JPH03166371A - 化学気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分’ＪＦＩ この発明は、化学気相成長装置に関し２特に、半導体装
置の戒膜プロセスで使用する化学気相戒長装置に関する
ものである． ［従来の技術］ 第６図は従来の減圧の化学気相成長装置の断面１１１１
面図である．炉室フタ（１２）を閉じ、排気口（４）よ
り排気（＾）を行って減圧に保たれた炉室管（１０）内
の、ウエハａ置ボー｝　（１１）に載置された半導体ウ
エハ（１）は、ヒータ（３）で加熱される．そして、ガ
ス導入口（８〉より０２ガス（Ｃ〉、有機Ｓ　ｉ　Ｉｔ
　，系のガスであるテトラエ１・キシシラン（以下ＴＥ
ＯＳと記す）（Ｄ）を供給することによって、半導体ウ
ェハ（１〉の表面には熱化学反応により、高温熱酸化膜
（以下１１ＴＯ膜と記す）が形成される．第９図は半導
体ウエハ主面上の配線（Ｉ］）上への上記１１ＴＯ膜（
ｌ（）の成膜の様子を示す断面側面図である．第７図は
従来の常圧の化学気相成長装置の断面開面図である．ガ
スヘッド（５）の下を順次移動するウエハステージ（２
）に載置された半導体ウエハ（１）はヒータ（３）によ
り加熱される．そして排気口（４）より排気（Ａ）を取
りつつガスヘッド（５〉よりＯ２ガス（　Ｃ　）　、Ｓ
ｉｌｌ４ガスに少量のＩ’ｌ１，ガス、［１！　Ｉ＋　
．ガスを加えた混合ガス（Ｆ）を供給することにより、
半導体ウェハ（１）の表面には熟化学反応によりＰ．Ｂ
を含んだＳｉｎ，膜（以下Ｂｐｓｃｇと記す〉が形戒さ
れる．第１０図は第９図で示されるＩＩＴＯ膜（Ｋ）の
上に、上記ＢＩ’ＳＧ膜（Ｌ）の戒膜の様子を示す断面
側面図である． 第８［］は従来の拡散炉の断面側面図である。炉室フタ
（１２〉で密閉された炉室管（ｌＯ〉内のウエハ載置ボ
ート（１１〉上に半導体ウエハ（１）が載置され、排気
口（４）より排気（Ａ）を取りつつガス導入口（８）よ
り、０２ガス（Ｃ）．＋１２ガス（Ｇ）が供給される．
そしてＩ＋２、０２一定雰囲気に保たれた半尋体ウエハ
（１）をヒータ（３）で前記ＢＰＳ［：成膜時の温度よ
り高温に加熱することで、ＤＩ’ＳＧ膜のだらしによる
平坦化（以下リフロ一と記す）が行われる．第１１図は
第１０図で示されたＢｒ’ＳＣ膜（Ｌ）の上記装置によ
るリフロー後の様子を示す断面側面図である． 第１２図は、第１１図で示されるリフロー後のｎｐｓｃ
膜（Ｌ）の上に、第６図で示された減正の化学気相成長
装置により成膜の行われたＩＩＴＯ膜（Ｋ）を示す断面
側面図である． ［発明が解決しようとする課！ｆｆ］ 以上のような従来の化学気相成長装置は、半導体ウエハ
（１）上に設けられた配線（　Ｈ　）上の絶縁？は、１
１ＴＯ股（　Ｋ　’）　、ＩＩＰＳＣ改（Ｌ）、さらに
ＩＩＴＯ（Ｉ（）の３１？？により形成されている。こ
れは成膜成長速度が遅く、配線の凹凸に対する段差被覆
性（以下ステップ力バレッジと記す）が悪いが、絶縁件
の良いＩＩＴＯ　ＪＩＱ　（　Ｋ　＞と、絶縁性は悪い
が成膜成長速度が早くリフローを行うことにより良好な
ステップ力バレッジの得られるｏｐｓｃ膜（Ｌ）の互い
の長所を用いているためである．そのために、所望の前
記膜を形成するまでに、３つの装置による４つの工程が
必要であり、そのための各装置での処理や、各装置間の
搬送に時間かかかる、また搬送中にＢＰＳ（；の吸湿に
よる改質の劣化等の問題があった． この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、１つの装置の反応室内で、ステップ力バレッ
ジ、絶縁性の良い膜を形戒する化学気相成長装置を得る
ことを目的とする．［課題を解決するための千段コ この発明に係る化学気相成長装置は、Ｓ　ｉ　Ｉ１　４
系ガスと０■ガス、有機ＳＩＨ４系ガスと０２ガスを供
給できるガスヘッドを備えている． ［作　用］ この発明においては、始めにＳ　ｉ　Ｉ１　４系ガスと
０２ガスを用いて膜を薄く形成し、次に有機Ｓ　ｉ　Ｉ
Ｉ　＝系ガスとＯ２ガスを用いて膜を厚く形成し、さら
にまたＳ　ｉ　ＩＩ　．系ガスとＯ，ガスを用いて膜を
薄く形成するので、１つの装置内で短時間に絶縁性、ス
テ・ノブ力バレッジの良い膜を形成できる． ［実施例１ 第１図、第２図はこの発明に係る化学気相成長装置の一
実施例を示す断面側面図である．この装置はいわゆるポ
ストミックスタイプのものを示している．ウエハステー
ジ（２）上に載置された半導体ウエハ（１）はヒータ（
３）により加熱される．排気口（４）より排気（Ａ）を
行いつつ、第１図では、ガス導入口（８）よりＳｉＨ４
ガス（Ｂ）．０２ガス（Ｃ）がそれぞれガスヘッド（５
）に入り、ガス吹出口（９〉より半導体ウエハ（１）表
面に吹き出され、Ｓｉ１１＜トｏｔノ熱化学反応により
Ｓｉ０２１１１１！！（以下、ＮＳＣ膜と記す）が半導
体ウエハ（１）の主面上に形成さ？る．同様に第２図で
は、ＴＥＯＳガス（Ｄ）とＯ，ガス（Ｅ）が用いられ，
　ＴＥＯＳとＯ２によるＳｉＯｚ　＜以下ＴＥＯＳＩＱ
と記す）が形成される．ガスヘッド（５）内部は、Ｓ　
ｉ　Ｉ１　４ガス（Ｂ）と，　ＴＥＯＳガス（Ｄ）と０
■ガス（Ｃ），Ｏ，ガス（Ｅ）が混合しないよう仕切板
（６）とパイプ（７）とで分離された横造となっている
． 第３図、第４図、第５図は上記実胞例における成膜を示
す断面側面図である．第３図は半導体ウエハ主面上の配
線（Ｈ）上へ、第１図に示される装置の状態で成膜され
たＮＳＧ　ｉＱ　（　１　）を示し、第４図は第３図で
示されたＮＳＧ膜（Ｉ）の上へ、第２図に示される装置
状態で成膜されたＴＥＯＳ膜（Ｊ）を示し、第５図は、
第４図で示されたＴＥＯＳ膜（Ｊ）の上へ、再び第１図
に示される装置の状態で成服されたＮＳ（；　ｖ（　１
　）を示す断面側面図である．このように配線（　１−
１　）上の絶縁膜をＮＳＣ膜（Ｉ）、ＴＥＯＳ膜（　Ｊ
　）　、ＮＳＧ膜（Ｉ）の３７？ｉ！で形戒するのは、
絶縁性は良いが、ステップ力バレッジが悪く、厚く成膜
すると膜にクラックが発生するＮＳＣ膜？Ｉ）と、絶縁
性が悪いがステップ力バレッジが良いＴＥＯＳ膜（Ｊ）
の互いの長所を用いるため、厚いＴＥＯＳ膜（Ｊ）の上
下を薄いＮＳＣ膜（Ｉ）ではさんだ構造とするためであ
る． なお、上記実施例では、ガスヘッド（５）内での０■ガ
ス（Ｃ）とＯ２ガス（Ｅ）の通路を共用しているが、さ
らに仕切板（６）とバイプ（７）を追加して、０２ガス
（Ｃ）とＯ２ガス（Ｅ）の通路を別々にしてもよい． また、上記実施例では、ポストミックスタイプの装置に
ついて説明したが、Ｓ　ｉ　ＩＩ　．ガス（Ｂ）と０■
ガス（Ｃ）、またＴＥＯＳガス（Ｄ）と０３ガス（Ｅ）
をガスヘッド（５）内で混合して半導体ウエハ（１）へ
供給するブリミックスのものであってもよい．また、上
記実施例ではＳ　ｉ　ＩＩ　．系ガスとしてＳ　ｉ　Ｉ
ｌ　４ガスを用いたが、Ｓｉｚｌｌｉなどの他のＳ　ｉ
　Ｉ＋−系のガスを用いてもよく、有機Ｓ　ｉ　Ｉ＋　
４系のガスにもＴＥＯＳに代えてＤＡＤＢＳなどの他の
有機Ｓ　ｉ　ＩＩ　，系のガスを用いてもよい． さらに、上記実施例で示したウエハステージ、ガスヘッ
ド、排気口の形状、ｔ８成はこれに限定されるものでは
ないことは無論である． ［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、Ｓ　＋　Ｉ１　４系
ガスと０２ガス、イ１（ｆｉｓｉｌｌ．系ガスとＯ２ガ
スを供給できるガスヘッドを設けたので、Ｓ　ｉ　ＩＩ
　．系ガスとＯ２ガス、有ｆｉＳｉｌｌ４系ガスとＯ，
ガスを交互に用いて成膜を行えば、ｌつの装置内で短時
間に、絶縁性、ステップ力バレッジの良い膜を形成でき
るという効果がある．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図、第２図はこの発明の一実施例を作用別に示した
側断面図、第３図、第４図、第５図は当該実施例での成
膜の様子を示す副断面図、第６図は従来の減圧の化学気
相成長装置の側断面図、第７図は従来の常圧の化学気相
成長装置のｆｆ［ＩＩＵＩ面図、第８図は従来の拡散炉
の側断面図、第９図、第１０図、第１１図、第ｌ２図は
従来裂置による成膜の様子を示す側断面図である． （１）・・半導体ウエハ、（２）・・ウエハステ？、（
３）・・ヒータ、（５）・・ガスヘッド、（８）・・ガ
ス導入口、（９）・・ガス吹出口、（Ｂ）・・Ｓ　ｉ　
Ｉｆ　４ガス、（Ｃ）　　・・０■ガス、＜Ｄ）　　・
・ＴＥＯＳガス、（Ｅ）　　・・０．ガス． なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウエハステージに載置された半導体ウエハを加熱しつつ
   前記半導体ウエハ主面に反応ガスを供給することにより
   、前記半導体ウエハ主面に所望の膜を形成する化学気相
   成長装置において、ＳｉＨ＿４系ガスとＯ＿２ガス、有
   機ＳｉＨ＿４系ガスとＯ＿３ガスをそれぞれ供給できる
   ガヘッドを備えてなることを特徴とする化学気相成長装
   置。