发明名称 异物除去方法,膜形成方法,半导体装置及膜形成装置
摘要 本发明系提供一种用以于低温下去除CVD膜等中之异物的方法,和一种用以在较低之温度下,于被处理物之表面上形成高质量之氧化膜、氮化膜、氮氧化膜等的膜形成方法。将矽衬底11置人容器17内。同容器17内供人金属有机络合物和超临界状态约二氧化碳,于白金薄膜13上形成BST薄膜14,同时,去除形成BST薄膜14时所生成之含碳化合物。利用含碳化合物于超临界状态约二氧化碳中之溶解度高和超临界状态之二氧化碳之枯度低之特性,可有效地去除BST薄膜14中之合.碳化合物。利用超临界状态或亚临界状态的水等进行低温下之氧化、氮化等处理,还可形成氧化膜、氮化膜等。
申请公布号 TW472295 申请公布日期 2002.01.11
申请号 TW089101390 申请日期 2000.01.27
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 森田 清之;大塚 隆;上田 路人
分类号 H01L21/02;H01L21/469 主分类号 H01L21/02
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种异物去除法,用以去除被处理物内部之异物, 其特征系在于: 将用以溶解上述异物之流体保持在超临界状态或 者亚临界状态下,让上述被处理物去接触上述流体 ,而将异物去除。2.如申请专利范围第1项所述之异 物去除法,其特征系在于: 上述被处理物,系由含有金属有机物之原料起反应 而生成之第1物质构成; 上述异物,系由含有金属有机物之原料起反应而生 成之含碳化合物,即第2物质构成。3.如申请专利范 围第2项所述之异物去除法,其特征系在于: 上述被处理物,系为让含有金属有机物之原料溶解 于它的溶剂之状态下而形成的膜。4.如申请专利 范围第3项所述之异物去除法,其特征系在于: 上述原料之溶剂,至少系属于碳氢化合物或者卤代 烃中之一者。5.如申请专利范围第4项所述之异物 去除法,其特征系在于: 上述原料,为含有DPM(二三甲基乙蝎甲烷)基之化合 物。6.如申请专利范围第1至5项中任一项之异物去 除法,其特征系在于: 以二氧化碳作上述流体。7.一种膜形成方法,系利 用具有起反应后能生成第1物质和第2物质之特性 的原料,于衬底上形成由上述第1物质而成的膜,其 特征系在于: 包括: 准备上述原料和用以溶解上述第2物质的溶剂的制 程(a); 将上述溶剂之温度和压力保持在超临界状态或者 亚临界状态的制程(b); 加热上述衬底以将衬底之表面温度保持在上述原 料能起反应之温度上,同时让上述原料于上述衬底 上和超临界状态或者亚临界状态之溶剂接触,而于 衬底上形成由上述第1物质而成之膜,并同时将上 述第2物质溶解于上述溶剂,以将它去除的制程(c) 。8.如申请专利范围第7项所述之膜形成方法,其特 征系在于: 上述溶剂,系具有在其超临界状态或者亚临界状态 下,能溶解上述原料之功能。9.如申请专利范围第7 项所述之膜形成方法,其特征系在于: 于上述制程(a)中,准备金属有机化合物作上述原料 。10.如申请专利范围第9项所述之膜形成方法,其 特征系在于: 于上述制程(a)中,准备含有DPM基的化合物,作上述 金属有机化合物。11.如申请专利范围第7至10项中 任一项之膜形成方法,其特征系在于: 于上述制程(a)中,准备作上述溶剂用的二氧化碳。 12.如申请专利范围第7至10项中任一项之膜形成方 法,其特征系在于: 于上述制程(c)中,形成常电介质膜、铁电材料膜以 及金属膜中的任一层膜,它为由上述第1物质而成 之膜。13.如申请专利范围第12项所述之膜形成方 法,其特征系在于: 于上述制程(c)中,形成上述常电介质膜、铁电材料 膜以及金属膜中的任一层晶态膜。14.如申请专利 范围第7至10项中任一项之膜形成方法,其特征系在 于: 上述衬底,系为其上至少有常电介质膜、铁电材料 膜以及金属膜此3层膜中之一的衬底。15.如申请专 利范围第7至10项中任一项之膜形成方法,其特征系 在于: 以半导体衬底作上述衬底。16.如申请专利范围第7 至10项中任一项之膜形成方法,其特征系在于: 于上述制程(c)中,形成晶态电介质膜或者金属膜, 它为由上述第1物质而成之膜。17.一种半导体器件 ,系在半导体衬底上有铁电材料层及闸电极之MIS型 半导体器件,其特征系在于: 将溶剂之温度和压力保持在超临界状态或者亚临 界状态下,让起反应而能生成第1物质和第2物质之 原料和用以溶解上述第2物质之溶剂,于半导体衬 底表面上接触,以形成上述铁电材料层。18.如申请 专利范围第17项所述之半导体器件,其特征系在于: 还有一常电介质层,其被设在上述铁电材料层和上 述半导体衬底之间; 将溶剂之温度和压力保持在超临界状态或者亚临 界状态下,让起反应而能生成第1物质和第2物质之 原料和用以溶解上述第2物质之溶剂在半导体衬底 上接触,以形成上述常电介质层。19.一种膜形成方 法,即于被处理物之表面上形成膜,其特征系在于: 将流体保持在超临界状态或者亚临界状态下,让上 述被处理物去接触上述流体,是以,于上述被处理 物之表面上,形成由上述被处理物中之物质和上述 流体中之物质起反应而生成之生成物的膜。20.如 申请专利范围第19项所述之膜形成方法,其特征系 在于: 以含氧元素之物质作上述流体; 于上述被处理物之表面上,形成上述被处理物中之 物质的氧化膜。21.如申请专利范围第20项所述之 膜形成方法,其特征系在于: 至少以水,氧及一氧化氮中之一件上述流体。22.如 申请专利范围第20项所述之膜形成方法,其特征系 在于: 以矽层作上述被处理物,于上述被处理物之表面上 形成二氧化矽膜。23.如申请专利范围第20项所述 之膜形成方法,其特征系在于: 以氮化矽层作上述被处理物,于上述被处理物之表 面上形成氮氧化矽膜。24.如申请专利范围第20至23 项中任一项之膜形成方法,其特征系在于: 让其上已形成有上述氧化膜的被处理物再去接触 超临界状态或者亚临界状态的含氮流体,以使上述 氧化膜成为氮氧化膜。25.如申请专利范围第21至23 项中任一项之膜形成方法,其特征系在于: 至少在水、氧及一氧化二氮此三种物质中之一种 中,添加上氧化促进物质,以它作上述流体。26.如 申请专利范围第25项所述之膜形成方法,其特征系 在于: 至少以臭氧(O3)、双氧水(H2O2)、二氧化氮(NO2)以及 一氧化氮(NO)中之一件上述氧化促进物质。27.如申 请专利范围第20至23项中任一项之膜形成方法,其 特征系在于: 将含氯元素的物质添加到含氧元素的物质中,以它 作上述流体。28.如申请专利范围第27项所述之膜 形成方法,其特征系在于: 至少以氯化氢、氯气、氯化钠、氯化钾、氯化钙 以及其他金属氯化物中之一,作上述含氯元素之物 质。29.如申请专利范围第20至23项中任一项之膜形 成方法,其特征系在于: 将能生成硷金属离子的物质添加到含氧元素的物 质中,以它作上述流体。30.如申请专利范围第19项 所述之膜形成方法,其特征系在于: 以含氮元素的物质作上述流体; 于上述被处理物之表面上,形成上途被处理物中之 物质的氮化膜。31.如申请专利范围第30项所述之 膜形成方法,其特征系在于: 至少以氮、氨以及胺系物质中之一作上述流体。 32.如申请专利范围第30或31项所述之膜形成方法, 其特征系在于: 以矽层作上述被处理物,于上述被处理物之表面上 形成氮化矽膜。33.一种膜形成装置,系用来于衬底 上形成由含有金属有机物的原料起反应而生成之 第1物质的膜,其特征系在于: 备有: 用以放置衬底的容器; 用以贮存上述原料和用以贮存溶解由原料起反应 而生成之第2物质的溶剂的贮存装置; 调节上述溶剂之温度和压力,以将上述溶剂保持在 超临界状态或者亚临界状态下的温度压力调节装 置; 用以将上述原料供到上述容器的原料供给装置; 让从上述原料供给装置供来的原料溶解在上述溶 剂中并控制原料浓度的原料浓度控制装置; 将上述衬底之表面温度维持在上述原料能起反应 之温度上的衬底温度控制机构。图式简单说明: 第一图(a)-第一图(d)为部份剖面图,其显示本发明 之第1实施形态中的薄膜形成制程。 第二图系显示二氧化碳、水等流体之状态的图。 第三图系显示丁香烯于纯二氧化碳中之溶解度对 压力之依存关系。 第四图为部份剖面图,概略地显示第2实施形所关 系之用以在超临界流体中形成薄膜之薄膜形成装 置的结构。 第五图(a)-第五图(d)系剖面图,其显示于第3实施形 态所关系之半导体器件的制造工艺中,至形成闸电 极为止的数个制程。 第六图(a)-第六图(c)系剖面图,其显示于第3实施形 态所关系之半导体器件的制造工艺中,从闸电极形 成之后至形成表面保护膜为止的数个制程。 第七图(a)-第七图(d)系剖面图,其显示于第4实施形 态所关系之半导体器件的制造工艺中,到形成闸电 极为止时的数个制程。 第八图(a)-第八图(c)系剖面图,其显示于第4实施形 态所关系之半导体器件的制造工艺中,从闸电极形 成后至形成配线层为止的数个制程。 第九图为部份剖面图,概略地显示于第4实施形态 中所使用之膜形成装置的结构。 第十图(a)-第十图(d)系剖面图,其显示利用了第4实 施形态的、包括氮氧化膜形成制程的、逻辑非 易失性储存器混载型半导体器件的制造工艺的一 部份。 第十一图系关系第4实施形态之第2变形形态的图, 它以压力为参数,表示水温和解离常数Kw间之关系 。 第十二图系关系第4实施形态之第2变形形态的图, 显示矽衬底暴露于压力分别为10MPa、25MPa、温度为 400℃之水中时,矽衬底之红外线吸收光谱。 第十三图(a)-第十三图(d)系剖面图,其显示利用了 第4实施形态所关系之氧化处理,制作第3变形形态 中之TFT的制程。 第十四图为Si-H2O系之氧化还原反应的电位-pH値平 衡图。
地址 日本
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