JP4021653B2 - Cvd法によるシリコン窒化物膜またはシリコンオキシ窒化物膜の製造方法 - Google Patents
Cvd法によるシリコン窒化物膜またはシリコンオキシ窒化物膜の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CVD法によるシリコン窒化物膜またはシリコンオキシ窒化物膜の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
シリコン窒化物膜は、優れたバリヤー特性、耐酸化特性等を有するので、マイクロ電子デバイスを製造するに際し、例えばエッチストップ層、バリヤー層、ゲート絶縁層、ONOスタック等に使用されている。
【0003】
シリコン窒化物膜を形成するために現在主として採用されている方法は、プラズマエンハーンストCVD(PECVD)法と低圧CVD(LPCVD)法である。
【0004】
PECVD法は、シリコン源(通常、シラン)と窒素源(通常、アンモニア、最近では、窒素)とを一対の平行平板電極間に導入し、低温(ほぼ300℃)、中圧(0.1〜5Torr)の下で、両電極間に高周波エネルギーを印加してシリコン源と窒素源からプラズマを発生させるものである。発生したプラズマ中の活性シリコン種と活性窒素種が相互に反応してシリコン窒化物膜を生成させる。PECVD法により得られるシリコン窒化物膜は、通常、化学量論的組成を持たず、しかも水素リッチなものである。したがって、このシリコン窒化物膜は、膜密度が低く、エッチ速度が速く、品質に劣ったものとなる。
【0005】
プラズマを用いずに、高品質のシリコン窒化物膜を堆積させるために、LPCVD法が使用されている。現行のLPCVD法は、低圧(0.1〜2Torr)と高温(750〜900℃)を使用するものであり、PECVD法により生成するシリコン窒化物膜に比べて品質の優れたシリコン窒化物膜が得られる。一般に、このLPCVD法では、従来、ジクロロシラン(DCS)とアンモニアガスを反応させてシリコン窒化物膜を得ている。しかしながら、従来のLPCVD法では、シリコン窒化物膜の十分な堆積(成膜)速度(≧10Å/分)を得るためには、かなりの高温を必要とする。例えば、DCSとアンモニアとの反応には、典型的に、750〜800℃の温度が用いられている。また、DCSとアンモニアとの反応により塩化アンモニウムが多量に発生し、これがCVD反応装置の排気系内に蓄積し、排気系を閉塞するという問題もある。
【0006】
低温で十分なシリコン窒化物膜の堆積速度を得るために、いくつかのシリコン窒化物前駆体が提案されている。その1つの例は、ヘキサクロロジシラン(HCDS)である。HCDSは、比較的低温において、反応:Si2 Cl6 →SiCl2 +SiCl4 によりSiCl2 を生成し、これが好適にアンモニアと反応する。このHCDSを用いると、シリコン窒化物膜は、600℃で約10Å/分の成膜速度で堆積し得る。
【0007】
前駆体のもう1つの例は、米国特許第5874368号に記載されているビス(tert−ブチルアミノ)シラン(BTBAS)である。BTBASも、DCSを用いた場合に比較してより低温でシリコン窒化物膜を堆積させることができ、HCDSの場合と同様に、600℃で約10Å/分の成膜速度でシリコン窒化物膜を堆積させ得る。
【0008】
このように、HCDSもBTBASも600℃で約10Å/分の成膜速度を達成し得るものであるが、このことは、550℃以下の低温では、工業的に十分な成膜速度が得られない、すなわち550℃以下の低温では、10Å/分以上の成膜速度が得られないことを意味するものである。加えて、これら前駆体には、以下のような不利点も見られる。
【0009】
すなわち、HCDSは、完全塩素化ジシランであるので塩素含有量が高く、またSi−Cl結合は非常に強いものである。従って、得られるシリコン窒化物膜中の塩素含有量が反応温度が低くなるほど高くなり、600℃の反応温度では約2原子%にも達することがわかった。また、HCDSは、DCSと同様に塩化アンモニウムの多量発生という問題を生じさせる。
【0010】
BTBASは、その活性化エネルギーが56kcal/モルであるので、反応温度が減少すると、シリコン窒化物膜の成膜速度が顕著に低下することとなる。550℃の温度では、成膜速度は、わずか3Å/分まで低下すると見積もられる。
【0011】
以上述べた問題は、シリコン窒化物膜と同等の物性および用途を有するシリコンオキシ窒化物膜を上記従来の前駆体を用いて製造する際についても同様に生じる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、多量の塩化アンモニウムの生成を伴うことなく、低温化でも十分な成膜速度をもってシリコン窒化物膜もしくはシリコンオキシ窒化物膜をCVD法により製造するための方法を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の側面によれば、少なくとも1つの基板を収容した反応チャンバ内に、下記式(I):
(R0 )3 −Si−Si−(R0 )3 (I)
[ここで、各R0 は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子または−NR1 (R2 )基(ここで、R1 およびR2 は、それぞれ独立に、水素原子またはC1 〜C4 炭化水素基であり、R1 およびR2 が同時に水素原子であることはない)であって、少なくとも1つのR0 は、前記−NR1 (R2 )基である]で示されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物並びにアンモニア、ヒドラジン、アルキルヒドラジン化合物およびアジ化水素からなる群の中から選ばれる窒素含有ガスを導入し、反応温度下で該ヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスを反応させてシリコン窒化物膜を該基板上に形成することを特徴とするCVD法によるシリコン窒化物膜の製造方法が提供される。
【0014】
また、本発明の第2の側面によれば、少なくとも1つの基板を収容した反応チャンバ内に、前記式(I)で示されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物、並びにアンモニア、ヒドラジンおよびアジ化水素からなる群の中から選ばれる窒素含有ガス、およびNO、N2 O、NO2 、O2 、O3 、H2 OおよびH2 O2 からなる群の中から選ばれる酸素含有ガスを導入し、反応温度下で該ヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスと酸素含有ガスを反応させてシリコンオキシ窒化物膜を該基板上に形成することを特徴とするCVD法によるシリコンオキシ窒化物膜の製造方法が提供される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳しく説明する。
本発明は、熱CVD法によりシリコン窒化物膜またはシリコンオキシ窒化物膜(以下、両者に言及するとき、「シリコン(オキシ)窒化物」膜という)を基板上に形成するに際し、シリコン(オキシ)窒化物の前駆体として特定の化合物を用いるものである。
【0016】
本発明に使用されるシリコン(オキシ)窒化物の前駆体は、下記式(I):
(R0 )3 −Si−Si−(R0 )3 (I)
で示されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物である。
【0017】
式(I)において、各R0 は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子または−NR1 (R2 )基であって、少なくとも1つのR0 は、−NR1 (R2 )基である。−NR1 (R2 )基において、R1 およびR2 は、それぞれ独立に、水素原子またはC1 〜C4 炭化水素(ヒドロカルビル)基であるが、R1 およびR2 が同時に水素原子であることはない。C1 〜C4 炭化水素基には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等のC1 〜C4 アルキル基、およびビニル基が含まれる。
【0018】
式(I)において、各R0 が−NR1 (R2 )基であり、R1 が水素原子であり、R2 がC1 〜C4 炭化水素基である化合物、すなわち、下記式(II):
((R)HN)3 −Si−Si−(NH(R))3 (II)
(ここで、各Rは、それぞれ独立に、C1 〜C4 炭化水素基)で示されるヘキサキス(モノヒドロカルビルアミノ)ジシランは新規化合物であり、本発明において好ましい化合物である。
【0019】
式(II)で示されるヘキサキス(モノヒドロカルビルアミノ)ジシランは、有機溶媒中でヘキサクロロジシラン(Cl3 −Si−Si−Cl3 )をその6倍モル以上の式:RNH2 (ここで、Rは、C1 〜C4 炭化水素基)で示されるモノヒドロカルビルアミンと反応させることにより製造することができる。ヘキサクロロジシランと反応させるモノヒドロカルビルアミンには、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、tert−ブチルアミン、ビニルアミン等が含まれる。使用するモノヒドロカルビルアミンは、単一のモノヒドロカルビルアミンであってもよいし、混合物であってもよい。しかしながら、製造のし易さの観点から、単一のモノヒドロカルビルアミンであることが好ましく、エチルアミンであることがより好ましい。
【0020】
上に述べたように、ヘキサクロロジシランとモノヒドロカルビルアミンとは、前者1モルに対し、後者6モル以上の割合で反応させる。しかしながら、N−ヒドロカルビルジシラザンの生成を防止するために、モノヒドロカルビルアミンをヘキサクロロジシランに対して大過剰に用いることが好ましい。すなわち、ヘキサクロロジシランとモノヒドロカルビルアミンとは、1:12〜1:36のモル比で使用することが好ましい。このようにモノヒドロカルビルアミンをヘキサクロロジシランに対し12倍モル以上の割合で用いることにより、反応により副生する塩化水素(6モル)をモノヒドロカルビルアミンの塩酸塩(固体)として固定することもできる。このモノヒドロカルビルアミン塩酸塩は、反応後の反応混合物からろ過により容易に除去することができる。
【0021】
ヘキサクロロジシランとモノヒドロカルビルアミンとの反応に使用される反応溶媒は、有機溶媒であり、鎖式または環式炭化水素、例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン等やテトラヒドロフラン等が含まれる。好ましい溶媒は、ペンタンである。
【0022】
ヘキサクロロジシランとモノヒドロカルビルアミンとの反応は、好ましくは、−30℃〜+50℃の温度で行われる。通常、反応溶媒をこの好ましい温度−30℃〜+50℃の温度に設定し、これにモノヒドロカルビルアミンを加えて溶解させた後、ヘキサクロロジシランを例えば滴下により徐々に加える。ヘキサクロロジシランは、そのままで、または上記反応溶媒と同種の溶媒中に溶解させた状態で、滴下することができる。しかる後、上記温度を保ちながら、この反応溶液を2時間〜24時間攪拌しながら反応を行う。この攪拌後、反応溶液を室温(約20℃〜50℃)まで加温し、さらに、好ましくは10時間以上、攪拌を続ける。しかる後、固体の副生成物であるヒドロカルビルアンモニウムクロライドを濾別し、溶媒と残留アミンを減圧下で留去する。得られたヘキサキス(モノヒドロカルビルアミノ)ジシランは、分別蒸留によりさらに精製することができる。
【0023】
式(II)で示されるヘキサキス(モノヒドロカルビルアミノ)ジシランは、常温(約20℃〜50℃)で液状であり、塩素を含まず、またシリコン(オキシ)窒化物膜の低温(600℃以下)での成膜速度に特に優れ、反応性に富んでいる。この高い反応性は、ケイ素原子にモノヒドロカルビルアミノ基が結合していることと、弱いSi−Si直接結合を有することとに起因する。式(II)で示されるヘキサキス(モノヒドロカルビルアミノ)ジシランとしては、ヘキサキス(モノエチルアミノ)ジシランが特に好ましい。
【0024】
さて、本発明の式(I)で示されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物を用いてシリコン窒化物を形成するためには、少なくとも1つの基板(通常、シリコン基板等の半導体基板)を収容した反応チャンバ内に、式(I)のヒドロカルビルアミノジシラン化合物および窒素含有ガスを導入し、反応温度下でヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスを反応させ、シリコン窒化物を半導体基板上に堆積させる。窒素含有ガスは、アンモニア、ヒドラジン、アルキルヒドラジン化合物およびアジ化水素からなる群の中から選ぶことができる。
【0025】
シリコン窒化物を製造する際に反応チャンバ内に導入されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスとのモル比は1:2〜1:50であることが好ましい。また反応チャンバ内の全圧力は0.1〜10Torrの範囲内に維持することが好ましい。反応温度は、450℃〜650℃であることが好ましい。
【0026】
また、本発明の式(I)で示されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物を用いてシリコンオキシ窒化物を形成するためには、少なくとも1つの基板(通常、シリコン基板等の半導体基板)を収容した反応チャンバ内に、式(I)のヒドロカルビルアミノジシラン化合物、窒素含有ガス、および酸素含有ガスを導入し、反応温度下でヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスと酸素含有ガスを反応させてシリコンオキシ窒化物膜を基板上に堆積させる。窒素含有ガスは、シリコン窒化物膜を堆積させる場合と同様、アンモニア、ヒドラジンおよびアジ化水素からなる群の中から選ぶことができる。また、酸素含有ガスは、NO、N2 O、NO2 、O2 、O3 、H2 OおよびH2 O2 からなる群の中から選ぶことができる。
【0027】
酸素含有ガスが窒素をも含有するガス(NO、N2 Oおよび/またはNO2 )である場合には、窒素含有ガスを使用しないでもよく、シリコンオキシ窒化物を製造する際に反応チャンバ内に導入されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスとのモル比は1:0〜1:50であることが好ましい。酸素含有ガスが窒素を含有しないガス(O2 、O3 、H2 Oおよび/またはH2 O2 )である場合、ヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスとのモル比は10:1〜1:50であることが好ましい。いずれの場合にも、ヒドロカルビルアミノジシラン化合物と酸素含有ガスとのモル比は50:1〜1:10であることが好ましい。また、反応チャンバ内の全圧力は0.1〜10Torrの範囲内に維持することが好ましい。反応温度は、450℃〜750℃であることが好ましい。
【0028】
本発明に従いシリコン(オキシ)窒化物を生成させる際に、式(I)のヒドロカルビルアミノジシラン化合物は、バブラーまたは気化器を用いて気化させることができる。バブラーは、式(I)のヒドロカルビルアミノジシラン化合物を液状で収容する密閉容器と、この密閉容器内のヒドロカルビルアミノジシラン化合物中にキャリヤーガスを吹き込むための吹き込み管、およびこの吹き込み管からのヒドロカルビルアミノジシラン化合物中に吹き込まれたキャリヤーガスに連行されて気化されたヒドロカルビルアミノジシラン化合物を密閉容器から排出し反応チャンバに供給するための供給管からなる。供給管は、その下流端がCVD反応チャンバに連通している。密閉容器内の温度と圧力は一定に保つ必要がある。
【0029】
気化器は、MKS社製Direct Liquid Injection System(DLI−25)やLintec社製気化器VU−410A等を用いて、ヒドロカルビルアミノジシラン化合物を気化し、反応チャンバに供給する。
【0030】
図1は、本発明のシリコン(オキシ)窒化物膜の製造方法を実施するために好適なCVD反応装置の一例を示すブロック図である。
【0031】
図1に示すCVD反応装置10は、CVD反応チャンバ11、本発明のヒドロカルビルアミノジシラン化合物(HCAD)の供給源12、窒素含有ガス供給源13、必要により導入される不活性ガス等の希釈ガス供給源14を備える。シリコンオキシ窒化物を製造する場合には、CVD反応装置10は、酸素含有ガス供給源15をさらに備える。反応チャンバ11の周りには、反応チャンバ11を所定のCVD反応温度に加熱するための加熱手段111が設けられている(バッチ式処理の場合。なお、枚葉式処理の場合には、サセプタを加熱する)。
【0032】
図1に示すCVD反応装置10は、HCADをバブラーにより気相として反応チャンバ11内に導入するタイプのものである。HCAD供給源12は、液状のHCADを収容する密閉容器121を備える。密閉容器内121には、窒素等のキャリヤーガスの供給源16から弁V1およびマスフローコントローラー(mass flow controller)MFC1を介してキャリヤーガスを密閉容器121に収容されたHCAD中に吹き込むための吹き込み管122が挿入されている。HCAD中に吹き込まれて、HCADを同伴したキャリヤーガスは、圧力調節弁PVを介してラインL1中を通り、反応チャンバ11内に導入される。ラインL1には、圧力センサーPG1が接続されている。いうまでもなく、反応チャンバ11内には、図示しないが、少なくとも1つの基板(通常、シリコン基板等の半導体基板)が収容されている。基板の数は、チャックやウエハーボートに収容された1個〜250枚であり得る。
【0033】
窒素含有ガスの供給源13からは、アンモニアガス等の窒素含有ガスが、弁V2、マスフローコントローラーMFC2を介して、ラインL2により反応チャンバ11内に導入される。
【0034】
必要に応じて導入される希釈ガスは、その供給源14から、弁V3、マスフローコントローラーMFC3を介して、ラインL3およびラインL2により反応チャンバ11内に導入される。
【0035】
シリコンオキシ窒化物膜を製造する際に導入される酸素含有ガスは、その供給源15から、弁V4、マスフローコントローラーMFC4を介して、ラインL4およびラインL2により反応チャンバ11内に導入される。
【0036】
反応チャンバ11の出口は、ラインL5により廃ガス処理装置17に接続されている。廃ガス処理装置17は、副生成物および未反応物質等を除去し、清浄化されたガスが系外に排出される。ラインL5には、圧力センサーPG2、バタフライ弁BVおよびポンプPMが接続されている。反応チャンバ11への各ガスの導入はポンプPMの駆動により行われ、反応チャンバ11内の圧力は、圧力センサーPG2によりモニターされ、バタフライ弁BVの開閉により、所定の圧力値に設定される。
【0037】
操作に当たり、容器121は、例えば、50〜80℃に加熱され、ラインL1からなるHCAD供給系は、HCADの結露を防止するために、バブラーの温度より高い温度に加熱されることが好ましい。
【0038】
図2は、HCADの供給系が異なる以外は、図1に示すCVD反応装置10と同様の構成のCVD反応装置である。図2において、図1に示す要素と同様の要素は、同じ符号が付されており、その詳細な記述は省略する。
【0039】
図2に示すCVD反応装置20は、気化器21を備える。キャリヤーガス源16からキャリヤーガスが弁V1を介してラインL21を通り、加圧用ガスとして、密閉容器22内に液状で収容されているHCADの気相部に導入され、その圧力により液状HCADは、弁V22およびマスフローコントローラーMFC21を介してラインL22を通って気化器21に導入される。また、キャリヤーガス源16からのキャリヤーガスは、ラインL21から分岐するラインL22を通り、気化器21内に導入される。こうして気化器21内に導入されたキャリヤーガスと液状HCADは、気化器内で例えば60℃〜200℃に加熱されてHCADが気化し、キャリヤーガスと共にラインL23を通って反応チャンバ11内に導入される。ラインL23は、HCADの再液化あるいは結露を防止するために、50〜120℃に加熱することが好ましい。
【0040】
【実施例】
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【0041】
合成例1:ヘキサキス(モノエチルアミノ)ジシラン(HEAD)の合成
反応溶媒としてペンタンを使用し、これを0℃に冷却した。この冷ペンタンに、0℃に冷却したエチルアミン(70g、1.55モル)を加えてエチルアミン溶液を調製した。このエチルアミン溶液に、ヘキサクロロジシラン(26.9g、0.1モル)を徐々に加えた。得られた反応溶液を0℃で2時間攪拌した後、室温(20℃)でさらに15時間攪拌した。副生したエチルアミン塩酸塩を濾別し、ペンタンとエチルアミンを真空下で留去した。こうして、HEADを22.4gの収量で得た(収率:70%)。
【0042】
<分析結果>
1H−NMR(C6 D6 、500MHz):δ=0.61ppm(ブロード、−NH);δ=1.1ppm(三重線、−CH3 )、δ=2.95(五重線、−CH2 )。
【0043】
13C−NMR(C6 D6 、125MHz):20.7ppmおよび36.1ppm(−CH2 −CH3 )。
【0044】
なお、これらのNMR分析において、SiH結合に帰属されるシグナルは観察されなかった。
【0045】
また、QMS(m/e<250)による分析結果(スペクトル)を図3に示す(図3において、Etはエチルを表す)。なお、図3において、Si−Si結合がいくつかのフラグメントに存在しているが、簡潔さのために、主ピークのみについてその帰属を示した。
【0046】
さらに、得られたHEAD生成物についてイオンクロマトグラフィーにより塩素含有量を測定したが、痕跡量のレベルに過ぎなかった。また、HEAD生成物の融点は、20〜24℃と見積もられた。
【0047】
実施例1:シリコン窒化物膜の製造
本実施例では、図2に示すCVD反応装置と同様の構成を有するCVD反応装置を用いてシリコン窒化物膜をシリコン半導体基板上に堆積させた。HCADとして、合成例1で合成したHEADを用い、窒素含有ガスとしてアンモニアを用い、キャリヤーガスとして窒素ガスを用い、以下の条件でシリコン窒化物膜を製造した。その際、ラインL23は、110℃に加熱した。
【0048】
HEADガス流量:5sccm
アンモニアガス流量:50sccm
キャリヤーガス(窒素ガス)流量:60sccm
反応チャンバ内圧力:0.5Torr
反応チャンバ温度:550℃
気化器温度:110℃。
【0049】
この結果、約45分間で厚さ900Åのシリコン窒化物膜が得られた(シリコン窒化物膜の堆積速度:20Å/分)。このシリコン窒化物膜の組成をオージェ電子分光分析によって分析したところ、Si1.5N1 であった。
【0050】
また、反応チャンバ温度を500℃または525℃とした以外は上記条件下でシリコン窒化物膜を製造したところ、それぞれ、10Å/分、15Å/分の堆積速度でシリコン窒化物膜が得られた。
【0051】
実施例2:シリコンオキシ窒化物膜の製造
本実施例では、図2に示すCVD反応装置と同様の構成を有するCVD反応装置を用いてシリコンオキシ窒化物膜をシリコン半導体基板上に堆積させた。HCADとして、合成例1で合成したHEADを用い、窒素含有ガスとしてアンモニアを用い、酸素含有ガスとして酸素を用い、キャリヤーガスとして窒素ガスを用い、以下の条件でシリコンオキシ窒化物膜を製造した。その際、ラインL23は、110℃に加熱した。
【0052】
HEADガス流量:2sccm
アンモニアガス流量:50sccm
酸素ガス流量:1sccm
キャリヤーガス(窒素ガス)流量:60sccm
反応チャンバ内圧力:0.5Torr
反応チャンバ温度:550℃
気化器温度:110℃。
【0053】
この結果、約100分間で厚さ約2000Åのシリコンオキシ窒化物膜が得られた(シリコンオキシ窒化物膜の堆積速度:20Å/分)。このシリコンオキシ窒化物膜の組成をオージェ電子分光分析によって分析したところ、SiN0.42O0.35であった。
【0054】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、多量の塩化アンモニウムの生成を伴うことなく、低温化でも十分な成膜速度をもってシリコン窒化物膜もしくはシリコンオキシ窒化物膜をCVD法により製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するために使用し得るCVD反応装置の一例を示すブロック図。
【図2】本発明を実施するために使用し得るCVD反応装置の他の例を示すブロック図。
【図3】合成例1で製造したヘキサキス(モノエチルアミノ)ジシランの質量スペクトル。
【符号の説明】
10,20…CVD反応装置
11…CVD反応チャンバ
12…ヒドロカルビルアミノジシラン(HCAD)供給源
13…窒素含有ガス供給源
14…希釈ガス供給源
15…酸素含有ガス供給源
16…キャリヤーガス供給源
17…廃ガス処理装置
21…気化器
22…密閉容器
111…加熱手段
121…密閉容器
122…キャリヤーガス吹き込み管
L1〜L5,L21〜L23…ライン
V1〜V4,V21〜V22…弁
PG1〜PG2…圧力センサー
MFC1〜MFC4,MFC21〜MFC22…マスフローコントローラー
BV…バタフライ弁
PM…ポンプ
Claims (16)
- 少なくとも1つの基板を収容した反応チャンバ内に、ヘキサキス(エチルアミノ)ジシランからなるヒドロカルビルアミノジシラン化合物並びにアンモニア、ヒドラジン、アルキルヒドラジン化合物およびアジ化水素からなる群の中から選ばれる窒素含有ガスを導入し、反応温度下で該ヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスを反応させてシリコン窒化物膜を該基板上に形成することを特徴とするCVD法によるシリコン窒化物膜の製造方法。
- 前記反応チャンバ内に導入されるアミノジシラン化合物と窒素含有ガスとのモル比が1:2〜1:50であり、前記反応チャンバ内の全圧力が0.1〜10Torrであり、前記反応温度が450℃〜650℃であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 液体状態にある前記ヒドロカルビルアミノジシラン化合物にキャリヤーガスを吹込むことにより該キャリヤーガスに該ヒドロカルビルアミノジシラン化合物をガスとして同伴させて供給系を通じて前記反応チャンバに供給することを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記ヒドロカルビルアミノジシラン化合物を気化器を用いて気化させ、該気化されたヒドロカルビルアミノジシラン化合物を供給系を通じて前記反応チャンバに供給することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 気化器を60℃〜200℃の温度に加熱することを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
- 前記供給系を25℃〜80℃の温度に維持することを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記反応チャンバが、1つのチャックあるいはウエーハボートに積載された1〜250枚の半導体基板を収容する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の製造方法。
- 少なくとも1つの基板を収容した反応チャンバ内に、下記式(I):
(R0 )3 −Si−Si−(R0 )3 (I)
[ここで、各R0 は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子または−NR1 (R2 )基(ここで、R1 およびR2 は、それぞれ独立に、水素原子またはC1 〜C4 炭化水素基であり、R1 およびR2 が同時に水素原子であることはない)であって、少なくとも1つのR0 は、前記−NR1 (R2 )基である]で示されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物、並びにアンモニア、ヒドラジン、アルキルヒドラジン化合物およびアジ化水素からなる群の中から選ばれる窒素含有ガス、およびNO、N2 O、NO2 、O2 、O3 H2 O、およびH2 O2 からなる群の中から選ばれる酸素含有ガスを導入し、反応温度下で該ヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスと酸素含有ガスを反応させてシリコンオキシ窒化物膜を該基板上に形成することを特徴とするCVD法によるシリコンオキシ窒化物膜の製造方法。 - 前記ヒドロカルビルアミノジシラン化合物が、各R0 が−NR1 (R2 )基であり、R1 が水素原子であり、R2 がC1 〜C4 炭化水素基である式(I)の化合物であることを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
- 前記ヒドロカルビルアミノジシラン化合物が、ヘキサキス(エチルアミノ)ジシランを包含する請求項8または9に記載の製造方法。
- 前記反応チャンバ内に導入されるヒドロカルビルアミノジシラン化合物と窒素含有ガスとのモル比が1:0〜1:50であり、前記ヒドロカルビルアミノジシラン化合物と酸素含有ガスとのモル比が50:1〜1:10であり、前記反応チャンバ内の全圧力が0.1〜10Torrであり、前記反応温度が450℃〜750℃であることを特徴とする請求項9または10に記載の製造方法。
- 液体状態にある前記ヒドロカルビルアミノジシラン化合物にキャリヤーガスを吹込むことにより該キャリヤーガスに該ヒドロカルビルアミノジシラン化合物をガスとして同伴させて供給系を通じて前記反応チャンバに供給することを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記ヒドロカルビルアミノジシラン化合物を気化器を用いて気化させ、該気化されたヒドロカルビルアミノジシラン化合物を供給系を通じて前記反応チャンバに供給することを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1項に記載の製造方法。
- 気化器を60℃〜200℃の温度に加熱することを特徴とする請求項13に記載の製造方法。
- 前記供給系を25℃〜80℃の温度に維持することを特徴とする請求項12ないし14のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記反応チャンバが、1つのチャックあるいはウエーハボートに積載された1〜250枚の半導体基板を収容する請求項8ないし15のいずれか1項に記載の製造方法。
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