[發明專利]硅成膜裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201010115673.3
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101812724A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 野呂尚孝;宮原孝廣
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: C30B25/02
• 分類號: C30B25/02;C23F1/12;H01L21/20
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及在半導體晶圓等被處理體上形成硅膜的半導 體處理用的成膜裝置及其使用方法。在此，所謂半導體處理是 指，為了通過以規定的圖案在晶圓、LCD(Liquid?Crystal Display)那樣的FPD(平板顯示器Flat?Panel?Display)用的 玻璃基板等被處理體上形成半導體層、絕緣層、導電層等而在 該被處理體上制作包含被半導體器件、與半導體器件相連接的 布線、電極等在內的構造物所實施的各種處理。

背景技術

作為在半導體晶圓(以下也有時僅稱為晶圓)等被處理體 表面上進行熱處理的半導體器件制造裝置，存在所謂間歇式爐 的熱壁型的立式熱處理裝置。立式熱處理裝置包括反應容器， 該反應容器例如由石英制的立式的反應管構成，在其周圍配置 有加熱器。將晶圓舟(wafer?boat)搬入到反應管內，該晶圓 舟是將多張晶圓保持成架狀的保持器具。將處理氣體供給到該 反應管內，并且利用加熱器對反應管進行加熱，從而對晶圓統 一地進行熱處理。

圖12是以往的立式熱處理裝置(硅成膜裝置)的縱剖側視 圖。該裝置將立式的反應管1配設在加熱爐17a內，該加熱爐17a 是加熱器17被配設在其內表面上而形成的。晶圓舟21被配置在 蓋體2上，晶圓舟21借助于蓋體2而被在反應管1內及反應管1 的下方位置之間升降。在反應管1的法蘭中插入有氣體供給管， 并且在反應管1的上部配設有排氣口15，氣體在反應管1內從下 方側流到上方側。另外，在圖12中，為了方便表示，圖示了作 為各種氣體供給管的一部分的硅烷氣體用的氣體供給管12和氟 化氫氣體用的氣體供給管14。反應管1和晶圓舟21由石英構成。 其中之一的理由在于，在硅晶圓上進行硅的外延生長的情況下， 需要在反應管1內形成Si(硅)氣氛。

在硅晶圓W的表面上進行硅的外延生長的情況下，需要在 晶圓W的表面露出硅。但是，由于在大氣氣氛下輸送晶圓W， 因此在晶圓W的表面上生成自然氧化膜(氧化硅膜)，妨礙外延 生長。因此，供給氟化氫(HF)氣體和氨(NH₃)氣體的混合 氣體來蝕刻并去除晶圓W的表面的自然氧化膜。然后，在去除 了自然氧化膜的晶圓W上進行硅的外延生長。

另外，只使用氟化氫(HF)氣體來對自然氧化膜進行蝕刻 的情況下發生下述式(1)的反應。另外，使用氟化氫(HF) 氣體和氨(NH₃)氣體來對自然氧化膜進行蝕刻的情況下發生 下述式(2)和式(3)的反應。

SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O…(1)

SiO₂+4HF+4NH₃→SiF₄+2H₂O+4NH₃…(2)

SiF₄+2HF+2NH₃→SiF₄+(NH₄)₂SiF₆…(3)

上述式(1)所需的反應能量是1.04eV，而上述式(2)和 式(3)所需的反應能量分別是0.49eV和0eV。另外，式(3) 所示的(NH₄)₂SiF₆(氟硅酸氨)在200℃左右的溫度下升華， 容易被與排氣一起去除。即，氟化氫氣體作為對自然氧化膜進 行蝕刻的氣體而起作用，而氨氣作為使在該蝕刻過程中所需的 反應能量降低并且促進生成物的氣化的氣體而起作用(提高蝕 刻速度并且提高自然氧化膜的去除的選擇性)。因此，在以下的 說明中，根據需要，提及了將氟化氫氣體作為蝕刻氣體，也提 及了將氨氣作為氣化促進氣體。

但是，如后所述，本發明人等發現在以往的這種半導體處 理用的成膜裝置的使用方法中，在與產生微粒有關的裝置的特 性方面還有改良的余地。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能提高與產生微粒有關的裝 置的特性的硅成膜裝置及其使用方法。