JPS63317675A - プラズマ気相成長装置 - Google Patents
プラズマ気相成長装置Info
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- JPS63317675A JPS63317675A JP15218387A JP15218387A JPS63317675A JP S63317675 A JPS63317675 A JP S63317675A JP 15218387 A JP15218387 A JP 15218387A JP 15218387 A JP15218387 A JP 15218387A JP S63317675 A JPS63317675 A JP S63317675A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はプラズマ気相成長装置に関し、特に堆積膜中に
おける水素含有量の最適化を図り、高品質の膜を提供で
きるプラズマ気相成長装置に関する。
おける水素含有量の最適化を図り、高品質の膜を提供で
きるプラズマ気相成長装置に関する。
（従来の技術〕
従来、一般的には真空状態の反応炉中へＳｉＨ４とＮＨ
，を導入し、高周波電力を投入することによりＳｉＨ，
とＮＨ，が分解・励起して解離生成物となる。そしてこ
れら解離生成物は半導体基板上で互いに反応しシリコン
窒化膜を形成していた。
，を導入し、高周波電力を投入することによりＳｉＨ，
とＮＨ，が分解・励起して解離生成物となる。そしてこ
れら解離生成物は半導体基板上で互いに反応しシリコン
窒化膜を形成していた。
上述した従来のプラズマ気相成長装置を用いてシリコン
窒化膜の堆積を行う場合、堆積した膜中に多量の水素を
含んでいる。シリコン窒化膜はパッシベーション膜、層
間膜として耐水性、汚染に対するバリア性に非常に優れ
ているが、堆積膜中に含有される水素は半導体装置の電
気的安定性、膜のストレス、耐クラツク性と関係がある
ため、薄膜中での水素含有量の最適化が不可欠である。
窒化膜の堆積を行う場合、堆積した膜中に多量の水素を
含んでいる。シリコン窒化膜はパッシベーション膜、層
間膜として耐水性、汚染に対するバリア性に非常に優れ
ているが、堆積膜中に含有される水素は半導体装置の電
気的安定性、膜のストレス、耐クラツク性と関係がある
ため、薄膜中での水素含有量の最適化が不可欠である。
ところが、薄膜中の水素含有量はプラズマ条件により異
なり、かつプラズマ中での反応機・構が解明されていな
いこともあり、水素含有量の制御はできないという欠点
がある。
なり、かつプラズマ中での反応機・構が解明されていな
いこともあり、水素含有量の制御はできないという欠点
がある。
本発明の目的は前記問題点を解決するプラズマ気相成長
装置を提供することにある。
装置を提供することにある。
上述した従来のプラズマ気相成長装置に対し、本発明は
シリコン窒化膜を堆積させている半導体基板表面に紫外
光線を照射してシリコン窒化膜を形成するＮＨの結合を
切断し水素を解離、放出することにより堆積膜中の水素
含有量を最適化するという独創的内容を有する。
シリコン窒化膜を堆積させている半導体基板表面に紫外
光線を照射してシリコン窒化膜を形成するＮＨの結合を
切断し水素を解離、放出することにより堆積膜中の水素
含有量を最適化するという独創的内容を有する。
本発明はプラズマ気相成長装置の真空槽内に薄膜を堆積
すべき半導体基板を設置する手段と、前記真空槽内に薄
膜を形成する元素を含むガスを導入する手段と、前記基
板を加熱する手段と、前記ガスを放電させる手段と、前
記基板上に薄膜を堆積させるときに基板表面をおよそ３
５００Å以下の波長を有する紫外光線で照射せしめる手
段とを含むことを特徴とするプラズマ気相成長装置であ
る。
すべき半導体基板を設置する手段と、前記真空槽内に薄
膜を形成する元素を含むガスを導入する手段と、前記基
板を加熱する手段と、前記ガスを放電させる手段と、前
記基板上に薄膜を堆積させるときに基板表面をおよそ３
５００Å以下の波長を有する紫外光線で照射せしめる手
段とを含むことを特徴とするプラズマ気相成長装置であ
る。
以下、本発明の実施例を図により説明する。
（実施例１）
第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図である。第
１図において、１は反応炉、２は半導体基板、３は半導
体基板加熱用のヒーター、４はプラズマ発生用のコイル
、５は光反射用のミラー、６は波長分光用の光学素子、
７は光源、８は窓である。真空状態にある反応炉１中へ
ガス導入口よりＳｉＨ，及びＮＨ３を導入し、およそ１
ｔｏｒｒに保つ。
１図において、１は反応炉、２は半導体基板、３は半導
体基板加熱用のヒーター、４はプラズマ発生用のコイル
、５は光反射用のミラー、６は波長分光用の光学素子、
７は光源、８は窓である。真空状態にある反応炉１中へ
ガス導入口よりＳｉＨ，及びＮＨ３を導入し、およそ１
ｔｏｒｒに保つ。
そして、プラズマ発生用のコイル４を通して高周波電力
を投入してプラズマを発生させる。このときに半導体基
板２の表面には、プラズマ窒化膜が堆積しているわけで
あるが、同時に紫外光線の照射を行う。まず光源７とし
てはアルゴンランプ、キセノンランプ、水銀ランプ等が
あり紫外光源としておよそ２２００人までの光を得るこ
とができる。
を投入してプラズマを発生させる。このときに半導体基
板２の表面には、プラズマ窒化膜が堆積しているわけで
あるが、同時に紫外光線の照射を行う。まず光源７とし
てはアルゴンランプ、キセノンランプ、水銀ランプ等が
あり紫外光源としておよそ２２００人までの光を得るこ
とができる。
次にＮＨを選択的に効率良くＮとＨに分解させる波長に
紫外光線を光学素子６を用いて分光させる。
紫外光線を光学素子６を用いて分光させる。
この分光された紫外光線はミラー５により光路を変更さ
れ、反応炉１の上部に設けられた窓８を通して半導体基
板２の表面に照射される。ここで窓８としてＬｉＦ又は
ＣａＦ２を使用することにより、紫外光線は反応炉１中
へ入射でき、半導体基板２の表面を照射できる。
れ、反応炉１の上部に設けられた窓８を通して半導体基
板２の表面に照射される。ここで窓８としてＬｉＦ又は
ＣａＦ２を使用することにより、紫外光線は反応炉１中
へ入射でき、半導体基板２の表面を照射できる。
解離するＮＨの量は紫外光線の光量、即ち、ランプの明
るさに比例するから、光量を制御することにより解離す
るＮＨの量を変化させることができ、結果的に堆積して
いるプラズマ窒化膜中の水素量を制御し、最適化するこ
とができる。
るさに比例するから、光量を制御することにより解離す
るＮＨの量を変化させることができ、結果的に堆積して
いるプラズマ窒化膜中の水素量を制御し、最適化するこ
とができる。
これまでにシリコン窒化膜は５ｉ）１．からの５ｉｔ（
、ＳｉＨ２のどちらか、もしくは両方とＮＨ３からのＮ
Ｈが反応し、堆積することが知られているが、シリコン
窒化膜中の水素のうち、特にＮＨとして含有される水素
が半導体特性に悪影響を及ぼしているといわれている。
、ＳｉＨ２のどちらか、もしくは両方とＮＨ３からのＮ
Ｈが反応し、堆積することが知られているが、シリコン
窒化膜中の水素のうち、特にＮＨとして含有される水素
が半導体特性に悪影響を及ぼしているといわれている。
そこで本発明ではこのＮＨ結合を光照射を行うことによ
り選択的に切断して、膜中に含有される水素量を最適化
することを特徴としている。ＮＨ結合の結合エネルギー
は３ 、５４ｅＶであるから、約３５００Å以下の波長
を有する光であれば切断可能である。従って、本発明で
はおよそ３５００Å以下の波長を有する紫外光線を照射
する手段を有している。また、シリコン窒化膜成長反応
は表面反応が主反応であることから、シリコン窒化膜の
堆積時に、半導体基板表面に紫外光線を照射し、ＮＨ結
合を効率的に切断することにより、シリコン窒化膜中に
含有される水素量を最適化できる。
り選択的に切断して、膜中に含有される水素量を最適化
することを特徴としている。ＮＨ結合の結合エネルギー
は３ 、５４ｅＶであるから、約３５００Å以下の波長
を有する光であれば切断可能である。従って、本発明で
はおよそ３５００Å以下の波長を有する紫外光線を照射
する手段を有している。また、シリコン窒化膜成長反応
は表面反応が主反応であることから、シリコン窒化膜の
堆積時に、半導体基板表面に紫外光線を照射し、ＮＨ結
合を効率的に切断することにより、シリコン窒化膜中に
含有される水素量を最適化できる。
（実施例２）
第１の実施例は誘導結合型のプラズマ気相成長装置に本
発明のおよそ３５００Å以下の波長を有する紫外光線を
照射する手段を適用した場合であるのに対し、第２の実
施例は容量結合型のプラズマ気相成長装置に適用した場
合である。第２図は第２の実施例のプラズマ気相成長装
置を示す断面図である。２１は反応炉、２２は半導体基
板、２３はヒーター、２４は電極、２５はミラー、２６
は光学素子、２７は光源、２８は窓である。この実施例
では平行平板型であるために広域にわたって均一な薄膜
が堆積可能である。したがって、大口径の半導体基板を
枚葉で処理するときに有利になるという利点がある。
発明のおよそ３５００Å以下の波長を有する紫外光線を
照射する手段を適用した場合であるのに対し、第２の実
施例は容量結合型のプラズマ気相成長装置に適用した場
合である。第２図は第２の実施例のプラズマ気相成長装
置を示す断面図である。２１は反応炉、２２は半導体基
板、２３はヒーター、２４は電極、２５はミラー、２６
は光学素子、２７は光源、２８は窓である。この実施例
では平行平板型であるために広域にわたって均一な薄膜
が堆積可能である。したがって、大口径の半導体基板を
枚葉で処理するときに有利になるという利点がある。
以上説明したように本発明は半導体基板上に薄膜製堆積
させるときに半導体基板表面を光照射せしめる手段を有
することにより、高品質の薄膜を提供できる効果がある
。即ち、シリコン窒化膜においては膜に含有される水素
量を紫外光線照射量により制御できるため、水素含有量
の最適化を図ることができ、高品質の膜を提供でき、そ
のために半導体装置の電気的特性の安定性を向上するこ
とができる。さらに半導体製造プロセスの管理の定量化
ができるために製品の歩留りの向上、製造プロセスの安
定化を実現できるという効果を有するものである。
させるときに半導体基板表面を光照射せしめる手段を有
することにより、高品質の薄膜を提供できる効果がある
。即ち、シリコン窒化膜においては膜に含有される水素
量を紫外光線照射量により制御できるため、水素含有量
の最適化を図ることができ、高品質の膜を提供でき、そ
のために半導体装置の電気的特性の安定性を向上するこ
とができる。さらに半導体製造プロセスの管理の定量化
ができるために製品の歩留りの向上、製造プロセスの安
定化を実現できるという効果を有するものである。
第１図は本発明に係るプラズマ気相成長装置の第１の実
施例を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示
す断面図である。
施例を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示
す断面図である。
Claims (1)
- （１）プラズマ気相成長装置の真空槽内に薄膜を堆積す
べき半導体基板を設置する手段と、前記真空槽内に薄膜
を形成する元素を含むガスを導入する手段と、前記基板
を加熱する手段と、前記ガスを放電させる手段と、前記
基板上に薄膜を堆積させるときに基板表面をおよそ３５
００Å以下の波長を有する紫外光線で照射せしめる手段
とを含むことを特徴とするプラズマ気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15218387A JPS63317675A (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | プラズマ気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15218387A JPS63317675A (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | プラズマ気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63317675A true JPS63317675A (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=15534870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15218387A Pending JPS63317675A (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | プラズマ気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63317675A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5346578A (en) * | 1992-11-04 | 1994-09-13 | Novellus Systems, Inc. | Induction plasma source |
| US6217721B1 (en) | 1995-08-07 | 2001-04-17 | Applied Materials, Inc. | Filling narrow apertures and forming interconnects with a metal utilizing a crystallographically oriented liner layer |
| US6225744B1 (en) | 1992-11-04 | 2001-05-01 | Novellus Systems, Inc. | Plasma process apparatus for integrated circuit fabrication having dome-shaped induction coil |
| JP2008270764A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-11-06 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、及び基板処理装置における半導体製造方法 |
| JP2010222690A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Fujifilm Corp | ガスバリア膜の製造方法 |
-
1987
- 1987-06-18 JP JP15218387A patent/JPS63317675A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5346578A (en) * | 1992-11-04 | 1994-09-13 | Novellus Systems, Inc. | Induction plasma source |
| US5405480A (en) * | 1992-11-04 | 1995-04-11 | Novellus Systems, Inc. | Induction plasma source |
| US5605599A (en) * | 1992-11-04 | 1997-02-25 | Novellus Systems, Inc. | Method of generating plasma having high ion density for substrate processing operation |
| US6225744B1 (en) | 1992-11-04 | 2001-05-01 | Novellus Systems, Inc. | Plasma process apparatus for integrated circuit fabrication having dome-shaped induction coil |
| US6217721B1 (en) | 1995-08-07 | 2001-04-17 | Applied Materials, Inc. | Filling narrow apertures and forming interconnects with a metal utilizing a crystallographically oriented liner layer |
| JP2008270764A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-11-06 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、及び基板処理装置における半導体製造方法 |
| JP2010222690A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Fujifilm Corp | ガスバリア膜の製造方法 |
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