JP2922910B2 - Low temperature film forming equipment - Google Patents
Low temperature film forming equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （A.産業上の利用分野） 本発明は、基体を堆積種の露点以下という低温に冷却
して、該基体表面上に膜を液相で堆積する低温成膜装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A. Field of Industrial Application) The present invention provides a low-temperature film forming apparatus for cooling a substrate to a low temperature below the dew point of a deposition species and depositing a film in a liquid phase on the surface of the substrate. About.
（B.従来の技術） CVD技術は半導体ウエハ等の基体上に多結晶シリコン
等の半導体膜、SiO2、SiN等の絶縁膜、あるいは導電膜
を形成するのに利用され、半導体製造技術の一つとして
重要な位置を占めている。ところで、従来のCVD技術は
気相でCVDを行うものであったが、この気相でのCVDでは
半導体素子の微細化に対応することが難しくなりつつあ
る。というのは、半導体素子の微細化に伴い、高アスペ
クトレシオの溝やホール（コンタクトホール、スルーホ
ール）を絶縁膜、導電膜、半導体膜で埋めたり、あるい
は凹凸のある面に平坦化用絶縁膜を形成する技術の重要
性が増しているが、微細化の進行が非常に激しいのでア
スペクトレシオの高い溝やホールそして凹凸のある面の
凹部を気相によるCVDにより形成した膜では完全に埋め
ることが難しくなっている。そこで、最近、半導体ウエ
ハ等の基体を０゜以下に冷却して堆積種の該基体表面へ
の吸着率を上げるという着想を発展させたところの液相
CVD技術が提案されている（例えば、応用物理学会'88春
予稿集525頁、SSDM'87予稿集451頁、SSDM'88予稿集549
頁）。この液相CVDは半導体ウエハ等の基体を堆積種の
露点以下に冷却してその堆積種を液相に変換させてCVD
を行うものであり、堆積種が液相なので、溝、ホールそ
の他の凹部がどんなに小さく、またアスペクトレシオが
高くても、溝等を堆積膜で埋めることができるのであ
る。(B. Conventional technology) CVD technology is used to form a semiconductor film such as polycrystalline silicon, an insulating film such as SiO 2 or SiN, or a conductive film on a substrate such as a semiconductor wafer. One of the important positions. By the way, the conventional CVD technique performs CVD in a gas phase, but it is becoming difficult to cope with miniaturization of a semiconductor element by CVD in this gas phase. This is because with the miniaturization of semiconductor elements, trenches and holes (contact holes, through holes) with a high aspect ratio are filled with an insulating film, a conductive film, or a semiconductor film, or a flattening insulating film is formed on an uneven surface. Although the importance of the technology for forming GaN is increasing, the progress of miniaturization is so rapid that grooves and holes with a high aspect ratio and recesses on uneven surfaces should be completely filled with a film formed by CVD using a gas phase. Is getting harder. In view of the above, the liquid phase has recently developed an idea of cooling a substrate such as a semiconductor wafer to 0 ° or less to increase the adsorption rate of deposited species on the surface of the substrate.
CVD technology has been proposed (for example, Japan Society of Applied Physics '88 Spring Proceedings 525 pages, SSDM '87 Proceedings 451 pages, SSDM '88 Proceedings 549
page). In liquid phase CVD, a substrate such as a semiconductor wafer is cooled to a temperature lower than the dew point of a deposited species, and the deposited species is converted into a liquid phase.
Since the deposited species is in a liquid phase, the grooves and the like can be filled with the deposited film no matter how small the grooves, holes, and other concave portions are, and even if the aspect ratio is high.
ところで、その低温で液相CVDを行う従来の低温成膜
装置は、堆積室内において半導体ウエハ等の基体を冷却
ヘッドにより冷却し、外部から、該堆積室内へ導入した
活性種を該基体に吹き付けて該基体表面に膜を堆積させ
るようにしたものであった。By the way, a conventional low-temperature film forming apparatus performing liquid-phase CVD at the low temperature cools a substrate such as a semiconductor wafer in a deposition chamber by a cooling head, and sprays an active species introduced into the deposition chamber from the outside onto the substrate. A film was deposited on the surface of the substrate.
（C.発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来の低温成膜装置によれば、堆
積室内において冷却ヘッドにより支持された半導体ウエ
ハ等の基体の表面だけでなくその冷却ヘッドの半導体ウ
エハ等の基体の周辺にあたる部分も活性種の露点以下の
低温になっているので、該堆積室内に供給されたガス状
の活性種は、半導体ウエハ等の基体周辺においても露点
以下に冷却されて液相の膜となり、冷却ヘッド上に堆積
してしまう。この堆積膜は除去しなければならないの
で、装置のメンテナンス頻度を多くする要因となる。更
に、半導体ウエハ等の基体周辺に堆積した膜が該基体を
冷却ヘッドに付着させ、該基体をその冷却ヘッドから離
れにくくするという問題もあった。(C. Problems to be Solved by the Invention) According to the above-described conventional low-temperature film forming apparatus, not only the surface of a substrate such as a semiconductor wafer supported by a cooling head in a deposition chamber but also the semiconductor wafer of the cooling head. Since the temperature of the portion around the substrate such as the substrate is low at or below the dew point of the active species, the gaseous active species supplied into the deposition chamber is also cooled down to the dew point and below the substrate around the substrate such as a semiconductor wafer. It becomes a phase film and deposits on the cooling head. Since this deposited film must be removed, it becomes a factor to increase the maintenance frequency of the apparatus. Further, there is a problem that a film deposited around a substrate such as a semiconductor wafer causes the substrate to adhere to the cooling head and makes it difficult to separate the substrate from the cooling head.
本発明が解決しようとする課題は、基体を堆積膜の露
点以下という低温に冷却して、該基体表面上に膜を液相
で堆積する低温成膜装置において、基体の周辺への液相
膜の堆積を防止できるようにすることである。The problem to be solved by the present invention is to provide a low-temperature film forming apparatus for cooling a substrate to a low temperature of not more than the dew point of a deposited film and depositing a film in a liquid phase on the surface of the substrate. Is to be able to prevent the deposition of slag.
（D.課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するため、前記低温成膜装
置において、基体を堆積種の露点以下に冷却する冷却室
と、該冷却室とゲートバルブを介して連結された堆積室
であって、該冷却室で冷却され該ゲートバルブを通じて
搬送された上記基体に対して膜を液相で堆積する処理を
施す堆積室とを有せしめるようにする、という手段を講
じた。(D. Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides, in the low-temperature film forming apparatus, a cooling chamber for cooling a substrate to a temperature equal to or lower than a dew point of a deposition species; And a deposition chamber connected to the substrate via the gate valve, the deposition chamber performing a process of depositing a film in a liquid phase on the substrate cooled in the cooling chamber and transported through the gate valve. Take steps.
（E.作用） 本発明は、上記手段を講じたので、冷却室で堆積種の
露点以下に冷却された基体を、ゲートバルブを介して連
結された堆積室内に該ゲートバルブを通じて搬送し、該
堆積室内で膜の液相堆積を行うようにすることができ
る。即ち、堆積室内においては該基体を冷却することな
く、単に保持するだけで該基体上に膜の液相堆積ができ
る一方、該基体の周辺は露点以上の温度となっているの
で、そこに膜が液相堆積することを防止することができ
る。(E. Operation) Since the present invention has taken the above-described measures, the substrate cooled in the cooling chamber to a temperature lower than the dew point of the deposited species is transported through the gate valve to the deposition chamber connected via the gate valve, and Liquid phase deposition of the film may be performed in the deposition chamber. That is, in the deposition chamber, the liquid phase deposition of the film can be performed on the substrate by simply holding the substrate without cooling, while the temperature around the substrate is higher than the dew point. Can be prevented from being deposited in the liquid phase.
依って、基体上に、該基体周辺に膜が堆積しないよう
に液相の堆積膜を形成することができる。Accordingly, a liquid-phase deposited film can be formed on the substrate so that the film is not deposited around the substrate.
（F.実施例）［第１図乃至第５図］ 以下、本発明の実施例を図面を参酌しながら説明す
る。(F. Embodiment) [FIGS. 1 to 5] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の第１の実施例に係る模式的縦断面図
である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view according to a first embodiment of the present invention.
図面において、１は冷却室で、冷却ヘッド２によって
半導体ウエハ３を堆積種の露点（例えばSiH4ならば−11
2℃）以下の温度に冷却する。４は堆積室で、ゲートバ
ルブ５を介して冷却室１に連結されている。６は該堆積
室４内に設けられたウエハ支持部で半導体ウエハ３を例
えば３つの支持点で点接触で支持する。７、７、７が該
ウエハ支持部６のその３つの支持点である。In the drawings, 1 is in the cooling chamber, deposition species dew point of the semiconductor wafer 3 by the cooling head 2 (for example, SiH 4 if -11
2 ° C). Reference numeral 4 denotes a deposition chamber, which is connected to the cooling chamber 1 via a gate valve 5. Numeral 6 denotes a wafer support provided in the deposition chamber 4 for supporting the semiconductor wafer 3 at, for example, three support points in point contact. 7, 7, 7 are the three support points of the wafer support 6.
８は種となるガスを活性化する活性種発生手段で、該
活性種発生手段８において発生した活性種はパイプ９を
通して堆積室４内に供給される。Reference numeral 8 denotes active species generating means for activating a seed gas. The active species generated by the active species generating means 8 is supplied into the deposition chamber 4 through a pipe 9.
尚、該活性種発生手段８としては誘導結合型のバレル
型RFプラズマ炉あるいはマイクロ波プラズマ発生装置を
用いることができる。また、光を利用して活性種を発生
することも考えられる。As the active species generating means 8, an inductively coupled barrel type RF plasma furnace or a microwave plasma generator can be used. It is also conceivable to generate active species using light.
本実施例の低温成膜装置により液相CVDを行う場合に
は、先ず冷却室１内において半導体ウエハ３を冷却ヘッ
ド２により堆積種の露点以下の温度に冷却し、その後そ
の半導体ウエハ３を図示しない搬送手段によりゲートバ
ルブ５を通して堆積室４内に搬送し、ウエハ支持部６に
よって支持された状態にする。そして、活性種発生手段
８により活性堆積種をパイプ９を通じて堆積室４内に供
給する。すると、半導体ウエハ３上に吹き付けられた堆
積種は半導体ウエハ３上側表面にて露点以下に冷却され
て凝縮され、液相になって堆積する。When liquid-phase CVD is performed by the low-temperature film forming apparatus of the present embodiment, first, the semiconductor wafer 3 is cooled in the cooling chamber 1 by the cooling head 2 to a temperature lower than the dew point of the deposited species. The wafer is transported into the deposition chamber 4 through the gate valve 5 by a transport means that is not used, and is brought into a state where the wafer is supported by the wafer support 6. Then, the active species generating means 8 supplies the active deposition species into the deposition chamber 4 through the pipe 9. Then, the deposited species sprayed on the semiconductor wafer 3 is cooled to a temperature lower than the dew point on the upper surface of the semiconductor wafer 3, condensed, and deposited in a liquid phase.
そして、堆積室４内において堆積種の露点以下の温度
になっているのは半導体ウエハ３だけであり、従って、
凝縮はほとんど半導体ウエハ上側表面においてのみ生
じ、他の部分では生じない。依って、半導体ウエア３以
外の部分に膜が堆積する虞れがなくなり、延いては生じ
た膜を除去する等のメンテナンスの頻度を少なくするこ
とができるのである。勿論、半導体ウエハ３以外のとこ
ろに膜がつかないので膜によって半導体ウエハ３が支持
部６からとれにくくなるという虞れもない。Only the semiconductor wafer 3 has a temperature lower than the dew point of the deposited species in the deposition chamber 4, and therefore,
Condensation occurs almost exclusively on the upper surface of the semiconductor wafer and not elsewhere. Therefore, there is no possibility that a film is deposited on a portion other than the semiconductor wear 3, and the frequency of maintenance such as removing the generated film can be reduced. Needless to say, since the film does not adhere to portions other than the semiconductor wafer 3, there is no fear that the film makes it difficult for the semiconductor wafer 3 to be removed from the support portion 6.
尚、堆積室４内において半導体ウエハ３は支持部６の
支持点７、７、７により支持されるが、このようにする
のは露点以下に冷却された半導体ウエハ３の昇温を少な
くするためである。しかしながら、半導体ウエハ３を支
持する手段はこれに限定されるものではなく、例えばガ
スを下から噴出させ、噴出ガスにより半導体ウエハを浮
上させるという支持手段も考えられ得る。In the deposition chamber 4, the semiconductor wafer 3 is supported by the support points 7, 7, 7 of the support portion 6. This is done to reduce the temperature rise of the semiconductor wafer 3 cooled below the dew point. It is. However, the means for supporting the semiconductor wafer 3 is not limited to this. For example, a supporting means for ejecting a gas from below and causing the semiconductor wafer to float by the ejected gas may be considered.
また、堆積膜を形成する前に予め半導体ウエハ３の表
面に堆積膜との濡れ性を良くする膜を形成しておくよう
にすると良い。第２図はそのようにした半導体ウエハを
示す断面図であり、同図において、10は半導体ウエハ３
の表面に濡れ性を良くするために形成した膜、11は該膜
10の形成後第１図に示した低温成膜装置における液相CV
Dにより形成される膜（２点鎖線で示す）である。Further, before forming the deposited film, it is preferable that a film for improving the wettability with the deposited film is formed on the surface of the semiconductor wafer 3 in advance. FIG. 2 is a cross-sectional view showing such a semiconductor wafer. In FIG.
11 is a film formed on the surface of
After the formation of 10, the liquid phase CV in the low-temperature film forming apparatus shown in FIG.
D is a film (shown by a two-dot chain line).
このように濡れ性を良くする膜10を液相CVDを行う前
に形成しておく意義について説明する。半導体ウエハ３
の表面に例えばSiO2膜を液相CVDにより、即ち凝縮によ
り形成する場合において、シリコンからなる半導体ウエ
ハ３の表面は金属面であるので表面張力が小さくシラノ
ール基が多いSiO2の液相のものは極性が強く半導体ウエ
ハ３の表面からハジかれやすい。これでも液相CVDがし
にくい。そこで、半導体ウエハ３の表面を低温成膜装置
とは別の装置で予めできるだけ薄く酸化あるいは窒化す
ることにより濡れ性向上用の酸化あるいは窒化膜10を形
成しておき、その後本低温成膜装置により液相CVDを行
う。すると、SiO2膜11は膜10に対して濡れ性が良いので
半導体ウエハ３表面に支障なく形成され得るのである。
尚、濡れ性を良くする技術はSiO2膜を形成する場合にか
ぎらず他の膜を液相CVDにより形成する場合にも適用で
きる。The significance of forming the film 10 for improving the wettability before performing the liquid phase CVD will be described. Semiconductor wafer 3
In the case where, for example, an SiO 2 film is formed on the surface of the semiconductor wafer 3 by liquid phase CVD, that is, by condensation, the surface of the semiconductor wafer 3 made of silicon is a metal surface, so that the surface tension is small and the SiO 2 liquid phase has many silanol groups. Has a strong polarity and is easily peeled from the surface of the semiconductor wafer 3. Even with this, it is difficult to perform liquid phase CVD. Therefore, the surface of the semiconductor wafer 3 is previously oxidized or nitrided as thinly as possible by a different apparatus from the low-temperature film forming apparatus to form an oxidized or nitride film 10 for improving wettability, and thereafter, the present low-temperature film forming apparatus Liquid phase CVD is performed. Then, since the SiO 2 film 11 has good wettability to the film 10, it can be formed on the surface of the semiconductor wafer 3 without any trouble.
The technique for improving wettability can be applied not only to the case of forming an SiO 2 film but also to the case of forming another film by liquid phase CVD.
第３図は本発明の第２の実施例に係る模式的縦断面図
である。FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view according to a second embodiment of the present invention.
本実施例は堆積種と共にそれの溶媒となるものも堆積
室４内に供給することにより堆積種と共にそれの溶媒も
半導体ウエハ３上に液相成長させることができるように
したものである。このように堆積種をこれの溶媒と共に
成長させるようにするのは、溶媒として半導体ウエハと
の濡れ性の良いものを選ぶことにより堆積膜形成にあた
っての濡れ性を良くするためである。即ち、濡れ性を良
くするための処理を液相CVDをしながら行うことができ
るようにしたのがこの低温成膜装置である。In the present embodiment, a solvent that becomes a solvent together with the deposited species is supplied into the deposition chamber 4 so that the solvent and the deposited species can be grown in a liquid phase on the semiconductor wafer 3. The reason why the deposited species is grown together with the solvent is to improve the wettability in forming a deposited film by selecting a solvent having good wettability with the semiconductor wafer. That is, this low-temperature film forming apparatus is capable of performing a process for improving wettability while performing liquid phase CVD.
尚、本実施例は第１図に係る実施例と共通する部分を
有し、その共通部分については既に説明済であるので第
１図において付した符号と同一の符号を第３図において
使用して説明は省略し、相違する点についてのみ説明す
る。12は溶媒室で、例えばアルコール、あるいは酢酸ｎ
−ブチル等の溶媒が貯められている。13はベーキング部
で、溶媒室12内の溶媒をベーキングしてパイプ14へ送り
出す。パイプ14に供給された溶媒はマスフローコントロ
ーラ15を介して混合室16へ送られ、活性種発生手段８か
らパイプ９により送られてきた例えばSiH4＋O2等の堆積
種と該混合室16において混合された堆積室４に供給され
る。そして、その堆積種及び溶媒は露点以下に冷却され
た半導体ウエハ３にあたると凝縮して液相化し半導体ウ
エハ３上に堆積する。すると、溶媒の持つ半導体ウエハ
３に対する濡れ性によって堆積膜が下地につき、かつ下
地の起伏に影響されることなく堆積膜の表面が平坦化す
る。The present embodiment has portions common to the embodiment according to FIG. 1, and the common portions have already been described. Therefore, the same reference numerals as in FIG. 1 are used in FIG. Therefore, the description will be omitted, and only different points will be described. 12 is a solvent chamber, for example, alcohol or acetic acid n
-A solvent such as butyl is stored. Reference numeral 13 denotes a baking unit for baking the solvent in the solvent chamber 12 and sending it to a pipe. The solvent supplied to the pipe 14 is sent to the mixing chamber 16 via the mass flow controller 15 and mixed with the deposited species such as SiH 4 + O 2 sent from the active species generating means 8 by the pipe 9 in the mixing chamber 16. Is supplied to the deposited chamber 4. Then, when the deposited species and the solvent hit the semiconductor wafer 3 cooled below the dew point, they condense and become a liquid phase, and are deposited on the semiconductor wafer 3. Then, the deposited film adheres to the base due to the wettability of the solvent with respect to the semiconductor wafer 3, and the surface of the deposited film is flattened without being affected by the unevenness of the base.
尚、溶媒は後で除去すべきものであるが、本低温成膜
装置で膜堆積処理を行った後、別の装置で露結防止のた
めに加熱するのでそれによって自ずと溶媒が揮散され
る。従って、特別に溶媒除去工程を設ける必要はない。The solvent is to be removed later, but after the film deposition process is performed in the present low-temperature film forming apparatus, the solvent is volatilized naturally by heating in another apparatus to prevent dew condensation. Therefore, it is not necessary to provide a special solvent removal step.
第４図は本発明の第３の実施例に係る模式的縦断面図
である。FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view according to a third embodiment of the present invention.
本実施例は堆積室内において堆積を終えた後半導体ウ
エハを回転させて堆積膜の表面を平坦化させることがで
きるようにしたものであり、半導体ウエハを支持する機
構において第１図に示した第１の実施例と異なっている
がそれ以外の点では異なってはいない。そこで、その異
なっている点についてのみ説明する。In this embodiment, the semiconductor wafer is rotated after the deposition is completed in the deposition chamber so that the surface of the deposited film can be flattened. The mechanism for supporting the semiconductor wafer is the same as that shown in FIG. It differs from the first embodiment, but does not differ in other respects. Therefore, only the differences will be described.
17は半導体ウエハ支持部で、真空チャック18により半
導体ウエハ３を支持することができると共に真空チャッ
ク18を上昇させて半導体ウエハ３を半導体ウエハ支持部
17の表面から浮かせその状態でモータ19により真空チャ
ック18を回転させることによって半導体ウエハ３を回転
させることができるようになっている。Reference numeral 17 denotes a semiconductor wafer support which can support the semiconductor wafer 3 by the vacuum chuck 18 and raises the vacuum chuck 18 to hold the semiconductor wafer 3 in the semiconductor wafer support.
The semiconductor wafer 3 can be rotated by rotating the vacuum chuck 18 with the motor 19 in a state of being lifted from the surface of the semiconductor wafer 17.
本実施例の低温成膜装置で膜の堆積を行う場合には、
冷却室１で冷却され、ゲートバルブ５を通って半導体ウ
エハ支持部17上に移された半導体ウエハ３に対して堆積
室４内に活性堆積種を供給することにより堆積を行う。
この時は半導体ウエハ３を回転することはしない。そし
て、膜の堆積を終えると活性堆積種の供給を停止し、そ
の後、真空チャック18を上昇させ、半導体ウエハ３を吸
引する状態でその真空チャック18をモータ19によって回
転する。すると、液相堆積膜に粘性があり、その粘性が
液相堆積膜表面の平坦化の妨げになっていたとしても、
回転によって平坦化が進むことになる。尚、堆積種の供
給を停止した後半導体ウエハ３を回転するようにするの
は半導体ウエハ３の回転によって堆積室４内における堆
積種のガスの流れが変化してしまうのを避けるためであ
る。また、半導体ウエハ３を回転するとき半導体ウエハ
支持部17の表面から持ち上げるのは半導体ウエハ３表面
に形成され遠心力により除去された凝縮相の一部が半導
体ウエハ３裏面や半導体ウエハ支持部17表面に付着する
のを完全に回避するためであるが、このように回転時に
半導体ウエハ３を持ち上げるようにすることは不可欠で
あるというわけではない。When depositing a film with the low-temperature film forming apparatus of this embodiment,
The semiconductor wafer 3 cooled in the cooling chamber 1 and transferred to the semiconductor wafer support 17 through the gate valve 5 is deposited by supplying active deposition species into the deposition chamber 4.
At this time, the semiconductor wafer 3 is not rotated. When the deposition of the film is completed, the supply of the active deposition species is stopped. Thereafter, the vacuum chuck 18 is raised, and the vacuum chuck 18 is rotated by the motor 19 while sucking the semiconductor wafer 3. Then, even if the liquid phase deposited film has viscosity and the viscosity hinders the flattening of the liquid phase deposited film surface,
The rotation causes flattening to proceed. The reason why the semiconductor wafer 3 is rotated after the supply of the deposition species is stopped is to prevent the flow of the deposition species gas in the deposition chamber 4 from being changed by the rotation of the semiconductor wafer 3. When the semiconductor wafer 3 is rotated, a part of the condensed phase formed on the surface of the semiconductor wafer 3 and removed by centrifugal force is lifted from the surface of the semiconductor wafer support 17 when the semiconductor wafer 3 is rotated. In order to completely prevent the semiconductor wafer 3 from adhering, it is not indispensable to lift the semiconductor wafer 3 during the rotation.
尚、第３図に係る第２の実施例においても第４図に係
る第３の実施例に示すように半導体ウエハ３を回転させ
て堆積膜の平坦化を図り得るようにしても良い。In the second embodiment shown in FIG. 3, the semiconductor wafer 3 may be rotated to flatten the deposited film as shown in the third embodiment shown in FIG.
第５図（Ａ）乃至（Ｅ）は、本発明による低温成膜装
置による液相CVD工程を有する高アスペクトレシオに対
するトレンチ埋込み方法の一例を工程順に示すものであ
る。FIGS. 5A to 5E show an example of a method of embedding a trench for a high aspect ratio having a liquid phase CVD process by a low-temperature film forming apparatus according to the present invention in the order of processes.
（Ａ）先ず、シリコン半導体ウエハ３の表面にSiO2膜20
を形成し、該SiO2膜20のトレンチを形成すべき部分をエ
ッチングすることにより窓21を形成し、その後、窓21の
内側面にSiO2からなるサイドウォール22を形成する。第
５図（Ａ）はサイドウォール22形成後の状態を示す。(A) First, an SiO 2 film 20 is formed on the surface of the silicon semiconductor wafer 3.
Then, a window 21 is formed by etching a portion of the SiO 2 film 20 where a trench is to be formed, and then a sidewall 22 made of SiO 2 is formed on the inner surface of the window 21. FIG. 5A shows a state after the formation of the sidewall 22.
（Ｂ）次に、SiO2膜20、サイドウォール22をマスクとし
て半導体ウエハ３を同図（Ｂ）に示すように異方性エッ
チングすることによりトレンチ23を形成する。(B) Next, the trenches 23 are formed by anisotropically etching the semiconductor wafer 3 using the SiO 2 film 20 and the sidewalls 22 as a mask as shown in FIG.
（Ｃ）次に、同図（Ｃ）に示すようにトレンチ23内面を
窒化してSiN膜24を形成する。これは半導体ウエハ３をN
H3雰囲気下で加熱することにより行うことができる。(C) Next, as shown in FIG. 3C, the inner surface of the trench 23 is nitrided to form a SiN film 24. This puts the semiconductor wafer 3 in N
It can be performed by heating in an H 3 atmosphere.
（Ｄ）次に、トレンチ形成にあたってマスクとしたSiO2
膜20、サイドウォール22を第５図（Ｄ）に示すように除
去する。(D) Next, SiO 2 used as a mask in forming the trench
The film 20 and the side walls 22 are removed as shown in FIG.
（Ｅ）その後、本発明による低温成膜装置を用いた液相
CVDにより同図（Ｅ）に示すようにトレンチ23内をSiO2
膜25で埋める。(E) Thereafter, a liquid phase using the low-temperature film forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 4E, the inside of the trench 23 is made of SiO 2 by CVD.
Fill with film 25.
このようにするのは、SiO2の凝縮相がSiに対して悪い
親和性を有するのに対して、SiNに対しては良好な親和
性を有することを利用して半導体ウエハ３の表面にはSi
O2を形成させずトレンチ23内をより完全に埋めるためで
ある。尚、この場合、堆積種となるガスとしてはSiH4、
Si（OCH3）４あるいはSi（OC2H5）４等の有機シランとO
2を合せたものが最適である。The reason for this is that the condensed phase of SiO 2 has a bad affinity for Si, but has a good affinity for SiN. Si
This is for filling the trench 23 more completely without forming O 2 . In this case, SiH 4 ,
Organic silane such as Si (OCH 3 ) 4 or Si (OC 2 H 5 ) 4 and O
The combination of 2 is optimal.
トレンチの際のマスクとしてSiO2等を形成するのでは
なく、高解像度のステッパを用いて露光処理することに
よりパターニングしたレジストを形成するようにしても
良い。また、トレンチマスクとしてプラズマシリコンナ
イトライド（SiN）膜や、LP−CVDシリコンナイトライド
膜を形成し、これをマスクとしてトレンチを形成し、該
トレンチ内部を選択酸化し、該シリコンナイトライドマ
スク部分をリン酸により除去してトレンチ内に酸化膜を
形成し、しかる後、本発明による低温成膜装置を用いた
液相CVDによりそのトレンチをSiO2等で埋めるようにし
ても良い。Instead of forming SiO 2 or the like as a mask at the time of trenching, a patterned resist may be formed by performing exposure processing using a high-resolution stepper. Further, a plasma silicon nitride (SiN) film or an LP-CVD silicon nitride film is formed as a trench mask, a trench is formed using the film as a mask, the inside of the trench is selectively oxidized, and the silicon nitride mask portion is removed. An oxide film may be formed in the trench by removing with phosphoric acid, and thereafter, the trench may be filled with SiO 2 or the like by liquid phase CVD using the low-temperature film forming apparatus according to the present invention.
（G.発明の効果） 本発明によれば、基体周辺に膜が液相堆積するのを防
止することができるため、堆積種が露点以下になって冷
却ヘッド上に堆積するのを防止するようにすることがで
き、例ヘッド上の堆積膜を除去する作業が必要でなくな
り、装置のメンテナンス頻度を少なくすることができ、
他方、基体周辺に堆積した膜が該基体を冷却ヘッドに付
着させ該基体がその冷却ヘッドから離れにくくなるとい
う問題も回避することができるという効果を生じる。(G. Effects of the Invention) According to the present invention, it is possible to prevent the film from being deposited in the liquid phase around the substrate, so that the deposited species are prevented from being deposited below the dew point on the cooling head. The operation for removing the deposited film on the head, for example, is not required, and the maintenance frequency of the apparatus can be reduced.
On the other hand, it is possible to avoid the problem that the film deposited on the periphery of the base adheres the base to the cooling head and the base is hardly separated from the cooling head.
第１図は本発明の第１の実施例に係る模式的縦断面図、
第２図は堆積膜の濡れ性を良くした基体の断面図、第３
図は本発明の第２の実施例に係る模式的縦断面図、第４
図は本発明の第３の実施例に係る模式的縦断面図、第５
図（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明による低温成膜装置を用い
た液相CVD工程を有するトレンチ埋込み方法の一例を工
程順に示す断面図である。 符号の説明 １……冷却室、２……冷却ヘッド、３……半導体ウエ
ハ、４……堆積室、５……ゲートバルブ、６……ウエハ
支持部、７……支持点、８……活性種発生手段、９……
パイプ、10……濡れ性を良くするための膜、11……液相
CVDにより形成される膜、12……溶媒室、13……ベーキ
ング室、14……パイプ、15……マスフローコントロー
ラ、16……混合室、17……半導体ウエハ支持部、18……
真空チャック、19……モータ、20……SiO2膜、21……
窓、22……サイドウォール、23……トレンチ、24……Si
N膜、25……SiO2膜。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate having improved wettability of a deposited film, and FIG.
The figure is a schematic longitudinal sectional view according to a second embodiment of the present invention,
The figure is a schematic longitudinal sectional view according to a third embodiment of the present invention,
FIGS. 7A to 7E are sectional views showing an example of a trench embedding method having a liquid phase CVD process using the low-temperature film forming apparatus according to the present invention in the order of processes. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cooling chamber, 2 ... Cooling head, 3 ... Semiconductor wafer, 4 ... Deposition chamber, 5 ... Gate valve, 6 ... Wafer support, 7 ... Support point, 8 Seed generation means, 9 ...
Pipe, 10 …… Film for improving wettability, 11 …… Liquid phase
Film formed by CVD, 12: solvent chamber, 13: baking chamber, 14: pipe, 15: mass flow controller, 16: mixing chamber, 17: semiconductor wafer support, 18 ...
Vacuum chuck, 19 ... motor, 20 ... SiO 2 film, 21 ...
Window, 22 ... sidewall, 23 ... trench, 24 ... Si
N film, 25 ... SiO 2 film.
Claims (1)
と、 上記冷却室とゲートバルブを介して連結され、該冷却室
で冷却され該ゲートバルブを通じて搬送された上記基体
に対して膜を液相で堆積する処理を施す堆積室と、 を有することを特徴とする低温成膜装置。A cooling chamber for cooling the substrate to a temperature lower than the dew point of the deposited species, a cooling chamber connected to the cooling chamber via a gate valve, and a film formed on the substrate cooled by the cooling chamber and conveyed through the gate valve. And a deposition chamber for performing a process of depositing in a liquid phase.
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|---|
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