JPH0927457A - 薄膜堆積方法 - Google Patents
薄膜堆積方法Info
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- JPH0927457A JPH0927457A JP7176491A JP17649195A JPH0927457A JP H0927457 A JPH0927457 A JP H0927457A JP 7176491 A JP7176491 A JP 7176491A JP 17649195 A JP17649195 A JP 17649195A JP H0927457 A JPH0927457 A JP H0927457A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面汚染物を効果的に除去し、しかも不必要
な部分で形成された酸化シリコン膜を容易に除去するこ
とができる薄膜堆積方法を提供すること。 【構成】 被処理物表面に酸化性ガスを供給しながら表
面汚染有機物を燃焼除去する第一熱処理と、この熱処理
により形成されると考えられる酸化膜層を還元性ガスを
供給しながら化学的に除去する第二熱処理とを有し、こ
れらの熱処理の後、薄膜堆積を行う。これにより、半導
体層とポリシリコン膜配線間の電気的接合抵抗の増加が
防止でき、またDRAMキャパシターの容量低下が防止でき
る。
な部分で形成された酸化シリコン膜を容易に除去するこ
とができる薄膜堆積方法を提供すること。 【構成】 被処理物表面に酸化性ガスを供給しながら表
面汚染有機物を燃焼除去する第一熱処理と、この熱処理
により形成されると考えられる酸化膜層を還元性ガスを
供給しながら化学的に除去する第二熱処理とを有し、こ
れらの熱処理の後、薄膜堆積を行う。これにより、半導
体層とポリシリコン膜配線間の電気的接合抵抗の増加が
防止でき、またDRAMキャパシターの容量低下が防止でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば半導体装置の
製造過程で用いられる薄膜堆積方法に係り、さらに詳し
くは、表面汚染物を効果的に除去し、しかも不必要な部
分で形成された酸化シリコン膜を容易に除去することが
できる薄膜堆積方法に関する。
製造過程で用いられる薄膜堆積方法に係り、さらに詳し
くは、表面汚染物を効果的に除去し、しかも不必要な部
分で形成された酸化シリコン膜を容易に除去することが
できる薄膜堆積方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化に伴
い、MOS LSIのゲート酸化膜およびフラッシュ（Flash）
メモリーのトンネル酸化膜に用いられている薄い酸化シ
リコン膜や、DRAMのキャパシター絶縁膜およびFlashメ
モリーの中間絶縁膜として用いられている薄い窒化シリ
コン膜の信頼性向上がますます重要になってきている。
これらの薄い酸化シリコン膜および窒化膜の信頼性低下
の要因は単一ではなく、膜中の欠陥や重金属汚染など複
合的ではあるが、最近、クリーンルーム環境内からウェ
ーハ表面に吸着する有機物の影響が注目されている。ウ
ェーハ表面に吸着された有機物は、島崎らの評価検討よ
りジオクチルフタレート（DOP）であることが判明して
いる（９４年春季応用物理学会28a-ZQ-2,28A-ZQ-4）。
また、その有機物のウェーハ表面吸着量と酸化シリコン
膜耐電圧との相関も同じく島崎らにより定量化（９２年
春季応用物理学会30a-ZF-6）されている。ただし、有機
物であるＤＯＰと酸化シリコン膜耐圧劣化のメカニズム
に関しては明らかになっていない。
い、MOS LSIのゲート酸化膜およびフラッシュ（Flash）
メモリーのトンネル酸化膜に用いられている薄い酸化シ
リコン膜や、DRAMのキャパシター絶縁膜およびFlashメ
モリーの中間絶縁膜として用いられている薄い窒化シリ
コン膜の信頼性向上がますます重要になってきている。
これらの薄い酸化シリコン膜および窒化膜の信頼性低下
の要因は単一ではなく、膜中の欠陥や重金属汚染など複
合的ではあるが、最近、クリーンルーム環境内からウェ
ーハ表面に吸着する有機物の影響が注目されている。ウ
ェーハ表面に吸着された有機物は、島崎らの評価検討よ
りジオクチルフタレート（DOP）であることが判明して
いる（９４年春季応用物理学会28a-ZQ-2,28A-ZQ-4）。
また、その有機物のウェーハ表面吸着量と酸化シリコン
膜耐電圧との相関も同じく島崎らにより定量化（９２年
春季応用物理学会30a-ZF-6）されている。ただし、有機
物であるＤＯＰと酸化シリコン膜耐圧劣化のメカニズム
に関しては明らかになっていない。
【０００３】このウェーハ表面に吸着する有機物DOPを
効果的にウェーハ表面から除去する手段として、酸化性
ガスによる燃焼除去方法が本出願人によって提案されて
いる。
効果的にウェーハ表面から除去する手段として、酸化性
ガスによる燃焼除去方法が本出願人によって提案されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、被処理基板表面がシリコンである場合、シリコ
ンが酸化され、例えばDRAMのキャパシター絶縁膜として
使用される薄い窒化シリコン膜をシリコン表面に形成し
たい場合には、酸化シリコン膜の形成によりキャパシタ
容量が低下するおそれがある。また、シリコン基板とポ
リシリコンとの電気的な接合をとる工程の前に前記燃焼
除去方法を用いた場合には、接合抵抗が著しく増大する
ような問題を生起する可能性がある。
法では、被処理基板表面がシリコンである場合、シリコ
ンが酸化され、例えばDRAMのキャパシター絶縁膜として
使用される薄い窒化シリコン膜をシリコン表面に形成し
たい場合には、酸化シリコン膜の形成によりキャパシタ
容量が低下するおそれがある。また、シリコン基板とポ
リシリコンとの電気的な接合をとる工程の前に前記燃焼
除去方法を用いた場合には、接合抵抗が著しく増大する
ような問題を生起する可能性がある。
【０００５】このような従来技術の問題点が、実際にど
のようなプロセスで発生するのかを、減圧化学気相薄膜
堆積（以下ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法を
例として、図を用いて説明する。図６は、従来の有機物
燃焼を考慮した減圧ＣＶＤ炉プロセスシーケンスの一例
を示す。これに基づく処理工程を以下に示す。
のようなプロセスで発生するのかを、減圧化学気相薄膜
堆積（以下ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法を
例として、図を用いて説明する。図６は、従来の有機物
燃焼を考慮した減圧ＣＶＤ炉プロセスシーケンスの一例
を示す。これに基づく処理工程を以下に示す。
【０００６】ウェーハ基板を石英ボートに装着し、イン
ナーチューブ内に導入する。この際、炉内温度は次に酸
化性ガスを導入する際の温度と同一とする。この温度は
有機物が燃焼可能な最低限の温度であり、かつウェーハ
基板が余分に酸化されない温度である。
ナーチューブ内に導入する。この際、炉内温度は次に酸
化性ガスを導入する際の温度と同一とする。この温度は
有機物が燃焼可能な最低限の温度であり、かつウェーハ
基板が余分に酸化されない温度である。
【０００７】ウェーハ基板のインナーチューブへの導入
後、ＣＶＤ炉内は真空排気され、その後、酸化性ガスで
ある酸素をガス導入口からＣＶＤ炉内へ導入し、有機物
を燃焼除去処理する。酸化性ガスによる燃焼除去処理の
後、ＣＶＤ反応炉内を再び真空排気し、その後炉内雰囲
気を窒素置換させる。これはＣＶＤガスとして使用する
モノシラン（ＳｉＨ4 ）やジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）が非
常に化学的に活性なガスであり、これらが酸化性ガスと
容易に反応してシリコン酸化物のパーテイクルを発生し
ないようにするためである。
後、ＣＶＤ炉内は真空排気され、その後、酸化性ガスで
ある酸素をガス導入口からＣＶＤ炉内へ導入し、有機物
を燃焼除去処理する。酸化性ガスによる燃焼除去処理の
後、ＣＶＤ反応炉内を再び真空排気し、その後炉内雰囲
気を窒素置換させる。これはＣＶＤガスとして使用する
モノシラン（ＳｉＨ4 ）やジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）が非
常に化学的に活性なガスであり、これらが酸化性ガスと
容易に反応してシリコン酸化物のパーテイクルを発生し
ないようにするためである。
【０００８】その後、ＣＶＤにより薄膜堆積を行い、そ
の後真空排気し、前記と同様な理由から炉内の窒素置換
を行い、ウェーハを搬出する。図７は、有機物燃焼を考
慮した減圧ＣＶＤ炉プロセスシーケンスの他の例を示
す。
の後真空排気し、前記と同様な理由から炉内の窒素置換
を行い、ウェーハを搬出する。図７は、有機物燃焼を考
慮した減圧ＣＶＤ炉プロセスシーケンスの他の例を示
す。
【０００９】ウェーハ基板を石英ボートに装着し、イン
ナーチューブ内へ導入する。この際、炉内雰囲気を酸素
を含む酸化性ガスで満たす。また、炉内温度は有機物
（炭化物）が燃焼可能な最低限の温度で、かつウェーハ
基板が余分に酸化されない温度である。
ナーチューブ内へ導入する。この際、炉内雰囲気を酸素
を含む酸化性ガスで満たす。また、炉内温度は有機物
（炭化物）が燃焼可能な最低限の温度で、かつウェーハ
基板が余分に酸化されない温度である。
【００１０】酸化性ガスによる燃焼除去処理の後、真空
排気を行い、その後ＣＶＤ反応炉内雰囲気を窒素置換さ
せる。これはＣＶＤガスとして使用するモノシランやジ
シランが非常に化学的に活性なガスであり、これらが酸
化性ガスと反応してシリコン酸化物のパーテイクルを発
生しないようにするためである。
排気を行い、その後ＣＶＤ反応炉内雰囲気を窒素置換さ
せる。これはＣＶＤガスとして使用するモノシランやジ
シランが非常に化学的に活性なガスであり、これらが酸
化性ガスと反応してシリコン酸化物のパーテイクルを発
生しないようにするためである。
【００１１】酸化性ガスによる基板表面処理の後、薄膜
堆積ＣＶＤを実施する。しかしながら、前記２例のよう
なプロセスシーケンスに従い、酸化性ガスによる有機物
燃焼除去処理の後、ただちに薄膜堆積ＣＶＤを実施する
と、次のような問題点が発生する。
堆積ＣＶＤを実施する。しかしながら、前記２例のよう
なプロセスシーケンスに従い、酸化性ガスによる有機物
燃焼除去処理の後、ただちに薄膜堆積ＣＶＤを実施する
と、次のような問題点が発生する。
【００１２】まず、ポリシリコン膜を上記シーケンスに
より堆積する場合について説明する。図８に示すよう
に、ウェーハ基板１０上に酸化シリコン膜１１ａがあ
り、ウェーハ基板１０とポリシリコン１３との電気的接
合を取るために酸化シリコン膜１１ａにコンタクトホー
ルが開けられているとする。このホールが開けられたウ
ェーハ基板上には、クリーンルーム環境による汚染有機
物１２が存在することがある。従来の有機物燃焼を考慮
した減圧ポリシリコンＣＶＤ炉プロセスシーケンスに於
いては、有機物１２を酸化および燃焼させるため、酸化
性ガスをウェーハ基板１０の付近に導入する。この際、
有機物１２が燃焼除去されるが、これと同時に、ホール
が開けられた部分のウェーハ基板１０の表面も酸化する
ため、図８（ｂ）に示すように、ホール底部のシリコン
表面上に酸化シリコン膜１１が形成されていた。このた
め、引き続いて行われるポリシリコンのＣＶＤにより、
酸化シリコン膜１１の上にポリシリコン１３が形成され
ていた。このため、ウェーハ基板１０とポリシリコン１
３との電気的な接合抵抗が上昇してしまう問題があっ
た。
より堆積する場合について説明する。図８に示すよう
に、ウェーハ基板１０上に酸化シリコン膜１１ａがあ
り、ウェーハ基板１０とポリシリコン１３との電気的接
合を取るために酸化シリコン膜１１ａにコンタクトホー
ルが開けられているとする。このホールが開けられたウ
ェーハ基板上には、クリーンルーム環境による汚染有機
物１２が存在することがある。従来の有機物燃焼を考慮
した減圧ポリシリコンＣＶＤ炉プロセスシーケンスに於
いては、有機物１２を酸化および燃焼させるため、酸化
性ガスをウェーハ基板１０の付近に導入する。この際、
有機物１２が燃焼除去されるが、これと同時に、ホール
が開けられた部分のウェーハ基板１０の表面も酸化する
ため、図８（ｂ）に示すように、ホール底部のシリコン
表面上に酸化シリコン膜１１が形成されていた。このた
め、引き続いて行われるポリシリコンのＣＶＤにより、
酸化シリコン膜１１の上にポリシリコン１３が形成され
ていた。このため、ウェーハ基板１０とポリシリコン１
３との電気的な接合抵抗が上昇してしまう問題があっ
た。
【００１３】次に、DRAMキャパシター用窒化シリコン膜
を上記シーケンスにより堆積する場合について説明す
る。図９に示すように、DRAMキャパシターを形成する
際、ウェーハ基板１０上に酸化シリコン膜１１ａがあ
り、ウェーハ基板１０とポリシリコン１３との電気的な
接合を取るため酸化シリコン膜１１ａにはコンタクトホ
ールが開けられ、その上にキャパシター下部電極として
ポリシリコン１３が積層してある。このキャパシター下
部電極となるポリシリコン１３上には、図９（ａ）に示
すように、クリンルーム環境からの汚染有機物１２が存
在することがある。従来の有機物燃焼を考慮した窒化シ
リコン膜ＣＶＤプロセスシークエンスに於いては、有機
物１２を酸化および燃焼させるため、酸化性ガスをウェ
ーハ基板１０の付近に導入する。この際、有機物１２が
燃焼除去されるが、これと同時に、キャパシター下部電
極となるポリシリコン１３の表面をも酸化するため、図
９（ｂ）に示すように、キャパシター下部電極となるポ
リシリコン１３上に酸化シリコン膜１１が形成されてし
まう。そのため、その後引き続いて行われるＣＶＤによ
り、酸化シリコン膜１１の上に窒化シリコン膜１４が形
成されていた。このためDRAMキャパシターの容量低下が
起こるような問題があった。
を上記シーケンスにより堆積する場合について説明す
る。図９に示すように、DRAMキャパシターを形成する
際、ウェーハ基板１０上に酸化シリコン膜１１ａがあ
り、ウェーハ基板１０とポリシリコン１３との電気的な
接合を取るため酸化シリコン膜１１ａにはコンタクトホ
ールが開けられ、その上にキャパシター下部電極として
ポリシリコン１３が積層してある。このキャパシター下
部電極となるポリシリコン１３上には、図９（ａ）に示
すように、クリンルーム環境からの汚染有機物１２が存
在することがある。従来の有機物燃焼を考慮した窒化シ
リコン膜ＣＶＤプロセスシークエンスに於いては、有機
物１２を酸化および燃焼させるため、酸化性ガスをウェ
ーハ基板１０の付近に導入する。この際、有機物１２が
燃焼除去されるが、これと同時に、キャパシター下部電
極となるポリシリコン１３の表面をも酸化するため、図
９（ｂ）に示すように、キャパシター下部電極となるポ
リシリコン１３上に酸化シリコン膜１１が形成されてし
まう。そのため、その後引き続いて行われるＣＶＤによ
り、酸化シリコン膜１１の上に窒化シリコン膜１４が形
成されていた。このためDRAMキャパシターの容量低下が
起こるような問題があった。
【００１４】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、表面汚染物を効果的に除去し、しかも不必要な部分
で形成された酸化シリコン膜を容易に除去することがで
きる薄膜堆積方法を提供することを目的とする。
れ、表面汚染物を効果的に除去し、しかも不必要な部分
で形成された酸化シリコン膜を容易に除去することがで
きる薄膜堆積方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る薄膜堆積方法は、被処理物表面に酸化
性ガスを供給しながら表面汚染有機物を燃焼除去する第
一熱処理と、還元性ガスを供給しながら熱処理を行う第
二熱処理とを有し、これらの熱処理の後、薄膜堆積を行
うことを特徴とする。
に、本発明に係る薄膜堆積方法は、被処理物表面に酸化
性ガスを供給しながら表面汚染有機物を燃焼除去する第
一熱処理と、還元性ガスを供給しながら熱処理を行う第
二熱処理とを有し、これらの熱処理の後、薄膜堆積を行
うことを特徴とする。
【００１６】前記第一熱処理では、被処理物温度200°
Ｃ以上900°Ｃ以下の温度域での処理を行うことが好ま
しい。前記第二熱処理では、被処理物温度800°Ｃ以上
の温度域での処理を行うことが好ましい。
Ｃ以上900°Ｃ以下の温度域での処理を行うことが好ま
しい。前記第二熱処理では、被処理物温度800°Ｃ以上
の温度域での処理を行うことが好ましい。
【００１７】前記第二熱処理後、たとえば窒化シリコン
膜またはポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜
を形成する。前記第一熱処理において使用する酸化性ガ
スは、酸素、オゾン、亜酸化窒素、水蒸気のいずれかを
含むことが好ましい。
膜またはポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜
を形成する。前記第一熱処理において使用する酸化性ガ
スは、酸素、オゾン、亜酸化窒素、水蒸気のいずれかを
含むことが好ましい。
【００１８】前記第二熱処理において使用する還元性ガ
スは水素を含むことが好ましい。前記薄膜堆積法は、減
圧化学気相薄膜堆積法であることが好ましい。本発明に
係る薄膜堆積方法を用いて半導体装置を製造することが
好ましい。
スは水素を含むことが好ましい。前記薄膜堆積法は、減
圧化学気相薄膜堆積法であることが好ましい。本発明に
係る薄膜堆積方法を用いて半導体装置を製造することが
好ましい。
【００１９】
【作用】本発明のＣＶＤ薄膜形成法では、酸化性ガスに
よる有機物の燃焼除去により、残留する有機物による素
子特性の劣化を防止することができる。しかも本発明で
は、酸化性ガスによる有機物の燃焼除去に際して生ずる
と考えられる酸化膜層が還元性ガスの導入により除去さ
れるため、安定で良質なＣＶＤ薄膜の堆積が可能とな
る。これにより、半導体層とポリシリコン膜配線間の電
気的接合抵抗の増加が防止でき、またDRAMキャパシター
の容量低下が防止できる。
よる有機物の燃焼除去により、残留する有機物による素
子特性の劣化を防止することができる。しかも本発明で
は、酸化性ガスによる有機物の燃焼除去に際して生ずる
と考えられる酸化膜層が還元性ガスの導入により除去さ
れるため、安定で良質なＣＶＤ薄膜の堆積が可能とな
る。これにより、半導体層とポリシリコン膜配線間の電
気的接合抵抗の増加が防止でき、またDRAMキャパシター
の容量低下が防止できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例に係る減圧ＣＶＤ薄膜
形成法を図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、各実
施例を説明するに先立ち、各実施例で用いる減圧ＣＶＤ
装置について説明する。
形成法を図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、各実
施例を説明するに先立ち、各実施例で用いる減圧ＣＶＤ
装置について説明する。
【００２１】図５は、縦型減圧ＣＶＤ装置の断面概略図
である。減圧ＣＶＤ炉は、アウターチューブ１とインナ
ーチューブ２とから成り、ウェーハ基板は石英ボート３
に装着され、インナーチューブ２内に導入される。アウ
ターチューブ１は下部チューブ２０の上側フランジ４に
気密に接続してあり、下部チューブ２０の下側フランジ
２１は炉口キャップ６に気密に接続してある。炉口キャ
ップ６の上には、ボート台８が設置してある。下部チュ
ーブ２０には、排気管５が気密に接続してある。排気管
５には、排気口７が形成してある。また、下部チューブ
２０には、ガス導入管９が装着してあり、そこから、各
種ガスをＣＶＤ炉内に導入するようになっている。
である。減圧ＣＶＤ炉は、アウターチューブ１とインナ
ーチューブ２とから成り、ウェーハ基板は石英ボート３
に装着され、インナーチューブ２内に導入される。アウ
ターチューブ１は下部チューブ２０の上側フランジ４に
気密に接続してあり、下部チューブ２０の下側フランジ
２１は炉口キャップ６に気密に接続してある。炉口キャ
ップ６の上には、ボート台８が設置してある。下部チュ
ーブ２０には、排気管５が気密に接続してある。排気管
５には、排気口７が形成してある。また、下部チューブ
２０には、ガス導入管９が装着してあり、そこから、各
種ガスをＣＶＤ炉内に導入するようになっている。
【００２２】ＣＶＤ炉内にウェーハ基板が設置された石
英ボードを導入の後、排気口７からＣＶＤ反応炉内の雰
囲気を真空排気することにより、ＣＶＤ反応炉内は減圧
下におかれる。実施例１ 本実施例は、本発明の方法を用いて、減圧ＣＶＤプロセ
スによりポリシリコン膜を成膜する例である。
英ボードを導入の後、排気口７からＣＶＤ反応炉内の雰
囲気を真空排気することにより、ＣＶＤ反応炉内は減圧
下におかれる。実施例１ 本実施例は、本発明の方法を用いて、減圧ＣＶＤプロセ
スによりポリシリコン膜を成膜する例である。
【００２３】図１は、本発明の実施例における減圧ＣＶ
Ｄのプロセスシーケンスを示す。図２は、シリコン基板
表面との電気的接合を取るために行われるポリシリコン
ＣＶＤプロセスの工程毎の要部断面図である。図２
（ａ）に示すように、半導体装置の製造プロセスにおい
ては、シリコン基板などで構成されるウェーハ基板１０
の表面との電気的接合を取るため、酸化シリコン膜１１
ａにコンタクトホールを形成する工程を必要とする。こ
のコンタクトホールは、ＲＩＥなどを行うプラズマエッ
チング装置により形成される。このエッチング装置から
ウェーハ基板１０が装置外に搬出される際、クリーンル
ーム環境から直接的にあるいは搬送用カセット等から間
接的にウェーハ基板の表面は汚染を受け、図２（ａ）に
示すように、表面に汚染有機物１２が存在することがあ
る。
Ｄのプロセスシーケンスを示す。図２は、シリコン基板
表面との電気的接合を取るために行われるポリシリコン
ＣＶＤプロセスの工程毎の要部断面図である。図２
（ａ）に示すように、半導体装置の製造プロセスにおい
ては、シリコン基板などで構成されるウェーハ基板１０
の表面との電気的接合を取るため、酸化シリコン膜１１
ａにコンタクトホールを形成する工程を必要とする。こ
のコンタクトホールは、ＲＩＥなどを行うプラズマエッ
チング装置により形成される。このエッチング装置から
ウェーハ基板１０が装置外に搬出される際、クリーンル
ーム環境から直接的にあるいは搬送用カセット等から間
接的にウェーハ基板の表面は汚染を受け、図２（ａ）に
示すように、表面に汚染有機物１２が存在することがあ
る。
【００２４】このような表面状態のウェーハ基板の表面
には、次に、図１に示すシーケンスに従い、減圧ＣＶＤ
によりポリシリコン膜が形成される。図１に示すステッ
プS1 に於て、ウェーハ基板１０を図５に示す石英ボート
３に装着し、インナーチューブ２内に導入する。この際
の炉内温度はステップS3に於て酸化性ガスを導入口から
ＣＶＤ反応炉内へ導入する際の温度と同ーにする。この
温度は、有機物質（炭化水素）が燃焼するための最低限
の温度であり且つ、ウェーハ基板が酸化されにくい温度
である４００°Ｃ〜５００°Ｃ付近が最適である。
には、次に、図１に示すシーケンスに従い、減圧ＣＶＤ
によりポリシリコン膜が形成される。図１に示すステッ
プS1 に於て、ウェーハ基板１０を図５に示す石英ボート
３に装着し、インナーチューブ２内に導入する。この際
の炉内温度はステップS3に於て酸化性ガスを導入口から
ＣＶＤ反応炉内へ導入する際の温度と同ーにする。この
温度は、有機物質（炭化水素）が燃焼するための最低限
の温度であり且つ、ウェーハ基板が酸化されにくい温度
である４００°Ｃ〜５００°Ｃ付近が最適である。
【００２５】また、ステップS1 におけるＣＶＤ炉内並
びに炉内付近の雰囲気は、ウェーハ基板１０への不要な
自然酸化膜形成を抑制する意味で、窒素雰囲気で行うこ
とが好ましい。また、ロードロック室を設けて減圧下
（１Pa程度）であることが望ましい。
びに炉内付近の雰囲気は、ウェーハ基板１０への不要な
自然酸化膜形成を抑制する意味で、窒素雰囲気で行うこ
とが好ましい。また、ロードロック室を設けて減圧下
（１Pa程度）であることが望ましい。
【００２６】ウェーハ基板を導入後、ステップS2 にお
いてＣＶＤ炉内を真空排気して減圧状態とする。次に、
ステップS3 において、酸化性ガスである酸素を、図５
に示すガス導入口９からＣＶＤ炉内へ導入し、ウェーハ
基板表面の有機物１２を燃焼除去する。この時の条件は
酸素流量500sccm、圧力1.0Torr、時間は５分程度が最適
である。このステップS3 における有機物の燃焼除去に
より、ウェーハ基板の表面の有機物が当該条件下で除去
されることは、本発明者らの実験により確認された。ま
た、この燃焼除去により、厚さ１．５〜２．０ｎｍ程度
の酸化シリコン膜がコンタクトホールの底部に位置する
ウェーハ基板の表面に形成される。本実施例では、以下
の工程を行うことにより、その酸化シリコン膜が除去さ
れる。
いてＣＶＤ炉内を真空排気して減圧状態とする。次に、
ステップS3 において、酸化性ガスである酸素を、図５
に示すガス導入口９からＣＶＤ炉内へ導入し、ウェーハ
基板表面の有機物１２を燃焼除去する。この時の条件は
酸素流量500sccm、圧力1.0Torr、時間は５分程度が最適
である。このステップS3 における有機物の燃焼除去に
より、ウェーハ基板の表面の有機物が当該条件下で除去
されることは、本発明者らの実験により確認された。ま
た、この燃焼除去により、厚さ１．５〜２．０ｎｍ程度
の酸化シリコン膜がコンタクトホールの底部に位置する
ウェーハ基板の表面に形成される。本実施例では、以下
の工程を行うことにより、その酸化シリコン膜が除去さ
れる。
【００２７】ステップS4 において、再びＣＶＤ炉内を
真空排気し、ステップS5 において、ＣＶＤ炉内を窒素ガ
ス置換し完全に酸化性ガス雰囲気を取り除く。このステ
ップS5の窒素置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第に上
昇させ、８５０°Ｃに到達後安定させる。炉内温度８５
０°Ｃを保持したまま、次に、ステップS6 で水素ガスを
ＣＶＤ炉内に流量500sccm、圧力0.5Torrの条件で３分間
導入し、酸化シリコン膜を化学的に還元除去する。この
ステップS6 の工程を付加することで、酸化性雰囲気で
の熱処理で生じた酸化シリコン膜が除去されることは、
本出願人の実験により確認されている。
真空排気し、ステップS5 において、ＣＶＤ炉内を窒素ガ
ス置換し完全に酸化性ガス雰囲気を取り除く。このステ
ップS5の窒素置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第に上
昇させ、８５０°Ｃに到達後安定させる。炉内温度８５
０°Ｃを保持したまま、次に、ステップS6 で水素ガスを
ＣＶＤ炉内に流量500sccm、圧力0.5Torrの条件で３分間
導入し、酸化シリコン膜を化学的に還元除去する。この
ステップS6 の工程を付加することで、酸化性雰囲気で
の熱処理で生じた酸化シリコン膜が除去されることは、
本出願人の実験により確認されている。
【００２８】次に、ステップS7 において、再びＣＶＤ炉
内を窒素ガス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。このス
テップS7 の窒素ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を
次第に降下させ、６３０°Ｃに到達後安定させる。プロ
セスS1 からS7 までの結果、被処理ウェーハ基板の表面
から、図２（ｂ）に示すように、汚染有機物１２を除去
できると共に、コンタクトホールの底部のウェーハ基板
の表面には、酸化シリコン層が存在しない状態となる。
内を窒素ガス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。このス
テップS7 の窒素ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を
次第に降下させ、６３０°Ｃに到達後安定させる。プロ
セスS1 からS7 までの結果、被処理ウェーハ基板の表面
から、図２（ｂ）に示すように、汚染有機物１２を除去
できると共に、コンタクトホールの底部のウェーハ基板
の表面には、酸化シリコン層が存在しない状態となる。
【００２９】次に、ステップS8 において、モノシランガ
スをＣＶＤ炉内に流量150sccm、圧力0.3Torrの条件で導
入し、図２（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜１３を
ウェーハ基板１０上に堆積させる。この結果、ポリシリ
コン膜１３は、コンタクトホールにおいて、下地のウェ
ーハ基板１０の表面と安定して低抵抗で接合することが
できる。
スをＣＶＤ炉内に流量150sccm、圧力0.3Torrの条件で導
入し、図２（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜１３を
ウェーハ基板１０上に堆積させる。この結果、ポリシリ
コン膜１３は、コンタクトホールにおいて、下地のウェ
ーハ基板１０の表面と安定して低抵抗で接合することが
できる。
【００３０】実施例２ 本実施例は、本発明の方法を用いて、減圧ＣＶＤプロセ
スにより窒化シリコン膜を成膜する例である。図３は本
実施例のプロセスシーケンスを示すチャート図である。
図４は、ＤＲＡＭのキャパシタを作るために行われる窒
化シリコンＣＶＤプロセスの工程毎の要部断面図であ
る。
スにより窒化シリコン膜を成膜する例である。図３は本
実施例のプロセスシーケンスを示すチャート図である。
図４は、ＤＲＡＭのキャパシタを作るために行われる窒
化シリコンＣＶＤプロセスの工程毎の要部断面図であ
る。
【００３１】図４（ａ）に示すように、半導体装置とし
てのＤＲＡＭの製造プロセスにおいては、ウェーハ基板
１０の表面に、酸化シリコン膜１１ａを形成し、その酸
化シリコン膜１１ａにコンタクトホールを形成し、その
コンタクトホール内に埋め込むように、キャパシタの下
部電極となるポリシリコン膜１３ａを形成する工程を必
要とする。ポリシリコン膜を成膜した後、ウェーハ基板
１０は、搬送用カセットに収容され、クリーンルーム環
境下で、保管あるいは搬送されることがある。その際、
クリーンルーム環境から直接的にあるいは搬送用カセッ
ト等から間接的にウェーハ基板の表面は汚染を受け、図
４（ａ）に示すように、表面に汚染有機物１２が存在す
ることがある。
てのＤＲＡＭの製造プロセスにおいては、ウェーハ基板
１０の表面に、酸化シリコン膜１１ａを形成し、その酸
化シリコン膜１１ａにコンタクトホールを形成し、その
コンタクトホール内に埋め込むように、キャパシタの下
部電極となるポリシリコン膜１３ａを形成する工程を必
要とする。ポリシリコン膜を成膜した後、ウェーハ基板
１０は、搬送用カセットに収容され、クリーンルーム環
境下で、保管あるいは搬送されることがある。その際、
クリーンルーム環境から直接的にあるいは搬送用カセッ
ト等から間接的にウェーハ基板の表面は汚染を受け、図
４（ａ）に示すように、表面に汚染有機物１２が存在す
ることがある。
【００３２】このような表面状態のウェーハ基板の表面
には、次に、図３に示すシーケンスに従い、減圧ＣＶＤ
により窒化シリコン膜が形成される。まず、ステップS1
において、ウェーハ基板１０を、図５に示す石英ボート
３に装着してインナーチューブ２内に導入する。この際
の炉内雰囲気を酸素を含む酸化性ガスで満たす。このと
きの酸素濃度は制御性も含めて高濃度がよい。このこと
は、図５に於いて、ガス導入口９から酸素を含む酸化性
ガスを導入すれば良い。または、排気口７に酸素ガスを
含む酸化性ガスを導入する配管を施工し、その供給量
を、大気圧より炉内が陽圧になるように設定しても良
い。
には、次に、図３に示すシーケンスに従い、減圧ＣＶＤ
により窒化シリコン膜が形成される。まず、ステップS1
において、ウェーハ基板１０を、図５に示す石英ボート
３に装着してインナーチューブ２内に導入する。この際
の炉内雰囲気を酸素を含む酸化性ガスで満たす。このと
きの酸素濃度は制御性も含めて高濃度がよい。このこと
は、図５に於いて、ガス導入口９から酸素を含む酸化性
ガスを導入すれば良い。または、排気口７に酸素ガスを
含む酸化性ガスを導入する配管を施工し、その供給量
を、大気圧より炉内が陽圧になるように設定しても良
い。
【００３３】ウェーハ基板１０を石英ボード３に装着し
インナーチューブ２内に導入する際の炉内温度は、有機
物質（炭化水素）が燃焼するための最低限の温度であり
且つ、ウェーハ基板が酸化されない温度である４００°
Ｃ〜５００°Ｃ付近が最適である。また、ステップS1
では、ウェーハ基板１０が炉内に全数入炉してから５分
程度保持することが好ましい。
インナーチューブ２内に導入する際の炉内温度は、有機
物質（炭化水素）が燃焼するための最低限の温度であり
且つ、ウェーハ基板が酸化されない温度である４００°
Ｃ〜５００°Ｃ付近が最適である。また、ステップS1
では、ウェーハ基板１０が炉内に全数入炉してから５分
程度保持することが好ましい。
【００３４】次に、ステップS2 において、ＣＶＤ炉内を
真空排気することにより減圧下に置き、その後S3 にお
いてＣＶＤ炉内を窒素ガス置換し酸化性ガス雰囲気を取
り除く。このステップS3 における窒素ガス置換処理の
間、ＣＶＤ炉内温度を次第に上昇させ、８５０°Ｃに到
達後安定させる。
真空排気することにより減圧下に置き、その後S3 にお
いてＣＶＤ炉内を窒素ガス置換し酸化性ガス雰囲気を取
り除く。このステップS3 における窒素ガス置換処理の
間、ＣＶＤ炉内温度を次第に上昇させ、８５０°Ｃに到
達後安定させる。
【００３５】炉内温度８５０°Ｃを保持したままステッ
プS4 で水素ガスをＣＶＤ炉内に流量500sccm、圧力0.5T
orrの条件で３分間導入し、酸化性ガス雰囲気下の熱処
理で生じていると考えられる酸化シリコン膜を化学的に
還元除去する。ステップS5 において再びＣＶＤ炉内を
窒素ガス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。このステッ
プS5 の窒素ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第
に降下させ、６３０°Ｃに到達後安定させる。プロセス
S1 からS5 までの結果、図４（ｂ）に示すように、ポリ
シリコン膜１３ａの表面から、汚染有機物１２を除去で
きると共に、その表面には、酸化シリコン層が存在しな
い状態となる。
プS4 で水素ガスをＣＶＤ炉内に流量500sccm、圧力0.5T
orrの条件で３分間導入し、酸化性ガス雰囲気下の熱処
理で生じていると考えられる酸化シリコン膜を化学的に
還元除去する。ステップS5 において再びＣＶＤ炉内を
窒素ガス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。このステッ
プS5 の窒素ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第
に降下させ、６３０°Ｃに到達後安定させる。プロセス
S1 からS5 までの結果、図４（ｂ）に示すように、ポリ
シリコン膜１３ａの表面から、汚染有機物１２を除去で
きると共に、その表面には、酸化シリコン層が存在しな
い状態となる。
【００３６】次に、ステップS6 において、SiH2 Cl2 ガ
スを流量50sccm、NH3ガスを流量500sccm、全圧力0,6Tor
rの条件でＣＶＤ炉内に導入させ、図４（ｃ）に示すよ
うに、窒化シリコン膜１４をポリシリコン膜１３ａ上に
堆積させる。この処理により、高誘電率で安定な窒化シ
リコン膜１４を、間に酸化シリコン膜を介在させること
なくポリシリコン膜１３ａの上に形成できる。
スを流量50sccm、NH3ガスを流量500sccm、全圧力0,6Tor
rの条件でＣＶＤ炉内に導入させ、図４（ｃ）に示すよ
うに、窒化シリコン膜１４をポリシリコン膜１３ａ上に
堆積させる。この処理により、高誘電率で安定な窒化シ
リコン膜１４を、間に酸化シリコン膜を介在させること
なくポリシリコン膜１３ａの上に形成できる。
【００３７】窒化シリコン膜１４の上には、キャパシタ
の上部電極となるポリシリコン膜１３ｂを成膜する。本
実施例では、ＤＲＡＭのキャパシタ絶縁膜と成る窒化シ
リコン膜を薄く形成することができ、ＤＲＡＭキャパシ
タの容量が向上する。
の上部電極となるポリシリコン膜１３ｂを成膜する。本
実施例では、ＤＲＡＭのキャパシタ絶縁膜と成る窒化シ
リコン膜を薄く形成することができ、ＤＲＡＭキャパシ
タの容量が向上する。
【００３８】実施例３ 前記実施例１において、図１に示すステップS7以降のプ
ロセスステップを以下の様にすることにより、アモルフ
ァスシリコンを減圧ＣＶＤで成膜した以外は、前記実施
例１と同様にして、コンタクトホールでの接続を行っ
た。
ロセスステップを以下の様にすることにより、アモルフ
ァスシリコンを減圧ＣＶＤで成膜した以外は、前記実施
例１と同様にして、コンタクトホールでの接続を行っ
た。
【００３９】ステップS7 においてＣＶＤ炉内を窒素ガ
ス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。この窒素ガス置換
処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第に降下させ、５２０°
Ｃに到達後安定させる。ステップS8において、モノシラ
ンガスをＣＶＤ炉内に流量150sccm、圧力1.0Torrの条件
で導入させ、アモルファスシリコン膜をウェーハ基板１
０上に堆積させる。
ス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。この窒素ガス置換
処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第に降下させ、５２０°
Ｃに到達後安定させる。ステップS8において、モノシラ
ンガスをＣＶＤ炉内に流量150sccm、圧力1.0Torrの条件
で導入させ、アモルファスシリコン膜をウェーハ基板１
０上に堆積させる。
【００４０】実施例４ 前記実施例１において、図１に示すプロセスシーケンス
の代わりに、図３に示すプロセスシーケンスを用いて、
ポリシリコン膜を減圧ＣＶＤで成膜した以外は、前記実
施例１と同様にして、コンタクトホールでの接続を行っ
た。
の代わりに、図３に示すプロセスシーケンスを用いて、
ポリシリコン膜を減圧ＣＶＤで成膜した以外は、前記実
施例１と同様にして、コンタクトホールでの接続を行っ
た。
【００４１】すなわち、まず、ステップS1 において、ウ
ェーハ基板１０を、図５に示す石英ボート３に装着して
インナーチューブ２内に導入する。この際の炉内雰囲気
を酸素を含む酸化性ガスで満たす。このときの酸素濃度
は制御性も含めて高濃度がよい。このことは、図５に於
いて、ガス導入口９から酸素を含む酸化性ガスを導入す
れば良い。または、排気口７に酸素ガスを含む酸化性ガ
スを導入する配管を施工し、その供給量を、大気圧より
炉内が陽圧になるように設定しても良い。
ェーハ基板１０を、図５に示す石英ボート３に装着して
インナーチューブ２内に導入する。この際の炉内雰囲気
を酸素を含む酸化性ガスで満たす。このときの酸素濃度
は制御性も含めて高濃度がよい。このことは、図５に於
いて、ガス導入口９から酸素を含む酸化性ガスを導入す
れば良い。または、排気口７に酸素ガスを含む酸化性ガ
スを導入する配管を施工し、その供給量を、大気圧より
炉内が陽圧になるように設定しても良い。
【００４２】ウェーハ基板１０を石英ボード３に装着し
インナーチューブ２内に導入する際の炉内温度は、有機
物質（炭化水素）が燃焼するための最低限の温度であり
且つ、ウェーハ基板が酸化されない温度である４００°
Ｃ〜５００°Ｃ付近が最適である。また、ステップS1
では、ウェーハ基板１０が炉内に全数入炉してから５分
程度保持することが好ましい。
インナーチューブ２内に導入する際の炉内温度は、有機
物質（炭化水素）が燃焼するための最低限の温度であり
且つ、ウェーハ基板が酸化されない温度である４００°
Ｃ〜５００°Ｃ付近が最適である。また、ステップS1
では、ウェーハ基板１０が炉内に全数入炉してから５分
程度保持することが好ましい。
【００４３】次に、ステップS2 において、ＣＶＤ炉内を
真空排気することにより減圧下に置き、その後S3 にお
いてＣＶＤ炉内を窒素ガス置換し酸化性ガス雰囲気を取
り除く。このステップS3 における窒素ガス置換処理の
間、ＣＶＤ炉内温度を次第に上昇させ、８５０°Ｃに到
達後安定させる。
真空排気することにより減圧下に置き、その後S3 にお
いてＣＶＤ炉内を窒素ガス置換し酸化性ガス雰囲気を取
り除く。このステップS3 における窒素ガス置換処理の
間、ＣＶＤ炉内温度を次第に上昇させ、８５０°Ｃに到
達後安定させる。
【００４４】炉内温度８５０°Ｃを保持したままステッ
プS4 で水素ガスをＣＶＤ炉内に流量500sccm、圧力0.5T
orrの条件で３分間導入し、酸化性ガス雰囲気下の熱処
理で生じていると考えられる酸化シリコン膜を化学的に
還元除去する。ステップS5 において再びＣＶＤ炉内を
窒素ガス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。このステッ
プS5 の窒素ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第
に降下させ、６３０°Ｃに到達後安定させる。プロセス
S1 からS5 までの結果、図２（ｂ）に示すように、汚染
有機物１２を除去できると共に、コンタクトホールの底
部のウェーハ基板の表面には、酸化シリコン層が存在し
ない状態となる。
プS4 で水素ガスをＣＶＤ炉内に流量500sccm、圧力0.5T
orrの条件で３分間導入し、酸化性ガス雰囲気下の熱処
理で生じていると考えられる酸化シリコン膜を化学的に
還元除去する。ステップS5 において再びＣＶＤ炉内を
窒素ガス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。このステッ
プS5 の窒素ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第
に降下させ、６３０°Ｃに到達後安定させる。プロセス
S1 からS5 までの結果、図２（ｂ）に示すように、汚染
有機物１２を除去できると共に、コンタクトホールの底
部のウェーハ基板の表面には、酸化シリコン層が存在し
ない状態となる。
【００４５】次に、ステップS6 において、モノシラン
ガスをＣＶＤ炉内に流量150sccm、圧力0.3Torrの条件で
導入させ、図２（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜１
３をウェーハ基板１０上に堆積させる。この結果、ポリ
シリコン膜１３は、コンタクトホールにおいて、下地の
ウェーハ基板１０の表面と安定して低抵抗で接合するこ
とができる。
ガスをＣＶＤ炉内に流量150sccm、圧力0.3Torrの条件で
導入させ、図２（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜１
３をウェーハ基板１０上に堆積させる。この結果、ポリ
シリコン膜１３は、コンタクトホールにおいて、下地の
ウェーハ基板１０の表面と安定して低抵抗で接合するこ
とができる。
【００４６】実施例５ 前記実施例２において、図３に示すプロセスシーケンス
の代わりに、図１に示すプロセスシーケンスを用いて、
窒化シリコン膜を減圧ＣＶＤで成膜した以外は、前記実
施例２と同様にして、ＤＲＡＭ用キャパシタを形成し
た。
の代わりに、図１に示すプロセスシーケンスを用いて、
窒化シリコン膜を減圧ＣＶＤで成膜した以外は、前記実
施例２と同様にして、ＤＲＡＭ用キャパシタを形成し
た。
【００４７】すなわち、まず、図１に示すステップS1
に於て、ウェーハ基板１０を図５に示す石英ボート３に
装着し、インナーチューブ２内に導入する。この際の炉
内温度はステップS3 に於て酸化性ガスを導入口からＣ
ＶＤ反応炉内へ導入する際の温度と同ーにする。この温
度は、有機物質（炭化水素）が燃焼するための最低限の
温度であり且つ、ウェーハ基板が酸化されにくい温度で
ある４００°Ｃ〜５００°Ｃ付近が最適である。
に於て、ウェーハ基板１０を図５に示す石英ボート３に
装着し、インナーチューブ２内に導入する。この際の炉
内温度はステップS3 に於て酸化性ガスを導入口からＣ
ＶＤ反応炉内へ導入する際の温度と同ーにする。この温
度は、有機物質（炭化水素）が燃焼するための最低限の
温度であり且つ、ウェーハ基板が酸化されにくい温度で
ある４００°Ｃ〜５００°Ｃ付近が最適である。
【００４８】また、ステップS1 におけるＣＶＤ炉内並
びに炉内付近の雰囲気は、ウェーハ基板１０への不要な
自然酸化膜形成を抑制する意味で、窒素雰囲気で行うこ
とが好ましい。また、ロードロック室を設けて減圧下
（１Pa程度）であることが望ましい。
びに炉内付近の雰囲気は、ウェーハ基板１０への不要な
自然酸化膜形成を抑制する意味で、窒素雰囲気で行うこ
とが好ましい。また、ロードロック室を設けて減圧下
（１Pa程度）であることが望ましい。
【００４９】ウェーハ基板を導入後、ステップS2 にお
いてＣＶＤ炉内を真空排気して減圧状態とする。次に、
ステップS3 において、酸化性ガスである酸素を、図５
に示すガス導入口９からＣＶＤ炉内へ導入し、ウェーハ
基板表面の有機物１２を燃焼除去する。この時の条件は
酸素流量500sccm、圧力1.0Torr、時間は５分程度が最適
である。このステップS3 における有機物の燃焼除去に
より、ウェーハ基板の表面の有機物が当該条件下で除去
されることは、本発明者らの実験により確認された。
いてＣＶＤ炉内を真空排気して減圧状態とする。次に、
ステップS3 において、酸化性ガスである酸素を、図５
に示すガス導入口９からＣＶＤ炉内へ導入し、ウェーハ
基板表面の有機物１２を燃焼除去する。この時の条件は
酸素流量500sccm、圧力1.0Torr、時間は５分程度が最適
である。このステップS3 における有機物の燃焼除去に
より、ウェーハ基板の表面の有機物が当該条件下で除去
されることは、本発明者らの実験により確認された。
【００５０】ステップS4 において、再びＣＶＤ炉内を
真空排気し、ステップS5 において、ＣＶＤ炉内を窒素ガ
ス置換し完全に酸化性ガス雰囲気を取り除く。このステ
ップS5の窒素置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第に上
昇させ、８５０°Ｃに到達後安定させる。
真空排気し、ステップS5 において、ＣＶＤ炉内を窒素ガ
ス置換し完全に酸化性ガス雰囲気を取り除く。このステ
ップS5の窒素置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を次第に上
昇させ、８５０°Ｃに到達後安定させる。
【００５１】炉内温度８５０°Ｃを保持したまま、次
に、ステップS6 で水素ガスをＣＶＤ炉内に流量500scc
m、圧力0.5Torrの条件で３分間導入し、酸化シリコン膜
を化学的に還元除去する。このステップS6 の工程を付
加することで、酸化性雰囲気での熱処理で生じた酸化シ
リコン膜が除去されることは、本出願人の実験により確
認されている。
に、ステップS6 で水素ガスをＣＶＤ炉内に流量500scc
m、圧力0.5Torrの条件で３分間導入し、酸化シリコン膜
を化学的に還元除去する。このステップS6 の工程を付
加することで、酸化性雰囲気での熱処理で生じた酸化シ
リコン膜が除去されることは、本出願人の実験により確
認されている。
【００５２】次に、ステップS7 において、再びＣＶＤ炉
内を窒素ガス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。このス
テップS7 の窒素ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を
次第に降下させ、６３０°Ｃに到達後安定させる。プロ
セスS1 からS7 までの結果、被処理ウェーハ基板の表面
から、図４（ｂ）に示すように、ポリシリコン膜１３ａ
の表面から、汚染有機物１２を除去できると共に、その
表面には、酸化シリコン層が存在しない状態となる。
内を窒素ガス置換し水素ガス雰囲気を取り除く。このス
テップS7 の窒素ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を
次第に降下させ、６３０°Ｃに到達後安定させる。プロ
セスS1 からS7 までの結果、被処理ウェーハ基板の表面
から、図４（ｂ）に示すように、ポリシリコン膜１３ａ
の表面から、汚染有機物１２を除去できると共に、その
表面には、酸化シリコン層が存在しない状態となる。
【００５３】次に、ステップS8 において、モノシランガ
スをＣＶＤ炉内に流量150sccm、圧力0.3Torrの条件で導
入し、図４（ｃ）に示すように、窒化シリコン膜１４を
ポリシリコン膜１３ａ上に堆積させる。この処理によ
り、高誘電率で安定な窒化シリコン膜１４を、間に酸化
シリコン膜を介在させることなくポリシリコン膜１３ａ
の上に形成できる。
スをＣＶＤ炉内に流量150sccm、圧力0.3Torrの条件で導
入し、図４（ｃ）に示すように、窒化シリコン膜１４を
ポリシリコン膜１３ａ上に堆積させる。この処理によ
り、高誘電率で安定な窒化シリコン膜１４を、間に酸化
シリコン膜を介在させることなくポリシリコン膜１３ａ
の上に形成できる。
【００５４】窒化シリコン膜１４の上には、キャパシタ
の上部電極となるポリシリコン膜１３ｂを成膜する。本
実施例では、ＤＲＡＭのキャパシタ絶縁膜と成る窒化シ
リコン膜を薄く形成することができ、ＤＲＡＭキャパシ
タの容量が向上する。
の上部電極となるポリシリコン膜１３ｂを成膜する。本
実施例では、ＤＲＡＭのキャパシタ絶縁膜と成る窒化シ
リコン膜を薄く形成することができ、ＤＲＡＭキャパシ
タの容量が向上する。
【００５５】実施例６ 前記実施例２または５において、実施例５ではS4（図
１）以降、実施例２ではS2（図３）以降のプロセスステ
ップを以下の様にした以外は、前記実施例と同様にし
て、ＤＲＡＭ用キャパシタを製造した。
１）以降、実施例２ではS2（図３）以降のプロセスステ
ップを以下の様にした以外は、前記実施例と同様にし
て、ＤＲＡＭ用キャパシタを製造した。
【００５６】すなわち、ステップS4(S2)においてＣＶＤ
炉内を真空排気することにより減圧下に置き、ステップ
S5(S3)においてＣＶＤ炉内をNH3 ガス置換し酸化性ガス
雰囲気を取り除く。NH3 ガス流量は500sccm程度が適切
である。このNH3 ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を
次第に上昇させ、８５０°Ｃに到達後安定させる。
炉内を真空排気することにより減圧下に置き、ステップ
S5(S3)においてＣＶＤ炉内をNH3 ガス置換し酸化性ガス
雰囲気を取り除く。NH3 ガス流量は500sccm程度が適切
である。このNH3 ガス置換処理の間、ＣＶＤ炉内温度を
次第に上昇させ、８５０°Ｃに到達後安定させる。
【００５７】炉内温度８５０°Ｃを保持したままステッ
プS6 (S4 )で水素ガスをＣＶＤ炉内に流量500sccm、圧
力0.5Torrの条件で３分間導入し、酸化層を化学的に還
元除去する。ステップS7 (S5 )においてＣＶＤ炉内をNH
3 ガスと置換し水素ガス雰囲気を取り除く。NH3 ガス流
量は500sccm程度が適切である。このNH3 ガス置換処理
の間、ＣＶＤ炉内温度を次第に降下させ、７００°Ｃに
到達後安定させる。
プS6 (S4 )で水素ガスをＣＶＤ炉内に流量500sccm、圧
力0.5Torrの条件で３分間導入し、酸化層を化学的に還
元除去する。ステップS7 (S5 )においてＣＶＤ炉内をNH
3 ガスと置換し水素ガス雰囲気を取り除く。NH3 ガス流
量は500sccm程度が適切である。このNH3 ガス置換処理
の間、ＣＶＤ炉内温度を次第に降下させ、７００°Ｃに
到達後安定させる。
【００５８】プロセスS7(S5)までの結果、図４（ｂ）に
示すように、ポリシリコン膜１３ａの表面から、汚染有
機物１２を除去できると共に、その表面には、酸化シリ
コン層が存在しない状態となる。次に、ステップS6 に
おいて、SiH2 Cl2 ガスを流量50sccm、NH3ガスを流量50
0sccm、全圧力0.6Torrの条件でＣＶＤ炉内に導入させ、
図４（ｃ）に示すように、窒化シリコン膜１４をポリシ
リコン膜１３ａ上に堆積させる。この処理により、高誘
電率で安定な窒化シリコン膜１４を、間に酸化シリコン
膜を介在させることなくポリシリコン膜１３ａの上に形
成できる。
示すように、ポリシリコン膜１３ａの表面から、汚染有
機物１２を除去できると共に、その表面には、酸化シリ
コン層が存在しない状態となる。次に、ステップS6 に
おいて、SiH2 Cl2 ガスを流量50sccm、NH3ガスを流量50
0sccm、全圧力0.6Torrの条件でＣＶＤ炉内に導入させ、
図４（ｃ）に示すように、窒化シリコン膜１４をポリシ
リコン膜１３ａ上に堆積させる。この処理により、高誘
電率で安定な窒化シリコン膜１４を、間に酸化シリコン
膜を介在させることなくポリシリコン膜１３ａの上に形
成できる。
【００５９】窒化シリコン膜１４の上には、キャパシタ
の上部電極となるポリシリコン膜１３ｂを成膜する。本
実施例では、ＤＲＡＭのキャパシタ絶縁膜と成る窒化シ
リコン膜を薄く形成することができ、ＤＲＡＭキャパシ
タの容量が向上する。
の上部電極となるポリシリコン膜１３ｂを成膜する。本
実施例では、ＤＲＡＭのキャパシタ絶縁膜と成る窒化シ
リコン膜を薄く形成することができ、ＤＲＡＭキャパシ
タの容量が向上する。
【００６０】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、上記各実施例を組み合わせるこ
とにより、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、上記各実施例を組み合わせるこ
とにより、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。
【００６１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、クリーンルーム環境からウェーハ表面に付着した有
機物質を有効に除去し、さらに有機物除去のために形成
されてした酸化シリコン膜を簡便な方法により除去する
ことができ、特別な前処理工程数の追加なしにDRAMキャ
パシタ絶縁用窒化シリコン膜の膜質向上を図ることがで
きる。また、ポリシリコンやアモルファスシリコンなど
の配線膜と半導体層との電気的接合抵抗の低減化・安定
化を計ることができる。これらの結果、ＩＣ歩留の向上
を図ることができると共に、素子の信頼性の向上を図る
ことができる。
ば、クリーンルーム環境からウェーハ表面に付着した有
機物質を有効に除去し、さらに有機物除去のために形成
されてした酸化シリコン膜を簡便な方法により除去する
ことができ、特別な前処理工程数の追加なしにDRAMキャ
パシタ絶縁用窒化シリコン膜の膜質向上を図ることがで
きる。また、ポリシリコンやアモルファスシリコンなど
の配線膜と半導体層との電気的接合抵抗の低減化・安定
化を計ることができる。これらの結果、ＩＣ歩留の向上
を図ることができると共に、素子の信頼性の向上を図る
ことができる。
【図１】図１は本発明の一実施例における減圧ＣＶＤ炉
のプロセスシーケンスを示すチャート図である。
のプロセスシーケンスを示すチャート図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例に係る
半導体装置の製造過程を示す要部断面図である。
半導体装置の製造過程を示す要部断面図である。
【図３】図３は本発明の他の実施例における減圧ＣＶＤ
炉のプロセスシーケンスを示すチャート図である。
炉のプロセスシーケンスを示すチャート図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例に係る
半導体装置の製造過程を示す要部断面図である。
半導体装置の製造過程を示す要部断面図である。
【図５】図５は縦型減圧ＣＶＤ炉の断面図である。
【図６】図６は従来技術による減圧ＣＶＤ炉のプロセス
シーケンスを示すチャート図である。
シーケンスを示すチャート図である。
【図７】図７は他の従来技術による減圧ＣＶＤ炉のプロ
セスシーケンスを示すチャート図である。
セスシーケンスを示すチャート図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は従来技術による半導体装
置の製造過程を示す要部断面図である。
置の製造過程を示す要部断面図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は他の従来技術による半導
体装置の製造過程を示す要部断面図である。
体装置の製造過程を示す要部断面図である。
１… アウターチューブ ２… インナーチューブ ３… 石英ボート ４… フランジ ５… 真空排気管 ６… 炉口キャップ ７… 真空排気口 ８… ボート台 ９… ガス導入口 １０… シリコン基板 １１，１１ａ… 酸化シリコン膜 １２… 有機物 １３… ポリシリコン １４… 窒化シリコン膜
Claims (9)
- 【請求項１】 被処理物表面に薄膜を堆積させる方法に
おいて、 被処理物表面に酸化性ガスを供給しながら表面汚染有機
物を燃焼除去する第一熱処理と、 還元性ガスを供給しながら熱処理を行う第二熱処理とを
有し、 これらの熱処理の後、薄膜堆積を行うことを特徴とする
薄膜堆積方法。 - 【請求項２】 前記第一熱処理では、被処理物温度200
°Ｃ以上900°Ｃ以下の温度域での処理を行うことを特
徴とする請求項１に記載の薄膜体積方法。 - 【請求項３】 前記第二熱処理では、被処理物温度800
°Ｃ以上の温度域での処理を行うことを特徴とする請求
項１または２に記載の薄膜体積方法。 - 【請求項４】 前記第二熱処理後、窒化シリコン膜を形
成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
の薄膜堆積方法。 - 【請求項５】 前記第二熱処理後、ポリシリコン膜また
はアモルファスシリコン膜を形成することを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜堆積方法。 - 【請求項６】 前記第一熱処理において使用する酸化性
ガスは、酸素、オゾン、亜酸化窒素、水蒸気のいずれか
を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の薄膜堆積方法。 - 【請求項７】 前記第二熱処理において使用する還元性
ガスは水素を含むことを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載の薄膜堆積方法。 - 【請求項８】 前記薄膜堆積法が、減圧化学気相薄膜堆
積法である請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜堆積方
法。 - 【請求項９】 前記請求項１〜８のいずれかに記載の薄
膜堆積方法を用いて、半導体装置を製造する半導体装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7176491A JPH0927457A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 薄膜堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7176491A JPH0927457A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 薄膜堆積方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927457A true JPH0927457A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=16014604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7176491A Pending JPH0927457A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 薄膜堆積方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0927457A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006049225A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 |
| JP2009278086A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Asm America Inc | ウェーハを処理するプロセスおよび装置 |
| JP2013045789A (ja) * | 2011-08-22 | 2013-03-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 炭化ケイ素半導体装置の製造方法 |
| JP2019145717A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 膜形成方法及び基板処理装置 |
-
1995
- 1995-07-12 JP JP7176491A patent/JPH0927457A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006049225A1 (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 |
| US8293646B2 (en) | 2004-11-08 | 2012-10-23 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus |
| JP2009278086A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Asm America Inc | ウェーハを処理するプロセスおよび装置 |
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| JP2019145717A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 膜形成方法及び基板処理装置 |
| CN110189982A (zh) * | 2018-02-22 | 2019-08-30 | 东京毅力科创株式会社 | 膜形成方法和基板处理装置 |
| KR20190101294A (ko) * | 2018-02-22 | 2019-08-30 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 막 형성 방법 및 기판 처리 장치 |
| US11251034B2 (en) | 2018-02-22 | 2022-02-15 | Tokyo Electron Limited | Film forming method and substrate processing apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |