JP2003297822A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
成方法のみでは、今後の高速、低消費電力デバイスへの
応用は不十分である。また、良好なデバイス特性を得る
ためには様々な形体を持った装置を使用する必要があ
り、操作性やフットプリントの点で問題がある。 【解決手段】 本発明により、大気への暴露を避けて、
洗浄、酸化、窒化、薄膜化などの処理を行うことで、洗
浄度の高い絶縁膜の形成が可能となる。さらに、同一の
動作原理を用いて絶縁膜の形成に関する様々な工程を行
うことで、装置形体の簡略化を実現し、特性の優れた絶
縁膜を効率よく形成することが可能となる。
Description
ば、極薄膜厚の制御や、高い清浄度等)に優れた絶縁膜
を効率よく(例えば、一つの反応室で様々な工程を行う
ことによる小さいフットプリントや、同一の動作原理の
反応室で様々な工程を行うことによる操作性の簡略化、
装置間のクロスコンタミネーションの抑制等)製造する
方法に関する。本発明の電子デバイス材料の製造方法
は、例えば半導体ないし半導体デバイス(例えば、特性
に優れたゲート絶縁膜を有するMOS型半導体構造を有
するもの)用の材料を形成するために好適に使用するこ
とが可能である。
デバイス等の電子デバイス材料の製造に一般的に広く適
用可能であるが、ここでは説明の便宜のために、半導体
装置(devices)の背景技術を例にとって説明する。
バイス材料用基材には、酸化膜を始めとする絶縁膜の形
成、CVD等による成膜、エッチング等の種々の処理が
施される。
ンジスタを始めとする該デバイスの微細化技術の上に発
展してきたといっても過言ではない。現在も更なる高性
能化を目指してトランジスタの微細化技術の改善がなさ
れている。近年の半導体装置の微細化、および高性能化
の要請に伴い、(例えば、リーク電流の点で)より高性
能な絶縁膜に対するニーズが著しく高まって来ている。
これは、従来の比較的に集積度が低いデバイスにおいて
は事実上問題とならなかったような程度のリーク電流で
あっても、近年の微細化・高集積化および/又は高性能
化したデバイスにおいては、シビアな問題を生ずる可能
性があるためである。特に、近年始まった、いわゆるユ
ビキタス社会(何時でもどこでもネットワークに繋がる
電子デバイスを媒体にした情報化社会)における携帯型
電子機器の発達には低消費電力デバイスが必須であり、
このリーク電流の低減が極めて重要な課題となる。
ジスタを開発する上で、上述したような微細化技術が進
むにつれてゲート絶縁膜の薄膜化が限界に近づいてきて
おり、克服すべき大きな課題が現れてきた。すなわち、
プロセス技術としては現在ゲート絶縁膜として用いられ
ているシリコン酸化膜(SiO2)を極限(1〜2原子
層レベル)まで薄膜化することは可能であるものの、2
nm以下の膜厚まで薄膜化を行った場合、量子効果によ
るダイレクトトンネルによるリーク電流の指数関数的な
増加が生じ、消費電力が増大してしまうという問題点で
ある。
プ型パーソナルコンピュータや家庭電話等に代表される
固定式電子デバイス(コンセントから電力を供給するデ
バイス)から、インターネット等にいつでもどこでもア
クセスできる「ユビキタス・ネットワーク社会」への変
貌を遂げようとしている。従って、ごく近い将来に、携
帯電話やカーナビゲーションゲーションシステムなどの
携帯端末が主流となると考えられる。このような携帯端
末は、それ自体が高性能デバイスであることが要求され
るが、これと同時に、上記の固定式デバイスではそれほ
ど必要とされない小型、軽量かつ長時間使用に耐えうる
機能を備えていることが前提となる。よって、携帯端末
においては、これらの高性能化を図りつつ、しかも消費
電力の低減化が極めて重要な課題となっている。
ジスタを開発する上で、高性能のシリコンLSIの微細
化を追求していくとリーク電流が増大して、消費電力も
増大するという問題が生じている。そこで性能を追求し
つつ消費電力を少なくするためには、MOSトランジス
タのゲートリーク電流を増加させずにトランジスタの特
性を向上させることが必要となる。
させるためには、良質で且つ薄い(例えば、膜厚が15
A;オングストロ−ム以下程度)絶縁膜の形成が不可欠
である。
且つ薄い絶縁膜の形成は極めて困難である。例えば、従
来の熱酸化法またはCVD(化学気相堆積法)により、
このような絶縁膜を成膜した場合には、膜質または膜厚
のいずれか一方の特性が不充分であった。
を解消した電子デバイス用基材上の薄い絶縁膜の形成方
法を提供することにある。
D等による成膜、エッチング等)を好適に行うことが可
能な、膜質または膜厚のいずれも優れた絶縁膜を与える
ことができる、電子デバイス用基材表面の薄い絶縁膜の
形成方法を提供することにある。本発明の更に他の目的
は、同一の動作原理を用いて上記絶縁膜の形成に関する
様々な工程を行うことで、装置形体の簡略化を実現し、
特性の優れた絶縁膜を効率よく形成することにある。
果、従来のような一つの装置で一つの工程を行うだけで
はなく、一つの装置で様々な工程を行うことが可能な方
法を用いて絶縁膜を形成することが上記目的達成の為に
極めて効果的であることを見出した。
縁膜の形成方法は上記知見に基づくものであり、より詳
しくは、電子デバイス用基材上に絶縁膜を形成するプロ
セスにおいて、該工程に含まれる絶縁膜特性を制御する
2以上の工程が、同一の動作原理下で行われることを特
徴とするものである。本発明においては、例えば、電子
デバイス用基材に少なくとも希ガスを含む処理ガスを用
いたプラズマを照射することでクリーニング効果を得る
ものや、同様のプラズマに酸素や窒素を含むことで酸化
や窒化を行うもの、酸化膜を始めとする酸素原子を含む
絶縁膜に同様のプラズマに少なくとも水素を含むことで
絶縁膜の厚さを低減させることができる。
法によれば例えば、膜質に重点を置いて任意の厚さの膜
を形成した後に、特定のプラズマ処理により薄膜化する
ことにより、任意の膜厚の絶縁膜が容易に得ることがで
きる。
つつ本発明を更に具体的に説明する。以下の記載におい
て量比を表す「部」および「%」は、特に断らない限り
質量基準とする。
少なくとも希ガスを含む処理ガスを用いたプラズマを照
射することでクリーニング効果を得るものや、同様のプ
ラズマに酸素や窒素を含むことで酸化や窒化を行うも
の、酸化膜を始めとする酸素原子を含む絶縁膜に同様の
プラズマに少なくとも水素を含むことで絶縁膜の厚さを
低減させるなどの2以上の工程を任意に組み合わせるこ
とで、極めて薄い(15A以下)絶縁膜を形成すること
ができる。本発明の絶縁膜の形成方法の適用の対象は特
に制限されないが、本発明は、例えば、成膜条件等に敏
感な高誘電率(High−k)材料の成膜に特に適した
表面を有する、薄い絶縁膜を与える。
能な絶縁膜の組成、厚さ、形成法、特性は以下の通りで
ある。 組成:酸化膜、酸窒化膜、窒化膜 形成法:少なくとも希ガスを含むプラズマを用いた単一
の容器内において、電子基材上に洗浄、酸化、窒化、薄
膜化の1または2以上の工程が施されたもの。もしく
は、同一の動作原理により形成される少なくとも希ガス
を含むプラズマを複数の容器内に発生させ、電子基材上
に洗浄、酸化、窒化、薄膜化の工程が施されたもの。 厚さ:物理的薄膜 5A〜20A
よび膜厚の程度は、例えば、該表面上に実際にHigh
−k材料を成膜することにより、好適に評価することが
できる。この際に良質なHigh−k材料膜が得られた
か否かは、例えば、例えば、文献(VLSIデバイスの
物理 岸野正剛、小柳光正著 丸善P62〜P63)に
記載されたような標準的なMOS半導体構造を形成し
て、そのMOSの特性を評価することにより、上記絶縁
膜自体の特性評価に代えることができる。このような標
準的なMOS構造においては、該構造を構成する絶縁膜
の特性が、MOS特性に強い影響を与えるからである。
えば、後述する実施例1の条件で、そのHigh−k材
料膜を含むMOSキャパシタを形成することができる。
このように実施例1の条件で、High−k材料膜を含
むMOSキャパシタを形成した場合に、本発明において
は、下記のような(1)フラットバンド特性または
(2)リーク特性(より好ましくは、これらの両方)が
得られることが好ましい。
化膜と比較して±50mV以内
桁以下の低減
薄い絶縁膜は、種々の続く処理に適したものとなる。こ
のような「後の処理」は、特に制限されず、酸化膜の形
成、CVD等による成膜、エッチング等の種々の処理で
あってよい。本発明の絶縁膜の形成方法は、低温で行う
ことが可能であるため、その後の処理も比較的低温(好
ましくは600℃以下、更には500℃以下)の温度条
件下の処理と組み合わせた場合に、特に効果的である。
その理由は、本発明を用いることで、デバイス作製工程
においてもっとも高温を必要とする工程の一つである酸
化膜の形成を低温で行うことが可能となっているため、
高い熱履歴を避けたデバイス作製が可能となっているか
らである。
イス用基材は特に制限されず、公知の電子デバイス用基
材の1種または2種以上の組合せから適宜選択して使用
することが可能である。このような電子デバイス用基材
の例としては、例えば、半導体材料、液晶デバイス材料
等が挙げられる。半導体材料の例としては、例えば、単
結晶シリコンを主成分とする材料、シリコンゲルマニウ
ムを主成分とする材料等が挙げられる。
なくとも希ガスを含む限り特に制限されず、電子デバイ
ス製造に使用可能な公知の処理ガスの1種または2種以
上の組合せから適宜選択して使用することが可能であ
る。このような処理ガス(希ガス)の例としては、例え
ば、Ar、He、Kr、Xe、O2、N2、H2、NH3が
挙げられる。
るべき薄い絶縁膜の特性の点からは、下記の条件が好適
に使用できる。
Xe):500〜3000sccm、より好ましくは1
000〜2000sccm、
理ガスで、さらに水素ガスを添加することができる。水
素ガスの流量はH2:0〜100sccm、より好まし
くは0〜50sccmである。酸化工程では、少なくと
も希ガスと酸素を含む処理ガスで、酸素ガス流量は
O 2:10〜500sccm、より好ましくは10〜2
00sccmである。窒化工程では、少なくとも希ガス
と窒素を含む処理ガスで、窒素ガス流量はN 2:3〜3
00sccm、より好ましくは20〜200sccmで
ある。エッチング工程では少なくとも希ガスと水素を含
む処理ガスで、水素ガス流量はH2:0〜100scc
m、より好ましくは0〜50sccmである。
くは250〜500℃、特に好ましくは250〜400
℃
〜260Pa、
しくは2〜4W/cm2、特に好ましくは2〜3W/c
m2 本発明において使用可能なプラズマは特に制限されない
が、均一な薄膜化が容易に得られる点からは、電子温度
が比較的に低くかつ高密度なプラズマを用いることが好
ましい。
の特性は、以下の通りである。
数のスロットを有する平面アンテナ部材を介してマイク
ロ波を照射することにより電子温度が低くかつ高密度な
プラズマを形成することが好ましい。本発明において
は、このような優れた特性を有するプラズマを用いて酸
窒化膜の形成を行うため、プラズマダメージが小さく、
かつ低温で反応性の高いプロセスが可能となる。本発明
においては、更に、(従来のプラズマを用いた場合に比
べ)平面アンテナ部材を介してマイクロ波を照射するこ
とにより、より好適に薄膜化された絶縁膜の形成が容易
であるという利点が得られる。
成することができる。したがって、この薄膜化された絶
縁膜上に他の層(例えば、他の絶縁層)を形成すること
により、特性に優れた半導体装置の構造を形成すること
が容易となる。本発明により薄膜化された絶縁膜は、該
薄膜化絶縁膜の表面上へのHigh−k材料膜の成膜に
特に適している。
料は特に制限されないが、物理的膜厚を増加させる点か
らは、k(比誘電率)の値が7以上、更には10以上の
ものが好ましい。
は、Al2O3、ZrO2、HfO2、Ta2O5、およびZ
rSiO、HfSiO等のシリケート;ZrAlO等の
アルミネートからなる群から選択される1又は2以上の
ものが好適に使用可能である。
工程の後に、被処理基材を、該容器の壁を通過させるこ
となく、続く処理に供することをいう。複数の容器を組
み合わせてなる、いわゆる「クラスタ」構造を用いた場
合、該クラスタを構成する異なる容器間の移動があった
場合は、本発明にいう「同一の容器内」ではないものと
する。
内」で、処理すべき基材(シリコン基板等)を大気へ暴
露することなく、連続的に複数の工程を同一の原理を持
った反応室内で行うことが可能となり、例えば一つの反
応室ですべての工程を行うことでフットプリントの低減
が実現できる。また、各工程を別の反応室で処理する場
合も、動作原理が同じ反応室を並べるため、ガス配管や
操作パネルを同一のものにすることも可能であり、優れ
たメンテナンス、操作性を実現できる。更に、同一の装
置であるために装置間の持ち込み汚染の可能性は低く、
複数の反応室を持つクラスター構成とした場合でも、処
理順番を様々に変えることが可能である。この方法を用
いると様々な特性を持つゲート絶縁膜の作製が可能とな
る。
窒化膜をそのままゲート絶縁膜として使用することも可
能であるが、本発明を用いて極薄(〜10A;オングス
トロ−ム)の酸化膜または酸窒化膜を形成し、その上に
High−kなどの高誘電率を持つ物質を成膜すること
で、High−k物質単独でゲート絶縁膜を形成した場
合よりも界面特性、例えばトランジスタのキャリア移動
度の高い積層ゲート絶縁膜構造(ゲートスタック構造)
を作ることも可能となる。
囲は特に制限されないが、本発明により形成可能な清浄
化された表面は、その上にMOS構造のゲート絶縁膜
(例えばHigh−k材料を含むゲート絶縁膜)を形成
する際に、特に好適に利用することができる。
能な極めて薄く、しかも良質な絶縁膜は、半導体装置の
絶縁膜(特にMOS半導体構造のゲート絶縁膜)として
特に好適に利用することができる。
を有するMOS半導体構造を容易に製造することができ
る。なお、本発明により形成した酸窒化膜の特性を評価
する際には、例えば、文献(VLSIデバイスの物理
岸野正剛、小柳光正著 丸善P62〜P63)に記載さ
れたような標準的なMOS半導体構造を形成して、その
MOSの特性を評価することにより、上記酸窒化膜の自
体の特性評価に代えることができる。このような標準的
なMOS構造においては、該構造を構成する酸窒化膜の
特性が、MOS特性に強い影響を与えるからである。
ついて説明する。
によって製造可能な半導体装置の構造の一例について、
絶縁膜としてゲート絶縁膜を備えたMOS構造を有する
半導体装置を図1を参照しつつ説明する。
おいて参照番号1はシリコン基板、11はフィールド酸
化膜、2はゲート絶縁膜であり、13はゲート電極であ
る。上述したように、本発明の形成方法によれば極めて
薄く且つ良質なゲート絶縁膜2を形成することができ
る。このゲート絶縁膜2は、図1(b)に示すように、
シリコン基板1との界面に形成された、品質の高い絶縁
膜からなる。例えば2.5nm程度の厚さの酸化膜2に
より構成されている。
O2および希ガスを含む処理ガスの存在下で、Siを主
成分とする被処理基体に、複数のスロットを有する平面
アンテナ部材を介してマイクロ波を照射することにより
プラズマを形成し、このプラズマを用いて前記被処理基
体表面に形成されたシリコン酸化膜(以下「SiO
2膜」という)からなることが好ましい。このようなS
iO2膜を用いた際には、後述するように、相間の界面
特性(例えば、界面準位)が良好で、且つMOS構造と
した際に良好なゲートリーク特性を得ることが容易とい
う特徴がある。
酸化膜2の窒化処理された表面の上には、更にシリコン
(ポリシリコンまたはアモルファスシリコン)を主成分
とするゲート電極13が形成されている。
その上にゲート電極13が配設された電子デバイス材料
の製造方法について説明する。
法を実施するための半導体製造装置30の全体構成の一
例を示す概略図(模式平面図)である。
0のほぼ中央には、ウエハW(図2)を搬送するための
搬送室31が配設されており、この搬送室31の周囲を
取り囲むように、ウエハに種々の処理を行うためのプラ
ズマ処理ユニット32、33、各処理室間の連通/遮断
の操作を行うための二機のロードロックユニット34お
よび35、種々の加熱操作を行うための加熱ユニット3
6、およびウエハに種々の加熱処理を行うための加熱反
応炉47が配設されている。なお、加熱反応炉47は、
上記半導体製造装置30とは別個に独立して設けてもよ
い。
は、種々の予備冷却ないし冷却操作を行うための予備冷
却ユニット45、冷却ユニット46がそれぞれ配設され
ている。
よび38が配設されており、前記各ユニット32〜36
との間でウエハW(図2)を搬送することができる。
中手前側には、ローダーアーム41および42が配設さ
れている。これらのローダーアーム41および42は、
更にその手前側に配設されたカセットステージ43上に
セットされた4台のカセット44との間でウエハWを出
し入れすることができる。
2、33としては、同型のプラズマ処理ユニットが二基
並列してセットされている。
よびユニット33は、ともにシングルチャンバ型CVD
処理ユニットと交換することが可能であり、プラズマ処
理ユニット32や33の位置に一基または二基のシング
ルチャンバ型CVD処理ユニットをセットすることも可
能である。
ユニット32でSiO2膜を形成した後、処理ユニット
33でSiO2膜を表面窒化する方法を行っても良く、
また処理ユニット32および33で並列にSiO2膜形
成とSiO2膜の表面窒化を行っても良い。或いは別の
装置でSiO2膜形成を行った後、処理ユニット32お
よび33で並列に表面窒化を行うこともできる。
プラズマ処理ユニット32(33)の垂直方向の模式断
面図である。
アルミニウムにより形成された真空容器である。この真
空容器50の上面には、基板(例えばウエハW)よりも
大きい開口部51が形成されており、この開口部51を
塞ぐように、例えば石英や酸化アルミニウム等の誘電体
により構成された偏平な円筒形状の天板54が設けられ
ている。この天板54の下面である真空容器50の上部
側の側壁には、例えばその周方向に沿って均等に配置し
た16箇所の位置にガス供給管72が設けられており、
このガス供給管72からO2 や希ガス、N2およびH2等
から選ばれた1種以上を含む処理ガスが、真空容器50
のプラズマ領域P近傍にムラなく均等に供給されるよう
になっている。
する平面アンテナ部材、例えば銅板により形成されたス
ロットプレインアンテナ(Slot Plane Antenna;SP
A)60を介して、高周波電源部をなし、例えば2.4
5GHzのマイクロ波を発生するマイクロ波電源部61
に接続された導波路63が設けられている。この導波路
63は、SPA60に下縁が接続された偏平な平板状導
波路63Aと、この平板状導波路63Aの上面に一端側
が接続された円筒形導波管63Bと、この円筒形導波管
63Bの上面に接統された同軸導波変換器63Cと、こ
の同軸導波変換器63Cの側面に直角に一端側が接続さ
れ、他端側がマイクロ波電源部61に接続された矩形導
波管63Dとを組み合わせて構成されている。
クロ波とを含めて高周波領域と呼ぶものとする。すなわ
ち、高周波電源部より供給される高周波電力は300M
Hz以上のUHFや1GHz以上のマイクロ波を含む、
300MHz以上2500MHz以下のものとし、これ
らの高周波電力により発生されるプラズマを高周波プラ
ズマと呼ぶものとする。
性材料からなる軸部62の、一端側がSPA60の上面
のほぼ中央に接続し、他端側が円筒形導波管63Bの上
面に接続するように同軸状に設けられており、これによ
り当該導波管63Bは同軸導波管として構成されてい
る。
するようにウエハWの載置台52が設けられている。こ
の載置台52には図示しない温調部が内蔵されており、
これにより当該載置台52は熱板として機能するように
なっている。更に真空容器50の底部には排気管53の
一端側が接続されており、この排気管53の他端側は真
空ポンプ55に接続されている。
置に使用可能なSPA60の一例を示す模式平面図であ
る。
では、表面に複数のスロット60a、60a、…が同心
円状に形成されている。各スロット60aは略方形の貫
通した溝であり、隣接するスロットどうしは互いに直交
して略アルファベットの「T」の文字を形成するように
配設されている。スロット60aの長さや配列間隔は、
マイクロ波電源部61より発生したマイクロ波の波長に
応じて決定されている。
置に使用可能な加熱反応炉47の一例を示す垂直方向の
模式断面図である。
室82は、例えばアルミニウム等により気密可能な構造
に形成されている。この図5では省略されているが、処
理室82内には加熱機構や冷却機構を備えている。
中央にガスを導入するガス導入管83が接続され、処理
室82内とガス導入管83内とが連通されている。ま
た、ガス導入管83はガス供給源84に接続されてい
る。そして、ガス供給源84からガス導入管83にガス
が供給され、ガス導入管83を介して処理室82内にガ
スが導入されている。このガスとしては、ゲート電極形
成の原料となる、例えばシラン等の各種のガス(電極形
成ガス)を用いることができ、必要に応じて、不活性ガ
スをキャリアガスとして用いることもできる。
スを排気するガス排気管85が接続され、ガス排気管8
5は真空ポンプ等からなる排気手段(図示せず)に接続
されている。この排気手段により、処理室82内のガス
がガス排気管85から排気され、処理室82内が所望の
圧力に設定されている。
載置する載置台87が配置されている。
Wと略同径大の図示しない静電チャックによりウエハW
が載置台87上に載置されている。この載置台87に
は、図示しない熱源手段が内設されており、載置台87
上に載置されたウエハWの処理面を所望の温度に調整で
きる構造に形成されている。
たウエハWを回転できるような機構になっている。
面にはウエハWを出し入れするための開口部82aが設
けられており、この開口部82aの開閉はゲートバルブ
98を図中上下方向に移動することにより行われる。図
5中、ゲートバルブ98の更に右側にはウエハWを搬送
する搬送アーム(図示せず)が隣設されており、搬送ア
ームが開口部82aを介して処理室82内に出入りして
載置台87上にウエハWを載置したり、処理後のウエハ
Wを処理室82から搬出するようになっている。
てのシャワーヘッド88が配設されている。このシャワ
ーヘッド88は載置台87とガス導入管83との間の空
間を区画するように形成されており、例えばアルミニウ
ム等から形成されている。
ス導入管83のガス出口83aが位置するように形成さ
れ、シャワーヘッド88下部に設置されたガス供給孔8
9を通し、処理室82内にガスが導入されている。
にゲート絶縁膜2からなる絶縁膜を形成する方法の好適
な一例について説明する。
グ処理後の)各工程の流れの一例を示すフローチャート
である。
ハW表面にフィールド酸化膜11(図1(a))を形成
する。この酸化膜11は、(例えば、上述したSPA等
を用いて)プラズマ処理により形成することもできる。
内の真空容器50の側壁に設けたゲートバルブ(図示せ
ず)を開いて、搬送アーム37、38により、前記シリ
コン基板1表面にフィールド酸化膜11が形成されたウ
エハWを載置台52(図3)上に載置する。
た後、真空ポンプ55により排気管53を介して内部雰
囲気を排気して所定の真空度まで真空引きし、所定の圧
力に維持する。一方マイクロ波電源部61より例えば
1.80GHz(2200W)のマイクロ波を発生さ
せ、このマイクロ波を導波路により案内してSPA60
および天板54を介して真空容器50内に導入し、これ
により真空容器50内の上部側のプラズマ領域Pにて高
周波プラズマを発生させる。
矩形モードで伝送し、同軸導波変換器63Cにて矩形モ
ードから円形モードに変換され、円形モードで円筒形同
軸導波管63Bを伝送し、更に平板状導波路63Aを径
方向に伝送していき、SPA60のスロット60aより
放射され、天板54を透過して真空容器50に導入され
る。この際マイクロ波を用いているため高密度・低電子
程度のプラズマが発生し、またマイクロ波をSPA60
の多数のスロット60aから放射しているため、このプ
ラズマが均一な分布なものとなる。
ハWを例えば400℃に加熱しながら、ガス供給管72
より酸化膜形成用の処理ガスであるクリプトンやアルゴ
ン等の希ガスと、O2 ガスとを、それぞれ2000sc
cm、200sccmの流量で導入して第1の工程(酸
化膜の形成)を実施する。
ズマ処理ユニット32内にて発生したプラズマ流により
活性化(ラジカル化)され、このプラズマにより図8
(a)の模式断面図に示すように、シリコン基板1の表
面が酸化されて酸化膜(SiO 2膜)2が形成される。
こうしてこの酸化処理を例えば40秒間行い、2.5n
mの厚さのゲート酸化膜またはゲート酸窒化膜用下地酸
化膜(下地SiO2膜)2を形成することができる。
真空容器50内に搬送アーム37、38(図2)を進入
させ、載置台52上のウエハWを受け取る。この搬送ア
ーム37、38はウエハWをプラズマ処理ユニット32
から取り出した後、隣接するプラズマ処理ユニット33
内の載置台にセットする(ステップ2)。また、用途に
より、ゲート酸化膜を窒化せずに熱反応炉47に移動す
る場合もある。
ユニット33内でウエハW上に表面窒化処理が施され、
先に形成された下地酸化膜(下地SiO2)2の表面上
に窒化含有層21(図7(b))が形成される。
容器50内にて、ウエハ温度が例えば400℃、プロセ
ス圧力が例えば66.7Pa(500mTorr)の状
態で、容器50内にガス導入管よりアルゴンガスと、N
2 ガスとを、それぞれ1000sccm、40sccm
の流量で導入する。
えば2W/cm2のマイクロ波を発生させ、このマイク
ロ波を導波路により案内してSPA60bおよび天板5
4を介して真空容器50内に導入し、これにより真空容
器50内の上部側のプラズマ領域Pにて高周波プラズマ
を発生させる。
スはプラズマ化し、窒素ラジカルが形成される。この窒
素ラジカルがウエハW上面上のSiO2膜上で反応し、
比較的短時間でSiO2膜表面を窒化する。このように
して図7(b)に示すように、ウエハW上の下地酸化膜
(下地SiO2膜)2の表面に窒素含有層21が形成さ
れる。
換算膜厚2nm程度の厚さのゲート酸窒化膜(酸窒化
膜)を形成することができる。
地SiO2膜を窒化処理した酸窒化膜上にゲート電極1
3(図1(a))を形成する。このゲート電極13を形
成するためには、ゲート酸化膜またはゲート酸窒化膜が
形成されたウエハWをそれぞれプラズマ処理ユニット3
2または33内から取り出し、搬送室31(図2)側に
一旦取り出し、しかる後に加熱反応炉47内に収容する
(ステップ4)。加熱反応炉47内では所定の処理条件
下でウエハWを加熱し、ゲート酸化膜またはゲート酸窒
化膜上に所定のゲート電極13を形成する。
に応じて処理条件を選択することができる。
3を形成する場合には、例えば処理ガス(電極形成ガ
ス)として、SiH4を使用し、20〜33Pa(15
0〜250mTorr)の圧力、570〜690℃の温
度条件下で処理する。
ト電極13を形成する場合には、例えば処理ガス(電極
形成ガス)として、SiH4を使用し、20〜67Pa
(150〜500mTorr)の圧力、520〜570
℃の温度条件下で処理する。
形成する場合には、例えばGeH4/SiH4=10/9
0〜60/40%の混合ガスを使用し、20〜60Pa
の圧力、460〜560℃の温度条件下で処理する。
たはゲート酸窒化膜用下地酸化膜を形成するに際し、処
理ガスの存在下で、Siを主成分とするウエハWに、複
数のスロットを有する平面アンテナ部材(SPA)を介
してマイクロ波を照射することにより酸素(O2)およ
び希ガスとを含むプラズマを形成し、このプラズマを用
いて前記被処理基体表面に酸化膜を形成しているため、
品質が高く、且つ膜質制御を首尾よく行うことができ
る。
行うことで、ゲート酸化膜およびゲート酸窒化膜形成
と、ゲート電極形成との間における大気への暴露を避け
ることが可能となり、界面特性の更なる向上が可能とな
る。
説明する。
のデバイスを形成した。
Ωcm、面方位(100)のものを用いた。シリコン基
板表面には熱酸化法により500A(オングストロ−
ム)犠牲酸化膜が成膜されている。
HPM(塩酸、過酸化水素水、純水の混合液)およびD
HF(フッ酸と純水の混合液)を組み合わせたRCA洗
浄によって犠牲酸化膜と汚染要素(金属や有機物、パー
ティクル)を除去した。
プラズマ処理を施した。処理条件は以下である。ウェハ
を真空(背圧1×10-4Pa以下)の反応処理室に搬送
したのち、基板温度400℃、希ガス(例えばArガ
ス)1000sccm、圧力を7Pa〜133Pa(5
0mTorr〜1Torr)に保持した。その雰囲気中
に複数のスロットを有する平面アンテナ部材(SPA)
を介して2〜3W/cm 2のマイクロ波を照射すること
により希ガスプラズマを発生させ、基板表面上にプラズ
マ処理を施した。また、場合により希ガスに水素5〜3
0sccmを含ませることにより、水素プラズマによる
酸化前処理を施す場合がある。
上に次に示すような方法で酸化膜を形成した。(3)の
処理が施されたシリコン基板に大気への暴露を行わない
まま次のようなプロセスを行う(例えば同じ反応室内で
処理を行う、真空搬送系を用い、大気への暴露を防いで
他の反応室内で処理を行う等)ことで、(3)の処理で
得られた有機物汚染除去や自然酸化膜除去効果を最適に
維持したまま、酸化処理を施すことが出来る。400℃
に加熱されたシリコン基板上に希ガスと酸素とをそれぞ
れ1000〜2000sccm、50〜500sccm
ずつ流し、圧力を13Pa〜133Pa(100mTo
rr〜1000mTorr)に保持した。その雰囲気中
に複数のスロットを有する平面アンテナ部材(SPA)
を介して2〜3W/cm2のマイクロ波を照射すること
により酸素および希ガスとを含むプラズマを形成し、こ
のプラズマを用いて3の基板上にSiO2膜を成膜し
た。また、処理時間を含む処理条件を変えることで膜厚
を制御した。
に示すような方法で窒化を施した。(4)の処理が施さ
れた酸化膜上に大気への暴露を行わないまま次のような
プロセスを行う(例えば同じ反応室内で処理を行う、真
空搬送系を用い、大気への暴露を防いで他の反応室内で
処理を行う等)ことで、(4)の処理で得られた酸化膜
上部への有機物汚染や自然酸化膜増加を抑制したまま、
窒化処理を施すことが出来る。400℃に加熱されたシ
リコン基板上に希ガスと窒素とをそれぞれ500〜20
00sccm、4〜500sccmずつ流し、圧力を3
Pa〜133Pa(20mTorr〜1000mTor
r)に保持した。その雰囲気中に複数のスロットを有す
る平面アンテナ部材(SPA)を介して3W/cm2の
マイクロ波を照射することにより窒素および希ガスとを
含むプラズマを形成し、このプラズマを用いて基板上に
酸窒化膜(SiON膜)を成膜した。
bシフトの回復
示すような方法で水素プラズマによるアニール処理を施
した。(5)の処理が施された酸窒化膜上に大気への暴
露を行わないまま次のようなプロセスを行う(例えば同
じ反応室内で処理を行う、真空搬送系を用い、大気への
暴露を防いで他の反応室内で処理を行う等)ことで、
(5)の処理で得られた酸窒化膜上部への有機物汚染や
自然酸化膜増加を抑制したまま、水素プラズマアニール
処理を施すことが出来る。400℃に加熱されたシリコ
ン基板上に希ガスと水素とをそれぞれ500〜2000
sccm、4〜500sccmずつ流し、圧力を3Pa
〜133Pa(20mTorr〜1000mTorr)
に保持した。その雰囲気中に複数のスロットを有する平
面アンテナ部材(SPA)を介して2〜3W/cm2の
マイクロ波を照射することにより水素および希ガスとを
含むプラズマを形成し、このプラズマを用いて酸窒化膜
上に水素プラズマアニール処理を施した。図11におけ
るSIMS分析サンプルは本工程で処理を止め、分析を
行ったものである。
窒化膜上にゲート電極としてポリシリコンをCVD法に
て成膜した。酸窒化膜の成膜されたシリコン基板を63
0℃で加熱し、基板上にシランガス250sccmを3
3Paの圧力下で導入し30分保持することでSiO2
膜上に膜厚3000Aの電極用ポリシリコンを成膜し
た。
プ
75℃に加熱し、基板上にPOCl 3ガスと酸素および
窒素をそれぞれ350sccm、200sccm、20
000sccmずつ常圧下で導入し24分間保持するこ
とでポリシリコン中にリンをドープした。
板上にリソグラフィによりパターニングを施し、HF:
HNO3:H2O=1:60:60の比の薬液中にシリコ
ン基板を3分間浸すことでパターニングされていない部
分のポリシリコンを溶かし、MOSキャパシタを作製し
た。
測定は、次に示すような方法で行った。ゲート電極面積
が10000μm2のキャパシタのCV、IV特性を評
価した。CV特性は周波数100KHz、ゲート電圧を
0Vから−3V程度まで掃引し各電圧におけるキャパシ
タンスを評価することで求めた。CV特性から電気的膜
厚とVfb(フラットバンド電圧)を計算した。また、
IV特性はゲート電圧を0Vから−5V程度まで掃引
し、各電圧において流れる電流値(リーク電流値)を評
価することで求めた。CV測定から求めたVfbから−
0.4Vを差し引いたゲート電極電圧におけるリーク電
流値をIV特性から計算した。
なかった場合の酸化膜のリーク特性を比較したものであ
る。前プラズマ処理の効果のみを示すため、ここで用い
られている酸化膜には窒化および後水素処理は施されて
いない。横軸にCV特性から求めた電気的膜厚、縦軸は
ゲート電圧Vfb−0.4V(Vfbが−0.8V程度
のため、約−1.2V)におけるリーク電流値を示し
た。図8から分るように前プラズマ処理を施すことで酸
化膜のリーク電流値を低減することに成功している。
ズマ酸化膜と、現在一般にデバイスに用いられている熱
酸化膜のフラットバンド特性を比較したものである。横
軸にCV特性から求めた電気的膜厚、縦軸にCV特性か
ら求めたフラットバンド電圧を示した。膜や界面にキャ
リアのトラップとなる欠陥等が存在すると、フラットバ
ンド電圧は大きく負方向にシフトすることが知られてい
るが、前プラズマ処理を施した膜は熱酸化膜と同等の値
(約−0.8V)を示しており、本工程におけるフラッ
トバンド特性の劣化は見られなかった。
チプロセス)を用いたゲート酸窒化膜の電気的膜厚の経
時変化(各工程ごとにおける電気的膜厚の変化)を示
す。横軸は処理時刻、縦軸は電気的膜厚である。窒化処
理を施すことで電気的膜厚を0.8〜1.5A低減する
ことに成功している。また、後水素処理を施すことで更
なる薄膜化にも成功している。
ド電圧の経時変化(各工程ごとにおけるフラットバンド
電圧の変化)を示す。横軸は処理時刻、縦軸はフラット
バンド電圧である。膜や界面にキャリアのトラップとな
る欠陥等が存在すると、フラットバンド電圧は大きく負
方向にシフトすることが知られているが、後プラズマ水
素処理を施した膜はフラットバンドシフトの回復を示し
ており、窒化によって劣化した膜特性の回復が生じてい
ることが示される。
で膜厚(酸素の含まれている層の厚さ)が減少している
ことが分る。これは水素反応種による還元作用によるも
のと考えられる。この工程を有効に利用することで制御
が困難な領域(〜10A)薄膜化の制御(エッチング)
も可能となる。
いると、シリコン基板を大気へ暴露することなく、連続
的に複数の工程を同一の原理を持った反応室内で行うこ
とが可能となり、例えば一つの反応室ですべての工程を
行うことでフットプリントの低減が実現できる。また、
各工程を別の反応室で処理する場合も、動作原理が同じ
反応室を並べるため、ガス配管や操作パネルを同一のも
のにすることも可能であり、優れたメンテ、操作性を実
現できる。更に、同一の装置であるために装置間の持ち
込み汚染の可能性は低く、複数の反応室を持つクラスタ
ー構成とした場合でも、処理順番を様々に変えることが
可能である。この方法を用いると様々な特性を持つゲー
ト絶縁膜の作製が可能となる。
れた酸窒化膜をそのままゲート絶縁膜として使用してい
るが、本発明を用いて極薄(〜10A;オングストロ−
ム)の酸窒化膜を形成し、その上にHigh−kなどの
高誘電率を持つ物質を成膜することで、High−k物
質単独でゲート絶縁膜を形成した場合よりも界面特性、
例えばトランジスタのキャリア移動度の高い積層ゲート
絶縁膜構造(ゲートスタック構造)を作ることも可能と
なる。
法は、大別して「素子分離→MOSトランジスタ作製→
容量作製→層間絶縁膜成膜および配線」のような流れで
行われる。
ジスタ作製前工程の中でも、特に本発明と関連の深いM
OS構造の作製について、一般的な例を挙げて解説を行
う。
抗が1〜30Ωcm、面方位(100)のものを用い
る。以下にはP型のシリコン基板を用いたNHOSトラ
ンジスタの作製方法について解説を行う。
LOCOS等の素子分離工程やチャネルインプラが施さ
れており、ゲート酸化膜やゲート絶縁膜が成膜されるシ
リコン基板表面には犠牲酸化膜が成膜されている(図1
2)。
膜前の洗浄
水、純水の混合液)とHPM(塩酸、過酸化水素水、純
水の混合液)およびDHF(フッ酸と純水の混合液)を
組み合わせたRCA洗浄によって犠牲酸化膜と汚染要素
(金属や有機物、パーティクル)を除去する。必要に応
じ、SPM(硫酸と過酸化水素水の混合液)、オゾン
水、FPM(フッ酸、過酸化水素水、純水の混合液)、
塩酸水(塩酸と純水の混合液)、有機アルカリなどを用
いる時もある。
程として基板上にSPAプラズマ処理を施す。処理条件
は例えば以下のようなものが考えられる。ウェハを真空
(背圧1×10-4Pa以下)の反応処理室に搬送したの
ち、基板温度400℃、希ガス(例えばArガス)10
00sccm、圧力を7Pa〜133Pa(50mTo
rr〜1000mTorr)に保持する。その雰囲気中
に複数のスロットを有する平面アンテナ部材(SPA)
を介して2〜3W/cm2のマイクロ波を照射すること
により希ガスプラズマを発生させ、基板表面上にプラズ
マ処理を施す。また、場合により混合ガスに水素5〜3
0sccm含ませることにより、水素プラズマによる酸
化前処理を施す場合がある(図13)。
な方法で酸化膜を形成する。(3)の処理が施されたシ
リコン基板に大気への暴露を行わないまま次のようなプ
ロセスを行う(例えば同じ反応室内で処理を行う)こと
で、(3)の処理で得られた有機物汚染除去や自然酸化
膜除去効果を最適に維持したまま、酸化処理を施すこと
が出来る。400℃に加熱されたシリコン基板上に希ガ
スと酸素とをそれぞれ1000〜2000sccm、5
0〜500sccmずつ流し、圧力を13Pa〜133
Pa(100mTorr〜1000mTorr)に保持
する。その雰囲気中に複数のスロットを有する平面アン
テナ部材(SPA)を介して2〜3W/cm2のマイク
ロ波を照射することにより酸素および希ガスとを含むプ
ラズマを形成し、このプラズマを用いて3の基板上にS
iO2膜を成膜する。また、処理時間を含む処理条件を
変えることで膜厚を制御することが可能である(図1
4)。
に示すような方法で窒化を施す。(4)の処理が施され
た酸化膜上に大気への暴露を行わないまま次のようなプ
ロセスを行う(例えば同じ反応室内で処理を行う、真空
搬送系を用い、大気への暴露を防いで他の反応室内で処
理を行う等)ことで、(4)の処理で得られた酸化膜上
部への有機物汚染や自然酸化膜増加を抑制したまま、窒
化処理を施すことが出来る。400℃に加熱されたシリ
コン基板上に希ガスと窒素とをそれぞれ500〜200
0sccm、4〜500sccmずつ流し、圧力を3P
a〜133Pa(20mTorr〜1000mTor
r)に保持する。その雰囲気中に複数のスロットを有す
る平面アンテナ部材(SPA)を介して2〜3W/cm
2のマイクロ波を照射することにより窒素および希ガス
とを含むプラズマを形成し、このプラズマを用いて基板
上に酸窒化膜(SiON膜)を成膜する(図14)。
bシフトの回復
次に示すような方法で水素プラズマによるアニール処理
を施す。(5)の処理が施された酸窒化膜上に大気への
暴露を行わないまま次のようなプロセスを行う(例えば
同じ反応室内で処理を行う、真空搬送系を用い、大気へ
の暴露を防いで他の反応室内で処理を行う等)ことで、
(5)の処理で得られた酸窒化膜上部への有機物汚染や
自然酸化膜増加を抑制したまま、水素プラズマアニール
処理処理を施すことが出来る。400℃に加熱されたシ
リコン基板上に希ガスと水素とをそれぞれ500〜20
00sccm、4〜500sccmずつ流し、圧力を3
Pa〜133Pa(20mTorr〜1000mTor
r)に保持する。その雰囲気中に複数のスロットを有す
る平面アンテナ部材(SPA)を介して2〜3W/cm
2のマイクロ波を照射することにより水素および希ガス
とを含むプラズマを形成し、このプラズマを用いて酸窒
化膜上に水素プラズマアニール処理を施す(図14)。
High−k物質を成膜する。High−kゲート絶縁
膜形成方法にはCVDを用いるプロセスとPVDを用い
るプロセスとに大別される。ここでは主にCVDによる
ゲート絶縁膜の形成について述べる。CVDによるゲー
ト絶縁膜の形成は、原料ガス(例えばHTB:Hf(O
C2H5)4とSiH4)を200℃から1000℃の範囲
内で加熱した前述のシリコン基板上に供給し、熱によっ
て形成された反応種(例えばHfラジカルとSiラジカ
ル、Oラジカル)を膜表面にて反応させることで成膜
(例えばHfSiO)を行う。反応種はプラズマにより
生成されることもある。一般にゲート絶縁膜の物理的な
膜厚としては1nmから10nmの膜厚が用いられる
(図15)。
絶縁膜(下地ゲート酸化膜を含む)上にMOSトランジ
スタのゲート電極としてポリシリコン(アモルファスシ
リコンを含む)をCVD法にて成膜する。ゲート絶縁膜
の成膜されたシリコン基板を500℃から650℃の範
囲内で加熱し、基板上にシリコンを含むガス(シラン、
ジシラン等)を10から100Paの圧力下で導入する
ことでゲート絶縁膜上に膜厚50nmから500nmの
電極用ポリシリコンを成膜する。ゲート電極としてはポ
リシリコンの代替として、シリコンゲルマニウムやメタ
ル(W、Ru、TiN、Ta、Moなど)が用いられる
ことがある(図16)。
ッチングを行い、MOSキャパシタを形成し(図1
7)、イオン打ち込み(インプラ)を施してソース、ド
レインを形成する(図18)。その後アニールによりド
ーパント(チャネル、ソース、ドレインへインプラされ
たリン(P)、ヒ素(As)、ホウ素(B)等)の活性
化を行う。続いて後工程となる層間絶縁膜の成膜、パタ
ーンニング、選択エッチング、メタルの成膜を組み合わ
せた配線工程を経て本様態に関わるMOSトランジスタ
が得られる(図19)。最終的にこのトランジスタ上部
に様々なパターンで配線工程を施し、回路を作ることで
ロジックデバイスが完成する。
イト(HfSiO膜)を形成したが、それ以外の組成か
らなる絶縁膜を形成することも可能である。ゲート絶縁
膜としては、従来より使われている低誘電率のSi
O2、SiON、また誘電率が比較的高いSiNやHi
−k物質と呼ばれる誘電率が高いAl2O3、ZrO2、
HfO2、Ta2O5、およびZrSiO、HfSiO
等のシリケートやZrAlO等のアルミネートからなる
群から選択される1又は2以上のものが挙げられる。
膜形成を目的としているが、High−k物質の成膜を
行わず、下地ゲート酸窒化膜をそのままゲート絶縁膜と
して用いることも下地酸化膜の膜厚を制御することで可
能である。
用いたり、酸化膜そのものをゲート絶縁膜として用いる
ことも可能である。
処理を省いたり、処理順序を変えることも可能である。
y成膜
y成膜
−k成膜→Poly成膜
理→Hi−k成膜→Poly成膜
り、それ以外にも様々な処理方法が同一の装置構成で可
能である。
と、シリコン基板を大気へ暴露することなく、連続的に
複数の工程を同一の原理を持った反応室内で行うことが
可能となり、例えば一つの反応室ですべての工程を行う
ことでフットプリントの低減が実現できる。また、各工
程を別の反応室で処理する場合も、動作原理が同じ反応
室を並べるため、ガス配管や操作パネルを同一のものに
することも可能であり、優れたメンテナンス、操作性を
実現できる。更に、同一の装置であるために装置間の持
ち込み汚染の可能性は低く、複数の反応室を持つクラス
ター構成とした場合でも、処理順番を様々に変えること
が可能である。この方法を用いると様々な特性を持つゲ
ート絶縁膜の作製が可能となる。
特性(例えば、極薄膜厚の制御や、高い清浄度等)に優
れた絶縁膜を効率よく(例えば、一つの反応室で様々な
工程を行うことによる小さいフットプリントや、同一の
動作原理の反応室で様々な工程を行うことによる操作性
の簡略化、装置間のクロスコンタミネーションの抑制
等)製造することが可能となる。
の一例を示す模式断面図である。
導体装置の一例を示す部分模式断面図である。
トプレインアンテナ(SPA)プラズマ処理ユニットの
一例を示す模式的な垂直断面図である。
能なSPAの一例を示す模式的な平面図である。
応炉ユニットの一例を示す模式的な垂直断面図である。
フローチャートである。
フローチャートである。
ズマ処理を施さなかった場合の酸化膜のリーク特性を示
すグラフである。横軸は電気的膜厚、縦軸はゲート電圧
Vfb−0.4Vにおけるゲート酸化膜のリーク電流値
である。
横軸は電気的膜厚、縦軸はフラットバンド電圧である。
プロセス)を用いたゲート酸窒化膜の電気的膜厚の経時
変化(各工程ごとにおける電気的膜厚の変化)を示す。
横軸は処理時刻、縦軸は電気的膜厚である。図10bは
図9と同様の膜のフラットバンド電圧の経時変化(各工
程ごとにおけるフラットバンド電圧の変化)を示す。横
軸は処理時刻、縦軸はフラットバンド電圧である。
MS分析結果を示す。横軸は分析におけるエッチング時
間、縦軸は酸素強度を示す。
リコン基板表面の一例を示す模式断面図である。
式断面図である。
膜および窒化処理、水素プラズマ処理の一例を示す模式
断面図である。
である。
例を示す模式断面図である。
面図である。
ドレイン形成の一例を示す模式断面図である。
造の一例を示す模式断面図である。
1)
ソグラフィによりパターニングを施し、HF:HN
O3:H2O=1:60:60の比の薬液中にシリコン基
板を3分間浸すことでパターニングされていない部分の
ポリシリコンを溶かし、MOSキャパシタを作製した。
Claims (15)
- 【請求項1】 電子デバイス用基材上に絶縁膜を形成す
るプロセスにおいて、該工程に含まれる絶縁膜特性を制
御する2以上の工程が、同一の動作原理下で行われるこ
とを特徴とする基材表面の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項2】 前記同一の動作原理下で行われる工程
が、前記基材表面および/又は絶縁膜の洗浄、酸化、窒
化、およびエッチングからなる群から選ばれる2以上の
工程である請求項1に記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項3】 前記電子デバイス用基材が、半導体材料
である請求項1または2に記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項4】 前記電子デバイス用基材が、単結晶シリ
コンを主成分とする基板である請求項1〜3のいずれか
に記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項5】 前記動作原理が、少なくとも希ガスを含
む処理ガスに基づくプラズマを含む請求項1〜4のいず
れかに記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項6】 前記プラズマが、平面アンテナ部材(ス
ロットプレインアンテナ)を介するマイクロ波照射に基
づくプラズマである請求項5に記載の絶縁膜の形成方
法。 - 【請求項7】 前記プロセスが洗浄工程を含み、且つ、
該洗浄工程が、少なくとも希ガスを含む処理ガスに基づ
くプラズマに基づく処理を含む請求項1〜6のいずれか
に記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項8】 前記洗浄工程が、少なくとも希ガスと水
素ガスを含む処理ガスに基づくプラズマ処理を含む請求
項7に記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項9】 前記プロセスが酸化工程を含み、且つ、
該酸化工程が、少なくとも希ガスと酸素とを含む処理ガ
スに基づくプラズマ処理を含む請求項1〜8のいずれか
に記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項10】 前記プロセスが窒化工程を含み、且
つ、該窒化工程が、少なくとも希ガスと窒素とを含む処
理ガスに基づくプラズマ処理を含む請求項1〜9のいず
れかに記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項11】 前記プロセスがエッチング工程を含
み、且つ、該エッチング工程が、少なくとも希ガスと水
素とを含む処理ガスに基づくプラズマ処理を含む請求項
1〜9のいずれかに記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項12】 前記基材表面および/又は絶縁膜の洗
浄、酸化、窒化、およびエッチングからなる群から選ば
れる2以上の工程が、同一容器内で行われる請求項2に
記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項13】 前記プロセスにより形成された絶縁膜
が、CVD(化学気相堆積)絶縁膜の下地絶縁膜として
用いられる請求項1〜12のいずれかに記載の絶縁膜の
形成方法。 - 【請求項14】 前記絶縁膜が、High−k(高誘電
率)材料を含む絶縁膜である請求項1〜13のいずれか
に記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項15】 前記基材表面および/又は絶縁膜の洗
浄、酸化、窒化、およびエッチングからなる群から選ば
れる2以上の工程が、該基材表面および/又は絶縁膜の
大気への暴露(大気解放)を避けて行われる請求項2に
記載の絶縁膜の形成方法。
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