JPH04176126A - 基板処理方法及びその装置 - Google Patents
基板処理方法及びその装置Info
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- JPH04176126A JPH04176126A JP30322090A JP30322090A JPH04176126A JP H04176126 A JPH04176126 A JP H04176126A JP 30322090 A JP30322090 A JP 30322090A JP 30322090 A JP30322090 A JP 30322090A JP H04176126 A JPH04176126 A JP H04176126A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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。
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]
本発明は基板処理方法及びその装置に係り、特に膜質、
例えば5i−3iO□のような界面の膜質を向上させる
のに好適な基板の処理方法とその方法を実施するための
装置に関する。
例えば5i−3iO□のような界面の膜質を向上させる
のに好適な基板の処理方法とその方法を実施するための
装置に関する。
〔従来の技術]
従来、この種の装置としては、第8図に示されるように
アニール炉20にガス供給管6とガス排気ロアが配設さ
れており、アニール炉20の内部に配置された基板支持
台4に基板3が酋装置され、ハロゲンランプ19が内蔵
されている。この装置においては、ハロゲンランプ19
により基板3を加熱し、必要に応じてガス供給管6から
ガスを供給していた。(LSIハンドブック1984、
電気通信学会) なお、この種の装置に関連するものとして、例えば、レ
ーザアニール、BE(電子ビーム)アニール、フラッシ
ュランプアニール、熱輻射アニール等を用いた装置があ
げられる。(最新LSIプロセス技術、前田和夫著、工
業調査会)上記のLSI作成プロセスにおいて、81基
板上にSiO□膜を成膜した場合、5i−3i○2界面
に構造的な欠陥が生し、電気的特性の面からも不安定で
あった。
アニール炉20にガス供給管6とガス排気ロアが配設さ
れており、アニール炉20の内部に配置された基板支持
台4に基板3が酋装置され、ハロゲンランプ19が内蔵
されている。この装置においては、ハロゲンランプ19
により基板3を加熱し、必要に応じてガス供給管6から
ガスを供給していた。(LSIハンドブック1984、
電気通信学会) なお、この種の装置に関連するものとして、例えば、レ
ーザアニール、BE(電子ビーム)アニール、フラッシ
ュランプアニール、熱輻射アニール等を用いた装置があ
げられる。(最新LSIプロセス技術、前田和夫著、工
業調査会)上記のLSI作成プロセスにおいて、81基
板上にSiO□膜を成膜した場合、5i−3i○2界面
に構造的な欠陥が生し、電気的特性の面からも不安定で
あった。
このような問題点を解決するために、従来、水素ガスあ
るいは水素ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気でアニ
ール(熱処理)を行っていた。すなわち第8図の装置に
おいて、アニール炉20内に水素ガスあるいは水素ガス
と不活性ガスとの混合ガスを導入し、基板3をハロゲン
ランプ19で加熱し、電気的特性の改善を図っていた。
るいは水素ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気でアニ
ール(熱処理)を行っていた。すなわち第8図の装置に
おいて、アニール炉20内に水素ガスあるいは水素ガス
と不活性ガスとの混合ガスを導入し、基板3をハロゲン
ランプ19で加熱し、電気的特性の改善を図っていた。
しかしながら、基板3を加熱することによって生じる(
1)基板の歪み等の発生、(2)ドーパントの再分布、
(3)s i −3i O2界面での欠陥の再発生等に
ついて十分考慮されていないものであった。
1)基板の歪み等の発生、(2)ドーパントの再分布、
(3)s i −3i O2界面での欠陥の再発生等に
ついて十分考慮されていないものであった。
本発明の目的は、LSI作成プロセス等における発生し
た欠陥を回復し、S i S i 02等の基板処理
面の界面の特性を向上させることができる基板処理方法
及びその装置を提供することにある。
た欠陥を回復し、S i S i 02等の基板処理
面の界面の特性を向上させることができる基板処理方法
及びその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、熱処理により基板特性の改善を図るこ
とではなく、波長276.7nm以下の紫外光により水
素ガスを励起し、水素ラジカルを用いて基板を低温で熱
処理する方法及びそのための装置構成とすることによっ
て達成される。
とではなく、波長276.7nm以下の紫外光により水
素ガスを励起し、水素ラジカルを用いて基板を低温で熱
処理する方法及びそのための装置構成とすることによっ
て達成される。
(作用)
Si−3iO□界面が電気的に不安定な原因は、Siの
未結合手等の電荷が存在するためと言われている。水素
ガスに波長276.7nm以下の紫外光を照射すること
によって水素ガスを励起させ分解することが可能となる
。この結果、生した発生が水素ラジカルを利用して基板
を処理すれば、熱エネルギーを用いないため、基板は熱
の影響をうけない。そのため、熱処理が原因で生じる(
1)基板の歪み等の発生、(2)ドーパントの再分布、
(3)界面での欠陥の再発生といった現象が生しること
がなく、3iSiC1z界面の特性向上が可能となる。
未結合手等の電荷が存在するためと言われている。水素
ガスに波長276.7nm以下の紫外光を照射すること
によって水素ガスを励起させ分解することが可能となる
。この結果、生した発生が水素ラジカルを利用して基板
を処理すれば、熱エネルギーを用いないため、基板は熱
の影響をうけない。そのため、熱処理が原因で生じる(
1)基板の歪み等の発生、(2)ドーパントの再分布、
(3)界面での欠陥の再発生といった現象が生しること
がなく、3iSiC1z界面の特性向上が可能となる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明における基板処理方法を実施例するため
の装置の第1実施例を示す概略的構成図である。第1図
において、1は水素を励起させるための波長276.7
nm以下の発光をもつ紫外光源、2は紫外光源1からの
紫外光を反応容器5内部に取り入れるための紫外光透過
窓、3は薄膜が形成された基板、4は基板3を保持する
ための基板支持台、5はその内部で基板処理を行う反応
容器、6は反応容器5内部に水素ガスあるいは水素ガス
と不活性ガスとの混合ガスを供給するためのガス供給管
、7は反応容器5内部を排気するためのガス排気口であ
る。
の装置の第1実施例を示す概略的構成図である。第1図
において、1は水素を励起させるための波長276.7
nm以下の発光をもつ紫外光源、2は紫外光源1からの
紫外光を反応容器5内部に取り入れるための紫外光透過
窓、3は薄膜が形成された基板、4は基板3を保持する
ための基板支持台、5はその内部で基板処理を行う反応
容器、6は反応容器5内部に水素ガスあるいは水素ガス
と不活性ガスとの混合ガスを供給するためのガス供給管
、7は反応容器5内部を排気するためのガス排気口であ
る。
第2図は本発明の基板処理方法を実施するだめの装置の
第2実施例を示す概略的構成図である。
第2実施例を示す概略的構成図である。
この装置は基板支持台4の内部に処理するための基板3
を所望の温度まで加熱し、処理効果を高めるための基板
加熱ランプ8が配置されており、第1図と同一の構成部
材は同一符号で示している。
を所望の温度まで加熱し、処理効果を高めるための基板
加熱ランプ8が配置されており、第1図と同一の構成部
材は同一符号で示している。
第3図は本発明の基板処理方法を実施するだめの装置の
第3実施例を示す概略的構成図である。
第3実施例を示す概略的構成図である。
この装置においては、反応容器5内に配設された基板支
持台4の内部に基板3を所望の温度に加熱するための基
板加熱ヒータ9が設げられており、水素ガスあるいは水
素ガスと不活性ガスとの混合ガスを反応容器5内に導入
するためのガス供給管6と共に基板3上に形成させるた
めの薄膜の材料である反応ガスを供給する反応ガス供給
管10が設けられている。第3図において、第1図と同
一の構成部材は同一符号で示している。
持台4の内部に基板3を所望の温度に加熱するための基
板加熱ヒータ9が設げられており、水素ガスあるいは水
素ガスと不活性ガスとの混合ガスを反応容器5内に導入
するためのガス供給管6と共に基板3上に形成させるた
めの薄膜の材料である反応ガスを供給する反応ガス供給
管10が設けられている。第3図において、第1図と同
一の構成部材は同一符号で示している。
第4図は本発明の基板処理方法を実施するだめの第4実
施例を示す概略的構成図である。
施例を示す概略的構成図である。
この装置においては、紫外光源1が反応容器内部に設置
されており、その他の構成は第1図と同様である。
されており、その他の構成は第1図と同様である。
次に第1図から第4図に示す装置の作用を説明する。
第1図、第2図及び第4図においては、ガス供給管6を
介して反応容器5内に導入される水素ガスあるいは水素
ガスと不活性ガスとの混合ガス中で水素分子は、紫外光
源】から紫外透過窓2を介し、又は直接に反応容器内に
照射された波長、276.7nm以下の紫外光により水
素ラジカルに分解される。薄膜中あるいは薄膜と基板と
の界面に存在する空間電荷を形成する構造欠陥を持つ基
板3は、活性な水素ラジカルが薄膜中あるいは薄膜と基
板との界面に存在する空間電荷と結びつき、構造欠陥が
不活性化されるため、電気的特性が安定する。
介して反応容器5内に導入される水素ガスあるいは水素
ガスと不活性ガスとの混合ガス中で水素分子は、紫外光
源】から紫外透過窓2を介し、又は直接に反応容器内に
照射された波長、276.7nm以下の紫外光により水
素ラジカルに分解される。薄膜中あるいは薄膜と基板と
の界面に存在する空間電荷を形成する構造欠陥を持つ基
板3は、活性な水素ラジカルが薄膜中あるいは薄膜と基
板との界面に存在する空間電荷と結びつき、構造欠陥が
不活性化されるため、電気的特性が安定する。
第1図、第2図及び第4図においては、基板3上に薄膜
が形成された後、それぞれの反応容器5内で基板の処理
が行われる。但し、第3回においては反応ガス供給管1
0から供給される反応ガスの分解によって基板3の上に
成膜した後、基板処理として、ガス供給管6から反応容
器5内に水素ガスあるいは水素ガスと不活性ガスとの混
合ガスを導入し、上記した操作と同様にして電気的特性
を安定化させることができる。
が形成された後、それぞれの反応容器5内で基板の処理
が行われる。但し、第3回においては反応ガス供給管1
0から供給される反応ガスの分解によって基板3の上に
成膜した後、基板処理として、ガス供給管6から反応容
器5内に水素ガスあるいは水素ガスと不活性ガスとの混
合ガスを導入し、上記した操作と同様にして電気的特性
を安定化させることができる。
上記のように紫外光を用いて水素分子を分解し、水素ラ
ジカルを用いて基板を処理するため、アニールによって
生じる基板の歪み、ドーパントの再分布、界面等での欠
陥の発生を防止することができる。特に第3図において
ば成膜装置に基板を低温処理する機構を備えているため
にアニール装置に比ベコンパクト、安価、手軽である。
ジカルを用いて基板を処理するため、アニールによって
生じる基板の歪み、ドーパントの再分布、界面等での欠
陥の発生を防止することができる。特に第3図において
ば成膜装置に基板を低温処理する機構を備えているため
にアニール装置に比ベコンパクト、安価、手軽である。
また、第4図においては、基板3の処理に際し、紫外光
透過窓を介さずに紫外光を反応容器5内の水素に照射で
きるため、紫外光強度が高く高効率的な水素ラジカルを
精製することが可能となり、基板の処理速度が高く、ス
ループットが向上する。
透過窓を介さずに紫外光を反応容器5内の水素に照射で
きるため、紫外光強度が高く高効率的な水素ラジカルを
精製することが可能となり、基板の処理速度が高く、ス
ループットが向上する。
さらに紫外光透過窓を不要であるので、装置構成が簡略
ができる。
ができる。
第5図は本発明の基板処理装置の第1実施例を示し、図
中、1は紫外光源、2は紫外光透過窓、3は基板、4は
基板支持台、6はガス供給管、7はガス排気口、11は
ヘルジャ、12は薄膜の堆積を防止するだめのシャンク
、13は蒸着源である。
中、1は紫外光源、2は紫外光透過窓、3は基板、4は
基板支持台、6はガス供給管、7はガス排気口、11は
ヘルジャ、12は薄膜の堆積を防止するだめのシャンク
、13は蒸着源である。
第6図は本発明の基板処理装置の第2実施例を示す概略
的構成図である。第6図において、15はスパッタガス
を反応容器5内に導入するためのスパッタガス供給管、
16は基板3に形成させる薄膜の材料であるターゲット
である。第6図において、第5図と同一部材は同一符号
で示している。
的構成図である。第6図において、15はスパッタガス
を反応容器5内に導入するためのスパッタガス供給管、
16は基板3に形成させる薄膜の材料であるターゲット
である。第6図において、第5図と同一部材は同一符号
で示している。
第7図は本発明の基板処理装置の第3実施例を示す概略
的構成図であり、プラズマCVD装置に適用した場合を
示している。
的構成図であり、プラズマCVD装置に適用した場合を
示している。
第7図において、反応容器17内には、反応ガスの化学
結合を分解し、活性度の高い化学状態の粒子が存在する
プラズマ状態を形成するための電極板16は配設されて
おり、その他の符号は第6図に示すものと同様である。
結合を分解し、活性度の高い化学状態の粒子が存在する
プラズマ状態を形成するための電極板16は配設されて
おり、その他の符号は第6図に示すものと同様である。
第5図の装置では、真空蒸着法によって基板3上に薄膜
が形成され、第6図の装置では、スパッタリング法によ
って基板3上に薄膜が形成され、さらに第7図の装置で
は、プラズマCVD法によって基板3上に薄膜が形成さ
れる。そして、それぞれの装置によって薄膜が形成され
た基板3を有する装置に対し、ガス供給管6からヘルジ
ャ】1、反応容器14及び17に各々水素ガス及び水素
ガスと不活性ガスとの混合ガスを導入する。導入された
水素分子は波長276.7nm以下の紫外光によって分
解され水素ラジカルとなる。そして薄膜中あるいは薄膜
と基板3との界面に存在する空間電荷を形成する構造欠
陥をもつ基板3は活性な水素ラジカルが薄膜中あるいは
薄膜と基板3との界面に存在する空間電荷と結びつき構
造欠陥が不活性化されるため電気的特性が安定化される
。
が形成され、第6図の装置では、スパッタリング法によ
って基板3上に薄膜が形成され、さらに第7図の装置で
は、プラズマCVD法によって基板3上に薄膜が形成さ
れる。そして、それぞれの装置によって薄膜が形成され
た基板3を有する装置に対し、ガス供給管6からヘルジ
ャ】1、反応容器14及び17に各々水素ガス及び水素
ガスと不活性ガスとの混合ガスを導入する。導入された
水素分子は波長276.7nm以下の紫外光によって分
解され水素ラジカルとなる。そして薄膜中あるいは薄膜
と基板3との界面に存在する空間電荷を形成する構造欠
陥をもつ基板3は活性な水素ラジカルが薄膜中あるいは
薄膜と基板3との界面に存在する空間電荷と結びつき構
造欠陥が不活性化されるため電気的特性が安定化される
。
以上のように本発明によれば、水素を紫外光によって分
解し、活性なラジカルによって基板を処理するため低温
処理が可能となる。このため、基板の熱処理において問
題となっていた基板の歪み等の発生、ドーパントの再分
布、界面での欠陥の再発生を防止でき、電気的特性の安
定した処理基板を得ることができる。
解し、活性なラジカルによって基板を処理するため低温
処理が可能となる。このため、基板の熱処理において問
題となっていた基板の歪み等の発生、ドーパントの再分
布、界面での欠陥の再発生を防止でき、電気的特性の安
定した処理基板を得ることができる。
第1図は本発明の基板処理方法を実施するための装置の
第1実施例を示す概略的構成図、第2図は本発明の基板
処理方法を実施するための装置の第2実施例を示す概略
的構成図、第3図は本発明の基板処理方法を実施するた
めの装置の第3実施例を示す概略的構成図、第4図は本
発明の基板処理方法を実施するための装置の第4実施例
を示す概略的構成図、第5図は本発明の基板処理装置の
第1実施例を示す概略的構成図、第6図は本発明の基板
処理装置の第2実施例を示す概略的構成図、第7図は本
発明の基板処理装置の第3実施例を示す概略的構成図、
第8図は従来の基板処理装置の例を示す概略的構成図で
ある。 1・・・・・・紫外光源、 2・・・・・・紫外光透過窓、 3・・・・・・基板、 4・・・・・・基板支持台、 5・・・・・・反応容器、 6・・・・・・ガス供給管、 7・・・・・・ガス排気口、 8・・・・・・基板加熱ランプ、 9・・・・・・基板加熱ヒータ、 10・・・・・・反応ガス供給管、 11・・・・・・ペルジャー、 12・・・・・・シャッタ、 13・・・・・・蒸着源、 14・・・・・・反応容器、 15・・・・・・スパッタガス供給管、工6・・・・・
・ターゲット、 17・・・・・・反応容器、 I8・・・・・・電極板。 代理人 弁理士 西 元 勝 − c′?)I LO■ 叶 の −へC”1寸■ト■啼 → CN Oつ Xデ ばつ q〕
第1実施例を示す概略的構成図、第2図は本発明の基板
処理方法を実施するための装置の第2実施例を示す概略
的構成図、第3図は本発明の基板処理方法を実施するた
めの装置の第3実施例を示す概略的構成図、第4図は本
発明の基板処理方法を実施するための装置の第4実施例
を示す概略的構成図、第5図は本発明の基板処理装置の
第1実施例を示す概略的構成図、第6図は本発明の基板
処理装置の第2実施例を示す概略的構成図、第7図は本
発明の基板処理装置の第3実施例を示す概略的構成図、
第8図は従来の基板処理装置の例を示す概略的構成図で
ある。 1・・・・・・紫外光源、 2・・・・・・紫外光透過窓、 3・・・・・・基板、 4・・・・・・基板支持台、 5・・・・・・反応容器、 6・・・・・・ガス供給管、 7・・・・・・ガス排気口、 8・・・・・・基板加熱ランプ、 9・・・・・・基板加熱ヒータ、 10・・・・・・反応ガス供給管、 11・・・・・・ペルジャー、 12・・・・・・シャッタ、 13・・・・・・蒸着源、 14・・・・・・反応容器、 15・・・・・・スパッタガス供給管、工6・・・・・
・ターゲット、 17・・・・・・反応容器、 I8・・・・・・電極板。 代理人 弁理士 西 元 勝 − c′?)I LO■ 叶 の −へC”1寸■ト■啼 → CN Oつ Xデ ばつ q〕
Claims (3)
- (1)所定の膜が形成された基板に対し、水素ガス又は
水素ガスと不活性ガスとの混合ガスの雰囲気中で、波長
276.7nm以下の紫外光を照射し、紫外光により励
起された水素から発生した水素ラジカルを用いて基板を
処理することを特徴とする基板処理方法。 - (2)前記基板がSiからなり、前記膜がSiO_2か
らなることを特徴とする請求項(1)記載の基板処理装
置。 - (3)基板上に薄膜を堆積させる薄膜製造装置において
、該装置内部に水素ガス又は水素ガスと不活性ガスとの
混合ガスを供給するガス供給管と、波長276.7nm
以下の発光を有する紫外光源と、該紫外光源からの紫外
光を装置内部に取り入れるための紫外光透過窓を備えた
ことを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30322090A JPH04176126A (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 基板処理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30322090A JPH04176126A (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 基板処理方法及びその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04176126A true JPH04176126A (ja) | 1992-06-23 |
Family
ID=17918326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30322090A Pending JPH04176126A (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 基板処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04176126A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008243926A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Meidensha Corp | 薄膜の改質方法 |
SG152910A1 (en) * | 2001-12-07 | 2009-06-29 | Tokyo Electron Ltd | Nitriding method for insulation film, semiconductor device and production method for semiconductor device, substrate treating device and substrate treating method |
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1990
- 1990-11-08 JP JP30322090A patent/JPH04176126A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG152910A1 (en) * | 2001-12-07 | 2009-06-29 | Tokyo Electron Ltd | Nitriding method for insulation film, semiconductor device and production method for semiconductor device, substrate treating device and substrate treating method |
JP2008243926A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Meidensha Corp | 薄膜の改質方法 |
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