JP3068372B2 - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JP3068372B2 JP3068372B2 JP5156045A JP15604593A JP3068372B2 JP 3068372 B2 JP3068372 B2 JP 3068372B2 JP 5156045 A JP5156045 A JP 5156045A JP 15604593 A JP15604593 A JP 15604593A JP 3068372 B2 JP3068372 B2 JP 3068372B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜形成方法に関する。
更に詳細には、本発明はテトラエチルオルソシリケート
（ＴＥＯＳ）を用いた新規な薄膜形成方法に関する。
更に詳細には、本発明はテトラエチルオルソシリケート
（ＴＥＯＳ）を用いた新規な薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ＩＣの製造においては、ウエハの
表面に酸化シリコンの薄膜を形成する工程がある。薄膜
の形成方法には化学的気相成長法（ＣＶＤ）が用いられ
ている。ＣＶＤ法には、常圧法、減圧法およびプラズマ
法の３方法があるが、最近の高品質で高精度な薄膜が要
求される超ＬＳＩに対してはプラズマ法が好適であると
して注目されている。
表面に酸化シリコンの薄膜を形成する工程がある。薄膜
の形成方法には化学的気相成長法（ＣＶＤ）が用いられ
ている。ＣＶＤ法には、常圧法、減圧法およびプラズマ
法の３方法があるが、最近の高品質で高精度な薄膜が要
求される超ＬＳＩに対してはプラズマ法が好適であると
して注目されている。
【０００３】プラズマ法は、真空中に噴射された反応ガ
スに対し、高周波電圧を印加してプラズマ化し、反応に
必要なエネルギーを得るもので、膜厚の均一性と共に良
好な膜質が得られ、しかも、膜形成速度が速いなど多く
の点で優れている。
スに対し、高周波電圧を印加してプラズマ化し、反応に
必要なエネルギーを得るもので、膜厚の均一性と共に良
好な膜質が得られ、しかも、膜形成速度が速いなど多く
の点で優れている。
【０００４】プラズマ法によるシリコン酸化膜の形成材
料には例えば、ＳｉＨ4 などが使用されてきたが、半導
体デバイスの微細化に伴ってステップカバレージの低下
が問題となってきた。このモノシランガスの代わりに、
最近、液体のテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯ
Ｓ）［Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ］が使用されるようになっ
てきた。ＴＥＯＳはステップカバレージに優れた緻密な
膜を形成できるためである。ＴＥＯＳを用いてシリコン
酸化膜を成膜する場合、ＴＥＯＳを加熱して気化させ、
ＴＥＯＳガスとし、これに酸素ガスを混合して反応炉に
供給する。
料には例えば、ＳｉＨ4 などが使用されてきたが、半導
体デバイスの微細化に伴ってステップカバレージの低下
が問題となってきた。このモノシランガスの代わりに、
最近、液体のテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯ
Ｓ）［Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ］が使用されるようになっ
てきた。ＴＥＯＳはステップカバレージに優れた緻密な
膜を形成できるためである。ＴＥＯＳを用いてシリコン
酸化膜を成膜する場合、ＴＥＯＳを加熱して気化させ、
ＴＥＯＳガスとし、これに酸素ガスを混合して反応炉に
供給する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＴＥＯＳを使
用しても、配線のアスペクト比が１．０を越えるとオー
バーハングを生じ、その結果、ステップカバレージが低
下して実用に供しなくなる。
用しても、配線のアスペクト比が１．０を越えるとオー
バーハングを生じ、その結果、ステップカバレージが低
下して実用に供しなくなる。
【０００６】従って、本発明の目的は、可燃性および／
または爆発性を有する原料を使用することなく、高アス
ペクト比の配線パターンに、良好なステップカバレージ
で、プラズマＣＶＤ装置のシリコン酸化膜を形成する方
法を提供することである。
または爆発性を有する原料を使用することなく、高アス
ペクト比の配線パターンに、良好なステップカバレージ
で、プラズマＣＶＤ装置のシリコン酸化膜を形成する方
法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題は、プラズマＣ
ＶＤ法において、液体のテトラエチルオルソシリケート
および液体の過酸化水素を気化させ、気体状のテトラエ
チルオルソシリケートおよび気体状の過酸化水素として
反応炉に供給し、該反応炉内のウエハ表面にシリコン酸
化膜を形成させることを特徴とする薄膜形成方法により
解決される。
ＶＤ法において、液体のテトラエチルオルソシリケート
および液体の過酸化水素を気化させ、気体状のテトラエ
チルオルソシリケートおよび気体状の過酸化水素として
反応炉に供給し、該反応炉内のウエハ表面にシリコン酸
化膜を形成させることを特徴とする薄膜形成方法により
解決される。
【０００８】
【作用】前記のように本発明の方法によれば、ＴＥＯＳ
と共に過酸化水素を使用することにより、流動性の緻密
な膜が形成されるので、高アスペクト比の配線パターン
にオーバーハングを生じることなく、良好なステップカ
バレージの薄膜を形成することができる。
と共に過酸化水素を使用することにより、流動性の緻密
な膜が形成されるので、高アスペクト比の配線パターン
にオーバーハングを生じることなく、良好なステップカ
バレージの薄膜を形成することができる。
【０００９】一般に、ＴＥＯＳは下記式のように加水分
解する。 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ＋ ２Ｈ2 Ｏ → ＳｉＯ2
＋ ４Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ
解する。 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ＋ ２Ｈ2 Ｏ → ＳｉＯ2
＋ ４Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ
【００１０】ガス状のＴＥＯＳとガス状の過酸化水素
（Ｈ2 Ｏ2 ）を混合して、加熱されたウエハ表面に供給
すると、Ｈ2 Ｏ2 がＨ2 Ｏと活性酸素に分解し、ＴＥＯ
Ｓの加水分解と活性酸素による分解が進行し、良好なシ
リコン酸化膜が形成される。
（Ｈ2 Ｏ2 ）を混合して、加熱されたウエハ表面に供給
すると、Ｈ2 Ｏ2 がＨ2 Ｏと活性酸素に分解し、ＴＥＯ
Ｓの加水分解と活性酸素による分解が進行し、良好なシ
リコン酸化膜が形成される。
【００１１】
【実施例】以下、具体例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００１２】図１は本発明の方法を実施するのに使用で
きるプラズマＣＶＤ装置の一例の模式的構成図である。
図１に示されるように、ヒーター１２により約４０℃〜
８０℃に維持される恒温槽１１を設け、その内部に容器
１３を収容し、これに液体ＴＥＯＳ１４が適当な高さに
満たされる。満たされた液体にパイプ１５の先端を挿入
し、窒素ガス（Ｎ2)またはヘリウムガス（Ｈｅ) のキャ
リアーガスを吹き込むと、液体ＴＥＯＳが気化し、これ
がキャリアーガスの気泡に含まれて液面より発散する。
発散したＴＥＯＳガスはキャリアーガスと共に取り出し
パイプ１６により混合器２１に給送される。同様に、ヒ
ーター４０により約４０℃〜８０℃に維持される恒温槽
４１を設け、その内部に容器４２を収容し、これに液体
Ｈ2 Ｏ2４３が適当な高さに満たされる。満たされた液
体にパイプ４４の先端を挿入し、窒素ガス（Ｎ2)または
ヘリウムガス（Ｈｅ) のキャリアーガスを吹き込むと、
液体Ｈ2 Ｏ2 が気化し、これがキャリアーガスの気泡に
含まれて液面より発散する。発散したＨ2 Ｏ2 ガスはキ
ャリアーガスと共に取り出しパイプ４５により混合器２
１に給送される。混合器２１において、ガス状ＴＥＯＳ
およびＨ2 Ｏ2 が混合されて反応ガスとなり、供給配管
２２によりプラズマＣＶＤ反応炉３０に供給される。気
化したＴＥＯＳおよびＨ2 Ｏ2 が冷却して再び液化する
ことを防止するために、パイプ１６，２３および４５の
周囲にヒータテープ２３を添捲し、これに適当な電流を
流して反応ガスの温度を一定値に維持する。ＴＥＯＳの
供給量はパイプ１５の途中に設けられたマスフローコン
トローラ（ＭＦＣ）１７により制御され、Ｈ2 Ｏ2 の供
給量はパイプ４４の途中に設けられたマスフローコント
ローラ（ＭＦＣ）４６により制御される。反応炉３０は
気密構造で内部が真空とされ、そのインレット３１より
炉内に吸入された反応ガスはシャワー電極３２より噴射
され、図示しない高周波電源により印加された高周波電
圧によりプラズマ化され、サセプタ３３に載置された被
処理のウエハ４に薄膜が形成される。反応処理済みのガ
スは排気口３４より外部に設けられた排気ガス処理部に
排出される。
きるプラズマＣＶＤ装置の一例の模式的構成図である。
図１に示されるように、ヒーター１２により約４０℃〜
８０℃に維持される恒温槽１１を設け、その内部に容器
１３を収容し、これに液体ＴＥＯＳ１４が適当な高さに
満たされる。満たされた液体にパイプ１５の先端を挿入
し、窒素ガス（Ｎ2)またはヘリウムガス（Ｈｅ) のキャ
リアーガスを吹き込むと、液体ＴＥＯＳが気化し、これ
がキャリアーガスの気泡に含まれて液面より発散する。
発散したＴＥＯＳガスはキャリアーガスと共に取り出し
パイプ１６により混合器２１に給送される。同様に、ヒ
ーター４０により約４０℃〜８０℃に維持される恒温槽
４１を設け、その内部に容器４２を収容し、これに液体
Ｈ2 Ｏ2４３が適当な高さに満たされる。満たされた液
体にパイプ４４の先端を挿入し、窒素ガス（Ｎ2)または
ヘリウムガス（Ｈｅ) のキャリアーガスを吹き込むと、
液体Ｈ2 Ｏ2 が気化し、これがキャリアーガスの気泡に
含まれて液面より発散する。発散したＨ2 Ｏ2 ガスはキ
ャリアーガスと共に取り出しパイプ４５により混合器２
１に給送される。混合器２１において、ガス状ＴＥＯＳ
およびＨ2 Ｏ2 が混合されて反応ガスとなり、供給配管
２２によりプラズマＣＶＤ反応炉３０に供給される。気
化したＴＥＯＳおよびＨ2 Ｏ2 が冷却して再び液化する
ことを防止するために、パイプ１６，２３および４５の
周囲にヒータテープ２３を添捲し、これに適当な電流を
流して反応ガスの温度を一定値に維持する。ＴＥＯＳの
供給量はパイプ１５の途中に設けられたマスフローコン
トローラ（ＭＦＣ）１７により制御され、Ｈ2 Ｏ2 の供
給量はパイプ４４の途中に設けられたマスフローコント
ローラ（ＭＦＣ）４６により制御される。反応炉３０は
気密構造で内部が真空とされ、そのインレット３１より
炉内に吸入された反応ガスはシャワー電極３２より噴射
され、図示しない高周波電源により印加された高周波電
圧によりプラズマ化され、サセプタ３３に載置された被
処理のウエハ４に薄膜が形成される。反応処理済みのガ
スは排気口３４より外部に設けられた排気ガス処理部に
排出される。
【００１３】図２は本発明の方法を実施するのに使用可
能なＴＥＯＳおよびＨ2 Ｏ2 の気化装置の別の実施例を
示す模式的構成図である。パイプ５０から液体ＴＥＯＳ
が気化器６０に滴下され、パイプ５２から液体Ｈ2 Ｏ2
が気化器６０に滴下される。気化器６０は下部に加熱用
ヒータ６２を有し、床面６４を所定の温度に加熱する。
パイプ５０およびパイプ５２から床面に滴下されたＴＥ
ＯＳおよびＨ2 Ｏ2 は極めて短時間内に蒸発してガス化
し、気化室６６内で混合される。気化室６６にはキャリ
アガス供給パイプ６８が接続されており、混合ガスはこ
のキャリアガス（例えば、Ｎ2 またはＨｅ）により気化
室６６からパイプ７０を経て反応炉３０に給送される。
ここでも、混合反応ガスが給送中に冷却されて再液化す
ることを防止するために、パイプ７０の外周に適当なヒ
ータテープ７２を添捲し、これに適当な電流を流して混
合反応ガスの温度を一定値に維持する。ＴＥＯＳガスの
供給量およびＨ2 Ｏ2 ガスの供給量はパイプ５０の途中
に設けられた液体マスフローコントローラ５４およびパ
イプ５２の途中に設けられた液体マスフローコントロー
ラ５６によりそれぞれ制御される。
能なＴＥＯＳおよびＨ2 Ｏ2 の気化装置の別の実施例を
示す模式的構成図である。パイプ５０から液体ＴＥＯＳ
が気化器６０に滴下され、パイプ５２から液体Ｈ2 Ｏ2
が気化器６０に滴下される。気化器６０は下部に加熱用
ヒータ６２を有し、床面６４を所定の温度に加熱する。
パイプ５０およびパイプ５２から床面に滴下されたＴＥ
ＯＳおよびＨ2 Ｏ2 は極めて短時間内に蒸発してガス化
し、気化室６６内で混合される。気化室６６にはキャリ
アガス供給パイプ６８が接続されており、混合ガスはこ
のキャリアガス（例えば、Ｎ2 またはＨｅ）により気化
室６６からパイプ７０を経て反応炉３０に給送される。
ここでも、混合反応ガスが給送中に冷却されて再液化す
ることを防止するために、パイプ７０の外周に適当なヒ
ータテープ７２を添捲し、これに適当な電流を流して混
合反応ガスの温度を一定値に維持する。ＴＥＯＳガスの
供給量およびＨ2 Ｏ2 ガスの供給量はパイプ５０の途中
に設けられた液体マスフローコントローラ５４およびパ
イプ５２の途中に設けられた液体マスフローコントロー
ラ５６によりそれぞれ制御される。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法で
は、ＴＥＯＳと共に過酸化水素を使用することにより、
流動性の緻密な膜が形成されるので、高アスペクト比の
配線パターンにオーバーハングを生じることなく、良好
なステップカバレージの薄膜を形成することができる。
は、ＴＥＯＳと共に過酸化水素を使用することにより、
流動性の緻密な膜が形成されるので、高アスペクト比の
配線パターンにオーバーハングを生じることなく、良好
なステップカバレージの薄膜を形成することができる。
【図１】本発明の方法を実施するのに使用できるプラズ
マＣＶＤ装置の一例の模式的構成図である。
マＣＶＤ装置の一例の模式的構成図である。
【図２】本発明の方法を実施するのに使用可能なＴＥＯ
ＳおよびＨ2 Ｏ2 の気化装置の別の実施例を示す模式的
構成図である。
ＳおよびＨ2 Ｏ2 の気化装置の別の実施例を示す模式的
構成図である。
４ ウエハ １１，４１ 恒温槽 １２，４０ ヒータ １３，４２ 容器 １４ 液体ＴＥＯＳ １５，４４ パイプ １６，４５ 取出パイプ １７，４６ マスフローコントローラ ２１ 混合器 ２２ 混合反応ガス供給パイプ ２３ ヒータテープ ３０ プラズマＣＶＤ反応炉 ３１ インレット ３２ シャワー電極 ３３ サセプタ ３４ 排気口 ４３ 液体Ｈ2 Ｏ2 ５０ 液体ＴＥＯＳ供給パイプ ５２ 液体Ｈ2 Ｏ2 供給パイプ ５４ 液体ＴＥＯＳマスフローコントローラ ５６ 液体Ｈ2 Ｏ2 マスフローコントローラ ６０ 気化器 ６２ ヒータ ６４ 気化器床面 ６６ 気化室 ６８ キャリアガス供給パイプ ７０ 混合反応ガス供給パイプ ７２ ヒータテープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/31 C23C 16/00
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマＣＶＤ法において、液体のテト
ラエチルオルソシリケートおよび液体の過酸化水素を気
化させ、気体状のテトラエチルオルソシリケートおよび
気体状の過酸化水素を混合器で混合し、これらの混合ガ
スとして反応炉に供給し、該反応炉内のウエハ表面にシ
リコン酸化膜を形成させることを特徴とする薄膜形成方
法。 - 【請求項２】 液体のテトラエチルオルソシリケートお
よび液体の過酸化水素がそれぞれ充填された密閉容器内
に窒素またはヘリウムからなるキャリアガスを吹き込む
ことによりテトラエチルオルソシリケートおよび過酸化
水素を気化させる請求項１の薄膜形成方法。 - 【請求項３】 液体のテトラエチルオルソシリケートお
よび液体の過酸化水素を加熱された気化室床面に滴下す
ることによりテトラエチルオルソシリケートおよび過酸
化水素を気化させる請求項１の薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156045A JP3068372B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156045A JP3068372B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06349747A JPH06349747A (ja) | 1994-12-22 |
| JP3068372B2 true JP3068372B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=15619119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156045A Expired - Fee Related JP3068372B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3068372B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0992717A (ja) * | 1995-09-21 | 1997-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US20010012700A1 (en) | 1998-12-15 | 2001-08-09 | Klaus F. Schuegraf | Semiconductor processing methods of chemical vapor depositing sio2 on a substrate |
| JP4601535B2 (ja) * | 2005-09-09 | 2010-12-22 | 株式会社リンテック | 低温度で液体原料を気化させることのできる気化器 |
| JP5967845B2 (ja) | 2012-07-27 | 2016-08-10 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム |
| CN104520975B (zh) * | 2012-07-30 | 2018-07-31 | 株式会社日立国际电气 | 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 |
| WO2014157210A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体 |
| KR20160062964A (ko) * | 2014-11-26 | 2016-06-03 | 주식회사 원익아이피에스 | 실리콘 산화막 형성 방법 및 장치 |
-
1993
- 1993-06-02 JP JP5156045A patent/JP3068372B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06349747A (ja) | 1994-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |