JPH04210476A - 炭化ケイ素膜の成膜方法 - Google Patents
炭化ケイ素膜の成膜方法Info
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- JPH04210476A JPH04210476A JP2401435A JP40143590A JPH04210476A JP H04210476 A JPH04210476 A JP H04210476A JP 2401435 A JP2401435 A JP 2401435A JP 40143590 A JP40143590 A JP 40143590A JP H04210476 A JPH04210476 A JP H04210476A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
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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
［０００１１
【産業上の利用分野］本発明は、半導体デバイスの基板
材料やＸ線マスクのＸ線透過膜等に用いられる炭化ケイ
素（ＳｉＣ）膜の成膜方法に係り、特にホットウォール
方式の減圧ＣＶＤ法による炭化ケイ素膜の成膜方法に関
する。 ［０００２１ 【従来の技術］ＳｉＣ膜をＣＶＤ法により基板上に成膜
する方式としては、表面を厚さ数百μｍのＳｉＣで被覆
したグラファイトサセプタ上に基板を載せ、誘導加熱さ
れたサセプタからの熱伝導で基板を加熱しつつＳｉＣ膜
を基板上に成膜するコールドウオール（Ｃｏｌｄ−ｖａ
ｌｌ）方式と、反応炉（一般に石英製）の外周に設けた
ヒーターにより反応炉を加熱することにより、間接的に
基板を周囲から加熱しつつＳｉＣ膜を基板上に成膜する
ホラ１−ウオール（Ｈｏｔ−ｗａｌｌ）方式とがあり、
これらの方式を常圧下で行なうか減圧下で行なうかによ
り計４種類の成膜方法が存在する。 ［０００３］そして、ＳｉＣ膜の成膜温度は通常１３０
０℃以上であるため、成膜時の熱による反応炉の損傷を
防止するうえから、ＳｉＣ膜のＣＶＤ法に基づく成膜法
としては一般にコールドウオール方式の常圧ＣＶＤ法ま
たは減圧ＣＶＤ法が適用されている。 ［ｏ ｏ ０４］このコールドウオール方式の常圧ＣＶ
Ｄ法または減圧ＣＶＤ法によるＳｉＣ膜の成膜は、一般
的に炭化法（例えば、アプライド フィジックス レタ
ーズ（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、）第４２巻、
第５号、第４６０〜４６２頁（１９８３年））や二部連
続法（例えば、ジャーナル オブ クリスタル グロウ
ス（Ｊ、Ｃｒｙｓ、Ｇｒｏｗｔｈ）第７０巻、第２８７
〜２９０頁（１９８４年））により行われており、いず
れの方法も基板の急昇温あるいは急冷を伴うものである
が、反応炉自体の温度は低温であるため、ＳｉＣ膜の成
膜時の熱による反応炉の損傷はほとんどない。その半面
、基板の加熱をサセプタを介して行つているため（二同
−基板面内や基板間でのＳｉＣ膜の膜厚の均一性や膜質
の均一性がホー１−ウオール方式のＣＶＤ法に比して劣
るという難点や、サセプタ上に基板が載せられるために
１回の成膜操作における基板の処理枚数が少なく、ホー
ドウオール方式のＣＶＤ法に比して量産性に劣るという
難点がある。 【０００５］このため、同一基板面内あるいは基板間の
膜厚のばらつきが例えば約５％以下であるような均一な
ＳｉＣ膜であって、同一基板面内あるいは基板間の膜質
の均一性にも優れたＳｉＣ膜を高い量産性の下に製造す
るにあたっては、ホットウォール方式の常圧ＣＶＤ法ま
たは減圧ＣＶＤ法を適用することが望まれている。 ［０００６］ 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳｉＣ
膜を従来のホットウォール方式の常圧ＣＶＤ法または減
圧ＣＶＤ法により成膜した場合には、反応炉自体をＳｉ
Ｃ膜の成膜温度以上に加熱しつつ成膜が行われるために
、前述したように成膜時の熱により反応炉が損傷してし
まうという問題点があった。ＳｉＣ膜の成膜温度は、原
料ガスの１つとしてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）のように反
応性に富むガスを使用することにより低下させることが
できるが、従来のホットウォール方式のＣＶＤ法におい
てこのような反応性に富むガスを使用した場合には、反
応炉内の原料ガス濃度分布が不均一となるために、膜厚
の均一性や膜質の均一性に浸れたＳｉＣ膜が得られない
という問題点があった。 ［０００７１したがって本発明の目的は、成膜時の熱に
よる反応炉の損傷をまねくことなく、同一基板面内や基
板間の膜厚の均一性および膜質の均一性に優れたＳｉＣ
膜を高い量産性の下に製造することができるＳｉＣ膜の
製造方法を提供することにある。 ［０００８］
材料やＸ線マスクのＸ線透過膜等に用いられる炭化ケイ
素（ＳｉＣ）膜の成膜方法に係り、特にホットウォール
方式の減圧ＣＶＤ法による炭化ケイ素膜の成膜方法に関
する。 ［０００２１ 【従来の技術］ＳｉＣ膜をＣＶＤ法により基板上に成膜
する方式としては、表面を厚さ数百μｍのＳｉＣで被覆
したグラファイトサセプタ上に基板を載せ、誘導加熱さ
れたサセプタからの熱伝導で基板を加熱しつつＳｉＣ膜
を基板上に成膜するコールドウオール（Ｃｏｌｄ−ｖａ
ｌｌ）方式と、反応炉（一般に石英製）の外周に設けた
ヒーターにより反応炉を加熱することにより、間接的に
基板を周囲から加熱しつつＳｉＣ膜を基板上に成膜する
ホラ１−ウオール（Ｈｏｔ−ｗａｌｌ）方式とがあり、
これらの方式を常圧下で行なうか減圧下で行なうかによ
り計４種類の成膜方法が存在する。 ［０００３］そして、ＳｉＣ膜の成膜温度は通常１３０
０℃以上であるため、成膜時の熱による反応炉の損傷を
防止するうえから、ＳｉＣ膜のＣＶＤ法に基づく成膜法
としては一般にコールドウオール方式の常圧ＣＶＤ法ま
たは減圧ＣＶＤ法が適用されている。 ［ｏ ｏ ０４］このコールドウオール方式の常圧ＣＶ
Ｄ法または減圧ＣＶＤ法によるＳｉＣ膜の成膜は、一般
的に炭化法（例えば、アプライド フィジックス レタ
ーズ（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、）第４２巻、
第５号、第４６０〜４６２頁（１９８３年））や二部連
続法（例えば、ジャーナル オブ クリスタル グロウ
ス（Ｊ、Ｃｒｙｓ、Ｇｒｏｗｔｈ）第７０巻、第２８７
〜２９０頁（１９８４年））により行われており、いず
れの方法も基板の急昇温あるいは急冷を伴うものである
が、反応炉自体の温度は低温であるため、ＳｉＣ膜の成
膜時の熱による反応炉の損傷はほとんどない。その半面
、基板の加熱をサセプタを介して行つているため（二同
−基板面内や基板間でのＳｉＣ膜の膜厚の均一性や膜質
の均一性がホー１−ウオール方式のＣＶＤ法に比して劣
るという難点や、サセプタ上に基板が載せられるために
１回の成膜操作における基板の処理枚数が少なく、ホー
ドウオール方式のＣＶＤ法に比して量産性に劣るという
難点がある。 【０００５］このため、同一基板面内あるいは基板間の
膜厚のばらつきが例えば約５％以下であるような均一な
ＳｉＣ膜であって、同一基板面内あるいは基板間の膜質
の均一性にも優れたＳｉＣ膜を高い量産性の下に製造す
るにあたっては、ホットウォール方式の常圧ＣＶＤ法ま
たは減圧ＣＶＤ法を適用することが望まれている。 ［０００６］ 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳｉＣ
膜を従来のホットウォール方式の常圧ＣＶＤ法または減
圧ＣＶＤ法により成膜した場合には、反応炉自体をＳｉ
Ｃ膜の成膜温度以上に加熱しつつ成膜が行われるために
、前述したように成膜時の熱により反応炉が損傷してし
まうという問題点があった。ＳｉＣ膜の成膜温度は、原
料ガスの１つとしてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）のように反
応性に富むガスを使用することにより低下させることが
できるが、従来のホットウォール方式のＣＶＤ法におい
てこのような反応性に富むガスを使用した場合には、反
応炉内の原料ガス濃度分布が不均一となるために、膜厚
の均一性や膜質の均一性に浸れたＳｉＣ膜が得られない
という問題点があった。 ［０００７１したがって本発明の目的は、成膜時の熱に
よる反応炉の損傷をまねくことなく、同一基板面内や基
板間の膜厚の均一性および膜質の均一性に優れたＳｉＣ
膜を高い量産性の下に製造することができるＳｉＣ膜の
製造方法を提供することにある。 ［０００８］
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、本発明の炭化ケイ素膜
の製造方法は、ホットウォール方式を用いたＣＶＤ装置
の反応炉内に基板を置き、前記反応炉を加熱しつつ、減
圧下で、前記反応炉内に複数種の原料ガスを導入するこ
とにより前記反応炉内の前記基板上に炭化ケイ素膜を成
膜する方法において、原料ガスとして少なくともジクロ
ロシランガスとアセチレンガスとを用い、これら原料ガ
スの前記反応炉内での流速を７０ｃｍ／秒以上とし、前
記反応炉の加熱温度を１．０００℃以下とすることを特
徴とするものである。 ［０００９１ここで、原料ガスの流速は反応炉内の圧力
の影響を受けるため、反応炉の炉口側、中央部および排
気側のいずれの場所においても７０ｃｍ／秒以上の流速
を維持するうえからは、反応炉内の圧力を５Ｔｏｏｒ以
下にすることが好ましい。ただし、反応炉内の圧力を低
く（７過ぎるとＳｉＣ膜の成膜速度が低下するため、高
い量産性を得るうえからは、０． ０ＬＴｏｏｒ以上と
することが好ましい。 （ｏｏｉｏ）
するためになされたものであり、本発明の炭化ケイ素膜
の製造方法は、ホットウォール方式を用いたＣＶＤ装置
の反応炉内に基板を置き、前記反応炉を加熱しつつ、減
圧下で、前記反応炉内に複数種の原料ガスを導入するこ
とにより前記反応炉内の前記基板上に炭化ケイ素膜を成
膜する方法において、原料ガスとして少なくともジクロ
ロシランガスとアセチレンガスとを用い、これら原料ガ
スの前記反応炉内での流速を７０ｃｍ／秒以上とし、前
記反応炉の加熱温度を１．０００℃以下とすることを特
徴とするものである。 ［０００９１ここで、原料ガスの流速は反応炉内の圧力
の影響を受けるため、反応炉の炉口側、中央部および排
気側のいずれの場所においても７０ｃｍ／秒以上の流速
を維持するうえからは、反応炉内の圧力を５Ｔｏｏｒ以
下にすることが好ましい。ただし、反応炉内の圧力を低
く（７過ぎるとＳｉＣ膜の成膜速度が低下するため、高
い量産性を得るうえからは、０． ０ＬＴｏｏｒ以上と
することが好ましい。 （ｏｏｉｏ）
【作用】原料ガスとしてジクロロシランガスとアセチレ
ンガスとを用いたホットウォール方式の減圧ＣＶＤ法に
よりＳｉＣ膜を成膜する本発明においては、ＳｉＣ膜の
成膜温度は１０００℃以下でよいため、成膜時の熱によ
る反応炉の損傷はほとんどない。 ［００１１］また、上記原料ガスを使用しているために
１０００℃以下の成膜温度においても十分な成膜速度を
確保することができ、かつホットウォール方式に基づく
ために１回の成膜操作における基板の処理枚数も多い。 すなわち、量産性に優れている。 ［００１２］さらに、反応炉内の流速を７０ｃｍ／秒以
上としているために反応炉内における原料ガスの濃度分
布が−様なものとなり、これにより同一基板面内や基板
間の膜厚および膜質の均一性に優れたＳｉＣ膜が得られ
る。 ［００１３］
ンガスとを用いたホットウォール方式の減圧ＣＶＤ法に
よりＳｉＣ膜を成膜する本発明においては、ＳｉＣ膜の
成膜温度は１０００℃以下でよいため、成膜時の熱によ
る反応炉の損傷はほとんどない。 ［００１１］また、上記原料ガスを使用しているために
１０００℃以下の成膜温度においても十分な成膜速度を
確保することができ、かつホットウォール方式に基づく
ために１回の成膜操作における基板の処理枚数も多い。 すなわち、量産性に優れている。 ［００１２］さらに、反応炉内の流速を７０ｃｍ／秒以
上としているために反応炉内における原料ガスの濃度分
布が−様なものとなり、これにより同一基板面内や基板
間の膜厚および膜質の均一性に優れたＳｉＣ膜が得られ
る。 ［００１３］
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明の詳
細な説明する。実施例および比較例ＳｉＣ膜が成膜され
るべき基板として、直径７６±０．５ｍｍ （３インチ
）、厚さ３８０±１０μｍのシリコンウェーハ（面方位
（１００）、比抵抗０． ５〜５． ０Ω／ｃｍ、Ｎ−
タイ力を用いた。また原料ガスとしてジクロロシランガ
ス（Ｓ ｉ Ｈ２Ｃ１２）とアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２
）とを用い、キャリヤガスとして水素ガス （Ｈ２）を
用いた。 ［００１４］図１は、本実施例においてＳｉＣ膜の成膜
に用いた抵抗加熱方式によるホットウォール型減圧Ｃｖ
Ｄ装置を示すものであり、図中、１は横型反応炉、２は
反応炉１の外周に設置された抵抗加熱式ヒーター、３は
石英製基板ホルダー、４は排気ポンプ、５はバタフライ
バルブ、６はピラニゲージ、９はマスフローコントロー
ラである。 ［００１５］図１に示すように、基板Ｓを５ｍｍ間隔で
計３３枚、基板ホルダー３上に垂直に立てた後、排気ポ
ンプ４を作動させて反応炉１内を１． ０Ｘ１０−３Ｔ
ｏｒｒ以下の真空にし、次いでＳ １Ｈ２Ｃｌｚ 、Ｃ
２Ｈ２およびＨ２を一定流量で反応炉１に導入し、この
ときの原料ガスの反応炉内の流速を反応炉内圧力を変化
させることにより種々変えて、基板Ｓ上へのＳｉＣ膜の
成膜を行なった。反応炉内の温度（成膜温度に相当する
）は８００〜１０００℃の範囲で変化させた。 ［００１６］なお、反応炉１はヒーター２により加熱さ
れ、反応炉１が加熱されることにより各基板Ｓも間接的
に加熱される。反応炉１内の温度は、ヒーター２近傍に
配置した熱電対（図示せず）により間接的に測定した。 また、原料ガスの流速は、排気ポンプ４直前に設置され
たバタフライバルブ５を調整して反応炉内圧力を変える
ことで制御した。反応炉内に導入された原料ガスは熱励
起により反応を起こし、ＳｉＣ膜が各基板Ｓ上に生成す
る。このときの成膜条件を表１に示す。 ［００１７］
細な説明する。実施例および比較例ＳｉＣ膜が成膜され
るべき基板として、直径７６±０．５ｍｍ （３インチ
）、厚さ３８０±１０μｍのシリコンウェーハ（面方位
（１００）、比抵抗０． ５〜５． ０Ω／ｃｍ、Ｎ−
タイ力を用いた。また原料ガスとしてジクロロシランガ
ス（Ｓ ｉ Ｈ２Ｃ１２）とアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２
）とを用い、キャリヤガスとして水素ガス （Ｈ２）を
用いた。 ［００１４］図１は、本実施例においてＳｉＣ膜の成膜
に用いた抵抗加熱方式によるホットウォール型減圧Ｃｖ
Ｄ装置を示すものであり、図中、１は横型反応炉、２は
反応炉１の外周に設置された抵抗加熱式ヒーター、３は
石英製基板ホルダー、４は排気ポンプ、５はバタフライ
バルブ、６はピラニゲージ、９はマスフローコントロー
ラである。 ［００１５］図１に示すように、基板Ｓを５ｍｍ間隔で
計３３枚、基板ホルダー３上に垂直に立てた後、排気ポ
ンプ４を作動させて反応炉１内を１． ０Ｘ１０−３Ｔ
ｏｒｒ以下の真空にし、次いでＳ １Ｈ２Ｃｌｚ 、Ｃ
２Ｈ２およびＨ２を一定流量で反応炉１に導入し、この
ときの原料ガスの反応炉内の流速を反応炉内圧力を変化
させることにより種々変えて、基板Ｓ上へのＳｉＣ膜の
成膜を行なった。反応炉内の温度（成膜温度に相当する
）は８００〜１０００℃の範囲で変化させた。 ［００１６］なお、反応炉１はヒーター２により加熱さ
れ、反応炉１が加熱されることにより各基板Ｓも間接的
に加熱される。反応炉１内の温度は、ヒーター２近傍に
配置した熱電対（図示せず）により間接的に測定した。 また、原料ガスの流速は、排気ポンプ４直前に設置され
たバタフライバルブ５を調整して反応炉内圧力を変える
ことで制御した。反応炉内に導入された原料ガスは熱励
起により反応を起こし、ＳｉＣ膜が各基板Ｓ上に生成す
る。このときの成膜条件を表１に示す。 ［００１７］
【表１】
（００１８］このようにして成膜条件を種々変えて得た
各ＳｉＣ膜の膜厚を可視光ビームの反射スペクトルより
求め、同一基板内でのばらつき、および基板間でのばら
つきをそれぞれ測定膜厚の平均値に対する３６ｍ−１（
ｎ≧１７）の百分率で表して、その大小により膜厚の均
一性を評価した。９５０℃で成膜したＳｉＣ膜の膜厚の
基板内ばらつきおよび基板間ばらつきを図２に示す。 ［ｏ ０１９］図２から明らかなように、各ばらつきは
原料ガスの流速の増加に伴って減少し、原料ガスの流速
を本発明の限定範囲内、すなわち７０ｃｍ／秒以上とし
た場合には、基板内ばらつきおよび基板間ばらつきの双
方とも約５％以下となった。すなわち、原料ガスの流速
を７０ｃｍ／秒以上とした場合には、膜厚の均一性に優
れたＳｉＣ膜が得られた。 ［００２０１また、成膜条件を種々変えて得た各ＳｉＣ
膜の基板間での膜質の評価の一法として、各ＳｉＣ膜の
内部応力の大きさを比較した。９５０℃で成膜した各Ｓ
ｉＣ膜の内部応力の大きさを図３に示す。 ［００２１１図３から明らかなように、反応炉内での基
板の位置の違いに起因する各ＳｉＣ膜間（基板間）の内
部応力の大きさのばらつきは原料ガスの流速の増加に伴
って低減し、原料ガスの流速を本発明の限定範囲内とす
ることにより、このばらつきはより小さくなった。すな
わち、基板間の膜質の均一性に優れたＳｉＣ膜が得られ
た。 ［００２２１さらに、成膜条件を種々変えて得た各Ｓｉ
Ｃ膜の基板間での膜質の評価の他の一法として、各Ｓｔ
Ｃ膜の組成比を比較した。９５０℃で成膜した各ＳｉＣ
膜の組成比を図４に示す。 ［００２３］図４から明らかなように、反応炉内での基
板の位置の違いに起因するＳｉＣ膜の組成比の変動傾向
、すなわち排気側の基板はどＳｉリッチなＳｉＣ膜にな
りやすい傾向は、原料ガスの流速の増加に伴って低下し
、原料ガスの流速を本発明の限定範囲内、すなわち１１
７．０ｃｍ／秒および２１８．０ｃｍ／秒とした場合に
は、排気側の基板においても組成比がほぼ１のＳｉＣ膜
が得られた。すなわち、基板間の膜質の均一性に優れた
ＳｉＣ膜が得られた。 ［００２４］なお、ＳｉＣ膜の成膜時の熱による反応炉
の損傷はいずねの成膜条件に下おいても認められなかっ
た。 ［００２５１以上本発明の詳細な説明してきたが、本発
明は以下の応用例や変形例を含むものである。 ［００２６］ １）実施例では基板として、シリコン
ウェーハを用いたが、ガラス、ＳｉＣ等の他の基板を用
いることもできる。 ［００２７］ ２）実施例では直径３インチの基板につ
いて、反応炉内における原料ガスの流速増加に伴う効果
および成膜温度の低温下に伴う効果を明らかにしたが、
本発明においては基板の大きさや形状は限定されず、直
径ないし最大差渡し径５インチ以下の任意の形状の基板
を用いることができる。 ［００２８］ ３）実施例では１回の成膜操作により３
３枚の基板上へＳｉＣ膜を成膜し、このときの反応炉内
における原料ガスの流速増加に伴う効果および成膜温度
の低温下に伴う効果を明らかにしたが、１回の成膜操作
時に反応炉内に配置される基板の枚数は特に限定されず
に適宜選択可能である。そして、これらの効果は反応炉
内に配置される基板の枚数にかかわらず発現する。 ［００２９］４）実施例ではバタフライバルブを調節す
ることにより反応炉内圧力を変化させて原料ガスの反応
炉内の流速を調整したが、キャリアガスの単位時間当た
りの導入量や、原料ガスの単位時間当たりの導入量を調
節することにより原料ガスの反応炉内の流速を調整する
ことも可能である。 ［００３０１ 【発明の効果］以」二説明したように、本発明によれば
成膜時の熱による反応炉の損傷をまねくことなく、同一
基板面内や基板間の膜厚の均一性および膜質の均一性に
優れたＳｉＣ膜を高い量産性の下に製造することができ
る。
各ＳｉＣ膜の膜厚を可視光ビームの反射スペクトルより
求め、同一基板内でのばらつき、および基板間でのばら
つきをそれぞれ測定膜厚の平均値に対する３６ｍ−１（
ｎ≧１７）の百分率で表して、その大小により膜厚の均
一性を評価した。９５０℃で成膜したＳｉＣ膜の膜厚の
基板内ばらつきおよび基板間ばらつきを図２に示す。 ［ｏ ０１９］図２から明らかなように、各ばらつきは
原料ガスの流速の増加に伴って減少し、原料ガスの流速
を本発明の限定範囲内、すなわち７０ｃｍ／秒以上とし
た場合には、基板内ばらつきおよび基板間ばらつきの双
方とも約５％以下となった。すなわち、原料ガスの流速
を７０ｃｍ／秒以上とした場合には、膜厚の均一性に優
れたＳｉＣ膜が得られた。 ［００２０１また、成膜条件を種々変えて得た各ＳｉＣ
膜の基板間での膜質の評価の一法として、各ＳｉＣ膜の
内部応力の大きさを比較した。９５０℃で成膜した各Ｓ
ｉＣ膜の内部応力の大きさを図３に示す。 ［００２１１図３から明らかなように、反応炉内での基
板の位置の違いに起因する各ＳｉＣ膜間（基板間）の内
部応力の大きさのばらつきは原料ガスの流速の増加に伴
って低減し、原料ガスの流速を本発明の限定範囲内とす
ることにより、このばらつきはより小さくなった。すな
わち、基板間の膜質の均一性に優れたＳｉＣ膜が得られ
た。 ［００２２１さらに、成膜条件を種々変えて得た各Ｓｉ
Ｃ膜の基板間での膜質の評価の他の一法として、各Ｓｔ
Ｃ膜の組成比を比較した。９５０℃で成膜した各ＳｉＣ
膜の組成比を図４に示す。 ［００２３］図４から明らかなように、反応炉内での基
板の位置の違いに起因するＳｉＣ膜の組成比の変動傾向
、すなわち排気側の基板はどＳｉリッチなＳｉＣ膜にな
りやすい傾向は、原料ガスの流速の増加に伴って低下し
、原料ガスの流速を本発明の限定範囲内、すなわち１１
７．０ｃｍ／秒および２１８．０ｃｍ／秒とした場合に
は、排気側の基板においても組成比がほぼ１のＳｉＣ膜
が得られた。すなわち、基板間の膜質の均一性に優れた
ＳｉＣ膜が得られた。 ［００２４］なお、ＳｉＣ膜の成膜時の熱による反応炉
の損傷はいずねの成膜条件に下おいても認められなかっ
た。 ［００２５１以上本発明の詳細な説明してきたが、本発
明は以下の応用例や変形例を含むものである。 ［００２６］ １）実施例では基板として、シリコン
ウェーハを用いたが、ガラス、ＳｉＣ等の他の基板を用
いることもできる。 ［００２７］ ２）実施例では直径３インチの基板につ
いて、反応炉内における原料ガスの流速増加に伴う効果
および成膜温度の低温下に伴う効果を明らかにしたが、
本発明においては基板の大きさや形状は限定されず、直
径ないし最大差渡し径５インチ以下の任意の形状の基板
を用いることができる。 ［００２８］ ３）実施例では１回の成膜操作により３
３枚の基板上へＳｉＣ膜を成膜し、このときの反応炉内
における原料ガスの流速増加に伴う効果および成膜温度
の低温下に伴う効果を明らかにしたが、１回の成膜操作
時に反応炉内に配置される基板の枚数は特に限定されず
に適宜選択可能である。そして、これらの効果は反応炉
内に配置される基板の枚数にかかわらず発現する。 ［００２９］４）実施例ではバタフライバルブを調節す
ることにより反応炉内圧力を変化させて原料ガスの反応
炉内の流速を調整したが、キャリアガスの単位時間当た
りの導入量や、原料ガスの単位時間当たりの導入量を調
節することにより原料ガスの反応炉内の流速を調整する
ことも可能である。 ［００３０１ 【発明の効果］以」二説明したように、本発明によれば
成膜時の熱による反応炉の損傷をまねくことなく、同一
基板面内や基板間の膜厚の均一性および膜質の均一性に
優れたＳｉＣ膜を高い量産性の下に製造することができ
る。
【図１】実施例で用いたホットウォール型減圧ＣＶＤ装
置の概略図である。
置の概略図である。
【図２】反応炉内における原料ガスの流速を種々変化さ
せて得た各ＳｉＣ膜の膜厚の基板内ばらつきおよび基板
間ばらつきを示すグラフである。
せて得た各ＳｉＣ膜の膜厚の基板内ばらつきおよび基板
間ばらつきを示すグラフである。
【図３】反応炉内における原料ガスの流速を種々変化さ
せて得た各ＳｉＣ膜の内部応力の大きさと反応炉内の基
板の位置との関係を示すグラフである。
せて得た各ＳｉＣ膜の内部応力の大きさと反応炉内の基
板の位置との関係を示すグラフである。
【図４】反応炉内における原料ガスの流速を種々変化さ
せて得た各５ｉＣ）ＩＩの組成比と反応炉内の基板の位
置との関係を示すグラフである。
せて得た各５ｉＣ）ＩＩの組成比と反応炉内の基板の位
置との関係を示すグラフである。
１ 横型反応炉
２ 抵抗加熱式ヒーター
３ 石英製基板ホルダー
４ 排気ポンプ
５ バタフライバルブ
６ ピラニゲージ
９ マスフローコントローラ
Ｓ 基板
【図２】
Claims (3)
- 【請求項１】ホットウォール方式を用いたＣＶＤ装置の
反応炉内に基板を置き、前記反応炉を加熱しつつ、減圧
下で、この反応炉内に複数種の原料ガスを導入すること
により前記基板上に炭化ケイ素膜を成膜する方法におい
て、前記複数種の原料ガスとして少なくともジクロロシ
ランガスとアセチレンガスとを用い、これら原料ガスの
前記反応炉内での流速を７０ｃｍ／秒以上とし、前記反
応炉の加熱温度を１０００℃以下とすることを特徴とす
る炭化ケイ素膜の成膜方法。 - 【請求項２】反応炉内の圧力を０．０１〜５Ｔｏｏｒと
することを特徴とする請求項１記載の炭化ケイ素膜の成
膜方法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２記載の方法により
得られた炭化ケイ素膜を用いたＸ線透過膜。
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|---|---|---|---|
| JP2401435A JP2556621B2 (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 炭化ケイ素膜の成膜方法 |
| US08/037,657 US5390626A (en) | 1990-12-11 | 1993-03-26 | Process for formation of silicon carbide film |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401435A JP2556621B2 (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 炭化ケイ素膜の成膜方法 |
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|---|---|
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| JP2556621B2 JP2556621B2 (ja) | 1996-11-20 |
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|---|---|---|---|
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1993
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2556621B2 (ja) | 1996-11-20 |
| US5390626A (en) | 1995-02-21 |
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