JPH0394059A

JPH0394059A - 金属酸化薄膜形成方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0394059A
Application number: JP22984689A
Authority: JP
Inventors: Masato Tanaka; 眞人田中
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1991-04-18

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、例えば、超ＬＳＩ多層配線用絶縁膜を形戒す
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金属酸化薄膜を形成す
る金属酸化薄膜形成方法およびその装置に関する。

〈従来の技術〉この種の金属酸化薄膜を形戒する場合、例えば、シリコ
ン酸化簿膜を形成する際に、従来では、ＴＥＯＳ　（テ
トラーエヂルーオルソーシリケ−１・）ガスと、オゾン
ガスまたは励起状態の酸素ガスとを薄板状基板に供給し
、それらを反応させ、薄板状基板の表面に金属酸化薄膜
としてのシリコン酸化薄膜を形威していた。

く発明が解決しようとする課題〉しかしながら、従来、上述のような或膜工程において、
金属酸化薄膜が薄板状基板の表面のみならず、処理室の
内壁にも堆積され、その堆積物が次の或膜工程において
薄板状基板に付着して汚染源となり、品質が低下する欠
点があった。

光ＣＶＤ法の金属酸化薄膜形成装置において、特開昭６
１−１７０５７４号公報に記載されているように、処理
室に配設された光透過窓の近傍に、電子銃とその対向電
極とを配設し、電子衝撃や電子の付着等によって、光透
過窓の近傍で複雑な反応過程を生しさせ、材料ガスの励
起や分解を抑制して光透過窓への堆積を防止するものも
提案されているが、処理室の内壁全体にわたって堆積そ
防止できるものでは無い。

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、処理室の内壁への堆積物に起因する品質低下を回避
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〉本発明の金属酸化薄膜形成方法は、上述のような目的を
達威するために、処理室内に搬入された薄板状基板の表
面に、金属酸化薄膜形成用の材料ガスを供給し、前記薄
板状基板の表面に金属酸化薄膜を形成する或膜工程の前
または後において、前記処理室内に弗化水素を含む蒸気
を供給して前記処理室の内壁に付着した金属酸化薄膜を
除去する膜除去工程と、前記処理室内に純水または水蒸
気を供給して前記処理室内に残留した弗化水素威分を洗
浄する洗浄工程と、前記処理室内にアルコール類を供給
して前記処理室内に残留した水分を除去する水分除去工
程とを順に経て前記処理室内３を洗浄処理することを特徴としている。

そして、本発明の金属酸化薄膜形成装置は、上述のよう
な目的を達成するために、処理室内に搬入された薄板状
基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保
持された前記ＦｉＶ板状基板を所定温度に加熱する加熱
手段と、前記基板保持手段に保持された前記薄板状基板
に金属酸化薄膜形成用の材料ガスを供給する材料ガス供
給手段と、前記処理室内に弗化水素を含む蒸気を供給す
る弗化水素供給手段と、前記処理室内に純水または水蒸
気を供給する水分供給手段と、前記処理室内にアルコー
ル頻を供給するアルコール類供給手段とを備えて構威す
る。

く作用〉本発明の金属酸化薄膜形威方法およびその装置によれば
、或膜工程に先立って、あるいは、或膜工程の後におい
て、処理室内に弗化水素を含む蒸気を供給し、処理室内
に付着した金属酸化薄膜を除去するとともに、純水また
は水蒸気を供給することによって残留した弗化水素成分
を、更に、ア４ルコール類を供給することによって残留した水分をそれ
ぞれ除去し、これにより、処理室内を洗浄処理し、常に
、処理室内に金属酸化薄膜が付着していない状態で薄板
状基板の表面に金属酸化薄膜を形成することができる。

〈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
。

第１図は、金属酸化薄膜形成装置の縦断面図であり、箱
形の処理室１内に、薄板状基板２を１３！置支持する基
板保持手段としてのホットプレート３が鉛直軸芯周りで
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、回転駆動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。

処理室１には、窒素ガスをキャリアガスとしてＴＥＯＳ
ガスを供給する材料ガス供給手段としての利料ガス供給
管６と、オゾンガスを供給する反応ガス供給管７とが接
続されるとともに、それらの供給管６．７それぞれに、
エアー圧によって操作される制御弁６ａ，７ａが介装さ
れている。

前記反応ガス供給管７には、図示しないが、その上流側
で窒素ガス供給管に分岐接続され、この反応ガス供給管
７を利用して、処理室１内にパージ用流体として窒素ガ
スを供給できるようになっている。

また、処理室１には、処理室１内を洗浄するために弗化
水素を含む蒸気を供給する弗化水素供給手段としての弗
化水素供給管８が連通接続されるとともに、その弗化水
素供給管８に、エアー圧によって操作される制御弁８ａ
が介装されている。

処理室１内の下部に、電磁操作式の制御弁９ａを介装し
た排気管９が接続されている。

更に、処理室１内には、水分供給手段としての純水を供
給する純水供給管１０と、アルコール頻を供給するアル
コール類供給手段としてのアルコール類供給管１１とが
、それぞれの先端側が処理室１の上下それぞれに分岐さ
れて連通接続され、そして、両供給管１０．１１それぞ
れの先端にノズル１０ａ，ｌｌａが付設されている。両
供給管１０　１１それぞれには、給液ボンプ（図示せず
）が連動連結されていて、それらの駆動および駆動停止
によって、所定のタイくングで処理室１内に純水および
アルコール類を供給できるように構威されている。

処理室１の上部には、薄板状基板２の表面に紫外線を照
射する紫外線ランプ１２が設けられ、方、処理室１の下
部に番よ、バルブ１３ａを介してドレンバイプ１３が連
通接続されている。

次に、上記装置を用いて行う金属酸化薄膜の形成方法を
説明する。

ホットプレート３上に薄板状基板２を載置し、その薄板
状基板２を所定温度にまで加熱するとともに、反応ガス
供給管７から処理室１内に窒素ガスを供給して処理室１
内を窒素ガス雰囲気にし、しかる後に、材料ガス供給管
６からＴＥＯＳガスを、そして、反応ガス供給管７から
オゾンガスを７一それぞれ薄板状基板２の表面に供給する。

これにより、ＴＥＯＳ　［Ｓ　ｉ　　（ＯＣｚ　Ｈｓ　
）　４　］がオゾンによって分解される。この分解反応
としては、例えば、Ｈｓ　Ｃｚ○−Ｓ　ｉ　　（ＯＣＺ　Ｈｓ　）　３　＋
０３→・Ｏ　　Ｃ２　Ｈ５＋・Ｏ　　Ｓ　ｉ　（Ｏ　Ｃ
ｚ　Ｈｓ　）　ｘ　＋Ｏｚが考えられる。そして、下記
化学式のように、ＣｚＨｓＨＳ　　　Ｃ２Ｈ０−Ｓｉ−○Ｃ２　Ｈ，，　　←Ｏ， ○　　　　　　Ｏ ○−Ｓｉ−〇一ＳｉＯ　　　　　　○ ○−Ｓｉ−０−Ｓｉ〇一Ｓｉ一〇−Ｓｉ−（０）０　　　　　　００一ｓ　ｉ−０−Ｓ　ｉ　−　（０　）（以下、余白）８一前記化学式より続＜［（○）共通］。

○　　　　　　０（○）　　−Ｓ　ｉ一〇一Ｓｉ−ＯＴＥＯＳの４つのエトキシ基のうち１つだけが形成膜と
結合した状態の時、残る３つのエトキシ基を０３が酸化
する反応と、戒長途中の膜表面にある多数のＳｔ−○１
１基の、Ｓｔ−０あるいは○Ｈ結合を０３が切断し、Ｈ
．Ｏの形で抜き取る脱水反応とを起こし、これらの表面
反応によって薄板状基板２の表面に金属酸化薄膜として
のシリコン酸化薄膜を形威することができる。

そして、上述或膜工程を経た後に、薄板状基板２を処理
室１から排出しておいてから、第２図の工程図に示すよ
うに、先ず、膜除去工程により、弗化水素供給管８の制
御弁８ａを開いて処理室１内に弗化水素を含む蒸気を供
給し、処理室１の内壁やホットプレート３の同部などに
堆積付着した金属酸化薄膜を除去し（Ｓ　１　）　、そ
の後に、洗浄工程に移行し、バルブ１３ａを開き、ドレ
ンパイプ１３を通じて排出しながら純水供給管１０から
純水を供給し、処理室１内に残留した弗化水素成分を洗
浄除去する（Ｓ２）。

次いで、水分除去工程に移行して、アルコール類供給管
１１からアルコール類を供給し、処理室１内に残留した
水分を洗浄除去する（Ｓ３）。

その後、ホットプレート３内のヒータを起動して処理室
１内を加熱し（３４）、Ｌかる後、反応ガス供給管７を
通じて窒素ガスを供給し、処理室１内に残留している異
種のガス戒分を除去し、処理室１内全体を窒素ガス雰囲
気にする（Ｓ５）。

以上のようにして、処理室ｌ内の洗浄処理工程を完了す
る。これらの一連の洗浄処理は、前述した或膜工程の直
前に行うようにしても良い。

上記実施例では、洗浄工程において、純水を供給して弗
化水素成分を洗浄除去しているが、この水分に代えて水
蒸気を供給するようにしても良い。

本発明としては、上述ＴＥＯＳに代えて、テトラーメチ
ルーオルソーシリケート［Ｓｉ（○ＣＨ３）４］とか、
テトラープ口チルーオルソーシリケート［３　ｉ　　（
ｉ　　　ＱＣｓ　Ｈ？　）ａ　］とか、テトラーブチル
ーオルソーシリケート［Ｓｉ（ｔ−ＯＣ４Ｈ．）４］と
か、トリーメチルーボレート［Ｂ　（○ＣＨ３）ｓコと
か、トリーメチルーフォスフェイト［ＰＯ（○ＣＨａ）
３１など、要するに、各種の金属アルコキシド化合物を
用いることができる。

上記実施例では、薄板状基板２をホットプレート３上に
載置支持するようにしているが、例えば、真空吸引によ
り、薄板状基板２を上方から吸着保持するように基板保
持手段を構威しても良い。

なお、アルコール類供給管１１から供給するアルコール
類としては、例えば、イソプロビルアルコールやエタノ
ール等を使用すれば良く、また、液の状態あるいは蒸気
の状態のいずれで供給しても良い。

また、上記実施例では、金属アルコキシド化合１　１　
− 物と反応させるのにオゾンを供給したが、オゾンの代わ
りに、あるいはオゾンと共に励起状態の酸素ガスを供給
しても良い。

また、上記実施例は、材料ガスとして金属アルコキシド
化合物を用い、シリコン酸化薄膜を形成する威膜方法に
本発明を実施したものであるが、本発明は、材料ガスに
金属アルコキシド化合物を用いることに限定されるもの
ではなく、形成する金属酸化薄膜もシリコン酸化薄膜に
限定するものでは無い。

また、本発明を実施する或膜方法ないし威膜装置は、常
圧ＣＶＤ方法および装置に限定されるものではなく、例
えば、光ＣＶＤ方法および装置等、その他各種の或膜方
法および装置において、薄板状基板以外のところに金属
酸化菌欣が形威されてしまう或膜方法および装置に実施
できる。

く発明の効果〉以上説明したように、本発明の金属酸化薄膜形成方法に
よれば、常に、処理室内に金属酸化稗膜が付着していな
い状態で薄板状基板の表面に金属１２酸化薄膜を形成するから、その或膜工程において、処理
室出に付着した堆積物が薄板状基板上に落下付着して金
属汚染することを確実に回避でき、その品質を向上でき
る。

そして、本発明の金属酸化薄膜形成装置によれば、弗化
水素、純水または水蒸気、アルコール類それぞれを供給
する手段を付加するだけで、処理室内に付着した堆積物
を除去できるから、例えば、プラズマ照射によって洗浄
処理する場合に比べて、構或が簡単で安価な装置を提供
できる。また、メンテナンスが極めて容易になる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る金属酸化薄膜形成装置の実施例を
示し、第１図は、金属酸化薄膜形成装置の縦断面図、第
２図は、洗浄処理工程を説明する工程図である。１・・・処理室２・・・薄板状基板３・・・基板保持手段としてのホットプレート６・・・
材料ガス供給手段としての材料ガス供給管■ １７・・・反応ガス供給管８・・・弗化水素｛Ｊｔ給手段としての弗化水素｛Ｊｌ
ｉ給管０・・・水分供給手段としての純水供給管１・・
・アルコール類供給手段としてのアルコール類供給管

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　処理室内に搬入された薄板状基板の表面に、金
属酸化薄膜形成用の材料ガスを供給し、前記薄板状基板
の表面に金属酸化薄膜を形成する成膜工程の前または後
において、前記処理室内に弗化水素を含む蒸気を供給して前記処理
室の内壁に付着した金属酸化薄膜を除去する膜除去工程
と、前記処理室内に純水または水蒸気を供給して前記処理室
内に残留した弗化水素成分を洗浄する洗浄工程と、前記処理室内にアルコール類を供給して前記処理室内に
残留した水分を除去する水分除去工程とを順に経て前記
処理室内を洗浄処理することを特徴とする金属酸化薄膜
形成方法。
（２）　処理室内に搬入された薄板状基板を保持する基
板保持手段と、前記基板保持手段に保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、前記基板保持手段に保持された前記薄板状基板に金属酸
化薄膜形成用の材料ガスを供給する材料ガス供給手段と
、前記処理室内に弗化水素を含む蒸気を供給する弗化水素
供給手段と、前記処理室内に純水または水蒸気を供給する水分供給手
段と、前記処理室内にアルコール類を供給するアルコール類供
給手段と、を備えたことを特徴とする金属酸化薄膜形成装置。