JPH04294539A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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- JPH04294539A JPH04294539A JP6006091A JP6006091A JPH04294539A JP H04294539 A JPH04294539 A JP H04294539A JP 6006091 A JP6006091 A JP 6006091A JP 6006091 A JP6006091 A JP 6006091A JP H04294539 A JPH04294539 A JP H04294539A
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Landscapes
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン基板にゲート酸
化膜などの絶縁膜を形成する方法に関する。
化膜などの絶縁膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゲート酸化膜の品質はＭＯＳＦＥＴの特
性を左右するので、信頼性の高いＬＳＩを製造するため
には、高品質の絶縁膜を形成することが必要になる。従
来、一般的には、ゲート酸化膜の形成に先立って、シリ
コン基板をＲＣＡ洗浄することが行なわれる。これは、
ＮＨ４ ＯＨとＨ２ Ｏ２ またはＨＣｌとＨ２ Ｏ２
などでシリコン基板を洗浄し、その後に熱酸化などで
ゲート酸化膜を形成するものである。しかし、このよう
なＲＣＡ洗浄中にシリコン基板の表面が自然酸化されや
すく、この自然酸化膜の除去が重要になっている。
性を左右するので、信頼性の高いＬＳＩを製造するため
には、高品質の絶縁膜を形成することが必要になる。従
来、一般的には、ゲート酸化膜の形成に先立って、シリ
コン基板をＲＣＡ洗浄することが行なわれる。これは、
ＮＨ４ ＯＨとＨ２ Ｏ２ またはＨＣｌとＨ２ Ｏ２
などでシリコン基板を洗浄し、その後に熱酸化などで
ゲート酸化膜を形成するものである。しかし、このよう
なＲＣＡ洗浄中にシリコン基板の表面が自然酸化されや
すく、この自然酸化膜の除去が重要になっている。
【０００３】そこで、例えば特開昭６２−１３９３３５
号、同６２−２９３７２４号のような清浄化方法が提案
されている。これによれば、シリコン基板はＲＣＡ洗浄
の後に高真空中に置かれ、加熱されて酸化シリコンが脱
離される。このため、自然酸化膜を除去した後に、熱酸
化によってゲート酸化膜を形成できる。
号、同６２−２９３７２４号のような清浄化方法が提案
されている。これによれば、シリコン基板はＲＣＡ洗浄
の後に高真空中に置かれ、加熱されて酸化シリコンが脱
離される。このため、自然酸化膜を除去した後に、熱酸
化によってゲート酸化膜を形成できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来方法では、ゲート酸化膜の厚さが２００オングストロ
ーム程度もある場合には特に問題がないが、１４０オン
グストローグ程度以下の厚さになると酸化膜の品質が劣
化し、ゲート酸化膜としての信頼性が低くなる。これは
、シリコン基板の表面に清浄化の後も重金属、炭素など
が残留し、これがゲート酸化膜に含まれてしまうためと
考えられる。
来方法では、ゲート酸化膜の厚さが２００オングストロ
ーム程度もある場合には特に問題がないが、１４０オン
グストローグ程度以下の厚さになると酸化膜の品質が劣
化し、ゲート酸化膜としての信頼性が低くなる。これは
、シリコン基板の表面に清浄化の後も重金属、炭素など
が残留し、これがゲート酸化膜に含まれてしまうためと
考えられる。
【０００５】そこで、本発明は、高品質の絶縁膜をシリ
コン基板の表面に形成できる絶縁膜の形成方法を提供す
ることを目的とする。
コン基板の表面に形成できる絶縁膜の形成方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る絶縁膜の形
成方法は、絶縁膜を形成すべきシリコン基板をハロゲン
系ガスの雰囲気に晒しながら紫外線を照射し、次いで酸
素を含むガスの雰囲気に晒しながら赤外線を照射し、次
いでハロゲン系のガスの雰囲気に晒しながら紫外線を照
射する第１のステップと、シリコン基板をシリコンと反
応して絶縁物を生成するガスの雰囲気に晒しながら紫外
線を照射し、目的とする絶縁膜を形成する第２のステッ
プとを備えることを特徴とする。
成方法は、絶縁膜を形成すべきシリコン基板をハロゲン
系ガスの雰囲気に晒しながら紫外線を照射し、次いで酸
素を含むガスの雰囲気に晒しながら赤外線を照射し、次
いでハロゲン系のガスの雰囲気に晒しながら紫外線を照
射する第１のステップと、シリコン基板をシリコンと反
応して絶縁物を生成するガスの雰囲気に晒しながら紫外
線を照射し、目的とする絶縁膜を形成する第２のステッ
プとを備えることを特徴とする。
【０００７】ここで、シリコン基板を酸素を含むガスの
雰囲気に晒しながら赤外線を照射し、次いでハロゲン系
のガスの雰囲気に晒しながら紫外線を照射するステップ
を、少なくとも１回、第１のステップと第２のステップ
の間で繰り返してもよい。
雰囲気に晒しながら赤外線を照射し、次いでハロゲン系
のガスの雰囲気に晒しながら紫外線を照射するステップ
を、少なくとも１回、第１のステップと第２のステップ
の間で繰り返してもよい。
【０００８】
【作用】本発明によれば、ハロゲン系のガスと紫外線に
より自然酸化膜が除去された後、酸素と赤外線により再
び酸化膜が形成され、再びハロゲン系のガスと紫外線に
より上記酸化膜が除去されるので、極めて清浄な表面と
することができ、その後に目的とする高品質の絶縁膜が
形成できる。
より自然酸化膜が除去された後、酸素と赤外線により再
び酸化膜が形成され、再びハロゲン系のガスと紫外線に
より上記酸化膜が除去されるので、極めて清浄な表面と
することができ、その後に目的とする高品質の絶縁膜が
形成できる。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００１０】図１は実施例の方法が適用される装置の構
成図である。図示の通り、石英製のチューブ１の一方は
細径の排気口２となって真空ポンプ（図示せず）に接続
され、他方の開口にはシールリング３を介して蓋４が固
定される。蓋４には給気口５が設けられ、この給気口５
はバルブ６１を介して弗素（Ｆ２ ）、三弗化塩素（Ｃ
ｌＦ３ ）、弗化水素（ＨＦ）等のハロゲン系のガスの
供給源に接続され、かつバルブ６２を介して酸素（Ｏ２
）の供給源に接続され、かつバルブ６３を介して酸素
、水蒸気（Ｈ２ Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２ ）、アン
モニア（ＮＨ３ ）等のシリコン（Ｓｉ）と反応して絶
縁膜を生成する反応ガスの供給源に接続される。チュー
ブ１の上方には、紫外線を照射する紫外線光源７１と、
赤外線を照射する赤外線光源７２が配置され、チューブ
１内の支持突起８上には処理すべき半導体ウエハ９がセ
ットされている。
成図である。図示の通り、石英製のチューブ１の一方は
細径の排気口２となって真空ポンプ（図示せず）に接続
され、他方の開口にはシールリング３を介して蓋４が固
定される。蓋４には給気口５が設けられ、この給気口５
はバルブ６１を介して弗素（Ｆ２ ）、三弗化塩素（Ｃ
ｌＦ３ ）、弗化水素（ＨＦ）等のハロゲン系のガスの
供給源に接続され、かつバルブ６２を介して酸素（Ｏ２
）の供給源に接続され、かつバルブ６３を介して酸素
、水蒸気（Ｈ２ Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２ ）、アン
モニア（ＮＨ３ ）等のシリコン（Ｓｉ）と反応して絶
縁膜を生成する反応ガスの供給源に接続される。チュー
ブ１の上方には、紫外線を照射する紫外線光源７１と、
赤外線を照射する赤外線光源７２が配置され、チューブ
１内の支持突起８上には処理すべき半導体ウエハ９がセ
ットされている。
【００１１】次に、上記の装置による絶縁膜の形成方法
について説明する。まず、シリコンからなる半導体ウエ
ハ９を用意し、公知のＲＣＡ洗浄により、表面に付着し
た有機物や無機物などを除去し、清浄にした半導体ウエ
ハ９を図１のチューブ１中にセットする。この状態では
、半導体ウエハ９には自然酸化膜が形成されている。 そこで、紫外線光源７１を点灯して紫外線を照射しなが
ら、バルブ６１を開いて給気口５を介してチューブ１の
内部にＦ２ ガスを供給する。これにより、ＲＣＡ洗浄
後に生じた自然酸化膜は、半導体ウエハ９の表面に残存
していた汚染物と共に除去され、更に清浄化される。
について説明する。まず、シリコンからなる半導体ウエ
ハ９を用意し、公知のＲＣＡ洗浄により、表面に付着し
た有機物や無機物などを除去し、清浄にした半導体ウエ
ハ９を図１のチューブ１中にセットする。この状態では
、半導体ウエハ９には自然酸化膜が形成されている。 そこで、紫外線光源７１を点灯して紫外線を照射しなが
ら、バルブ６１を開いて給気口５を介してチューブ１の
内部にＦ２ ガスを供給する。これにより、ＲＣＡ洗浄
後に生じた自然酸化膜は、半導体ウエハ９の表面に残存
していた汚染物と共に除去され、更に清浄化される。
【００１２】次に、紫外線光源７１を消灯にすると共に
バルブ６１を閉じてＦ２ ガスの供給を停止し、しかる
後に赤外線光源７２を点灯して赤外線を照射しながら、
バルブ６２を開いて給気口５を介してＯ２ ガスの供給
する。これにより、半導体ウエハ９の表面は軽く酸化さ
れ、薄い自然酸化膜が形成される。次に、赤外線光源７
２を消灯すると共に、バルブ６２を閉じてＯ２ ガスの
供給を停止し、しかる後に紫外線光源７１を点灯して紫
外線を照射しながら、給気口５を介してＦ２ ガスを供
給する。これにより、自然酸化膜は除去されて半導体ウ
エハ９の表面は更に浄化される。
バルブ６１を閉じてＦ２ ガスの供給を停止し、しかる
後に赤外線光源７２を点灯して赤外線を照射しながら、
バルブ６２を開いて給気口５を介してＯ２ ガスの供給
する。これにより、半導体ウエハ９の表面は軽く酸化さ
れ、薄い自然酸化膜が形成される。次に、赤外線光源７
２を消灯すると共に、バルブ６２を閉じてＯ２ ガスの
供給を停止し、しかる後に紫外線光源７１を点灯して紫
外線を照射しながら、給気口５を介してＦ２ ガスを供
給する。これにより、自然酸化膜は除去されて半導体ウ
エハ９の表面は更に浄化される。
【００１３】以上の処理が終了したら、紫外線光源７１
を消灯にしてＦ２ ガスの供給を止め、赤外線光源７２
の点灯によって半導体ウエハ９を加熱しながら、バルブ
６３を開いて給気口５より反応ガスを供給する。ここで
、形成すべき例えば５０オングストローム程度の厚さの
ゲート酸化膜として、窒化シリコン膜を用いるときには
ＮＯ２ ，ＮＨ３ などを反応ガスとし、酸化シリコン
膜を用いるときはＯ２ ，Ｈ２ Ｏなどを反応ガスとし
て用いる。
を消灯にしてＦ２ ガスの供給を止め、赤外線光源７２
の点灯によって半導体ウエハ９を加熱しながら、バルブ
６３を開いて給気口５より反応ガスを供給する。ここで
、形成すべき例えば５０オングストローム程度の厚さの
ゲート酸化膜として、窒化シリコン膜を用いるときには
ＮＯ２ ，ＮＨ３ などを反応ガスとし、酸化シリコン
膜を用いるときはＯ２ ，Ｈ２ Ｏなどを反応ガスとし
て用いる。
【００１４】なお、上述の表面清浄化のための自然酸化
膜の形成および除去の工程は、必要とされる清浄度に応
じて、更にもう１サイクルあるいは複数サイクル繰り返
してもよい。また、図１では横型のチャンバを示したが
、縦型を用いてもよい。
膜の形成および除去の工程は、必要とされる清浄度に応
じて、更にもう１サイクルあるいは複数サイクル繰り返
してもよい。また、図１では横型のチャンバを示したが
、縦型を用いてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り本発明では、
ハロゲン系のガスと紫外線により自然酸化膜が除去され
た後、酸素と赤外線により再び酸化膜が形成され、再び
ハロゲン系のガスと紫外線により酸化膜が除去されるの
で、極めて清浄な表面とすることができ、そのため、高
品質の絶縁膜をシリコン基板の表面に形成できる。これ
により、ＭＯＳＦＥＴのゲート絶縁膜などの信頼性を大
幅に向上させることが可能となる。
ハロゲン系のガスと紫外線により自然酸化膜が除去され
た後、酸素と赤外線により再び酸化膜が形成され、再び
ハロゲン系のガスと紫外線により酸化膜が除去されるの
で、極めて清浄な表面とすることができ、そのため、高
品質の絶縁膜をシリコン基板の表面に形成できる。これ
により、ＭＯＳＦＥＴのゲート絶縁膜などの信頼性を大
幅に向上させることが可能となる。
【図１】実施例に係る絶縁膜の形成方法を用いる装置の
構成図である。
構成図である。
１…チューブ
９…半導体ウエハ
７１…紫外線光源
７２…赤外線光源
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン基板の表面に絶縁膜を形成す
る方法において、絶縁膜を形成すべきシリコン基板をハ
ロゲン系ガスの雰囲気に晒しながら紫外線を照射し、次
いで酸素を含むガスの雰囲気に晒しながら赤外線を照射
し、次いでハロゲン系のガスの雰囲気に晒しながら紫外
線を照射する第１のステップと、前記シリコン基板をシ
リコンと反応して絶縁物を生成するガスの雰囲気に晒し
ながら赤外線を照射し、前記絶縁膜を形成する第２のス
テップとを備えることを特徴とする絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記第１のステップの後に、前記シリ
コン基板を酸素を含むガスの雰囲気に晒しながら赤外線
を照射し、次いでハロゲン系のガスの雰囲気に晒しなが
ら紫外線を照射するステップを、少なくとも１回行なう
請求項１記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記絶縁物を生成するガスが、酸素、
水蒸気、酸化窒素もしくはアンモニアを含むガスである
請求項１または２記載の絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006091A JPH04294539A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006091A JPH04294539A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294539A true JPH04294539A (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13131166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6006091A Pending JPH04294539A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04294539A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105101B2 (en) | 2002-10-03 | 2006-09-12 | Tokyo Electron Limited | Method of removing oxide film on a substrate with hydrogen and fluorine radicals |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP6006091A patent/JPH04294539A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105101B2 (en) | 2002-10-03 | 2006-09-12 | Tokyo Electron Limited | Method of removing oxide film on a substrate with hydrogen and fluorine radicals |
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