JPH0360918B2 - - Google Patents
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- JPH0360918B2 JPH0360918B2 JP59226232A JP22623284A JPH0360918B2 JP H0360918 B2 JPH0360918 B2 JP H0360918B2 JP 59226232 A JP59226232 A JP 59226232A JP 22623284 A JP22623284 A JP 22623284A JP H0360918 B2 JPH0360918 B2 JP H0360918B2
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気相成長方法に関し、一層詳細には、
反応ガス源として有機シランと、N2O、NO2、
NO、CO2、CO、NH3のうちの一種以上の反応
ガスとを用いた系を採用し、これに紫外線を照射
することによつて、500℃以下の反応温度での気
相成長が可能となるのみならず、マスクを用いる
ことによつて皮膜の選択成長を行わせることがで
き、さらにはパーテイクルの発生がほとんどな
く、またステツプカバリツジにもすぐれる気相成
長方法に関するものである。
反応ガス源として有機シランと、N2O、NO2、
NO、CO2、CO、NH3のうちの一種以上の反応
ガスとを用いた系を採用し、これに紫外線を照射
することによつて、500℃以下の反応温度での気
相成長が可能となるのみならず、マスクを用いる
ことによつて皮膜の選択成長を行わせることがで
き、さらにはパーテイクルの発生がほとんどな
く、またステツプカバリツジにもすぐれる気相成
長方法に関するものである。
CVD（Chemical Vapor Deposition）法は、配
線の終了したデバイス上に絶縁保護膜を形成する
場合などに広く実用化されている。
線の終了したデバイス上に絶縁保護膜を形成する
場合などに広く実用化されている。
このような絶縁保護膜などを形成する場合にお
いては、アルミニウム配線等を高熱から保護する
ために、反応温度はできる限り低温（400℃程度）
であることが望ましい。
いては、アルミニウム配線等を高熱から保護する
ために、反応温度はできる限り低温（400℃程度）
であることが望ましい。
従来400℃程度の温度で良質なSiO2膜、PSG膜
等を得るには、SiH4−O2系で行うか、あるいは
プラズマCVD法を用いるしかなかつた。
等を得るには、SiH4−O2系で行うか、あるいは
プラズマCVD法を用いるしかなかつた。
ところで、SiO2膜、Si3N4膜、SixOyNz等を得
るには、有機シランとNxOy系、有機シランと
Cox系、あるいは有機シランとNH3系等がある。
るには、有機シランとNxOy系、有機シランと
Cox系、あるいは有機シランとNH3系等がある。
しかしながら上記各反応ガス系は、活性化エネ
ルギーが高いため、いずれも600℃以上の高温の
反応温度でなければ反応しない。したがつて例え
ば拡散マスク等、高温の反応条件でも影響のない
分野でしか利用されておらず、前述の絶縁保護膜
としては利用できない難点がある。
ルギーが高いため、いずれも600℃以上の高温の
反応温度でなければ反応しない。したがつて例え
ば拡散マスク等、高温の反応条件でも影響のない
分野でしか利用されておらず、前述の絶縁保護膜
としては利用できない難点がある。
本発明は上記難点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、500℃以下の低温
での反応が可能となるのみならず、マスクを用い
ることによつて皮膜の選択成長を行わせることが
でき、さらにはパーテイクルの発生がほとんどな
く、またステツプカバリツジにもすぐれる気相成
長方法を提供するにあり、その特徴とするところ
は、有機シランと、N2O、NO2、NO、CO2、
CO、NH3のうちの一種以上の反応ガスとを反応
容器中に導入し、反応容器中に載置した被処理物
には、被処理物表面から離間した位置に適宜なマ
スクを配置し、500℃以下の反応温度に保つとと
もに、反応容器中に載置した被処理物表面に紫外
線を照射して前記各反応ガスを光励起して反応さ
せ、被処理物表面上に前記マスクのパターン通り
にSiO2膜、Si3N4膜またはSixOyNz膜を形成する
ところにある。
り、その目的とするところは、500℃以下の低温
での反応が可能となるのみならず、マスクを用い
ることによつて皮膜の選択成長を行わせることが
でき、さらにはパーテイクルの発生がほとんどな
く、またステツプカバリツジにもすぐれる気相成
長方法を提供するにあり、その特徴とするところ
は、有機シランと、N2O、NO2、NO、CO2、
CO、NH3のうちの一種以上の反応ガスとを反応
容器中に導入し、反応容器中に載置した被処理物
には、被処理物表面から離間した位置に適宜なマ
スクを配置し、500℃以下の反応温度に保つとと
もに、反応容器中に載置した被処理物表面に紫外
線を照射して前記各反応ガスを光励起して反応さ
せ、被処理物表面上に前記マスクのパターン通り
にSiO2膜、Si3N4膜またはSixOyNz膜を形成する
ところにある。
従来の有機シランとNxOy系、有機シランと
COx系、有機シランとNH3系のCVDの場合には、
600℃以上の高温の反応温度でなければ分解反応
も酸化反応も起こさないところから、上記各反応
ガス系での低温CVDは不可能であつた。
COx系、有機シランとNH3系のCVDの場合には、
600℃以上の高温の反応温度でなければ分解反応
も酸化反応も起こさないところから、上記各反応
ガス系での低温CVDは不可能であつた。
発明者は上記各反応ガス系であつても、系内に
紫外線を照射することによつて、反応系が光励起
され、分解反応や酸化反応が低温（400℃程度）
でも進行することを見出した。
紫外線を照射することによつて、反応系が光励起
され、分解反応や酸化反応が低温（400℃程度）
でも進行することを見出した。
紫外線が照射されることによつて、NxOy、
COx等が一部分解され、ラジカルなＮ・、Ｏ・
が生成されることによつて、低温であつても反応
が進行するものと考えられる。
COx等が一部分解され、ラジカルなＮ・、Ｏ・
が生成されることによつて、低温であつても反応
が進行するものと考えられる。
しかも実験の結果、上記の分解・酸化反応は主
として被処理物の表面で起こる表面反応であるこ
とが判明した。この結果被処理物に凹凸があつて
も、凹部にも凸部と変わりなく皮膜が均一厚さに
成長し、所謂ステツプカバリツジに極めてすぐれ
るものとなつた。
として被処理物の表面で起こる表面反応であるこ
とが判明した。この結果被処理物に凹凸があつて
も、凹部にも凸部と変わりなく皮膜が均一厚さに
成長し、所謂ステツプカバリツジに極めてすぐれ
るものとなつた。
また表面反応であることから、従来のように気
相中で成長した粒子が落下して成長皮膜上に付着
したり、反応容器壁に付着した粒子が落下した成
長皮膜上に付着する、いわゆるパーテイクルの発
生もほとんどなく、さらには成長皮膜も緻密でピ
ンホールも少なく、理想的な表面状態の皮膜が得
られる。
相中で成長した粒子が落下して成長皮膜上に付着
したり、反応容器壁に付着した粒子が落下した成
長皮膜上に付着する、いわゆるパーテイクルの発
生もほとんどなく、さらには成長皮膜も緻密でピ
ンホールも少なく、理想的な表面状態の皮膜が得
られる。
さらに、紫外線が照射された部分のみが選択的
に光励起され、紫外線照射範囲の被処理物表面上
のみに選択的に皮膜が成長する。
に光励起され、紫外線照射範囲の被処理物表面上
のみに選択的に皮膜が成長する。
したがつて適宜なマスクを使用することによつ
て、被処理物表面上に所望のパターンの皮膜を形
成することができる。したがつてまた従来のよう
に、例えばSiO2絶縁膜に化学的エツチングを施
すなどの工程が省け、極めて有用である。
て、被処理物表面上に所望のパターンの皮膜を形
成することができる。したがつてまた従来のよう
に、例えばSiO2絶縁膜に化学的エツチングを施
すなどの工程が省け、極めて有用である。
有機シラン（テトラエトキシシラン）は常温で
液体を酸化反応が遅いから取扱い上も安全であ
る。
液体を酸化反応が遅いから取扱い上も安全であ
る。
なおPSG膜を得るには、さらに原料ガスとし
てPH3を導入すればよい。
てPH3を導入すればよい。
第１図は反応装置の概要を示す説明図である。
１０は反応容器であり、反応容器中のサセプタ
１２上にはウエハー１４が載せられる。１６はサ
セプタ１２を加熱するヒータであり、サセプタ１
２表面が反応ガスの反応温度となるように加熱す
る。１８はウエハー１４表面に紫外線を照射する
Hgランプである。有機シランは石英バブラー１
９中に収容され、N2ガスをキヤリアガスとして
石英バブラー１９中で気化され、バルブ２２を経
由して反応容器１０中に導入される。他の原料ガ
スは原料ガス供給パイプ２０，２１からバルブ２
３，２４を介して反応容器１０中に供給される。
２５は排気用ポンプである。
１２上にはウエハー１４が載せられる。１６はサ
セプタ１２を加熱するヒータであり、サセプタ１
２表面が反応ガスの反応温度となるように加熱す
る。１８はウエハー１４表面に紫外線を照射する
Hgランプである。有機シランは石英バブラー１
９中に収容され、N2ガスをキヤリアガスとして
石英バブラー１９中で気化され、バルブ２２を経
由して反応容器１０中に導入される。他の原料ガ
スは原料ガス供給パイプ２０，２１からバルブ２
３，２４を介して反応容器１０中に供給される。
２５は排気用ポンプである。
第２図はマスク２６を用いて皮膜をウエハー１
４表面上に選択成長させる説明図である。マスク
２６はウエハー１４とHgランプ１８との間に配
置される。マスク２６の素材としては石英ガラス
等の紫外線を透過するものを用い、クロム蒸着等
によつて紫外線の非透過部を形成し、紫外線の透
過部をもつて、皮膜形成のパターンとすることが
できる。該透過部を透過した紫外線によつて反応
ガスが光励起され、主として表面反応ゆえに、皮
膜をマスク２６のパターン通りに選択成長させる
ことができる。
４表面上に選択成長させる説明図である。マスク
２６はウエハー１４とHgランプ１８との間に配
置される。マスク２６の素材としては石英ガラス
等の紫外線を透過するものを用い、クロム蒸着等
によつて紫外線の非透過部を形成し、紫外線の透
過部をもつて、皮膜形成のパターンとすることが
できる。該透過部を透過した紫外線によつて反応
ガスが光励起され、主として表面反応ゆえに、皮
膜をマスク２６のパターン通りに選択成長させる
ことができる。
以下に実施例を示す。
実施例 １
テトラエトキシシランを80℃、170c.c.／分、
N2Oを600c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.0nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、SiO2皮膜が1000Å／分で得られた。
N2Oを600c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.0nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、SiO2皮膜が1000Å／分で得られた。
実施例 ２
エトラエトキシシランを80℃、170c.c.／分、
CO2を600c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.0nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、SiO2皮膜が600Å／分で得られた。
CO2を600c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.0nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、SiO2皮膜が600Å／分で得られた。
実施例 ３
テトラエトキシシランを80℃、170c.c.／分、
NO2を700c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.0nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、SiO2皮膜が800Å／分で得られた。
NO2を700c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.0nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、SiO2皮膜が800Å／分で得られた。
実施例 ４
テトラエトキシシランを80℃、170c.c.／分、
NH3を500c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.9nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、Si3N4皮膜が500Å／分で得られた。
NH3を500c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.9nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、Si3N4皮膜が500Å／分で得られた。
実施例 ５
エトラエトキシシランを80℃、170c.c.／分、
N2Oを60c.c.／分、NH3を400c.c.／分、キヤリアガ
スとしてN2ガスを1500c.c.／分で反応容器中に導
入し、Hgランプ（波長184.9nm、254.0nm）で反
応容器外部からウエハー上を照射し、反応温度
400℃で反応させたところ、SixOyNz皮膜が700
Å／分で得られた。
N2Oを60c.c.／分、NH3を400c.c.／分、キヤリアガ
スとしてN2ガスを1500c.c.／分で反応容器中に導
入し、Hgランプ（波長184.9nm、254.0nm）で反
応容器外部からウエハー上を照射し、反応温度
400℃で反応させたところ、SixOyNz皮膜が700
Å／分で得られた。
実施例 ６
エトラエトキシシランを80℃、170c.c.／分、
N2Oを700c.c.／分、１％濃度のPH3を20c.c.／分、
キヤリアガスとしてN2ガスを1500c.c.／分で反応
容器中に導入し、Hgランプ（波長184.9nm、
254.0nm）で反応容器外部からウエハー上を照射
し、反応温度400℃で反応させたところ、PSG皮
膜が750Å／分で得られた。
N2Oを700c.c.／分、１％濃度のPH3を20c.c.／分、
キヤリアガスとしてN2ガスを1500c.c.／分で反応
容器中に導入し、Hgランプ（波長184.9nm、
254.0nm）で反応容器外部からウエハー上を照射
し、反応温度400℃で反応させたところ、PSG皮
膜が750Å／分で得られた。
実施例 ７
エトラエトキシシランを80℃、170c.c.／分、
NOを600c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.0nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、SiO2皮膜が800Å／分で得られた。
NOを600c.c.／分、キヤリアガスとしてN2ガスを
1500c.c.／分で反応容器中に導入し、Hgランプ
（波長184.9nm、254.0nm）で反応容器外部からウ
エハー上を照射し、反応温度400℃で反応させた
ところ、SiO2皮膜が800Å／分で得られた。
以上の各実施例において、いずれもパーテイク
ルの発生はみられず、またステツプカバリツジも
良好であつた。
ルの発生はみられず、またステツプカバリツジも
良好であつた。
またウエハー表面から若干離してマスクをお
き、マスクを通して紫外線を照射したところ、マ
スクのパターン通りに皮膜をウエハー表面上に選
択成長させることができた。
き、マスクを通して紫外線を照射したところ、マ
スクのパターン通りに皮膜をウエハー表面上に選
択成長させることができた。
以上から明らかなように本発明によれば次のよ
うな特有の作用効果を奏する。
うな特有の作用効果を奏する。
上記のように本願発明において起る反応はほ
とんど完全な表面反応であるから、被処理物の
凹部内にも皮膜が均一に形成され、ステツプカ
バリツジに優れる。
とんど完全な表面反応であるから、被処理物の
凹部内にも皮膜が均一に形成され、ステツプカ
バリツジに優れる。
また表面反応であるから、いわゆるパーテイ
クルの発生が抑止され、品質の優れた皮膜を得
ることができる。
クルの発生が抑止され、品質の優れた皮膜を得
ることができる。
表面反応であるから、適宜なマスクを用いれ
ばマスクのパターン通りに皮膜を選択成長させ
ることができる。
ばマスクのパターン通りに皮膜を選択成長させ
ることができる。
紫外線を照射することによつて、従来600℃
以上の高温でしか反応しなかつた有機シラン系
の反応ガスが500℃以下の低温で反応し、絶縁
保護膜の形成に極めて好適となる。
以上の高温でしか反応しなかつた有機シラン系
の反応ガスが500℃以下の低温で反応し、絶縁
保護膜の形成に極めて好適となる。
有機シランは液体であるので取扱いが容易で
あり、また無機シランのように発火する危険性
がないので極めて安全である。
あり、また無機シランのように発火する危険性
がないので極めて安全である。
第１図は反応装置の概要を示す説明図、第２図
はマスクを用いて皮膜をウエハー上に選択成長さ
せる場合を示す説明図である。 １０……反応容器、１２……サセプタ、１４…
…ウエハー、１６……ヒータ、１８……Hgラン
プ、１９……石英バルブ、２０，２１……供給パ
イプ、２３，２４……バルブ、２５……排気用ポ
ンプ、２６……マスク。
はマスクを用いて皮膜をウエハー上に選択成長さ
せる場合を示す説明図である。 １０……反応容器、１２……サセプタ、１４…
…ウエハー、１６……ヒータ、１８……Hgラン
プ、１９……石英バルブ、２０，２１……供給パ
イプ、２３，２４……バルブ、２５……排気用ポ
ンプ、２６……マスク。
Claims (1)
- １ 有機シランと、N2O、NO2、NO、CO2、
CO、NH3のうちの一種以上の反応ガスとを反応
容器中に導入し、反応容器中に載置した被処理物
には、被処理物表面から離間した位置に適宜なマ
スクを配置し、500℃以下の反応温度に保つとと
もに、反応容器中に載置した被処理物表面に紫外
線を照射して前記各反応ガスを光励起して反応さ
せ、被処理物表面上に前記マスクのパターン通り
にSiO2膜、Si3N4膜またはSixOyNz膜を形成する
ことを特徴とする気相成長方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22623284A JPS61103539A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 気相成長方法 |
| US06/778,004 US4702936A (en) | 1984-09-20 | 1985-09-20 | Gas-phase growth process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22623284A JPS61103539A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61103539A JPS61103539A (ja) | 1986-05-22 |
| JPH0360918B2 true JPH0360918B2 (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=16841961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22623284A Granted JPS61103539A (ja) | 1984-09-20 | 1984-10-26 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61103539A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61190074A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-23 | Sharp Corp | Ｔａ↓２Ｏ↓５膜の形成方法 |
| US5427824A (en) * | 1986-09-09 | 1995-06-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | CVD apparatus |
| KR910003742B1 (ko) * | 1986-09-09 | 1991-06-10 | 세미콘덕터 에너지 라보라터리 캄파니 리미티드 | Cvd장치 |
| JPH077759B2 (ja) * | 1987-08-20 | 1995-01-30 | 株式会社半導体エネルギ−研究所 | 絶縁膜形成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163792A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-26 | Hughes Aircraft Co | Manufacture of silicon nitride membrane |
-
1984
- 1984-10-26 JP JP22623284A patent/JPS61103539A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163792A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-26 | Hughes Aircraft Co | Manufacture of silicon nitride membrane |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61103539A (ja) | 1986-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |