JP2727106B2 - Film formation method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、膜形成方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a film forming method.
（従来の技術） 半導体デバイスを製造する場合、半導体ウエハ等から
なる基体上に、CVD（Chemical Vapor Deposition）やエ
ピタキシャル成長の技術を用いて薄膜の形成を行ってい
る。(Prior Art) When manufacturing a semiconductor device, a thin film is formed on a base made of a semiconductor wafer or the like by using a technique of CVD (Chemical Vapor Deposition) or epitaxial growth.
すなわち、このような技術により、半導体ウエハ等の
基体上に例えばBPSG膜、BSG膜等のホウ素を含む薄膜を
形成することが行われている。この場合、従来は、ホウ
素の原料ガスとしてジボラン（B2H6）を用い、常圧CVD
法によりホウ素を含む薄膜の形成を行っている。That is, by such a technique, a thin film containing boron such as a BPSG film or a BSG film is formed on a base such as a semiconductor wafer. In this case, diborane (B 2 H 6 ) is conventionally used as a source gas for boron,
The thin film containing boron is formed by the method.
而して、常圧CVD法と減圧CVD法とを比較した場合、減
圧CVD法は、成膜速度が遅いが、ピンホールの少ない膜
質の良好な薄膜を形成することができる。また、減圧CV
D法は、成膜速度が遅い。このために、減圧CVD法では、
一回のウエハ処理枚数を数十枚から数百枚とするバッチ
式が主流である。そこで、減圧CVD法では、加熱方式と
して、反応炉全体を加熱するホットウォール式が主に採
用されている。Thus, when the normal pressure CVD method and the low pressure CVD method are compared, the low pressure CVD method can form a thin film with good pin quality with few pinholes, although the film formation rate is low. Also, decompression CV
Method D has a low film formation rate. For this reason, the low pressure CVD method
A batch type in which the number of processed wafers at one time is several tens to several hundreds is mainly used. Therefore, in the low pressure CVD method, a hot wall method for heating the entire reaction furnace is mainly used as a heating method.
このような減圧CVD法により、ホウ素を含む薄膜を形
成することが望ましい場合がある。It may be desirable to form a boron-containing thin film by such a low-pressure CVD method.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ホウ素含有薄膜の形成方法では、ホウ
素の原料ガスとして、分解温度の低いジボランを用いて
いる。このため、ホットウォール式の減圧CVD法で薄膜
を形成する際、ジボランを反応管内に導入すると同時に
ホウ素と水素に分解してしまう。その結果、ホウ素が薄
膜中に入らず、所望の成膜を行うことができないという
問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the method for forming a boron-containing thin film, diborane having a low decomposition temperature is used as a boron source gas. For this reason, when a thin film is formed by a hot wall type reduced pressure CVD method, diborane is introduced into the reaction tube and is simultaneously decomposed into boron and hydrogen. As a result, there is a problem that boron does not enter the thin film and a desired film cannot be formed.
また、ジボランは、分解し易く、貯蔵中にも分解を起
こしていくため、その濃度管理が困難である。このた
め、形成する薄膜のホウ素濃度を所望の値に保つことが
困難である。Also, diborane is easily decomposed and decomposes during storage, so that its concentration control is difficult. For this reason, it is difficult to keep the boron concentration of the formed thin film at a desired value.
また、ホウ素の原料ガスとして例えば三塩化ホウ素
（BCl3）を用いることも考えられている。しかし、三塩
化ホウ素は、吸湿性が高いため、膜質の良好な膜を形成
することが困難である。また、三塩化ホウ素は、毒性が
高いため、危険性も高くなる問題がある。It has also been considered to use, for example, boron trichloride (BCl 3 ) as a boron source gas. However, since boron trichloride has high hygroscopicity, it is difficult to form a film having good film quality. In addition, boron trichloride has a problem that the toxicity is high because of high toxicity.
本発明は、上記点に対処してなされたもので、ホウ素
が均一な濃度で分布し、かつ、均一な膜厚を有する高品
質のホウ素含有薄膜を容易に形成することができる膜形
成方法を提供するものである。The present invention has been made in view of the above points, and a film forming method capable of easily forming a high-quality boron-containing thin film in which boron is distributed at a uniform concentration and having a uniform thickness. To provide.
（課題を解決するための手段） 本発明は、一端に排気管を有し、他端の開口部が蓋体
で閉塞される反応管内に多数枚の半導体ウエハをウエハ
ボートに配置して収容し、上記反応管を囲むように配置
されたヒータで加熱すると共に、反応管内に長手方向に
沿って設けられたガス供給管により処理ガスを供給して
半導体ウエハの表面に薄膜を形成する膜形成方法におい
て、上記ガス供給管が長手方向に所定間隔で多数のガス
供給口を有し、そのガス供給口を蓋体側で小さい配置間
隔に、かつ、排気管側で大きい配置間隔に設定した第１
のガス供給管と、ガス供給口をガス供給管の長手方向両
端部及び中央部で小さい配置間隔に設定した第２のガス
供給管とからなり、第１のガス供給管によりSiH4,Si
2H6,SiH2Cl2,SiCl4,（C2H5O）4Si等のSiを含む原料ガス
と、POCl3,PH3,（CH3）3P,（CH3O）3P,（CH3）3OP,（CH
3O）3OP等のＰを含む原料ガスと、三フッ化ホウ素（B
F3）ガスを供給すると共に、第２のガス供給管によりN2
O,NO,O2等のＯを含む原料ガスを供給して半導体ウエハ
の表面にホウ素含有薄膜を形成することを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention arranges and accommodates a large number of semiconductor wafers in a wafer boat in a reaction tube having an exhaust pipe at one end and an opening at the other end closed by a lid. A method of forming a thin film on the surface of a semiconductor wafer by heating with a heater arranged to surround the reaction tube and supplying a processing gas through a gas supply tube provided in the reaction tube along the longitudinal direction. In the first aspect, the gas supply pipe has a plurality of gas supply ports at predetermined intervals in a longitudinal direction, and the gas supply ports are set at a small arrangement interval on the lid side and at a large arrangement interval on the exhaust pipe side.
And a second gas supply pipe whose gas supply ports are set at small intervals at both ends and the center of the gas supply pipe in the longitudinal direction, and the first gas supply pipe is used to form SiH 4 and Si.
2 H 6, SiH 2 Cl 2 , SiCl 4, and the raw material gas containing (C 2 H 5 O) Si such 4 Si, POCl 3, PH 3 , (CH 3) 3 P, (CH 3 O) 3 P , (CH 3 ) 3 OP, (CH
3 O) 3 OP or other source gas containing P and boron trifluoride (B
F 3 ) While supplying gas, N 2 gas is supplied through a second gas supply pipe.
A source gas containing O such as O, NO, and O 2 is supplied to form a boron-containing thin film on the surface of a semiconductor wafer.
本発明においては、上記反応管内の温度を350〜430
℃、反応管内の圧力を0.05〜0.3Torr、SiH4ガスの流量
を40〜100SCCM、55％PH3/Arガスの流量を60〜120SCCM、
BF3ガスの流量を20〜70SCCM、O2ガスの流量を20〜200SC
CMに設定して半導体ウエハの表面にホウ素含有薄膜を形
成することが好ましい。In the present invention, the temperature in the reaction tube is 350 to 430
° C, the pressure in the reaction tube is 0.05-0.3 Torr, the flow rate of SiH 4 gas is 40-100 SCCM, the flow rate of 55% PH 3 / Ar gas is 60-120 SCCM,
20~70SCCM the flow rate of BF 3 gas, the flow rate of O 2 gas 20~200SC
It is preferable to form a boron-containing thin film on the surface of the semiconductor wafer by setting the CM.
（作 用） 即ち、本発明によればホウ素の原料ガスとして三フッ
化ホウ素（BF3）ガスを用い、ホウ素を含む膜、例えばB
PSG膜、BSG膜、ボロンドープシリコン酸化膜等を、例え
ば常圧CVD、減厚CVD、プラズマCVD、エピタキシャル成
長等により形成する。(Operation) That is, according to the present invention, boron trifluoride (BF 3 ) gas is used as a source gas of boron, and a film containing boron, for example, B
A PSG film, a BSG film, a boron-doped silicon oxide film, and the like are formed by, for example, normal pressure CVD, reduced thickness CVD, plasma CVD, epitaxial growth, or the like.
例えば、高温酸化膜（BSG膜、BPSG膜）をCVDにより形
成する場合は、例えば、Siの原料ガスとしては、SiH4、
Si2H6、SiH2Cl2、SiCl4等、例えば、Ｐの原料ガスとし
ては、POCl3、PH3等、Ｏの原料ガスとしては、例えばN2
O、NO等を用いることができる。そして、これらのガス
と共に、BF3ガスを供給し、成膜を行う。For example, when a high-temperature oxide film (BSG film, BPSG film) is formed by CVD, for example, SiH 4 ,
Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiCl 4 and the like, for example, P source gas such as POCl 3 and PH 3 , and O source gas such as N 2
O, NO, etc. can be used. Then, a BF 3 gas is supplied together with these gases to form a film.
また、例えば低温酸化膜（BSG膜、BPSG膜）をCVDによ
り形成する場合は、例えばSiの原料ガスとしては、Si
H4、Si2H6、SiH2Cl2、Si−Cl4等、Ｐの原料ガスとして
は、例えばPOCl3、PH3等、Ｏの原料ガスとしては、例え
ばO2等を用いることができる。そして、これらのガスと
共に、BF3ガスを供給し、成膜を行う。Further, for example, when a low-temperature oxide film (BSG film, BPSG film) is formed by CVD, for example, Si source gas is Si
H 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , Si-Cl 4, etc., as P source gas, for example, POCl 3 , PH 3, etc., as O source gas, for example, O 2, etc. . Then, a BF 3 gas is supplied together with these gases to form a film.
また、（C2H5O）4Si（テトラエトキシシラン）を用い
てCVDによりBSG膜またはBPSG膜を形成する場合は、Siの
原料ガスとしては（C2H5O）4Siガス、Ｐの原料ガスとし
ては例えば（CH3）3P、（CH3O）3P、（CH3）3OP、（CH3
O）3OP、PH3、POCl3等、Ｏの原料ガスとしては、例え
ば、O2、N2O、NO等を用いることができる。そして、こ
れらのガスと共に、BF3ガスを供給し、成膜を行う。When a BSG film or a BPSG film is formed by CVD using (C 2 H 5 O) 4 Si (tetraethoxysilane), (C 2 H 5 O) 4 Si gas, P Examples of the raw material gas include (CH 3 ) 3 P, (CH 3 O) 3 P, (CH 3 ) 3 OP, and (CH 3
O) 3 OP, PH 3, POCl 3 , etc., as a source gas of O, for example, can be used O 2, N 2 O, NO and the like. Then, a BF 3 gas is supplied together with these gases to form a film.
また、ボロンリンドープシリコン酸化膜をCVDにより
形成する場合は、Siの原料ガスとしてはSiH4ガス、Ｐの
原料ガスとしては例えばPH3、POCl3等を用いることがで
きる。そして、これらのガスと共に、BF3ガスを供給
し、成膜を行う。When a boron phosphorus-doped silicon oxide film is formed by CVD, SiH 4 gas can be used as a Si source gas, and PH 3 , POCl 3, or the like can be used as a P source gas. Then, a BF 3 gas is supplied together with these gases to form a film.
さらに、エピタキャル成長による場合は、Siの原料ガ
スとしてのSiH4ガス等と共に、BF3ガスを供給し、成膜
を行う。Further, in the case of epitaxy growth, BF 3 gas is supplied together with SiH 4 gas or the like as a Si source gas to form a film.
三フッ化ホウ素ガスは、ジボランに較べて安定であ
り、分解温度も高い。したがって、その濃度管理が容易
であり、膜のホウ素濃度を所望の値とすることができ、
また、成膜温度の高い減圧CVDにより膜形成を行うこと
ができ、ピンホールが少なく、ステップカバレージも良
好な膜質の良い膜を形成することができる。さらに、毒
性も少なく、取扱い時の危険性も少ない。Boron trifluoride gas is more stable than diborane and has a higher decomposition temperature. Therefore, the concentration control is easy, the boron concentration of the film can be set to a desired value,
In addition, a film can be formed by low-pressure CVD at a high film formation temperature, and a film having a small number of pinholes and good step quality can be formed. Furthermore, it is less toxic and less dangerous during handling.
（実施例） 以下本発明の膜形成方法を減圧CVDに適用した一実施
例を図面を参照して説明する。Example An example in which the film forming method of the present invention is applied to low-pressure CVD will be described below with reference to the drawings.
第１図は、本発明の実施例に使用するホウ素含有薄膜
の製造装置の一例を示している。図中（１）は、石英か
らなる横型反応管（２）の外側にこれを囲むようにして
配置されたヒータである。反応管（２）は、図示しない
加熱炉内に配置され、内部に反応室（処理室）を構成す
る如く筒状構造となっている。反応管（２）の一端部に
は、排気管（４）が接続され、この排気管（４）は排気
装置（３）に接続される。また、反応管（２）の他端部
には、ウエハ搬出入用の開口部が形成されている。この
開口部は、反応時に蓋体（５）によって気密に閉塞され
るようになっている。FIG. 1 shows an example of an apparatus for producing a boron-containing thin film used in an embodiment of the present invention. In the figure, (1) is a heater arranged outside the horizontal reaction tube (2) made of quartz so as to surround it. The reaction tube (2) is arranged in a heating furnace (not shown) and has a tubular structure so as to form a reaction chamber (processing chamber) inside. An exhaust pipe (4) is connected to one end of the reaction pipe (2), and the exhaust pipe (4) is connected to an exhaust device (3). An opening for loading / unloading a wafer is formed at the other end of the reaction tube (2). This opening is hermetically closed by the lid (5) during the reaction.
さらに、反応管（２）の長手方向に沿って嵌挿するよ
うにして、２本の処理ガス供給管（6a）（6b）が設けら
れている。これらのガス供給管（6a）（6b）には、その
長手方向に沿って多数個のガス供給口（6a1）〜（6
an），（6b1）〜（6bn）が所定間隔で形成されている。
これらのガス供給口（6a1）〜（6an），（6b1）〜（6
bn）から反応管（２）内に所定のガスを供給可能に構成
されている。Further, two processing gas supply pipes (6a) and (6b) are provided so as to be fitted along the longitudinal direction of the reaction tube (2). These gas supply pipe (6a) (6b), the number in the longitudinal direction number of the gas supply port (6a 1) ~ (6
a n ), (6b 1 ) to (6b n ) are formed at predetermined intervals.
These gas supply port (6a 1) ~ (6a n ), (6b 1) ~ (6
b n ) so that a predetermined gas can be supplied into the reaction tube (2).
ここで、ガス供給口（6a1）〜（6an），（6b1）〜（6
bn）の配置は、例えば、SiH4等のガス供給管（第１のガ
ス供給管）（6a）の場合は第２図Ａに示す如く、反応管
（２）の蓋体（５）で小さい配置間隔（L1）とし、排気
管（４）側で大きい配置間隔（L2）とする。また、O2等
のガス供給管（第２のガス供給管）（6b）の場合は、第
２図Ｂに示す如く、ガス供給管（6b）の両端部及び中央
部で比較的小さい間隔（L3）（L4）（L5）に設定する。Here, the gas supply port (6a 1) ~ (6a n ), (6b 1) ~ (6
placement of b n), for example, in the case of the gas supply pipe, such as SiH 4 (the first gas supply pipe) (6a) as shown in FIG. 2 A, in the lid of the reaction tube (2) (5) A small arrangement interval (L1) and a large arrangement interval (L2) on the exhaust pipe (4) side. In the case of a gas supply pipe (second gas supply pipe) (6b) for O 2 or the like, as shown in FIG. 2B, relatively small intervals (at both ends and the center of the gas supply pipe (6b)) Set to L3) (L4) (L5).
このような装置（10）を用いて次のようにしてウエハ
（８）上にボロンリンドープシリコン酸化膜、ボロンド
ープシリコン酸化膜等のホウ素含有薄膜を形成する。Using such an apparatus (10), a boron-containing thin film such as a boron phosphorus-doped silicon oxide film or a boron-doped silicon oxide film is formed on a wafer (8) as follows.
先ず、例えば、ウエハボート（７）上に100枚の直径
が６インチの半導体ウエハ（８）を配置する。このウエ
ハボート（７）をソフトランディング技術により反応管
（２）内に収容する。予め、ヒータ（１）により反応管
（２）内の温度を例えば430℃になるまで昇温する。次
いで、排気装置（３）により反応管（２）内の圧力を例
えば0.2Torrに設定する。この状態で反応管（２）内に
ガス供給管（6a）から例えばSiH4ガス60SCCM、５％PH3/
Arガス80SCCM、BF3ガス48SCCMの条件で各ガスを供給す
る。また、ガス供給管（6b）からO2ガスを20〜200SCCM
例えば90SCCMで供給する。First, for example, 100 semiconductor wafers (8) having a diameter of 6 inches are placed on a wafer boat (7). The wafer boat (7) is accommodated in the reaction tube (2) by a soft landing technique. The temperature in the reaction tube (2) is increased in advance by the heater (1) until it reaches, for example, 430 ° C. Next, the pressure in the reaction tube (2) is set to, for example, 0.2 Torr by the exhaust device (3). In this state, a gas supply pipe (6a) is inserted into the reaction pipe (2), for example, 60 SCCM of SiH 4 gas, 5% PH 3 /
Each gas is supplied under the conditions of Ar gas 80 SCCM, BF 3 gas 48 SCCM. In addition, O 2 gas is supplied from the gas supply pipe (6b) for 20 to 200 SCCM.
For example, supply at 90 SCCM.
このようにしてウエハ（８）の表面にホウ素含有薄膜
を形成した。Thus, a boron-containing thin film was formed on the surface of the wafer (8).
この結果、リン濃度が3.9重量％、ホウ素濃度が2.7重
量％、で膜厚が約5000Åのホヴ素含有薄膜をウエハ
（８）上に形成することができた。As a result, it was possible to form a thin film having a phosphorus content of 3.9% by weight and a boron concentration of 2.7% by weight and a thickness of about 5000 ° on the wafer (8).
この場合、リン及びホウ素の濃度は、１枚の半導体ウ
エハ（８）の中心部に、中心で十字に直交する直線上で
あって半導体ウエハ（８）の周辺から約21mmの各４点で
測定した値の100枚分（500点分）の平均値である。そし
て、リン濃度のばらつきは3.8重量％〜4.7重量％であっ
た。In this case, the concentrations of phosphorus and boron are measured at the center of one semiconductor wafer (8) at four points on a straight line perpendicular to the cross at the center and approximately 21 mm from the periphery of the semiconductor wafer (8). This is the average of 100 values (for 500 points) of the calculated values. And the variation of the phosphorus concentration was 3.8% by weight to 4.7% by weight.
ホウ素濃度のばらつきは、2.8重量％〜3.5重量％であ
った。The variation in boron concentration was 2.8% to 3.5% by weight.
また、ホウ素含有薄膜の膜厚のばらつきは、半導体ウ
エハ（８）の１枚の面内では±4.9％であり、各半導体
ウエハ（８）間では、±2.6％であった。更に、他の100
枚処理と比較したバッチ間での膜厚のばらつきは、±0.
04％以下であった。この場合、上述の濃度測定と同様
に、半導体ウエハ（８）の中心を含む５箇所で膜厚の測
定を行った。なお、中心以外の４箇所は、半導体ウエハ
（８）の周辺から10mmの地点とした。The variation in the thickness of the boron-containing thin film was ± 4.9% in one plane of the semiconductor wafer (8), and ± 2.6% between the semiconductor wafers (8). In addition, another 100
Variation in film thickness between batches compared to single-wafer processing is ± 0.
It was less than 04%. In this case, the film thickness was measured at five points including the center of the semiconductor wafer (8), similarly to the above-described concentration measurement. The four points other than the center were 10 mm from the periphery of the semiconductor wafer (8).
このような測定結果は、処理温度を350〜430℃、反応
管（２）内の圧力を0.3Torr以下、BF3ガス流量を20〜70
SCCM、SiH4ガスの流量を40〜100SCCM、PH3/Arガスの流
量を60〜120SCCMに設定している範囲内で得られること
が判った。Such measurement results indicate that the processing temperature is 350 to 430 ° C., the pressure in the reaction tube (2) is 0.3 Torr or less, and the BF 3 gas flow rate is 20 to 70 ° C.
SCCM, the flow rate of SiH 4 gas 40～100SCCM, could be obtained within a range that sets the flow rate of PH 3 / Ar gas 60～120SCCM.
よって、本発明方法を適用して、所謂低温酸化膜に属
するホウ素含有薄膜を製造する場合は、処理濃度等の条
件を下記の範囲で設定するのが好ましい。Therefore, when a boron-containing thin film belonging to a so-called low-temperature oxide film is manufactured by applying the method of the present invention, it is preferable to set conditions such as a treatment concentration in the following range.
処理温度 350〜 430℃ 処理圧力 0.05〜0.30Torr SiH4ガス流量 40〜 100SCCM ５％PH3/Arガス 60〜 120SCCM BF3ガス 20〜 70SCCM また、実施例では、本発明を減圧CVD技術に適用した
実施例について説明したが、この他にも例えば常圧CVD
技術、プラズマCVD技術、エピタキシャル技術等の化学
的な反応によってホウ素を含む膜を形成する場合に適用
できるのは勿論である。勿論バッチ式に限らず枚葉式で
処理してもよい。Processing temperature 350 to 430 ° C Processing pressure 0.05 to 0.30 Torr SiH 4 gas flow rate 40 to 100 SCCM 5% PH 3 / Ar gas 60 to 120 SCCM BF 3 gas 20 to 70 SCCM Also, in the embodiment, the present invention was applied to a reduced pressure CVD technique. Although the embodiment has been described, besides this, for example, normal pressure CVD
Of course, it can be applied to the case where a film containing boron is formed by a chemical reaction such as technology, plasma CVD technology, and epitaxial technology. Of course, the processing may be performed not only in a batch system but also in a single wafer system.
また、処理ガスは、SiH4,Si2H6,SiH2Cl2,SiCl4,テト
ラエトキシラン等のSiを含む原料ガス、POCl3,PH3,（CH
3）3P,（CH3O）3P,（CH3）3OP,（CH3O）3OP,等のＰを含
む原料ガス、N2O,NO,O2等のＯを含む原料ガスを夫々含
有したガスとすることができる。The processing gas is a raw material gas containing Si such as SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiCl 4 , tetraethoxysilane, POCl 3 , PH 3 , (CH
3 ) Raw material gas containing P such as 3 P, (CH 3 O) 3 P, (CH 3 ) 3 OP, (CH 3 O) 3 OP, and raw material containing O such as N 2 O, NO, O 2 Gases containing the respective gases can be used.
また、上記実施例では、横型の反応管を使用したが、
これに限定するものではなく、縦型の反応管を使用して
も同様な効果が得られる。Further, in the above embodiment, a horizontal reaction tube was used.
The present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained by using a vertical reaction tube.
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、一端に排気管を
有し、他端の開口部が蓋体で閉塞される反応管内に多数
枚の半導体ウエハをウエハボートに配置して収容し、上
記反応管を囲むように配置されたヒータで加熱すると共
に、反応管内に長手方向に沿って設けられたガス供給管
により処理ガスを供給して半導体ウエハの表面に薄膜を
形成する膜形成方法において、上記ガス供給管が長手方
向に所定間隔で多数のガス供給口を有し、そのガス供給
口を蓋体側で小さい配置間隔に、かつ、排気管側で大き
い配置間隔に設定した第１のガス供給管と、ガス供給口
をガス供給管の長手方向両端部及び中央部で小さい配置
間隔に設定した第２のガス供給管とからなり、第１のガ
ス供給管によりSiH4,Si2H6,SiH2Cl2,SiCl4,（C2H5O）4S
i等のSiを含む原料ガスと、POCl3,PH3,（CH3）3P,（CH3
O）3P,（CH3）3OP,（CH3O）3OP等のＰを含む原料ガス
と、三フッ化ホウ素（BF3）ガスを供給すると共に、第
２のガス供給管によりN2O,NO,O2等のＯを含む原料ガス
を供給して半導体ウエハの表面にホウ素含有薄膜を形成
するようにしたので、多数枚の半導体ウエハの表面に膜
厚均一性及び濃度均一性が良好で高品質のホウ素含有薄
膜を容易に形成することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a large number of semiconductor wafers are arranged on a wafer boat in a reaction tube having an exhaust pipe at one end and an opening at the other end closed by a lid. The reaction tube is heated by a heater arranged so as to surround the reaction tube, and a processing gas is supplied through a gas supply tube provided in the reaction tube along a longitudinal direction to form a thin film on the surface of the semiconductor wafer. In the film forming method, the gas supply pipe has a large number of gas supply ports at predetermined intervals in the longitudinal direction, and the gas supply ports are set at a small arrangement interval on the lid side and at a large arrangement interval on the exhaust pipe side. A first gas supply pipe, and a second gas supply pipe having gas supply ports set at small arrangement intervals at both ends and a central part in the longitudinal direction of the gas supply pipe, are provided with SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiCl 4 , (C 2 H 5 O) 4 S
source gas containing Si such as i, POCl 3 , PH 3 , (CH 3 ) 3 P, (CH 3
O) 3 P, (CH 3 ) 3 OP, (CH 3 O) 3 OP, etc., a raw material gas containing P and a boron trifluoride (BF 3 ) gas are supplied, and N is supplied through a second gas supply pipe. Since a boron-containing thin film is formed on the surface of a semiconductor wafer by supplying a source gas containing O such as 2 O, NO, and O 2 , the uniformity of film thickness and concentration uniformity can be obtained on the surface of a large number of semiconductor wafers. And a high quality boron-containing thin film can be easily formed.
第１図は本発明方法の一実施例を説明するための減圧CV
D装置の構成図、第２図は第１図のガス供給管説明図で
ある。 ２……反応管、６……ガス供給管 ７……ウエハボート、８……ウエハFIG. 1 is a decompression CV for explaining an embodiment of the method of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the D apparatus, and FIG. 2 is an explanatory view of a gas supply pipe in FIG. 2 ... Reaction tube, 6 ... Gas supply tube 7 ... Wafer boat, 8 ... Wafer
Claims (2)
で閉塞される反応管内に多数枚の半導体ウエハをウエハ
ボートに配置して収容し、上記反応管を囲むように配置
されたヒータで加熱すると共に、反応管内に長手方向に
沿って設けられたガス供給管により処理ガスを供給して
半導体ウエハの表面に薄膜を形成する膜形成方法におい
て、上記ガス供給管が長手方向に所定間隔で多数のガス
供給口を有し、そのガス供給口を蓋体側で小さい配置間
隔に、かつ、排気管側で大きい配置間隔に設定した第１
のガス供給管と、ガス供給口をガス供給管の長手方向両
端部及び中央部で小さい配置間隔に設定した第２のガス
供給管とからなり、第１のガス供給管によりSiH4,Si
2H6,SiH2Cl2,SiCl4,（C2H5O）4Si等のSiを含む原料ガス
と、POCl3,PH3,（CH3）3P,（CH3O）3P,（CH3）3OP,（CH
3O）3OP等のＰを含む原料ガスと、三フッ化ホウ素（B
F3）ガスを供給すると共に、第２のガス供給管によりN2
O,NO,O2等をＯを含む原料ガスを供給して半導体ウエハ
の表面にホウ素含有薄膜を形成することを特徴とする膜
形成方法。A reaction tube having an exhaust pipe at one end and an opening at the other end closed by a lid accommodates a large number of semiconductor wafers arranged in a wafer boat and surrounding the reaction tube. In a film forming method for heating by an arranged heater and supplying a processing gas by a gas supply pipe provided in a reaction tube along a longitudinal direction to form a thin film on a surface of a semiconductor wafer, the gas supply pipe may have a longitudinal shape. A plurality of gas supply ports at predetermined intervals in the direction, and the gas supply ports are set at a small arrangement interval on the lid side and at a large arrangement interval on the exhaust pipe side.
And a second gas supply pipe whose gas supply ports are set at small intervals at both ends and the center of the gas supply pipe in the longitudinal direction, and the first gas supply pipe is used to form SiH 4 and Si.
2 H 6, SiH 2 Cl 2 , SiCl 4, and the raw material gas containing (C 2 H 5 O) Si such 4 Si, POCl 3, PH 3 , (CH 3) 3 P, (CH 3 O) 3 P , (CH 3 ) 3 OP, (CH
3 O) 3 OP or other source gas containing P and boron trifluoride (B
F 3 ) While supplying gas, N 2 gas is supplied through a second gas supply pipe.
A film forming method, characterized in that a source gas containing O such as O, NO, O 2 or the like is supplied to form a boron-containing thin film on the surface of a semiconductor wafer.
内の圧力を0.05〜0.3Torr、SiH4ガスの流量を40〜100SC
CM、55％PH3/Arガスの流量を60〜120SCCM、BF3ガスの流
量を20〜70SCCM、O2ガスの流量を20〜200SCCMに設定し
て半導体ウエハの表面にホウ素含有薄膜を形成すること
を特徴とする請求項１記載の膜形成方法。2. The temperature in the reaction tube is 350 to 430 ° C., the pressure in the reaction tube is 0.05 to 0.3 Torr, and the flow rate of SiH 4 gas is 40 to 100 SC.
CM, 55% PH 3 / Ar gas flow rate is set to 60-120 SCCM, BF 3 gas flow rate is set to 20-70 SCCM, and O 2 gas flow rate is set to 20-200 SCCM to form a boron-containing thin film on the surface of a semiconductor wafer. The film forming method according to claim 1, wherein:
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