JPH01319944A - 半導体基板表面に薄膜を形成する方法およびその装置 - Google Patents
半導体基板表面に薄膜を形成する方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH01319944A JPH01319944A JP63154118A JP15411888A JPH01319944A JP H01319944 A JPH01319944 A JP H01319944A JP 63154118 A JP63154118 A JP 63154118A JP 15411888 A JP15411888 A JP 15411888A JP H01319944 A JPH01319944 A JP H01319944A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- chamber
- semiconductor substrate
- thin film
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P70/00—Cleaning of wafers, substrates or parts of devices
- H10P70/10—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
- H10P14/6326—Deposition processes
- H10P14/6328—Deposition from the gas or vapour phase
- H10P14/6334—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/65—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by treatments performed before or after the formation of the materials
- H10P14/6502—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by treatments performed before or after the formation of the materials of treatments performed before formation of the materials
- H10P14/6504—In-situ cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/65—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by treatments performed before or after the formation of the materials
- H10P14/6502—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by treatments performed before or after the formation of the materials of treatments performed before formation of the materials
- H10P14/6509—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by treatments performed before or after the formation of the materials of treatments performed before formation of the materials by exposure to electromagnetic radiation, e.g. UV light
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/65—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by treatments performed before or after the formation of the materials
- H10P14/6502—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by treatments performed before or after the formation of the materials of treatments performed before formation of the materials
- H10P14/6512—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by treatments performed before or after the formation of the materials of treatments performed before formation of the materials by exposure to a gas or vapour
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/69—Inorganic materials
- H10P14/694—Inorganic materials composed of nitrides
- H10P14/6943—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon
- H10P14/69433—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/017—Clean surfaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/909—Controlled atmosphere
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/974—Substrate surface preparation
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Drying Of Semiconductors (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]
この発明は半導体基板表面に薄膜を形成する方法および
その装置に関するものであり、特に、半導体基板表面に
付着又は形成された有機汚染物、金属汚染層、表面損傷
層(以下、有機汚染物等という)を除去した後、引き続
き、大気にさらすことなく、その清浄表面に薄膜を形成
することのできる、半導体基板表面に薄膜を形成する方
法およびその装置に関するものである。
その装置に関するものであり、特に、半導体基板表面に
付着又は形成された有機汚染物、金属汚染層、表面損傷
層(以下、有機汚染物等という)を除去した後、引き続
き、大気にさらすことなく、その清浄表面に薄膜を形成
することのできる、半導体基板表面に薄膜を形成する方
法およびその装置に関するものである。
〔従来の技術]
電子デバイスの特性は、作製中に故意あるいは意図しな
い事故で導入された不純物の存在に極めて強く影響され
るため、全工程にわたって作製環境の清浄度が極めて高
いレベルに維持される必要があり、使用飼料の高純度化
技術、処理雰囲気等の高度の清浄化技術が駆使されてい
る。
い事故で導入された不純物の存在に極めて強く影響され
るため、全工程にわたって作製環境の清浄度が極めて高
いレベルに維持される必要があり、使用飼料の高純度化
技術、処理雰囲気等の高度の清浄化技術が駆使されてい
る。
半導体デバイスにおいて、その製造工程は薄膜形成工程
と回路パターン形成工程とに大別される。
と回路パターン形成工程とに大別される。
薄膜形成工程は、さらに、膜種や形成方法により、種々
の工程に細分化され、それぞれ独自のあるいは一部共通
した清浄化技術が開発されている。そして、これらのす
べてに共通して重要かつ基本的な清浄化作業は、薄膜形
成前の基板前処理である。
の工程に細分化され、それぞれ独自のあるいは一部共通
した清浄化技術が開発されている。そして、これらのす
べてに共通して重要かつ基本的な清浄化作業は、薄膜形
成前の基板前処理である。
前処理工程では、通常、脱脂、重金属除去、自然酸化膜
除去を目的として、水洗、酸洗浄あるいはアルカリ洗浄
、化学酸化、希フッ酸処理等が行なわれている。これら
の溶液洗浄法は、現在、確立された工程として広く採用
されているが、その決定的な問題点は、処理終了直後か
ら薄膜形成開始までの間に、処理後の基板が必ず空気に
さらされるため、特に活性な半導体や金属が基板上に露
出しているときは、例外なく、いくらかの自然酸化膜成
長が起こるということである。それゆえ、溶液洗浄は、
有機物、重金属等の不純物の除去には有効であるが、必
ずしも真性表面を得るための手段とは言えない。
除去を目的として、水洗、酸洗浄あるいはアルカリ洗浄
、化学酸化、希フッ酸処理等が行なわれている。これら
の溶液洗浄法は、現在、確立された工程として広く採用
されているが、その決定的な問題点は、処理終了直後か
ら薄膜形成開始までの間に、処理後の基板が必ず空気に
さらされるため、特に活性な半導体や金属が基板上に露
出しているときは、例外なく、いくらかの自然酸化膜成
長が起こるということである。それゆえ、溶液洗浄は、
有機物、重金属等の不純物の除去には有効であるが、必
ずしも真性表面を得るための手段とは言えない。
自然酸化膜の成長は、後の工程である薄膜形成工程にお
いて、薄膜の品質に決定的な悪影響を及ぼす。薄膜形成
には、たとえば、エピタキシャル成長、ポリシリコン上
への高融点金属膜(いわゆるポリサイド構造)形成、基
板に電気的コンタクトを求める配線形成、極薄絶縁膜形
成等があり、これらの形成工程は、高集積化に伴なって
、今後その重要性が益々増大する工程である。したがっ
て、膜中に取込まれる有害な不純物の除去もさることな
がら、薄膜の品質を向上させるために、基板上に形成さ
れる自然酸化膜の除去が必要となる。
いて、薄膜の品質に決定的な悪影響を及ぼす。薄膜形成
には、たとえば、エピタキシャル成長、ポリシリコン上
への高融点金属膜(いわゆるポリサイド構造)形成、基
板に電気的コンタクトを求める配線形成、極薄絶縁膜形
成等があり、これらの形成工程は、高集積化に伴なって
、今後その重要性が益々増大する工程である。したがっ
て、膜中に取込まれる有害な不純物の除去もさることな
がら、薄膜の品質を向上させるために、基板上に形成さ
れる自然酸化膜の除去が必要となる。
第11図は、従来の枚葉式スパッタ薄膜形成装置の断面
図である。第11図を参照して、従来の枚葉式スパッタ
薄膜形成装置はチャンバ1を備えている。該チャンバ1
は、ロックバルブ2a、 ロックバルブ2b、 ロッ
クバルブ2cにより、ローダ室3と、エツチング室4と
、デポ室5と、アンローダ室6に区分されている。
図である。第11図を参照して、従来の枚葉式スパッタ
薄膜形成装置はチャンバ1を備えている。該チャンバ1
は、ロックバルブ2a、 ロックバルブ2b、 ロッ
クバルブ2cにより、ローダ室3と、エツチング室4と
、デポ室5と、アンローダ室6に区分されている。
ローダ室3は、窒素ガス導入管7aと排気口8を備えて
いる。ローダ室3内には、たとえばベルトコンベアのよ
うな搬送手段9aが設けられている。
いる。ローダ室3内には、たとえばベルトコンベアのよ
うな搬送手段9aが設けられている。
エツチング室4は、アルゴンガスを導入するアルゴンガ
ス導入管10aと、排気口8bを備えている。エツチン
グ室4内には、搬送手段9bが設けられている。エツチ
ング室4は基板支持台11aを含んでいる。基板支持台
11a上にトレイ12が置かれており、トレイ12上に
半導体基板たとえばシリコン基板13が置かれている。
ス導入管10aと、排気口8bを備えている。エツチン
グ室4内には、搬送手段9bが設けられている。エツチ
ング室4は基板支持台11aを含んでいる。基板支持台
11a上にトレイ12が置かれており、トレイ12上に
半導体基板たとえばシリコン基板13が置かれている。
高周波電源14がマツチング回路15を介して、基板支
持台11aに接続されている。基板支持台11aとチャ
ンバ1間は絶縁部16aにより絶縁されている。
持台11aに接続されている。基板支持台11aとチャ
ンバ1間は絶縁部16aにより絶縁されている。
デポ室5には、アルゴンガスを導入するアルゴンガス導
入管10bと、排気口8cが設けられている。デポ室5
内には搬送手段9cが設けられている。デポ室5は基板
支持台11bを含んでいる。
入管10bと、排気口8cが設けられている。デポ室5
内には搬送手段9cが設けられている。デポ室5は基板
支持台11bを含んでいる。
また、デポ室5は、ターゲット17を含む。ターゲット
17には直流電源18が接続され、ターゲット17とア
ルゴンガス間に高電圧が印加されるようになっている。
17には直流電源18が接続され、ターゲット17とア
ルゴンガス間に高電圧が印加されるようになっている。
基板支持台11bとチャンバ1は絶縁部16bにより絶
縁され、ターゲット17とチャンバlは絶縁部16cで
絶縁されている。
縁され、ターゲット17とチャンバlは絶縁部16cで
絶縁されている。
アンローダ室6は窒素ガス導入管7bと、排気口8dを
備えている。アンローダ室6内には、搬送手段9dが設
けられている。
備えている。アンローダ室6内には、搬送手段9dが設
けられている。
次に、この装置を用いて、基板上に薄膜を形成する方法
について説明する。
について説明する。
まず、ローダ室3、エツチング室4、デポ室5およびア
ンローダ室6のそれぞれを高真空状態にする。次いで、
真空保持されたローダ室3に、窒素ガス導入管7aより
窒素ガスを導入し、ローダ室3内を大気圧下に戻す。次
いで、扉(図示せず)を開け、トレイに載せた複数枚の
シリコン基板をローダ室3内に導入し、再び、扉を閉め
る。このシリコン基板は、溶液洗浄を行なったものであ
るが、既にその表面に自然酸化膜が付着している。
ンローダ室6のそれぞれを高真空状態にする。次いで、
真空保持されたローダ室3に、窒素ガス導入管7aより
窒素ガスを導入し、ローダ室3内を大気圧下に戻す。次
いで、扉(図示せず)を開け、トレイに載せた複数枚の
シリコン基板をローダ室3内に導入し、再び、扉を閉め
る。このシリコン基板は、溶液洗浄を行なったものであ
るが、既にその表面に自然酸化膜が付着している。
続いて、ローダ室3内を排気口8aから真空ポンプ(図
示せず)で排気し、内部を高真空状態にする。次に、ロ
ックバルブ2aを開き、搬送手段9aのモータを駆動さ
せ、トレイ12の上に載せたシリコン基板13をエツチ
ング室4内に移動させる。そして、ロックバルブ2aを
閉じる。なお、ロックバルブ2aの開閉および搬送手段
9aの作動は、たとえば外部に設けられたスイッチ手段
(図示せず)で行なわれる。エツチング室4は、10−
’ 〜1O−8Torr程度の高真空状態に保たれてい
る。そして、エツチング室4内に10−3〜10−’T
orrのアルゴンガスをアルゴンガス導入管10aより
導入する。続いて、高周波電源14をONし、シリコン
基板13とアルゴンガスとの間に数100〜数1000
ボルトのバイアスを印加して、プラズマを作る。このプ
ラズマ中のアルゴンイオンが、負高圧側のシリコン基板
13に高いエネルギで衝突して、シリコン基板13表面
に付着している自然酸化膜をスパッタエツチングする。
示せず)で排気し、内部を高真空状態にする。次に、ロ
ックバルブ2aを開き、搬送手段9aのモータを駆動さ
せ、トレイ12の上に載せたシリコン基板13をエツチ
ング室4内に移動させる。そして、ロックバルブ2aを
閉じる。なお、ロックバルブ2aの開閉および搬送手段
9aの作動は、たとえば外部に設けられたスイッチ手段
(図示せず)で行なわれる。エツチング室4は、10−
’ 〜1O−8Torr程度の高真空状態に保たれてい
る。そして、エツチング室4内に10−3〜10−’T
orrのアルゴンガスをアルゴンガス導入管10aより
導入する。続いて、高周波電源14をONし、シリコン
基板13とアルゴンガスとの間に数100〜数1000
ボルトのバイアスを印加して、プラズマを作る。このプ
ラズマ中のアルゴンイオンが、負高圧側のシリコン基板
13に高いエネルギで衝突して、シリコン基板13表面
に付着している自然酸化膜をスパッタエツチングする。
スパッタエツチングが完了すると、アルゴンガスの導入
およびバイアスの印加を止める。そして、エツチング室
4内のアルゴンガスを排気して、エツチング室4内を高
真空状態にする。
およびバイアスの印加を止める。そして、エツチング室
4内のアルゴンガスを排気して、エツチング室4内を高
真空状態にする。
続いて、ロックバルブ2bを開き、搬送手段9bのモー
タを駆動させ、トレイ12に載せたシリコン基板13を
デポ室5内に移動させる。そして、ロックバルブ2bを
閉じる。このとき、2枚目のシリコン基板13は、エツ
チング室4に移動している。デポ室5も、10”” 〜
10−’Torr程度の高真空状態に保たれている。そ
して、デポ室5内に、10−’ 〜10〜’Torrの
アルゴンガスをアルゴンガス導入管10bより導入する
。
タを駆動させ、トレイ12に載せたシリコン基板13を
デポ室5内に移動させる。そして、ロックバルブ2bを
閉じる。このとき、2枚目のシリコン基板13は、エツ
チング室4に移動している。デポ室5も、10”” 〜
10−’Torr程度の高真空状態に保たれている。そ
して、デポ室5内に、10−’ 〜10〜’Torrの
アルゴンガスをアルゴンガス導入管10bより導入する
。
続いて、直流電源18をONL、、ターゲット17とア
ルゴンガスとの間に数100〜数1000ボルトの電圧
を印加する。これにより、プラズマが作られる。このプ
ラズマ中のアルゴンイオンが、負高圧側のターゲット1
7に高いエネルギで衝突し、ターゲット17の物質をス
パッタする。この物質がシリコン基板13上に堆積し、
薄膜が形成される。所望の膜厚、均一性および膜質を有
する薄膜の形成が完了すると、アルゴンガスの導入およ
び電圧の印加を止め、デボ室5内を排気して、高真空状
態にする。
ルゴンガスとの間に数100〜数1000ボルトの電圧
を印加する。これにより、プラズマが作られる。このプ
ラズマ中のアルゴンイオンが、負高圧側のターゲット1
7に高いエネルギで衝突し、ターゲット17の物質をス
パッタする。この物質がシリコン基板13上に堆積し、
薄膜が形成される。所望の膜厚、均一性および膜質を有
する薄膜の形成が完了すると、アルゴンガスの導入およ
び電圧の印加を止め、デボ室5内を排気して、高真空状
態にする。
続いて、ロックバルブ2Cを開き、搬送手段9Cのモー
タを駆動させ、トレイ12の上に載せられたシリコン基
板13をアンローダ室6に移動させる。そして、ロック
バルブ2Cを閉じる。このとき、2枚目のシリコン基板
はデボ室5内に、3枚目のシリコン基板はエツチング室
4内に移動している。順次、エツチングされ、続いて、
デボされたシリコン基板13は、アンローダ室6内のカ
セットに収納される。最後のシリコン基板13がカセッ
トに収納されると、アンローダ室6内の圧力を大気圧に
戻し、所望の薄膜が形成されたシリコン基板13がカセ
ットごと取出され、次の工程へ送られる。
タを駆動させ、トレイ12の上に載せられたシリコン基
板13をアンローダ室6に移動させる。そして、ロック
バルブ2Cを閉じる。このとき、2枚目のシリコン基板
はデボ室5内に、3枚目のシリコン基板はエツチング室
4内に移動している。順次、エツチングされ、続いて、
デボされたシリコン基板13は、アンローダ室6内のカ
セットに収納される。最後のシリコン基板13がカセッ
トに収納されると、アンローダ室6内の圧力を大気圧に
戻し、所望の薄膜が形成されたシリコン基板13がカセ
ットごと取出され、次の工程へ送られる。
[発明が解決しようとする課題]
従来のスパッタ薄膜形成装置は以上のように構成されて
いる。それゆえ、この装置では、自然酸化膜を除去する
ために、シリコン基板とアルゴンガスとの間に高バイア
スを印加することが必要である。そのため、アルゴンプ
ラズマによって、シリコン基板にダメージが導入される
という問題点があった。
いる。それゆえ、この装置では、自然酸化膜を除去する
ために、シリコン基板とアルゴンガスとの間に高バイア
スを印加することが必要である。そのため、アルゴンプ
ラズマによって、シリコン基板にダメージが導入される
という問題点があった。
また、高温水素還元法によるガスエツチングによって自
然酸化膜を除去し、その上に連続的に薄膜を形成する方
法も知られている。しかしながら、この高温水素還元法
では、高温(通常1000℃以上)を要するため、PN
接合の熱だれ等を招来し、その適用範囲が限定されると
いう問題点があった。
然酸化膜を除去し、その上に連続的に薄膜を形成する方
法も知られている。しかしながら、この高温水素還元法
では、高温(通常1000℃以上)を要するため、PN
接合の熱だれ等を招来し、その適用範囲が限定されると
いう問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、溶液洗浄工程を経由することなく、有害な
有機汚染物等を除去すると同時に、十分低温でかつ半導
体基板へIR傷を与えることなしに自然酸化膜を除去し
、引き続き、大気にさらすことなく、該半導体基板表面
に薄膜を形成することのできる、半導体基板表面に薄膜
を形成する方法およびその装置を提供することを目的と
する。
れたもので、溶液洗浄工程を経由することなく、有害な
有機汚染物等を除去すると同時に、十分低温でかつ半導
体基板へIR傷を与えることなしに自然酸化膜を除去し
、引き続き、大気にさらすことなく、該半導体基板表面
に薄膜を形成することのできる、半導体基板表面に薄膜
を形成する方法およびその装置を提供することを目的と
する。
[課題を解決するための手段]
本発明者等は、長年、半導体基板表面に薄膜を形成する
方法について研究を続けてきた。また、半導体基板表面
に付着した有機汚染物等を除去する方法についても鋭意
研究を続けてきた。その結果、半導体基板を酸化性ガス
雰囲気にさらし、該半導体基板を加熱しながら該半導体
基板表面に光を照射すると、該半導体基板表面に付着し
ていた有機汚染物等が酸化除去され、同時に、該半導体
゛基板表面にごく薄い酸化膜が形成されること、そして
、この酸化膜は、上記酸化膜が形成された半導体基板を
酸化膜除去用ガス雰囲気にさらし、該半導体基板を加熱
しながら、該半導体基板表面に光を照射することによっ
て除去され得ることを知見し、本発明を完成させるに至
った。すなわち、本発明は、半導体基板の表面に付着し
た有機汚染物等を除去し、その後、その清浄表面に薄膜
を形成する方法に係るものであり、半導体基板を準備す
る工程と、上記半導体基板を酸化性ガス雰囲気にさらし
、該半導体基板を加熱しながら、該半導体基板表面に光
を照射して、該半導体基板表面にごく薄い酸化膜を成長
させる酸化膜形成工程とを備え、それによって、上記半
導体基板表面に付着していることがあり得る有機汚染物
等は酸化除去され、さらに、上記酸化膜を成長させた半
導体基板表面から該酸化膜を除去して、上記半導体iA
仮の清浄表面を露出させる酸化膜除去工程と、上記露出
した半導体基板の清浄表面に、大気にさらすことなく、
引き続き、薄膜を形成する薄膜形成工程と、を備えてい
る。本発明で用いられる酸化性ガスは、Oo、0□、N
20.NF、からなる群より選ばれたものが好ましい。
方法について研究を続けてきた。また、半導体基板表面
に付着した有機汚染物等を除去する方法についても鋭意
研究を続けてきた。その結果、半導体基板を酸化性ガス
雰囲気にさらし、該半導体基板を加熱しながら該半導体
基板表面に光を照射すると、該半導体基板表面に付着し
ていた有機汚染物等が酸化除去され、同時に、該半導体
゛基板表面にごく薄い酸化膜が形成されること、そして
、この酸化膜は、上記酸化膜が形成された半導体基板を
酸化膜除去用ガス雰囲気にさらし、該半導体基板を加熱
しながら、該半導体基板表面に光を照射することによっ
て除去され得ることを知見し、本発明を完成させるに至
った。すなわち、本発明は、半導体基板の表面に付着し
た有機汚染物等を除去し、その後、その清浄表面に薄膜
を形成する方法に係るものであり、半導体基板を準備す
る工程と、上記半導体基板を酸化性ガス雰囲気にさらし
、該半導体基板を加熱しながら、該半導体基板表面に光
を照射して、該半導体基板表面にごく薄い酸化膜を成長
させる酸化膜形成工程とを備え、それによって、上記半
導体基板表面に付着していることがあり得る有機汚染物
等は酸化除去され、さらに、上記酸化膜を成長させた半
導体基板表面から該酸化膜を除去して、上記半導体iA
仮の清浄表面を露出させる酸化膜除去工程と、上記露出
した半導体基板の清浄表面に、大気にさらすことなく、
引き続き、薄膜を形成する薄膜形成工程と、を備えてい
る。本発明で用いられる酸化性ガスは、Oo、0□、N
20.NF、からなる群より選ばれたものが好ましい。
本発明の好ましい実施態様において、酸化膜を除去する
方法としては、酸化膜を成長させた半導体基板を酸化膜
除去用ガス雰囲気にさらし、該半導体基板を加熱しなが
ら、該半導体基板表面に光を照射して、該酸化膜を半導
体基板表面から除去する方法がある。この方法によると
、低温で、かつ半導体基板に損傷を与えずに、上記酸化
膜が除去できるからである。
方法としては、酸化膜を成長させた半導体基板を酸化膜
除去用ガス雰囲気にさらし、該半導体基板を加熱しなが
ら、該半導体基板表面に光を照射して、該酸化膜を半導
体基板表面から除去する方法がある。この方法によると
、低温で、かつ半導体基板に損傷を与えずに、上記酸化
膜が除去できるからである。
酸化膜除去用ガス雰囲気は、塩化水素ガス、塩素ガスお
よび水素ガスからなる群より選ばれたものが好ましい。
よび水素ガスからなる群より選ばれたものが好ましい。
薄膜を形成する方法は、特に限定されないが、化学気相
成長法またはスパッタ堆積法が好ましく採用される。
成長法またはスパッタ堆積法が好ましく採用される。
化学堆積法によって形成される薄膜は特に限定しないが
、単結晶シリコン膜、多結晶シリコン膜または非晶質シ
リコン膜が好ましい。また、窒化シリコン膜または酸化
シリコン膜を含む絶縁体薄膜であってもよい。さらに、
タングステン、モリブデン、タンタルまたはチタンを含
む高融点金属の薄膜、または、これら高融点金属のシリ
サイド化合物の薄膜でもよい。
、単結晶シリコン膜、多結晶シリコン膜または非晶質シ
リコン膜が好ましい。また、窒化シリコン膜または酸化
シリコン膜を含む絶縁体薄膜であってもよい。さらに、
タングステン、モリブデン、タンタルまたはチタンを含
む高融点金属の薄膜、または、これら高融点金属のシリ
サイド化合物の薄膜でもよい。
スパッタ堆積法によって形成される薄膜は、特に限定さ
れないが、絶縁体膜、導電性膜等が好ましい。
れないが、絶縁体膜、導電性膜等が好ましい。
酸化膜除去工程において、半導体基板は、2゜0〜70
0℃の範囲内にある温度に加熱されるのが好ましい。後
に、詳細に、データを示して説明するが、200℃以下
では自然酸化膜の除去速度が遅いので好ましくなく、7
00℃以上では自然酸化膜の除去速度は速くなる一方、
熱だれ等を引き起こし、好ましくない。
0℃の範囲内にある温度に加熱されるのが好ましい。後
に、詳細に、データを示して説明するが、200℃以下
では自然酸化膜の除去速度が遅いので好ましくなく、7
00℃以上では自然酸化膜の除去速度は速くなる一方、
熱だれ等を引き起こし、好ましくない。
本発明の好ましい他の実施態様において、上記酸化膜除
去工程は、第1のチャンバを準備する工程と、上記第1
のチャンバ内に上記半導体基板を搬入する工程と、上記
第1のチャンバ内を酸化膜除去雰囲気にする工程と、含
み、上記薄膜形成工程は、第2のチャンバを準備する工
程と、上記第1のチャンバから上記第2のチャンバに上
記半導体基板を搬入する工程と、上記第2のチャンバを
薄膜形成用の雰囲気にする工程と、を含む。また、この
実施態様は、上記第1のチャンバと上記第2のチャンバ
との間に、その室内が大気を含まない雰囲気に制御され
た第3のチャンバを準備する工程を含み、上記第1のチ
ャンバから上記第2のチャンバに上記半導体基板を搬入
する工程は、上記第1のチャンバ内における上記酸化膜
除去工程を終えた上記半導体基板を上記第3のチャンバ
内に搬入する工程と、上記第3のチャンバ内に搬入され
た上記半導体基板を前記第2のチャンバ内に搬入する工
程と、を含むと、さらに好ましい。
去工程は、第1のチャンバを準備する工程と、上記第1
のチャンバ内に上記半導体基板を搬入する工程と、上記
第1のチャンバ内を酸化膜除去雰囲気にする工程と、含
み、上記薄膜形成工程は、第2のチャンバを準備する工
程と、上記第1のチャンバから上記第2のチャンバに上
記半導体基板を搬入する工程と、上記第2のチャンバを
薄膜形成用の雰囲気にする工程と、を含む。また、この
実施態様は、上記第1のチャンバと上記第2のチャンバ
との間に、その室内が大気を含まない雰囲気に制御され
た第3のチャンバを準備する工程を含み、上記第1のチ
ャンバから上記第2のチャンバに上記半導体基板を搬入
する工程は、上記第1のチャンバ内における上記酸化膜
除去工程を終えた上記半導体基板を上記第3のチャンバ
内に搬入する工程と、上記第3のチャンバ内に搬入され
た上記半導体基板を前記第2のチャンバ内に搬入する工
程と、を含むと、さらに好ましい。
また、本発明の好ましいさらに他の実施態様は、チャン
バを準備する工程を含み、上記酸化膜除去工程は、上記
半導体基板を上記チャンバ内に搬入する工程と、上記チ
ャンバ内を酸化膜除去用ガス雰囲気にする工程と、を含
み、上記薄膜形成工程は、上記チャンバ内を上記酸化膜
除去用ガス雰囲気から薄膜形成用の雰囲気に置換える工
程を含む。
バを準備する工程を含み、上記酸化膜除去工程は、上記
半導体基板を上記チャンバ内に搬入する工程と、上記チ
ャンバ内を酸化膜除去用ガス雰囲気にする工程と、を含
み、上記薄膜形成工程は、上記チャンバ内を上記酸化膜
除去用ガス雰囲気から薄膜形成用の雰囲気に置換える工
程を含む。
本発明において採用される光は、低圧水銀ランプ、高圧
水銀ランプ、水銀−キセノンランプ、エキシマレーザ等
から照射される紫外線が好ましい。
水銀ランプ、水銀−キセノンランプ、エキシマレーザ等
から照射される紫外線が好ましい。
そして、半導体基板表面に薄膜を形成する装置としては
、半導体基板を収容するチャンバと、上記チャンバ内に
収容された上記半導体基板の表面に酸化膜を成長させる
酸化膜形成手段と、を備え、上記酸化膜形成手段は、上
記チャンバ内に酸化性ガスを導入する酸化性ガス導入手
段と、上記チャンバ内に収容された上記半導体基板を加
熱する第1の加熱手段と、上記チャンバ内に収容された
上記半導体基板の表面に光を照射する第1の光照射手段
と、を含み、さらに上記半導体基板表面に形成された上
記酸化膜を除去する酸化膜除去手段と、上記酸化膜が除
去された半導体基板の清浄表面に薄膜を形成する薄膜形
成手段と、を備える装置がある。
、半導体基板を収容するチャンバと、上記チャンバ内に
収容された上記半導体基板の表面に酸化膜を成長させる
酸化膜形成手段と、を備え、上記酸化膜形成手段は、上
記チャンバ内に酸化性ガスを導入する酸化性ガス導入手
段と、上記チャンバ内に収容された上記半導体基板を加
熱する第1の加熱手段と、上記チャンバ内に収容された
上記半導体基板の表面に光を照射する第1の光照射手段
と、を含み、さらに上記半導体基板表面に形成された上
記酸化膜を除去する酸化膜除去手段と、上記酸化膜が除
去された半導体基板の清浄表面に薄膜を形成する薄膜形
成手段と、を備える装置がある。
本発明で用い得る酸化膜除去手段は、上記チャンバ内に
酸化膜除去用ガスを導入する酸化膜除去用ガス導入手段
と、上記チャンバ内に収容された上記半導体基板を加熱
する第2の加熱手段と、上記チャンバ内に収容された上
記半導体基板の表面に光を照射する第2の光照射手段と
、を含むものが好ましい。
酸化膜除去用ガスを導入する酸化膜除去用ガス導入手段
と、上記チャンバ内に収容された上記半導体基板を加熱
する第2の加熱手段と、上記チャンバ内に収容された上
記半導体基板の表面に光を照射する第2の光照射手段と
、を含むものが好ましい。
本発明で用い得る薄膜形成手段は、特に限定されないが
、化学的気相成長法により薄膜を形成する手段、または
スパッタ堆禎法により薄膜を形成する手段が好ましく採
用される。
、化学的気相成長法により薄膜を形成する手段、または
スパッタ堆禎法により薄膜を形成する手段が好ましく採
用される。
本発明に係る装置の好ましい他の実施態様において、上
記チャンバは酸化膜形成室と、酸化膜除去室と、薄膜形
成室と、を備え、上記酸化膜形成手段は上記酸化膜形成
室に設けられ、上記酸化膜除去手段は上記酸化膜除去室
に設けられ、上記薄膜形成手段は上記薄膜形成室に設け
られ、当該装置は、上記半導体基板を上記酸化膜形成室
から、上記酸化膜除去室、上記薄膜形成室へと順次搬送
する搬送手段を備えている。そして、上記チャンバは酸
化膜除去室と薄膜形成室との間に薄膜形成前室を備え、
上記搬送手段は、上記半導体基板を上記酸化膜形成室か
ら、上記酸化膜除去室、上記薄膜形成前室、上記薄膜形
成室へと順次搬送するようにされたものであると、さら
に好ましい。
記チャンバは酸化膜形成室と、酸化膜除去室と、薄膜形
成室と、を備え、上記酸化膜形成手段は上記酸化膜形成
室に設けられ、上記酸化膜除去手段は上記酸化膜除去室
に設けられ、上記薄膜形成手段は上記薄膜形成室に設け
られ、当該装置は、上記半導体基板を上記酸化膜形成室
から、上記酸化膜除去室、上記薄膜形成室へと順次搬送
する搬送手段を備えている。そして、上記チャンバは酸
化膜除去室と薄膜形成室との間に薄膜形成前室を備え、
上記搬送手段は、上記半導体基板を上記酸化膜形成室か
ら、上記酸化膜除去室、上記薄膜形成前室、上記薄膜形
成室へと順次搬送するようにされたものであると、さら
に好ましい。
また本発明に係る装置のさらに他の好ましい実施態様に
おいて、上記チャンバは前室と後室とを備え、上記酸化
膜形成手段は上記前室に設けられ、上記酸化膜除去手段
および上記薄膜形成手段は上記後室に設けられ、当該装
置は上記半導体基板を上記前室から上記後室へと搬送す
る搬送手段を備えている。この場合、上記酸化膜除去手
段は、上記後室内に酸化膜除去用ガスを導入する酸化膜
除去用ガス導入手段と、上記後室内に収容された上記半
導体基板を加熱する第2の加熱手段と、上記半導体基板
の表面に光を照射する第2の光照射手段と、を含み、上
記薄膜形成手段は、ターゲット材料をスパッタし、その
たたき出された粒子を対向する半導体基板上に付着させ
て薄膜を形成する手段を含み、上記後室は、該後室内に
収容された半導体基板を移動させる基板移動手段を含み
、上記基板移動手段は、上記半導体基板上に形成された
酸化膜を除去するときには、上記半導体基板の表面が上
記第2の光照射手段と対向するように上記半導体基板を
移動させるものであり、上記半導体基板上に薄膜を形成
するときには、上記半導体基板の表面が上記ターゲット
材料と対向するように上記半導体基板を移動させるもの
が好ましい。
おいて、上記チャンバは前室と後室とを備え、上記酸化
膜形成手段は上記前室に設けられ、上記酸化膜除去手段
および上記薄膜形成手段は上記後室に設けられ、当該装
置は上記半導体基板を上記前室から上記後室へと搬送す
る搬送手段を備えている。この場合、上記酸化膜除去手
段は、上記後室内に酸化膜除去用ガスを導入する酸化膜
除去用ガス導入手段と、上記後室内に収容された上記半
導体基板を加熱する第2の加熱手段と、上記半導体基板
の表面に光を照射する第2の光照射手段と、を含み、上
記薄膜形成手段は、ターゲット材料をスパッタし、その
たたき出された粒子を対向する半導体基板上に付着させ
て薄膜を形成する手段を含み、上記後室は、該後室内に
収容された半導体基板を移動させる基板移動手段を含み
、上記基板移動手段は、上記半導体基板上に形成された
酸化膜を除去するときには、上記半導体基板の表面が上
記第2の光照射手段と対向するように上記半導体基板を
移動させるものであり、上記半導体基板上に薄膜を形成
するときには、上記半導体基板の表面が上記ターゲット
材料と対向するように上記半導体基板を移動させるもの
が好ましい。
[作用]
次に、本発明の作用を、第1A図〜第1D図を参照して
説明する。
説明する。
上述のとおり、この発明においては、第1A図および第
1B図を参照して、半導体基板13たとえばシリコン基
板を酸化性ガス雰囲気中に置き、紫外線を照射すること
により、光化学反応で上記半導体基板13の表面を酸化
し、該半導体基板13の表面に付着していることがあり
得る有害な有機汚染物20を除去し、これと同時に、そ
の表面にごく薄い酸化膜21を成長させ、有害な金属汚
染層や表面損傷層をこの薄い酸化膜21の中に取込む。
1B図を参照して、半導体基板13たとえばシリコン基
板を酸化性ガス雰囲気中に置き、紫外線を照射すること
により、光化学反応で上記半導体基板13の表面を酸化
し、該半導体基板13の表面に付着していることがあり
得る有害な有機汚染物20を除去し、これと同時に、そ
の表面にごく薄い酸化膜21を成長させ、有害な金属汚
染層や表面損傷層をこの薄い酸化膜21の中に取込む。
その後、第1C図を参照して、たとえば、塩化水素ガス
または塩素ガス雰囲気中で紫外線を照射することにより
、上述の光化学反応で成長した酸化膜21を除去し、清
浄な半導体基板表面を露出させる。次いで、第1D図を
参照して、大気にさらすことなく、その清浄表面に、連
続的に薄膜22を化学気相成長法(以下、CVD法とい
う)等により形成する。これによって、半導体基板13
と薄膜22との界面に、有害な有機汚染物、自然酸化膜
、金属汚染層および損傷層のない、すなわち、半導体基
板13と薄膜22との界面がよく制御された半導体装置
が得られる。
または塩素ガス雰囲気中で紫外線を照射することにより
、上述の光化学反応で成長した酸化膜21を除去し、清
浄な半導体基板表面を露出させる。次いで、第1D図を
参照して、大気にさらすことなく、その清浄表面に、連
続的に薄膜22を化学気相成長法(以下、CVD法とい
う)等により形成する。これによって、半導体基板13
と薄膜22との界面に、有害な有機汚染物、自然酸化膜
、金属汚染層および損傷層のない、すなわち、半導体基
板13と薄膜22との界面がよく制御された半導体装置
が得られる。
[実施例]
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第2図は、この発明の第1の実施例の断面図である。
第2図を参照して、実施例に係る薄膜形成装置は、チャ
ンバ1を備えている。チャンバ1の内壁は、耐食性の材
料で被覆されている。チャンバ1は、ロックバルブ2a
、ロックバルブ2bにより区分された、酸化膜形成室2
3と、酸化膜除去室24と、薄膜形成室25と、を備え
ている。酸化膜形成室23には、酸化性ガス導入管30
が設けられている。酸化膜形成室23には、たとえばベ
ルトコンベアのような搬送手段9aが設けられている。
ンバ1を備えている。チャンバ1の内壁は、耐食性の材
料で被覆されている。チャンバ1は、ロックバルブ2a
、ロックバルブ2bにより区分された、酸化膜形成室2
3と、酸化膜除去室24と、薄膜形成室25と、を備え
ている。酸化膜形成室23には、酸化性ガス導入管30
が設けられている。酸化膜形成室23には、たとえばベ
ルトコンベアのような搬送手段9aが設けられている。
酸化膜形成室23には、酸化膜形成室23内に紫外線を
入射するための紫外線入射窓26aが設けられている。
入射するための紫外線入射窓26aが設けられている。
紫外線入射窓26aに対向して、低圧水銀ランプ27a
が設置されている。酸化膜形成室23内には、基板支持
台11aが設置され、基板支持台11aの上には半導体
基板たとえばシリコン基板13が置かれている。基板支
持台11aは加熱手段28aを備えている。これにより
、基板支持台11aを介して、シリコン基板13を加熱
できる。
が設置されている。酸化膜形成室23内には、基板支持
台11aが設置され、基板支持台11aの上には半導体
基板たとえばシリコン基板13が置かれている。基板支
持台11aは加熱手段28aを備えている。これにより
、基板支持台11aを介して、シリコン基板13を加熱
できる。
酸化膜除去室24には、酸化膜除去用ガス導入管31が
設けられている。酸化膜除去室24には、搬送手段9b
が設けられている。酸化膜除去室24には、酸化膜除去
室24内に紫外線を入射するための紫外線入射窓26b
が設けられている。紫外線入射窓26bに対向して、低
圧水銀ランプ27bが設置されている。酸化膜除去室2
4内には、基板支持台11bが設置され、基板支持台1
1bの上にはシリコン基板13が置かれている。基板−
支持台11bは加熱手段28bを備えている。
設けられている。酸化膜除去室24には、搬送手段9b
が設けられている。酸化膜除去室24には、酸化膜除去
室24内に紫外線を入射するための紫外線入射窓26b
が設けられている。紫外線入射窓26bに対向して、低
圧水銀ランプ27bが設置されている。酸化膜除去室2
4内には、基板支持台11bが設置され、基板支持台1
1bの上にはシリコン基板13が置かれている。基板−
支持台11bは加熱手段28bを備えている。
薄膜形成室25には、排気口8と、反応ガス導入管29
a、29bが設けられている。薄膜形成室25には、搬
送手段9Cが設けられている。薄膜形成室25内には、
基板支持台11Cが設置されている。基板支持台11C
は、加熱手段28cを備えている。
a、29bが設けられている。薄膜形成室25には、搬
送手段9Cが設けられている。薄膜形成室25内には、
基板支持台11Cが設置されている。基板支持台11C
は、加熱手段28cを備えている。
次に、この装置を用いて、半導体基板上に薄膜を形成す
る方法について説明する。
る方法について説明する。
酸化膜形成室23内に設けられている基板支持台11a
の上にシリコン基板13を置く。このシリコン基板13
は溶液洗浄を行なっていない。それゆえ、このシリコン
基板13には、有機汚染物が付着していることがあり、
自然酸化膜、金属汚染層、表面損傷層が形成されている
ことがある(第1A図参照)。次に、酸化性ガス導入管
30°より、酸化膜形成室23内に酸素、オゾン、N2
0あるいはNF、等の酸化性ガスを導入する。その後、
低圧水銀ランプ27aを点灯し、紫外線入射窓26aよ
り、酸化膜形成室23内に紫外線を入射する。このとき
、加熱手段28aを動作させて、シリコン基板13を室
温から300℃に加熱する。これにより、シリコン基板
13の表面に付着していることがある有機汚染物等は、
酸化されて、昇華する。さらに、シリコン基板13の温
度を500℃から800℃程度に上げると、光化学反応
により、シリコン基板13の表面にごく薄い酸化膜が形
成される。これにより、シリコン基板表面に付着してい
た有害な金属汚染層や、前工程のエツチング等で生じて
いた表面損傷層は、この薄い酸化膜の中に取込まれる(
以上、第1B図参照)。
の上にシリコン基板13を置く。このシリコン基板13
は溶液洗浄を行なっていない。それゆえ、このシリコン
基板13には、有機汚染物が付着していることがあり、
自然酸化膜、金属汚染層、表面損傷層が形成されている
ことがある(第1A図参照)。次に、酸化性ガス導入管
30°より、酸化膜形成室23内に酸素、オゾン、N2
0あるいはNF、等の酸化性ガスを導入する。その後、
低圧水銀ランプ27aを点灯し、紫外線入射窓26aよ
り、酸化膜形成室23内に紫外線を入射する。このとき
、加熱手段28aを動作させて、シリコン基板13を室
温から300℃に加熱する。これにより、シリコン基板
13の表面に付着していることがある有機汚染物等は、
酸化されて、昇華する。さらに、シリコン基板13の温
度を500℃から800℃程度に上げると、光化学反応
により、シリコン基板13の表面にごく薄い酸化膜が形
成される。これにより、シリコン基板表面に付着してい
た有害な金属汚染層や、前工程のエツチング等で生じて
いた表面損傷層は、この薄い酸化膜の中に取込まれる(
以上、第1B図参照)。
次に、ロックバルブ2aを開き、搬送手段9a。
9bを駆動し、シリコン基板13を酸化膜除去室24内
に送り込む。そして、酸化膜除去用ガス導入管31より
、酸化膜除去用ガスたとえばHCiガスを酸化膜除去室
24内に導入する。次いで、低圧水銀ランプ27bを点
灯し、紫外線を酸化膜除去室24内に導入し、シリコン
基板13を200〜700℃に加熱する。すると、酸化
膜がエツチング除去され、シリコン基板の清浄表面が現
われる(第1C図参照)。
に送り込む。そして、酸化膜除去用ガス導入管31より
、酸化膜除去用ガスたとえばHCiガスを酸化膜除去室
24内に導入する。次いで、低圧水銀ランプ27bを点
灯し、紫外線を酸化膜除去室24内に導入し、シリコン
基板13を200〜700℃に加熱する。すると、酸化
膜がエツチング除去され、シリコン基板の清浄表面が現
われる(第1C図参照)。
なお、水素ガスを用いた場合、紫外線を照射しないと1
000〜1200℃の高温を要するが、紫外線照射によ
り、500〜800℃の低い温度で酸化膜が除去される
。塩素ガスを用いた場合も、同様である。
000〜1200℃の高温を要するが、紫外線照射によ
り、500〜800℃の低い温度で酸化膜が除去される
。塩素ガスを用いた場合も、同様である。
表面に形成されていた有害な金属汚染層や、前工程のエ
ツチングなどで生じていた表面損傷層は、薄い酸化膜層
に取込まれているため、この薄い酸化膜を上述のように
して除去することにより、金属汚染物や表面損傷等がシ
リコン基板表面から除去され、その清浄表面が現われる
(以上、第1C図参照)。
ツチングなどで生じていた表面損傷層は、薄い酸化膜層
に取込まれているため、この薄い酸化膜を上述のように
して除去することにより、金属汚染物や表面損傷等がシ
リコン基板表面から除去され、その清浄表面が現われる
(以上、第1C図参照)。
以下において、第1A図〜第1C図に示す工程(すなわ
ち、酸化膜形成工程と酸化膜除去工程を合わせた工程)
を、光クリーニング工程と称する。
ち、酸化膜形成工程と酸化膜除去工程を合わせた工程)
を、光クリーニング工程と称する。
次に、ロックバルブ2bを開き、搬送手段9b。
9cを駆動することにより、シリコン基板13を薄膜形
成室25内に設けられた基板支持台11cの上に搬送す
る。そして、ロックバルブ2bを閉じる。その後、排気
口8より、薄膜形成室25内を排気する。次いで、シリ
コン基板13を加熱手段28cにより加熱して、CVD
用反応性ガスを反応ガス導入管29a、29bより、薄
膜形成室25内に導入する。すると、シリコン基板13
上に薄膜が形成される。この際、有機汚染物、自然酸化
膜、金属汚染層、表面損傷層が、光クリーニング工程に
よりシリコン基板表面から除去されているので、シリコ
ン基板と薄膜との界面がよく制御された半導体装置が得
られる(第1D図参照)。
成室25内に設けられた基板支持台11cの上に搬送す
る。そして、ロックバルブ2bを閉じる。その後、排気
口8より、薄膜形成室25内を排気する。次いで、シリ
コン基板13を加熱手段28cにより加熱して、CVD
用反応性ガスを反応ガス導入管29a、29bより、薄
膜形成室25内に導入する。すると、シリコン基板13
上に薄膜が形成される。この際、有機汚染物、自然酸化
膜、金属汚染層、表面損傷層が、光クリーニング工程に
よりシリコン基板表面から除去されているので、シリコ
ン基板と薄膜との界面がよく制御された半導体装置が得
られる(第1D図参照)。
CVD法により形成する薄膜としては、シリコン基板上
の単結晶シリコン膜すなわちエピタキシャルシリコン膜
、多結晶シリコン膜、非晶質シリコン膜等がある。
の単結晶シリコン膜すなわちエピタキシャルシリコン膜
、多結晶シリコン膜、非晶質シリコン膜等がある。
エピタキシャルシリコン膜の形成においては、半導体基
板との界面に自然酸化膜の存在しないエピタキシャルシ
リコン膜を、600℃程度の低温の基板温度で形成する
ことが可能となる。また、有害な金属汚染層や損傷層が
ないため、極めて結晶性に優れたエピタキシャル膜とな
る。これにより、コンタクト抵抗の十分少さいものが得
られる。
板との界面に自然酸化膜の存在しないエピタキシャルシ
リコン膜を、600℃程度の低温の基板温度で形成する
ことが可能となる。また、有害な金属汚染層や損傷層が
ないため、極めて結晶性に優れたエピタキシャル膜とな
る。これにより、コンタクト抵抗の十分少さいものが得
られる。
また、多結晶シリコン膜の形成においても、基板との間
にコンタクト抵抗を著しく増大させる原因となっている
自然酸化膜が介在しなくなるため、コンタクト抵抗が十
分少さな多結晶シリコン配線を安定して形成することが
可能となる。
にコンタクト抵抗を著しく増大させる原因となっている
自然酸化膜が介在しなくなるため、コンタクト抵抗が十
分少さな多結晶シリコン配線を安定して形成することが
可能となる。
また、CVD法により形成する薄膜として、たとえばゲ
ート絶縁膜や、キャパシタ絶縁膜として使用される酸化
シリコン膜や、窒化シリコン膜等の極薄絶縁膜も形成可
能であり、半導体基板との界面に自然酸化膜が介在しな
い、良質の極薄絶縁膜が得られる。
ート絶縁膜や、キャパシタ絶縁膜として使用される酸化
シリコン膜や、窒化シリコン膜等の極薄絶縁膜も形成可
能であり、半導体基板との界面に自然酸化膜が介在しな
い、良質の極薄絶縁膜が得られる。
自然酸化膜は、高温で意図的に酸化して形成した酸化シ
リコン膜と異なり、膜が緻密でなく、欠陥も多いため、
絶縁耐圧が極めて低い。本発明に従って、酸化シリコン
膜や窒化シリコン膜を形成すると、このような自然酸化
膜が存在しなくなるため、絶縁特性が大幅に向上した半
導体装置が得られる。
リコン膜と異なり、膜が緻密でなく、欠陥も多いため、
絶縁耐圧が極めて低い。本発明に従って、酸化シリコン
膜や窒化シリコン膜を形成すると、このような自然酸化
膜が存在しなくなるため、絶縁特性が大幅に向上した半
導体装置が得られる。
また、窒化シリコン膜の形成においでも、自然酸化膜が
存在しないため、誘電率の低下のない、絶縁特性の極め
て良好な薄膜を提供し得る。
存在しないため、誘電率の低下のない、絶縁特性の極め
て良好な薄膜を提供し得る。
さらに、光クリーニング工程により半導体基板の清浄表
面を露出させた後、タングステン、モリブデン、タンタ
ル、チタン等の高融点金属や、これらのシリサイド化合
物の薄膜を、CVD法によって形成してもよい。
面を露出させた後、タングステン、モリブデン、タンタ
ル、チタン等の高融点金属や、これらのシリサイド化合
物の薄膜を、CVD法によって形成してもよい。
いずれの場合も、界面に自然酸化膜が存在しない薄膜が
得られるため、熱処理なしでも、極めて低いコンタクト
抵抗を有する半導体装置が得られる。
得られるため、熱処理なしでも、極めて低いコンタクト
抵抗を有する半導体装置が得られる。
次に、上述の酸化膜除去工程を、実験データを示しなが
ら、さらに詳細に説明する。
ら、さらに詳細に説明する。
上述のようにして酸化膜が除去されるわけであるが、酸
化膜が除去されているか否かを確認するためには、工夫
を要する。なぜなら、シリコンは極めて酸化されやすい
物質であるので、上述の方法に従って酸化膜を除去して
も、その効果を確認するためにシリコン基板を装置外に
取出すと、その瞬間に再び表面が酸化されてしまうから
である。
化膜が除去されているか否かを確認するためには、工夫
を要する。なぜなら、シリコンは極めて酸化されやすい
物質であるので、上述の方法に従って酸化膜を除去して
も、その効果を確認するためにシリコン基板を装置外に
取出すと、その瞬間に再び表面が酸化されてしまうから
である。
そこで、その評価にあたり、ごこては巧みな手法が考案
されている。その手法とは、シリコン基板の表面から酸
化膜を除去した後、そのまま、その上へシリコン窒化膜
等の酸素原子を含まない薄膜を堆積し、その後、オージ
ェ電子分光法等で膜厚方向の元素プロファイルを観測す
る、という方法である。この方法によれば、シリコン基
板(Si)と堆積膜(Si3N4)との界面近傍におけ
る酸素の信号の検出の有無により、酸化膜の有無が判定
される。
されている。その手法とは、シリコン基板の表面から酸
化膜を除去した後、そのまま、その上へシリコン窒化膜
等の酸素原子を含まない薄膜を堆積し、その後、オージ
ェ電子分光法等で膜厚方向の元素プロファイルを観測す
る、という方法である。この方法によれば、シリコン基
板(Si)と堆積膜(Si3N4)との界面近傍におけ
る酸素の信号の検出の有無により、酸化膜の有無が判定
される。
第3A図は、シリコン基板の表面から酸化膜を除去した
直後に、シリコン窒化膜をCVD法により堆積させて得
た試料の、膜厚方向のオージェプロファイルである。こ
の薄膜は、第2図に示した、本発明に係る薄膜形成装置
で形成することができる。この場合、反応性ガスとして
、5iH2CQ12ガスとNH,ガスを使用することは
言うまでもない。
直後に、シリコン窒化膜をCVD法により堆積させて得
た試料の、膜厚方向のオージェプロファイルである。こ
の薄膜は、第2図に示した、本発明に係る薄膜形成装置
で形成することができる。この場合、反応性ガスとして
、5iH2CQ12ガスとNH,ガスを使用することは
言うまでもない。
第3A図において、横軸はスパッタ時間であり、縦軸は
オージェ信号である。第3A図から明らかなように、酸
化膜の除去処理(HCu処理)を行なったものは、Si
とSi3N4の界面近傍に、酸素の信号が検出されなか
った。
オージェ信号である。第3A図から明らかなように、酸
化膜の除去処理(HCu処理)を行なったものは、Si
とSi3N4の界面近傍に、酸素の信号が検出されなか
った。
第3B図は、酸化膜の除去処理を行なわずに、そのまま
St、N4を堆積したものの、膜厚方向の元素プロファ
イルである。第3B図から明らかなように、StとSi
、N4の界面近傍に、酸素の信号が検出された。
St、N4を堆積したものの、膜厚方向の元素プロファ
イルである。第3B図から明らかなように、StとSi
、N4の界面近傍に、酸素の信号が検出された。
以上の結果より、上述の酸化膜除去工程を経由すると、
酸化膜がシリコン基板表面から確実に除去される、とい
うことが確認される。
酸化膜がシリコン基板表面から確実に除去される、とい
うことが確認される。
次に、酸化膜の除去処理における、望ましい基板温度の
範囲を求める実験を行なった。
範囲を求める実験を行なった。
第4図は、UV−HCu系でシリコン基板をエツチング
したときの、エツチング速度と温度との関係を示した、
アレニウスプロット(log (エツチングレート)v
s、1/T)である。ここでは、酸化膜の除去速度でな
く、シリコン基板のエツチング速度をとっている。これ
は、以下の理由による。すなわち、酸化膜は薄すぎて、
除去速度の定】ができないから、シリコン基板のエツチ
ング速度を求め、このシリコン基板のエツチング速度か
ら酸化膜の除去速度を推測しよう、と考えたためである
。第4図の結果を説明する前に、エツチング速度の求め
方を、第5A図、第5B図および第5C図を参照して説
明する。まず、第5A図を参照して、酸化膜のマスク3
2が形成された半導体基板33を準備する。半導体基板
33には、1〜100Ω・Cmの抵抗を有するp型(1
00)シリコン基板を用いた。次に、第5B図を参照し
て、エツチングを所定のエツチング条件(100%HC
i: 700secm、雰囲気圧カニ7.2To r
r、低圧水銀ランプの照射のある場合とない場合)下で
行なった。次に、第5C図を参照して、マスク32を除
去し、エツチング深さdを求めた。このエツチング深さ
dから、エツチング速度が求められた。
したときの、エツチング速度と温度との関係を示した、
アレニウスプロット(log (エツチングレート)v
s、1/T)である。ここでは、酸化膜の除去速度でな
く、シリコン基板のエツチング速度をとっている。これ
は、以下の理由による。すなわち、酸化膜は薄すぎて、
除去速度の定】ができないから、シリコン基板のエツチ
ング速度を求め、このシリコン基板のエツチング速度か
ら酸化膜の除去速度を推測しよう、と考えたためである
。第4図の結果を説明する前に、エツチング速度の求め
方を、第5A図、第5B図および第5C図を参照して説
明する。まず、第5A図を参照して、酸化膜のマスク3
2が形成された半導体基板33を準備する。半導体基板
33には、1〜100Ω・Cmの抵抗を有するp型(1
00)シリコン基板を用いた。次に、第5B図を参照し
て、エツチングを所定のエツチング条件(100%HC
i: 700secm、雰囲気圧カニ7.2To r
r、低圧水銀ランプの照射のある場合とない場合)下で
行なった。次に、第5C図を参照して、マスク32を除
去し、エツチング深さdを求めた。このエツチング深さ
dから、エツチング速度が求められた。
以上のような求め方により、UVを照射する場合とUV
を照射しない場合に分けて、種々の温度でエツチング速
度を求めた。第4図は、このようにして求められたエツ
チング速度を温度の関数として、アレニウスプロットし
たものである。
を照射しない場合に分けて、種々の温度でエツチング速
度を求めた。第4図は、このようにして求められたエツ
チング速度を温度の関数として、アレニウスプロットし
たものである。
第4図の上のプロットを参照して、UV照射がある場合
、エツチング速度は室温から200℃にかけて少しずつ
上昇し、200℃を屈曲点として急上昇することがわか
った。これは、200℃以下では実効的なエツチングが
起こらず、200℃以上にして初めて実効的なエツチン
グが起こる、ということを示している。また、第4図の
下のプロットは、UVを照射しないと、基板温度を60
0℃まで上昇させても、エツチング速度があまり大きく
ならず、実効的なエツチングが起こらないことを示して
いる。これらのエツチング条件は、本発明の酸化膜除去
工程と同じであるから、第4図の結果は、酸化膜の除去
速度にそのままあてはめることができる。
、エツチング速度は室温から200℃にかけて少しずつ
上昇し、200℃を屈曲点として急上昇することがわか
った。これは、200℃以下では実効的なエツチングが
起こらず、200℃以上にして初めて実効的なエツチン
グが起こる、ということを示している。また、第4図の
下のプロットは、UVを照射しないと、基板温度を60
0℃まで上昇させても、エツチング速度があまり大きく
ならず、実効的なエツチングが起こらないことを示して
いる。これらのエツチング条件は、本発明の酸化膜除去
工程と同じであるから、第4図の結果は、酸化膜の除去
速度にそのままあてはめることができる。
以上の結果より、基板温度を200℃以上とし、かつU
Vを照射して初めて、熱と光の相乗効果により、実効的
な酸化膜除去処理が行なえるということが明らかとなっ
た。ところで、第4図からも明らかなように、200℃
以上ならば、温度を上げれば上げるほど、酸化膜の除去
速度は大きくなる。しかしながら、600℃以上に基板
温度を上げると、アモルファスシリコンがポリシリコン
に変化すると報告されている(E、K1n5br。
Vを照射して初めて、熱と光の相乗効果により、実効的
な酸化膜除去処理が行なえるということが明らかとなっ
た。ところで、第4図からも明らかなように、200℃
以上ならば、温度を上げれば上げるほど、酸化膜の除去
速度は大きくなる。しかしながら、600℃以上に基板
温度を上げると、アモルファスシリコンがポリシリコン
に変化すると報告されている(E、K1n5br。
n、M、Sternheim、and R,Knoe
ll、Appl、Phys、Lett、、Vol、42
.No、9,835.1 May (1983))。
ll、Appl、Phys、Lett、、Vol、42
.No、9,835.1 May (1983))。
最近のデバイス作製上の傾向として、ポリシリコンはな
るべく結晶粒径の小さい、すなわち非晶質に近いものが
望まれており、基板温度は上述のとおり600℃以下に
するのが望ましいが、これ以上の温度で処理しても実用
的には十分に使用に耐え得るものが得られるし、また温
度を上げると酸化膜の除去速度が速くなるという利点が
ある。
るべく結晶粒径の小さい、すなわち非晶質に近いものが
望まれており、基板温度は上述のとおり600℃以下に
するのが望ましいが、これ以上の温度で処理しても実用
的には十分に使用に耐え得るものが得られるし、また温
度を上げると酸化膜の除去速度が速くなるという利点が
ある。
しかし、700℃を越えると、上記利点よりも、アモル
ファスシリコンからポリシリコンへ変化するという不利
な点が強調されるようになる。したがって、半導体基板
の処理温度は200〜700℃の範囲にある温度に設定
されるのが好ましい。
ファスシリコンからポリシリコンへ変化するという不利
な点が強調されるようになる。したがって、半導体基板
の処理温度は200〜700℃の範囲にある温度に設定
されるのが好ましい。
第6図は、この発明の第2の実施例の断面図である。な
お、第6図に示す実施例は、以下の点を除いて、第2図
に示す実施例と同様であり、相当する部分には同一の参
照番号を付し、その説明を省略する。
お、第6図に示す実施例は、以下の点を除いて、第2図
に示す実施例と同様であり、相当する部分には同一の参
照番号を付し、その説明を省略する。
第6図に示す実施例が第2図に示す実施例と異なる点は
、酸化膜除去室24と薄膜形成室25との間に薄膜形成
前室34を備えている点である。
、酸化膜除去室24と薄膜形成室25との間に薄膜形成
前室34を備えている点である。
薄膜形成前室34には基板支持台11dが設けられ、搬
送手段9dが設けられている。薄膜形成前室34の働き
は、次のとおりである。すなわち、酸化膜除去室24内
において、酸化膜除去工程を終えたシリコン基板13を
ロックバルブ2bヲfJけて、薄膜形成前室34に送り
込む。そして、ロックバルブ2bを閉じる。次いで、ロ
ックバルブ2Cを開けて、搬送手段9dを駆動して、シ
リコン基板13を薄膜形成室25内に送り込む。そして
、ロックバルブ2Cを閉じる。こうすることにより、酸
化膜除去室24内のガスと薄膜形成室25内のガスが混
ざるいうことはなくなり、酸化膜除去室24と薄膜形成
室25との相互汚染が防止される。
送手段9dが設けられている。薄膜形成前室34の働き
は、次のとおりである。すなわち、酸化膜除去室24内
において、酸化膜除去工程を終えたシリコン基板13を
ロックバルブ2bヲfJけて、薄膜形成前室34に送り
込む。そして、ロックバルブ2bを閉じる。次いで、ロ
ックバルブ2Cを開けて、搬送手段9dを駆動して、シ
リコン基板13を薄膜形成室25内に送り込む。そして
、ロックバルブ2Cを閉じる。こうすることにより、酸
化膜除去室24内のガスと薄膜形成室25内のガスが混
ざるいうことはなくなり、酸化膜除去室24と薄膜形成
室25との相互汚染が防止される。
第7図は、この発明の第3の実施例を示す断面図である
。第3の実施例に係る薄膜形成装置は、前室35と後室
36を備えている。この前室35は、第2図に示した、
酸化膜形成室23の構成と同じであるので、相当する部
分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
。第3の実施例に係る薄膜形成装置は、前室35と後室
36を備えている。この前室35は、第2図に示した、
酸化膜形成室23の構成と同じであるので、相当する部
分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
後室36には、酸化膜除去用ガス導入管31と、排気口
8と、反応ガス導入管29a、29bが設けられている
。後室36には、搬送手段9bが設けられている。後室
36には、後室36内に紫外線を入射するための紫外線
入射窓26bが設けられている。紫外線入射窓26bに
対向して、低圧水銀ランプ27bが設置されている。後
室36内には、基板支持台11bが設置され、基板支持
台11bの一ヒにはシリコン基板13が置かれている。
8と、反応ガス導入管29a、29bが設けられている
。後室36には、搬送手段9bが設けられている。後室
36には、後室36内に紫外線を入射するための紫外線
入射窓26bが設けられている。紫外線入射窓26bに
対向して、低圧水銀ランプ27bが設置されている。後
室36内には、基板支持台11bが設置され、基板支持
台11bの一ヒにはシリコン基板13が置かれている。
基板支持台11bは加熱手段28bを備えている。
次に、この装置を用いて、シリコン基板13上に薄膜を
形成する方法について説明する。
形成する方法について説明する。
前室35内でシリコン基板13の上に酸化膜を形成する
工程は、第2図に示す実施例のところで説明したのと同
一であるので、その説明を省略する。したがって、ここ
では、その後の工程について説明する。シリコン基板1
3の上に酸化膜を形成した後、ロックバルブ2aを開き
、搬送手段9a、9bを駆動し、シリコン基板13を後
室36内に送り込む。その後、ロックバルブ2aを閉じ
る。そして、酸化膜除去用ガス導入管31より、HCf
Lガスを後室36内に導入する。次いで、低圧水銀ラン
プ27bを点灯し、紫外線を後室36内に導入し、シリ
コン基板を200〜700℃に加熱する。すると、シリ
コン基板上に形成された酸化膜はエツチング除去され、
シリコン基板の清浄表面が現われる。その後、排気口8
より、後室36内を排気する。次いで、シリコン基板1
3を加熱手段28bにより加熱して、CVD用反応性ガ
スを反応ガス導入管29a、29bより後室36内に導
入する。すると、シリコン基板13上に薄膜が形成され
る。このような構成にすると、装置が非常にコンパクト
になるという効果を奏する。
工程は、第2図に示す実施例のところで説明したのと同
一であるので、その説明を省略する。したがって、ここ
では、その後の工程について説明する。シリコン基板1
3の上に酸化膜を形成した後、ロックバルブ2aを開き
、搬送手段9a、9bを駆動し、シリコン基板13を後
室36内に送り込む。その後、ロックバルブ2aを閉じ
る。そして、酸化膜除去用ガス導入管31より、HCf
Lガスを後室36内に導入する。次いで、低圧水銀ラン
プ27bを点灯し、紫外線を後室36内に導入し、シリ
コン基板を200〜700℃に加熱する。すると、シリ
コン基板上に形成された酸化膜はエツチング除去され、
シリコン基板の清浄表面が現われる。その後、排気口8
より、後室36内を排気する。次いで、シリコン基板1
3を加熱手段28bにより加熱して、CVD用反応性ガ
スを反応ガス導入管29a、29bより後室36内に導
入する。すると、シリコン基板13上に薄膜が形成され
る。このような構成にすると、装置が非常にコンパクト
になるという効果を奏する。
第8図は、この発明の第4の実施例に係る薄膜形成装置
の断面図である。第4の実施例に係る薄膜形成装置は、
酸化膜形成室23と酸化膜除去室24と薄膜形成室25
と、を備えている。酸化膜形成室23と酸化膜除去室2
4の構成は、第2図に示したものとほとんど同一であり
、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を
省略する。第2図に示す実施例と異なる点は、薄膜形成
室25がスパッタ堆積法によって薄膜を形成する手段を
備えている点である。薄膜形成室25には、アルゴンガ
スを導入するアルゴンガス導入管10と、排気口8が設
けられている。薄膜形成室25内には搬送手段9Cが設
けられている。薄膜形成室25はターゲット17を含む
。ターゲット17には直流電源18が接続され、ターゲ
ット17とアルゴンガス間に高電圧が印加されるように
なっている。基板支持台11Cとチャンバ1は絶縁部1
6bにより絶縁され、ターゲット17とチャンバ1は絶
縁部16Cで絶縁されている。
の断面図である。第4の実施例に係る薄膜形成装置は、
酸化膜形成室23と酸化膜除去室24と薄膜形成室25
と、を備えている。酸化膜形成室23と酸化膜除去室2
4の構成は、第2図に示したものとほとんど同一であり
、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を
省略する。第2図に示す実施例と異なる点は、薄膜形成
室25がスパッタ堆積法によって薄膜を形成する手段を
備えている点である。薄膜形成室25には、アルゴンガ
スを導入するアルゴンガス導入管10と、排気口8が設
けられている。薄膜形成室25内には搬送手段9Cが設
けられている。薄膜形成室25はターゲット17を含む
。ターゲット17には直流電源18が接続され、ターゲ
ット17とアルゴンガス間に高電圧が印加されるように
なっている。基板支持台11Cとチャンバ1は絶縁部1
6bにより絶縁され、ターゲット17とチャンバ1は絶
縁部16Cで絶縁されている。
次に、動作について説明する。酸化膜除去室24でシリ
コン基板13の表面から酸化膜を除去した後の工程から
説明する。ロックバルブ2bを開き、搬送手段9b、9
cを駆動し、シリコン基板13を薄膜形成室25内に送
り込む。次いで、ロックバルブ2bを閉じる。その後、
排気口8より、真空ポンプにより、薄膜形成室25内を
排気し、10−7〜10−’Torr程度の高真空状態
にする。その後、薄膜形成室25内に、10−3〜10
−’Torrのアルゴンガスをアルゴンガス導入管10
より導入する。続いて、直流電源18によって、ターゲ
ット17とアルゴンガスとの間に数100〜数1000
ボルトの電圧を印加する。
コン基板13の表面から酸化膜を除去した後の工程から
説明する。ロックバルブ2bを開き、搬送手段9b、9
cを駆動し、シリコン基板13を薄膜形成室25内に送
り込む。次いで、ロックバルブ2bを閉じる。その後、
排気口8より、真空ポンプにより、薄膜形成室25内を
排気し、10−7〜10−’Torr程度の高真空状態
にする。その後、薄膜形成室25内に、10−3〜10
−’Torrのアルゴンガスをアルゴンガス導入管10
より導入する。続いて、直流電源18によって、ターゲ
ット17とアルゴンガスとの間に数100〜数1000
ボルトの電圧を印加する。
これにより、プラズマが作られる。このプラズマ中のア
ルゴンイオンが、負高圧側のターゲット17に高いエネ
ルギで衝突して、ターゲット17の物質をスパッタする
。この物質がシリコン基板13上に堆積し、薄膜が形成
される。
ルゴンイオンが、負高圧側のターゲット17に高いエネ
ルギで衝突して、ターゲット17の物質をスパッタする
。この物質がシリコン基板13上に堆積し、薄膜が形成
される。
第9A図および第9B図は、この発明の第5の実施例の
断面図である。第5の実施例に係る薄膜形成装置は、前
室35と後室36とを備えている。
断面図である。第5の実施例に係る薄膜形成装置は、前
室35と後室36とを備えている。
前室36は、第2図に示す実施例の酸化膜形成室23の
構成とほぼ同一なので、相当する部分には同一の参照番
号を付し、その説明を省略する。
構成とほぼ同一なので、相当する部分には同一の参照番
号を付し、その説明を省略する。
後室36は、酸化膜除去用ガス導入管31と、アルゴン
ガス導入管10と、排気口8とを備えている。後室36
には、後室36内に紫外線を入射するための紫外線入射
窓26bが設けられている。
ガス導入管10と、排気口8とを備えている。後室36
には、後室36内に紫外線を入射するための紫外線入射
窓26bが設けられている。
紫外線入射窓26bに対向して、低圧水銀ランプ27b
が設置されている。後室36には、基板支持台11bが
設けられている。基板支持台11bは、加熱手段28b
を備えている。後室36にはターゲット17が設けられ
ており、ターゲット17と後室36は絶縁部16cによ
り絶縁されている。ターゲット17には直流電源18が
接続されている。後室36内にはプラテン37が設置さ
れ、プラテン37は回転軸38を中心に回転できるよう
になっている。プラテン37には、トレイ39が固定さ
れている。トレイ39には、わずかに盛上がった凸部4
0が設けられている。シリコン基板13はトレイ39の
上に置かれている。
が設置されている。後室36には、基板支持台11bが
設けられている。基板支持台11bは、加熱手段28b
を備えている。後室36にはターゲット17が設けられ
ており、ターゲット17と後室36は絶縁部16cによ
り絶縁されている。ターゲット17には直流電源18が
接続されている。後室36内にはプラテン37が設置さ
れ、プラテン37は回転軸38を中心に回転できるよう
になっている。プラテン37には、トレイ39が固定さ
れている。トレイ39には、わずかに盛上がった凸部4
0が設けられている。シリコン基板13はトレイ39の
上に置かれている。
第9A図を参照して、後室36を酸化膜除去室として使
用する場合には、プラテン37は支軸41に支えられて
、水平に配向する。このとき、シリコン基板13と低圧
水銀ランプ27bは互いに対向する。
用する場合には、プラテン37は支軸41に支えられて
、水平に配向する。このとき、シリコン基板13と低圧
水銀ランプ27bは互いに対向する。
第9B図を参照して、後室36を薄膜形成室として使用
する場合には、プラテン37を回転軸38を中心に回転
させ、シリコン基板13をターゲット17と対向させる
。プラテン37が回転すると、シリコン基板13はプラ
テン37の市内を斜め下方向に滑り落ちようとするが、
凸部40によって、それ以上の落下が防止される。
する場合には、プラテン37を回転軸38を中心に回転
させ、シリコン基板13をターゲット17と対向させる
。プラテン37が回転すると、シリコン基板13はプラ
テン37の市内を斜め下方向に滑り落ちようとするが、
凸部40によって、それ以上の落下が防止される。
次に、この装置を用いて、半導体基板の表面に薄膜を形
成する方法について説明する。
成する方法について説明する。
酸化膜形成室で酸化膜を形成する方法については、第2
図の説明のところで述べた方法と同じであるので、ここ
ではその説明を省略し、それ以後の工程について説明す
る。
図の説明のところで述べた方法と同じであるので、ここ
ではその説明を省略し、それ以後の工程について説明す
る。
第9A図を参照して、プラテン37を支軸41に支持さ
せて、プラテン37を水平方向に配向させる。続いて、
ロックバルブ2aを開けて、搬送手段9a、9bを駆動
し、酸化膜が形成されたシリコン基板13を後室36内
に送り込む。そして、トレイ39の上に、シリコン基板
13を置く。このとき、シリコン基板13と低圧水銀ラ
ンプ27bは対向する。次いで、酸化膜除去用ガス導入
管31より、HCIIガスを後室36内に導入し、シリ
コン基板13の表面にHCiガスを供給する。
せて、プラテン37を水平方向に配向させる。続いて、
ロックバルブ2aを開けて、搬送手段9a、9bを駆動
し、酸化膜が形成されたシリコン基板13を後室36内
に送り込む。そして、トレイ39の上に、シリコン基板
13を置く。このとき、シリコン基板13と低圧水銀ラ
ンプ27bは対向する。次いで、酸化膜除去用ガス導入
管31より、HCIIガスを後室36内に導入し、シリ
コン基板13の表面にHCiガスを供給する。
次いで、低圧水銀ランプ27bを点灯することにより、
紫外線入射窓26bからシリコン基板13の表面に紫外
線を照射する。この紫外線照射と同時に、シリコン基板
13を加熱手段28bにより、200〜700℃に加熱
する。すると、光と熱の相乗効果により、シリコン基板
13上の酸化膜が除去される。酸化膜の除去が完了する
と、HCuガスの導入および低圧水銀ランプ27bの照
射を止め、後室内のHCuガスを排気して、後室36内
を高真空状態にする。
紫外線入射窓26bからシリコン基板13の表面に紫外
線を照射する。この紫外線照射と同時に、シリコン基板
13を加熱手段28bにより、200〜700℃に加熱
する。すると、光と熱の相乗効果により、シリコン基板
13上の酸化膜が除去される。酸化膜の除去が完了する
と、HCuガスの導入および低圧水銀ランプ27bの照
射を止め、後室内のHCuガスを排気して、後室36内
を高真空状態にする。
続いて、第9B図を参照して、プラテン37を回転軸3
8を中心に回転させ、シリコン基板13とターゲット1
7とを対向させる。この状態で、アルゴンガス導入管1
0よりアルゴンガスを導入し、直流電源18によって、
アルゴンガスとターゲット17間に高電圧を印加し、プ
ラズマを発生させる。このプラズマ中のアルゴンイオン
がターゲット17に高いエネルギで衝突し、ターゲット
17の物質をスパッタして、この物質をシリコン基板1
3上に堆積させる。すると、シリコン基板13の表面に
薄膜が形成される。このような措成にしても、シリコン
基板と薄膜との界面構造がよく制御された半導体装置が
得られる。
8を中心に回転させ、シリコン基板13とターゲット1
7とを対向させる。この状態で、アルゴンガス導入管1
0よりアルゴンガスを導入し、直流電源18によって、
アルゴンガスとターゲット17間に高電圧を印加し、プ
ラズマを発生させる。このプラズマ中のアルゴンイオン
がターゲット17に高いエネルギで衝突し、ターゲット
17の物質をスパッタして、この物質をシリコン基板1
3上に堆積させる。すると、シリコン基板13の表面に
薄膜が形成される。このような措成にしても、シリコン
基板と薄膜との界面構造がよく制御された半導体装置が
得られる。
第10A図は、この発明の第6の実施例に係る薄膜形成
装置の断面図であり、第10B図は第10A図における
B−B断面図である。この装置は、シリコン基板を大量
に処理するための装置である。
装置の断面図であり、第10B図は第10A図における
B−B断面図である。この装置は、シリコン基板を大量
に処理するための装置である。
これらの図を参照して、実施例に係る薄膜形成装置はチ
ャンバ1を備えている。チャンバ1の内壁は、耐食性の
材料で被覆されている。チャンバ1は、ロックバルブ2
b、ロックバルブ2Cにより区分された、酸化膜形成室
23と、酸化膜除去室24と、薄膜形成室25とを備え
ている。
ャンバ1を備えている。チャンバ1の内壁は、耐食性の
材料で被覆されている。チャンバ1は、ロックバルブ2
b、ロックバルブ2Cにより区分された、酸化膜形成室
23と、酸化膜除去室24と、薄膜形成室25とを備え
ている。
酸化膜形成室23は、被処理物を入れるための入口が設
けられており、その入口はロックバルブ2aで閉じられ
ている。酸化膜形成室23には、酸化性ガス導入管30
が設けられている。酸化膜形成室23には、酸化膜形成
室23内に紫外線を入射するための紫外線入射窓26a
が設けられている。紫外線入射窓26aに対向して、低
圧水銀ランプ27aが設置されている。酸化膜形成室2
3内には、基板支持台11aが設置され、基板支持台1
1aの上には、ボート42が置かれている。
けられており、その入口はロックバルブ2aで閉じられ
ている。酸化膜形成室23には、酸化性ガス導入管30
が設けられている。酸化膜形成室23には、酸化膜形成
室23内に紫外線を入射するための紫外線入射窓26a
が設けられている。紫外線入射窓26aに対向して、低
圧水銀ランプ27aが設置されている。酸化膜形成室2
3内には、基板支持台11aが設置され、基板支持台1
1aの上には、ボート42が置かれている。
図には現われていないが、基板支持台11aの支持面に
は雄型接続具が設けられ、ボート42の底部には雌型接
続具が設けられ、これらの接続具を嵌合させて、ボート
42は基板支持台11aの上に置かれている。ボート4
2は複数個のシリコン基板13を保持できるように構成
されている。すなわち、ボート42は円柱形状のもので
あり、その側壁には上下方向に延びる溝43が、複数、
間隔を置いて形成されている。その溝43のそれぞれに
は、シリコン基板13を水平に保持する保持溝44が、
上下方向に間隔を置いて、複数、形成されている。基板
支持台11aは、加熱手段28aを備えている。基板支
持台11aは、その軸心を軸にして回転できるように構
成されている。
は雄型接続具が設けられ、ボート42の底部には雌型接
続具が設けられ、これらの接続具を嵌合させて、ボート
42は基板支持台11aの上に置かれている。ボート4
2は複数個のシリコン基板13を保持できるように構成
されている。すなわち、ボート42は円柱形状のもので
あり、その側壁には上下方向に延びる溝43が、複数、
間隔を置いて形成されている。その溝43のそれぞれに
は、シリコン基板13を水平に保持する保持溝44が、
上下方向に間隔を置いて、複数、形成されている。基板
支持台11aは、加熱手段28aを備えている。基板支
持台11aは、その軸心を軸にして回転できるように構
成されている。
酸化膜除去室24には、酸化膜除去用ガス導入管31が
設けられている。酸化膜除去室24には、酸化膜除去室
24内に紫外線を入射するための紫外線入射窓26bが
設けられている。紫外線入射窓26bに対向して、低圧
水銀ランプ27bが設置されている。酸化膜除去室24
内には、基板支持台1 ]、 bが設置されている。基
板支持台11bの支持面には、雄型接続具45が設けら
れている。
設けられている。酸化膜除去室24には、酸化膜除去室
24内に紫外線を入射するための紫外線入射窓26bが
設けられている。紫外線入射窓26bに対向して、低圧
水銀ランプ27bが設置されている。酸化膜除去室24
内には、基板支持台1 ]、 bが設置されている。基
板支持台11bの支持面には、雄型接続具45が設けら
れている。
この雄型接続具45は、ボート42の底部に設けられた
雌型接続具と嵌合するものである。基板支持台]、 1
bは、加熱手段28bを備えている。基板支持台11
bは、その軸心を軸にして、回転できるように構成され
ている。
雌型接続具と嵌合するものである。基板支持台]、 1
bは、加熱手段28bを備えている。基板支持台11
bは、その軸心を軸にして、回転できるように構成され
ている。
薄膜形成室25には、排気口8と、CVD用反応ガス導
入管29a、29bが設けられている。
入管29a、29bが設けられている。
また、薄膜形成室25は、被処理物を取出すための出口
が設けられており、その出口はロックバルブ2dで閉じ
られている。薄膜形成室25内には、基板支持台11c
が設置されている。基板支持台11cの支持面には雄型
接続具45が設けられ、この雄型接続具45はボート4
2の底部に形成された雌型接続具に嵌合するものである
。基板支持台11cは加熱手段28cを備えている。基
板支持台11cは、その軸心を軸にして回転できるよう
に構成されている。
が設けられており、その出口はロックバルブ2dで閉じ
られている。薄膜形成室25内には、基板支持台11c
が設置されている。基板支持台11cの支持面には雄型
接続具45が設けられ、この雄型接続具45はボート4
2の底部に形成された雌型接続具に嵌合するものである
。基板支持台11cは加熱手段28cを備えている。基
板支持台11cは、その軸心を軸にして回転できるよう
に構成されている。
当該装置は、たとえば2本の鋼線で形成されるや送手段
9を出し入れできるように構成されている。この搬送手
段は、当該装置に入って、ボート42を上方に持ち上げ
て、これを搬送する。基板支持台11a、llb又は1
1Cを回転させるときは、ボート42の回転を妨害しな
いように、この搬送手段9は装置から速やかに抜き取ら
れる。
9を出し入れできるように構成されている。この搬送手
段は、当該装置に入って、ボート42を上方に持ち上げ
て、これを搬送する。基板支持台11a、llb又は1
1Cを回転させるときは、ボート42の回転を妨害しな
いように、この搬送手段9は装置から速やかに抜き取ら
れる。
次に、この装置を用いて、シリコン基板上に薄・膜を形
成する方法について説明する。
成する方法について説明する。
複数枚のシリコン基板を保持させたボート42を準備す
る。次いで、ロックバルブ2aを開き、搬送手段9によ
り、酸化膜形成室23内にボートを搬入し、ボート42
の底部に設けられた雌型接続具を基板支持台11aの上
に設けられた雄型接続具に嵌合させるようにして、ボー
ト42を基板支持台1.1 aの上に置く。そして、搬
送手段9を装置から抜き取り、基板支持台11aを、そ
の軸心を軸にして、回転させる。次いで、酸化性ガス導
入管30より、酸化膜形成室23内に酸素、オゾンある
いはNF、ガス等の酸化性ガスを導入する。次いで、低
圧水銀ランプ27aを点灼し、紫外線入射窓26aより
、酸化膜形成室23内に紫外線を入射する。このとき、
加熱手段28aを動作させて、シリコン基板13を室温
から300℃に加熱する。これにより、シリコン基板1
3の表面に骨管していることがある有機汚染物等は、酸
化されて、昇華する。さらに、シリコン基板の温度を5
00℃から800℃程度に上げると、光化学反応により
、シリコン基板13の表面にごく薄い酸化膜が形成され
る。これにより、シリコン基板表面に形成されていた有
害な金属汚染層や、前工程のエツチング等で生じていた
表面損傷層は、この薄い酸化膜の中に取込まれる。
る。次いで、ロックバルブ2aを開き、搬送手段9によ
り、酸化膜形成室23内にボートを搬入し、ボート42
の底部に設けられた雌型接続具を基板支持台11aの上
に設けられた雄型接続具に嵌合させるようにして、ボー
ト42を基板支持台1.1 aの上に置く。そして、搬
送手段9を装置から抜き取り、基板支持台11aを、そ
の軸心を軸にして、回転させる。次いで、酸化性ガス導
入管30より、酸化膜形成室23内に酸素、オゾンある
いはNF、ガス等の酸化性ガスを導入する。次いで、低
圧水銀ランプ27aを点灼し、紫外線入射窓26aより
、酸化膜形成室23内に紫外線を入射する。このとき、
加熱手段28aを動作させて、シリコン基板13を室温
から300℃に加熱する。これにより、シリコン基板1
3の表面に骨管していることがある有機汚染物等は、酸
化されて、昇華する。さらに、シリコン基板の温度を5
00℃から800℃程度に上げると、光化学反応により
、シリコン基板13の表面にごく薄い酸化膜が形成され
る。これにより、シリコン基板表面に形成されていた有
害な金属汚染層や、前工程のエツチング等で生じていた
表面損傷層は、この薄い酸化膜の中に取込まれる。
次に、ロックバルブ2bを開き、搬送手段9を装置に挿
入し、ボート42を上方に持ち上げて、該ボート42を
酸化膜除去室24内に搬入し、上述のようにして、基板
支持台11bの上に該ボート42を置く。そして、搬送
手段9を抜き取り、基板支持台11bを、その軸心を軸
に回転させる。
入し、ボート42を上方に持ち上げて、該ボート42を
酸化膜除去室24内に搬入し、上述のようにして、基板
支持台11bの上に該ボート42を置く。そして、搬送
手段9を抜き取り、基板支持台11bを、その軸心を軸
に回転させる。
その後、ロックバルブ2bを閉じる。そして、酸化膜除
去用ガス導入管31より、HCuガスを酸化膜除去室2
4内に導入する。次いで、低圧水銀ランプ27bを点灯
し、紫外線を酸化膜除去室24内に導入し、シリコン基
板を加熱手段28bにより200〜700℃に加熱する
。すると、シリコン基板13表面に形成されていた酸化
膜はエツランプ除去され、シリコン基板13の清浄表面
が現われる。
去用ガス導入管31より、HCuガスを酸化膜除去室2
4内に導入する。次いで、低圧水銀ランプ27bを点灯
し、紫外線を酸化膜除去室24内に導入し、シリコン基
板を加熱手段28bにより200〜700℃に加熱する
。すると、シリコン基板13表面に形成されていた酸化
膜はエツランプ除去され、シリコン基板13の清浄表面
が現われる。
次に、ロックバルブ2Cを開き、同様の方法で、該ボー
ト42を薄膜形成室25内に搬入し、基板支持台11c
の上に該ボート42を置く。そして、ロックバルブ2C
を閉じる。次いで、搬送手段9を抜き取り、基板支持台
11cを、その軸心を軸に回転させる。その後、排気口
8より、薄膜形成室25内を排気する。次いで、加熱手
段28cにより、ボート42を介してシリコン基板13
を加熱し、CVD用反応性ガスを反応ガス導入管29a
、29bより薄膜形成室25内に導入する。すると、シ
リコン基板13上に薄膜が形成される。
ト42を薄膜形成室25内に搬入し、基板支持台11c
の上に該ボート42を置く。そして、ロックバルブ2C
を閉じる。次いで、搬送手段9を抜き取り、基板支持台
11cを、その軸心を軸に回転させる。その後、排気口
8より、薄膜形成室25内を排気する。次いで、加熱手
段28cにより、ボート42を介してシリコン基板13
を加熱し、CVD用反応性ガスを反応ガス導入管29a
、29bより薄膜形成室25内に導入する。すると、シ
リコン基板13上に薄膜が形成される。
このとき、有機汚染物、自然酸化膜、金属汚染層、表面
損傷層がシリコン基板13表面から除去されているので
、シリコン基板13と薄膜との界面構造がよく制御され
た半導体装置が得られる。このように構成された薄膜形
成装置を使用すると、シリ:コン基板を大量に処理でき
るという効果を奏する。
損傷層がシリコン基板13表面から除去されているので
、シリコン基板13と薄膜との界面構造がよく制御され
た半導体装置が得られる。このように構成された薄膜形
成装置を使用すると、シリ:コン基板を大量に処理でき
るという効果を奏する。
以上、具体的な実施例を挙げて、この発明の薄膜形成法
およびその装置について説明したが、本発明は、その精
神または主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な
形で実施することができる。
およびその装置について説明したが、本発明は、その精
神または主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な
形で実施することができる。
それゆえ、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にす
ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、
特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文
には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等
範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のも
のである。
ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、
特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文
には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等
範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のも
のである。
[発明の効果]
以上説明したとおり、この発明にかがる方法によれば、
半導体基板表面に付着していることのある有害な有機汚
染物、およびその表面に形成されていることがある有害
な金属汚染層、表面損傷層を容易に除去することができ
、得られた清浄表面に引き続き、大気にさらすことなく
、薄膜を形成できる。また、この発明に係る装置によれ
ば、酸化膜が除去された半導体基板の清浄表面に、引き
続き、連続的に、大気に晒すことなく薄膜を形成できる
。それゆえ、薄膜の特性および半導体基板と薄膜の界面
特性を著しく向上させた半導体装置゛が得られる。
半導体基板表面に付着していることのある有害な有機汚
染物、およびその表面に形成されていることがある有害
な金属汚染層、表面損傷層を容易に除去することができ
、得られた清浄表面に引き続き、大気にさらすことなく
、薄膜を形成できる。また、この発明に係る装置によれ
ば、酸化膜が除去された半導体基板の清浄表面に、引き
続き、連続的に、大気に晒すことなく薄膜を形成できる
。それゆえ、薄膜の特性および半導体基板と薄膜の界面
特性を著しく向上させた半導体装置゛が得られる。
第1A図、第1B図、第1C図および第1D図は、本発
明の実施例の工程を図示したものである。 第2図は、この発明の第1の実施例に係る薄膜形成装置
の断面図である。第3A図および第3B図は、酸化膜除
去工程を詳細に説明するための図である。第4図はシリ
コン基板のエツチング速度と温度との関係をアレニウス
プロットした図である。 第5A図、第5B図および第5C図は、シリコン基板の
エツチング速度を求めるための方法を示した図である。 第6図はこの発明の第2の実施例に係る薄膜形成装置の
断面図である。第7図はこの発明の第3の実施例に係る
薄膜形成装置の断面図である。第8図はこの発明の第4
の実施例に係る薄膜形成装置の断面図である。第9A図
および第9B図はこの発明の第5の実施例に係る薄膜形
成装置の断面図である。第10A図および第10B図は
この発明の第6の実施例に係る薄膜形成装置の断面図で
ある。第11図は従来の薄膜形成装置の断面図である。 図において、1はチャンバ、13は半導体(シリコン)
基板、23は酸化膜形成室、24は酸化膜除去室、25
は薄膜形成室、26a、26bは紫外線入射窓、27a
、27bは低圧水銀ランプ、28a、28b、28cは
加熱手段、29a、 29bは反応ガス導入管、30
は酸化性ガス導入管、31は酸化膜除去用ガス導入管で
ある。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
明の実施例の工程を図示したものである。 第2図は、この発明の第1の実施例に係る薄膜形成装置
の断面図である。第3A図および第3B図は、酸化膜除
去工程を詳細に説明するための図である。第4図はシリ
コン基板のエツチング速度と温度との関係をアレニウス
プロットした図である。 第5A図、第5B図および第5C図は、シリコン基板の
エツチング速度を求めるための方法を示した図である。 第6図はこの発明の第2の実施例に係る薄膜形成装置の
断面図である。第7図はこの発明の第3の実施例に係る
薄膜形成装置の断面図である。第8図はこの発明の第4
の実施例に係る薄膜形成装置の断面図である。第9A図
および第9B図はこの発明の第5の実施例に係る薄膜形
成装置の断面図である。第10A図および第10B図は
この発明の第6の実施例に係る薄膜形成装置の断面図で
ある。第11図は従来の薄膜形成装置の断面図である。 図において、1はチャンバ、13は半導体(シリコン)
基板、23は酸化膜形成室、24は酸化膜除去室、25
は薄膜形成室、26a、26bは紫外線入射窓、27a
、27bは低圧水銀ランプ、28a、28b、28cは
加熱手段、29a、 29bは反応ガス導入管、30
は酸化性ガス導入管、31は酸化膜除去用ガス導入管で
ある。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)半導体基板を準備する工程と、 前記半導体基板を酸化性ガス雰囲気にさらし、該半導体
基板を加熱しながら、該半導体基板表面に光を照射して
、該半導体基板表面にごく薄い酸化膜を成長させる酸化
膜形成工程とを備え、それによって、前記半導体基板表
面に付着していることがあり得る有機汚染物等は酸化除
去され、さらに 前記酸化膜を成長させた半導体基板表面から該酸化膜を
除去して、前記半導体基板の清浄表面を露出させる酸化
膜除去工程と、 前記露出した半導体基板の清浄表面に、大気にさらすこ
となく、引き続き、薄膜を形成する薄膜形成工程と、 を備えた、半導体基板表面に薄膜を形成する方法。 - (2)半導体基板を収容するチャンバと、 前記チャンバ内に収容された前記半導体基板の表面に酸
化膜を成長させる酸化膜形成手段とを備え、 前記酸化膜形成手段は、 前記チャンバ内に酸化性ガスを導入する酸化性ガス導入
手段と、 前記チャンバ内に収容された前記半導体基板を加熱する
第1の加熱手段と、 前記チャンバ内に収容された前記半導体基板の表面に光
を照射する第1の光照射手段と、を含み、さらに 前記半導体基板表面に形成された前記酸化膜を除去する
酸化膜除去手段と、 前記酸化膜が除去された半導体基板の清浄表面に薄膜を
形成する薄膜形成手段と、 を備えた、半導体基板表面に薄膜を形成する装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154118A JPH01319944A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 半導体基板表面に薄膜を形成する方法およびその装置 |
| US07/317,710 US5028560A (en) | 1988-06-21 | 1989-03-01 | Method for forming a thin layer on a semiconductor substrate |
| US07/687,154 US5178682A (en) | 1988-06-21 | 1991-04-18 | Method for forming a thin layer on a semiconductor substrate and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154118A JPH01319944A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 半導体基板表面に薄膜を形成する方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319944A true JPH01319944A (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=15577317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63154118A Pending JPH01319944A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 半導体基板表面に薄膜を形成する方法およびその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5028560A (ja) |
| JP (1) | JPH01319944A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006108243A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7135417B2 (en) | 1998-02-02 | 2006-11-14 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a semiconductor device |
| JP2008502580A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Uv線を用いたシリコン含有膜の低温エピタキシャル成長 |
| JP2013541178A (ja) * | 2010-08-04 | 2013-11-07 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板の表面から汚染物質および自然酸化物を除去する方法 |
Families Citing this family (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5017979A (en) | 1989-04-28 | 1991-05-21 | Nippondenso Co., Ltd. | EEPROM semiconductor memory device |
| US6373093B2 (en) | 1989-04-28 | 2002-04-16 | Nippondenso Corporation | Semiconductor memory device and method of manufacturing the same |
| US5500393A (en) * | 1990-05-21 | 1996-03-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for fabricating a schottky junction |
| US5244843A (en) | 1991-12-17 | 1993-09-14 | Intel Corporation | Process for forming a thin oxide layer |
| US5352636A (en) * | 1992-01-16 | 1994-10-04 | Applied Materials, Inc. | In situ method for cleaning silicon surface and forming layer thereon in same chamber |
| US5275667A (en) * | 1992-05-04 | 1994-01-04 | Motorola, Inc. | Method of characterizing the level of cleanliness of an inorganic surface |
| US5294571A (en) * | 1992-07-22 | 1994-03-15 | Vlsi Technology, Inc. | Rapid thermal oxidation of silicon in an ozone ambient |
| US5300187A (en) * | 1992-09-03 | 1994-04-05 | Motorola, Inc. | Method of removing contaminants |
| JPH06151395A (ja) * | 1992-11-10 | 1994-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Si清浄表面形成方法 |
| JPH06204494A (ja) * | 1993-01-07 | 1994-07-22 | Fujitsu Ltd | 絶縁膜の形成方法および半導体素子の製造方法 |
| US5589422A (en) * | 1993-01-15 | 1996-12-31 | Intel Corporation | Controlled, gas phase process for removal of trace metal contamination and for removal of a semiconductor layer |
| US5663077A (en) | 1993-07-27 | 1997-09-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a thin film transistor in which the gate insulator comprises two oxide films |
| DE69421465T2 (de) * | 1993-07-30 | 2000-02-10 | Applied Materials, Inc. | Verfahren zur Ablagerung von Silzium-Nitrid auf Siliziumoberflächen |
| US5348913A (en) * | 1993-08-06 | 1994-09-20 | At&T Bell Laboratories | Methods for encapsulating electronic devices |
| US6897100B2 (en) | 1993-11-05 | 2005-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for processing semiconductor device apparatus for processing a semiconductor and apparatus for processing semiconductor device |
| CN1052566C (zh) * | 1993-11-05 | 2000-05-17 | 株式会社半导体能源研究所 | 制造半导体器件的方法 |
| TW260806B (ja) * | 1993-11-26 | 1995-10-21 | Ushio Electric Inc | |
| US6124211A (en) * | 1994-06-14 | 2000-09-26 | Fsi International, Inc. | Cleaning method |
| US6015503A (en) * | 1994-06-14 | 2000-01-18 | Fsi International, Inc. | Method and apparatus for surface conditioning |
| JPH0864559A (ja) * | 1994-06-14 | 1996-03-08 | Fsi Internatl Inc | 基板面から不要な物質を除去する方法 |
| US5534107A (en) * | 1994-06-14 | 1996-07-09 | Fsi International | UV-enhanced dry stripping of silicon nitride films |
| AU3859995A (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-19 | Midwest Research Institute | Application of optical processing for growth of silicon dioxide |
| US5635102A (en) | 1994-09-28 | 1997-06-03 | Fsi International | Highly selective silicon oxide etching method |
| US5455204A (en) * | 1994-12-12 | 1995-10-03 | International Business Machines Corporation | Thin capacitor dielectric by rapid thermal processing |
| US5891809A (en) * | 1995-09-29 | 1999-04-06 | Intel Corporation | Manufacturable dielectric formed using multiple oxidation and anneal steps |
| JP3105770B2 (ja) * | 1995-09-29 | 2000-11-06 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5966623A (en) * | 1995-10-25 | 1999-10-12 | Eastman Kodak Company | Metal impurity neutralization within semiconductors by fluorination |
| US7025831B1 (en) | 1995-12-21 | 2006-04-11 | Fsi International, Inc. | Apparatus for surface conditioning |
| US5782986A (en) * | 1996-01-11 | 1998-07-21 | Fsi International | Process for metals removal using beta-diketone or beta-ketoimine ligand forming compounds |
| SE9600524D0 (sv) * | 1996-02-14 | 1996-02-14 | Abb Research Ltd | A method and a device for oxidation of a semiconductor layer of SiC |
| US5693928A (en) * | 1996-06-27 | 1997-12-02 | International Business Machines Corporation | Method for producing a diffusion barrier and polymeric article having a diffusion barrier |
| TW406303B (en) * | 1997-03-24 | 2000-09-21 | Shinetsu Handotai Kk | Silicon semiconductor single crystal and the method of manufacturing the same |
| JP3717634B2 (ja) * | 1997-06-17 | 2005-11-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| US7030038B1 (en) | 1997-07-31 | 2006-04-18 | Texas Instruments Incorporated | Low temperature method for forming a thin, uniform oxide |
| US6165273A (en) | 1997-10-21 | 2000-12-26 | Fsi International Inc. | Equipment for UV wafer heating and photochemistry |
| JP2001513024A (ja) * | 1997-12-10 | 2001-08-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ポリアルキレン上に被覆を設ける方法 |
| WO2000005747A2 (en) * | 1998-06-30 | 2000-02-03 | Semitool, Inc. | Metallization structures for microelectronic applications and process for forming the structures |
| US6589353B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-07-08 | Seagate Technology Llc | Treatment of air-bearing surface of a disc drive slider with light and oxidizing gas |
| US6494959B1 (en) | 2000-01-28 | 2002-12-17 | Applied Materials, Inc. | Process and apparatus for cleaning a silicon surface |
| JP2004128195A (ja) * | 2002-10-02 | 2004-04-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | 保護膜の製造方法 |
| CA2558535A1 (en) * | 2004-03-03 | 2005-10-06 | Teva Pharmaceutical Industries Ltd. | A stable pharmaceutical composition comprising an acid labile drug |
| DE102004015307A1 (de) * | 2004-03-29 | 2005-10-20 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Präparation der Oberfläche eines Halbleiterkörpers |
| US9659769B1 (en) | 2004-10-22 | 2017-05-23 | Novellus Systems, Inc. | Tensile dielectric films using UV curing |
| US7235492B2 (en) * | 2005-01-31 | 2007-06-26 | Applied Materials, Inc. | Low temperature etchant for treatment of silicon-containing surfaces |
| US8454750B1 (en) * | 2005-04-26 | 2013-06-04 | Novellus Systems, Inc. | Multi-station sequential curing of dielectric films |
| US8980769B1 (en) | 2005-04-26 | 2015-03-17 | Novellus Systems, Inc. | Multi-station sequential curing of dielectric films |
| JP4640800B2 (ja) * | 2005-06-22 | 2011-03-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の処理方法、処理装置、薄膜形成方法、薄膜形成装置及びプログラム |
| US10037905B2 (en) | 2009-11-12 | 2018-07-31 | Novellus Systems, Inc. | UV and reducing treatment for K recovery and surface clean in semiconductor processing |
| US10347547B2 (en) | 2016-08-09 | 2019-07-09 | Lam Research Corporation | Suppressing interfacial reactions by varying the wafer temperature throughout deposition |
| US9847221B1 (en) | 2016-09-29 | 2017-12-19 | Lam Research Corporation | Low temperature formation of high quality silicon oxide films in semiconductor device manufacturing |
| JP6709295B2 (ja) * | 2016-12-19 | 2020-06-10 | 株式会社Fuji | 部品装着機 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139034A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Nec Corp | 絶縁膜の製造方法 |
| JPS62293727A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63120428A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Fujitsu Ltd | 酸化方法及び酸化装置 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3773578A (en) * | 1970-12-01 | 1973-11-20 | Us Army | Method of continuously etching a silicon substrate |
| US3949119A (en) * | 1972-05-04 | 1976-04-06 | Atomic Energy Of Canada Limited | Method of gas doping of vacuum evaporated epitaxial silicon films |
| US3969164A (en) * | 1974-09-16 | 1976-07-13 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Native oxide technique for preparing clean substrate surfaces |
| US4115163A (en) * | 1976-01-08 | 1978-09-19 | Yulia Ivanovna Gorina | Method of growing epitaxial semiconductor films utilizing radiant heating |
| US4226667A (en) * | 1978-10-31 | 1980-10-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Oxide masking of gallium arsenide |
| JPS55105334A (en) * | 1979-02-06 | 1980-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | Method for surface treatment |
| JPS5618437A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-21 | Fujitsu Ltd | Inspection method for semiconductor crystal |
| US4292093A (en) * | 1979-12-28 | 1981-09-29 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method using laser irradiation for the production of atomically clean crystalline silicon and germanium surfaces |
| JPS6055158B2 (ja) * | 1980-06-12 | 1985-12-03 | 松下電器産業株式会社 | 貯水タンク機構 |
| US4361461A (en) * | 1981-03-13 | 1982-11-30 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Hydrogen etching of semiconductors and oxides |
| US4421576A (en) * | 1981-09-14 | 1983-12-20 | Rca Corporation | Method for forming an epitaxial compound semiconductor layer on a semi-insulating substrate |
| GB2111037B (en) * | 1981-11-23 | 1984-10-17 | Hughes Aircraft Co | Preparing substrates for semi-conductors |
| JPS5975629A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS59123226A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造装置 |
| GB8330126D0 (en) * | 1983-11-11 | 1983-12-21 | Secr Defence | Coating laser optical components |
| US4595601A (en) * | 1984-05-25 | 1986-06-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of selectively forming an insulation layer |
| US4579609A (en) * | 1984-06-08 | 1986-04-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Growth of epitaxial films by chemical vapor deposition utilizing a surface cleaning step immediately before deposition |
| JPS6136936A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-21 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US4590091A (en) * | 1984-12-17 | 1986-05-20 | Hughes Aircraft Company | Photochemical process for substrate surface preparation |
| US4585517A (en) * | 1985-01-31 | 1986-04-29 | Motorola, Inc. | Reactive sputter cleaning of semiconductor wafer |
| US4655849A (en) * | 1985-05-22 | 1987-04-07 | Eaton Corporation | Semiconductor processing technique for generating dangling surface bonds and growing epitaxial layer by excimer laser |
| JPS61276325A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-06 | Fujitsu Ltd | シリコン基板のエツチング方法 |
| JPS62210627A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-16 | Toshiba Corp | 半導体ウエハの製造方法 |
| JPS62272540A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63129633A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-02 | Fujitsu Ltd | 半導体表面処理方法 |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63154118A patent/JPH01319944A/ja active Pending
-
1989
- 1989-03-01 US US07/317,710 patent/US5028560A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139034A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Nec Corp | 絶縁膜の製造方法 |
| JPS62293727A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63120428A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Fujitsu Ltd | 酸化方法及び酸化装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7135417B2 (en) | 1998-02-02 | 2006-11-14 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a semiconductor device |
| JP2008502580A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Uv線を用いたシリコン含有膜の低温エピタキシャル成長 |
| JP2006108243A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2013541178A (ja) * | 2010-08-04 | 2013-11-07 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板の表面から汚染物質および自然酸化物を除去する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5028560A (en) | 1991-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH01319944A (ja) | 半導体基板表面に薄膜を形成する方法およびその装置 | |
| US5178682A (en) | Method for forming a thin layer on a semiconductor substrate and apparatus therefor | |
| CN100474517C (zh) | Ti膜及TiN膜的成膜方法 | |
| KR0139793B1 (ko) | 막형성 방법 | |
| KR920006261B1 (ko) | 반도체장치의 제조방법 및 그 장치 | |
| US6460369B2 (en) | Consecutive deposition system | |
| KR100297284B1 (ko) | 처리장치및드라이크리닝방법 | |
| US5407867A (en) | Method of forming a thin film on surface of semiconductor substrate | |
| US5174881A (en) | Apparatus for forming a thin film on surface of semiconductor substrate | |
| US5217501A (en) | Vertical wafer heat treatment apparatus having dual load lock chambers | |
| US6579730B2 (en) | Monitoring process for oxide removal | |
| KR102651019B1 (ko) | 성막 방법 및 성막 장치 | |
| EP1630858B1 (en) | Substrate processing system | |
| JP3667038B2 (ja) | Cvd成膜方法 | |
| JP4750773B2 (ja) | 基板の処理システム | |
| JP2729310B2 (ja) | 半導体基板表面に薄膜を形成する装置 | |
| JPH0786187A (ja) | マルチチャンバー処理装置のクリーニング方法 | |
| JP3066691B2 (ja) | マルチチャンバー処理装置及びそのクリーニング方法 | |
| JP2001338919A (ja) | クリーニング方法及び処理装置 | |
| JP2002008991A (ja) | クリーニング方法 | |
| JP4105120B2 (ja) | 成膜方法 | |
| JPH10335318A (ja) | 半導体製造装置のクリーニング方法 | |
| JP5001489B2 (ja) | 処理装置 | |
| JP3173698B2 (ja) | 熱処理方法及びその装置 | |
| KR20020096860A (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 기판 처리장치 |