JPH04125930A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04125930A JPH04125930A JP24649890A JP24649890A JPH04125930A JP H04125930 A JPH04125930 A JP H04125930A JP 24649890 A JP24649890 A JP 24649890A JP 24649890 A JP24649890 A JP 24649890A JP H04125930 A JPH04125930 A JP H04125930A
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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】
〔概 要〕
シリコンアルコキシドを原料ガスとするプラズマＣＶＤ
法により半導体装置の眉間絶縁層を形成する方法に関し
。
法により半導体装置の眉間絶縁層を形成する方法に関し
。
半導体装置基板上における眉間絶縁層の層厚の均一性を
向上可能とすることを目的とし。
向上可能とすることを目的とし。
半導体装置基板が設置された反応室内にシリコンアルコ
キシドのガスと水蒸気とを導入し、該シリコンアルコキ
シドのガスと水蒸気とから成る混合ガスにプラズマを発
生させることにより該シリコンアルコキシドガスと水蒸
気とを反応させて生じる反応生成物の膜を該基板の一表
面に形成し。
キシドのガスと水蒸気とを導入し、該シリコンアルコキ
シドのガスと水蒸気とから成る混合ガスにプラズマを発
生させることにより該シリコンアルコキシドガスと水蒸
気とを反応させて生じる反応生成物の膜を該基板の一表
面に形成し。
該半導体層厚基板を熱処理して該反応生成物膜をシリコ
ン酸化膜にする諸工程を含むように構成する。
ン酸化膜にする諸工程を含むように構成する。
本発明は、半導体装置の眉間絶縁層の形成方法。
とくにテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ： （Ｃ２Ｈ５
０） ４ｓｉ）を代表とするシリコンアルコキシドを原
料ガスとするプラズマＣＶＤ （化学気相成長）法によ
る層間絶縁層の形成に関する。
０） ４ｓｉ）を代表とするシリコンアルコキシドを原
料ガスとするプラズマＣＶＤ （化学気相成長）法によ
る層間絶縁層の形成に関する。
シリコンアルコキシドを原料ガスとして用いるプラズマ
ＣＶＤ法においては、シリコンアルコキシドの蒸気を窒
素等により希釈し、これに酸素ガスを添加した混合ガス
を、高周波電力により励起する方法が一般的である。
ＣＶＤ法においては、シリコンアルコキシドの蒸気を窒
素等により希釈し、これに酸素ガスを添加した混合ガス
を、高周波電力により励起する方法が一般的である。
しかしながら１ シリコンアルコキシドを用いる従来の
プラズマＣＶＤ法においては、基板上に堆積する膜の厚
さの均一性が充分でなかった。
プラズマＣＶＤ法においては、基板上に堆積する膜の厚
さの均一性が充分でなかった。
本発明は、上記従来の問題点を解決し、半導体装置基板
上に均一な層厚の層間絶縁層を形成可能な方法を提供す
ることを目的とする。
上に均一な層厚の層間絶縁層を形成可能な方法を提供す
ることを目的とする。
上記目的は、半導体装置基板が設置された反応室内にシ
リコンアルコキシドのガスと水蒸気とを導入し、該シリ
コンアルコキシドのガスと水蒸気とから成る混合ガスに
プラズマを発生させることにより該シリコンアルコキシ
ドガスと水蒸気とを反応させて生じる反応生成物の膜を
該基板の一表面に形成する工程と、該半導体装置基板を
熱処理して該反応生成物膜をシリコン酸化膜にする工程
とを含むことを特徴とする本発明に係る半導体装置の製
造方法、または、前記反応生成物膜の形成工程と熱処理
工程とを繰り返して所定厚さのシリコン酸化膜を形成す
ることを特徴とする本発明に係る半導体装置の製造方法
、さらに、前記シリコンアルコキシドガスと水蒸気とを
該反応室内に導入する間に該半導体装置基板表面に紫外
線を照射することを特徴とする本発明に係る半導体装置
の製造方法によって達成される。
リコンアルコキシドのガスと水蒸気とを導入し、該シリ
コンアルコキシドのガスと水蒸気とから成る混合ガスに
プラズマを発生させることにより該シリコンアルコキシ
ドガスと水蒸気とを反応させて生じる反応生成物の膜を
該基板の一表面に形成する工程と、該半導体装置基板を
熱処理して該反応生成物膜をシリコン酸化膜にする工程
とを含むことを特徴とする本発明に係る半導体装置の製
造方法、または、前記反応生成物膜の形成工程と熱処理
工程とを繰り返して所定厚さのシリコン酸化膜を形成す
ることを特徴とする本発明に係る半導体装置の製造方法
、さらに、前記シリコンアルコキシドガスと水蒸気とを
該反応室内に導入する間に該半導体装置基板表面に紫外
線を照射することを特徴とする本発明に係る半導体装置
の製造方法によって達成される。
本発明では、 ＴＥＯＳ等のシリコンアルコキシドの蒸
気と水蒸気から成る原料ガスにプラズマを発生させてＣ
ＶＤ反応を励起し、基板表面に薄い５ｉｎ２を堆積する
。このＳｉＯ□をキュアしたのち、再び同様にしてＳｉ
Ｏ□の堆積およびキュアを繰り返して、所定の厚さのＳ
ｉＯ２層を形成する。
気と水蒸気から成る原料ガスにプラズマを発生させてＣ
ＶＤ反応を励起し、基板表面に薄い５ｉｎ２を堆積する
。このＳｉＯ□をキュアしたのち、再び同様にしてＳｉ
Ｏ□の堆積およびキュアを繰り返して、所定の厚さのＳ
ｉＯ２層を形成する。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の実施に用いた装置であって。
通常のＣＶＤ装置と同様に、真空排気可能な反応室１を
備え１反応室１内には９例えばシリコンウェハから成る
半導体装置基板７を載置するサセプタ６が設けられてい
る。半導体装置基板７の一表面には１図示しない配線が
形成されている。また。
備え１反応室１内には９例えばシリコンウェハから成る
半導体装置基板７を載置するサセプタ６が設けられてい
る。半導体装置基板７の一表面には１図示しない配線が
形成されている。また。
反応室ｌには９例えばＴＥＯＳのようなシリコンアルコ
キシドのガスを導入するための第１のガス発生装置２と
、水蒸気を導入するための第２のガス発生装置３とが接
続されている。
キシドのガスを導入するための第１のガス発生装置２と
、水蒸気を導入するための第２のガス発生装置３とが接
続されている。
第１のガス発生装置２は１例えばＴＥＯＳが充填された
アンプル２１と、アンプル２１を所定温度に保持するた
めの恒温層２３と、低差圧型のマスフローコントローラ
ＭＰＣＩとから成る。ＭＰＣＩは反応室１にへのＴＥＯ
Ｓ等の流量を制御する。反応室１と第１のガス発生装置
２間の配管およびＭＰＣＩは１例えばテープヒータ（破
線で示す）によって所定温度に加熱される。なお、 Ｍ
ＰＣＩには１反応室１内や前記配管等内のＴＥＯＳ等の
原料ガスをパージするために導入されるＡｒまたはＮＺ
を制御するためのマスフローコントローラＭＦＣ３が接
続されている。ｖｌないしＶ、は。
アンプル２１と、アンプル２１を所定温度に保持するた
めの恒温層２３と、低差圧型のマスフローコントローラ
ＭＰＣＩとから成る。ＭＰＣＩは反応室１にへのＴＥＯ
Ｓ等の流量を制御する。反応室１と第１のガス発生装置
２間の配管およびＭＰＣＩは１例えばテープヒータ（破
線で示す）によって所定温度に加熱される。なお、 Ｍ
ＰＣＩには１反応室１内や前記配管等内のＴＥＯＳ等の
原料ガスをパージするために導入されるＡｒまたはＮＺ
を制御するためのマスフローコントローラＭＦＣ３が接
続されている。ｖｌないしＶ、は。
上記の原料ガスやパージ用ガスの切り替えを行うための
締切バルブである。
締切バルブである。
第２のガス発生装置３は、純水が充填された容器３１と
、容器３１を所定温度に保持するための恒温水槽３２と
から成る。同様に９反応室１と第２のガス発生装置３と
の間の配管はテープヒータ（破線で示す）によって所定
温度に加熱されている。肝Ｃ２は水蒸気の流量を制御す
るための低差圧型のマスフローコントローラＭＦＣ２で
ある。
、容器３１を所定温度に保持するための恒温水槽３２と
から成る。同様に９反応室１と第２のガス発生装置３と
の間の配管はテープヒータ（破線で示す）によって所定
温度に加熱されている。肝Ｃ２は水蒸気の流量を制御す
るための低差圧型のマスフローコントローラＭＦＣ２で
ある。
配線が形成されたシリコンウェハ等の半導体装置基板７
をサセプタ６上に載置し１反応室１内を図示しない排気
系により排気し７ながら反応室１にＴＥＯＳおよび水蒸
気（８２０）を導入すると、導入ガスは、半導体装置基
板７に対向して設けられたシャワー板９から半導体装置
基板７表面に対して均一に噴出する。
をサセプタ６上に載置し１反応室１内を図示しない排気
系により排気し７ながら反応室１にＴＥＯＳおよび水蒸
気（８２０）を導入すると、導入ガスは、半導体装置基
板７に対向して設けられたシャワー板９から半導体装置
基板７表面に対して均一に噴出する。
原料ガスがＴＥＯＳである場合には、恒温層２３を７０
°Ｃに加熱し、 ＭＰＣＩにより流量を１００５ＣＣＨ
に設定する。このとき、ガス発生装置２と反応室１間の
配管の温度を、前記テープヒータにより約８０°Ｃに保
持する。一方９反応室１内に８２０を導入するために恒
温水槽３２を４５℃に加熱する。このとき、マスフロー
コントローラＭＦＣ２の流量を１００５ＣＣＭに設定す
る。この状態で反応室１内の圧力が約０．４Ｔｏｒｒに
維持されるように排気速度を制御する。
°Ｃに加熱し、 ＭＰＣＩにより流量を１００５ＣＣＨ
に設定する。このとき、ガス発生装置２と反応室１間の
配管の温度を、前記テープヒータにより約８０°Ｃに保
持する。一方９反応室１内に８２０を導入するために恒
温水槽３２を４５℃に加熱する。このとき、マスフロー
コントローラＭＦＣ２の流量を１００５ＣＣＭに設定す
る。この状態で反応室１内の圧力が約０．４Ｔｏｒｒに
維持されるように排気速度を制御する。
上記の条件の下で、サセプタ６とシャワー板９間に１例
えば高周波電力（ＲＦ）を印加して１反応室内における
ＴＥＯＳおよびＨ２Ｏの混合ガスにプラズマを発生させ
る。この状態で約１分間保持したのちＴＥＯＳおよびＨ
２Ｏの導入を停止し、半導体装置基板７を反応室１から
取り出し９例えばホットプレートにより、約４５０°Ｃ
で３分間加熱する。その結果。
えば高周波電力（ＲＦ）を印加して１反応室内における
ＴＥＯＳおよびＨ２Ｏの混合ガスにプラズマを発生させ
る。この状態で約１分間保持したのちＴＥＯＳおよびＨ
２Ｏの導入を停止し、半導体装置基板７を反応室１から
取り出し９例えばホットプレートにより、約４５０°Ｃ
で３分間加熱する。その結果。
半導体装置基板７表面には、厚さ約８００人のＳｉＯ２
膜が形成される。この加熱により、膜中に含まれる水分
等が離脱し、膜が緻密になる。このときに堆積する膜厚
が大きいと、膜中の水分等の離脱が困難となり、膜質が
低下する。
膜が形成される。この加熱により、膜中に含まれる水分
等が離脱し、膜が緻密になる。このときに堆積する膜厚
が大きいと、膜中の水分等の離脱が困難となり、膜質が
低下する。
なお９例えば反応室１の側壁に第２図に示すような紫外
線透過窓１２を設けておき、 ＴＥＯＳ−Ｈ，０系ガス
を用いるプラズマＣＶＤにおいて、紫外線透過窓１２を
通して半導体装置基板７表面に紫外線を照射することに
よって、半導体装置基板７表面を活性化することにより
１反応原子または分子のマイグレーションが促進され、
ＳｉＯ□層のカバレッジおよび膜質を向上できる。
線透過窓１２を設けておき、 ＴＥＯＳ−Ｈ，０系ガス
を用いるプラズマＣＶＤにおいて、紫外線透過窓１２を
通して半導体装置基板７表面に紫外線を照射することに
よって、半導体装置基板７表面を活性化することにより
１反応原子または分子のマイグレーションが促進され、
ＳｉＯ□層のカバレッジおよび膜質を向上できる。
上記のようにしてＳｉＯ□膜が形成された半導体装置基
板７表面に、再び反応室１内において同様にしてＳｉＯ
□膜を形成したのち、加熱する。これを繰り返し行うこ
とにより、半導体装置基板７上に所望の厚さのＳｉＯ□
膜を形成する。
板７表面に、再び反応室１内において同様にしてＳｉＯ
□膜を形成したのち、加熱する。これを繰り返し行うこ
とにより、半導体装置基板７上に所望の厚さのＳｉＯ□
膜を形成する。
シリコンアルコキシドとして例えばＴＥＯＳを用いた場
合には９次の反応式にしたがってＴＥＯＳとＨ２Ｏとか
らシラノール（Ｓｉ （ＯＨ） ａ ）およびエタノー
ル（ＣｚＨｓＯＨ）が生成することが知られている。
合には９次の反応式にしたがってＴＥＯＳとＨ２Ｏとか
らシラノール（Ｓｉ （ＯＨ） ａ ）およびエタノー
ル（ＣｚＨｓＯＨ）が生成することが知られている。
５ｔ（ＯＣｚＨｓ）ａ＋４Ｈｚｏ→Ｓｉ（ＯＨ）４＋
４ＣｚＨｓＯＨこれによれば１本発明におけるＴＥＯＳ
とＨ２Ｏの短時間の導入により、半導体装置基板７表面
には。
４ＣｚＨｓＯＨこれによれば１本発明におけるＴＥＯＳ
とＨ２Ｏの短時間の導入により、半導体装置基板７表面
には。
ＴＥＯＳの加水分解反応生成物であるシラノール（Ｓｔ
（ＯＨ）ｎ ）を主成分とする薄い膜が生成すると推定
され、熱処理によってこのシラノール膜が脱水してＳｉ
Ｏ□膜を生成する。したがって、 Ｓｉ （ＯＲ） ａ
膜の形成と脱水のための熱処理を繰り返すごとに薄いＳ
ｉ０ｇ膜が成長する。
（ＯＨ）ｎ ）を主成分とする薄い膜が生成すると推定
され、熱処理によってこのシラノール膜が脱水してＳｉ
Ｏ□膜を生成する。したがって、 Ｓｉ （ＯＲ） ａ
膜の形成と脱水のための熱処理を繰り返すごとに薄いＳ
ｉ０ｇ膜が成長する。
基板表面に薄いＳｉ０ｇ膜が均一に生成するのは。
上記反応がＴＥＯＳ分子と基板表面に吸着されたＨｇ。
との間で主として生じるためと推測される。上記反応に
より生成したエタノールおよびキュア時に生成するＨ２
Ｏは、上記シラノール層やＳｉＯ□膜が薄いために容易
に雰囲気中に離脱し、緻密なＳｉＯ２膜が形成される。
より生成したエタノールおよびキュア時に生成するＨ２
Ｏは、上記シラノール層やＳｉＯ□膜が薄いために容易
に雰囲気中に離脱し、緻密なＳｉＯ２膜が形成される。
なお１本発明におけるシリコンアルコキシドとしては、
ＴＥＯＳの他に、テトラメトキシシラン［Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ３）４ ）を用いてもよいことは言うまでもない。
ＴＥＯＳの他に、テトラメトキシシラン［Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ３）４ ）を用いてもよいことは言うまでもない。
本発明によれば、シリコンアルコキシドを原料ガスとす
るプラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を形成する場
合に、上記原料ガスに水蒸気を添加することによって、
基板上の膜厚分布の均一性を向上可能とする。すなわち
、膜厚分布の均一性を得るために必要とされていた１反
応室内に原料ガスを導入するためのシャワー板に設ける
吹き出し穴の配置密度をシャワー板の中心部と周辺部と
で変えたり、あるいは１反応系のガス圧力やガス流量等
のプラズマＣｖＤの条件に対する制限が緩和される。そ
の結果、これらの条件の変動等による膜厚のバラツキが
低減され、半導体装置製品の製造歩留りおよび信頼性を
向上する効果がある。
るプラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を形成する場
合に、上記原料ガスに水蒸気を添加することによって、
基板上の膜厚分布の均一性を向上可能とする。すなわち
、膜厚分布の均一性を得るために必要とされていた１反
応室内に原料ガスを導入するためのシャワー板に設ける
吹き出し穴の配置密度をシャワー板の中心部と周辺部と
で変えたり、あるいは１反応系のガス圧力やガス流量等
のプラズマＣｖＤの条件に対する制限が緩和される。そ
の結果、これらの条件の変動等による膜厚のバラツキが
低減され、半導体装置製品の製造歩留りおよび信頼性を
向上する効果がある。
第１図は本発明の実施に用いた化学気相成長装置の概要
構成図。 第２図は第１図の変形例を示す図 である。 図において １は反応室、 ２と３はガス発生装置。 ６はサセプタ、 ７は半導体装置基板。 ９はシャワー板、１２は紫外線透過窓。 ２１はアンプル、２３は恒温層、３１は容器。 ３２は恒温水槽＋ Ｖ Ｉ −Ｖ ３は締切バルブ。 ？１ＦＣ１〜ＭＦＣ３はマスフローコントローラである
。
構成図。 第２図は第１図の変形例を示す図 である。 図において １は反応室、 ２と３はガス発生装置。 ６はサセプタ、 ７は半導体装置基板。 ９はシャワー板、１２は紫外線透過窓。 ２１はアンプル、２３は恒温層、３１は容器。 ３２は恒温水槽＋ Ｖ Ｉ −Ｖ ３は締切バルブ。 ？１ＦＣ１〜ＭＦＣ３はマスフローコントローラである
。
Claims (3)
- （１）半導体装置基板が設置された反応室内にシリコン
アルコキシドのガスと水蒸気とを導入し、該シリコンア
ルコキシドのガスと水蒸気とから成る混合ガスにプラズ
マを発生させることにより該シリコンアルコキシドガス
と水蒸気とを反応させて生じる反応生成物の膜を該基板
の一表面に形成する工程と、 該半導体装置基板を熱処理して該反応生成物膜をシリコ
ン酸化膜にする工程 とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）前記反応生成物膜の形成工程と熱処理工程とを繰
り返して所定厚さのシリコン酸化膜を形成することを特
徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - （３）前記シリコンアルコキシドガスと水蒸気とを該反
応室内に導入する間に該半導体装置基板表面に紫外線を
照射することを特徴とする請求項１または２記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24649890A JPH04125930A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24649890A JPH04125930A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04125930A true JPH04125930A (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=17149293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24649890A Pending JPH04125930A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04125930A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997038355A1 (en) * | 1996-04-08 | 1997-10-16 | Micrion Corporation | Systems and methods for deposition of dielectric films |
| US6974780B2 (en) * | 1996-08-13 | 2005-12-13 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods of chemical vapor depositing SiO2 on a substrate |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP24649890A patent/JPH04125930A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997038355A1 (en) * | 1996-04-08 | 1997-10-16 | Micrion Corporation | Systems and methods for deposition of dielectric films |
| US6974780B2 (en) * | 1996-08-13 | 2005-12-13 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods of chemical vapor depositing SiO2 on a substrate |
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