JPH05132781A - 半導体装置の酸化膜の製造法とその装置 - Google Patents
半導体装置の酸化膜の製造法とその装置Info
- Publication number
- JPH05132781A JPH05132781A JP35255491A JP35255491A JPH05132781A JP H05132781 A JPH05132781 A JP H05132781A JP 35255491 A JP35255491 A JP 35255491A JP 35255491 A JP35255491 A JP 35255491A JP H05132781 A JPH05132781 A JP H05132781A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＶＤ法を用いて半導体装置の酸化膜を成膜
する場合、反応温度を極めて低温にすることおよび可燃
性原料と酸化剤の濃度が爆発混合気体の領域にあっても
ＣＶＤ反応室内で爆発を起こさず成膜できる半導体装置
の酸化膜の製造法とその装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 可燃性原料をあらかじめ自然着火温度よりも
十分に高い温度、かつ、原料のほとんどが分解する温度
よりも低い温度、好ましくは分解開始温度に曝したの
ち、支燃性原料と反応室内に導入混合し、基板表面上で
化学反応させて薄膜を形成する酸化膜の製造法。可燃性
原料導入管と支燃性原料導入管と可燃性原料バイパス管
および支燃性原料バイパス管との各々に加熱炉を設け、
二本のバイパスの先端は二種の原料が混合してＣＶＤ反
応室に入る機構を設けた酸化膜の製造装置。
する場合、反応温度を極めて低温にすることおよび可燃
性原料と酸化剤の濃度が爆発混合気体の領域にあっても
ＣＶＤ反応室内で爆発を起こさず成膜できる半導体装置
の酸化膜の製造法とその装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 可燃性原料をあらかじめ自然着火温度よりも
十分に高い温度、かつ、原料のほとんどが分解する温度
よりも低い温度、好ましくは分解開始温度に曝したの
ち、支燃性原料と反応室内に導入混合し、基板表面上で
化学反応させて薄膜を形成する酸化膜の製造法。可燃性
原料導入管と支燃性原料導入管と可燃性原料バイパス管
および支燃性原料バイパス管との各々に加熱炉を設け、
二本のバイパスの先端は二種の原料が混合してＣＶＤ反
応室に入る機構を設けた酸化膜の製造装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＶＤ法を用いて成膜
する半導体装置の酸化膜の製造法とその装置に関するも
のである。
する半導体装置の酸化膜の製造法とその装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置製造工程において、酸化膜は
電気的絶縁体、誘電体、空間充填体、保護膜等として用
いられている。この酸化膜を形成するＣＶＤ法の方式に
は、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、
オゾンＣＶＤ等がある。
電気的絶縁体、誘電体、空間充填体、保護膜等として用
いられている。この酸化膜を形成するＣＶＤ法の方式に
は、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、
オゾンＣＶＤ等がある。
【０００３】常圧ＣＶＤ法は最初に実用化されたＣＶＤ
法であり、大気下で反応を起こさせる方法である。気相
中およびガス流通経路での反応を抑えてガスの消費を避
ける目的で、リアクタ内壁は加熱しないコールドウオー
ルであり、加熱は基板の温度コントロールに必要なサセ
プタ部分のみに限っている。
法であり、大気下で反応を起こさせる方法である。気相
中およびガス流通経路での反応を抑えてガスの消費を避
ける目的で、リアクタ内壁は加熱しないコールドウオー
ルであり、加熱は基板の温度コントロールに必要なサセ
プタ部分のみに限っている。
【０００４】減圧ＣＶＤ法は０．１〜１Ｔｏｒｒの減圧
下で反応を起こさせる方法である。この方法は均一性お
よび量産性に優れているのが特徴である。すなわち、減
圧下では反応ガス分子の平均自由工程が長くなり、その
ためガスの拡散速度が大きくなる。その結果、リアクタ
内でのガス濃度の均一性が良くなりウェーハを狭い間隔
で大量に並べることができ、また、気相中での反応が抑
制されるためにホットウオールのリアクタが使用でき、
そのためウェーハの直接加熱が可能となり、温度の均一
性、再現性が向上する。
下で反応を起こさせる方法である。この方法は均一性お
よび量産性に優れているのが特徴である。すなわち、減
圧下では反応ガス分子の平均自由工程が長くなり、その
ためガスの拡散速度が大きくなる。その結果、リアクタ
内でのガス濃度の均一性が良くなりウェーハを狭い間隔
で大量に並べることができ、また、気相中での反応が抑
制されるためにホットウオールのリアクタが使用でき、
そのためウェーハの直接加熱が可能となり、温度の均一
性、再現性が向上する。
【０００５】プラズマＣＶＤ法は０．１〜１Ｔｏｒｒの
減圧下で高周波励起によるプラズマを発生させ反応を起
こさせる方法である。グロー放電のプラズマ中で活性度
の高い原子や分子のラジカルを作り、これらのラジカル
の反応性を利用するので、低温での反応が可能となる。
減圧下で高周波励起によるプラズマを発生させ反応を起
こさせる方法である。グロー放電のプラズマ中で活性度
の高い原子や分子のラジカルを作り、これらのラジカル
の反応性を利用するので、低温での反応が可能となる。
【０００６】オゾンＣＶＤ法は酸化剤としてオゾンを用
いて反応を起こさせる方法である。この方法で成長させ
た膜は段差被覆性、平坦化性等に優れており、低温での
酸化膜の形成が可能となる。
いて反応を起こさせる方法である。この方法で成長させ
た膜は段差被覆性、平坦化性等に優れており、低温での
酸化膜の形成が可能となる。
【０００７】このようにＣＶＤ法では反応温度の低温化
が重要な課題となっている。これはアルミ配線上に酸化
膜を成膜する場合、アルミ配線を熱によって劣化させな
いこと、段差被覆性、平坦化性をさらに良好にすること
等の理由による。例えば、テトラエトキシシラン（以
下、ＴＥＯＳという）を用いてＳｉＯ２膜を成膜する場
合、オゾンＣＶＤ法を用いても反応温度（基板加熱温
度）を４５０℃以下にすることは困難である。
が重要な課題となっている。これはアルミ配線上に酸化
膜を成膜する場合、アルミ配線を熱によって劣化させな
いこと、段差被覆性、平坦化性をさらに良好にすること
等の理由による。例えば、テトラエトキシシラン（以
下、ＴＥＯＳという）を用いてＳｉＯ２膜を成膜する場
合、オゾンＣＶＤ法を用いても反応温度（基板加熱温
度）を４５０℃以下にすることは困難である。
【０００８】また、半導体装置の酸化膜を製造する場合
に上記のいづれのＣＶＤ法を用いても、原料気体あるい
は蒸気と酸化剤としてのＯ２，Ｏ３等とは輸送管で輸送
され混合してＣＶＤ反応室に入る。この場合、原料濃度
が高くなり、酸化剤との組成が爆発混合気体の領域にな
ると、反応温度がその原料の発火点を越えると爆発が起
こる。殊に酸化剤としてＯ３を用いるオゾンＣＶＤ法の
場合、爆発の危険性が大きい。
に上記のいづれのＣＶＤ法を用いても、原料気体あるい
は蒸気と酸化剤としてのＯ２，Ｏ３等とは輸送管で輸送
され混合してＣＶＤ反応室に入る。この場合、原料濃度
が高くなり、酸化剤との組成が爆発混合気体の領域にな
ると、反応温度がその原料の発火点を越えると爆発が起
こる。殊に酸化剤としてＯ３を用いるオゾンＣＶＤ法の
場合、爆発の危険性が大きい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＣＶＤ法を
用いて半導体装置の酸化膜を成膜する場合、反応温度を
極めて低温にすることおよび可燃性原料と酸化剤の濃度
が爆発混合気体の領域にあってもＣＶＤ反応室内で爆発
を起こさず成膜できる半導体装置の酸化膜の製造法とそ
の装置を提供しようとするものである。
用いて半導体装置の酸化膜を成膜する場合、反応温度を
極めて低温にすることおよび可燃性原料と酸化剤の濃度
が爆発混合気体の領域にあってもＣＶＤ反応室内で爆発
を起こさず成膜できる半導体装置の酸化膜の製造法とそ
の装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＣＶＤ法を用
いて半導体装置の酸化膜を形成する場合、可燃性原料を
あらかじめ自然着火温度よりも十分に高い温度、かつ、
原料のほとんどが分解する温度より低い温度に曝したの
ち、支燃性原料と反応室内に導入混合し、基板表面上で
化学反応させて薄膜を形成することによって目的を達成
することができる。この温度は可燃性原料の分解開始温
度であることが好ましい。
いて半導体装置の酸化膜を形成する場合、可燃性原料を
あらかじめ自然着火温度よりも十分に高い温度、かつ、
原料のほとんどが分解する温度より低い温度に曝したの
ち、支燃性原料と反応室内に導入混合し、基板表面上で
化学反応させて薄膜を形成することによって目的を達成
することができる。この温度は可燃性原料の分解開始温
度であることが好ましい。
【００１１】このように可燃性原料をあらかじめ加熱す
る理由は、この原料にあらかじめ活性化エネルギーを付
与することによって反応温度を低温化することおよびこ
の原料が燃焼範囲内にある場合、可燃性原料と支燃性原
料の一部を燃焼することによって爆発を防止することで
ある。
る理由は、この原料にあらかじめ活性化エネルギーを付
与することによって反応温度を低温化することおよびこ
の原料が燃焼範囲内にある場合、可燃性原料と支燃性原
料の一部を燃焼することによって爆発を防止することで
ある。
【００１２】この酸化膜を製造するための装置は、図１
に示す通り、ＣＶＤ反応室１に可燃性原料導入管２と支
燃性原料導入管３が接続されており、可燃性原料導入管
と支燃性原料導入管とから分岐したバイパス管はその先
端において両方の原料が混合してＣＶＤ反応室に入る機
構７となっている。
に示す通り、ＣＶＤ反応室１に可燃性原料導入管２と支
燃性原料導入管３が接続されており、可燃性原料導入管
と支燃性原料導入管とから分岐したバイパス管はその先
端において両方の原料が混合してＣＶＤ反応室に入る機
構７となっている。
【００１３】可燃性原料導入管と支燃性原料導入管とバ
イパス管に各々加熱炉４、５、６が付属し、ＣＶＤ反応
室には基板加熱装置８と排気管９が付属している。バイ
パス管の先端部分には混合ガスに着火するタングステン
フィラメントのような着火装置を設けてもよい。
イパス管に各々加熱炉４、５、６が付属し、ＣＶＤ反応
室には基板加熱装置８と排気管９が付属している。バイ
パス管の先端部分には混合ガスに着火するタングステン
フィラメントのような着火装置を設けてもよい。
【００１４】原料をあらかじめ加熱する例としてはＧａ
Ｐの製造法が知られている。この反応式は下記の化学式
１に示す通りである。
Ｐの製造法が知られている。この反応式は下記の化学式
１に示す通りである。
【００１５】
【化１】
【００１６】この場合、ＰＨ３をクラッチゾーンでＰ＋
３／２Ｈ２に分解したのちＧａＣｌ３と反応させるもの
であり、これはＰＨ３を完全に分解することを目的とし
ているため十分に高い温度を用いている。本発明におい
ては原料を分解することが目的ではなく、分解温度以下
の温度を用いることを特徴としており、本類似例は本発
明とは本質および目的を異にするものである。
３／２Ｈ２に分解したのちＧａＣｌ３と反応させるもの
であり、これはＰＨ３を完全に分解することを目的とし
ているため十分に高い温度を用いている。本発明におい
ては原料を分解することが目的ではなく、分解温度以下
の温度を用いることを特徴としており、本類似例は本発
明とは本質および目的を異にするものである。
【００１７】
【実施例１】図１に示すＣＶＤ装置を用い、Ｓｉ基板上
にＳｉＯ２膜を着膜した。原料としてＴＥＯＳを用い、
Ｈｅキャリアガスでバブリングした。バブリング温度は
４０℃であった。ここで発生したＴＥＯＳ蒸気とキャリ
アガスの混合物を加熱炉４で５５０℃に加熱した。一
方、Ｏ３を５００ｃｃ／ｍｉｎで流し、加熱炉５で３０
０℃に加熱した。基板温度は３５０℃とした。その結
果、十分に硬いＳｉＯ２膜が得られ、その膜は段差被覆
性、平坦化性に極めて優れた膜であり、反応温度を低温
化できることがわかった。
にＳｉＯ２膜を着膜した。原料としてＴＥＯＳを用い、
Ｈｅキャリアガスでバブリングした。バブリング温度は
４０℃であった。ここで発生したＴＥＯＳ蒸気とキャリ
アガスの混合物を加熱炉４で５５０℃に加熱した。一
方、Ｏ３を５００ｃｃ／ｍｉｎで流し、加熱炉５で３０
０℃に加熱した。基板温度は３５０℃とした。その結
果、十分に硬いＳｉＯ２膜が得られ、その膜は段差被覆
性、平坦化性に極めて優れた膜であり、反応温度を低温
化できることがわかった。
【００１８】
【実施例２】図１に示すＣＶＤ装置を用い、Ｓｉ基板上
にＳｉＯ２膜を着膜した。原料としてＴＥＯＳを用い、
Ｎ２キャリアガスでバブリングした。バブリング温度は
９０℃であった。ここで発生したＴＥＯＳ蒸気とキャリ
アガスの混合物を加熱炉４で５５０℃に加熱した。一
方、Ｏ３を５００ｃｃ／ｍｉｎで流し、加熱炉５で３０
０℃に加熱した。ＴＥＯＳとＯ３とのバイパス管は加熱
炉６で５５０℃に加熱した。バイパス管の先端部分には
混合ガスに着火するためタングステンフィラメントを設
置し加熱した。基板温度は３５０℃とした。
にＳｉＯ２膜を着膜した。原料としてＴＥＯＳを用い、
Ｎ２キャリアガスでバブリングした。バブリング温度は
９０℃であった。ここで発生したＴＥＯＳ蒸気とキャリ
アガスの混合物を加熱炉４で５５０℃に加熱した。一
方、Ｏ３を５００ｃｃ／ｍｉｎで流し、加熱炉５で３０
０℃に加熱した。ＴＥＯＳとＯ３とのバイパス管は加熱
炉６で５５０℃に加熱した。バイパス管の先端部分には
混合ガスに着火するためタングステンフィラメントを設
置し加熱した。基板温度は３５０℃とした。
【００１９】その結果、バイパスの混合部先端の種火は
継続して燃焼し、可燃性原料は燃焼爆発濃度範囲にもか
かわらず爆発を起こすことなく、この濃度範囲でのＳｉ
Ｏ２膜の着膜が可能となった。また、形成されたＳｉＯ
２膜は十分に硬い膜であった。
継続して燃焼し、可燃性原料は燃焼爆発濃度範囲にもか
かわらず爆発を起こすことなく、この濃度範囲でのＳｉ
Ｏ２膜の着膜が可能となった。また、形成されたＳｉＯ
２膜は十分に硬い膜であった。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、極めて低温でＣＶＤ酸
化膜を形成できる特徴がある。また、可燃性原料が燃焼
爆発の濃度範囲であっても爆発を起こすことなく酸化膜
の着膜ができる特徴がある。
化膜を形成できる特徴がある。また、可燃性原料が燃焼
爆発の濃度範囲であっても爆発を起こすことなく酸化膜
の着膜ができる特徴がある。
【図１】本発明になる酸化膜製造用ＣＶＤ装置の概念図
である。
である。
１ ＣＶＤ反応室 ２ 可燃性原料導入管 ３ 支燃性原料導入管 ４ 可燃性原料加熱炉 ５ 支燃性原料加熱炉 ６ バイパス管加熱炉 ７ 混合導入機構 ８ 基板加熱装置 ９ 排気管
Claims (2)
- 【請求項１】 可燃性原料をあらかじめ自然着火温度よ
りも十分に高い温度、かつ、原料のほとんどが分解する
温度よりも低い温度に曝したのち、支燃性原料と反応室
内に導入混合し、基板表面上で化学反応させて薄膜を形
成することを特徴とする半導体装置の酸化膜の製造法。 - 【請求項２】 ＣＶＤ反応室に接続された可燃性原料導
入管と支燃性原料導入管と可燃性原料バイパス管および
支燃性原料バイパス管との各々に加熱炉を設け、二本の
バイパスの先端は可燃性原料と支燃性原料とが混合して
ＣＶＤ反応室に入る機構を設けたことを特徴とする半導
体装置の酸化膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35255491A JPH05132781A (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 半導体装置の酸化膜の製造法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35255491A JPH05132781A (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 半導体装置の酸化膜の製造法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05132781A true JPH05132781A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=18424857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35255491A Pending JPH05132781A (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 半導体装置の酸化膜の製造法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05132781A (ja) |
-
1991
- 1991-11-11 JP JP35255491A patent/JPH05132781A/ja active Pending
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