JPH0794518A - Processing method for semiconductor device - Google Patents

Processing method for semiconductor device

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JPH0794518A
JPH0794518A JP23685593A JP23685593A JPH0794518A JP H0794518 A JPH0794518 A JP H0794518A JP 23685593 A JP23685593 A JP 23685593A JP 23685593 A JP23685593 A JP 23685593A JP H0794518 A JPH0794518 A JP H0794518A
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JP
Japan
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contaminated
boat
silicon wafer
silicon
heat treatment
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Pending
Application number
JP23685593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshisue Jitsuzawa
佳居 実沢
Hiroyuki Watanabe
裕之 渡辺
Masaki Hirase
征基 平瀬
Atsushi Saida
敦 齋田
Makoto Akizuki
誠 秋月
Hiroyuki Aoe
弘行 青江
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0794518A publication Critical patent/JPH0794518A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent a semiconductor wafer from being contaminated by impurities existing in a manufacturing apparatus by a simple method. CONSTITUTION:Silicon oxide films 21 are formed on the surfaces of a boat 19 and an inner silica tube 11 contaminated by a high-melting-point metal (tungsten). And silicon wafers 18e which neither have any tungsten silicide film nor have been contaminated are mounted on the boat 19 and heat-treated (800 deg.C) in a vacuum. The measurement of the degree of contamination on the surfaces of the silicon wafers 18e has proved that it is lower than the detection limit (1E8atom/cm<2>) of a measuring apparatus. Namely. it becomes possible to suppress the scattering of the tungsten contaminating the surfaces of the boat 19 and the inner silica tube 11 by the silicon oxide films 21 covering the surfaces. As the result, it becomes possible to prevent the surfaces of the silicon wafers 18e from being recontaminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の処理方法に
係り、詳しくは、半導体装置の製造工程において製造装
置内に存在する不純物により半導体ウェハが汚染される
のを防止する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of processing a semiconductor device, and more particularly to a method of preventing a semiconductor wafer from being contaminated by impurities existing in the manufacturing device in the manufacturing process of the semiconductor device. .

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置における電極配線材料として
は、従来からポリシリコンが多用されている。しかし、
比抵抗を低減するためポリシリコンに不純物を添加して
も、その比抵抗の低減効果には限界がある。そのため、
ポリシリコンに比べて比抵抗が1桁以上小さい高融点金
属シリサイド(WSi2 ,MoSi2 ,TiSi2 等)
が電極配線材料として用いられるようになってきた。
2. Description of the Related Art Polysilicon has been widely used as an electrode wiring material in a semiconductor device. But,
Even if impurities are added to polysilicon in order to reduce the specific resistance, the effect of reducing the specific resistance is limited. for that reason,
Refractory metal silicide (WSi 2 , MoSi 2 , TiSi 2, etc.) whose specific resistance is one digit or more smaller than that of polysilicon
Has come to be used as an electrode wiring material.

【0003】ところが、高融点金属シリサイド膜が表面
に形成されたシリコンウェハに熱処理(アニールだけで
なくCVD法などのシリコンウェハを加熱する処理全般
を含む)を行うと、シリコンウェハの表面から高融点金
属が飛散する。すると、その飛散した高融点金属によっ
て熱処理装置(具体的には、ボートの表面や電気炉の内
壁など)が汚染される。そして、高融点金属によって汚
染された熱処理装置を用いて別のシリコンウェハに熱処
理を行うと、熱処理装置から再度飛散した高融点金属に
よって、当該シリコンウェハが再汚染される。さらに、
当該シリコンウェハの表面に付着した高融点金属は、熱
処理によってその内部に拡散される。
However, when a silicon wafer having a refractory metal silicide film formed on its surface is subjected to heat treatment (including not only annealing but also general heating of the silicon wafer such as CVD method), the surface of the silicon wafer has a high melting point. Metal splashes. Then, the heat treatment apparatus (specifically, the surface of the boat or the inner wall of the electric furnace) is contaminated by the scattered high melting point metal. Then, when another silicon wafer is heat-treated using the heat treatment apparatus contaminated with the refractory metal, the silicon wafer is re-contaminated by the refractory metal scattered again from the heat treatment apparatus. further,
The refractory metal adhering to the surface of the silicon wafer is diffused inside by heat treatment.

【0004】その結果、当該シリコンウェハに形成され
る半導体装置には、接合リークの増大、酸化膜耐圧やキ
ャリアライフタイムの低下、DRAMの場合はホールド
特性の劣化などの不都合が生じることになる。これらの
不都合は、半導体装置が微細化するほど顕著になる。そ
のため、半導体装置の高集積化によりさらなる微細化が
進められている近年では、これらシリコンウェハの再汚
染による悪影響を無視できなくなってきた。
As a result, the semiconductor device formed on the silicon wafer suffers from problems such as an increase in junction leak, a decrease in oxide film withstand voltage and carrier lifetime, and deterioration of hold characteristics in the case of DRAM. These disadvantages become more remarkable as the semiconductor device becomes finer. Therefore, in recent years, as semiconductor devices have been highly integrated and further miniaturized, the adverse effects of recontamination of these silicon wafers cannot be ignored.

【0005】そこで、従来、高融点金属シリサイド膜が
表面に形成されたシリコンウェハを処理する熱処理装置
を専用化することが行われている。つまり、高融点金属
シリサイド膜が表面に形成されたシリコンウェハを処理
する熱処理装置と、形成されていないシリコンウェハを
処理する熱処理装置とを完全に分離して使用し、シリコ
ンウェハの再汚染を防ぐわけである。
Therefore, conventionally, a heat treatment apparatus for treating a silicon wafer having a refractory metal silicide film formed on its surface has been specialized. That is, a heat treatment apparatus for processing a silicon wafer having a refractory metal silicide film formed on its surface and a heat treatment apparatus for processing a silicon wafer having no refractory metal silicide film are completely separated from each other to prevent recontamination of the silicon wafer. That is why.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、熱処理装置を
完全に分離するには、電気炉を専用化するだけでなく、
ボートをも専用化して熱処理する度に交換する必要があ
る。また、電気炉を構成する石英管やボートを交換する
都度、それらを洗浄(一般にフッ酸を用いる)しなけれ
ばならない。
However, in order to completely separate the heat treatment apparatus, not only is the electric furnace dedicated,
It is necessary to replace the boat every time it is specialized and heat treated. Also, every time the quartz tube or boat constituting the electric furnace is replaced, they must be cleaned (generally using hydrofluoric acid).

【0007】従って、このように熱処理装置を完全に分
離することは、製造設備の大型化および複雑化につなが
り、製造コストの増大を招くという問題があった。本発
明は上記問題点を解決するためになされたものであっ
て、その目的は、製造装置内に存在する不純物により半
導体ウェハが汚染されるのを簡便な方法によって防止す
ることが可能な半導体装置の処理方法を提供することに
ある。
Therefore, completely separating the heat treatment apparatus in this way leads to an increase in the size and complexity of the manufacturing equipment and an increase in the manufacturing cost. The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to prevent a semiconductor wafer from being contaminated by impurities existing in a manufacturing apparatus by a simple method. Is to provide a processing method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体装置の
製造工程において、熱処理装置による半導体ウェハの熱
処理に先立ち、熱処理装置内部に被覆膜を形成し、熱処
理装置内部に付着していた不純物によって処理を行う半
導体ウェハが汚染されるのを防止することをその要旨と
する。
According to the present invention, in a semiconductor device manufacturing process, prior to heat treatment of a semiconductor wafer by a heat treatment apparatus, a coating film is formed inside the heat treatment apparatus, and impurities adhered inside the heat treatment apparatus. The gist of the invention is to prevent a semiconductor wafer processed by the method from being contaminated.

【0009】[0009]

【作用】従って、本発明によれば、熱処理装置内部に被
覆膜を形成することにより、熱処理装置内部に付着して
いた不純物を覆うことができる。その結果、熱処理装置
内部に付着していた不純物が飛散し、処理を行う半導体
ウェハの表面に付着して当該半導体ウェハが汚染される
のを防止することができる。
Therefore, according to the present invention, by forming the coating film inside the heat treatment apparatus, the impurities adhering to the inside of the heat treatment apparatus can be covered. As a result, it is possible to prevent the impurities adhering to the inside of the heat treatment apparatus from scattering and adhering to the surface of the semiconductor wafer to be processed and contaminating the semiconductor wafer.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
従って説明する。図1は、半導体装置の製造に用いられ
る一般的な縦型電気炉の断面を示す模式図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a general vertical electric furnace used for manufacturing a semiconductor device.

【0011】縦型電気炉10は、インナー石英管11と
アウター石英管12とヒータ13とエレベータ14とガ
ス導入管15と排気管16とポンプ17とから構成され
ている。円筒状のインナー石英管11は、上部に蓋のあ
る茶筒状のアウター石英管12内に所定の間隙を設けて
嵌合されている。アウター石英管12の外周はヒータ1
3によって加熱されるようになっている。ガス導入管1
5はインナー石英管11の底部に挿通され、排気管16
はアウター石英管12の底部に挿通されている。上下動
するエレベータ14は、上動したときに各石英管11,
12の底部を塞ぐようになっている。
The vertical electric furnace 10 comprises an inner quartz tube 11, an outer quartz tube 12, a heater 13, an elevator 14, a gas introduction pipe 15, an exhaust pipe 16 and a pump 17. The cylindrical inner quartz tube 11 is fitted in a tea-tube-shaped outer quartz tube 12 having a lid at the top with a predetermined gap. The outer circumference of the outer quartz tube 12 is the heater 1
It is designed to be heated by 3. Gas introduction pipe 1
5 is inserted through the bottom of the inner quartz tube 11, and the exhaust pipe 16
Is inserted into the bottom of the outer quartz tube 12. The elevator 14 that moves up and down, when moving upward,
It is designed to close the bottom of 12.

【0012】そのエレベータ14上には、複数のシリコ
ンウェハ18が搭載されたボート19が載置されてい
る。従って、エレベータ14の上下動により、インナー
石英管11内からボート19が出入する。また、外部か
らガス導入管15を介して送られてくるガスは、インナ
ー石英管11の底部からボート19上の各シリコンウェ
ハ18に導かれる。そして、当該ガスはポンプ17によ
って掃引され、インナー石英管11の上部から、アウタ
ー石英管12とインナー石英管11との間隙を上方から
下方へ流れて排気管16から排気される。
On the elevator 14, a boat 19 on which a plurality of silicon wafers 18 are mounted is placed. Therefore, the boat 19 moves in and out of the inner quartz tube 11 by the vertical movement of the elevator 14. Further, the gas sent from the outside through the gas introduction pipe 15 is guided from the bottom of the inner quartz pipe 11 to each silicon wafer 18 on the boat 19. Then, the gas is swept by the pump 17, flows from the upper part of the inner quartz tube 11 through the gap between the outer quartz tube 12 and the inner quartz tube 11 from the upper side to the lower side, and is exhausted from the exhaust pipe 16.

【0013】尚、ボート19に搭載されているシリコン
ウェハ18のうち、ボート19の上部および下部に搭載
されている所定枚数(例えば、上部3枚、下部7枚)の
シリコンウェハ18はダミーである。このようなダミー
ウェハ18を設けるのは、各シリコンウェハ18に対す
る温度条件およびガスの流通条件を均一化するためであ
る。
Among the silicon wafers 18 mounted on the boat 19, a predetermined number of silicon wafers 18 mounted on the upper and lower parts of the boat 19 (for example, the upper 3 and lower 7) are dummy. . The dummy wafers 18 are provided in order to equalize the temperature conditions and the gas flow conditions for each silicon wafer 18.

【0014】図1におけるA部の拡大図を、図2および
図3に示す。次に、本実施例の方法および作用を説明す
る。まず、高融点金属シリサイド膜が表面に形成された
シリコンウェハと形成されていないシリコンウェハとを
同じボートに搭載して熱処理を行うと、後者のシリコン
ウェハがどれだけ汚染されるかを調べてみた。
An enlarged view of the portion A in FIG. 1 is shown in FIGS. 2 and 3. Next, the method and operation of this embodiment will be described. First, I examined how much the latter silicon wafer would be contaminated when a silicon wafer with a refractory metal silicide film formed on its surface and a silicon wafer without it were mounted on the same boat and heat-treated. .

【0015】つまり、図2に示すように、タングステン
シリサイド(WSi2 )膜20が表面に形成されたシリ
コンウェハ18aと、形成されていないシリコンウェハ
18bとを同じボート19に搭載して真空中で熱処理
(800°C)を行う。すると、シリコンウェハ18a
の表面のタングステンシリサイド膜20からタングステ
ンが飛散し、そのタングステンによって、シリコンウェ
ハ18b,ボート19,縦型電気炉10(具体的にはイ
ンナー石英管11およびアウター石英管12)の表面が
汚染される。ここで、シリコンウェハ18bの表面の汚
染度合を測定すると、6E12原子/cm2 であった。
That is, as shown in FIG. 2, a silicon wafer 18a having a tungsten silicide (WSi 2 ) film 20 formed on its surface and a silicon wafer 18b having no tungsten silicide (WSi 2 ) film 20 are mounted on the same boat 19 in a vacuum. Heat treatment (800 ° C) is performed. Then, the silicon wafer 18a
Tungsten is scattered from the tungsten silicide film 20 on the surface of, and the surfaces of the silicon wafer 18b, the boat 19, and the vertical electric furnace 10 (specifically, the inner quartz tube 11 and the outer quartz tube 12) are contaminated by the tungsten. . Here, the degree of contamination on the surface of the silicon wafer 18b was measured and found to be 6E12 atoms / cm 2 .

【0016】次に、高融点金属によって汚染された熱処
理装置を用いて別のシリコンウェハに熱処理を行うと、
そのシリコンウェハがどれだけ汚染されるかを調べてみ
た。つまり、上記のシリコンウェハ18a,18bを取
り出し、代わりに、タングステンシリサイド膜が形成さ
れておらず汚染もされていないシリコンウェハ18c
(図示略)を、上記の汚染されたボート19に搭載す
る。そして、同じ汚染された縦型電気炉10にて、真空
中で熱処理(800°C)を行う。すると、ボート19
およびインナー石英管11の表面を汚染しているタング
ステンが飛散し、そのタングステンによって、シリコン
ウェハ18cの表面が再汚染される。ここで、そのシリ
コンウェハ18cの表面の汚染度合を測定すると、7E
11原子/cm2 であった。尚、アウター石英管12の表
面も汚染されているが、ガスの流路は上記のようになっ
ているため、アウター石英管12の表面に触れたガスが
シリコンウェハ18に触れることはなく、アウター石英
管12の汚染はシリコンウェハ18cの再汚染に対して
無関係である。
Next, when another silicon wafer is heat-treated by using a heat treatment apparatus contaminated with refractory metal,
I checked how much the silicon wafer was contaminated. That is, the silicon wafers 18a and 18b are taken out, and instead, the silicon wafer 18c in which the tungsten silicide film is not formed and is not contaminated.
(Not shown) is mounted on the contaminated boat 19 described above. Then, in the same contaminated vertical electric furnace 10, heat treatment (800 ° C.) is performed in vacuum. Then boat 19
Also, tungsten contaminating the surface of the inner quartz tube 11 scatters, and the surface of the silicon wafer 18c is re-contaminated by the tungsten. Here, if the contamination degree of the surface of the silicon wafer 18c is measured, it is 7E.
It was 11 atoms / cm 2 . Although the surface of the outer quartz tube 12 is also contaminated, since the gas flow path is as described above, the gas touching the surface of the outer quartz tube 12 does not touch the silicon wafer 18, and Contamination of the quartz tube 12 is irrelevant to recontamination of the silicon wafer 18c.

【0017】続いて、別のシリコンウェハについて同じ
処理をもう一度繰り返してみた。つまり、上記のシリコ
ンウェハ18cを取り出し、代わりに、タングステンシ
リサイド膜が形成されておらず汚染もされていないシリ
コンウェハ18d(図示略)を、上記の汚染されたボー
ト19に搭載する。そして、同じ汚染された縦型電気炉
10にて、真空中で熱処理(800°C)を行う。する
と、ボート19およびインナー石英管11の表面を汚染
しているタングステンが飛散し、そのタングステンによ
って、シリコンウェハ18dの表面が再汚染される。こ
こで、そのシリコンウェハ18dの表面の汚染度合を測
定すると、5E11原子/cm2 であった。
Then, the same process was repeated once for another silicon wafer. That is, the silicon wafer 18c is taken out, and instead, the silicon wafer 18d (not shown) in which the tungsten silicide film is not formed and which is not contaminated is mounted on the contaminated boat 19. Then, in the same contaminated vertical electric furnace 10, heat treatment (800 ° C.) is performed in vacuum. Then, tungsten contaminating the surfaces of the boat 19 and the inner quartz tube 11 is scattered, and the surface of the silicon wafer 18d is re-contaminated by the tungsten. Here, the degree of contamination on the surface of the silicon wafer 18d was measured and found to be 5E11 atoms / cm 2 .

【0018】このように、高融点金属シリサイド(WS
2 膜20)が表面に形成されたシリコンウェハ(18
a)と形成されていないシリコンウェハ(18b)とを
同じボート19に搭載して熱処理を行うと、後者のシリ
コンウェハ(18a)はひどく汚染される(汚染度合;
6E12原子/cm2 )。そして、ボート19および電気
炉10(具体的にはインナー石英管11)を共通にした
ために起こる再汚染は、最初の汚染よりは軽度であるも
のの、やはり高い値を示す(汚染度合;7E11原子/
cm2 )。また、一旦汚染されたボート19および電気炉
10を使用する限り、再汚染は避けられないことがわか
る。
As described above, refractory metal silicide (WS
i 2 film 20) is formed on the surface of a silicon wafer (18
When a) and the unformed silicon wafer (18b) are mounted on the same boat 19 and subjected to heat treatment, the latter silicon wafer (18a) is seriously contaminated (contamination degree;
6E12 atoms / cm 2 ). The recontamination caused by the common use of the boat 19 and the electric furnace 10 (specifically, the inner quartz tube 11) shows a high value although it is milder than the initial pollution (pollution degree; 7E11 atoms /
cm 2 ). Also, it can be seen that recontamination is unavoidable as long as the boat 19 and the electric furnace 10 that have been once contaminated are used.

【0019】そこで、本実施例では、一旦汚染されたボ
ート19およびインナー石英管11の表面にシリコン酸
化膜を形成するだけの簡便な方法により、再汚染を防止
する。
Therefore, in the present embodiment, recontamination is prevented by a simple method of forming a silicon oxide film on the surfaces of the boat 19 and the inner quartz tube 11 that have been once contaminated.

【0020】つまり、上記の図2に示す方法によって汚
染されたボート19およびインナー石英管11の表面
に、図3に示すようなシリコン酸化膜21(膜厚;20
0nm)を形成する。尚、シリコン酸化膜21の形成は、
モノシラン(SiH4 )と亜酸化窒素(N2 O)を用い
る減圧CVD法によって行う。
That is, on the surfaces of the boat 19 and the inner quartz tube 11 contaminated by the method shown in FIG. 2, the silicon oxide film 21 (film thickness: 20) as shown in FIG.
0 nm) is formed. The formation of the silicon oxide film 21 is
It is performed by a low pressure CVD method using monosilane (SiH 4 ) and nitrous oxide (N 2 O).

【0021】そして、タングステンシリサイド膜が形成
されておらず汚染もされていないシリコンウェハ18e
を、シリコン酸化膜21が形成されたボート19に搭載
して真空中で熱処理(800°C)を行う。そのシリコ
ンウェハ18eの表面の汚染度合を測定してみたとこ
ろ、測定器の検出限界(1E8原子/cm2 )以下であっ
た。すなわち、シリコン酸化膜21を形成しない場合
(汚染度合;7E11原子/cm2 )に比べて、本実施例
では汚染度合を4桁以上低減することができた。
Then, the silicon wafer 18e in which the tungsten silicide film is not formed and is not contaminated
Is mounted on a boat 19 having a silicon oxide film 21 formed thereon, and heat treatment (800 ° C.) is performed in vacuum. When the degree of contamination on the surface of the silicon wafer 18e was measured, it was below the detection limit (1E8 atoms / cm 2 ) of the measuring device. That is, compared with the case where the silicon oxide film 21 is not formed (contamination degree; 7E11 atoms / cm 2 ), the contamination degree can be reduced by four digits or more in this embodiment.

【0022】このように、本実施例においては、ボート
19およびインナー石英管11の表面を汚染しているタ
ングステンの飛散を、表面を覆うシリコン酸化膜21に
よって抑えることができる。その結果、シリコンウェハ
18eの表面が再汚染されるのを防止することができ
る。
As described above, in the present embodiment, the scattering of tungsten contaminating the surfaces of the boat 19 and the inner quartz tube 11 can be suppressed by the silicon oxide film 21 covering the surfaces. As a result, it is possible to prevent the surface of the silicon wafer 18e from being re-contaminated.

【0023】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように実施してもよい。 1)タングステンシリサイドだけでなく他の高融点金属
シリサイド(MoSi 2 ,TiSi2 等)に対しても同
様に実施する。
The present invention is limited to the above embodiment
Instead, it may be implemented as follows. 1) Not only tungsten silicide but other refractory metals
Silicide (MoSi 2, TiSi2Etc.)
To carry out.

【0024】2)高融点金属シリサイドを形成した場合
の汚染だけでなく高融点金属単体を形成した場合の汚染
に対しても同様に実施する。例えば、シリサイドではな
くタングステン単体をCVD法によって形成した場合
や、窒化チタン(TiN)をCVD法によって形成した
場合などに実施する。
2) The same applies not only to the contamination when the refractory metal silicide is formed, but also to the contamination when the refractory metal simple substance is formed. For example, it is performed when tungsten alone is formed by a CVD method instead of silicide, or when titanium nitride (TiN) is formed by a CVD method.

【0025】3)高融点金属による汚染だけでなく他の
不純物による汚染に対しても同様に実施する。 4)図1に示す縦型電気炉10だけでなく、他の形式の
熱処理装置においても同様に実施する。
3) The same method is applied not only to contamination by refractory metal but also contamination by other impurities. 4) The same operation is performed not only in the vertical electric furnace 10 shown in FIG. 1 but also in other types of heat treatment apparatuses.

【0026】5)シリコン酸化膜21の膜厚は200nm
に限定されるものではなく、汚染源の不純物やシリコン
酸化膜21の形成方法に応じて、必要十分な膜厚に設定
する。
5) The thickness of the silicon oxide film 21 is 200 nm
However, the film thickness is not limited to the above, but is set to a necessary and sufficient film thickness in accordance with the impurities as the contamination source and the method of forming the silicon oxide film 21.

【0027】6)シリコン酸化膜21を、シリコン窒化
膜に置き代える。そのシリコン窒化膜はどのような方法
によって形成してもよい。例えば、モノシランとアンモ
ニアまたはジクロルシラン(SiH2 Cl2 )とアンモ
ニアを用いる減圧CVD法、モノシランとアンモニアま
たはモノシランと窒素を用いるプラズマCVD法、等。
6) The silicon oxide film 21 is replaced with a silicon nitride film. The silicon nitride film may be formed by any method. For example, a low pressure CVD method using monosilane and ammonia or dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia, a plasma CVD method using monosilane and ammonia or monosilane and nitrogen, and the like.

【0028】7)シリコン酸化膜21を、モノシランを
用いる減圧CVD法によって形成するのではなく、他の
方法によって形成する。例えば、モノシランと酸素を用
いる常圧CVD法、モノシランと亜酸化窒素またはモノ
シランと酸素を用いるプラズマCVD法、モノシランを
用いる減圧CVD法により先ずポリシリコンを形成し次
に当該ポリシリコンを熱酸化させる方法、TEOS(テ
トラエトキシシラン;Si(OC2 54 )を用いた
CVD法、等。
7) The silicon oxide film 21 is formed not by the low pressure CVD method using monosilane but by another method. For example, a normal pressure CVD method using monosilane and oxygen, a plasma CVD method using monosilane and nitrous oxide or a monosilane and oxygen, and a low pressure CVD method using monosilane to first form polysilicon and then thermally oxidize the polysilicon. , A CVD method using TEOS (tetraethoxysilane; Si (OC 2 H 5 ) 4 ), and the like.

【0029】ところで、TEOSを用いたCVD法で
は、減圧CVD法によるLP−TEOS酸化膜、プラズ
マCVD法によるプラズマTEOS酸化膜(以下、NP
という)、常圧オゾンTEOS酸化膜(以下、APとい
う)などを形成することができる。この中で、APは、
平坦性に優れることからAl−Al間層間絶縁膜として
広く用いられている。このAPの成膜特性は下地パター
ン依存性を示すことが報告されているが、その発生機構
についての十分な解明は未だ成されていない。
In the CVD method using TEOS, an LP-TEOS oxide film formed by a low pressure CVD method and a plasma TEOS oxide film formed by a plasma CVD method (hereinafter referred to as NP).
It is possible to form an atmospheric pressure TEOS oxide film (hereinafter referred to as AP). In this, AP is
Since it has excellent flatness, it is widely used as an Al-Al interlayer insulating film. It has been reported that the film forming characteristics of the AP show a dependency on the underlying pattern, but a sufficient elucidation of the generation mechanism thereof has not yet been achieved.

【0030】そこで本発明者は、このAPが示す下地パ
ターン依存性の発生機構について検討した。まず、図4
に示すように、単結晶シリコン基板(Si−Sub)5
1上に、LP−TEOS酸化膜52、ライン・アンド・
スペース(L/S)が0〜10μmの複数のアルミ配線
53(膜厚;700nm) 、PE54(膜厚;200nm)
を順次形成し、PE/アルミ配線段差構造の試料を作成
する。尚、PE54の形成条件は、堆積温度;390°
C、RF出力;500W、TEOS流量;510cc、酸
素流量;600cc、圧力;9torrである。また、アルミ
配線53上にはバリアメタルとしての窒化チタン(Ti
N)層(膜厚;20nm)を形成してある。
Therefore, the present inventor examined the generation mechanism of the background pattern dependence exhibited by the AP. First, FIG.
As shown in, a single crystal silicon substrate (Si-Sub) 5
1. LP-TEOS oxide film 52, line and
Aluminum wiring 53 (thickness: 700 nm) with a space (L / S) of 0 to 10 μm, PE54 (thickness: 200 nm)
Are sequentially formed to prepare a sample having a PE / aluminum wiring step structure. The PE 54 was formed under the following conditions: deposition temperature: 390 °
C, RF output: 500 W, TEOS flow rate: 510 cc, oxygen flow rate: 600 cc, pressure: 9 torr. Further, titanium nitride (Ti) as a barrier metal is formed on the aluminum wiring 53.
N) layer (film thickness; 20 nm) is formed.

【0031】次に、PE54の上にAP55を形成す
る。AP55の形成条件は、堆積温度;400°C、オ
ゾン濃度4.6%、TEOSキャリアN2 ガス流量;3
000ccであり、平坦なPE54(図4のα部)上の堆
積膜厚を140〜810nmの範囲で変化させる。そし
て、AP55の堆積膜厚および平坦性について、走査型
電子顕微鏡(SEM)観察により評価した。
Next, AP55 is formed on PE54. The formation conditions of AP55 are as follows: deposition temperature: 400 ° C., ozone concentration: 4.6%, TEOS carrier N 2 gas flow rate: 3
000 cc, and the deposited film thickness on the flat PE 54 (α portion in FIG. 4) is changed in the range of 140 to 810 nm. Then, the deposited film thickness and flatness of AP55 were evaluated by observation with a scanning electron microscope (SEM).

【0032】図5は、アルミ配線53のL/Sに対す
る、各アルミ配線53の中央部におけるAP55とPE
54の合計膜厚(AP55+PE54)を示している。
尚、SEM観察では、AP55とPE54とを区別する
ことができないため、AP55とPE54の合計膜厚を
酸化膜膜厚として測定した。
FIG. 5 shows AP55 and PE in the central portion of each aluminum wiring 53 with respect to the L / S of the aluminum wiring 53.
The total film thickness of 54 (AP55 + PE54) is shown.
Since the AP55 and PE54 cannot be distinguished by SEM observation, the total film thickness of AP55 and PE54 was measured as the oxide film thickness.

【0033】図5によると、広いアルミ配線53(L/
S;10μm )中央部の酸化膜膜厚(図4のβ)は、平
坦なPE54(図4のα部)上におけるAP55の堆積
膜厚(図4のγ)が310nm以上の場合に、平坦なPE
54上における酸化膜膜厚(図5の※AP/PEの合計
値=図4のδ)よりも薄くなる。しかし、平坦なPE5
4上におけるAP55の堆積膜厚が140nmの場合に
は、そのような現象は見られない。
According to FIG. 5, wide aluminum wiring 53 (L / L
S; 10 μm) The central oxide film thickness (β in FIG. 4) is flat when the deposited film thickness of AP55 (γ in FIG. 4) on the flat PE 54 (α portion in FIG. 4) is 310 nm or more. Na PE
The thickness is smaller than the oxide film thickness on 54 (total value of * AP / PE in FIG. 5 = δ in FIG. 4). But flat PE5
When the deposited film thickness of AP55 on No. 4 is 140 nm, such a phenomenon is not seen.

【0034】また、各試料の断面形状観察の結果、広い
アルミ配線53(L/S;10μm)の端部(図4のη
部)におけるフロー角は、平坦なPE54(図4のα
部)上におけるAP55の堆積膜厚(図4のγ)が31
0nm以上の場合に減少していく。しかし、平坦なPE5
4上におけるAP55の堆積膜厚が140nmの場合、広
いアルミ配線53の端部におけるフロー角は90°にな
り、自己平坦性は見られない。
As a result of observing the cross-sectional shape of each sample, the end of the wide aluminum wiring 53 (L / S; 10 μm) (η in FIG. 4)
Flow angle in the flat PE 54 (α in FIG. 4).
Part) has a deposited film thickness of AP55 (γ in FIG. 4) of 31
It decreases when it is 0 nm or more. But flat PE5
When the deposited film thickness of AP55 on No. 4 is 140 nm, the flow angle at the end of the wide aluminum wiring 53 is 90 °, and no self-flatness is observed.

【0035】以上のことから、広いアルミ配線53中央
部でAP55の堆積膜厚が薄くなる現象は、自己平坦性
と関連があると考えられる。そこで、PE/アルミ配線
段差構造だけでなく、様々な段差構造の試料を作成し
て、APの下地パターン依存性を調べてみた。
From the above, it is considered that the phenomenon that the deposited film thickness of the AP 55 becomes thin at the central portion of the wide aluminum wiring 53 is related to the self-flatness. Therefore, not only the PE / aluminum wiring step structure, but also various step structure samples were prepared and the dependence of the AP on the underlying pattern was examined.

【0036】図6は、図4に示したのと同じ構造で、ア
ルミ配線53のL/Sを500μmまで増大させた場合
の結果である。図7は、シリコン基板にトレンチを形成
し、その上に直接APを形成した試料を作成した場合の
結果である。
FIG. 6 shows the result when the L / S of the aluminum wiring 53 is increased to 500 μm with the same structure as shown in FIG. FIG. 7 shows the results when a sample was prepared in which trenches were formed on a silicon substrate and AP was directly formed on the trenches.

【0037】図8は、シリコン基板にトレンチを形成
し、その上にPEを形成して、PE/シリコン段差構造
を作成した場合の結果である。図9は、シリコン基板上
に、LP−TEOS酸化膜、L/Sが0〜500μmの
複数のポリシリコン層、PEを順次形成し、PE/ポリ
シリコン段差構造を作成した場合の結果である。
FIG. 8 shows the results of forming a PE / silicon step structure by forming a trench on a silicon substrate and then forming PE on the trench. FIG. 9 shows the results of forming a PE / polysilicon step structure by sequentially forming an LP-TEOS oxide film, a plurality of polysilicon layers having an L / S of 0 to 500 μm, and PE on a silicon substrate.

【0038】このように、下地配線材料がアルミ以外
(シリコンまたはポリシリコン)の場合には、上記した
ようなAPの堆積膜厚が薄くなる現象は発生しない。図
10は、図4に示したのと同じ構造で、アルミ配線53
の形成後に450°Cでアニールした場合の結果であ
る。
As described above, when the underlying wiring material is other than aluminum (silicon or polysilicon), the above-described phenomenon that the deposited film thickness of AP is thin does not occur. FIG. 10 shows the same structure as that shown in FIG.
This is the result when annealing is performed at 450 ° C. after the formation of.

【0039】図11は、図4に示した構造からPE54
を除いた場合の結果である。図12は、図11と同じ構
造で、アルミ配線53の形成後に450°Cでアニール
した場合の結果である。
FIG. 11 shows PE54 from the structure shown in FIG.
It is the result when is excluded. FIG. 12 shows the result when the structure is the same as that of FIG. 11 and annealing is performed at 450 ° C. after the aluminum wiring 53 is formed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、製
造装置内に存在する不純物により半導体ウェハが汚染さ
れるのを簡便な方法によって防止することができるとい
う優れた効果がある。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to prevent the semiconductor wafer from being contaminated by impurities existing in the manufacturing apparatus by a simple method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】半導体装置の製造に用いられる一般的な縦型電
気炉の断面を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a general vertical electric furnace used for manufacturing a semiconductor device.

【図2】図1の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図3】図1の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図4】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依存
性を説明するための基板断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a substrate for explaining the underlying pattern dependence of an atmospheric pressure TEOS oxide film.

【図5】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依存
性を説明するための測定図である。
FIG. 5 is a measurement diagram for explaining the underlying pattern dependence of an atmospheric pressure TEOS oxide film.

【図6】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依存
性を説明するための測定図である。
FIG. 6 is a measurement diagram for explaining the underlying pattern dependence of an atmospheric pressure TEOS oxide film.

【図7】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依存
性を説明するための測定図である。
FIG. 7 is a measurement diagram for explaining the underlying pattern dependence of an atmospheric pressure TEOS oxide film.

【図8】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依存
性を説明するための測定図である。
FIG. 8 is a measurement diagram for explaining the underlying pattern dependence of an atmospheric pressure TEOS oxide film.

【図9】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依存
性を説明するための測定図である。
FIG. 9 is a measurement diagram for explaining the underlying pattern dependence of a normal pressure ozone TEOS oxide film.

【図10】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依
存性を説明するための測定図である。
FIG. 10 is a measurement diagram for explaining the underlying pattern dependence of an atmospheric pressure TEOS oxide film.

【図11】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依
存性を説明するための測定図である。
FIG. 11 is a measurement diagram for explaining the underlayer pattern dependency of a normal pressure ozone TEOS oxide film.

【図12】常圧オゾンTEOS酸化膜の下地パターン依
存性を説明するための測定図である。
FIG. 12 is a measurement diagram for explaining the underlying pattern dependence of an atmospheric pressure TEOS oxide film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 縦型電気炉 18 シリコンウェハ 19 ボート 21 被覆膜としてのシリコン酸化膜 10 Vertical Electric Furnace 18 Silicon Wafer 19 Boat 21 Silicon Oxide Film as Coating Film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋田 敦 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 秋月 誠 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 青江 弘行 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Atsushi Saida 2-18, Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Akizuki 2-18, Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Incorporated (72) Inventor Hiroyuki Aoe 2-18 Keihan Hon-dori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置の製造工程において、熱処理
装置(10,19)による半導体ウェハ(18)の熱処
理に先立ち、熱処理装置内部に被覆膜(21)を形成
し、熱処理装置内部に付着していた不純物によって処理
を行う半導体ウェハが汚染されるのを防止することを特
徴とする半導体装置の処理方法。
1. In a semiconductor device manufacturing process, prior to heat treatment of a semiconductor wafer (18) by a heat treatment device (10, 19), a coating film (21) is formed inside the heat treatment device and deposited inside the heat treatment device. A method of treating a semiconductor device, comprising preventing the semiconductor wafer to be treated from being contaminated by the impurities.
JP23685593A 1993-09-22 1993-09-22 Processing method for semiconductor device Pending JPH0794518A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6769256B1 (en) * 2003-02-03 2004-08-03 Kalex, Inc. Power cycle and system for utilizing moderate and low temperature heat sources

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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