JP2009212303A - Substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ALD(Atomic Layer Deposition)成膜方法を用いて、シリコンウェーハ等の基板に酸化膜を生成する基板処理方法、特に100℃〜300℃で成膜処理される極低温酸化膜形成を行う基板処理方法に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing method for forming an oxide film on a substrate such as a silicon wafer by using an ALD (Atomic Layer Deposition) film forming method, and particularly to forming an ultra-low temperature oxide film to be processed at 100 ° C. to 300 ° C. The present invention relates to a substrate processing method to be performed.
近年、半導体DRAMデバイスの高密度化、多層配線化に伴い、低温での成膜が要求され、更に表面の平坦性、ステップカバレッジ(凹部埋込み性)が要求され、斯かる表面の平坦性、ステップカバレッジに優れた成膜方法としてALD法が注目されている。 In recent years, with the increase in density and multilayer wiring of semiconductor DRAM devices, film formation at a low temperature is required, and further, surface flatness and step coverage (recess embedding property) are required. The ALD method has attracted attention as a film forming method with excellent coverage.
ALD法は、金属含有の原料ガスAと酸化力のある原料ガスB(例えば、O3 、O2 、H2 O等)とを比較的低温に設定された基板上に交互に供給することにより、原料ガスの吸着、脱離といった過程を経て基板に薄膜を堆積させる方法である。 In the ALD method, a metal-containing source gas A and an oxidizing source gas B (for example, O 3 , O 2 , H 2 O, etc.) are alternately supplied onto a substrate set at a relatively low temperature. In this method, a thin film is deposited on a substrate through a process such as adsorption and desorption of a source gas.
然し、これらの原料ガスを交互に反応室に流して酸化膜を形成する場合の問題点として、トレンチ(溝)構造を持つパターンウェーハを用いるとウェーハ中央部に於いて膜厚が低下して段差被覆性が悪かったり、1バッチ内に於いてパターンウェーハの装填枚数によって酸化膜、例えばHfO2 膜、或はSiO2 膜、の被覆性が低下(以下、ローディング効果)する問題があった。 However, as a problem in forming oxide films by alternately flowing these source gases into the reaction chamber, if a patterned wafer with a trench (groove) structure is used, the film thickness decreases at the center of the wafer, resulting in a step difference. There is a problem that the coverage is poor, or the coverage of an oxide film such as an HfO 2 film or an SiO 2 film is lowered (hereinafter referred to as a loading effect) depending on the number of pattern wafers loaded in one batch.
段差被覆性やローディング効果を改善する為に酸化膜原料の供給量を増大したり、供給時間を増大すれば段差被覆性やローディング効果は改善されるが、成膜時間の増大を招いてスループットが悪化したり、原料消費量の増大により原料に掛かるコストが増大してCOO(Cost of ownership:1枚当りの製造コスト)の悪化を招くことになっていた。 Increasing the supply amount of oxide film raw material to improve the step coverage and loading effect or increasing the supply time will improve the step coverage and loading effect, but will increase the deposition time and increase throughput. The cost of the raw material is increased due to the deterioration of the raw material consumption and the COO (Cost of Ownership: manufacturing cost per sheet) is deteriorated.
本発明は斯かる実情に鑑み、金属酸化物の薄膜形成に於いて、ローディング効果、段差被覆性、表面平坦性を改善し、又成膜時間の短縮を図り、歩留りの向上、スループットの改善、製造コストの低減を図るものである。 In view of such circumstances, the present invention improves the loading effect, step coverage, and surface flatness in metal oxide thin film formation, shortens the film formation time, improves yield, improves throughput, The manufacturing cost is reduced.
本発明は、基板を処理室に搬入する第1の工程と、前記処理室に金属化合物又はケイ素化合物である第1の原料を供給する第2の工程と、前記処理室の雰囲気を排気する第3の工程と、前記処理室にO含有ガスである第2の原料を導入する第4の工程と、前記処理室の雰囲気を排気する第5の工程と、前記基板の表面にH2 Oを曝す第6の工程と、前記処理室の雰囲気を排気する第7の工程と、前記基板を前記処理室から搬出する第8の工程とを含み、前記第2の工程から前記第7の工程を順に所定回数繰返して行い、前記基板の表面に金属酸化膜又はケイ素酸化膜を形成する基板処理方法であって、前記基板を155℃〜165℃に含まれる温度の範囲で加熱しつつ、前記第6の工程を行う基板処理方法に係るものである。 The present invention provides a first step of carrying a substrate into a processing chamber, a second step of supplying a first raw material that is a metal compound or a silicon compound to the processing chamber, and a first step of exhausting the atmosphere of the processing chamber. 3, a fourth step of introducing a second raw material that is an O-containing gas into the processing chamber, a fifth step of exhausting the atmosphere of the processing chamber, and H 2 O on the surface of the substrate. Including a sixth step of exposing, a seventh step of evacuating the atmosphere of the processing chamber, and an eighth step of unloading the substrate from the processing chamber, and the second step to the seventh step. A substrate processing method of repeatedly performing a predetermined number of times in order to form a metal oxide film or a silicon oxide film on the surface of the substrate, wherein the substrate is heated in a temperature range of 155 ° C. to 165 ° C. The present invention relates to a substrate processing method for performing step 6.
又本発明は、前記金属酸化膜或はケイ素酸化膜は、Al2 O3 ,TiO2 ,ZrO2 ,HfO2 ,Ta2 O5 ,RuO2 ,IrO2 ,SiO2 等から選択される基板処理方法に係り、又前記金属酸化薄膜或は前記ケイ素酸化膜は、Al2 O3 ,TiO2 ,ZrO2 ,HfO2 ,Ta2 O5 ,RuO2 ,IrO2 ,SiO2 のいずれかである基板処理方法に係り、又前記第1の原料は、金属化合物としてアルミニウム原子、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、タンタル原子、ルテニウム原子、イリジウム原子、シリコン原子のいずれかを含む有機化合物又は前記原子のいずれかの塩化物である基板処理方法に係るものである。 According to the present invention, the metal oxide film or silicon oxide film is a substrate treatment selected from Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , RuO 2 , IrO 2 , SiO 2, etc. According to the method, the metal oxide thin film or the silicon oxide film is any one of Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , RuO 2 , IrO 2 , and SiO 2. The first raw material is an organic compound containing any one of an aluminum atom, a titanium atom, a zirconium atom, a hafnium atom, a tantalum atom, a ruthenium atom, an iridium atom, and a silicon atom as a metal compound, or The present invention relates to a substrate processing method which is any chloride.
又本発明は、前記有機化合物である第1の原料は、MHn [OCR1 R2 R3 ]m-n 、MHn [NR4 R5 ]m-n である基板処理方法に係るものである。 The present invention also relates to the substrate processing method, wherein the first raw material that is the organic compound is MH n [OCR 1 R 2 R 3 ] mn , MH n [NR 4 R 5 ] mn .
但し、Mはアルミニウム原子、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、タンタル原子、ルテニウム原子、イリジウム原子、シリコン原子のいずれかの原子を含む金属を示し、mは該金属の安定価数、nは0〜2の整数、但しMがケイ素以外の原子である場合には0を表し、R1-5 は炭素数1〜4の中間にエーテル結合を含んでも良いアルキル基である。 M represents a metal containing any one of an aluminum atom, a titanium atom, a zirconium atom, a hafnium atom, a tantalum atom, a ruthenium atom, an iridium atom, and a silicon atom, m represents a stable valence of the metal, and n represents 0. An integer of ˜2, but when M is an atom other than silicon, 0 is represented, and R 1-5 is an alkyl group which may contain an ether bond in the middle of 1 to 4 carbon atoms.
又本発明は、前記第2の原料は、オゾン(O3 )、過酸化水素(H2 O2 )、酸素(O2 )のいずれかである基板処理方法に係り、又前記第3の工程、前記第5の工程、前記第7の工程は、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、窒素(N2 )のいずれかの不活性ガスの供給を含む基板処理方法に係り、更に又前記第6の工程で、前記処理室にH2 Oを導入する基板処理方法に係るものである。 The present invention also relates to a substrate processing method wherein the second raw material is any one of ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and oxygen (O 2 ), and the third step The fifth step and the seventh step relate to a substrate processing method including supplying an inert gas of helium (He), neon (Ne), argon (Ar), or nitrogen (N 2 ). Furthermore, the sixth step relates to a substrate processing method for introducing H 2 O into the processing chamber.
本発明によれば、基板を処理室に搬入する第1の工程と、前記処理室に金属化合物又はケイ素化合物である第1の原料を供給する第2の工程と、前記処理室の雰囲気を排気する第3の工程と、前記処理室にO含有ガスである第2の原料を導入する第4の工程と、前記処理室の雰囲気を排気する第5の工程と、前記基板の表面にH2 Oを曝す第6の工程と、前記処理室の雰囲気を排気する第7の工程と、前記基板を前記処理室から搬出する第8の工程とを含み、前記第2の工程から前記第7の工程を順に所定回数繰返して行い、前記基板の表面に金属酸化膜又はケイ素酸化膜を形成する基板処理方法であって、前記基板を155℃〜165℃に含まれる温度の範囲で加熱しつつ、前記第6の工程を行うので、前記基板表面がOH終端し、酸化膜原料の吸着性を向上させ、ローディング効果、段差被覆性、表面平坦性を改善し、成膜時間の短縮が図れ、歩留りの向上、スループットの改善、製造コストの低減が図れるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a first step of carrying a substrate into a processing chamber, a second step of supplying a first raw material that is a metal compound or a silicon compound to the processing chamber, and exhausting the atmosphere of the processing chamber. A third step of introducing a second raw material, which is an O-containing gas, into the processing chamber, a fifth step of exhausting the atmosphere of the processing chamber, and H 2 on the surface of the substrate. Including a sixth step of exposing O, a seventh step of evacuating the atmosphere of the processing chamber, and an eighth step of unloading the substrate from the processing chamber, from the second step to the seventh step It is a substrate processing method in which a process is repeatedly performed a predetermined number of times in order to form a metal oxide film or a silicon oxide film on the surface of the substrate, while heating the substrate in a temperature range of 155 ° C. to 165 ° C., Since the sixth step is performed, the substrate surface is terminated with OH, and the oxide film Improves material adsorbability, improves loading effect, step coverage, and surface flatness, shortens film formation time, improves yield, improves throughput, and reduces manufacturing costs. To do.
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
原子層成膜(Atomic Layer Deposition:ALD)は1960−1970年代にセルフリミットの気相−固相反応としてロシアのAleskovskii、フィンランドのSuntola等のグル一プにより見出された。然し、そのプロセスは未だ十分に解明されているとは言い難い。最近ではALD HfO2 に関する成膜モデルもいくつか報告されている。 Atomic Layer Deposition (ALD) was discovered in the 1960s-1970s by a group of Russian Alessovskii, Finnish Suntola, etc. as a self-limited gas-solid reaction. However, the process is not yet fully understood. Recently, several deposition models for ALD HfO 2 have also been reported.
原料としてHfCl4 とH2 Oの系を用い、ALD法により成膜を行った例が、R.L.Puurunen,M.A.Alam,M.L.Green,M.Ylilammi等から報告が行われているが、彼等の報告によればALD初期成膜過程はサイクル数と膜厚の関係に於いて3つの領域に分けられ、初期領域、遷移領域、一定領域が存在するとしている。これらの領域に於けるサイクル数と膜厚の関係は、吸着表面が水素終端されているか、OH終端されているかにより異なる。これらはケミカルオキサイド表面とHF処理した水素終端表面では吸着が異なることから認識された。 An example of film formation by the ALD method using a system of HfCl 4 and H 2 O as a raw material is described in R.A. L. Puruunen, M .; A. Alam, M .; L. Green, M.M. According to their report, Ylilammi et al. Reported that the ALD initial film formation process is divided into three regions according to the relationship between the number of cycles and the film thickness. It is supposed to exist. The relationship between the number of cycles and the film thickness in these regions differs depending on whether the adsorption surface is hydrogen-terminated or OH-terminated. These were recognized because the adsorption was different between the chemical oxide surface and the hydrogen-terminated surface treated with HF.
又、M.A.AlamとM.L.GreenはHfCl4 とH2 Oの反応系に於いてHfO2 の成膜速度を以下の式(1)(2)で表した。 Also, MA Alam and M.A. L. Green expressed the deposition rate of HfO 2 in the reaction system of HfCl 4 and H 2 O by the following equations (1) and (2).
dNHfO /dC=KCOV NOH (式1) dN HfO / dC = K COV N OH (Formula 1)
dNOH/dC=k2 (N0 −NSiOH)+(αcov -1)KCOV NOH (式2) dN OH / dC = k 2 (N 0 −N SiOH ) + (α cov −1) K COV N OH (Formula 2)
ここで、NHfO はALD反応後に単位面積あたりに堆積したHfO2 膜の総量、CはALDのサイクル数、KCOV はHfCl4 と反応するヒドロキシル基(−OH)の数、NOHはヒドロキシル基の表面濃度、K2 は新しくSiと結合するヒドロキシル基の速度定数を表している。 Here, N HfO is the total amount of HfO 2 film deposited per unit area after the ALD reaction, C is the number of ALD cycles, K COV is the number of hydroxyl groups (—OH) that react with HfCl 4, and N OH is the hydroxyl group The surface concentration of K 2 represents the rate constant of the hydroxyl group that newly binds to Si.
更に、R.L.Puurunenは、初めのFirst Half−reactionでHfCl4 のCl基が基板上のOH基と反応しHfClx が吸着し、Second Half−reactionでHfClx のClがOHに置換するモデルを提案している。この様に吸着反応は基板上にOH基が存在していることにより進むと考えられている。 In addition, R.M. L. Puurunen the beginning of First Half-reaction Cl group HfCl 4 reacts with OH groups on the substrate with HfCl x is adsorbed, Cl of HfCl x in Second Half-Reaction has proposed a model to replace the OH . Thus, it is considered that the adsorption reaction proceeds due to the presence of OH groups on the substrate.
1%HFでエッチングしたSi表面はAT&TのChabal等のXPSによる研究により、ダングリングボンドの大部分がH(水素)終端され化学的安定な表面となっていることが明らかにされている。 The surface of Si etched with 1% HF has been found to be a chemically stable surface with most of dangling bonds terminated by H (hydrogen) by XPS studies such as Chabal et al. From AT & T.
然し、Hf(NMeEt)4 やSi(NMeEt)3 の様な有機物原料は、極性のないH終端された基板表面には吸着し難い。一方、OH終端されて基板表面は極性を持ち、吸着し易くなる。 However, organic materials such as Hf (NMeEt) 4 and Si (NMeEt) 3 are difficult to adsorb on the non-polar H-terminated substrate surface. On the other hand, when the OH is terminated, the substrate surface has polarity and is easily adsorbed.
従って、本発明ではOH終端表面が形成される様にし、有機物原料を用いた成膜処理に於いて、吸着性を向上させる。 Therefore, in the present invention, an OH-terminated surface is formed, and the adsorptivity is improved in the film forming process using the organic material.
ここで、OH終端表面を形成し得る反応系を例示すると、図1で示す様な、Si−N結合の加水分解、Si−H結合の酸化や加水分解、或はSi−O−Si結合の加水分解や、還元的解裂等があげられる。この中では特に、H2 Oを作用させる方法が簡便で有効である。 Here, as an example of a reaction system that can form an OH-terminated surface, hydrolysis of Si—N bonds, oxidation and hydrolysis of Si—H bonds, or Si—O—Si bonds as shown in FIG. Examples include hydrolysis and reductive cleavage. Among these, the method of allowing H 2 O to act is simple and effective.
次に具体的にOH終端表面形成する為の方法を示すが、本発明に至る迄の実験方法及び実験結果を説明する。 Next, a specific method for forming an OH-terminated surface will be described. The experimental method and experimental results up to the present invention will be described.
図2は、実験に用いた多重反射IR分光分析装置(以下、MIR−IRAS測定装置:Multi−internal reflection IR adsorption spectroscopy測定装置)1を示し、測定は該MIR−IRAS測定装置1を用いてMIR−IRAS測定法により行っている。 FIG. 2 shows a multiple reflection IR spectroscopic analyzer (hereinafter referred to as MIR-IRAS measuring apparatus) 1 used in the experiment, and the measurement is performed using the MIR-IRAS measuring apparatus 1. -Performed by IRAS measurement method.
MIR−IRAS測定法の特徴は分解能及び表面感度が高いことである。通常の透過型の赤外光吸収測定では赤外光の吸収は表面と裏面の2回だけであるが、MIR−IRAS測定法では50mm長の多重内部反射プリズム2の場合、内部反射回数はおよそ100回である。この2桁程度大きいサンプリング回数により表面検出感度を大幅に上げることが出来る。 The feature of the MIR-IRAS measurement method is high resolution and surface sensitivity. In normal transmission infrared light absorption measurement, the absorption of infrared light is only twice on the front and back surfaces, but in the MIR-IRAS measurement method, in the case of the 50 mm long multiple internal reflection prism 2, the number of internal reflections is approximately 100 times. The surface detection sensitivity can be greatly increased by the number of times of sampling that is about two digits larger.
前記多重内部反射プリズム(以下、Siプリズム)2は、n型PドープSi(100)、10Ω−cmの基板を0.5×10mm×40mmに切出し、赤外光の入射面と検出面を45°に研磨して作製している。該Siプリズム2を希HFで洗浄し、RCAクリーニングして試料とした。 The multiple internal reflection prism (hereinafter referred to as Si prism) 2 is an n-type P-doped Si (100), a 10 Ω-cm substrate cut out to 0.5 × 10 mm × 40 mm, and an infrared light incident surface and a detection surface 45. It is made by polishing at °. The Si prism 2 was washed with dilute HF and RCA cleaned to prepare a sample.
次で、このプリズムを前記MIR−IRAS測定装置1内に設置する。 Next, this prism is installed in the MIR-IRAS measuring apparatus 1.
前記MIR−IRAS測定装置1のチャンバ3内は超高真空(UHV)でべ−ス圧力は約1×10-10 Torrである。該チャンバ3内圧力はイオンゲージを用いて測定し、表面温度は放射温度計(パイロメー夕)により測定した。 The chamber 3 of the MIR-IRAS measuring apparatus 1 has an ultra high vacuum (UHV) and a base pressure of about 1 × 10 −10 Torr. The internal pressure of the chamber 3 was measured using an ion gauge, and the surface temperature was measured with a radiation thermometer (pyromerin).
励起された赤外光をCaF2 窓4を通して前記Siプリズム2試料に導入し、該Siプリズム2内を多重反射してCaF2 窓5を通して液体窒素で冷却されたMCT赤外検出器(InSb)6に集光させている。検出された赤外光は測定、解析ソフトを用いて作図され、原料の吸収ピーク位置の解析を行っている。 MCT infrared detector (InSb) in which excited infrared light is introduced into the Si prism 2 sample through the CaF 2 window 4, is reflected in the Si prism 2 and is cooled with liquid nitrogen through the CaF 2 window 5. 6 is condensed. The detected infrared light is plotted using measurement and analysis software to analyze the absorption peak position of the raw material.
図3に前記MIR−IRAS測定装置1で得られたデータを示す。 FIG. 3 shows data obtained by the MIR-IRAS measuring apparatus 1.
1050℃で酸化した前記Siプリズム2で温度を100℃〜200℃迄10℃間隔で上昇させて、H2 Oを照射した時の3750cm-1のOH吸収ピ−クの挙動を確認した。 The temperature of the Si prism 2 oxidized at 1050 ° C. was raised from 100 ° C. to 200 ° C. at intervals of 10 ° C., and the behavior of an OH absorption peak of 3750 cm −1 when H 2 O was irradiated was confirmed.
100℃〜150℃、170℃〜200℃迄の各条件ではOHピークはいずれも減少(吸着量が少ない)するが、155℃、160℃の条件、特に160℃でのOHピークの増大(吸着量が多い)が見られた。このことから、酸化膜表面では155℃、160℃特に160℃で特異的にOHが増大することが分かった。この傾向はSi表面でも同様であることが確認されている。従って、H2 Oを照射して、OHに終端させるには基板温度は、160℃の近傍、例えば155℃〜165℃が好ましい。 Under the conditions of 100 ° C. to 150 ° C. and 170 ° C. to 200 ° C., all of the OH peaks decrease (adsorption amount is small), but the conditions of 155 ° C. and 160 ° C., particularly the increase of the OH peak at 160 ° C. A large amount). From this, it was found that OH increased specifically at 155 ° C., 160 ° C., particularly 160 ° C. on the oxide film surface. It has been confirmed that this tendency is the same on the Si surface. Accordingly, the substrate temperature is preferably in the vicinity of 160 ° C., for example, 155 ° C. to 165 ° C. in order to terminate the OH by irradiation with H 2 O.
図4中の線図A,B,Cは、それぞれ下側より線図AはHF洗浄後のSi表面にTDMASを吸着させた結果、線図Bは1050℃でウェット酸化した酸化膜表面に室温でTDMASを吸着させた結果、線図Cは、1050℃でウェット酸化した表面に160℃でOH形成した後にTDMASを吸着させた結果を示している。 4A and 4B are diagrams from the lower side, respectively. In FIG. 4, the diagram A shows the result of adsorbing TDMAS on the Si surface after HF cleaning, and the diagram B shows the room temperature on the surface of the oxide film wet-oxidized at 1050 ° C. As a result of adsorbing TDMAS, the line C shows the result of adsorbing TDMAS after forming OH at 160 ° C. on the surface wet-oxidized at 1050 ° C.
尚、グラフの横軸は波数、縦軸は吸収率を表しているが、各グラフは重ならない様に縦軸の位置を調整している。 The horizontal axis of the graph represents the wave number and the vertical axis represents the absorption rate, but the vertical axis position is adjusted so that the graphs do not overlap.
線図Aに於いて、HF洗浄後のSi表面は大部分がH終端されているが、残留水分等の影響により一部がOH終端されていると考えられている。2800〜3000cm-1付近にCH吸収ピークが観察されるが、これはTDMASのCH伸縮振動による吸収を示している。前記HF洗浄後のSi基板表面には小さいピークながらCH伸縮振動による吸収が見られTDMASが吸着していることが分かる。 In the diagram A, the Si surface after HF cleaning is mostly H-terminated, but is considered to be partially OH-terminated due to the influence of residual moisture and the like. A CH absorption peak is observed in the vicinity of 2800 to 3000 cm −1 , which indicates absorption due to the CH stretching vibration of TDMAS. It can be seen that absorption due to CH stretching vibration is observed with a small peak on the Si substrate surface after the HF cleaning, and that TDMAS is adsorbed.
ー方、線図Bに於いて、1050℃でウェット酸化した表面に於いては、CH伸縮振動による吸収が見られず、TDMASの吸着が出来ていない。これはSi−O−Si結合の形成によりSiO2 表面にはOH終端が存在していない為であると考えられる。この為TDMASは1050℃でのウェット酸化表面には吸着しない。 On the other hand, in the diagram B, on the surface oxidized by wet oxidation at 1050 ° C., absorption due to CH stretching vibration is not observed, and TDMAS is not adsorbed. This is considered to be because there is no OH termination on the SiO 2 surface due to the formation of Si—O—Si bonds. Therefore, TDMAS does not adsorb on the wet oxidized surface at 1050 ° C.
線図Cに示される様に、この1050℃でウェット酸化した表面に160℃でH2 Oを供給してOHを供給したSi基板表面にTDMASを吸着させると、2800〜3000cm-1のCH伸縮振動は増大する。又、3750cm-1のOH吸収ピークは減少する。このことから、OHの形成はTDMASの吸着増大に効果的であることが明確になった。 As shown in the diagram C, when TDMAS is adsorbed on the surface of the Si substrate supplied with H 2 O at 160 ° C. by supplying H 2 O at 160 ° C. and wet-oxidized at 1050 ° C., the CH stretch of 2800 to 3000 cm −1 . Vibration increases. In addition, the OH absorption peak at 3750 cm −1 decreases. From this, it became clear that the formation of OH is effective in increasing the adsorption of TDMAS.
図4中の線図CではH2 Oを照射してOHを形成した基板表面にTDMASを吸着させた場合のMIR−IRASデータを示したが、オゾンのみで金属酸化膜を形成した場合とオゾン酸化、H2 O酸化を連続して行った場合の2800−3000cm-1におけるCH2 (2960cm-1)、CH3 (2869cm-1)、N(CH3 )2 (2800cm-1)の各吸収ピークの積分値の比較を図5に示す。いずれの比較に於いてもオゾンのみで酸化した場合に比べてオゾン、H2 Oの連続処理を行った方がTDMASの吸着量が30%程度増大することが分かった。又、TDMAS以外のTEMAH(Tetrakis(ethylmethylamino)hafnium)でもTDMAS同様にオゾン、H2 O処理した方がTEMAHの吸着量が増大することが分かった。 Line C in FIG. 4 shows MIR-IRAS data when TDMAS is adsorbed on the surface of the substrate on which OH is formed by irradiation with H 2 O. The case where a metal oxide film is formed only with ozone and ozone oxide, CH 2 (2960cm -1) in 2800-3000Cm -1 when continuously performed of H 2 O oxidation, CH 3 (2869cm -1), the absorption of N (CH 3) 2 (2800cm -1) A comparison of the integrated values of the peaks is shown in FIG. In any of the comparisons, it was found that the amount of adsorption of TDMAS was increased by about 30% when ozone and H 2 O were continuously treated as compared with the case of oxidizing with ozone alone. Further, it was found that TEMAH (Tetrakis (ethylmethylamino) hafnium) other than TDMAS increases the amount of TEMAH adsorbed by treatment with ozone and H 2 O as in TDMAS.
尚、各原料の供給量は次の通りである。TDMASを用いてオゾンのみで金属酸化膜を形成した場合は、TDMASを2000L供給した後、オゾンを2.4×107 L供給し、更にTDMASを2000L供給した。TDMASをオゾン酸化、H2 O酸化を連続して行った場合は、TDMASを2000L供給した後、オゾンを2.4×107 L供給し、次にH2 Oを6.8×107 供給し、更にTDMASを2000L供給した。又、TEMAHを用いてオゾンのみで金属酸化膜を形成した場合は、TEMAHを3000L供給した後、オゾンを2.4×107 L供給し、更にTEMAHを3000L供給した。TEMAHをオゾン酸化、H2 O酸化を連続して行った場合は、TEMAHを3000L供給した後、オゾンを2.4×107 L供給し、次にH2 Oを6.8×107 L供給し、更にTEMAHを3000L供給した。 In addition, the supply amount of each raw material is as follows. In the case where the metal oxide film was formed only by ozone using TDMAS, 2000 L of TDMAS was supplied, 2.4 × 10 7 L of ozone was supplied, and 2000 L of TDMAS was further supplied. When TDMAS is continuously subjected to ozone oxidation and H 2 O oxidation, 2000 L of TDMAS is supplied, then 2.4 × 10 7 L of ozone is supplied, and then 6.8 × 10 7 of H 2 O is supplied. Further, 2000 L of TDMAS was supplied. When a metal oxide film was formed using only TOMAH using TEMAH, 3000 L of TEMAH was supplied, 2.4 × 10 7 L of ozone was supplied, and 3000 L of TEMAH was supplied. When TEMAH is continuously subjected to ozone oxidation and H 2 O oxidation, 3000 L of TEMAH is supplied, then 2.4 × 10 7 L of ozone is supplied, and then H 2 O is 6.8 × 10 7 L. Then, 3000 L of TEMAH was supplied.
図6に、SiO膜形成時に於いてオゾン酸化表面に室温でH2 Oを照射した際の赤外吸収スペクトルを示し、図7に、SiO膜形成時に於いてオゾン酸化表面に160℃でH2 Oを照射した際の赤外吸収スペクトルを示す。図6と図7を比較すると、図6では第1層のTDMAS吸着量に比べ第2層の吸着量は1/10以下となっているのに対して、図7では第1層と同じTDMAS吸着が確認することができる。 FIG. 6 shows an infrared absorption spectrum when the surface of the ozone-oxidized surface is irradiated with H 2 O at the time of forming the SiO film, and FIG. 7 shows that the surface of the ozone-oxidized surface is irradiated with H 2 at 160 ° C. at the time of forming the SiO film. An infrared absorption spectrum when O is irradiated is shown. Comparing FIG. 6 and FIG. 7, in FIG. 6, the adsorption amount of the second layer is 1/10 or less compared to the TDMAS adsorption amount of the first layer, whereas in FIG. 7, the same TDMAS as that of the first layer is obtained. Adsorption can be confirmed.
更に、図8に、HfO形成時に於いてオゾン酸化表面に室温でH2 Oを照射した際の赤外吸収スペクトルを示し、図9に、SiO膜形成時に於いてオゾン酸化表面に160℃でH2 Oを照射した際の赤外吸収スペクトルを示す。図8と図9を比較すると、図8では第1層のTEMAH吸着量に比べ第2層の吸着量は1/10以下となっているのに対して、図9では第1層と同じTEMAH吸着が確認することができる。 Further, FIG. 8 shows an infrared absorption spectrum when H 2 O is irradiated on the ozone oxidation surface at room temperature during HfO formation, and FIG. 9 shows H absorption at 160 ° C. on the ozone oxidation surface during SiO film formation. An infrared absorption spectrum when irradiated with 2 O is shown. Comparing FIG. 8 and FIG. 9, in FIG. 8, the adsorption amount of the second layer is 1/10 or less compared to the TEMAH adsorption amount of the first layer, whereas in FIG. 9, the same TEMAH as the first layer is obtained. Adsorption can be confirmed.
上記で述べてきたTDMAS(Tris dimethylamino silane:SiH[N(CH3 )2 ]3 )のSi上への吸着とケイ素酸化膜の形成について成膜モデルを考えてみる。 Let us consider a film formation model for the adsorption of TDMAS (Tridimethylsilane: SiH [N (CH 3 ) 2 ] 3 ) described above on Si and the formation of a silicon oxide film.
図10は第1の原料であるTDMASと第2の原料(酸化原料)としてオゾン(O3 )及び第3の原料H2 Oを用いた場合の成膜モデルを示している。 FIG. 10 shows a film formation model in the case of using TDMAS as the first raw material and ozone (O 3 ) and the third raw material H 2 O as the second raw material (oxidizing raw material).
尚、前記第1の原料としてはTDMASの他に、金属化合物としてアルミニウム原子、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、タンタル原子、ルテニウム原子、イリジウム原子、シリコン原子のいずれかを含む有機化合物又は前記原子のいずれかの塩化物であってもよい。又、前記第2の原料(酸化原料)として過酸化水素(H2 O2 )、酸素(O2 )を用いてもよい。 In addition to the TDMAS as the first raw material, an organic compound containing any one of an aluminum atom, a titanium atom, a zirconium atom, a hafnium atom, a tantalum atom, a ruthenium atom, an iridium atom, and a silicon atom as the metal compound or the atom Any of the chlorides may be used. Further, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or oxygen (O 2 ) may be used as the second raw material (oxidizing raw material).
(工程1) スタ−ト基板のSi基板表面はSi−OH、或はSi−Hで終端されている。 (Step 1) The Si substrate surface of the start substrate is terminated with Si—OH or Si—H.
(工程2) TDMAS供給工程では、Si−OHサイトにTDMASが吸着してN(Me)2 が脱離する(Meはメチル基CH3 を示す)。 (Step 2) In the TDMAS supply step, TDMAS is adsorbed to the Si—OH site and N (Me) 2 is desorbed (Me represents a methyl group CH 3 ).
尚、TDMAS供給工程での基板温度は、後述する工程4でのH2 O供給時の基板温度(160℃)と同じとする。TDMASの自己分解温度は520℃であり、又TDMASは反応性が高いので、160℃でも充分に反応し、TDMAS供給工程とH2 O供給時とを同一の温度とすることで、温度変化に要する時間を省略でき、スループットの向上が図れる。 The substrate temperature in the TDMAS supply step is the same as the substrate temperature (160 ° C.) at the time of H 2 O supply in step 4 described later. The self-decomposition temperature of TDMAS is 520 ° C., and TDMAS is highly reactive, so that it reacts well even at 160 ° C., and the temperature change is achieved by making the TDMAS supply process and the H 2 O supply the same temperature. The time required can be omitted and the throughput can be improved.
又、枚葉方式で基板処理を行い、基板載置台を介して基板を直接加熱するような場合では、基板の温度制御が容易であり、TDMAS(原料)供給工程とH2 O(酸化剤)供給工程で、温度を変更してもよい。 Further, when the substrate processing is performed by a single wafer method and the substrate is directly heated via the substrate mounting table, the temperature control of the substrate is easy, and the TDMAS (raw material) supply process and H 2 O (oxidant) are performed. You may change temperature in a supply process.
(工程3) O含有原料であるO3 を供給し、酸素原子で基板を曝す。基板に吸着したTDMAS分子のN(Me)2 は、O3 供給工程で脱離してSi−Oサイトを形成して、一部はSi−O−Siを形成する。又、基板のSi−Si結合の一部もSi−O−Siを形成する。 (Step 3) supplying O 3 is O-containing raw material, exposing the substrate with an oxygen atom. N (Me) 2 of the TDMAS molecule adsorbed on the substrate is desorbed in the O 3 supply step to form a Si—O site, and a part forms Si—O—Si. Further, part of the Si—Si bond of the substrate also forms Si—O—Si.
尚、O含有原料としては、N2 O、NO、NO2 等も含まれる。但し、N2 O、NO、NO2 等は、極低温(155℃〜165℃)では、反応しないので、リモートプラズマ等により、予め活性化させたものを供給する。 The O-containing raw material includes N 2 O, NO, NO 2 and the like. However, since N 2 O, NO, NO 2 and the like do not react at extremely low temperatures (155 ° C. to 165 ° C.), those previously activated by remote plasma or the like are supplied.
(工程4) OH終端表面を形成する様OHを含有する反応試剤、即ちH2 Oを160℃で供給し、前記Si基板表面をH2 Oに曝す。H2 Oを供給すると吸着したTDMAS分子の未反応N(Me)2 の離脱とOHの形成、Si−H結合の一部がSi−OH化する。 (Step 4) A reaction reagent containing OH, that is, H 2 O is supplied at 160 ° C. to form an OH-terminated surface, and the surface of the Si substrate is exposed to H 2 O. When H 2 O is supplied, the unreacted N (Me) 2 from the adsorbed TDMAS molecule is formed, OH is formed, and a part of the Si—H bond is converted to Si—OH.
160℃でのH2 Oの供給はOHの増大によるTDMAS吸着点の増大となる。尚、H2 Oの供給の態様としては、H2 Oを直接供給してもよく、或はH2 OのH又はOをリモートプラズマ等により活性化して供給してもよい。 The supply of H 2 O at 160 ° C. results in an increase in the TDMAS adsorption point due to an increase in OH. Incidentally, H as the 2 O aspect of supply may supply H 2 O directly, or may be supplied by activating the H or O of H 2 O by the remote plasma or the like.
又上述した様に、H2 Oを供給する場合のSi基板の温度が、OHで終端されることに影響があることが分り、前記Si基板の加熱温度は、100℃〜300℃、好ましくは130℃〜180℃、より好ましくは155℃〜165℃とする。 Further, as described above, it can be seen that the temperature of the Si substrate when H 2 O is supplied has an influence on termination with OH, and the heating temperature of the Si substrate is 100 ° C. to 300 ° C., preferably 130 to 180 ° C, more preferably 155 to 165 ° C.
更に、ウェーハ表面へのALD法により酸化膜を成膜する工程についてTDMASを例にとって説明する。 Further, the process of forming an oxide film on the wafer surface by the ALD method will be described by taking TDMAS as an example.
図11に於いて、本発明の好ましい実施の形態に於ける処理シーケンスを示す。 FIG. 11 shows a processing sequence in a preferred embodiment of the present invention.
STEP:01 第1のステップでは、Si基板を処理室に搬入する。 (Step 01) In the first step, the Si substrate is carried into the processing chamber.
STEP:02 第2のステップでは、先ず前記処理室の雰囲気を排気し、真空にした後、金属有機化合物原料であるTDMASを流し、前記Si基板表面に吸着させる。 STEP: 02 In the second step, first, the atmosphere in the processing chamber is evacuated and evacuated, and then TDMAS, which is a metal organic compound raw material, is flowed and adsorbed on the surface of the Si substrate.
STEP:03 第3のステップでは不活性ガスでパージを行い前記処理室の残留Si原料を該処理室外に排出する。尚、不活性ガスとしては、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、窒素(N2 )等が使用される。 (Step 03) In the third step, purging with an inert gas is performed, and the residual Si raw material in the processing chamber is discharged out of the processing chamber. As the inert gas, helium (He), neon (Ne), argon (Ar), nitrogen (N 2 ) or the like is used.
STEP:04 第4ステップで第2の原料ガス(酸化原料)であるオゾン(O3 )を流して前記Si基板表面に吸着した第1の原料ガスTDMASのジメチルアミンN(Me)2 基を脱離させる。 (Step 04) Ozone (O 3 ), which is the second source gas (oxidation source), is flowed in the fourth step to remove the dimethylamine N (Me) 2 group of the first source gas TDMAS adsorbed on the Si substrate surface. Let go.
STEP:05 第5ステップでは不活性ガスにより前記処理室をパージする。 (Step 05) In the fifth step, the processing chamber is purged with an inert gas.
STEP:06 第6ステップでは160℃でH2 O(第3の原料である反応試剤)を前記処理室に供給し、前記Si基板表面をH2 Oに曝す。H2 O供給によりN(CH3 )2 の脱離、前記Si基板表面はSi−OHに置換される。 STEP: 06 In the sixth step, H 2 O (reaction reagent as a third raw material) is supplied to the processing chamber at 160 ° C., and the surface of the Si substrate is exposed to H 2 O. N (CH 3 ) 2 is desorbed by supplying H 2 O, and the surface of the Si substrate is replaced with Si—OH.
STEP:07 第7ステップで不活性ガスにより前記処理室をパージする。 STEP: 07 The process chamber is purged with an inert gas in the seventh step.
それぞれのステップ時間は一例としては前記STEP:02(Si原料供給工程)は1〜30秒、前記STEP:03(パージ工程)は5〜15秒、前記STEP:04(O3 供給工程)は5〜60秒、前記STEP:05(パージ工程)は5〜15秒、前記STEP:06(H2 O供給工程)は5〜60秒、前記STEP:07(パージ工程)は5〜15秒である。 As an example, each step time is 1 to 30 seconds for STEP 02 (Si raw material supply process), 5 to 15 seconds for STEP 03 (purging process), and 5 for STEP 04 (O 3 supply process). 60 seconds, the sTEP: 05 (purge process) is 5 to 15 seconds, the sTEP: 06 (H 2 O supply step) from 5 to 60 seconds, the sTEP: 07 (purge process) is 5 to 15 seconds .
図12、図13は本発明に係る基板処理方法を実施する半導体製造装置の一例を示している。 12 and 13 show an example of a semiconductor manufacturing apparatus that performs the substrate processing method according to the present invention.
半導体製造装置10では、シリコン等からなる基板(以下、ウェーハ)11を収納するウェーハキャリアとしてのカセット12が使用されている。 In the semiconductor manufacturing apparatus 10, a cassette 12 is used as a wafer carrier for storing a substrate (hereinafter referred to as a wafer) 11 made of silicon or the like.
前記半導体製造装置10は筐体13を備え、該筐体13の正面下方には開閉可能なメンテナンス扉14が設けられている。該メンテナンス扉14には、カセット搬入搬出口15が開設されており、該カセット搬入搬出口15はフロントシャッタ(図示せず)によって開閉される様になっている。該カセット搬入搬出口15の前記筐体13内側にはカセットステージ16が設置され、カセット12は前記カセットステージ16上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、又、該カセットステージ16上から搬出される様になっている。 The semiconductor manufacturing apparatus 10 includes a housing 13, and a maintenance door 14 that can be opened and closed is provided below the front surface of the housing 13. The maintenance door 14 has a cassette loading / unloading port 15 that is opened and closed by a front shutter (not shown). A cassette stage 16 is installed inside the casing 13 of the cassette loading / unloading port 15, and the cassette 12 is loaded onto the cassette stage 16 by an in-process transfer device (not shown). It comes to be carried out from.
該カセットステージ16には、カセット12が工程内搬送装置によって、カセット12内のウェーハ11が垂直姿勢となり、カセット12のウェーハ出入れ口が上方向を向く様に載置される。前記カセットステージ16は、カセット12を前記筐体13後方に右回り縦方向90゜回転し、カセット12内の前記ウェーハ11が水平姿勢となり、カセット12のウェーハ出入れ口が前記筐体13後方を向く様に動作可能となる様構成されている。 On the cassette stage 16, the cassette 12 is placed by the in-process transfer device so that the wafer 11 in the cassette 12 is in a vertical posture and the wafer inlet / outlet of the cassette 12 faces upward. The cassette stage 16 rotates the cassette 12 clockwise 90 ° to the rear of the housing 13 so that the wafer 11 in the cassette 12 is in a horizontal posture, and the wafer inlet / outlet of the cassette 12 passes behind the housing 13. It is configured to be operable so as to face.
該筐体13内の前後方向の略中央部には、カセット棚17が設置されており、該カセット棚17は複数段複数列にて複数個のカセット12を保管する様に構成されている。前記カセット棚17にはウェーハ移載機構18(後述)の搬送対象となるカセット12が収納される移載棚19が設けられている。又、前記カセットステージ16の上方には予備カセット棚21が設けられ、予備的にカセット12を保管する様に構成されている。 A cassette shelf 17 is installed in a substantially central portion of the casing 13 in the front-rear direction, and the cassette shelf 17 is configured to store a plurality of cassettes 12 in a plurality of stages and a plurality of rows. The cassette shelf 17 is provided with a transfer shelf 19 in which a cassette 12 to be transferred by a wafer transfer mechanism 18 (described later) is stored. Further, a spare cassette shelf 21 is provided above the cassette stage 16 so as to store the cassette 12 in a preliminary manner.
前記カセットステージ16と前記カセット棚17との間には、カセット搬送装置22が設置されている。該カセット搬送装置22は、カセット12を保持して昇降、進退、回転可能であり、前記カセットステージ16、前記カセット棚17、前記予備カセット棚21との間で、カセット12を搬送する様に構成されている。 A cassette carrying device 22 is installed between the cassette stage 16 and the cassette shelf 17. The cassette carrying device 22 is configured to hold the cassette 12 and can be moved up and down, moved back and forth, and rotated, and is configured to carry the cassette 12 between the cassette stage 16, the cassette shelf 17, and the spare cassette shelf 21. Has been.
前記カセット棚17の後方には、前記ウェーハ移載機構18が設置され、該ウェーハ移載機構18は、ウェーハ11を所要枚数(例えば5枚)保持し、水平方向に回転、水平面内で進退、昇降可能であり、ボート(基板保持具)23に対してウェーハ11を装填及び脱装する様に構成されている。 The wafer transfer mechanism 18 is installed behind the cassette shelf 17, and the wafer transfer mechanism 18 holds a required number of wafers 11 (for example, five), rotates in the horizontal direction, and advances and retreats in a horizontal plane. The wafer 11 can be moved up and down, and the wafer 11 is loaded and unloaded from the boat (substrate holder) 23.
前記筐体13の後部上方には、処理炉24が設けられている。該処理炉24の下端部は、炉口シャッタ(炉口開閉機構)25により開閉される様に構成されている。 A processing furnace 24 is provided above the rear portion of the housing 13. The lower end portion of the processing furnace 24 is configured to be opened and closed by a furnace port shutter (furnace port opening / closing mechanism) 25.
前記処理炉24の下方には前記ボ−ト23を前記処理炉24内に装入、引出しさせる昇降機構としてのボートエレベータ26が設けられ、該ボートエレベータ26から延出するアーム27には蓋体としてのシールキャップ28が水平に据え付けられており、該シールキャップ28はボート23を垂直に支持し、前記処理炉24の下端部を閉塞可能な様に構成されている。 Below the processing furnace 24, a boat elevator 26 is provided as an elevating mechanism for loading and unloading the boat 23 into and from the processing furnace 24, and an arm 27 extending from the boat elevator 26 has a lid. The seal cap 28 is horizontally installed, and the seal cap 28 is configured to support the boat 23 vertically and to close the lower end portion of the processing furnace 24.
前記ボート23は複数本の保持部材を備えており、複数枚(例えば、50枚〜150枚程度)のウェーハ11をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持する様に構成されている。 The boat 23 includes a plurality of holding members, and each of the plurality of (for example, about 50 to 150) wafers 11 is horizontally held in a state where the wafers 11 are aligned in the vertical direction with their centers aligned. It is configured.
図13に示されている様に、前記カセット棚17の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット29が前記カセット棚17の上方に、及び前記筐体13筐体の側壁に、設けられており、クリーンエアを前記筐体13の内部に流通させる様に構成されている。 As shown in FIG. 13, above the cassette shelf 17, a clean unit 29 including a supply fan and a dustproof filter is provided above the cassette shelf 17 so as to supply clean air that is a cleaned atmosphere. In addition, it is provided on the side wall of the housing 13 and is configured to circulate clean air inside the housing 13.
次に、前述した半導体製造装置10の動作について説明する。 Next, the operation of the semiconductor manufacturing apparatus 10 described above will be described.
カセット12が前記カセットステージ16に供給され、更に前記カセット搬送装置22によって、前記カセット棚17又は前記予備カセット棚21の指定された棚位置ヘ搬送されて受渡され、一時的に保管された後、前記カセット棚17又は前記予備カセット棚21から移載棚19に移載されるか、又は直接前記移載棚19に搬送される。 After the cassette 12 is supplied to the cassette stage 16 and further transferred by the cassette transfer device 22 to the specified shelf position of the cassette shelf 17 or the spare cassette shelf 21, it is delivered and temporarily stored. It is transferred from the cassette shelf 17 or the preliminary cassette shelf 21 to the transfer shelf 19 or directly transferred to the transfer shelf 19.
カセット12が前記移載棚19に移載されると、前記ウェーハ移載機構18によって、降下状態の前記ボート23にウェーハ11が所定枚数装填される。 When the cassette 12 is transferred to the transfer shelf 19, a predetermined number of wafers 11 are loaded into the boat 23 in the lowered state by the wafer transfer mechanism 18.
予め指定された枚数のウェーハ11が前記ボート23に装填されると、前記炉口シャッタ25によって前記処理炉24の下端部が開放される。続いて、ウェーハ11群を保持した前記ボート23は前記シールキャップ28が前記ボートエレベータ26によって上昇されることにより、前記処理炉24内へ装入されて行く。 When a predetermined number of wafers 11 are loaded into the boat 23, the lower end of the processing furnace 24 is opened by the furnace port shutter 25. Subsequently, the boat 23 holding the group of wafers 11 is loaded into the processing furnace 24 when the seal cap 28 is raised by the boat elevator 26.
前記処理炉24にてウェーハ11に任意の処理が実施され、処理後は、上述の逆の手順で、ウェーハ11及びカセット12は前記筐体13の外部へ払出される。 Arbitrary processing is performed on the wafer 11 in the processing furnace 24, and after the processing, the wafer 11 and the cassette 12 are discharged to the outside of the housing 13 in the reverse procedure described above.
次に、図14、図15を用いて、前述した基板処理装置に適用される前記処理炉24について説明する。 Next, the processing furnace 24 applied to the substrate processing apparatus described above will be described with reference to FIGS.
加熱装置(加熱手段)であるヒータ31の内側に、ウェーハ11を処理する反応容器としての反応管32が設けられ、該反応管32の下端には、例えばステンレス等により成るマニホールド33が気密に設けられ、該マニホールド33の下端開口は炉口部を形成する。該炉口部は蓋体であるシールキャップ28により気密に閉塞される。少なくとも、前記反応管32、前記マニホールド33及び前記シールキャップ28により処理室34が画成される。 A reaction tube 32 as a reaction vessel for processing the wafer 11 is provided inside a heater 31 that is a heating device (heating means), and a manifold 33 made of stainless steel or the like is provided at the lower end of the reaction tube 32 in an airtight manner. The lower end opening of the manifold 33 forms a furnace port. The furnace port is hermetically closed by a seal cap 28 which is a lid. At least the reaction chamber 32 is defined by the reaction tube 32, the manifold 33, and the seal cap 28.
前記シールキャップ28にはボート支持台35を介して基板保持部材(基板保持手段)である前記ボ−ト23が立設される。 The boat 23, which is a substrate holding member (substrate holding means), is erected on the seal cap 28 via a boat support base 35.
前記処理室34へは複数種類、ここでは処理ガスを供給する供給経路としての2本のガス供給管(第1ガス供給管36a、第2ガス供給管36b、第3ガス供給管36c)が設けられている。前記第1ガス供給管36a、第2ガス供給管36b及び第3ガス供給管36cには上流方向から順に流量制御装置であるマスフローコントローラ37a,37b,37c及び開閉弁であるバルブ38a,38b,38cを介し、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管39a,39bが合流されている。 A plurality of types of gas supply pipes (first gas supply pipe 36a, second gas supply pipe 36b, and third gas supply pipe 36c) as supply paths for supplying a processing gas are provided in the processing chamber 34. It has been. The first gas supply pipe 36a, the second gas supply pipe 36b, and the third gas supply pipe 36c are provided in order from the upstream direction, mass flow controllers 37a, 37b, 37c, which are flow rate control devices, and valves 38a, 38b, 38c, which are on-off valves. The carrier gas supply pipes 39a and 39b for supplying the carrier gas are joined together.
該キャリアガス供給管39a,39bには上流方向から順に流量制御装置であるマスフローコントローラ37e,37d及び開閉弁であるバルブ38e,38dが設けられている。 The carrier gas supply pipes 39a and 39b are provided with mass flow controllers 37e and 37d as flow rate control devices and valves 38e and 38d as opening / closing valves in order from the upstream direction.
前記反応管32の内壁に沿って円周方向に第1ノズル41、第2ノズル42が設けられ、前記第1ノズル41の側面にはガスを供給する第1ガス供給孔43が設けられていて、前記第2ノズル42の側面にはガスを供給する第2ガス供給孔44が設けられている。 A first nozzle 41 and a second nozzle 42 are provided in the circumferential direction along the inner wall of the reaction tube 32, and a first gas supply hole 43 for supplying a gas is provided on a side surface of the first nozzle 41. A second gas supply hole 44 for supplying gas is provided on the side surface of the second nozzle 42.
前記第1ガス供給孔43、第2ガス供給孔44は、下部から上部に亘ってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。 The first gas supply hole 43 and the second gas supply hole 44 have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.
前記第1ガス供給管36a、第2ガス供給管36b、第3ガス供給管36cに流されるガスは、それぞれ前記第1ガス供給管36aより酸化膜材料(例えばTDMASの様なSi有機物材料)、前記第2ガス供給管36bより酸化ガスであるオゾンガス、前記第3ガス供給管36cより酸化ガスであるH2 Oである。又、前記第1ガス供給管36a、第2ガス供給管36b、第3ガス供給管36cはN2 パージガスにより前記キャリアガス供給管39a,39bをパージする。 The gas flowing through the first gas supply pipe 36a, the second gas supply pipe 36b, and the third gas supply pipe 36c is an oxide film material (for example, Si organic material such as TDMAS) from the first gas supply pipe 36a, respectively. The second gas supply pipe 36b is ozone gas which is an oxidizing gas, and the third gas supply pipe 36c is H 2 O which is an oxidizing gas. The first gas supply pipe 36a, the second gas supply pipe 36b, and the third gas supply pipe 36c purge the carrier gas supply pipes 39a and 39b with N 2 purge gas.
前記処理室34は、ガスを排気するガス排気管51によりバルブ52を介して排気装置(排気手段)である真空ポンプ53に接続され、真空排気される様になっている。尚、前記バルブ52は弁を開閉して処理室の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。 The processing chamber 34 is connected to a vacuum pump 53 which is an exhaust device (exhaust means) through a valve 52 by a gas exhaust pipe 51 for exhausting gas, and is evacuated. The valve 52 is an open / close valve capable of opening / closing the valve to stop evacuation / evacuation of the processing chamber and further adjusting the pressure by adjusting the valve opening.
前記処理室34に装入される前記ボート23は、ボート回転機構54を駆動することにより回転される様になっており、前記ボート23が回転されることで、基板処理の均一性が向上する。 The boat 23 charged in the processing chamber 34 is rotated by driving a boat rotating mechanism 54, and the rotation of the boat 23 improves the uniformity of substrate processing. .
制御部であるコントローラ55は、前記マスフローコントロ一ラ37a,37b,37c,37d,37e,前記バルブ38a,38b,38c,38d,38e、前記バルブ52、前記ヒータ31、前記真空ポンプ53、前記ボート回転機構54、図示しないボ−ト昇降機構とに接続されており、マスフロ−コントローラの流量調整、バルブの開閉動作、圧力調整動作、前記ヒータ31の温度調整、前記真空ポンプ53の起動・停止、前記ボート回転機構54の回転速度調節、前記ウェーハ移載機構18、前記ボートエレベータ26の昇降動作制御等が行われる。 The controller 55 as a control unit includes the mass flow controllers 37a, 37b, 37c, 37d, 37e, the valves 38a, 38b, 38c, 38d, 38e, the valve 52, the heater 31, the vacuum pump 53, the boat. It is connected to a rotating mechanism 54 and a boat raising / lowering mechanism (not shown). The flow rate adjustment of the mass flow controller, the opening / closing operation of the valve, the pressure adjustment operation, the temperature adjustment of the heater 31, the start / stop of the vacuum pump 53, Adjustment of the rotation speed of the boat rotation mechanism 54, control of the raising / lowering operation of the wafer transfer mechanism 18, the boat elevator 26, and the like are performed.
次に、本実施の形態に於ける成膜処理例について説明する。 Next, an example of a film forming process in this embodiment will be described.
尚、ALD成膜法で用いられる酸化膜材料としては適度な化学安定性と高い反応性を有するものが好ましく、有機化合物としては3級アルコキドや2級アルコキシド(MHn [OCR1 R2 R3 ]m-n 、MHn [NR4 R5 ]m-n :Mはアルミニウム原子、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、タンタル原子、ルテニウム原子、イリジウム原子、シリコン原子の各ケイ素を含む金属を示し、mは該金属の安定価数、nは0〜2の整数、但しMがケイ素以外の原子である場合には0を表し、R1-5 は炭素数1〜4の中間にエーテル結合を含んでも良いアルキル基である。)を配位子として有するものが好ましい。例えば、ハフニウム原料としてはHf(OtBu)4 (Hafnium tertiary butoxide:Hf[OC(CH3 )3 ]4 ),Hf(MMP)4 (Tetrakis 1−methoxy 2−methyl 2−propoxy hafnium:Hf[OC(CH3 )2 CH2 OCH3 ]4 ), TDEAHf(Tetrakis diethyl amino hafnium:Hf[N(C2 H5 )2 ]4 ), TEMAH(Tetrakis ethylmethyl amino hafnium:Hf[N(CH3 )(C2 H5 )]4 )等、Hfの有機系材料やHfCl4 等の塩化物材料が用いられる。 Note that an oxide film material used in the ALD film forming method preferably has an appropriate chemical stability and high reactivity, and the organic compound is a tertiary alkoxide or secondary alkoxide (MH n [OCR 1 R 2 R 3 mn , MH n [NR 4 R 5 ] mn : M represents an aluminum atom, a titanium atom, a zirconium atom, a hafnium atom, a tantalum atom, a ruthenium atom, an iridium atom, or a silicon-containing metal including m, Stability valence of metal, n is an integer of 0 to 2; however, when M is an atom other than silicon, 0 is represented, and R 1-5 is an alkyl having an ether bond in the middle of 1 to 4 carbon atoms. And a group having as a ligand. For example, as a hafnium raw material, Hf (OtBu) 4 (Hafnium tertiary butoxide: Hf [OC (CH 3 ) 3 ] 4 ), Hf (MMP) 4 (Tetrakis 1-methyl 2-methyl hafniumC (f: CH 3) 2 CH 2 OCH 3 ] 4), TDEAHf (Tetrakis diethyl amino hafnium: Hf [N (C 2 H 5) 2] 4), TEMAH (Tetrakis ethylmethyl amino hafnium: Hf [N (CH 3) (C 2 H 5)] 4) and the like, chlorides material 4 such as organic materials and HfCl of Hf is used.
又、例えば、ケイ素の場合には、上記の配位子の他、2個迄であれば、水素も好ましい配位子である。又、酸化材としてはオゾン(O3 )やプラズマ励起された酸素等が用いられる。 In addition, for example, in the case of silicon, hydrogen is also a preferable ligand in addition to the above ligands, up to two. As the oxidizing material, ozone (O 3 ), plasma-excited oxygen, or the like is used.
又、HfO2 膜と同様にSiO2 膜をALD成膜で形成する場合でもシリコン原料としては、Si(MMP)4 (Tetrakis 1−methoxy 2−methyl 2−propoxy Silicon:Si[OC(CH3 )2 CH2 OCH3 ]4 ) やTDMAS(Tris ethylmethyl amino silicon:SiH[N(CH3 )2 ]3 )等のSiの有機系材料やSiCl4 等の塩化物材料が用いられる。 Further, even when an SiO 2 film is formed by ALD film formation as in the case of the HfO 2 film, Si (MMP) 4 (Tetrakis 1-methyl 2-methyl 2-propoxy silicon: Si [OC (CH 3 )) 2 CH 2 OCH 3 ] 4 ) and TDMAS (Tris ethylamino silicon: SiH [N (CH 3 ) 2 ] 3 ) and other organic materials such as SiCl 4 and chloride materials such as SiCl 4 are used.
SiO2 の様なケイ素酸化膜やHfO2 の様な金属酸化膜が成膜する場合、その材料として、SiO2 用としてはTDMAS(トリジメチルアミノシリコン、SiH(NMe2 )3 )、HfO2 用として、TEMAH(テトラキスメチルエチルアミノハフニウム、Hf(NEtMe)4 )、TDEAH(テトラキスジエチルアミノハフニウム、Hf(NEt2 )4 )等のアミノ系原料等が用いられる。 When a silicon oxide film such as SiO 2 or a metal oxide film such as HfO 2 is formed, the material used for SiO 2 is TDMAS (tridimethylaminosilicon, SiH (NMe 2 ) 3 ), HfO 2 . As amino materials such as TEMAH (tetrakismethylethylaminohafnium, Hf (NEtMe) 4 ) and TDEAH (tetrakisdiethylaminohafnium, Hf (NEt 2 ) 4 ) are used.
尚、Meはメチル基(CH3 )、Etはエチル基(C2 H5 )をそれぞれ表している。 Me represents a methyl group (CH 3 ), and Et represents an ethyl group (C 2 H 5 ).
又、金属化合物としてアルミニウム原子、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、タンタル原子、ルテニウム原子、イリジウム原子、シリコン原子を含む有機化合物や、前記原子の塩化物から選ばれた原料も用いることができる。 Further, an organic compound containing an aluminum atom, a titanium atom, a zirconium atom, a hafnium atom, a tantalum atom, a ruthenium atom, an iridium atom, or a silicon atom as a metal compound, or a raw material selected from chlorides of the above atoms can be used.
以下では、ALD法を用いた成膜処理例について、半導体デバイスの製造工程の一つである、TDMASとオゾンと原子状水素を用いてSiO2 膜を成膜する例を基に説明する。 Hereinafter, a film forming process example using the ALD method will be described based on an example in which a SiO 2 film is formed using TDMAS, ozone, and atomic hydrogen, which is one of semiconductor device manufacturing processes.
ALD(Atomic Layer Deposition)法では、ある成膜条件(温度、時間等)の下で、成膜に用いる複数種類の原料となる反応性ガスを1種類ずつ交互にウェーハ11上に供給し、1原子単位で前記ウェーハ11上に吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。この時、膜厚の制御は、反応性ガスを供給するサイクル数で行う(例えば、成膜速度が1Å/サイクルとすると、20Åの膜を形成する場合、20サイクル行う)。 In the ALD (Atomic Layer Deposition) method, reactive gases as a plurality of types of raw materials used for film formation are alternately supplied onto the wafer 11 one by one under a certain film formation condition (temperature, time, etc.). In this method, the film is adsorbed on the wafer 11 in atomic units, and film formation is performed using a surface reaction. At this time, the film thickness is controlled by the number of cycles in which the reactive gas is supplied (for example, if the film forming speed is 1 kg / cycle, 20 cycles are performed when a 20 mm film is formed).
ALD法では、例えばSiO2 膜形成の場合、概ね200℃〜600℃の低温で高品質の成膜が可能である。 In the ALD method, for example, in the case of forming an SiO 2 film, high quality film formation is possible at a low temperature of approximately 200 ° C. to 600 ° C.
先ず、上述した様に前記ウェーハ11を前記ボート23に装填し、前記処理室34に装入する。前記ボート23を装入後、後述するステップを順次実行する。 First, as described above, the wafer 11 is loaded into the boat 23 and loaded into the processing chamber 34. After loading the boat 23, the steps described below are sequentially executed.
(ステップ1)前記バルブ52を開として前記真空ポンプ53により前記処理室34を真空に引いた後、前記バルブ52を開として第1のガスを前記処理室34内に供給する。第1のガスであるTDMASは液体材料である為、液体原料供給ユニットにて気化され流量制御される。一定時間前記バルブ38aを開として原料を前記処理室34内に供給して第1の原料を前記ウェーハ11上に吸着させる。この時前記処理室34内の圧力は1〜266Paの範囲であって、例えば66Paに維持する。この後、前記バルブ38aを閉とする。 (Step 1) After the valve 52 is opened and the processing chamber 34 is evacuated by the vacuum pump 53, the valve 52 is opened and the first gas is supplied into the processing chamber 34. Since TDMAS, which is the first gas, is a liquid material, the flow rate is controlled by being vaporized by the liquid material supply unit. The valve 38a is opened for a certain period of time, and the raw material is supplied into the processing chamber 34 to adsorb the first raw material onto the wafer 11. At this time, the pressure in the processing chamber 34 is in the range of 1 to 266 Pa, and is maintained at 66 Pa, for example. Thereafter, the valve 38a is closed.
(ステップ2)その後、前記処理室34の第1の原料を排出する為、キャリアガスが前記キャリアガス供給管39aから流れ、前記マスフローコントローラ37eにより流量調整される。この時前記処理室34内の圧力は1〜266Paの範囲であって、例えば66Paに維持する。 (Step 2) Thereafter, in order to discharge the first raw material in the processing chamber 34, a carrier gas flows from the carrier gas supply pipe 39a and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 37e. At this time, the pressure in the processing chamber 34 is in the range of 1 to 266 Pa, and is maintained at 66 Pa, for example.
(ステップ3)前記バルブ38bを開として第2のガスを前記処理室34に供給する。第2のガスであるオゾンはオゾン供給ユニットにて流量制御される。一定時間前記バルブ38bを開として原料を前記処理室34に供給する。この時該処理室34内の圧力は1〜266Paの範囲であって、例えば66Paに維持する。この後、前記バルブ38bを閉とする。 (Step 3) The valve 38b is opened to supply the second gas to the processing chamber 34. The flow rate of ozone as the second gas is controlled by the ozone supply unit. The valve 38b is opened for a certain time to supply the raw material to the processing chamber 34. At this time, the pressure in the processing chamber 34 is in the range of 1 to 266 Pa, and is maintained at 66 Pa, for example. Thereafter, the valve 38b is closed.
(ステップ4)その後、前記処理室34の第2の原料を排出する為キャリアガスをキャリアガス供給管39bから流し、前記マスフローコントローラ37dにより流量調整する。この時前記処理室34内の圧力は1〜266Paの範囲であって、例えば66Paに維持する。 (Step 4) Thereafter, in order to discharge the second raw material in the processing chamber 34, a carrier gas is flowed from the carrier gas supply pipe 39b, and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 37d. At this time, the pressure in the processing chamber 34 is in the range of 1 to 266 Pa, and is maintained at 66 Pa, for example.
(ステップ5)前記バルブ38cを開として第3のガスを処理室に供給する。第3のガスであるH2 Oはマスフローコントローラ37cにて流量制御される。一定時間バルブ38cを開として原料を前記処理室34に供給して第3の原料を供給する。この時前記処理室34内の圧力は1〜266Paの範囲であって、例えば66Paに維持する。この後、前記バルブ38cを閉とする。 (Step 5) The valve 38c is opened to supply the third gas to the processing chamber. The flow rate of the third gas H 2 O is controlled by the mass flow controller 37c. The valve 38c is opened for a certain time to supply the raw material to the processing chamber 34 and supply the third raw material. At this time, the pressure in the processing chamber 34 is in the range of 1 to 266 Pa, and is maintained at 66 Pa, for example. Thereafter, the valve 38c is closed.
(ステップ6)その後、前記処理室34の第3の原料を排出する為キャリアガスをキャリアガス供給管39bから流し、前記マスフローコントローラ37dにより流量調整される。この時前記処理室34内の圧力は1〜266Paの範囲であって、例えば66Paに維持する。 (Step 6) Thereafter, in order to discharge the third raw material in the processing chamber 34, a carrier gas is flowed from the carrier gas supply pipe 39b, and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 37d. At this time, the pressure in the processing chamber 34 is in the range of 1 to 266 Pa, and is maintained at 66 Pa, for example.
前記ステップ1〜ステップ6を所望の膜厚が成膜される迄繰返した後、前記処理室34を真空に排気して原料ガスを排出し、その後、バージガスにより大気圧に復圧する。 After the steps 1 to 6 are repeated until a desired film thickness is formed, the processing chamber 34 is evacuated to discharge the raw material gas, and then the pressure is restored to atmospheric pressure by the barge gas.
上述した様に、複数の処理基板を多段に重ねて前記処理室34の中に載置し、第1の原料(金属化合物或はケイ素化合物原料)を供給した後に第2の原料(酸化原料)を供給し、しかる後に第3の原料(H2 O)を交互に供給するALD(Atomic Layer Deposition)法により、酸化膜を成膜することにより、金属化合物原料の吸着を促進して表面平坦性が良く、ステップカバレッジの良好な金属酸化膜を得ることができる。 As described above, a plurality of processing substrates are stacked in multiple stages and placed in the processing chamber 34, and after supplying the first raw material (metal compound or silicon compound raw material), the second raw material (oxidizing raw material). And, after that, by forming an oxide film by the ALD (Atomic Layer Deposition) method in which the third raw material (H 2 O) is alternately supplied, the surface flatness is promoted by promoting the adsorption of the metal compound raw material. And a metal oxide film with good step coverage can be obtained.
本発明によれば、金属酸化物の薄膜形成に於いて上述した様なステップカバレッジやローディング効果の問題点を排除し、低温で短時間で金属化合物をウェーハ(段差)表面に吸着させ、表面平坦性、ステップカバレッジに優れ、ローディング効果のない金属酸化物の薄膜形成方法及び半導体デバイスの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the problem of step coverage and loading effect as described above in forming a thin film of metal oxide is eliminated, and a metal compound is adsorbed on the surface of a wafer (step) at a low temperature in a short time, thereby flattening the surface. It is possible to provide a metal oxide thin film forming method and a semiconductor device manufacturing method that are excellent in performance and step coverage and have no loading effect.
尚、前記金属酸化膜としては、Al2 O3 ,TiO2 ,ZrO2 ,HfO2 ,Ta2 O5 ,RuO2 ,IrO2 ,SiO2 等が挙げられる。 Examples of the metal oxide film include Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , RuO 2 , IrO 2 , and SiO 2 .
(付記)
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
(Appendix)
The present invention includes the following embodiments.
(付記1)少なくとも1枚の基板を処理室内に搬入する工程と、第1の原料である金属化合物或はケイ素化合物と、第2の原料である酸素原子を含む酸化原料と、第3の原料であるOH終端表面を形成し得る反応試剤を、前記処理室内に交互に所定回数、繰返して供給して前記基板表面に金属酸化物或はケイ素酸化物を堆積させる工程と、前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、金属酸化膜或はケイ素酸化膜を堆積させる工程に於いて、前記第1の原料、第2の原料、第3の原料をそれぞれ供給した後には、前記処理室内を不活性ガスによりパージする工程を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。 (Supplementary note 1) a step of carrying at least one substrate into the processing chamber, a metal compound or silicon compound as a first raw material, an oxidizing raw material containing oxygen atoms as a second raw material, and a third raw material A step of repeatedly supplying a reaction agent capable of forming an OH-terminated surface to the processing chamber a predetermined number of times to deposit metal oxide or silicon oxide on the substrate surface; and treating the substrate with the treatment In the step of carrying out the chamber and the step of depositing the metal oxide film or the silicon oxide film, after supplying the first raw material, the second raw material, and the third raw material, the inside of the processing chamber is not treated. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of purging with an active gas.
(付記2)前記金属酸化膜或はケイ素酸化膜は、Al2 O3 ,TiO2 ,ZrO2 ,HfO2 ,Ta2 O5 ,RuO2 ,IrO2 ,SiO2 等から選択される付記1の半導体デバイスの製造方法。 (Supplementary note 2) The metal oxide film or silicon oxide film is selected from Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , RuO 2 , IrO 2 , SiO 2, etc. A method for manufacturing a semiconductor device.
(付記3)前記第1の原料である金属化合物としてアルミニウム原子、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、タンタル原子、ルテニウム原子、イリジウム原子、シリコン原子を含む有機化合物や前記原子の塩化物を原料とする付記1の半導体デバイスの製造方法。 (Supplementary Note 3) As the metal compound as the first raw material, an organic compound containing an aluminum atom, a titanium atom, a zirconium atom, a hafnium atom, a tantalum atom, a ruthenium atom, an iridium atom, a silicon atom, or a chloride of the above atom is used as a raw material. The manufacturing method of the semiconductor device of appendix 1.
(付記4)前記第1の原料である有機化合物が、MHn [OCR1 R2 R3 ]m-n 、MHn [NR4 R5 ]m-n である付記1の半導体デバイスの製造方法。 (Supplementary Note 4) The first organic compound is a raw material, MH n [OCR 1 R 2 R 3] mn, MH n [NR 4 R 5] the production method according to Supplementary Note 1 of the semiconductor device is mn.
但し、Mは付記3記載の各原子を含む金属を示し、mは該金属の安定価数、nは0〜2の整数、但しMがケイ素以外の原子である場合には0を表し、R1-5 は炭素数1〜4の中間にエーテル結合を含んでも良いアルキル基である。 However, M shows the metal containing each atom of Additional remark 3, m is the stable valence of this metal, n is an integer of 0-2, However, when M is atoms other than a silicon, it represents 0, R 1-5 is an alkyl group which may contain an ether bond in the middle of 1 to 4 carbon atoms.
(付記5)前記第2の原料として、オゾン(O3 )、過酸化水素(H2 O2 )、亜酸化窒素(N2 O)、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2 )、酸素(O2 )或は原子状酸素を使用する付記1の半導体デバイスの製造方法。 As (Supplementary Note 5) the second raw material, ozone (O 3), hydrogen peroxide (H 2 O 2), nitrous oxide (N 2 O), nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2), The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 1, wherein oxygen (O 2 ) or atomic oxygen is used.
(付記6)前記第3の原料であるOH終端表面を形成し得る反応試剤として、H2 O或は活性化水素と活性化酸素の混合、OHラジカルや、OHイオン、或いは水素、酸素いずれか一方の原料が活性化された原料である付記1の半導体デバイスの製造方法。 As a reaction reagent capable of forming an OH terminated surface is (Supplementary Note 6) The third raw material, mixing of H 2 O or activated hydrogen and activated oxygen, or OH radical, OH ions, or hydrogen, oxygen or The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 1, wherein one of the raw materials is an activated raw material.
(付記7)不活性ガスとしてヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、窒素(N2 )を用いる付記1の半導体デバイスの製造方法。 (Supplementary Note 7) helium (He) as the inert gas, neon (Ne), argon (Ar), nitrogen (N 2) the production method according to Supplementary Note 1 of the semiconductor device used.
(付記8)前記第3の原料を照射する温度が100℃〜300℃、好ましくは130℃〜180℃、より好ましくは155℃〜165℃である付記1の半導体デバイスの製造方法。 (Additional remark 8) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 1 whose temperature which irradiates a said 3rd raw material is 100 to 300 degreeC, Preferably it is 130 to 180 degreeC, More preferably, it is 155 to 165 degreeC.
1 多重反射IR分光分析装置
2 Siプリズム
10 半導体製造装置
11 ウェーハ
23 ボート
24 処理炉
34 処理室
36a 第1ガス供給管
36b 第2ガス供給管
36c 第3ガス供給管
39a キャリアガス供給管
39b キャリアガス供給管
41 第1ノズル
42 第2ノズル
51 ガス排気管
53 真空ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multiple reflection IR spectroscopy analyzer 2 Si prism 10 Semiconductor manufacturing apparatus 11 Wafer 23 Boat 24 Processing furnace 34 Processing chamber 36a 1st gas supply pipe 36b 2nd gas supply pipe 36c 3rd gas supply pipe 39a Carrier gas supply pipe 39b Carrier gas Supply pipe 41 First nozzle 42 Second nozzle 51 Gas exhaust pipe 53 Vacuum pump
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103184430A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-03 | 东京毅力科创株式会社 | Film deposition method |
JP2013175720A (en) * | 2012-01-24 | 2013-09-05 | Fumihiko Hirose | Thin film formation method and apparatus |
JP2014057014A (en) * | 2012-09-14 | 2014-03-27 | Yamagata Univ | Flexible substrate and method for manufacturing the same |
WO2015093389A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 文彦 廣瀬 | Method and apparatus for forming oxide thin film |
JP2015129317A (en) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 株式会社Adeka | Production method of silicon oxide or silicon oxynitride thin film by atomic layer deposition method |
US10287675B2 (en) | 2016-01-29 | 2019-05-14 | Tokyo Electron Limited | Film deposition method |
US10458016B2 (en) | 2015-12-25 | 2019-10-29 | Tokyo Electron Limited | Method for forming a protective film |
US10796902B2 (en) | 2016-05-23 | 2020-10-06 | Tokyo Electron Limited | Film deposition method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000054134A (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-22 | Samsung Electronics Co Ltd | Thin film manufacturing method using atomic layer deposition |
JP2001152339A (en) * | 1999-10-06 | 2001-06-05 | Samsung Electronics Co Ltd | Thin film deposition method using an atomic layer vapor deposition method |
JP2004023043A (en) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Toshiba Corp | Film forming method, film forming apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
JP2006269621A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method and apparatus for thin film formation using ald |
-
2008
- 2008-03-04 JP JP2008053874A patent/JP2009212303A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000054134A (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-22 | Samsung Electronics Co Ltd | Thin film manufacturing method using atomic layer deposition |
JP2001152339A (en) * | 1999-10-06 | 2001-06-05 | Samsung Electronics Co Ltd | Thin film deposition method using an atomic layer vapor deposition method |
JP2004023043A (en) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Toshiba Corp | Film forming method, film forming apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
JP2006269621A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method and apparatus for thin film formation using ald |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN7013002851; Sinha, A., et al.: '"Transport behavior of atomic layer deposition precursors through polymer masking layers: Influence' Journal of Vacuum Science and Technology B Vol. 25, No. 5, 20070921, pp. 1721-1728 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101595148B1 (en) * | 2011-12-27 | 2016-02-17 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Film forming method |
KR20130075695A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-05 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Film forming method |
JP2013135154A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Tokyo Electron Ltd | Film formation method |
US9023738B2 (en) | 2011-12-27 | 2015-05-05 | Tokyo Electron Limited | Film deposition method |
CN103184430A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-03 | 东京毅力科创株式会社 | Film deposition method |
JP2013175720A (en) * | 2012-01-24 | 2013-09-05 | Fumihiko Hirose | Thin film formation method and apparatus |
JP2014057014A (en) * | 2012-09-14 | 2014-03-27 | Yamagata Univ | Flexible substrate and method for manufacturing the same |
WO2015093389A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 文彦 廣瀬 | Method and apparatus for forming oxide thin film |
JPWO2015093389A1 (en) * | 2013-12-18 | 2017-03-16 | 国立大学法人山形大学 | Method and apparatus for forming oxide thin film |
JP2015129317A (en) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 株式会社Adeka | Production method of silicon oxide or silicon oxynitride thin film by atomic layer deposition method |
US10458016B2 (en) | 2015-12-25 | 2019-10-29 | Tokyo Electron Limited | Method for forming a protective film |
US10287675B2 (en) | 2016-01-29 | 2019-05-14 | Tokyo Electron Limited | Film deposition method |
US10796902B2 (en) | 2016-05-23 | 2020-10-06 | Tokyo Electron Limited | Film deposition method |
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