JP4836761B2 - 半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
基板を収容した処理室にシリコン含有ガスを供給する第1の工程と、
前記処理室に残留する前記シリコン含有ガスを排出する第2の工程と、
前記処理室に第1の酸素含有ガスを供給する第3の工程と、
前記処理室に残留する前記第1の酸素含有ガスを前記処理室から排出する第4の工程と、を複数回繰り返して前記基板上に第1のシリコン酸化膜を形成する第1のシリコン酸化膜形成工程と、
前記処理室に前記シリコン含有ガスを供給する第5の工程と、
前記処理室に残留する前記シリコン含有ガスを排出する第6の工程と、
前記処理室に前記第1の酸素含有ガスより酸化力の大きい第2の酸素含有ガスを供給する第7の工程と、
前記処理室に残留する前記第2の酸素含有ガスを前記処理室から排出する第8の工程と、を複数回繰り返して前記第1のシリコン酸化膜が形成された基板上に第2のシリコン酸化膜を形成する第2のシリコン酸化膜形成工程と、
を有し、
前記第1のシリコン酸化膜形成工程を行なって前記基板上に第1のシリコン酸化膜を22Åまで形成した後、前記第2のシリコン酸化膜形成工程を行なって所望の膜厚の第2のシリコン酸化膜を形成する半導体デバイスの製造方法が提供される。
本発明の好ましい実施例では、TDMASとO3を原料ガスに使用したALD法による成膜ではO3の酸化能力が強いためにSiの下地を酸化してしまう問題を解決し、下地酸化を防ぐことのできるALD成膜方法を提供する。
一例として、TDMAS等の原料ガスとO2を用いた成膜を22Åまで行う。
ステップ1では、ガス排気管231のバルブ243fを閉じて排気を止める。この時バルブ243a、243bを開き、TDMASタンクにN2を0.7slm供給し、気泡を発生させる。次にバルブ243cを開き、発生した蒸気を処理室201へ供給する。ガス排気管231のバルブ243fが閉じ処理室201内の圧力は急激に上昇して約7Torrまで昇圧される。TDMASを供給するための時間は5秒設定した。このときのウエハ温度は300〜600℃の範囲内の所望の温度で維持される。
ステップ2ではバルブ243cを閉じ、バルブ243fを開けて処理室201を真空排気し、残留するTDMASの成膜に寄与した後のガスを排除する。また、この時にはN2等の不活性ガスを処理室201に供給すると、更に残留するTDMASの成膜に寄与した後のガスを処理室201から排除する効果が高まる。
ステップ3では、オゾン発生器101からO3をガスを流す。バルブ243d、243eを開け、マスフローコントローラ241bにより流量調整されたO3ガスをノズル233から処理室201へ供給する。この時バルブ243fの弁度の開度を調整し、処理室201内の圧力を4Torrにする。03の供給により、ウエハ200の表面に化学吸着したTDMASとO3とが表面反応(化学吸着)して、ウエハ200上のSiO2膜が成膜される。
ステップ4ではバルブ243eを閉じ、バルブ243fを開けて処理室201を真空排気し、残留するTDMASの成膜に寄与した後のガスを排除する。また、この時にはN2等の不活性ガスを処理室201に供給すると、更に残留するO3の成膜に寄与した後のガスを処理室201から排除する効果が高まる。
処理炉202の下方にはボート217を処理炉202に昇降させる昇降機構としてのボートエレベータ(基板保持具昇降機構)115が設けられ、ボートエレベータ115の昇降台に連結された連結具としてのアーム128には蓋体としてのシールキャップ219が水平に据え付けられており、シールキャップ219はボート217を垂直に支持し、処理炉202の下端部を閉塞可能なように構成されている。
カセット110がカセットステージ114に供給されるに先立って、カセット搬入搬出口112がフロントシャッタ113によって開放される。その後、カセット110はカセット搬入搬出口112から搬入され、カセットステージ114の上にウエハ200が垂直姿勢であって、カセット110のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。その後、カセット110は、カセットステージ114によって、カセット110内のウエハ200が水平姿勢となり、カセット110のウエハ出し入れ口が筐体後方を向けるように、筐体後方に右周り縦方向90°回転させられる。
次に、カセット110は、カセット棚105ないし予備カセット棚107の指定された棚位置へカセット搬送装置118によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚105ないし予備カセット棚107からカセット搬送装置118によって移載棚123に移載されるか、もしくは直接移載棚123に搬送される。
処理後は、上述の逆の手順で、ウエハ200およびカセット110は筐体111の外部へ払出される。
101…オゾナイザ
200…ウエハ
201…処理室
202…処理炉
203…反応管
207…ヒータ
217…ボート
218…ボート支持台
219…シールキャップ
220…Oリング
237…TDMASガスノズル
241a〜241b…マスフローコントローラ
243a〜243f…エアーバルブ
246…真空ポンプ
249…O3ノズル
267…ボート回転機構
280…コントローラ
Claims (1)
- 基板を収容した処理室にシリコン含有ガスを供給する第1の工程と、
前記処理室に残留する前記シリコン含有ガスを排出する第2の工程と、
前記処理室に第1の酸素含有ガスを供給する第3の工程と、
前記処理室に残留する前記第1の酸素含有ガスを前記処理室から排出する第4の工程と、を複数回繰り返して前記基板上に第1のシリコン酸化膜を形成する第1のシリコン酸化膜形成工程と、
前記処理室に前記シリコン含有ガスを供給する第5の工程と、
前記処理室に残留する前記シリコン含有ガスを排出する第6の工程と、
前記処理室に前記第1の酸素含有ガスより酸化力の大きい第2の酸素含有ガスを供給する第7の工程と、
前記処理室に残留する前記第2の酸素含有ガスを前記処理室から排出する第8の工程と、を複数回繰り返して前記第1のシリコン酸化膜が形成された基板上に第2のシリコン酸化膜を形成する第2のシリコン酸化膜形成工程と、
を有し、
前記第1のシリコン酸化膜形成工程を行なって前記基板上に第1のシリコン酸化膜を22Åまで形成した後、前記第2のシリコン酸化膜形成工程を行なって所望の膜厚の第2のシリコン酸化膜を形成する半導体デバイスの製造方法。
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