JP2759655B2 - シリコン酸化膜の改質方法 - Google Patents
シリコン酸化膜の改質方法Info
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- JP2759655B2 JP2759655B2 JP63118914A JP11891488A JP2759655B2 JP 2759655 B2 JP2759655 B2 JP 2759655B2 JP 63118914 A JP63118914 A JP 63118914A JP 11891488 A JP11891488 A JP 11891488A JP 2759655 B2 JP2759655 B2 JP 2759655B2
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- oxide film
- film
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子素子等を製造するに当って、基板の表
面を被覆するシリコン酸化膜の改質方法に関する。
面を被覆するシリコン酸化膜の改質方法に関する。
（従来の技術） 集積回路に使用されるパターン寸法は、回路パターン
の高密度化とともに年々微細化の一途をたどり、今やサ
ブミクロンの時代に入っている。
の高密度化とともに年々微細化の一途をたどり、今やサ
ブミクロンの時代に入っている。
この場合、基板上のAl配線等の表面を絶縁膜で被覆す
る必要があるが、このような基板上に段差や凹凸を絶縁
膜でどこまで平坦化できるかという問題と、狭い電極間
やゲートのトレンチにボイドを形成せずに絶縁体を埋め
込めるかという問題が重要な問題点となっている。
る必要があるが、このような基板上に段差や凹凸を絶縁
膜でどこまで平坦化できるかという問題と、狭い電極間
やゲートのトレンチにボイドを形成せずに絶縁体を埋め
込めるかという問題が重要な問題点となっている。
基板上に絶縁膜を形成する方法としては、従来からシ
ランを用いた化学的気相成長法（以下CVD法という）でS
iO2膜を形成する方法がある。
ランを用いた化学的気相成長法（以下CVD法という）でS
iO2膜を形成する方法がある。
しかし、この方法では上記の問題点を解決できない欠
点があるため、最近、テトラエトキシシランを用いるCV
D法でSiO2膜を形成する方法が奨用されているが、これ
らの問題を解決するに必ずしも充分とはいえない。
点があるため、最近、テトラエトキシシランを用いるCV
D法でSiO2膜を形成する方法が奨用されているが、これ
らの問題を解決するに必ずしも充分とはいえない。
一方、シリカゾルを主成分として分散させた溶液を基
板上に塗付して乾燥した膜（以下SOG膜という）を加熱
処理してSiO2膜（以下シリコン酸化膜という）を形成す
る方法がある。
板上に塗付して乾燥した膜（以下SOG膜という）を加熱
処理してSiO2膜（以下シリコン酸化膜という）を形成す
る方法がある。
この方法では基板上平坦なシリコン酸化膜は得られ易
いが、SOG膜中に水分が多量に残存し、この水分除去の
ために加熱処理をすると膜を構成するコロイダルシリカ
粒子が凝集し、粒子間に存在するボイドを拡大し、この
ため電気的特性の著しい劣化を招き実用に供し得なかっ
た。
いが、SOG膜中に水分が多量に残存し、この水分除去の
ために加熱処理をすると膜を構成するコロイダルシリカ
粒子が凝集し、粒子間に存在するボイドを拡大し、この
ため電気的特性の著しい劣化を招き実用に供し得なかっ
た。
（解決しようとする問題点） 上記のように、シリカゾルを用いて形成したシリコン
酸化膜は基板の平坦上には優れているが、ボイドを形成
する欠点がある。
酸化膜は基板の平坦上には優れているが、ボイドを形成
する欠点がある。
本発明は、このシリコン酸化膜を改質することによっ
て基板の平坦化に優れ、かつ、ボイドを形成しない成膜
方法を提供しようとするものである。
て基板の平坦化に優れ、かつ、ボイドを形成しない成膜
方法を提供しようとするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、シリカゾルを主成分として分散させた溶液
を基板上に塗付して形成したSOG膜を、コロイダルシリ
カ粒子が凝集するような高温の加熱処理を行なう前に、
気体状のアルコキシシランあるいはアミノシランあるい
はシラン等（以下これらを反応性シラン類という）と接
触させ、SOG膜中にこれらの反応性シラン類を拡散させ
当該膜中で分解させて膜中に新らたにSiO2を生成させる
ことによって、シリコン酸化膜を膜の内部からち密化し
改質する方法である。
を基板上に塗付して形成したSOG膜を、コロイダルシリ
カ粒子が凝集するような高温の加熱処理を行なう前に、
気体状のアルコキシシランあるいはアミノシランあるい
はシラン等（以下これらを反応性シラン類という）と接
触させ、SOG膜中にこれらの反応性シラン類を拡散させ
当該膜中で分解させて膜中に新らたにSiO2を生成させる
ことによって、シリコン酸化膜を膜の内部からち密化し
改質する方法である。
SOG膜を反応性シラン類の気体と接触させる場合、着
膜した基板を減圧下に置き、ついで、反応性シラン類を
含む気体で常圧にする操作を繰り返すことによって、SO
G膜内への反応性シラン類の拡散速度を著しく高めるこ
とができる。その結果、高速でSOG膜のち密化を行なう
ことができる。
膜した基板を減圧下に置き、ついで、反応性シラン類を
含む気体で常圧にする操作を繰り返すことによって、SO
G膜内への反応性シラン類の拡散速度を著しく高めるこ
とができる。その結果、高速でSOG膜のち密化を行なう
ことができる。
また、SOG膜を反応性シラン類の気体と接触させる場
合、基板温度を後工程で用いる最高温度にまで高めるこ
とによって、クラックのないち密化された膜が得られ
る。
合、基板温度を後工程で用いる最高温度にまで高めるこ
とによって、クラックのないち密化された膜が得られ
る。
本発明においては、テトラメトキシシラン、テトラエ
トキシシラン、テトラプロポキシシランあるいはジター
シャリブトキシアセトキシシランのようなアルコキシシ
ラン、あるいはテトラキスジメチルアミノシラン、テト
ラキスジエチルアミノシラン、ビスジターシャリブトキ
シジメチルアミノシランイミドあるいはビスジターシャ
リブトキシビスジメチルアミノシランのようなアミノシ
ラン、あるいはシランあるいはジシランのような水素化
ケイ素化合物を改質剤として用いることができる。
トキシシラン、テトラプロポキシシランあるいはジター
シャリブトキシアセトキシシランのようなアルコキシシ
ラン、あるいはテトラキスジメチルアミノシラン、テト
ラキスジエチルアミノシラン、ビスジターシャリブトキ
シジメチルアミノシランイミドあるいはビスジターシャ
リブトキシビスジメチルアミノシランのようなアミノシ
ラン、あるいはシランあるいはジシランのような水素化
ケイ素化合物を改質剤として用いることができる。
以下、本発明になるシリコン酸化膜の改質に用いられ
る装置を第１図にしたがって詳細に説明する。
る装置を第１図にしたがって詳細に説明する。
シリカゾルを主成分として含むコロイド溶液を塗付し
て形成したSOG膜を表面にもつ基板３を多数個サセプタ
ー２に入れ、このサセプターを密閉の改質槽１の中に入
れる。改質槽は外部から発熱体４−１、４−２によって
加熱される。改質槽の一端から真空ポンプ10によって改
質槽内を減圧し、つぎに、マントルヒーター８によって
加熱されたバブラー７中の反応性シラン類９にバブリン
グガスを吹き込んで反応性シラン類の気体を発生させ、
改質槽に導入してSOG膜の改質を行う。
て形成したSOG膜を表面にもつ基板３を多数個サセプタ
ー２に入れ、このサセプターを密閉の改質槽１の中に入
れる。改質槽は外部から発熱体４−１、４−２によって
加熱される。改質槽の一端から真空ポンプ10によって改
質槽内を減圧し、つぎに、マントルヒーター８によって
加熱されたバブラー７中の反応性シラン類９にバブリン
グガスを吹き込んで反応性シラン類の気体を発生させ、
改質槽に導入してSOG膜の改質を行う。
減圧と当該気体の導入は繰り返し行なうことができ
る。
る。
（実施例） 表面Al配線されたシリコン基板上に、SiO2を5wt％
と、P2O5をSiO2の5mol％とを含んだエタノールを分散媒
としたコロイド溶液を回転塗付装置を用い3000rpmで塗
付し５分間、大気中で自然乾燥した。この操作を２回繰
り返したのち、シリコン基板を改質槽に入れ、常温で1T
orrに減圧し５分間静置した。
と、P2O5をSiO2の5mol％とを含んだエタノールを分散媒
としたコロイド溶液を回転塗付装置を用い3000rpmで塗
付し５分間、大気中で自然乾燥した。この操作を２回繰
り返したのち、シリコン基板を改質槽に入れ、常温で1T
orrに減圧し５分間静置した。
つぎに、アルゴンガスでバブリングすることによりテ
トラエトキシシランの気体を改質槽に導入し、常温とし
て５分間静置した。
トラエトキシシランの気体を改質槽に導入し、常温とし
て５分間静置した。
さらに、1Torrに減圧し１分間静置したのち、改質槽
内温度を300℃に上げ、テトラエトキシシランの気体を
改質槽内に導入し常圧として５分間静置した。この操作
を２回繰り返したのち改質槽の温度を室温まで下げ、10
−2Torrに減圧し、つぎにアルゴンガスを導入して常圧
としたのち基板を取り出した。
内温度を300℃に上げ、テトラエトキシシランの気体を
改質槽内に導入し常圧として５分間静置した。この操作
を２回繰り返したのち改質槽の温度を室温まで下げ、10
−2Torrに減圧し、つぎにアルゴンガスを導入して常圧
としたのち基板を取り出した。
このように本発明になる方法で形成したシリコン酸化
膜と、同じエタノールを分散媒としたコロイド溶液を塗
付したのち300℃で熱処理したシリコン酸化膜を比較し
たところ、前者は後者より約10％膜厚が増しており、膜
表面にクラックは観察されなかった。
膜と、同じエタノールを分散媒としたコロイド溶液を塗
付したのち300℃で熱処理したシリコン酸化膜を比較し
たところ、前者は後者より約10％膜厚が増しており、膜
表面にクラックは観察されなかった。
また、本発明になる方法で形成したシリコン酸化膜
と、同じエタノールを分散媒としたコロイド溶液を塗付
したのち400℃で３時間熱処理したシリコン酸化膜の断
面を比較したところ、後者は多数のボイドが発生してい
たが、前者は全くボイドが観察されなかった。
と、同じエタノールを分散媒としたコロイド溶液を塗付
したのち400℃で３時間熱処理したシリコン酸化膜の断
面を比較したところ、後者は多数のボイドが発生してい
たが、前者は全くボイドが観察されなかった。
（発明の効果） 本発明によって形成されたシリコン酸化膜は、反応性
シラン類による酸化膜の改質によりち密化され、そのた
め膜内にボイドを生じない特徴がある。
シラン類による酸化膜の改質によりち密化され、そのた
め膜内にボイドを生じない特徴がある。
また、基板上の段差や凹凸を平坦に被覆する性質は本
発明による方法で処理したSOG膜が熱収縮する性質を改
質しているので、一層優れている特徴がある。
発明による方法で処理したSOG膜が熱収縮する性質を改
質しているので、一層優れている特徴がある。
さらに、本発明になる方法によれば、一度に多数の基
板を改質するのに効果的であり、改質反応が膜内部で進
行することから改質槽内においてはCVD法のような種々
な分解生成物が発生せず、VLSI製造プロセス上好都合で
ある利点がある。
板を改質するのに効果的であり、改質反応が膜内部で進
行することから改質槽内においてはCVD法のような種々
な分解生成物が発生せず、VLSI製造プロセス上好都合で
ある利点がある。
第１図は本発明で用いた装置の断面図である 図において、１は改質槽、２は基板を多数個入れるサセ
プター、３はSOG膜を表面にもつ基板４−１、４−２は
発熱体、５はバブリングガス導管、６は導管、７はバブ
ラー、８はマントルヒーター、９は反応性シラン類の液
体、10は真空ポンプである。 また、Ａはバブリングガスの導入口、Ｂは調圧ガスの導
入口である。
プター、３はSOG膜を表面にもつ基板４−１、４−２は
発熱体、５はバブリングガス導管、６は導管、７はバブ
ラー、８はマントルヒーター、９は反応性シラン類の液
体、10は真空ポンプである。 また、Ａはバブリングガスの導入口、Ｂは調圧ガスの導
入口である。
Claims (4)
- 【請求項１】基板上にシリカゾルを主成分として含むコ
ロイド溶液を塗布して形成した膜を、アルコキシシラン
あるいはアミノシランあるいはシラン等の気体を含む雰
囲気中に置き、当該膜内に当該気体を拡散させつつ反応
させることによってシリカゾルで形成した膜を改質する
ことを特徴とするシリコン酸化膜の改質方法。 - 【請求項２】アルコキシシランが、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシランあ
るいはジターシャリブトキシアセトキシシランである請
求項１のシリコン酸化膜の改質方法。 - 【請求項３】アミノシランが、テトラキスジメチルアミ
ノシラン、テトラキスジエチルアミノシラン、ビスジタ
ーシャリブトキシジメチルアミノシランイミドあるいは
ビスジターシャリブトキシビスジメチルアミノシランで
ある請求項１のシリコン酸化膜の改質方法。 - 【請求項４】シランが、シランあるいはジシランのよう
な水素化ケイ素化合物である請求項１のシリコン酸化膜
の改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118914A JP2759655B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | シリコン酸化膜の改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118914A JP2759655B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | シリコン酸化膜の改質方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01290772A JPH01290772A (ja) | 1989-11-22 |
| JP2759655B2 true JP2759655B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=14748299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63118914A Expired - Fee Related JP2759655B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | シリコン酸化膜の改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2759655B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0831453B2 (ja) * | 1986-01-20 | 1996-03-27 | 日本電気株式会社 | 薄膜の形成方法 |
| JPH0734436B2 (ja) * | 1986-07-16 | 1995-04-12 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
-
1988
- 1988-05-17 JP JP63118914A patent/JP2759655B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01290772A (ja) | 1989-11-22 |
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