JPH07109574A - 窒化ケイ素膜の形成方法 - Google Patents
窒化ケイ素膜の形成方法Info
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- JPH07109574A JPH07109574A JP25438893A JP25438893A JPH07109574A JP H07109574 A JPH07109574 A JP H07109574A JP 25438893 A JP25438893 A JP 25438893A JP 25438893 A JP25438893 A JP 25438893A JP H07109574 A JPH07109574 A JP H07109574A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被処理基板上に窒化ケイ素の異常成長を抑制
して表面が平滑な窒化ケイ素膜を形成する方法。 【構成】 被処理基板上に窒化ケイ素膜を成長させる炉
と、該炉に接続して設けられた予備排気室から成る装置
で、炉および予備排気室を減圧にした状態で被処理基板
を予備排気室から炉内に移動し、炉内でＣＶＤ法により
窒化ケイ素膜を形成する方法において、被処理基板を予
備排気室から炉内に移行する前に、炉内に一旦酸素を含
むガスを導入した後、炉内を真空排気して、炉内の酸素
を含むガスを除去する工程とした窒化ケイ素膜の形成方
法。
して表面が平滑な窒化ケイ素膜を形成する方法。 【構成】 被処理基板上に窒化ケイ素膜を成長させる炉
と、該炉に接続して設けられた予備排気室から成る装置
で、炉および予備排気室を減圧にした状態で被処理基板
を予備排気室から炉内に移動し、炉内でＣＶＤ法により
窒化ケイ素膜を形成する方法において、被処理基板を予
備排気室から炉内に移行する前に、炉内に一旦酸素を含
むガスを導入した後、炉内を真空排気して、炉内の酸素
を含むガスを除去する工程とした窒化ケイ素膜の形成方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、窒化ケイ素膜の形成方
法に関し、更に詳しくはキャパシター絶縁膜を製造する
ために、半導体基板である被処理基板の表面にＣＶＤ法
により窒化ケイ素膜を形成する方法に関する。
法に関し、更に詳しくはキャパシター絶縁膜を製造する
ために、半導体基板である被処理基板の表面にＣＶＤ法
により窒化ケイ素膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体基板である被処理基板
の表面に窒化ケイ素膜を形成する方法として、ＣＶＤ(C
hemical Vapor Deposition) 法が採用されている。
の表面に窒化ケイ素膜を形成する方法として、ＣＶＤ(C
hemical Vapor Deposition) 法が採用されている。
【０００３】このＣＶＤ法は、加熱炉内で、７６０℃程
度の温度で窒化ケイ素の反応ガスであるジクロルシラン
（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）とアンモニア（ＮＨ3 ）を減圧雰囲
気中で化学反応させ、被処理基板上に窒化ケイ素膜を成
長させる方法であり、ステップカバレーシや絶縁特性の
良好な膜が得られるという利点がある。
度の温度で窒化ケイ素の反応ガスであるジクロルシラン
（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）とアンモニア（ＮＨ3 ）を減圧雰囲
気中で化学反応させ、被処理基板上に窒化ケイ素膜を成
長させる方法であり、ステップカバレーシや絶縁特性の
良好な膜が得られるという利点がある。
【０００４】しかし、前記熱ＣＶＤ法は被処理基板を大
気中でボートイン・ボートアウトしていたため、そのボ
ートイン・ボートアウトの際に巻き込む大気中の酸素
や、水分等により被処理基板上に酸化ケイ素のような自
然酸化膜を成長させてしまい、基板上に形成された窒化
ケイ素膜の絶縁特性やコンタクト抵抗を悪化させてい
た。
気中でボートイン・ボートアウトしていたため、そのボ
ートイン・ボートアウトの際に巻き込む大気中の酸素
や、水分等により被処理基板上に酸化ケイ素のような自
然酸化膜を成長させてしまい、基板上に形成された窒化
ケイ素膜の絶縁特性やコンタクト抵抗を悪化させてい
た。
【０００５】近年、半導体の高集積化に伴ない、被処理
基板上に形成される窒化ケイ素膜の薄膜化が必要とな
り、成膜条件の管理が厳しく行われるようになってき
た。
基板上に形成される窒化ケイ素膜の薄膜化が必要とな
り、成膜条件の管理が厳しく行われるようになってき
た。
【０００６】このような厳しい成膜条件に対処出来る酸
化法またはＣＶＤ(Chemical VaporDeposition) 法によ
り窒化ケイ素膜を形成する装置として、本出願人は先
に、特開昭６３−２４１９３６号で炉内にその一方の取
出口からＳｉウエハ、Ｇａ−Ａｓウエハ等の被処理基板
を収めて密閉し、該被処理基板の表面に炉内に導入した
ガス成分を化学反応させて薄膜を形成するようにしたも
のにおいて、該取出口の前方にガス導入口と真空排気口
および該被処理基板の物理的洗浄法を備えた該炉への被
処理基板の挿入、取出のための密閉室を連設した酸化、
ＣＶＤ用炉を提案した。そして、炉内への石英製ボート
に積層状に間隔を存して載置されたＳｉウエハ等の被処
理基板の挿入、取出を予備排気室を介して行い、該炉内
で該被処理基板を加熱しながら、ガス導入口よりＳｉＨ
4 等の反応ガスを導入して該被処理基板の表面に該反応
ガスの化学反応により薄膜、即ちＣＶＤ法による薄膜を
形成する。
化法またはＣＶＤ(Chemical VaporDeposition) 法によ
り窒化ケイ素膜を形成する装置として、本出願人は先
に、特開昭６３−２４１９３６号で炉内にその一方の取
出口からＳｉウエハ、Ｇａ−Ａｓウエハ等の被処理基板
を収めて密閉し、該被処理基板の表面に炉内に導入した
ガス成分を化学反応させて薄膜を形成するようにしたも
のにおいて、該取出口の前方にガス導入口と真空排気口
および該被処理基板の物理的洗浄法を備えた該炉への被
処理基板の挿入、取出のための密閉室を連設した酸化、
ＣＶＤ用炉を提案した。そして、炉内への石英製ボート
に積層状に間隔を存して載置されたＳｉウエハ等の被処
理基板の挿入、取出を予備排気室を介して行い、該炉内
で該被処理基板を加熱しながら、ガス導入口よりＳｉＨ
4 等の反応ガスを導入して該被処理基板の表面に該反応
ガスの化学反応により薄膜、即ちＣＶＤ法による薄膜を
形成する。
【０００７】前記装置による被処理基板表面への窒化ケ
イ素膜の形成についてのシーケンス（システム）の１例
を説明する。 先ず、予備排気室内にボートに間隔を存して積層状
に載置された被処理基板を搬入した後、該予備排気室内
を真空排気系により例えば５×１０- 1Ｐａ程度に排気
する。 続いて、ボートを炉内に搬送、即ち移動する。 炉内は常時例えば１×１０- 1Ｐａ程度に真空排気
されており、また、例えば７６０℃の温度に保たれてい
る。 被処理基板が炉内に搬送された後、一定時間保持
し、炉内にジクロルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）およびア
ンモニア（ＮＨ3 ）を導入して化学反応を起こさせしめ
て窒化ケイ素膜を成長させる。 更に炉およびガス系のパージを行う。 その後、ボートを炉内より予備排気室内に搬送、即
ち移動させた後、予備排気室内に窒素（Ｎ2 ）ガスを導
入し、大気圧まで復圧して、ボートと共に被処理基板を
予備排気室内より搬出する。
イ素膜の形成についてのシーケンス（システム）の１例
を説明する。 先ず、予備排気室内にボートに間隔を存して積層状
に載置された被処理基板を搬入した後、該予備排気室内
を真空排気系により例えば５×１０- 1Ｐａ程度に排気
する。 続いて、ボートを炉内に搬送、即ち移動する。 炉内は常時例えば１×１０- 1Ｐａ程度に真空排気
されており、また、例えば７６０℃の温度に保たれてい
る。 被処理基板が炉内に搬送された後、一定時間保持
し、炉内にジクロルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）およびア
ンモニア（ＮＨ3 ）を導入して化学反応を起こさせしめ
て窒化ケイ素膜を成長させる。 更に炉およびガス系のパージを行う。 その後、ボートを炉内より予備排気室内に搬送、即
ち移動させた後、予備排気室内に窒素（Ｎ2 ）ガスを導
入し、大気圧まで復圧して、ボートと共に被処理基板を
予備排気室内より搬出する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記シーケンス（シス
テム）では、被処理基板上に自然酸化膜を成長させるこ
となく窒化ケイ素膜の成膜を行うことが可能となった
が、その反面、前記シーケンスで被処理基板上に窒化ケ
イ素膜を成長させる場合、被処理基板表面に窒化ケイ素
を成膜させる成長初期において、先の成膜プロセスの成
膜後に炉内に残留する反応ガス成分のジクロルシラン
（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）およびアンモニア（ＮＨ3）が基板
上に異常成長を起こし、この異常成長後に成膜される窒
化ケイ素膜の平滑性を悪化させるという問題が発生し
た。
テム）では、被処理基板上に自然酸化膜を成長させるこ
となく窒化ケイ素膜の成膜を行うことが可能となった
が、その反面、前記シーケンスで被処理基板上に窒化ケ
イ素膜を成長させる場合、被処理基板表面に窒化ケイ素
を成膜させる成長初期において、先の成膜プロセスの成
膜後に炉内に残留する反応ガス成分のジクロルシラン
（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）およびアンモニア（ＮＨ3）が基板
上に異常成長を起こし、この異常成長後に成膜される窒
化ケイ素膜の平滑性を悪化させるという問題が発生し
た。
【０００９】また、この異常成長の現象は窒化ケイ素膜
を成長させる炉内の真空状態のみならず、高温状態下で
はアルゴン（Ａｒ）ガス、或いは窒素（Ｎ2 ）ガス等の
不活性ガス雰囲気中でも発生するという問題があった。
を成長させる炉内の真空状態のみならず、高温状態下で
はアルゴン（Ａｒ）ガス、或いは窒素（Ｎ2 ）ガス等の
不活性ガス雰囲気中でも発生するという問題があった。
【００１０】一方、以前の被処理基板上に自然酸化膜が
出来るようなプロセスではその異常成長は観察されてい
ない。
出来るようなプロセスではその異常成長は観察されてい
ない。
【００１１】本発明はかかる問題点、即ち自然酸化膜の
発生と、新たに被処理基板上に異常成長の発生するとい
う２つの問題点を解消し、被処理基板上に自然酸化膜を
成長させることなく、かつ異常成長のない平滑な窒化ケ
イ素膜を形成することが出来る窒化ケイ素膜の形成方法
を提供することを目的とする。
発生と、新たに被処理基板上に異常成長の発生するとい
う２つの問題点を解消し、被処理基板上に自然酸化膜を
成長させることなく、かつ異常成長のない平滑な窒化ケ
イ素膜を形成することが出来る窒化ケイ素膜の形成方法
を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化ケイ素膜の
形成方法は、被処理基板上に窒化ケイ素膜を成長させる
炉と、該炉に接続して設けられた予備排気室から成る装
置で、炉および予備排気室を減圧にした状態で被処理基
板を予備排気室から炉内に移動し、炉内でＣＶＤ法によ
り窒化ケイ素膜を形成する方法において、被処理基板を
予備排気室から炉内に移行する前に、炉内に一旦酸素を
含むガスを導入した後、炉内を真空排気して、炉内の酸
素を含むガスを除去する工程が含まれていることを特徴
とする。
形成方法は、被処理基板上に窒化ケイ素膜を成長させる
炉と、該炉に接続して設けられた予備排気室から成る装
置で、炉および予備排気室を減圧にした状態で被処理基
板を予備排気室から炉内に移動し、炉内でＣＶＤ法によ
り窒化ケイ素膜を形成する方法において、被処理基板を
予備排気室から炉内に移行する前に、炉内に一旦酸素を
含むガスを導入した後、炉内を真空排気して、炉内の酸
素を含むガスを除去する工程が含まれていることを特徴
とする。
【００１３】
【作用】被処理基板を炉内に移動する前に炉内を酸素を
含むガスを導入することにより、前のプロセスで炉内に
残留せる反応ガスおよびその反応生成物を酸化すること
で、化学的に安定した状態とし、その後、炉内から酸素
を含むガスを排気、除去することにより次のプロセスで
の被処理基板上への自然酸化膜の発生および異常成長を
抑制する。
含むガスを導入することにより、前のプロセスで炉内に
残留せる反応ガスおよびその反応生成物を酸化すること
で、化学的に安定した状態とし、その後、炉内から酸素
を含むガスを排気、除去することにより次のプロセスで
の被処理基板上への自然酸化膜の発生および異常成長を
抑制する。
【００１４】
【実施例】本発明の窒化ケイ素膜の形成方法は、炉内へ
の被処理基板を搬入する前に炉内に流量30ＳＣＣＭ〜20
ＳＬＭ程度の酸素を含むガスを導入して減圧状態、或い
は大気圧状態とした後、炉内を真空排気して酸素を含む
ガスを除去するプロセスを行うものである。
の被処理基板を搬入する前に炉内に流量30ＳＣＣＭ〜20
ＳＬＭ程度の酸素を含むガスを導入して減圧状態、或い
は大気圧状態とした後、炉内を真空排気して酸素を含む
ガスを除去するプロセスを行うものである。
【００１５】以下に添付図面に従って本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００１６】図１は本発明方法を実施するための装置の
１例を示すもので、図中、１はロードロック式縦型炉を
示す。
１例を示すもので、図中、１はロードロック式縦型炉を
示す。
【００１７】そしてロードロック式縦型炉１はステンレ
ス製のチャンバーから成る予備排気室２と石英製のチュ
ーブから成る炉３とから成り予備排気室２と炉３との間
を仕切弁４で仕切り、予備排気室２内と炉３内の雰囲気
を分離可能とした。
ス製のチャンバーから成る予備排気室２と石英製のチュ
ーブから成る炉３とから成り予備排気室２と炉３との間
を仕切弁４で仕切り、予備排気室２内と炉３内の雰囲気
を分離可能とした。
【００１８】予備排気室２内を所定の圧力にするため
に、外部の真空ポンプその他の真空排気系５にバルブ６
を介して接続すると共に、該予備排気室２内に例えば窒
素（Ｎ2 ）ガスを導入するガス導入管７を接続した。
に、外部の真空ポンプその他の真空排気系５にバルブ６
を介して接続すると共に、該予備排気室２内に例えば窒
素（Ｎ2 ）ガスを導入するガス導入管７を接続した。
【００１９】また、炉３内を所定の圧力にするために、
外部の真空ポンプその他の真空排気系８にバルブ９を介
して接続すると共に、該炉３内に例えばアルゴン（Ａ
ｒ）で希釈した酸素（Ｏ2 ）ガスを導入するガス導入管
１０と、窒化ケイ素の一方の反応ガス、例えばジクロル
シラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスを導入するガス導入管１
１と、窒化ケイ素の他方の反応ガス、例えばアンモニア
（ＮＨ3 ）ガスを導入するガス導入管１２を夫々接続し
た。
外部の真空ポンプその他の真空排気系８にバルブ９を介
して接続すると共に、該炉３内に例えばアルゴン（Ａ
ｒ）で希釈した酸素（Ｏ2 ）ガスを導入するガス導入管
１０と、窒化ケイ素の一方の反応ガス、例えばジクロル
シラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスを導入するガス導入管１
１と、窒化ケイ素の他方の反応ガス、例えばアンモニア
（ＮＨ3 ）ガスを導入するガス導入管１２を夫々接続し
た。
【００２０】また、炉３の外側に例えばカンタル線から
成るヒーター１３を配置して炉３内を加熱するようにし
た。
成るヒーター１３を配置して炉３内を加熱するようにし
た。
【００２１】また、石英製のボート１４にＳｉウエハ等
の被処理基板１５を一定間隔を存して層状に載置した
後、これを予備排気室２内に搬入して回転自在であって
進退自在の移動台１６上に載置し、該移動台１６により
予備排気室２内より炉３内に搬入出来るようにし、ま
た、被処理基板１５表面への窒化ケイ素膜の形成後は炉
３内より予備排気室２内に搬出し、更に予備排気室２内
より外部に搬出出来るようにした。
の被処理基板１５を一定間隔を存して層状に載置した
後、これを予備排気室２内に搬入して回転自在であって
進退自在の移動台１６上に載置し、該移動台１６により
予備排気室２内より炉３内に搬入出来るようにし、ま
た、被処理基板１５表面への窒化ケイ素膜の形成後は炉
３内より予備排気室２内に搬出し、更に予備排気室２内
より外部に搬出出来るようにした。
【００２２】尚、図中、１７は予備排気室２内に被処理
基板１５を出入れする出入口、１８は該出入口１７を密
閉する扉を夫々示す。
基板１５を出入れする出入口、１８は該出入口１７を密
閉する扉を夫々示す。
【００２３】次に本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。
る。
【００２４】実施例１ 前記構成のロードロック式縦型炉１を用いて被処理基板
１５の表面に窒化ケイ素膜を形成する場合について説明
する。
１５の表面に窒化ケイ素膜を形成する場合について説明
する。
【００２５】先ず、石英製ボート１４に一定間隔を存し
て層状に載置された被処理基板１５を予備排気室２の外
方から出入口１７を介して予備排気室２内に搬入して図
１の仮想線に示すように移動台１６上に載置し、扉１８
を閉じて出入口１７を密閉した後、真空排気系５で予備
排気室２内の圧力を５×１０- 1Ｐａに設定した（以下
この工程をステップ１という）。
て層状に載置された被処理基板１５を予備排気室２の外
方から出入口１７を介して予備排気室２内に搬入して図
１の仮想線に示すように移動台１６上に載置し、扉１８
を閉じて出入口１７を密閉した後、真空排気系５で予備
排気室２内の圧力を５×１０- 1Ｐａに設定した（以下
この工程をステップ１という）。
【００２６】次に、予め真空排気系８で１×１０- 1Ｐ
ａ程度に排気されている炉３内の排気をバルブ９を閉じ
て中断し、ガス導入管１０よりアルゴン（Ａｒ）ガスで
濃度１０％に希釈された酸素（Ｏ2 ）ガスを大気圧にな
るように導入して、炉３内を酸素雰囲気の大気圧状態と
し、１０分間保持した。その後、炉３内への希釈酸素ガ
スの導入を停止した後、直ちに真空排気系８で炉３内の
圧力を１×１０- 1Ｐａ程度に設定した（以下この工程
をステップ２という）。
ａ程度に排気されている炉３内の排気をバルブ９を閉じ
て中断し、ガス導入管１０よりアルゴン（Ａｒ）ガスで
濃度１０％に希釈された酸素（Ｏ2 ）ガスを大気圧にな
るように導入して、炉３内を酸素雰囲気の大気圧状態と
し、１０分間保持した。その後、炉３内への希釈酸素ガ
スの導入を停止した後、直ちに真空排気系８で炉３内の
圧力を１×１０- 1Ｐａ程度に設定した（以下この工程
をステップ２という）。
【００２７】このステップ２はあえて炉３内に酸素を含
むガスを導入することで、炉３内に残留している先の窒
化ケイ素膜を形成するための反応ガスであるジクロルシ
ラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスやアンモニア（ＮＨ3 ）ガ
ス、およびその反応生成物を酸化させることで化学的に
安定な状態にし、次の窒化ケイ素膜を形成するために炉
３内に搬入される被処理基板１５上への窒化ケイ素の異
常成長を防止することにある。
むガスを導入することで、炉３内に残留している先の窒
化ケイ素膜を形成するための反応ガスであるジクロルシ
ラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスやアンモニア（ＮＨ3 ）ガ
ス、およびその反応生成物を酸化させることで化学的に
安定な状態にし、次の窒化ケイ素膜を形成するために炉
３内に搬入される被処理基板１５上への窒化ケイ素の異
常成長を防止することにある。
【００２８】その後、仕切弁４を開弁し、ステップ２に
より炉３内への酸素を含むガスの導入で異常成長の原因
となる反応ガスや生成物の残留がなく、かつ真空排気系
８で圧力を１×１０- 1Ｐａ程度に排気され、ヒーター
１３で温度７６０℃に設定された炉３内にボート１４に
載置された被処理基板１５を移動台１６の進出で予備排
気室２内より図１の実線に示すように搬入した（以下こ
の工程をステップ３という）。
より炉３内への酸素を含むガスの導入で異常成長の原因
となる反応ガスや生成物の残留がなく、かつ真空排気系
８で圧力を１×１０- 1Ｐａ程度に排気され、ヒーター
１３で温度７６０℃に設定された炉３内にボート１４に
載置された被処理基板１５を移動台１６の進出で予備排
気室２内より図１の実線に示すように搬入した（以下こ
の工程をステップ３という）。
【００２９】続いて、真空排気系８で排気を２０分間行
って、炉３内を十分に真空状態に維持して被処理基板１
５の持込むわずかな水分や酸素を除去した（以下この工
程をステップ４という）。
って、炉３内を十分に真空状態に維持して被処理基板１
５の持込むわずかな水分や酸素を除去した（以下この工
程をステップ４という）。
【００３０】更に、炉３内にガス導入管１１およびガス
導入管１２より窒素（Ｎ2 ）ガスを夫々90ＳＣＣＭ、60
0 ＳＣＣＭの流量で導入しながら、炉３内の圧力を４０
Ｐａ程度の減圧状態に維持して被処理基板１５の温度安
定を行った（以下この工程をステップ５という）。
導入管１２より窒素（Ｎ2 ）ガスを夫々90ＳＣＣＭ、60
0 ＳＣＣＭの流量で導入しながら、炉３内の圧力を４０
Ｐａ程度の減圧状態に維持して被処理基板１５の温度安
定を行った（以下この工程をステップ５という）。
【００３１】次に、ガス導入管１１よりジクロルシラン
（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスを流量600ＳＣＣＭ、ガス導入
管１２よりアンモニア（ＮＨ3 ）ガスを流量90ＳＣＣＭ
を夫々導入し、この状態を４０分間維持し、被処理基板
１５上に膜厚約１００ｎｍの窒化ケイ素膜を成長させ
た。この時の炉３内の圧力は４０Ｐａ程度の減圧状態と
した（以下この工程をステップ６という）。
（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスを流量600ＳＣＣＭ、ガス導入
管１２よりアンモニア（ＮＨ3 ）ガスを流量90ＳＣＣＭ
を夫々導入し、この状態を４０分間維持し、被処理基板
１５上に膜厚約１００ｎｍの窒化ケイ素膜を成長させ
た。この時の炉３内の圧力は４０Ｐａ程度の減圧状態と
した（以下この工程をステップ６という）。
【００３２】その後、ガス導入管１１およびガス導入管
１２の導入管系内の窒素（Ｎ2 ）ガスパージと、真空排
気の繰り返しを３回行った（以下この工程をステップ７
という）。
１２の導入管系内の窒素（Ｎ2 ）ガスパージと、真空排
気の繰り返しを３回行った（以下この工程をステップ７
という）。
【００３３】次に、仕切弁４を開弁し、炉３内のボート
１４を移動台１６の退入で予備排気室２内に図１の仮想
線に示すように搬出した（以下この工程をステップ８と
いう）。
１４を移動台１６の退入で予備排気室２内に図１の仮想
線に示すように搬出した（以下この工程をステップ８と
いう）。
【００３４】続いて、予備排気室２内にガス導入管７よ
り窒素（Ｎ2 ）ガスを導入し、予備排気室２内の圧力を
大気圧まで復圧（以下この工程をステップ９という）し
て、被処理基板１５を温度１５０℃以下に冷却した後、
扉１８を開き、ボート１４と共に被処理基板１５を出入
口１７を介して予備排気室２より外部に搬出した。
り窒素（Ｎ2 ）ガスを導入し、予備排気室２内の圧力を
大気圧まで復圧（以下この工程をステップ９という）し
て、被処理基板１５を温度１５０℃以下に冷却した後、
扉１８を開き、ボート１４と共に被処理基板１５を出入
口１７を介して予備排気室２より外部に搬出した。
【００３５】前述のように、ステップ２で炉３内を酸素
雰囲気で熱処理したため、炉３内に先の窒化ケイ素膜の
形成時に残留せる窒化ケイ素膜の反応ガスであるジクロ
ルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガス、アンモニア（ＮＨ
3 ）ガスおよびその反応生成物は酸化され、化学的に安
定な状態となる。従って、ステップ３で炉３内に搬入さ
れる被処理基板１５上への窒化ケイ素の異常成長が抑制
されることになる。
雰囲気で熱処理したため、炉３内に先の窒化ケイ素膜の
形成時に残留せる窒化ケイ素膜の反応ガスであるジクロ
ルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガス、アンモニア（ＮＨ
3 ）ガスおよびその反応生成物は酸化され、化学的に安
定な状態となる。従って、ステップ３で炉３内に搬入さ
れる被処理基板１５上への窒化ケイ素の異常成長が抑制
されることになる。
【００３６】比較例１ 従来法により、即ちステップ２の処理を行わない以外は
前記実施例１と同様の方法で被処理基板上に窒化ケイ素
膜を形成した。
前記実施例１と同様の方法で被処理基板上に窒化ケイ素
膜を形成した。
【００３７】そして、前記実施例１および比較例１の夫
々の方法で窒化ケイ素膜が形成された被処理基板の表面
をレーザー式パーティクルカウンターで評価した。その
被処理基板表面に異常成長の発生している状態を図２に
示した。図２に示すように異常成長の発生している場所
は被処理基板上に直径０．２〜０．５μｍ程度の半球状
の突起になっていることが電子顕微鏡の観察写真により
明らかになっている。
々の方法で窒化ケイ素膜が形成された被処理基板の表面
をレーザー式パーティクルカウンターで評価した。その
被処理基板表面に異常成長の発生している状態を図２に
示した。図２に示すように異常成長の発生している場所
は被処理基板上に直径０．２〜０．５μｍ程度の半球状
の突起になっていることが電子顕微鏡の観察写真により
明らかになっている。
【００３８】従って、被処理基板上への異常成長の痕跡
はレーザー式パーティクルカウンターで評価すればパー
ティクル（径０．２〜０．５μｍ）として確認すること
が出来ることになる。
はレーザー式パーティクルカウンターで評価すればパー
ティクル（径０．２〜０．５μｍ）として確認すること
が出来ることになる。
【００３９】前記実施例１および比較例１において被処
理基板として直径６インチのＰ型で面方位（１００）の
シリコン基板を用いた場合における被処理基板の異常成
長を調べた結果を表１に示す。
理基板として直径６インチのＰ型で面方位（１００）の
シリコン基板を用いた場合における被処理基板の異常成
長を調べた結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】表１から明らかなように、本発明の実施例
１の場合は、比較例１の場合に比して異常成長がおおよ
そ１／１００に減少していることが分かった。従って、
本発明方法は窒化ケイ素膜が形成される際、被処理基板
上に窒化ケイ素の異常発生を抑制出来ることが確認され
た。
１の場合は、比較例１の場合に比して異常成長がおおよ
そ１／１００に減少していることが分かった。従って、
本発明方法は窒化ケイ素膜が形成される際、被処理基板
上に窒化ケイ素の異常発生を抑制出来ることが確認され
た。
【００４２】前記実施例１ではステップ１において被処
理基板１５を予備排気室２内で真空排気を行い、ステッ
プ３において真空状態で予備排気室２から炉３内に搬入
しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
このステップ１の予備排気室２内雰囲気およびステップ
３の炉３内雰囲気は窒素（Ｎ2 ）ガス、或いはアルゴン
（Ａｒ）ガス等の不活性ガス雰囲気としてもよい。
理基板１５を予備排気室２内で真空排気を行い、ステッ
プ３において真空状態で予備排気室２から炉３内に搬入
しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
このステップ１の予備排気室２内雰囲気およびステップ
３の炉３内雰囲気は窒素（Ｎ2 ）ガス、或いはアルゴン
（Ａｒ）ガス等の不活性ガス雰囲気としてもよい。
【００４３】また、表面に窒化ケイ素膜が形成された被
処理基板１５を炉３内より予備排気室２に搬出する際の
ステップ８においても予備排気室２内雰囲気および炉３
内雰囲気を前記ステップ１およびステップ３と同様に窒
素（Ｎ2 ）ガス、或いはアルゴン（Ａｒ）ガス等の不活
性ガス雰囲気としてもよい。
処理基板１５を炉３内より予備排気室２に搬出する際の
ステップ８においても予備排気室２内雰囲気および炉３
内雰囲気を前記ステップ１およびステップ３と同様に窒
素（Ｎ2 ）ガス、或いはアルゴン（Ａｒ）ガス等の不活
性ガス雰囲気としてもよい。
【００４４】また、前記実施例１ではステップ２におい
て炉３内を酸素を含むガスで大気圧雰囲気としたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、酸素を含むガス
を導入した際の圧力は大気圧から酸素分圧１×１０- 2
Ｐａ程度までの減圧雰囲気としてもよい。
て炉３内を酸素を含むガスで大気圧雰囲気としたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、酸素を含むガス
を導入した際の圧力は大気圧から酸素分圧１×１０- 2
Ｐａ程度までの減圧雰囲気としてもよい。
【００４５】また、前記実施例１ではステップ２で用い
る酸素を含むガスを酸素（Ｏ2 ）ガスを混合したアルゴ
ン（Ａｒ）ガスとしたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、水（Ｈ2 Ｏ）或いは亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）
を含むガスとしてもよい。また、これらとアルゴン（Ａ
ｒ）や窒素（Ｎ2 ）等の不活性ガスとの混合ガスとして
もよい。勿論、混合せずに純ガスを使用してもよい。
る酸素を含むガスを酸素（Ｏ2 ）ガスを混合したアルゴ
ン（Ａｒ）ガスとしたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、水（Ｈ2 Ｏ）或いは亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）
を含むガスとしてもよい。また、これらとアルゴン（Ａ
ｒ）や窒素（Ｎ2 ）等の不活性ガスとの混合ガスとして
もよい。勿論、混合せずに純ガスを使用してもよい。
【００４６】
【発明の効果】本発明の窒化ケイ素膜の形成方法による
ときは、被処理基板を炉内に搬入する前に、炉内を酸素
を含むガス雰囲気にするようにしたので、炉内に先の膜
形成時に残留せる窒化ケイ素の反応ガスおよびその反応
生成物を酸化させて安定化させることとなり、更に、炉
内を真空排気することによって、これらの残留せる反応
ガス或いは反応生成物を除去することが出来て、その後
に炉内に搬入される被処理基板表面への窒化ケイ素の異
常成長を抑制することが出来る効果がある。
ときは、被処理基板を炉内に搬入する前に、炉内を酸素
を含むガス雰囲気にするようにしたので、炉内に先の膜
形成時に残留せる窒化ケイ素の反応ガスおよびその反応
生成物を酸化させて安定化させることとなり、更に、炉
内を真空排気することによって、これらの残留せる反応
ガス或いは反応生成物を除去することが出来て、その後
に炉内に搬入される被処理基板表面への窒化ケイ素の異
常成長を抑制することが出来る効果がある。
【図１】 本発明の窒化ケイ素膜を形成方法を実施する
ための装置の１例の概略説明図、
ための装置の１例の概略説明図、
【図２】 従来法で問題となる被処理基板表面への窒化
ケイ素の異常成長の痕跡を表す説明図。
ケイ素の異常成長の痕跡を表す説明図。
２ 予備排気室、 ３ 炉、 ４ 仕切弁、
５，８ 真空排気系、 １０，１１，１２ ガス
導入管、１３ ヒーター、 １５ 被処理基板。
５，８ 真空排気系、 １０，１１，１２ ガス
導入管、１３ ヒーター、 １５ 被処理基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/318 Ｂ 7352−4Ｍ 27/04 21/822 (72)発明者 太田 賀文 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 中村 久三 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 被処理基板上に窒化ケイ素膜を成長させ
る炉と、該炉に接続して設けられた予備排気室から成る
装置で、炉および予備排気室を減圧にした状態で被処理
基板を予備排気室から炉内に移動し、炉内でＣＶＤ法に
より窒化ケイ素膜を形成する方法において、被処理基板
を予備排気室から炉内に移行する前に、炉内に一旦酸素
を含むガスを導入した後、炉内を真空排気して、炉内の
酸素を含むガスを除去する工程が含まれていることを特
徴とする窒化ケイ素膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25438893A JPH07109574A (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 窒化ケイ素膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25438893A JPH07109574A (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 窒化ケイ素膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07109574A true JPH07109574A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=17264290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25438893A Pending JPH07109574A (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 窒化ケイ素膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109574A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003995A1 (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP25438893A patent/JPH07109574A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003995A1 (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
| US7737034B2 (en) | 2002-06-27 | 2010-06-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate treating apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| KR101023364B1 (ko) * | 2002-06-27 | 2011-03-18 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 기판 처리 장치, 기판 지지체 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| US7915165B2 (en) | 2002-06-27 | 2011-03-29 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate treating apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| US8211798B2 (en) | 2002-06-27 | 2012-07-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate treating apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
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