JPH0382769A - シリコン酸化膜形成方法およびその装置 - Google Patents
シリコン酸化膜形成方法およびその装置Info
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- JPH0382769A JPH0382769A JP22127389A JP22127389A JPH0382769A JP H0382769 A JPH0382769 A JP H0382769A JP 22127389 A JP22127389 A JP 22127389A JP 22127389 A JP22127389 A JP 22127389A JP H0382769 A JPH0382769 A JP H0382769A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、例えば、超ＬＳＩ多層配線用絶縁膜を形成す
るなどのために、半導体基板やフォトマスク用ガラス基
板などの各種薄板状基板の表面にシリコン酸化膜を形成
するシリコン酸化膜形成方法およびその装置に関する。
るなどのために、半導体基板やフォトマスク用ガラス基
板などの各種薄板状基板の表面にシリコン酸化膜を形成
するシリコン酸化膜形成方法およびその装置に関する。
〈従来の技術〉
上述のように、薄板状基板の表面にシリコン酸化膜を形
成する場合、その反応ガスとして、従来では、特開昭６
１−９０４２０号公報中に記載されているように、モノ
シラン（ＳｔＨ＝）ガスやジシラン（ＳｉｚＨ−）ガス
を用いていた。
成する場合、その反応ガスとして、従来では、特開昭６
１−９０４２０号公報中に記載されているように、モノ
シラン（ＳｔＨ＝）ガスやジシラン（ＳｉｚＨ−）ガス
を用いていた。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、モノシラン（ＳｉＨ＝）ガスやジシラン
（ＳｉｚＨ−）ガスは、発火点が低い（室温以下）ため
に安全面で問題があり、また、排出経路途中において火
災防止処理のための装置を設けなければならず、装置が
複雑になって高価になる欠点があった。
（ＳｉｚＨ−）ガスは、発火点が低い（室温以下）ため
に安全面で問題があり、また、排出経路途中において火
災防止処理のための装置を設けなければならず、装置が
複雑になって高価になる欠点があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、安全にシリコン酸化膜を形成できるようにするとと
もに構成簡単で安価な装置を提供できるようにすること
を目的とする。
て、安全にシリコン酸化膜を形成できるようにするとと
もに構成簡単で安価な装置を提供できるようにすること
を目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
本発明のシリコン酸化膜形成方法は、上述のような目的
を達成するために、所定温度に昇温された薄板状基板の
表面に、ヘキサアルキルジシラザンの蒸気と、オゾンま
たは励起状態の酸素の少なくともいずれか一方のガまた
は励起状態の酸素の表面にシリコン酸化膜を形成するこ
とを特徴としている。
を達成するために、所定温度に昇温された薄板状基板の
表面に、ヘキサアルキルジシラザンの蒸気と、オゾンま
たは励起状態の酸素の少なくともいずれか一方のガまた
は励起状態の酸素の表面にシリコン酸化膜を形成するこ
とを特徴としている。
そして、本発明のシリコン酸化膜形成装置は、上述のよ
うな目的を達成するために、薄板状基板を載置支持する
基板支持手段と、（２）薄板状基板を回転支持する回転
支持手段と、（２）薄板状基板に載置支持された前記薄
板状基板を所定温度に加熱する加熱手段と、前記薄板状
基板にヘキサアルキルジシラザンの蒸気を供給する材料
ガス供給手段と、前記薄板状基板にオゾンまたは励起状
態の酸素の少なくともいずれか一方のガスを供給する酸
化性ガス供給手段とを備えて構成する。
うな目的を達成するために、薄板状基板を載置支持する
基板支持手段と、（２）薄板状基板を回転支持する回転
支持手段と、（２）薄板状基板に載置支持された前記薄
板状基板を所定温度に加熱する加熱手段と、前記薄板状
基板にヘキサアルキルジシラザンの蒸気を供給する材料
ガス供給手段と、前記薄板状基板にオゾンまたは励起状
態の酸素の少なくともいずれか一方のガスを供給する酸
化性ガス供給手段とを備えて構成する。
〈作用〉
本発明のシリコン酸化膜形成方法およびその装置によれ
ば、ヘキサアルキルジシラザン［（ＣＩＩＨ８□＋）
ｙ Ｓ ｉ ＮＨ３ｉ （Ｃ＊ Ｈｚｎ４＋） ３
］ と水蒸気（Ｌ Ｏ）とが反応してヘキサアルキルジ
シロキサン［（Ｃ，１Ｈｚｎ＋＋） ｘ Ｓ ！ Ｏ３
Ｉ （Ｃ，、Ｈ７７，１）、］とアンモニアガスＣＮ
Ｈ３）とが生成され、このヘキサアルキルジシロキサン
がオゾンまたは励起状態の酸素ガス（○、）によって分
解され、成膜種［２〔○−５ｉ （Ｃ１ｌ Ｈ２１１
，１） ｚ 〕］と酸素ガス（０，）とが生成され、こ
の成膜種が薄板状基板の表面に吸着される。そして、薄
板状基板の表面にある多数のＳ ｉ −ＯＨ基と成膜種
とが反応する。更に、そのアルキル基（Ｃ，、Ｈｌ、、
。、）が、オゾンの酸化作用によって二酸化炭素（ＣＯ
ｌと水（Ｈ，Ｏ）になるとともに、５ｉ−ＯＨ基の） Ｓｉ−０結合あるいはＯ−Ｈ結合をオゾンまたは励起状
態の酸素が切断し、水（Ｈｌ Ｏ）の形で抜き取る脱水
反応を起こし、これらの表面反応によって薄板状基板の
表面に酸化膜を形成することができる。
ば、ヘキサアルキルジシラザン［（ＣＩＩＨ８□＋）
ｙ Ｓ ｉ ＮＨ３ｉ （Ｃ＊ Ｈｚｎ４＋） ３
］ と水蒸気（Ｌ Ｏ）とが反応してヘキサアルキルジ
シロキサン［（Ｃ，１Ｈｚｎ＋＋） ｘ Ｓ ！ Ｏ３
Ｉ （Ｃ，、Ｈ７７，１）、］とアンモニアガスＣＮ
Ｈ３）とが生成され、このヘキサアルキルジシロキサン
がオゾンまたは励起状態の酸素ガス（○、）によって分
解され、成膜種［２〔○−５ｉ （Ｃ１ｌ Ｈ２１１
，１） ｚ 〕］と酸素ガス（０，）とが生成され、こ
の成膜種が薄板状基板の表面に吸着される。そして、薄
板状基板の表面にある多数のＳ ｉ −ＯＨ基と成膜種
とが反応する。更に、そのアルキル基（Ｃ，、Ｈｌ、、
。、）が、オゾンの酸化作用によって二酸化炭素（ＣＯ
ｌと水（Ｈ，Ｏ）になるとともに、５ｉ−ＯＨ基の） Ｓｉ−０結合あるいはＯ−Ｈ結合をオゾンまたは励起状
態の酸素が切断し、水（Ｈｌ Ｏ）の形で抜き取る脱水
反応を起こし、これらの表面反応によって薄板状基板の
表面に酸化膜を形成することができる。
上述反応を化学式によって説明すれば、次の通りである
。
。
（ヘキサアルキルジシラザン）
（水）
（ヘキサアルキルジシロキサン）
（アンモニア）
（以下、余白）
（ヘキサアルキルジシロキサン）
（オゾン）
（成膜種）
（基板表面）
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
図面は、常圧化学的気相成膜タイプのシリコン酸化膜形
成装置の一部破断斜視図であり、箱形の反応容器１内に
、薄板状基板２を載置支持する基板支持手段としてのホ
ットプレート３が鉛直軸芯間りで回転可能に設けられる
とともに、このホットプレート３に一体の支軸４に、回
転支持手段としての電動モータ５が連動連結されている
。
成装置の一部破断斜視図であり、箱形の反応容器１内に
、薄板状基板２を載置支持する基板支持手段としてのホ
ットプレート３が鉛直軸芯間りで回転可能に設けられる
とともに、このホットプレート３に一体の支軸４に、回
転支持手段としての電動モータ５が連動連結されている
。
前記ホットプレート３内には、それに載置された薄板状
基板２を所定温度に加熱する加熱手段としてのヒータ（
図示せず）が備えられている。
基板２を所定温度に加熱する加熱手段としてのヒータ（
図示せず）が備えられている。
ホントプレート３の上方には、薄板状基板２の表面に紫
外線を照射する紫外線ランプ６が設けられている。
外線を照射する紫外線ランプ６が設けられている。
反応容器ｌには、水蒸気を供給する蒸気供給管７と、窒
素ガスをキャリアガスとしてヘキサメチルジシラザンを
供給する材料ガス供給手段としての材料ガス供給管８と
、オゾンを供給する酸化性ガス供給手段としてのオゾン
供給管９とが接続されるとともに、それらの供給管７，
８．９それぞれに、エアー圧によって操作される制御弁
７ａ８ａ、９ａが介装されている。
素ガスをキャリアガスとしてヘキサメチルジシラザンを
供給する材料ガス供給手段としての材料ガス供給管８と
、オゾンを供給する酸化性ガス供給手段としてのオゾン
供給管９とが接続されるとともに、それらの供給管７，
８．９それぞれに、エアー圧によって操作される制御弁
７ａ８ａ、９ａが介装されている。
また、反応容器１には、シリコン酸化膜の形成処理前お
よび処理後それぞれにおいて、反応容器１内にパージ用
流体として窒素ガスを供給する窒素ガス供給管１０と、
反応容器１内を洗浄するために弗化水素の真気を供給す
る弗化水素供給管１１が連通接続されるとともに、それ
らの供給管１０．１１それぞれに、エアー圧によって操
作される制御弁１０ａ、Ｉｌａが介装されている。
よび処理後それぞれにおいて、反応容器１内にパージ用
流体として窒素ガスを供給する窒素ガス供給管１０と、
反応容器１内を洗浄するために弗化水素の真気を供給す
る弗化水素供給管１１が連通接続されるとともに、それ
らの供給管１０．１１それぞれに、エアー圧によって操
作される制御弁１０ａ、Ｉｌａが介装されている。
反応容器１内の下部に、排気孔１２を分散して形成した
排気室１３が設けられるとともに、その排気室１３に、
電磁操作式の第１の制御弁１４ａを介装した第１の排気
管１４と、電磁操作式の第２の制御弁１５ａを介装した
第２の排気管１５とが接続されている。第２の排気管１
５には、真空吸引用のロータリーポンプ１６が連通接続
され、前記第１の制御弁１４ａを所定開度に維持した状
態で、ロータリーポンプ１６の支持により強制排気する
とともに、第２の制御弁１５ａの開度を自動的に調整し
、圧力計１７によって計測される反応容器ｌ内の圧力を
所定圧力に維持できるように構成されている。
排気室１３が設けられるとともに、その排気室１３に、
電磁操作式の第１の制御弁１４ａを介装した第１の排気
管１４と、電磁操作式の第２の制御弁１５ａを介装した
第２の排気管１５とが接続されている。第２の排気管１
５には、真空吸引用のロータリーポンプ１６が連通接続
され、前記第１の制御弁１４ａを所定開度に維持した状
態で、ロータリーポンプ１６の支持により強制排気する
とともに、第２の制御弁１５ａの開度を自動的に調整し
、圧力計１７によって計測される反応容器ｌ内の圧力を
所定圧力に維持できるように構成されている。
次に、上記装置を用いて行うシリコン酸化膜の形成方法
を説明する。
を説明する。
ホットプレート３上に薄板状基板２をＲ置し、その薄板
状基板２を所定温度にまで加熱するとともに、窒素ガス
供給管１０から反応容器１内に窒素ガスを供給して反応
容器１内を窒素ガス雰囲気にし、しかる後に、蒸気供給
管７から水蒸気を、材料ガス供給管８からヘキサメチル
ジシラザンを、そして、オゾン供給管９からオゾンをそ
れぞれ薄板状基板２の表面に供給するとともに、第１お
よび第２の制御弁１４ａ、１５ａの開度調整によって反
応容器１内の圧力を所定圧力に維持し、かつ、紫外線ラ
ンプ６により薄板状基板２の表面を照射する。
状基板２を所定温度にまで加熱するとともに、窒素ガス
供給管１０から反応容器１内に窒素ガスを供給して反応
容器１内を窒素ガス雰囲気にし、しかる後に、蒸気供給
管７から水蒸気を、材料ガス供給管８からヘキサメチル
ジシラザンを、そして、オゾン供給管９からオゾンをそ
れぞれ薄板状基板２の表面に供給するとともに、第１お
よび第２の制御弁１４ａ、１５ａの開度調整によって反
応容器１内の圧力を所定圧力に維持し、かつ、紫外線ラ
ンプ６により薄板状基板２の表面を照射する。
これにより、ヘキサメチルジシラザンｌ： （ＣＨ２）
３５ｉＮＨ５ｉ （ＣＨｔ ）ｓ ］と水水蒸気Ｈ２
Ｏ）とが反応してヘキサメチルジシロキサン［（ＣＨ３
）３５ｉＯ３ｉ （ＣＨ，）３ ］とアンモニアガス
（ＮＨ２）とが生成される。
３５ｉＮＨ５ｉ （ＣＨｔ ）ｓ ］と水水蒸気Ｈ２
Ｏ）とが反応してヘキサメチルジシロキサン［（ＣＨ３
）３５ｉＯ３ｉ （ＣＨ，）３ ］とアンモニアガス
（ＮＨ２）とが生成される。
（ＣＨ２）ｓ Ｓ １Ｎ）（Ｓ ｉ （ＣＨ２）３
＋Ｌ Ｏ→（ＣＨｓ ）２５ｉＯ３ｉ （ＣＨ３）５
＋ＮＨ３↑このヘキサメチルジシロキサンがオゾン（
Ｏｆｆ）によって分解され、成膜種［２〔〇−３ｉ（Ｃ
Ｈ、）、）］と酸素ガス（０２）とが生成される。
＋Ｌ Ｏ→（ＣＨｓ ）２５ｉＯ３ｉ （ＣＨ３）５
＋ＮＨ３↑このヘキサメチルジシロキサンがオゾン（
Ｏｆｆ）によって分解され、成膜種［２〔〇−３ｉ（Ｃ
Ｈ、）、）］と酸素ガス（０２）とが生成される。
（ＣＨｉ ）ｓ Ｓ ｉＯ３ｉ （ＣＨ３）３ ＋ｏ。
→２ （ＯＳ ｉ （ＣＨｓ ） ｓ ）
＋Ｏ□この成膜種が薄板状基板２の表面に吸着される。
＋Ｏ□この成膜種が薄板状基板２の表面に吸着される。
そして、薄板状基板２の表面にある多数の５１０Ｈ基と
成膜種とが反応する。
成膜種とが反応する。
更に、そのメチル基（ＣＨｓ ）が、オゾンの酸化作用
によって二酸化炭素（ＣＯｚ ）と水（Ｈ２Ｏ）になる
とともに、Ｓ １−ＯＨ基の５ｉ−０結合あるいは○−
Ｈ結合をオゾンが切断し、水（Ｈ２Ｏ）の形で抜き取る
脱水反応を起こし、これらの表面反応によって薄板状基
板２の表面に酸化膜を形成することができる。
によって二酸化炭素（ＣＯｚ ）と水（Ｈ２Ｏ）になる
とともに、Ｓ １−ＯＨ基の５ｉ−０結合あるいは○−
Ｈ結合をオゾンが切断し、水（Ｈ２Ｏ）の形で抜き取る
脱水反応を起こし、これらの表面反応によって薄板状基
板２の表面に酸化膜を形成することができる。
この過程において、紫外線によりオゾンの作用が助けら
れ、膜中に残留する炭素量が減少され、高品質のシリコ
ン酸化膜を形成することができるのである。
れ、膜中に残留する炭素量が減少され、高品質のシリコ
ン酸化膜を形成することができるのである。
上記実施例では、常圧化学的気相成膜タイプのシリコン
酸化膜形成装置について説明したが、本発明としては、
減圧化学的気相成膜タイプやプラズマ化学的気相成膜タ
イプ（ＰＥＣＶＤ）のシリコン酸化膜形成装置にも適用
できる。
酸化膜形成装置について説明したが、本発明としては、
減圧化学的気相成膜タイプやプラズマ化学的気相成膜タ
イプ（ＰＥＣＶＤ）のシリコン酸化膜形成装置にも適用
できる。
また、上記実施例では、ヘキサアルキルジシラザンとし
てヘキサメチルジシラザンを用いているが、例えば、ヘ
キサエチルジシラザンなどを用いても良い。
てヘキサメチルジシラザンを用いているが、例えば、ヘ
キサエチルジシラザンなどを用いても良い。
本発明としては、上述オゾンガスに代えて、励起状態の
酸素ガスを供給しても良い、または、両方を供給しても
良い。
酸素ガスを供給しても良い、または、両方を供給しても
良い。
また、上記実施例では、紫外線を照射することによって
、品質を向上できるようにしているが、本発明としては
、紫外線ランプ６を設けないものでも良い。
、品質を向上できるようにしているが、本発明としては
、紫外線ランプ６を設けないものでも良い。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明のシリコン酸化膜形成方法
によれば、鋭意研究の結果、室温では発火しないヘキサ
アルキルジシラザンを用いてシリコン酸化膜を形成でき
ることを見出すに至り、これにより、シリコン酸化膜を
安全に形成できるようになった。
によれば、鋭意研究の結果、室温では発火しないヘキサ
アルキルジシラザンを用いてシリコン酸化膜を形成でき
ることを見出すに至り、これにより、シリコン酸化膜を
安全に形成できるようになった。
そして、本発明のシリコン酸化膜形成装置によれば、ヘ
キサアルキルジシラザンを用いてシリコン酸化膜を形成
できるから、材料ガスや排出ガスに対する防火対策処理
のための設備を設けずに済み、装置全体として構成が簡
単になり、シリコン酸化膜形成装置を安価にして提供で
きるようになった。
キサアルキルジシラザンを用いてシリコン酸化膜を形成
できるから、材料ガスや排出ガスに対する防火対策処理
のための設備を設けずに済み、装置全体として構成が簡
単になり、シリコン酸化膜形成装置を安価にして提供で
きるようになった。
図面は、本発明に係るシリコン酸化膜形成装置の実施例
を示す一部破断斜視図である。 ２・・・薄板状基板
を示す一部破断斜視図である。 ２・・・薄板状基板
Claims (2)
- （１）所定温度に昇温された薄板状基板の表面に、ヘキ
サアルキルジシラザンの蒸気と、オゾンまたは励起状態
の酸素の少なくともいずれか一方のガスとを供給し、前
記薄板状基板の表面にシリコン酸化膜を形成することを
特徴とするシリコン酸化膜形成方法。 - （２）薄板状基板を載置支持する基板支持手段と、前記
基板支持手段を回転駆動する回転駆動手段と、 前記基板支持手段に載置支持された前記薄板状基板を所
定温度に加熱する加熱手段と、 前記薄板状基板にヘキサアルキルジシラザンの蒸気を供
給する材料ガス供給手段と、 前記薄板状基板にオゾンまたは励起状態の酸素の少なく
ともいずれか一方のガスを供給する酸化性ガス供給手段
と、 を備えたことを特徴とするシリコン酸化膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22127389A JPH0382769A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | シリコン酸化膜形成方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22127389A JPH0382769A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | シリコン酸化膜形成方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382769A true JPH0382769A (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=16764191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22127389A Pending JPH0382769A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | シリコン酸化膜形成方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0382769A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5152819A (en) * | 1990-08-16 | 1992-10-06 | Corning Incorporated | Method of making fused silica |
| JP2003515674A (ja) * | 1999-12-03 | 2003-05-07 | エイエスエム マイクロケミストリ オーワイ | 二酸化ケイ素を含む膜の原子層化学蒸着 |
| US7795160B2 (en) | 2006-07-21 | 2010-09-14 | Asm America Inc. | ALD of metal silicate films |
| US20120036732A1 (en) * | 2009-11-12 | 2012-02-16 | Varadarajan Bhadri N | Systems and methods for at least partially converting films to silicon oxide and/or improving film quality using ultraviolet curing in steam and densification of films using uv curing in ammonia |
| US8501637B2 (en) | 2007-12-21 | 2013-08-06 | Asm International N.V. | Silicon dioxide thin films by ALD |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP22127389A patent/JPH0382769A/ja active Pending
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| US7824492B2 (en) | 1999-12-03 | 2010-11-02 | Asm International N.V. | Method of growing oxide thin films |
| US9514956B2 (en) | 1999-12-03 | 2016-12-06 | Asm International N.V. | Method of growing oxide thin films |
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| US8528224B2 (en) * | 2009-11-12 | 2013-09-10 | Novellus Systems, Inc. | Systems and methods for at least partially converting films to silicon oxide and/or improving film quality using ultraviolet curing in steam and densification of films using UV curing in ammonia |
| US9147589B2 (en) | 2009-11-12 | 2015-09-29 | Novellus Systems, Inc. | Systems and methods for at least partially converting films to silicon oxide and/or improving film quality using ultraviolet curing in steam and densification of films using UV curing in ammonia |
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