JPH03219632A - 絶縁膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、絶縁膜形成方法に間するもので、特に膜厚
の薄い絶縁膜てあって品質の優れた絶縁膜を形成する方
法に関するものである。

（従来の技術） 最先端技術により形成されるシリコン集積回路、特にＭ
ＯＳ（Ｍｅｔａｌ　０ｘｉｄｅ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ）集積回路では膜厚が極めて薄い酸化膜がゲート
絶縁■に用いられる。とりわけ１．Ｏｕｍ以下のゲト長
を有するサブミクロンＭＯＳデバイスでは膜厚が例えば
１００λ以下となる酸化膜か用いられ、このように膜厚
を薄くすることによって利得の向上が図られている。

酸化膜の従来の形成方法の一例としては、例えば文献：
　　ｒＭＯ３Ｌｓ：［製造技術、徳山　　代、橋本　哲
−ｍ著、日経マグロウヒル社、Ｐ、６５　（１９８５）
」に開示されるものかあった。

この文献に開示されている方法では、まず、電気炉によ
って８００〜１２００″Ｃに加熱した石英管内に、清浄
化した基板か配置される。その後、酸化膜形成のための
酸化性ガスが石英管内に導入される。酸化性ガスとして
は例えば、乾燥した酸素ガス、或は酸素及び水素の混合
ガス、或は塩Ｍを霧状にして酸素ガスと混合したガス等
が用いられる。酸化性ガスの導入された石英管内に基板
を、形成しようとする酸化膜の膜厚に見合った時間一定
温度で放置しておくことによって基板表面に均一な膜厚
の酸化膜か形成される。

（発明か解決しようとする課題） しかしなから、上述の文献に開示されでいる絶縁膜形成
方法では、膜厚か例えば１００Å以下の薄い酸化膜を形
成する場合膜厚制御か困難であった。そのため、従来の
絶縁膜形成方法で上述のような薄い酸化膜を形成する場
合は、石英管の加熱温度ｔ　ｓ　ｏ　ｏ　’ｃ以下にす
る方法（以下、これを低温酸化法と略称することもある
。）或いは、窒素で酸素を稀釈して酸化速度の低下を図
る方法（以下、これを稀釈酸化法と略称することもある
。）をとらざるを得ない。

しかし、低温酸化法では、シリコン（基板）／シリコン
酸化膜界面か荒れてしまうという問題点があった。また
、稀釈酸化法では窒素がシリコン／シリコン酸化膜界面
に偏析するので新たに界面準位が発生する等の問題点が
あった。

また、低温酸化法及び稀釈酸化法のいずれの方法でも、
得られる酸化膜は、緻密でなく、その内部に例えばシリ
コン原子の不対結合や或いは歪んだ５ｉ−０−８ｉ結合
か多く存在するものであり、このためそもそも界面準位
が高くなる傾向があった。従って、このような酸化膜を
ＭＯ５型電界効果トランジスタのゲート絶縁膜としで使
用した場合、上記の原因に起因する種々の問題が生しる
０例えば、ゲート長１ｕｍ以下の像細なＭＯ３型電界効
果トランジスタの場合では、チャネル領域で発生したホ
ットエレクトロンがこの酸化膜中に侵入すると、電子は
この酸化膜中のシリコン原子の不対結合や歪んだ５ｉ−
０−３ｉ結合にトラップされ新たな界面準位を発生させ
、このためＭＯ３型トランジスタにおける閾値電圧の変
動や伝達コシダクタンスの低下を引き起してしまう。

この発明はこのような点に鑑みなされたものであり、従
ってこの発明の目的は、絶縁膜形成中に生じる未結合手
等に起因する膜欠陥を低減出来る絶縁膜形成方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、反応炉
内で基板に対し絶縁膜形成用ガス雰囲気中での加熱処理
を行なって該基板に絶縁膜を形成する方法においで、 絶縁膜形成後に反応炉内を反応性ガス雰囲気とし絶縁膜
形成済み基板に対し該雰囲気中で加熱処理することを特
徴とする６ なお、ここで云う基板とは、シリコン基板等のような基
板そのものである場合は勿論のこと、基板上にエピタキ
シャル層か形成されたもの、基板やエピタキシャル層に
素子か作り込まれている中間体等、絶縁膜か形成される
へき広く下地を意味しでいる。

また、この発明の実施に当たり、前述の反応゛ｉガスを
塩素を含有するガスとするのが好適である。

さらにこの発明の実施に当たり、前述の絶縁膜形成用ガ
スを酸化性ガスとし、絶縁膜を酸化膜とするのか好適で
ある。

また、この発明の実施に当たり、絶縁膜の形成前に前記
基板に対し還元性ガス雰囲気中での加熱処理を行ない基
板を清浄化するのが好適である。

ざらにこの発明の実施に当たり、前述の酸化性ガス雰囲
気、還元性ガス雰囲気及び反応性ガス雰囲気夫々での加
熱処理を赤外線照射により行なうのが好適である。

（作用） この発明の絶縁膜形成方法によれば、！！縛護膜形成後
絶縁膜形成後み基板に対し反応性ガス雰囲気中での加熱
処理か行なわれる。従って、反応性ガスはこの加熱処理
において活性化され分解され該反応性ガス中に含まれる
原子が絶縁膜表層に拡散するようになる。この拡散した
原子は絶縁膜表Ｎ１部て該締縛ＩＩＩを構成する原子と
反応し該表層部にドーピング層を形成する。例えば、絶
ｓｓｉシリコン酸化膜とし反応゛１ガス′＠塩Ｍを含む
ガスとした場合であれば、絶縁膜の表層にはＳ　ｉ　Ｃ
Ｉ２ｘて構成されるドーピング層が形成される。そして
このドーピング層か形成される際には、絶縁膜中のシリ
コン原子の不対結合や歪んたＳｉ−〇−８１結合は反応
性ガス中の原子（上述の例で云えば塩素）との結合によ
って減少すると思われ、この結果、絶縁膜の特性向上が
図れる。

また、結締膜形成用ガス雰囲気中、反応性ガス雰囲気中
　及び還元性ガス雰囲気中での各加熱処理を赤外線ラン
プ照射により行なった場合、ヒーター等を用いる加熱に
比し、基板の加熱及び冷却を応答性良く行なえる。

（実施例） 以下、図面ヲ撃照してこの発明の結締膜形成方法の実施
例につき説明する。

なお、図面はこの発明を理解出来る程度に、各構成成分
の寸法、形状及び配設イ９１を概略的に示しているにす
ぎない。従って各構成成分の寸法、形状及び配置間係は
図示例に限定されるものではない。また、以下の説明て
は、特定の材料及び特定の数値的条件を挙げて説明する
が、これら材料及び条件は単なる好適例にすぎず、従っ
てこの発明はこれら材料及び条件に限定されるものでは
ない。

１２．　　　ン　゛　の１日 ます、この発明の絶線膜形成方法の説明に先立ち、この
方法の実施に用いて好適な結締膜形成装置につき説明す
る。

第２図はこの結締膜形成装置の主要部（主として反応炉
及び加熱部の構成）を概略的に示す断面図である。なお
、第２図では反応炉内に基板を設！した状態を示す。

また第３図はこの結締膜形成装置の全体構成を概略的に
示す図である。

第２図にも示すようにこの実施例では、反応炉（チャシ
バ−）１０を例えば本体１０ａ　、　Ｍ部材１０ｂ及び
昇降部材１０ｃから構成する。本体１０ａ及び昇降部材
１０ｃの形成材料としては例えば、ステンレスを、また
蓋部材１０ｂ及び後述の支持体２０の形成材料としては
、例えば石英を用いる。

また上述の反応炉１０の本体１０ａ及び昇降部材Ｏｃは
分離可能に一体となっで凹部ａを形成するものである。

また、昇ｌ１１部材１０ｃの凹部ａの側には基板１日を
載せるための支持体２０を設けて昇降部材１０ｃの昇降
によって支持体２０ｒ８のせた基板１８％反応反応炉１
０外れ或は反応炉１０外へ取り出せるようにする。図示
例では昇降部材１０ｃを例えば機械的に昇降させるため
の昇降装Ｗ１２２と連結させている。

また蓋部材＋ｏｂを着脱自在に本体１０ａに取り付ける
。本体１０ａと蓋部材１０ｂ及び昇降部材Ｉｎｃとの閉
には気密保持部材２４例えばパイトンパツキンｒ８設け
ており、従って反応炉１０内の真空引きを行なった際に
気密保持部材２４を介し、気密状態か形成できる。

また凹部ａの基板近傍位言に基板１８の表面温度を測定
するための温度測定手段２６例えばオプティカルパイロ
メータ％　ｍＡける。

さらにこの実施例では加熱部１６を任意好適な構成の赤
外線照射手段、例えば赤外線ランプ１６ａと、この赤外
線ランプ１６ａ　％支持するための支持部材＋６ｂとを
以って構成する。赤外線ランプ１６ａとしては、基板１
８を効率良く加熱出来る波長域の光を発するランプとす
るのが良く、基板材料に応した任意好適なランプで構成
する。この実施例では、クンゲステンハロゲンランプを
用いる。好ましくは、複数個の赤外線ランプ１６ａ　％
反応炉１０内の加熱を均一に行なえるように配置する。

通常、赤外線ランプ１６ａは、反応炉１０外に配置する
。この際、反応炉１０の一部を、赤外線を反応炉１０外
から反応炉１０内に透過させ得る構成とする。この実施
例では、蓋部材１０ｂを既に説明したように石英で構成
しであるので赤外線の透過が可能である。

また、赤外線ランプ１６ａの支持部材＋６ｂの配設位置
をこれに限定するものではないが、図示例では支持部材
１６ｂ　！、支持部材＋６ｂと本体１０ａとの間に蓋部
材１０ｂ及び本体１０ａの当接部を閉し込めるように、
本体１０ａに着脱自在に取り付け、ざらに支持部材＋６
ｂと本体１０との間に気密保持部材２４を設ける。この
ように支持部材＋６ｂ　！設けることによって反応炉１
０内の真空気密性の向上か図れる。

なお、第２図において符号２８は反応炉１０及びガス供
給部１４の間（こ設けたガス供給管、また３０は反応炉
１０及び排気手段１２の間に設けた排気管を示す。

次に、第３図を参照してこの実施例の真空排気系及びガ
ス供給系につき説明する。なお、真空排気系及びガス供
給系を以下に述べる例に限定するものではない。

まず真空排気系につき説明する。この実施例では排気手
段１２ヲ例えばターボ分子ポンプ１２ａとこのポンプ１
２ａと接続されたロータリーポンプ＋２ｂとを以って構
成する。排気手段１２を例えば図示のように配設した排
気管３０及びバルブを介して反応炉１０と連通させて接
続する。

第３図において３２ａ〜３２ｄは排気管３０に連通させ
で設けた真空計（或は圧力ゲージ）であり、真空計３２
ａ及び３２ｄ　！例えば１〜１Ｏ−３Ｔｏｒｒの紀囲の
圧力測定に用いるバラトロン真空計（或いはビラニー真
空計）とし、また真空計３２ｂ及び３２ｃ　％例えば１
０−３〜１０−”Ｔ　ｏ　ｒ　ｒの範囲の圧力測定に用
いるイオンゲージとする。真空計３２ｂと排気管３０と
の闇には真空計３２ｂを保護するための自動開閉バルブ
３４ヲ設け、真空計３２ｂの動作時に真空計３２ｂに対
して１　（１３Ｔｏ　ｒ　ｒ以上の圧力を負荷しないよ
うにバルブ３４の開閉を自動制御する。３６ａ〜３６ｆ
は排気手段１２及び反応炉１０の間に設けられる自動開
閉バルブであり、これらバルブ３６ａ〜３６ｆをそれぞ
れ任意好適に開閉することによって、反応炉１０内の圧
力を任意好適な圧力に制御し反応炉１０内に低真空排気
状態及び高真空排気状態を形成する。

さらに３８は圧力調整用のニードルバルブ及び４０はレ
リーフバルブであり、バルブ４０は反応炉１０内の圧力
か大気圧例えば７６０Ｔｏｒｒを越えた場合に自動的に
開放し、バルブ４０の開放によってガス供給部１４から
反応炉１０内へ供給されたガスを排気する。

次にガス供給系につき説明する。この実施例ではガス供
給部１４ヲ還元性ガス源１４ａと、反応性ガス源＋４ｂ
と、酸化性ガス源１４ｃと、不活性ガス源４ｄとを以っ
て構成する。このガス供給部１４を例えば図示のように
配設した供給管２８及びバルブを介して反応炉１０と連
通させて接続する。

さらに第３図においで４２はガス供給系、４４はバルブ
、４６ａ　〜４６ｄ及び４８ａ、４８ｂは自動開閉バル
ブ、５０ａ、５０ｂはガス供給部１４から反応炉１０へ
導入されるガスの流量を制御する自動ガス流量コントロ
ーラである。

バルブ４４．４８ａ　、　４８ｂ　、　４６ａ　−４６
ｂ　’）Ｆｒそれぞれ任意好適に開閉することによって
、所望のガスをガス供給部１４から反応炉１０へ供給で
きる。

絶ＭＪＭＩ隘或方】■虐月朋 次に、結縛膜形成用ガスを酸化性ガスとし、基板として
シリコン基板を用いこの基板にシリコン酸化膜を形成す
る例によりこの発明の絶縁膜形成方法の実施例の説明を
行なう。ここで、第１図は、この発明の絶Ｎａ膜形成方
法の説明に供する加熱サイクルを説明するための図であ
る。なお、第１図は横軸に時間をとり縦軸に温度をとっ
て示しである。また、第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、この発
明の絶縁膜形成方法により絶縁膜を形成する工程中の主
な工程における基板の様子を断面図を以って示した図で
ある。以下の説明においては、第１図〜第４を適宜参照
されたい。

■く清浄化〉 この実施例では絶縁膜形成前に絶縁Ｓを形成する基板の
清浄化を行なう。この清浄化は例えばこの出願の出願人
により提案されている方法で行なえこの実施例でもその
方法を用いる。具体的に説明する。

■−■・・・前処理 先ず、従来から行なわれている如く化学薬品及び純水等
を用いて基板の前洗浄を行なう。

次に、反応炉１０内で基板１８に自然酸化膜か形成され
るのを防止するため、反応炉ＩＯ内にパージ用のガスと
して例えば窒素ガス或いはアルゴン等のような不活性ガ
スを予め導入しておく。ここでは、還元性ガス、反応性
ガス及び酸化性ガスは未た導入しない。このようにガス
供給を行なうには、バルブ４４．４８ｂ及び４６ｄ　％
開け、バルブ４８ａ。

４６ａ〜４６ｃを閉じれば良い。

次に反応炉１０内に基板１８を設貫する（第４図（Ａ）
参照）。基板１８は昇降部材１０ｃの支持体２０上に固
定する。なお、第４図（Ａ）において、１８ａは基板１
８に既に形成されている自然酸化膜を示す。

次に、上述の如く前処理の済んだ基板に対し還元性ガス
雰囲気中での加熱処理を行ない基板の清浄化をする。具
体的には以下のように行なう。

■−■・・・自然酸化膜の除去 ます、バルブ４４．４８ｂ、　４６ｄを閉じで、反応炉
１０内への不活性ガスの供給を停止する。

次に、排気手段１２によって反応炉１０内を例えば１ｘ
ｌＯ−ｅＴｏｒｒの真空度となるように排気し反応炉１
０内を清浄化する。なお、この真空排気のため、バルブ
３８．３６ａ　、３６ｆ　、３４、を閉じておいてバル
ブ３６ｂ　、３６ｃ　、３６ｄを開き、ロータリーポン
プ１２ｂ　％作動させ、反応炉１０内の圧力を真空計３
２ａでモニター（監視）しながら反応炉１０内を排気す
る。ざらに、反応炉１０内が例えば１×】○−３Ｔｏｒ
ｒの圧力となった後、バルブ３６ｃ　、３６ｄを閉じて
バルブ３６ｅ　、３４を開き、真空計３２ｂて反応炉１
０内の圧力をモニターしなから１×１０−”Ｔ。

ｒｒまで反応炉１０内を排気する。

反応炉１０内を上述の如く高真空に排気したら、次に反
応炉１０内に還元性ガス例えば水素ガスを導入する（第
１図の傾城Ｉ：Ｈ２フロー）。この還元゛１ガスの導入
に当たっては、次に行なう還元性ガス雰囲気中での加熱
処理において反応炉１０内の減圧状態を維持するために
、バルブ３６ｂ、３６ｅ、３４を閉しバルブ３８．３６
ａを開いた状態としこの状態てバルブ４４．４８ａ、　
４６ａ？開いて還元性ガス例えば水素ガスを反応炉１０
内に供給する。このときの反応炉１０内の減圧状態の維
持は、還元性ガスを導入しながらバルブ３８ヲ操作する
と共に還元性ガスの流量を自動コン１−ローラ５０ａで
調製することによって行なえる。この実施例では、反応
炉１０内を例えば１００〜１Ｏ−２Ｔｏｒｒの低真空の
減圧状態に維持する。

次に、加熱部１６によって自然酸化膜の除去のための加
熱処理を行なう（第１図の領域■）、この加熱処理によ
って還元性ガス雰囲気中で基板１８を加熱して基板１８
の自然酸化ＩＩを還元し、自然酸化＠を基板１８から除
去する（第４図（Ｂ））。なおこの実施例では、反応炉
１０内を既に説明したような減圧状態に維持しながら加
熱処理を行なう。これにより、自然酸化膜の還元による
反応生成物か反応炉１０外へ排気され、その結果、反応
生成物によって基板１８及び反応炉１０内が汚染される
度合を低減出来る。

ここで、この加熱処理は、加熱部１６の赤外線ランプ１
６ａによって行なっている。そして、基板１８の表面温
度を温度測定手段２６で測定しながら例えば基板１８の
表面温度を５０°Ｃ／秒〜２００°Ｃ／秒の間の適当な
割合で好ましくは約１００″Ｃ／秒で上昇させて、約１
０００　’Ｃとなったら約１０〜３０秒間１０００℃の
状態を保持するように基板１８の加熱を制御する。

次に、加熱部１６による基板１８の加熱を停止すると共
にバルブ４６ａ　％閉して還元性ガスの供給を停止し、
そして基板１８の表面温度か室温例えば約２５°Ｃとな
るまて基板１８が冷却するのを待つ。この冷却は基板１
８が自然に冷却するようにしても良いし、強制的に冷却
するようにしても良い。強制冷却は、例えばバルブ４８
ａ　％閉しバルブ４８ｂ、４６ｄを開けて不活性ガスを
反応炉１０内に大量に導入することにより行なえる。

次に、バルブ３８．３６ａ％閉じてバルブ３６ｂ、３６
ｅ　＠開けて反応炉１０内を例えば１ｘｌＯ−”Ｔｏｒ
ｒの高真空に排気し、反応炉１０内を清浄化する。

■〈酸化膜の成膜〉 次に、酸化性ガス雰囲気中で加熱処理を行なって基板１
日に酸化膜を形成するため、先ず、バルブ３６ｂ、３６
ｅ　！閉し、バルブ３８．３６ａ、　４８ｂ、　４６ｃ
を開き酸化性ガス例えば酸素ガスを反応炉１０内に導入
する（第１図の領域１１：０□２０−）。酸化”膜形成
は大気圧下でも行なえるが、酸化膜形成時の反応性生成
物を反応炉１０外に排気するため、反応炉１ｏ内を例え
ば１００〜１（Ｉ２Ｔｏｒｒの低真空の減圧状態に維持
する。この状態で加熱部１６による加熱処理によって基
板１８を加熱して基板表面に酸化膜を形成する。

この基板１８の加熱は加熱部１６の赤外線ランプ１６ａ
によって行なう。この際に、基板１８の表面温度を温度
測定手段２６て測定しながら、基板１８の温度を例えば
５０’Ｃ／秒〜２００°Ｃ／秒の間の適当な割合で上昇
させた後、所定時間所定の温度（例えば１０００′Ｃ）
に保持するように行なう（第１図の領域■）。この場合
、温度の上昇割合か一定となるように加熱を行なうのが
好適であるが、それは酸化膜の成長度合を一定にして品
質の良い酸化膜を形成するためである。このような条件
で基板を加熱することによって膜厚約５０人の酸化膜５
１を形成する（第４図（Ｃ））、酸化１１５１の膜厚制
御は例えば、酸化温度、酸化時間及び酸化性ガスの流ｔ
を調整することによって行なえる。

なお、上述の絶縁膜の形成工程においては基板加熱を赤
外線ランプによる急速加熱法で行なっているので、以下
のような効果か得られる。

■・・・赤外線ランプを作動させると基板は応答性良く
加熱されざらにランプを消すことで基板は応答性良く冷
却される。このため、絶縁膜（熱酸化膜）の成長及びそ
の停止が容易になる。従って、基板温度を例えば１００
０　℃という高温にし絶縁膜の形成を行なっても薄い熱
酸化膜の制御か可能であるので、高温処理によって絶縁
膜の嘆賞の向上が図れる。

■・・・また、上述の実施例では、絶縁膜形成時には反
応炉１４内の清浄度を向上させるため反応炉１４内を高
真空状態或いは減圧状態として反応生成物等の不純物を
反応炉１４内から極力排除しでいた。

しかし、これにも限界かあるため、不純物は僅がなから
反応炉内に残留している。しかし、絶縁膜形成時には′
、赤外線ランプによる急速加熱により熱酸化膜を得るの
で、基板か高温状態で不純物に汚染される時間か従来の
方法に比し短くで済む。

実際、加熱時間（基板温度か所定温度に達してからラン
プを切るまでの時間）は例えば６０秒以内（好ましくは
１０〜３０秒）と短い。従って、従来より清浄な熱酸化
膜か得られ従って膜欠陥の少ない絶縁膜が得られる。

所望の膜厚の酸化膜の形成か終了したら、赤外線ランプ
１６ａ　％消して基板１８の加熱を停止する。

次に、バルブ３８及びバルブ３６ａを閉じ、バルブ３６
ｂ及びバルブ３６ｅ　％開いて、反応炉１０内を例えば
１ｘｌＯ−６Ｔｏｒｒ程度の真空度となるように排気す
る。

〈反応性ガスによる処理〉 次に、酸化膜形成済み基板を反応性ガス雰囲気で加熱処
理するために、先ず、バルブ３６ｂ及びバルブ３６ｅを
閉じ、バルブ３８及びバルブ３６ａ　Ｉ開いで、反応炉
１０内に反応性ガスとしで例えば、重量比で１％塩Ｍ−
９９％水素ガスの比で、塩酸を霧状にして水素ガスと混
合したガスを導入する（第１図の領域Ｉ１１：ＨＣρフ
ロー）。この際、反応炉１０内は減圧状態に維持するの
が好適である。これによれば、後の加熱処理においで反
応性ガスにより酸化膜から除去される不純物等を反応炉
１０外に効率的に除去出来るからである０反応炉１０内
の減圧状態の維持は、反応性ガスを導入しながらバルブ
３８を操作すると共に還元性ガスの流量を自動コントロ
ーラ５０ａで調製することによって行なえる。この実施
例では、反応炉１０内を例えば１００〜１Ｏ−２Ｔｏｒ
ｒの低真空の減圧状態に維持する。

なお、酸化膜形成後に反応炉雰囲気を酸化性ガス雰囲気
から反応性ガス雰囲気に変えることを、基板の加熱を続
けたままの状態で行なうことも考えられるか、最終的な
膜厚が５０λ程度というような薄い酸化膜を形成する場
合ガス交換中に酸化膜の成長か進み最終的な膜厚になっ
てしまう危険か高い。従って、この実施例では、基板加
熱を停止した状態でガス交換を行なっている。

次に、酸化膜形成済み基板を反応゛けガス雰囲気中で加
熱する（第１図の領域■）。この加熱処理によって反応
′ｉガスは熱的に活性化され分解し、反応性ガス中に含
まれていた原子は酸化膜５１に拡散しドーピングＩＩＩ
　５３−％形成する（第４図（Ｄ））。なお、この場合
のドーピング層５３は、酸化膜５１中に含まれるシリコ
ンと、反応゛１ガス中に含まれる塩素とか結合したＳ　
Ｉ　Ｃ１２ｘて構成される層である。この加熱処理はこ
の実施例では以下のように行なう。

基板１８の表面温度を温度測定手段２６で測定しなから
例えば基板１８の表面温度を１０００’Ｃに保持するよ
うに基板１８の加熱を制御する。１０００℃の温度で２
０秒間の加熱を行なうことにより膜厚か約２０人のドー
ピング層５３ヲ形成することが出来る。

次に、加熱部１６による基板１８の加熱を停止すると共
に、バルブ４６ｂ　％閉して反応炉１０内への反応性ガ
スの供給を停止する。次に、基板か室温まで冷却するの
を待つ。この冷却は自然冷却によって行なっても良いし
、または、反応炉１０内に例えば不活性ガスを流しなが
ら基板を強制的に冷却することで行なっても良い。

次に、反応炉１０内に残留しでいる反応性ガスの除去及
び反応′１ガスの分解生成物の除去を目的として、バル
ブ３８及びバルブ３６ａ　％閉し、バルブ３６ｂ及びバ
ルブ３６ｅ　ｌ開き、反応炉１０内を例えば１ｘ　１０
−”Ｔｏ　ｒ　ｒ程度の高真空に排気する。

その後、バルブ３６ｂ、３６ｄ、３６ｅ　％閉し、バル
ブ４６ｄ及びバルブ４８ｂ　＠開け、反応炉１０内に不
活性ガスを導入する（第１図の領域■：不活性ガスフロ
ー）。

その後、反応炉１０から基板１日を取り出す。

上述においては、この発明の絶縁膜形成方法の実施例に
つき説明したか、この発明はこの実施例のみに限られる
ものではなく、以下に説明するような種々の変更又は変
形を加えることか出来る。

上述の実施例では、各加熱処理を赤外線ランプにより行
なっているか、この加熱処理はアークランプやレーザビ
ーム、さらにはヒーター等で行なっても良い。

また、この発明の絶縁膜形成方法は、低温酸化法に適用
した場合、或いは稀釈酸化法に適用した場合にも、絶縁
膜の膜質向上か図れることは明らかである。

また、実施例では絶縁膜の形成前に還元ガス雰囲気中で
の加熱処理を行なって下地の清浄化をしているか、設計
によってはこの処理は省いても勿論良い。

また、反応性ガス雰囲気での加熱処理は、場合によって
は、絶縁膜形成前の基板に対し行なっても良く、及び又
は、絶縁膜形成途中で反応炉内雰囲気を酸化性ガス雰囲
気から反応゛ｉガス雰囲気に一旦変えて絶縁膜形成途中
の基板に対し行なっても良い。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の絶縁膜
形成方法によれば、絶縁膜形成後に絶縁膜形成済み基板
を反応性ガス雰囲気中で加熱処理するので、反応性ガス
に含まれる原子か絶縁膜の表層部に在るシリコン原子の
不対結合や歪んたＳｉ−〇−８１結合等の未結合手に作
用しこれら結合を低減させる。このため、絶縁膜の膜質
の向上例えば結縛破壊耐性の向上等を図ることか出来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例のｗ！縛護膜形成方法説明に供する図
であり、加熱サイクルを示した図、第２図は、この発明
の詳細な説明図であり、絶縁膜形成方法の実施に好適な
装置の要部を示す断面図、 第３図は、この発明の詳細な説明図であり、絶縁膜形成
方法の実施に好適な装置の全体構成を示す図、 第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例の絶縁膜形成方法の説
明に供する図である。 ０・・・反応炉、　　　　　ｌＯａ・・・本体Ｏｂ・・
・蓋部材、　　　　ＩＯｃ・・・昇降部材２・・・排気
手段、　　　　１２ａ・・・ターボ分子ポンプ２ｂ・・
・ロータリーポンプ ４・・・ガス供給部、　　　１４ａ・・・還元性ガス源
４ｂ・・・反応性ガス源、　１４ｃ・・・酸化性ガス源
４ｄ・・・不活性ガス源、　１６・・・加熱部６ａ・・
・赤外線ランプ、　＋６ｂ・・・支持部材１日・・・基
板、　　　　　　１８ａ・・・自然酸化膜２０・・・支
持体、　　　　　２２・・・昇降装置２４・・・気密保
持部材、　　２６・・・温度測定手段２８・・・ガス供
給管、　　　３０・・・排気管３２ａ〜３２ｄ・・・真
空計 ３４．３６ａ　〜３６ｆ、３８，４０．４４．４６ａ−
４６ｄ、４８ａ、４８ｂ　−・・バルブ ４２・・・ガス供給系 ５０ａ、５０ｂ・・・ガス流量コントローラ５１・・・
酸化膜、　　　　　５３・・・ドーピング層。 （’：）、）］ｌ１ｌｔｉｌ’Ｇ １８・基板（シリコン） １８ａ・自然酸化膜 ５１・酸化膜 実施例の絶縁膜形成方法の説明に供する図第４

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応炉内で基板に対し絶縁膜形成用ガス雰囲気中
   での加熱処理を行なって該基板に絶縁膜を形成する方法
   において、 絶縁膜形成後に反応炉内を反応性ガス雰囲気とし絶縁膜
   形成済み基板に対し該雰囲気中で加熱処理すること を特徴とする絶縁膜形成方法。
2. （２）前記反応性ガスを塩素を含有するガスとしたこと
   を特徴とする請求項１に記載の絶縁膜形成方法。
3. （３）前記絶縁膜形成用ガスを酸化性ガスとし、前記絶
   縁膜を酸化膜としたことを特徴とする請求項１に記載の
   絶縁膜形成方法。
4. （４）絶縁膜の形成前に前記基板に対し還元性ガス雰囲
   気中での加熱処理を行なうことを特徴とする請求項１に
   記載の絶縁膜形成方法。
5. （５）前記絶縁膜形成用ガス雰囲気、反応性ガス雰囲気
   及び還元性ガス雰囲気夫々での加熱処理を赤外線照射に
   より行なうことを特徴とする請求項１または４に記載の
   絶縁膜形成方法。