JPH09232296A - 半導体装置の製造装置および製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造装置および製造方法Info
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- JPH09232296A JPH09232296A JP8036134A JP3613496A JPH09232296A JP H09232296 A JPH09232296 A JP H09232296A JP 8036134 A JP8036134 A JP 8036134A JP 3613496 A JP3613496 A JP 3613496A JP H09232296 A JPH09232296 A JP H09232296A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン酸化膜の成膜処理中の工程異常を低
減させ、シリコン酸化膜の生成膜厚の安定性を高める。 【解決手段】 TEOSガスによりシリコン酸化膜を生
成した後、オゾン、酸素ラジカルなどを含む酸素ガスを
排気配管を加熱した状態で流通させるようにした製造装
置と製造方法。
減させ、シリコン酸化膜の生成膜厚の安定性を高める。 【解決手段】 TEOSガスによりシリコン酸化膜を生
成した後、オゾン、酸素ラジカルなどを含む酸素ガスを
排気配管を加熱した状態で流通させるようにした製造装
置と製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置の製造
装置および半導体装置の製造方法に関するもので、特に
シリコン酸化膜生成に用いて有効なものである。
装置および半導体装置の製造方法に関するもので、特に
シリコン酸化膜生成に用いて有効なものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程におけるシ
リコン酸化膜生成には、TEOSガスを用いた方法が広
く行われている。これは700℃程度に加熱された石英
チャンバー内にシリコンウェハを入れ、石英チャンバー
内にTEOSガスを導入すると熱分解によりシリコンウ
ェハ表面にシリコン酸化膜が生成されるものである。な
お、TEOSは、化学式Si(OC2H5)4で表されるテト
ラエチルオルソシリケートである。
リコン酸化膜生成には、TEOSガスを用いた方法が広
く行われている。これは700℃程度に加熱された石英
チャンバー内にシリコンウェハを入れ、石英チャンバー
内にTEOSガスを導入すると熱分解によりシリコンウ
ェハ表面にシリコン酸化膜が生成されるものである。な
お、TEOSは、化学式Si(OC2H5)4で表されるテト
ラエチルオルソシリケートである。
【0003】従来の例を図について説明すると、図3
は、従来のシリコン酸化膜(SiO2膜)の形成のため
の半導体製造装置の構成を摸式的に示す図である。これ
は具体的には、シリコン酸化膜生成用減圧CVD装置で
ある。図に示すように、この製造装置は、石英チャンバ
ー1とこの石英チャンバー1を加熱するヒーター2を備
え、石英チャンバー1内にシリコンウェハ3とこれを載
せる石英ボート4が収納される。また、石英チャンバー
1は、エアオペレートバルブ5a、5b、およびマスフ
ローコントローラー6a、6bをかいして、それぞれT
EOSガス供給源および窒素ガス供給源に接続されてい
る。さらに、石英チャンバー1には、真空排気配管7、
メインバルブ8a、サブバルブ8b、真空ポンプ9が接
続されている。
は、従来のシリコン酸化膜(SiO2膜)の形成のため
の半導体製造装置の構成を摸式的に示す図である。これ
は具体的には、シリコン酸化膜生成用減圧CVD装置で
ある。図に示すように、この製造装置は、石英チャンバ
ー1とこの石英チャンバー1を加熱するヒーター2を備
え、石英チャンバー1内にシリコンウェハ3とこれを載
せる石英ボート4が収納される。また、石英チャンバー
1は、エアオペレートバルブ5a、5b、およびマスフ
ローコントローラー6a、6bをかいして、それぞれT
EOSガス供給源および窒素ガス供給源に接続されてい
る。さらに、石英チャンバー1には、真空排気配管7、
メインバルブ8a、サブバルブ8b、真空ポンプ9が接
続されている。
【0004】図4は、上述のような製造装置によってシ
リコン酸化膜を生成する場合の、従来のシリコン酸化膜
形成のフローを示す図である。
リコン酸化膜を生成する場合の、従来のシリコン酸化膜
形成のフローを示す図である。
【0005】図3および図4にもとづいて、従来のシリ
コン酸化膜の形成フローを説明すると、先ず、石英チャ
ンバー1内にシリコンウェハ3を乗せたボート4を大気
圧状態下でロードする。このとき、窒素ガス(N2)導
入のためのバルブ5bを開け、流量調整のためのマスフ
ローコントローラー6bにより窒素ガスを2l/分(リ
ットル/分)の流量で石英チャンバー1内に導入する。
(図4におけるF11、ボートロード)
コン酸化膜の形成フローを説明すると、先ず、石英チャ
ンバー1内にシリコンウェハ3を乗せたボート4を大気
圧状態下でロードする。このとき、窒素ガス(N2)導
入のためのバルブ5bを開け、流量調整のためのマスフ
ローコントローラー6bにより窒素ガスを2l/分(リ
ットル/分)の流量で石英チャンバー1内に導入する。
(図4におけるF11、ボートロード)
【0006】次に、窒素ガスの流量調整用のマスフロー
コントローラー6bにより、窒素ガス流量を200cc/
分にしたうえで、排気用のサブバルブ8bをあけて、石
英チャンバー1内を徐々に真空引きする。チャンバー1
内の圧力が20Torr以下になったところで、窒素ガ
ス導入用のバルブ5bを閉じ、1Torr以下まで真空
引きする。その後、排気用のメインバルブ8aを開けて
10~3Torr以下まで更に真空引きする。(図4にお
けるF12、真空引き)
コントローラー6bにより、窒素ガス流量を200cc/
分にしたうえで、排気用のサブバルブ8bをあけて、石
英チャンバー1内を徐々に真空引きする。チャンバー1
内の圧力が20Torr以下になったところで、窒素ガ
ス導入用のバルブ5bを閉じ、1Torr以下まで真空
引きする。その後、排気用のメインバルブ8aを開けて
10~3Torr以下まで更に真空引きする。(図4にお
けるF12、真空引き)
【0007】次に、排気用のサブバルブ8bおよびメイ
ンバルブ8aを閉じて、石英チャンバー1内を真空ホー
ルドし、リークチェックを行う。チャンバー1内の圧力
が0.1Torr以下であればリークなしと判断し、再
度サブバルブ8bおよびメインバルブ8aを開けて石英
チャンバー1内を真空引きする。(図4におけるF1
3、リークチェック)
ンバルブ8aを閉じて、石英チャンバー1内を真空ホー
ルドし、リークチェックを行う。チャンバー1内の圧力
が0.1Torr以下であればリークなしと判断し、再
度サブバルブ8bおよびメインバルブ8aを開けて石英
チャンバー1内を真空引きする。(図4におけるF1
3、リークチェック)
【0008】次に、TEOSガスを導入するためのバル
ブ5aを開け、流量調整用のマスフローコントローラー
6aによりTEOSガスの量を100cc/分にして石英
チャンバー1内に導入する。石英チャンバー1内は圧力
1.3Torr、温度670度に保持された状態で成膜
される。(図4におけるF14、TEOS導入、成膜)
ブ5aを開け、流量調整用のマスフローコントローラー
6aによりTEOSガスの量を100cc/分にして石英
チャンバー1内に導入する。石英チャンバー1内は圧力
1.3Torr、温度670度に保持された状態で成膜
される。(図4におけるF14、TEOS導入、成膜)
【0009】成膜完了後、TEOS導入用のバルブ5a
を閉じて、窒素ガス導入用のバルブ5bを開け、石英チ
ャンバー1内を窒素ガスでパージする。(図4における
F15、N2導入)
を閉じて、窒素ガス導入用のバルブ5bを開け、石英チ
ャンバー1内を窒素ガスでパージする。(図4における
F15、N2導入)
【0010】TEOSガスパージ完了後、窒素ガス流量
調整用のマスフローコントローラー6bにより窒素ガス
流量を500cc/分にしてから排気用のメインバルブ8
aを閉じ、石英チャンバー1内を5Torr程度にす
る。次に排気サブバルブ8bを閉じて、窒素ガスを30
Torr程度にする。その後、マスフローコントローラ
ー6bの設定を徐々に大きくしていき、窒素ガスで常圧
まで戻す。(図4におけるF16、N2常圧復帰)
調整用のマスフローコントローラー6bにより窒素ガス
流量を500cc/分にしてから排気用のメインバルブ8
aを閉じ、石英チャンバー1内を5Torr程度にす
る。次に排気サブバルブ8bを閉じて、窒素ガスを30
Torr程度にする。その後、マスフローコントローラ
ー6bの設定を徐々に大きくしていき、窒素ガスで常圧
まで戻す。(図4におけるF16、N2常圧復帰)
【0011】最後に、ボート4を石英チャンバー1から
取り出す。(図4におけるF17、ボートアンロード)
取り出す。(図4におけるF17、ボートアンロード)
【0012】このような従来の半導体装置のシリコン酸
化膜形成のための製造装置および製造方法においては、
導入されるTEOSガスの大部分は完全に熱分解されず
に真空排気配管7に到達し、配管7内に堆積物を生成す
る。この堆積物はシリコン酸化膜形成時にアウトガスを
発生させ、これがパーティクルとなってシリコンウェハ
表面に付着し、製品の信頼性を低下させるという問題が
あった。
化膜形成のための製造装置および製造方法においては、
導入されるTEOSガスの大部分は完全に熱分解されず
に真空排気配管7に到達し、配管7内に堆積物を生成す
る。この堆積物はシリコン酸化膜形成時にアウトガスを
発生させ、これがパーティクルとなってシリコンウェハ
表面に付着し、製品の信頼性を低下させるという問題が
あった。
【0013】これを図について説明すると、図3の半導
体製造装置において、チャンバー1内に導入されたTE
OSガスのうち大部分は完全に分解されないまま真空排
気配管7に到達し、図5に示すように、ここで冷却され
て生成物を生じる。
体製造装置において、チャンバー1内に導入されたTE
OSガスのうち大部分は完全に分解されないまま真空排
気配管7に到達し、図5に示すように、ここで冷却され
て生成物を生じる。
【0014】シリコン酸化膜形成工程において、成膜後
の常圧復帰時には、図6(a)に示すように、シーケン
スで設定した一定時間窒素ガスを導入するため、石英チ
ャンバー1内の圧力は大気圧より少し高いところまで上
昇する。このため、次の工程のボートアンロード時に、
図6(b)に示すように、真空排気配管7から石英チャ
ンバー1側へガスの逆流が生じる。このとき、未反応生
成物からの微細粉あるいはアウトガスが石英チャンバー
1内に到達し、パーティクルとなる。このため、パーテ
ィクルの発生を抑制するためには、未反応生成物が真空
排気配管7内に付着しにくくすることと、未反応生成物
の量を減少させ微細粉またはアウトガスの発生量を低下
させることが必要となる。
の常圧復帰時には、図6(a)に示すように、シーケン
スで設定した一定時間窒素ガスを導入するため、石英チ
ャンバー1内の圧力は大気圧より少し高いところまで上
昇する。このため、次の工程のボートアンロード時に、
図6(b)に示すように、真空排気配管7から石英チャ
ンバー1側へガスの逆流が生じる。このとき、未反応生
成物からの微細粉あるいはアウトガスが石英チャンバー
1内に到達し、パーティクルとなる。このため、パーテ
ィクルの発生を抑制するためには、未反応生成物が真空
排気配管7内に付着しにくくすることと、未反応生成物
の量を減少させ微細粉またはアウトガスの発生量を低下
させることが必要となる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な従来の半導体製造装置および製造方法における問題
点、すなわちシリコン酸化膜形成時のパーティクルの発
生あるいは生成膜厚の不安定性などの問題を解決するた
めになされたもので、成膜処理中の工程異常を低減さ
せ、安定した成膜を実現できる半導体製造装置および半
導体製造方法を提供しようとするものである。
な従来の半導体製造装置および製造方法における問題
点、すなわちシリコン酸化膜形成時のパーティクルの発
生あるいは生成膜厚の不安定性などの問題を解決するた
めになされたもので、成膜処理中の工程異常を低減さ
せ、安定した成膜を実現できる半導体製造装置および半
導体製造方法を提供しようとするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置の
製造装置は、半導体ウエハを収納するチャンバーと、こ
のチャンバーに窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段
と、このチャンバーにTEOSガスを供給するTEOS
ガス供給手段と、前記チャンバーに酸素系ガスを供給す
る酸素系ガス供給手段と、前記チャンバーに供給するガ
スを切り替える切換え手段と、前記チャンバー内のガス
を排気するための排気管とを備えたことを特徴とするも
のである。
製造装置は、半導体ウエハを収納するチャンバーと、こ
のチャンバーに窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段
と、このチャンバーにTEOSガスを供給するTEOS
ガス供給手段と、前記チャンバーに酸素系ガスを供給す
る酸素系ガス供給手段と、前記チャンバーに供給するガ
スを切り替える切換え手段と、前記チャンバー内のガス
を排気するための排気管とを備えたことを特徴とするも
のである。
【0017】また、この発明の半導体装置の製造装置
は、前記半導体装置の製造装置において、排気管を一定
温度に加熱する加熱装置を備えたことを特徴とするもの
である。
は、前記半導体装置の製造装置において、排気管を一定
温度に加熱する加熱装置を備えたことを特徴とするもの
である。
【0018】また、この発明の半導体装置の製造装置
は、前記半導体装置の製造装置において、排気管を15
0〜500℃に加熱する加熱装置を備えたことを特徴と
するものである。
は、前記半導体装置の製造装置において、排気管を15
0〜500℃に加熱する加熱装置を備えたことを特徴と
するものである。
【0019】また、この発明の半導体装置の製造装置
は、前記半導体装置の製造装置において、酸素系ガス供
給手段にオゾン発生器を備えたことを特徴とするもので
ある。
は、前記半導体装置の製造装置において、酸素系ガス供
給手段にオゾン発生器を備えたことを特徴とするもので
ある。
【0020】また、この発明の半導体装置の製造装置
は、前記半導体装置の製造装置において、酸素系ガス供
給手段に、酸素系ガスに紫外線を照射する紫外線照射手
段を備えたことを特徴とするものである。
は、前記半導体装置の製造装置において、酸素系ガス供
給手段に、酸素系ガスに紫外線を照射する紫外線照射手
段を備えたことを特徴とするものである。
【0021】また、この発明の半導体装置の製造装置
は、前記半導体装置の製造装置において、前記酸素系ガ
スとして、酸素ガス、オゾンまたは酸素ラジカルのいず
れか、またはこれらのいずれかの混合ガスを供給するこ
とを特徴とするものである。
は、前記半導体装置の製造装置において、前記酸素系ガ
スとして、酸素ガス、オゾンまたは酸素ラジカルのいず
れか、またはこれらのいずれかの混合ガスを供給するこ
とを特徴とするものである。
【0022】次に、この発明の半導体装置の製造方法
は、半導体ウエハが収納されたチャンバーに窒素ガスを
流通させる工程と、次に前記チャンバーにTEOSガス
を供給し反応させる工程と、前記TEOSガスを前記チ
ャンバーに流通させながら排気管を通して排気する工程
と、次に前記チャンバーおよび前記排気管に酸素系ガス
を供給し流通させる工程とを含むことを特徴とするもの
である。
は、半導体ウエハが収納されたチャンバーに窒素ガスを
流通させる工程と、次に前記チャンバーにTEOSガス
を供給し反応させる工程と、前記TEOSガスを前記チ
ャンバーに流通させながら排気管を通して排気する工程
と、次に前記チャンバーおよび前記排気管に酸素系ガス
を供給し流通させる工程とを含むことを特徴とするもの
である。
【0023】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、前記の半導体装置の製造方法において、排気管を一
定の高温に加熱して前記酸素系ガスを流通させる工程を
含むことを特徴とするものである。
は、前記の半導体装置の製造方法において、排気管を一
定の高温に加熱して前記酸素系ガスを流通させる工程を
含むことを特徴とするものである。
【0024】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、前記の半導体装置の製造方法において、排気管を1
50〜500℃に加熱して前記酸素系ガスを流通させる
工程を含むことを特徴とするものである。
は、前記の半導体装置の製造方法において、排気管を1
50〜500℃に加熱して前記酸素系ガスを流通させる
工程を含むことを特徴とするものである。
【0025】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、前記の半導体装置の製造方法において、酸素系ガス
として、酸素ガス、オゾンまたは酸素ラジカルのいずれ
か、またはこれらのいずれかの混合ガスを供給し流通さ
せる工程を含むことを特徴とするものである。
は、前記の半導体装置の製造方法において、酸素系ガス
として、酸素ガス、オゾンまたは酸素ラジカルのいずれ
か、またはこれらのいずれかの混合ガスを供給し流通さ
せる工程を含むことを特徴とするものである。
【0026】
実施の形態1および2.図1は、この発明の実施の形態
1の半導体装置の製造装置の構成を示す図である。具体
的にはシリコン酸化膜生成用減圧CVD装置である。こ
の実施の形態は、真空排気配管の付着生成物を減少させ
るための酸素ガス導入ラインおよび真空排気配管の加熱
ヒーターを取り付けたシリコン酸化膜生成用減圧CVD
装置である。
1の半導体装置の製造装置の構成を示す図である。具体
的にはシリコン酸化膜生成用減圧CVD装置である。こ
の実施の形態は、真空排気配管の付着生成物を減少させ
るための酸素ガス導入ラインおよび真空排気配管の加熱
ヒーターを取り付けたシリコン酸化膜生成用減圧CVD
装置である。
【0027】この実施の形態の半導体の製造装置は、図
1に示すように、石英チャンバー1とこの石英チャンバ
ー1を加熱するヒーター2を備えている。石英チャンバ
ー1の中には、シリコンウェハ3が、石英ボート4に載
せられて収納される。また、石英チャンバー1は、それ
ぞれエアオペレートバルブ5a、5b、マスフローコン
トローラー6a、6bを介してTEOSガス供給源およ
び窒素ガス(N2)供給源に接続されている。さらに、
石英チャンバー1には、エアオペレートバルブ5c、マ
スフローコントローラー6c、オゾン発生器12、紫外
線照射装置13を介して酸素系ガス供給源に接続されて
いる。さらに、石英チャンバー1の下流側には、真空排
気配管7、メインバルブ8a、サブバルブ8bを介して
真空ポンプ9が接続されている。真空排気配管7には、
加熱のためのヒーター10とその温度制御のための温度
コントローラー11が備えられている。
1に示すように、石英チャンバー1とこの石英チャンバ
ー1を加熱するヒーター2を備えている。石英チャンバ
ー1の中には、シリコンウェハ3が、石英ボート4に載
せられて収納される。また、石英チャンバー1は、それ
ぞれエアオペレートバルブ5a、5b、マスフローコン
トローラー6a、6bを介してTEOSガス供給源およ
び窒素ガス(N2)供給源に接続されている。さらに、
石英チャンバー1には、エアオペレートバルブ5c、マ
スフローコントローラー6c、オゾン発生器12、紫外
線照射装置13を介して酸素系ガス供給源に接続されて
いる。さらに、石英チャンバー1の下流側には、真空排
気配管7、メインバルブ8a、サブバルブ8bを介して
真空ポンプ9が接続されている。真空排気配管7には、
加熱のためのヒーター10とその温度制御のための温度
コントローラー11が備えられている。
【0028】エアオペレートバルブ5aとマスフローコ
ントローラー6aとは、TEOSガス供給源に連通し、
TEOSガス供給手段を形成する。エアオペレートバル
ブ5bとマスフローコントローラー6bは、窒素ガス供
給源につながり、窒素ガス供給手段を形成する。エアオ
ペレートバルブ5c、マスフローコントローラー6c、
オゾン発生器12および紫外線照射装置13は、酸素系
ガス源とつながり、酸素系ガス供給手段を形成する。ま
た、エアオペレートバルブ5a、5b、5cは、石英チ
ャンバー1に導入するガスの種類を切り替える切換え手
段を構成する。
ントローラー6aとは、TEOSガス供給源に連通し、
TEOSガス供給手段を形成する。エアオペレートバル
ブ5bとマスフローコントローラー6bは、窒素ガス供
給源につながり、窒素ガス供給手段を形成する。エアオ
ペレートバルブ5c、マスフローコントローラー6c、
オゾン発生器12および紫外線照射装置13は、酸素系
ガス源とつながり、酸素系ガス供給手段を形成する。ま
た、エアオペレートバルブ5a、5b、5cは、石英チ
ャンバー1に導入するガスの種類を切り替える切換え手
段を構成する。
【0029】図2は、この発明の実施の形態2におけ
る、半導体装置の製造方法を示す図である。これは、前
述のような、この発明の実施の形態の半導体製造装置に
よって、シリコン酸化膜(SiO2膜)を生成する場合
の、シリコン酸化膜形成のフローを示す図である。図1
および図2に従って、シリコン酸化膜の形成フローを説
明する。
る、半導体装置の製造方法を示す図である。これは、前
述のような、この発明の実施の形態の半導体製造装置に
よって、シリコン酸化膜(SiO2膜)を生成する場合
の、シリコン酸化膜形成のフローを示す図である。図1
および図2に従って、シリコン酸化膜の形成フローを説
明する。
【0030】工程1:ボートロード、 N2導入(図2、
F1) 先ず、石英チャンバー1内にシリコンウェハ3を載せた
ボート4を大気圧状態下でロードする。このとき、窒素
ガス(N2ガス)導入のためのバルブ5bを開け、流量
調整用のマスフローコントローラー6bにより窒素ガス
を2l/分(リットル/分)の流量で石英チャンバー1
内に導入する。
F1) 先ず、石英チャンバー1内にシリコンウェハ3を載せた
ボート4を大気圧状態下でロードする。このとき、窒素
ガス(N2ガス)導入のためのバルブ5bを開け、流量
調整用のマスフローコントローラー6bにより窒素ガス
を2l/分(リットル/分)の流量で石英チャンバー1
内に導入する。
【0031】工程2:窒素ガス真空引き(図2、F2) 最初に、窒素ガスの流量調整のためのマスフローコント
ローラー6bにより窒素ガスの流量を200cc/分に減
量したうえで、排気用のサブバルブ8bをあけて、石英
チャンバー1内を徐々に真空引きする。チャンバー1内
の圧力が20Torr以下になったところで、窒素ガス
導入用のバルブ5bを閉じ、1Torr以下まで真空引
きする。その後、排気用のメインバルブ8aを開けて、
10~3Torr以下まで更に真空引きする。
ローラー6bにより窒素ガスの流量を200cc/分に減
量したうえで、排気用のサブバルブ8bをあけて、石英
チャンバー1内を徐々に真空引きする。チャンバー1内
の圧力が20Torr以下になったところで、窒素ガス
導入用のバルブ5bを閉じ、1Torr以下まで真空引
きする。その後、排気用のメインバルブ8aを開けて、
10~3Torr以下まで更に真空引きする。
【0032】工程3:リークチェック(図2、F3) 排気用のサブバルブ8bおよびメインバルブ8aを閉じ
て、石英チャンバー1内を真空ホールドし、リークチェ
ックを行う。チャンバー1内の圧力が0.1Torr以
下であればリークなしと判断し、再度排気用サブバルブ
8bおよびメインバルブ8aを開けて、石英チャンバー
1内を真空引きする。
て、石英チャンバー1内を真空ホールドし、リークチェ
ックを行う。チャンバー1内の圧力が0.1Torr以
下であればリークなしと判断し、再度排気用サブバルブ
8bおよびメインバルブ8aを開けて、石英チャンバー
1内を真空引きする。
【0033】工程4:TEOS導入、成膜(図2、F
4) TEOSガス導入のためのバルブ5aを開け、流量調整
のためのマスフローコントローラー6aにより、温度6
70℃、圧力1.3Torrの条件下でTEOSガス1
00SCCM(cc/分)を石英チャンバー1内に導入
し、シリコンウェハ3の表面にシリコン酸化膜を生成す
る。なお、酸化膜形成のためのガスは、TEOSのほか
TEOSの多量体、例えばOMTCS(Octa Metyl Tet
ra Siloxane, Si4O4(CH3)8)などを用いることもで
きる。
4) TEOSガス導入のためのバルブ5aを開け、流量調整
のためのマスフローコントローラー6aにより、温度6
70℃、圧力1.3Torrの条件下でTEOSガス1
00SCCM(cc/分)を石英チャンバー1内に導入
し、シリコンウェハ3の表面にシリコン酸化膜を生成す
る。なお、酸化膜形成のためのガスは、TEOSのほか
TEOSの多量体、例えばOMTCS(Octa Metyl Tet
ra Siloxane, Si4O4(CH3)8)などを用いることもで
きる。
【0034】工程5:TEOSガス真空引き(図2、F
5) バルブ5aを閉じて、TEOSガスを止めた後、一旦石
英チャンバー1内を10~3Torr以下まで真空引きす
る。
5) バルブ5aを閉じて、TEOSガスを止めた後、一旦石
英チャンバー1内を10~3Torr以下まで真空引きす
る。
【0035】工程6:酸素ガス導入→ 酸素ガスパージ
(図2、F6) 次に、酸素系ガスを導入するためのバルブ5cを開き、
酸素ガス(O2)もしくはオゾン(O3)その他酸素ラジ
カル(以下酸素系ガスと略称する)を導入しながら、排
気バルブ8a、8bを開け、排気配管7を通して排気す
る。このとき導入する酸素系ガス供給手段では、オゾン
発生器12を活用し、また紫外線照射装置13によりオ
ゾンまたは酸素ラジカル(活性酸素)の発生を促進させ
る。
(図2、F6) 次に、酸素系ガスを導入するためのバルブ5cを開き、
酸素ガス(O2)もしくはオゾン(O3)その他酸素ラジ
カル(以下酸素系ガスと略称する)を導入しながら、排
気バルブ8a、8bを開け、排気配管7を通して排気す
る。このとき導入する酸素系ガス供給手段では、オゾン
発生器12を活用し、また紫外線照射装置13によりオ
ゾンまたは酸素ラジカル(活性酸素)の発生を促進させ
る。
【0036】なお、少なくとも酸素系ガスを流している
間、真空排気配管7はヒーター10および温度コントロ
ーラー11により常に150℃から500℃の間で一定
温度に保持する。
間、真空排気配管7はヒーター10および温度コントロ
ーラー11により常に150℃から500℃の間で一定
温度に保持する。
【0037】工程7:酸素ガス常圧復帰(図2、F7) 最初、酸素ガスの流量調整のためのマスフローコントロ
ーラー6cにより酸素ガス流量を500cc/分にしてか
ら排気用のメインバルブ8aを閉じ、石英チャンバー1
内を5Torr程度にする。次に排気用のサブバルブ8
bを閉じて30Torr程度にする。その後、マスフロ
ーコントローラー6cの設定を徐々に大きくしていき、
常圧まで戻す。
ーラー6cにより酸素ガス流量を500cc/分にしてか
ら排気用のメインバルブ8aを閉じ、石英チャンバー1
内を5Torr程度にする。次に排気用のサブバルブ8
bを閉じて30Torr程度にする。その後、マスフロ
ーコントローラー6cの設定を徐々に大きくしていき、
常圧まで戻す。
【0038】工程8:ボートアンロード(ウエハアンロ
ード)(図2、F8) 酸素系ガスが大気圧に戻ったところで、石英ボート4を
アンローディングする。
ード)(図2、F8) 酸素系ガスが大気圧に戻ったところで、石英ボート4を
アンローディングする。
【0039】なお、真空排気配管7はヒーター10およ
び温度コントローラー11により常に150℃から50
0℃の間の一定温度に保持されている。実験によれば、
未反応生成物の除去のための真空排気配管7の加熱温度
は、150℃以上で効果が大きく、さらに200℃以上
では顕著な効果があり、加熱温度の上昇とともに未反応
生成物の質量が急激に減少していく。また、500℃程
度までの加熱で十分でそれ以上高温にする必要はない。
び温度コントローラー11により常に150℃から50
0℃の間の一定温度に保持されている。実験によれば、
未反応生成物の除去のための真空排気配管7の加熱温度
は、150℃以上で効果が大きく、さらに200℃以上
では顕著な効果があり、加熱温度の上昇とともに未反応
生成物の質量が急激に減少していく。また、500℃程
度までの加熱で十分でそれ以上高温にする必要はない。
【0040】この様に、真空排気配管7を、常時、全プ
ロセスの間、高温に加熱し、 酸素ガスを流しながら真
空引きすることにより、真空排気配管7内に堆積した未
反応TEOS生成物の酸化が加速され、その質量が減少
しながら組成がシリコン酸化膜(SiO2膜)に近づく
ため、未反応生成物から発生する微細粉およびアウトガ
スが減少する。このため、シリコンウェハ3上に付着す
るパーティクルが低減され、生成されるシリコン酸化膜
の膜厚再現性も向上する。
ロセスの間、高温に加熱し、 酸素ガスを流しながら真
空引きすることにより、真空排気配管7内に堆積した未
反応TEOS生成物の酸化が加速され、その質量が減少
しながら組成がシリコン酸化膜(SiO2膜)に近づく
ため、未反応生成物から発生する微細粉およびアウトガ
スが減少する。このため、シリコンウェハ3上に付着す
るパーティクルが低減され、生成されるシリコン酸化膜
の膜厚再現性も向上する。
【0041】このとき起きているオゾンによる未反応生
成物の組成変化を、もう少し詳しく説明すると次のよう
に考えられる。先ず、TEOSを熱分解したときの化学
反応は、 Si(OC2H5)4 → SiO2+4C2H4+2H2O↑ である。しかし、実際の装置内ではこの反応は完全には
行われず、例えば、SiC0.90H3.62O3.30, SiC0.53
H1.98O2.75といった組成式で表される生成物を生じ
る。これらの生成物は、-OH-,-CH- 等の結合をも
っていると考えられる。
成物の組成変化を、もう少し詳しく説明すると次のよう
に考えられる。先ず、TEOSを熱分解したときの化学
反応は、 Si(OC2H5)4 → SiO2+4C2H4+2H2O↑ である。しかし、実際の装置内ではこの反応は完全には
行われず、例えば、SiC0.90H3.62O3.30, SiC0.53
H1.98O2.75といった組成式で表される生成物を生じ
る。これらの生成物は、-OH-,-CH- 等の結合をも
っていると考えられる。
【0042】一方、オゾンは、 O3 → O2+O* のように、O2とO*(酸素ラジカル)を生じる。O
2は、 Si(OC2H5)4+mO2 → SiO2+pCO2↑+qH2O↑……(1) のようにTEOSを酸化するため、未反応生成物に関し
ても同様な酸化反応を示し、組成がSiO2に近づくと考
えられる。また、酸素ラジカルO*はより強力な酸化剤
であるため、(1)式のような反応がより加速される。
このようにして、未反応生成物の組成をSiO2に近づけ
ることにより、その質量が減少し、微細粉およびアウト
ガスの発生量が減少するため、パーテイクルの発生が抑
制されると考えられる。
2は、 Si(OC2H5)4+mO2 → SiO2+pCO2↑+qH2O↑……(1) のようにTEOSを酸化するため、未反応生成物に関し
ても同様な酸化反応を示し、組成がSiO2に近づくと考
えられる。また、酸素ラジカルO*はより強力な酸化剤
であるため、(1)式のような反応がより加速される。
このようにして、未反応生成物の組成をSiO2に近づけ
ることにより、その質量が減少し、微細粉およびアウト
ガスの発生量が減少するため、パーテイクルの発生が抑
制されると考えられる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による半
導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法によれ
ば、シリコン酸化膜の成膜において付着生成物(パーテ
イクル)を低減させ、生成膜厚の安定した半導体装置を
製造することができる製造装置が得られ、また成膜処理
中の工程異常の低減をはかり、付着生成物(パーテイク
ル)を低減させ、生成膜厚の安定を図った半導体装置の
製造方法が得られる。
導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法によれ
ば、シリコン酸化膜の成膜において付着生成物(パーテ
イクル)を低減させ、生成膜厚の安定した半導体装置を
製造することができる製造装置が得られ、また成膜処理
中の工程異常の低減をはかり、付着生成物(パーテイク
ル)を低減させ、生成膜厚の安定を図った半導体装置の
製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態における半導体装置の製
造装置の構成を摸式的に示す図。
造装置の構成を摸式的に示す図。
【図2】この発明の実施の形態における半導体装置の製
造方法のフローを示す図。
造方法のフローを示す図。
【図3】従来の、半導体装置の製造装置の構成を摸式的
に示す図。
に示す図。
【図4】従来の、半導体装置の製造方法のフローを示す
図。
図。
【図5】従来の、半導体装置の製造装置および製造方法
を説明するための図。
を説明するための図。
【図6】従来の、半導体装置の製造装置および製造方法
を説明するための図。
を説明するための図。
1 石英チャンバー、2 ヒーター、3 シリコンウェ
ハ、4 石英ボート、5 エアオペレートバルブ、6
マスフローコントローラー、7 真空排気配管、10
加熱手段(ヒーター)、11 温度コントローラー、1
2 オゾン発生器、13 紫外線照射装置。
ハ、4 石英ボート、5 エアオペレートバルブ、6
マスフローコントローラー、7 真空排気配管、10
加熱手段(ヒーター)、11 温度コントローラー、1
2 オゾン発生器、13 紫外線照射装置。
Claims (10)
- 【請求項1】 半導体ウエハを収納するチャンバーと、
このチャンバーに窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段
と、このチャンバーにTEOSガスを供給するTEOS
ガス供給手段と、前記チャンバーに酸素系ガスを供給す
る酸素系ガス供給手段と、前記チャンバーに供給するガ
スを切り替える切換え手段と、前記チャンバー内のガス
を排気するための排気管とを備えたことを特徴とする半
導体装置の製造装置。 - 【請求項2】 前記排気管を一定温度に加熱する加熱装
置を備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置の製造装置。 - 【請求項3】 前記排気管を150〜500℃に加熱す
る加熱装置を備えたことを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置の製造装置。 - 【請求項4】 前記酸素系ガス供給手段にオゾン発生器
を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
1項に記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項5】 前記酸素系ガス供給手段に、酸素系ガス
に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えたことを特徴
とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体
装置の製造装置。 - 【請求項6】 前記酸素系ガスとして、酸素ガス、オゾ
ンまたは酸素ラジカルのいずれか、またはこれらのいず
れかの混合ガスを供給することを特徴とする請求項1な
いし5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項7】 半導体ウエハが収納されたチャンバーに
窒素ガスを流通させる工程と、次に前記チャンバーにT
EOSガスを供給し反応させる工程と、前記TEOSガ
スを前記チャンバーに流通させながら排気管を通して排
気する工程と、次に前記チャンバーおよび前記排気管に
酸素系ガスを供給し流通させる工程とを含むことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記排気管を一定の高温に加熱して前記
酸素系ガスを流通させる工程を含むことを特徴とする請
求項7に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記排気管を150〜500℃に加熱し
て前記酸素系ガスを流通させる工程を含むことを特徴と
する請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 前記酸素系ガスとして、酸素ガス、オ
ゾンまたは酸素ラジカルのいずれか、またはこれらのい
ずれかの混合ガスを供給し流通させる工程を含むことを
特徴とする請求項7ないし9のいずれか1項に記載の半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8036134A JPH09232296A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 半導体装置の製造装置および製造方法 |
US08/710,242 US5928428A (en) | 1996-02-23 | 1996-09-13 | Apparatus and method for manufacturing a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8036134A JPH09232296A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 半導体装置の製造装置および製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09232296A true JPH09232296A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12461323
Family Applications (1)
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