JPH06342786A - Forming method of insulating film and vacuum cvd device - Google Patents
Forming method of insulating film and vacuum cvd deviceInfo
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- JPH06342786A JPH06342786A JP15283593A JP15283593A JPH06342786A JP H06342786 A JPH06342786 A JP H06342786A JP 15283593 A JP15283593 A JP 15283593A JP 15283593 A JP15283593 A JP 15283593A JP H06342786 A JPH06342786 A JP H06342786A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、絶縁膜の形成方法お
よび減圧ＣＶＤ装置に関し、例えば窒化シリコン（Ｓｉ
Ｎ）膜の形成に適用して好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulating film forming method and a low pressure CVD apparatus, for example, silicon nitride (Si
N) Suitable for forming a film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＳＩの製造工程においては、配線やト
ランジスタの形成、配線の層間絶縁膜の形成等に、高温
熱処理方式の減圧ＣＶＤ法が多く用いられている。この
減圧ＣＶＤに用いられる装置、すなわち減圧ＣＶＤ装置
の特徴としては、１バッチで複数枚のウェハーの処理を
行うことができるため、スループットが高く（１バッチ
あたり１００〜１５０枚処理可能）、また高温によるウ
ェハー表面の反応を用いているため、ウェハー面内分布
が非常に良い点や、段差に対するカバレッジも良い点が
挙げられる。2. Description of the Related Art In a manufacturing process of an LSI, a high-pressure heat treatment type low pressure CVD method is often used for forming wirings and transistors, forming an interlayer insulating film of wirings, and the like. The apparatus used for this low pressure CVD, that is, the characteristic of the low pressure CVD apparatus, is capable of processing a plurality of wafers in one batch, so that the throughput is high (100 to 150 wafers can be processed in one batch) and the temperature is high. Since the reaction of the wafer surface due to is used, the in-plane distribution of the wafer is very good, and the coverage for the step is also good.
【０００３】また、減圧ＣＶＤ法は成膜可能な膜種も多
岐にわたり、ＳｉＨ4 ガス等を用いた多結晶Ｓｉ系薄膜
の形成、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）系ガスを用
いたＳｉＯ2 膜の形成、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 およびＮＨ3 ガ
スを用いたＳｉ3 Ｎ4 膜の形成等が行われている。Further, the low pressure CVD method has a wide variety of film types which can be formed, and a polycrystalline Si type thin film is formed using SiH 4 gas or the like, and a SiO 2 film is formed using TEOS (tetraethoxysilane) type gas. , SiH 2 Cl 2 and NH 3 gas are used to form a Si 3 N 4 film.
【０００４】このＳｉ3 Ｎ4 膜は、誘電率が非常に高い
膜であり、ＤＲＡＭ等のキャパシタの絶縁膜あるいは誘
電膜に利用されている。図４Ａに、このキャパシタの構
造の一例を示す。このキャパシタにおいては、Ｓｉ基板
または多結晶Ｓｉ膜から成る下部電極１０１上にＳｉ3
Ｎ4 膜１０２が形成され、このＳｉ3 Ｎ4 膜１０２の表
面酸化を行うことにより形成されたリーク電流低減のた
めのＳｉＯ2 膜１０３の上に多結晶Ｓｉ膜から成る上部
電極１０４が形成されている。この場合、Ｓｉ3 Ｎ4 膜
１０２とＳｉＯ2 膜１０３とにより誘電膜が形成され
る。This Si 3 N 4 film has a very high dielectric constant and is used as an insulating film or a dielectric film for capacitors such as DRAMs. FIG. 4A shows an example of the structure of this capacitor. In this capacitor, Si 3 is formed on the lower electrode 101 made of a Si substrate or a polycrystalline Si film.
The N 4 film 102 is formed, and the upper electrode 104 made of a polycrystalline Si film is formed on the SiO 2 film 103 for reducing the leakage current formed by performing the surface oxidation of the Si 3 N 4 film 102. ing. In this case, the Si 3 N 4 film 102 and the SiO 2 film 103 form a dielectric film.
【０００５】近年、ＬＳＩの素子の微細化が進むにつれ
て、上述のキャパシタの誘電膜は、薄膜化が進んでお
り、特にその要求は厳しいものとなっている。キャパシ
タの容量は、誘電膜の誘電率をε、その膜厚をｄ、電極
面積をＳとすると、Ｃ＝ε（Ｓ／ｄ）で与えられるが、
この容量Ｃの確保のためには、キャパシタの微細化、す
なわち電極面積Ｓの縮小に対して、膜厚ｄを小さくする
必要があるからである。現在は、誘電膜として用いられ
るＳｉ3 Ｎ4 膜は６〜７ｎｍ程度の膜厚で形成可能とな
ってきているが、さらに薄膜化の検討が進められてい
る。In recent years, with the progress of miniaturization of LSI elements, the dielectric film of the above-mentioned capacitor has been made thinner, and the demand thereof is particularly severe. The capacitance of the capacitor is given by C = ε (S / d), where ε is the dielectric constant of the dielectric film, d is the film thickness, and S is the electrode area.
This is because in order to secure the capacitance C, the film thickness d needs to be reduced as the capacitor is miniaturized, that is, the electrode area S is reduced. At present, the Si 3 N 4 film used as a dielectric film can be formed with a film thickness of about 6 to 7 nm, but further studies are underway to make it thinner.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、キャパ
シタの誘電膜として用いられるＳｉ3 Ｎ4 膜を薄膜化す
るにつれて容量Ｃは大きくなっていくが、さらに薄膜化
していくと逆に容量Ｃが減少してしまうという問題があ
る。この現象は、上述のＳｉ3 Ｎ4 膜１０２の表面酸化
の工程で、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１０２が薄い場合には、その表
面が酸化されるにとどまらず、下層の電極１０１まで酸
化されてしまい、実質的に電極間距離ｄが増大してしま
う結果、容量Ｃが低下してしまうものである。図４Ｂに
このときのキャパシタの構造の一例を示す。図４Ｂにお
いて、符号１０５が下部電極１０１上に形成されたＳｉ
Ｏ2 膜を示す。上述のＳｉ3 Ｎ4 膜の耐酸化性の劣化の
機構は明らかでないが、Ｓｉ3 Ｎ4 膜の成長初期過程で
は、耐酸化性に乏しい膜になっていることが推測され
る。従って、このＳｉ3 Ｎ4 薄膜の耐酸化性劣化を防止
することが課題となっている。As described above, the capacitance C increases as the Si 3 N 4 film used as the dielectric film of the capacitor is made thinner. However, as the thickness is further reduced, the capacitance C is reversed. There is a problem that is reduced. This phenomenon, in the surface oxidation of the Si 3 N 4 film 102 above process, when the Si 3 N 4 film 102 is thin, not only on the surface thereof is oxidized, will be oxidized to the lower electrode 101 As a result, the inter-electrode distance d is substantially increased, and as a result, the capacitance C is reduced. FIG. 4B shows an example of the structure of the capacitor at this time. In FIG. 4B, reference numeral 105 denotes Si formed on the lower electrode 101.
An O 2 film is shown. Although the mechanism of deterioration of the oxidation resistance of the Si 3 N 4 film is not clear, it is presumed that the oxidation resistance of the Si 3 N 4 film is poor in the early stage of growth. Therefore, it has been a subject to prevent the deterioration of the oxidation resistance of the Si 3 N 4 thin film.
【０００７】なお、特開昭６０−２３６２１４号公報に
は紫外線照射により核が形成された基板上に可視レーザ
光を照射して膜を成長させるレーザＣＶＤ法が開示さ
れ、特開昭６１−４００２５号公報には放電プラズマ中
に固体を支持し、レーザビームを照射しながらＳｉ系薄
膜を製造する方法が開示され、特開昭６２−７１２２号
公報には２波長の光照射による光解離を用いる予備励起
光ＣＶＤ法が開示され、特開昭６２−２２４９２３号公
報にはＥＣＲプラズマＣＶＤ法に引き続いての光ＣＶＤ
法による薄膜形成方法が開示され、特開昭６３−１７５
１９号公報には原料ガスを予め分解して高周波プラズマ
放電および光照射によりアモルファスＳｉ薄膜を形成す
る方法が開示され、特開平３−１５９９９１号公報には
マイクロ波によるプラズマ発生および光励起によりシリ
コン窒化膜を形成する装置が開示されているが、これら
のいずれにおいてもこの発明の構成は開示も示唆もされ
ていない。従って、この発明の目的は、耐酸化性が良好
なＳｉ3 Ｎ4 膜などの膜質が良好な絶縁膜を形成するこ
とができる絶縁膜の形成方法および減圧ＣＶＤ装置を提
供することにある。JP-A-60-236214 discloses a laser CVD method for irradiating a substrate on which nuclei have been formed by ultraviolet irradiation with visible laser light to grow a film, and JP-A-61-40025. Japanese Patent Laid-Open No. 62-7122 discloses a method of manufacturing a Si-based thin film while irradiating a laser beam with a solid supported in a discharge plasma, and Japanese Patent Laid-Open No. 62-7122 uses photodissociation by irradiation with light of two wavelengths. A pre-excitation photo CVD method is disclosed, and JP-A-62-224923 discloses a photo CVD method following the ECR plasma CVD method.
A thin film forming method by the method is disclosed, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-175.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 19 discloses a method of preliminarily decomposing a raw material gas to form an amorphous Si thin film by high frequency plasma discharge and light irradiation, and Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-159991 discloses a silicon nitride film by microwave plasma generation and photoexcitation. However, none of these disclose or suggest the construction of the invention. Therefore, an object of the present invention is to provide a method of forming an insulating film and a low pressure CVD apparatus capable of forming an insulating film having a good film quality such as a Si 3 N 4 film having a good oxidation resistance.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明による絶縁膜の形成方法は、減圧ＣＶＤ法
により絶縁膜を形成するようにした絶縁膜の形成方法に
おいて、予め励起された反応ガスを反応室に導入し、励
起された反応ガスを用いて絶縁膜を形成するようにした
ことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the method for forming an insulating film according to the present invention is preliminarily excited in the method for forming an insulating film which is formed by a low pressure CVD method. The reaction gas is introduced into the reaction chamber, and the excited reaction gas is used to form the insulating film.
【０００９】この発明による絶縁膜の形成方法の好適な
一実施形態においては、反応ガスを光励起により励起す
るようにしている。In a preferred embodiment of the method for forming an insulating film according to the present invention, the reaction gas is excited by photoexcitation.
【００１０】この発明による絶縁膜の形成方法の好適な
他の実施形態においては、反応ガスをプラズマ励起によ
り励起するようにしている。In another preferred embodiment of the method for forming an insulating film according to the present invention, the reaction gas is excited by plasma excitation.
【００１１】この発明による絶縁膜の形成方法により例
えばＳｉ3 Ｎ4 膜を形成する場合、反応ガスはＮＨ3 ガ
スを含み、この場合にはこのＮＨ3 ガスのみを予め励起
した後にこの反応ガスを反応室に導入し、この反応ガス
を用いてＳｉ3 Ｎ4 膜を形成する。When, for example, a Si 3 N 4 film is formed by the method for forming an insulating film according to the present invention, the reaction gas contains NH 3 gas, and in this case, only this NH 3 gas is previously excited and then this reaction gas is added. It is introduced into the reaction chamber, and the reaction gas is used to form a Si 3 N 4 film.
【００１２】この発明による減圧ＣＶＤ装置は、反応ガ
スを反応室に導入する前に反応ガスを予め励起するため
のガス励起室を有することを特徴とするものである。The low pressure CVD apparatus according to the present invention is characterized by having a gas excitation chamber for previously exciting the reaction gas before introducing the reaction gas into the reaction chamber.
【００１３】この発明による減圧ＣＶＤ装置の好適な一
実施形態においては、ガス励起室は反応ガスを光励起す
るための手段を有する。In a preferred embodiment of the low pressure CVD apparatus according to the present invention, the gas excitation chamber has means for photoexciting the reaction gas.
【００１４】この発明による減圧ＣＶＤ装置の好適な他
の実施形態においては、ガス励起室は反応ガスをプラズ
マ励起するための手段を有する。In another preferred embodiment of the low pressure CVD apparatus according to the present invention, the gas excitation chamber has means for plasma exciting the reaction gas.
【００１５】この発明による減圧ＣＶＤ装置を用いて例
えばＳｉ3 Ｎ4 膜を形成する場合、反応ガスとしてＮＨ
3 ガスを含むものを用いる。When a low pressure CVD apparatus according to the present invention is used to form, for example, a Si 3 N 4 film, NH 3 is used as a reaction gas.
Use one containing 3 gases.
【００１６】[0016]
【作用】この発明による絶縁膜の形成方法によれば、予
め励起された反応ガスを反応室に導入し、この励起され
た反応ガスを用いて絶縁膜を形成するようにしているの
で、反応ガスの励起の効果で絶縁膜の成長初期において
も反応を好適に行わせることができ、このため下地上の
初期成長層を含めて膜質が良好な絶縁膜を形成すること
ができる。特に、Ｓｉ3 Ｎ4 膜をＳｉ上に形成する場合
には、その成長初期過程において、予め励起されたＮＨ
3 分子によってＳｉ−Ｎの形成が促進される結果、反応
初期の表面がＳｉリッチになることが抑制されるので、
下地上の初期成長層も含めて耐酸化性が良好なＳｉ3 Ｎ
4 膜を形成することができる。According to the method of forming an insulating film of the present invention, a reaction gas that has been excited in advance is introduced into the reaction chamber and the excited reaction gas is used to form the insulating film. Due to the effect of excitation, the reaction can be favorably carried out even in the initial stage of the growth of the insulating film, so that the insulating film having a good film quality including the initial growth layer on the base can be formed. Especially, when a Si 3 N 4 film is formed on Si, NH
As a result of the formation of Si-N being promoted by the three molecules, it is suppressed that the surface in the initial stage of the reaction becomes Si-rich,
Si 3 N with good oxidation resistance, including the initial growth layer on the base
4 films can be formed.
【００１７】この発明による減圧ＣＶＤ装置によれば、
反応ガスを反応室に導入する前に反応ガスを励起するた
めのガス励起室を有するので、励起された反応ガスを用
いて反応を行わせることにより、良好な耐酸化性を有す
るＳｉ3 Ｎ4 膜などの膜質が良好な絶縁膜を形成するこ
とができる。According to the low pressure CVD apparatus according to the present invention,
Since a gas excitation chamber for exciting the reaction gas before introducing the reaction gas into the reaction chamber is provided, Si 3 N 4 having good oxidation resistance can be obtained by performing the reaction using the excited reaction gas. An insulating film with good film quality such as a film can be formed.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して説明する。図１はこの発明の第１実施例において用
いる減圧ＣＶＤ装置を示す。図１に示すように、この減
圧ＣＶＤ装置においては、真空排気が可能な反応室１内
にインナーチューブ２が設けられており、このインナー
チューブ２内にウェハーボート３が収容されている。こ
のウェハーボート３には、複数枚のウェハー４を載置す
ることができるようになっている。反応室１の外部には
ヒーター５が設けられており、このヒーター５によりウ
ェハー４を加熱することができるようになっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a low pressure CVD apparatus used in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this low pressure CVD apparatus, an inner tube 2 is provided in a reaction chamber 1 that can be evacuated, and a wafer boat 3 is housed in the inner tube 2. A plurality of wafers 4 can be placed on the wafer boat 3. A heater 5 is provided outside the reaction chamber 1, and the wafer 4 can be heated by the heater 5.
【００１９】反応室１の下部にはガス励起室６が取り付
けられている。このガス励起室６の上部は例えば石英か
ら成る光透過窓７により仕切られており、この光透過窓
７の上部の空間に低圧水銀ランプ８が設けられている。
そして、この低圧水銀ランプ８により、光透過窓７の下
部の空間に光を照射することができるようになってい
る。また、ガス励起室６にはインジェクター９を通じて
外部からガスを導入することができるようになっている
とともに、インジェクター１０を通じてこのガス励起室
６内のガスをインナーチューブ２内に下方から導入する
ことができるようになっている。一方、これとは別に、
インナーチューブ２内には下方からインジェクター１１
を通じてガスを導入することができるようになってい
る。次に、上述のように構成された減圧ＣＶＤ装置を用
いてＳｉ3 Ｎ4 膜を形成する方法について説明する。A gas excitation chamber 6 is attached to the lower part of the reaction chamber 1. The upper portion of the gas excitation chamber 6 is partitioned by a light transmitting window 7 made of, for example, quartz, and a low pressure mercury lamp 8 is provided in the space above the light transmitting window 7.
The low-pressure mercury lamp 8 can illuminate the space below the light transmission window 7 with light. Further, gas can be introduced into the gas excitation chamber 6 from the outside through the injector 9, and the gas in the gas excitation chamber 6 can be introduced into the inner tube 2 from below through the injector 10. You can do it. On the other hand, apart from this,
The injector 11 is inserted into the inner tube 2 from below.
Gas can be introduced through. Next, a method for forming a Si 3 N 4 film using the low pressure CVD apparatus configured as described above will be described.
【００２０】まず、ヒーター５によりウェハー４、例え
ばシリコンウェハーを予め所定温度に加熱しておき、そ
の状態でインジェクター９からガス励起室６にＮＨ3 ガ
スを導入し、このＮＨ3 ガスに低圧水銀ランプ８により
光を照射して励起し、この励起されたＮＨ3 ガスを反応
室１内のインナーチューブ２内に下方から導入する。そ
の結果、このインナーチューブ２内は、ＮＨ3 分子の分
解により生成されたＮＨ2 、Ｈ等の励起種で満たされ
る。次に、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスをインジェクター１１よ
り反応室１内のインナーチューブ２に下方から導入し、
Ｓｉ3 Ｎ4 膜の形成を行う。ここで、成長条件の一例を
挙げると、温度７６０℃、圧力０．２Ｔｏｒｒ、ＳｉＨ
2 Ｃｌ2 流量２０ｓｃｃｍ、ＮＨ3 流量２００ｓｃｃ
ｍ、キャリヤガスとしてのＮ2 の流量８０ｓｃｃｍであ
る。First, the wafer 4, for example, a silicon wafer is preheated to a predetermined temperature by the heater 5, and NH 3 gas is introduced from the injector 9 into the gas excitation chamber 6 in this state, and the low pressure mercury lamp is used for this NH 3 gas. Light is irradiated by 8 to be excited, and the excited NH 3 gas is introduced into the inner tube 2 in the reaction chamber 1 from below. As a result, the inner tube 2 is filled with excited species such as NH 2 and H generated by the decomposition of NH 3 molecules. Next, SiH 2 Cl 2 gas was introduced from the injector 11 into the inner tube 2 in the reaction chamber 1 from below,
A Si 3 N 4 film is formed. Here, as an example of the growth conditions, a temperature of 760 ° C., a pressure of 0.2 Torr, and SiH
2 Cl 2 flow rate 20 sccm, NH 3 flow rate 200 sccc
m, and the flow rate of N 2 as a carrier gas is 80 sccm.
【００２１】この第１実施例によれば、上述のように反
応ガスの一つであるＮＨ3 ガスをガス励起室６内におい
て光照射により励起してから反応室１内のインナーチュ
ーブ２内に導入し、これとは別にインナーチューブ２内
に導入されたＳｉＨ2 Ｃｌ2ガスとの反応によりＳｉ3
Ｎ4 膜を形成しているので、耐酸化性が良好なＳｉ3Ｎ
4 膜を形成することができる。そして、この方法をＤＲ
ＡＭ等のキャパシタの誘電膜としてのＳｉ3 Ｎ4 膜の形
成に適用することにより、その耐酸化性を高めることが
でき、従ってリーク電流低減のためにこのＳｉ3 Ｎ4 膜
の表面酸化を行う際に下部電極が酸化されることにより
電極間距離が増大してキャパシタの容量が低下してしま
うのを防止することができる。ここで、Ｓｉ3 Ｎ4 膜の
成長機構について考察する。According to the first embodiment, as described above, NH 3 gas, which is one of the reaction gases, is excited in the gas excitation chamber 6 by light irradiation, and then is introduced into the inner tube 2 in the reaction chamber 1. Introduced into the inner tube 2, the reaction with the SiH 2 Cl 2 gas introduced into the inner tube 2 separates Si 3
Since the N 4 film is formed, Si 3 N with good oxidation resistance
4 films can be formed. And this method DR
By applying it to the formation of a Si 3 N 4 film as a dielectric film of a capacitor such as AM, its oxidation resistance can be enhanced, and therefore the surface of this Si 3 N 4 film is oxidized to reduce the leak current. At this time, it is possible to prevent the capacitance between the capacitors from decreasing due to an increase in the distance between the electrodes due to the oxidation of the lower electrode. Here, the growth mechanism of the Si 3 N 4 film will be considered.
【００２２】まず、通常のＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスおよびＮ
Ｈ3 ガスを用いたＳｉ3 Ｎ4 膜の成長の機構では、図２
Ａに示すように、Ｎ−Ｈ結合に、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 の分解
種であるＳｉＣｌ2 の挿入反応が起きて、図２Ｂに示す
ように、Ｓｉ−Ｎ結合が形成される。このＳｉ−Ｎ結合
形成後、ＨＣｌが脱離する反応が起き、図２Ｃに示すよ
うになる。次に、形成されたＳｉ−Ｃｌ表面にＮＨ2 が
結合する等により、図２Ｄに示すように、Ｓｉ−Ｎ結合
が形成される。この繰り返しによりＳｉ3 Ｎ4膜が形成
される。First, ordinary SiH 2 Cl 2 gas and N
The mechanism of growth of the Si 3 N 4 film using H 3 gas is shown in FIG.
As shown in A, an insertion reaction of SiCl 2 which is a decomposition species of SiH 2 Cl 2 occurs in the N—H bond, and a Si—N bond is formed as shown in FIG. 2B. After the formation of this Si—N bond, a reaction occurs in which HCl is eliminated, as shown in FIG. 2C. Next, NH 2 is bonded to the surface of the formed Si—Cl, so that a Si—N bond is formed as shown in FIG. 2D. By repeating this, a Si 3 N 4 film is formed.
【００２３】次に、Ｓｉ3 Ｎ4 膜の成長初期過程につい
て考察する。すなわち、Ｓｉ3 Ｎ4膜の初期成長は、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 上に成長するＳｉ3 Ｎ4 と違い、下地はＳｉ表
面であると考えられる。この表面付近では、ＳｉＣｌ2
等のＳｉが直接表面のＳｉと結合して、Ｓｉ−Ｓｉ結合
の形成により膜堆積が促進されている可能性があるた
め、Ｓｉ3 Ｎ4 膜の膜厚が小さい場合には、耐酸化性が
劣っていることが考えられる。この場合には、Ｓｉ3 Ｎ
4 膜の表面酸化時に、Ｓｉ−Ｏ結合が形成されやすい、
すなわち酸化されやすい。また、Ｓｉ−Ｏ層は、酸素が
簡単に拡散するので、下地の多結晶Ｓｉまで酸化されや
すくなるのである。しかしながら、この第１実施例にお
いては、上述のようにガス励起室６内で予め励起された
ＮＨ3 ガスを用いて反応を行わせているので、Ｓｉ−Ｎ
結合の形成を促進することができ、Ｓｉ3 Ｎ4 膜の成長
初期過程でＳｉリッチになるのを抑制することができ
る。以上により、耐酸化性の良好なＳｉ3 Ｎ4 膜が形成
されるのである。Next, the initial stage of growth of the Si 3 N 4 film will be considered. That is, the initial growth of the Si 3 N 4 film is S
Unlike Si 3 N 4 grown on i 3 N 4 , the underlying layer is considered to be a Si surface. Near this surface, SiCl 2
Since there is a possibility that Si such as Si is directly bonded to Si on the surface and the film deposition is promoted by the formation of Si-Si bond, the oxidation resistance is high when the film thickness of Si 3 N 4 is small. May be inferior. In this case, Si 3 N
4 Si-O bonds are easily formed during surface oxidation of the film,
That is, it is easily oxidized. Further, in the Si—O layer, oxygen easily diffuses, so that the underlying polycrystalline Si is easily oxidized. However, in this first embodiment, since the reaction is carried out using the NH 3 gas that has been previously excited in the gas excitation chamber 6 as described above, the Si--N
The formation of bonds can be promoted, and Si-rich can be suppressed in the initial stage of growth of the Si 3 N 4 film. As described above, the Si 3 N 4 film having good oxidation resistance is formed.
【００２４】次に、この発明の第２実施例について説明
する。図３はこの第２実施例において用いる減圧ＣＶＤ
装置を示す。この減圧ＣＶＤ装置は、ガス励起室６にプ
ラズマ励起用の平行平板電極１２が設けられていること
を除いて、第１実施例において用いられた減圧ＣＶＤ装
置と同様な構成を有する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows the low pressure CVD used in this second embodiment.
Shows the device. This low pressure CVD apparatus has the same structure as the low pressure CVD apparatus used in the first embodiment except that a parallel plate electrode 12 for plasma excitation is provided in the gas excitation chamber 6.
【００２５】この図３に示す減圧ＣＶＤ装置を用いてＳ
ｉ3 Ｎ4 膜を形成するには、インジェクター９からＮＨ
3 ガスをガス励起室６に導入し、平行平板電極１２の電
極１２ａ、１２ｂ間に高周波電力を印加することにより
プラズマを発生させ、ＮＨ3ガスを励起して、これを反
応室１内のインナーチューブ２に導入する。次に、Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 ガスをインジェクター１１より反応室１内の
インナーチューブ７に導入し、Ｓｉ3 Ｎ4 膜の形成を行
う。その他は第１実施例で述べたと同様である。成長条
件も同様とすることができる。この第２実施例によれ
ば、第１実施例と同様に、耐酸化性の良好なＳｉ3 Ｎ4
膜を形成することができる。Using the low pressure CVD apparatus shown in FIG.
In order to form the i 3 N 4 film, NH is injected from the injector 9.
3 gas is introduced into the gas excitation chamber 6, plasma is generated by applying high frequency power between the electrodes 12a and 12b of the parallel plate electrode 12, the NH 3 gas is excited, and the gas is excited inside the reaction chamber 1. Introduce into tube 2. Next, Si
H 2 Cl 2 gas is introduced into the inner tube 7 in the reaction chamber 1 from the injector 11 to form a Si 3 N 4 film. Others are the same as those described in the first embodiment. The growth conditions can be the same. According to the second embodiment, similar to the first embodiment, Si 3 N 4 having good oxidation resistance is used.
A film can be formed.
【００２６】なお、第１実施例において用いた減圧ＣＶ
Ｄ装置および第２実施例において用いた減圧ＣＶＤ装置
はいずれもバッチ処理式であるが、これらの代わりに枚
葉式の減圧ＣＶＤ装置を用いるようにしてもよい。The reduced pressure CV used in the first embodiment
The apparatus D and the low pressure CVD apparatus used in the second embodiment are both batch processing type, but a single wafer type low pressure CVD apparatus may be used instead of these.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
良好な耐酸化性を有するＳｉ3 Ｎ4 膜などの膜質の良好
な絶縁膜を形成することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to form an insulating film having good film quality, such as a Si 3 N 4 film having good oxidation resistance.
【図１】この発明の第１実施例において用いる減圧ＣＶ
Ｄ装置を示す略線図である。FIG. 1 is a reduced pressure CV used in a first embodiment of the present invention.
It is an approximate line figure showing a D device.
【図２】Ｓｉ3 Ｎ4 膜の成長機構を説明するための略線
図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a growth mechanism of a Si 3 N 4 film.
【図３】この発明の第２実施例において用いる減圧ＣＶ
Ｄ装置を示す略線図である。FIG. 3 is a reduced pressure CV used in a second embodiment of the present invention.
It is an approximate line figure showing a D device.
【図４】キャパシタの構造の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a capacitor.
１ 反応室 ２ インナーチューブ ４ ウェハー ６ ガス励起室 ８ 低圧水銀ランプ ９、１０、１１ インジェクター １２ 平行平板電極 1 Reaction Chamber 2 Inner Tube 4 Wafer 6 Gas Excitation Chamber 8 Low Pressure Mercury Lamp 9, 10, 11 Injector 12 Parallel Plate Electrode
Claims (8)
うにした絶縁膜の形成方法において、 予め励起された反応ガスを反応室に導入し、上記励起さ
れた反応ガスを用いて上記絶縁膜を形成するようにした
ことを特徴とする絶縁膜の形成方法。1. A method for forming an insulating film, wherein an insulating film is formed by a low pressure CVD method, wherein a pre-excited reaction gas is introduced into a reaction chamber, and the insulation film is formed by using the excited reaction gas. A method for forming an insulating film, characterized in that the insulating film is formed.
うにしたことを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の形成
方法。2. The method for forming an insulating film according to claim 1, wherein the reaction gas is excited by photoexcitation.
するようにしたことを特徴とする請求項１記載の絶縁膜
の形成方法。3. The method for forming an insulating film according to claim 1, wherein the reaction gas is excited by plasma excitation.
ＮＨ3 ガスのみを励起した後に上記反応ガスを上記反応
室に導入し、上記反応ガスを用いて上記絶縁膜を形成す
るようにしたことを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の
形成方法。4. The reaction gas contains NH 3 gas, and after exciting only the NH 3 gas, the reaction gas is introduced into the reaction chamber and the reaction gas is used to form the insulating film. The method for forming an insulating film according to claim 1, wherein
応ガスを予め励起するためのガス励起室を有することを
特徴とする減圧ＣＶＤ装置。5. A low pressure CVD apparatus having a gas excitation chamber for previously exciting the reaction gas before introducing the reaction gas into the reaction chamber.
するための手段を有することを特徴とする請求項５記載
の減圧ＣＶＤ装置。6. The low pressure CVD apparatus according to claim 5, wherein the gas excitation chamber has means for optically exciting the reaction gas.
マ励起するための手段を有することを特徴とする請求項
５記載の減圧ＣＶＤ装置。7. The low pressure CVD apparatus according to claim 5, wherein the gas excitation chamber has means for plasma-exciting the reaction gas.
応ガスを用いることを特徴とする請求項５記載の減圧Ｃ
ＶＤ装置。8. The reduced pressure C according to claim 5, wherein a reaction gas containing NH 3 gas is used as the reaction gas.
VD device.
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|---|---|---|---|
| JP15283593A JP3225694B2 (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Method for forming silicon nitride film and CVD apparatus |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=15549175
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| JP (1) | JP3225694B2 (en) |
Cited By (3)
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-
1993
- 1993-05-31 JP JP15283593A patent/JP3225694B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007194668A (en) * | 2007-04-12 | 2007-08-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Substrate processing device |
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