｉの選択酸化について説明したが、本発明は他の
選択酸化にも適用することができる。
トのＳｉの選択酸化について説明したが、本発明は他の
選択酸化にも適用することができる。
【００８９】その他、本発明の技術範囲内で種々変形し
て実施できる。
て実施できる。
【００９０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明（請求項１）
によれば、基体温度を酸化限界以上の６００℃以上の温
度に設定した状態で、Ｈ2 ガスの分圧を爆発限界以下の
低圧力（低濃度）に設定しているので、安全にシリコン
の選択酸化を行なえるようになる。
によれば、基体温度を酸化限界以上の６００℃以上の温
度に設定した状態で、Ｈ2 ガスの分圧を爆発限界以下の
低圧力（低濃度）に設定しているので、安全にシリコン
の選択酸化を行なえるようになる。
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置
の概略構成を示す模式図
の概略構成を示す模式図
【図２】分圧比ＰH2O ／ＰH2と酸化膜厚との関係を示す
特性図
特性図
【図３】酸化時間と酸化膜厚との関係を示す特性図
【図４】酸化温度と酸化膜厚との関係を示す特性図
【図５】結晶構造を示す顕微鏡写真
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置
の概略構成を示す模式図
の概略構成を示す模式図
【図７】本発明の第３の実施形態に係る半導体製造装置
の概略構成を示す模式図
の概略構成を示す模式図
【図８】本発明の第４の実施形態に係る半導体製造装置
の概略構成を示す模式図
の概略構成を示す模式図
【図９】ゲート部の後酸化を説明するための断面図
１０１〜１０３…バルブ
１０４〜１０６…流量制御器
１０７〜１１０…バルブ
１１１，１１２…導入管
１１３…水分計
１１４…バルブ
１１５…処理容器
１１６…ヒータ
１１７…圧力計
１１８…バルブ
１１９…希釈気体導入ライン
１２０…バルブ
１２１…真空引用ライン
１２２…真空ポンプ
１２３…バブラー
１２４…流量制御器
１２５…排気ライン
６００…反応容器
６０１…真空ポンプ
６０２…排気ライン
６０３…希釈ライン
６０５…コンダクタンスバルブ
６０６…処理容器
６０７…支持具
６０８…被処理基体
６１０…バルブ
６１２〜６１４…バルブ
６１５〜６１７…流量制御器（ＭＦＣ）
６１８〜６２０…バルブ
６２４…圧力計
６２５…水素供給ライン
７１１…処理容器
７１２，７１３…ガス導入系
７１４…基板保持台
７１５…加熱板
７１６…バルブ
７１７…ターボ分子ポンプ
７１８，７１９…バルブ
７２０…ドライポンプ
７２１…配管
７２２…被処理基体
７２３…配管
８１２，８１３…ガス導入系
８１４…基板支持台
８１６…バルブ
８１７…ターボ分子ポンプ
８１８，８１９…バルブ
８２０…ドライポンプ
８２１…配管
８２２…被処理基体
８２３…ランプ
８２４…ガス導入部
８２５…シャワーヘッド
８２６…配管
フロントページの続き
(72)発明者 宮野 清孝
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝研究開発センター内
(56)参考文献 特開 平３−119763（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−102520（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−119630（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−59834（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/312
H01L 21/314
H01L 21/316
H01L 21/318
H01L 21/31
H01L 29/78
Claims (3)
- 【請求項１】処理容器内にシリコンの露出部分を有する
被処理基体を収容し、前記処理容器内にＨ 2 ガスとは異
なる非酸化性ガスにより希釈したＨ 2 ガスを導入し、続
いて、前記処理容器内にＨ 2 ガスとは異なる非酸化性ガ
スにより希釈したＨ 2 Ｏガスを導入するとともに、前記
処理容器内の前記Ｈ2 ガスの分圧を４％未満に設定し、
かつ前記被処理基体の温度を６００℃以上に設定して、
前記シリコンの露出部分を選択的に酸化し、前記シリコ
ンの前記露出部の選択酸化が終了したら、前記処理容器
内への前記Ｈ 2 ガスとは異なる非酸化性ガスにより希釈
したＨ2 Ｏガスの導入を停止し、続いて、前記処理容器
内への前記Ｈ 2 ガスとは異なる非酸化性ガスにより希釈
したＨ 2 ガスの導入を停止することを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項２】前記被処理基体上にはＷ／ＷＳｉＮ／Ｓｉ
の積層膜からなるポリメタルゲートが形成され、前記シ
リコンの前記露出部分は前記積層膜の前記Ｓｉであるこ
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】前記Ｈ2 ガスとは異なる前記非酸化性ガス
は、Ｎ2 またはＡｒであることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24073595A JP3421483B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 半導体装置の製造方法 |
| US08/701,716 US5907188A (en) | 1995-08-25 | 1996-08-22 | Semiconductor device with conductive oxidation preventing film and method for manufacturing the same |
| KR1019960035339A KR100241200B1 (ko) | 1995-08-25 | 1996-08-24 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
| US09/267,376 US6133150A (en) | 1995-08-25 | 1999-03-15 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24073595A JP3421483B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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