JPH0626180B2 - 薄膜形成方法およびその装置 - Google Patents
薄膜形成方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH0626180B2 JPH0626180B2 JP492585A JP492585A JPH0626180B2 JP H0626180 B2 JPH0626180 B2 JP H0626180B2 JP 492585 A JP492585 A JP 492585A JP 492585 A JP492585 A JP 492585A JP H0626180 B2 JPH0626180 B2 JP H0626180B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- substrate
- reaction
- film
- ultraviolet light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 44
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 15
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- VSQYNPJPULBZKU-UHFFFAOYSA-N mercury xenon Chemical compound [Xe].[Hg] VSQYNPJPULBZKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は薄膜の形成方法及びその製造装置に係り、特に
基板表面の選択された領域にのみ、光化学反応を用いた
CVD法によって薄膜を形成する方法およびその装置に関
する。
基板表面の選択された領域にのみ、光化学反応を用いた
CVD法によって薄膜を形成する方法およびその装置に関
する。
薄膜の形成においては、従来から、基板表面上の所定の
パターンの領域にのみ薄膜を形成することが望まれるこ
とがしばしばある。この方法の１つとして「リフトオフ
法」が知られている。
パターンの領域にのみ薄膜を形成することが望まれるこ
とがしばしばある。この方法の１つとして「リフトオフ
法」が知られている。
リフトオフ法は、 基板の表面の、薄膜形成を必要としない領域に、予め
ホトレジストのパターンを形成してから、 その全面に薄膜を堆積させ、 その後、ホトレジスト及びその上の薄膜を一緒に除去
する、 という工程よりなる方法である（例えば、特開昭57-714
1号公報参照）。
ホトレジストのパターンを形成してから、 その全面に薄膜を堆積させ、 その後、ホトレジスト及びその上の薄膜を一緒に除去
する、 という工程よりなる方法である（例えば、特開昭57-714
1号公報参照）。
この方法では、ホトレジストのパターン端部での、薄膜
の必要領域と不要領域の“切れ”を良くするため、ホト
レジストの膜厚やパターン端部のテーパ角度などの形成
条件、薄膜の堆積条件に種種の制約がある。
の必要領域と不要領域の“切れ”を良くするため、ホト
レジストの膜厚やパターン端部のテーパ角度などの形成
条件、薄膜の堆積条件に種種の制約がある。
そのため、パターン精度や薄膜のパターン端部のテーパ
形状に問題があり、特に基体表面の微細な凹部パターン
内への薄膜の選択的堆積は困難であるという欠点があっ
た。
形状に問題があり、特に基体表面の微細な凹部パターン
内への薄膜の選択的堆積は困難であるという欠点があっ
た。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、基板表面上の良好なパターンの選択的
薄膜形成法を提供するにあり、特に、リフトオフ法を改
良し、基板表面の微細な凹部への充填性の良い薄膜形成
方法及びその製造装置を提供するにある。
薄膜形成法を提供するにあり、特に、リフトオフ法を改
良し、基板表面の微細な凹部への充填性の良い薄膜形成
方法及びその製造装置を提供するにある。
本発明は、光化学反応を用いたホトレジストの分解によ
ってホトレジスト上への薄膜堆積を防止し、一方では基
板の露出された領域にのみ、同じく光化学反応を用いた
気相反応により薄膜を堆積させるようにしたものであ
り、その際、ホトレジストの分解速度と薄膜堆積速度と
のマッチングを良好に保つために、前記両者を、互いに
ほゞ独立に制御できるようにした点に特徴がある。
ってホトレジスト上への薄膜堆積を防止し、一方では基
板の露出された領域にのみ、同じく光化学反応を用いた
気相反応により薄膜を堆積させるようにしたものであ
り、その際、ホトレジストの分解速度と薄膜堆積速度と
のマッチングを良好に保つために、前記両者を、互いに
ほゞ独立に制御できるようにした点に特徴がある。
また本発明は、前記のようにホトレジストの分解速度と
薄膜堆積速度とのマッチングを良好に保つように、前記
両者を、互いにほぼ独立に制御できるようにするため
に、光化学反応容器内の反応ガスに、前記２種の異なる
波長域の励起光を照射するように構成した点に特徴があ
る。
薄膜堆積速度とのマッチングを良好に保つように、前記
両者を、互いにほぼ独立に制御できるようにするため
に、光化学反応容器内の反応ガスに、前記２種の異なる
波長域の励起光を照射するように構成した点に特徴があ
る。
光化学反応によるホトレジストの分解は次のように説明
される（特公昭58-15939号公報参照）。
される（特公昭58-15939号公報参照）。
(a)酸素ガスに波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射
するとオゾンが発生する。
するとオゾンが発生する。
(b)オゾンに波長220〜270ｎｍの紫外光を照射すると、
励起酸素原子を発生する。
励起酸素原子を発生する。
(c)励起酸素原子及びオゾンは極めて強い酸化力を有
し、ホトレジスト等の有機物を分解する。その際の分解
生成物はガスとして飛散する。
し、ホトレジスト等の有機物を分解する。その際の分解
生成物はガスとして飛散する。
Ｏ＊又はＯ３＋ハイドロカーボン(Hydrocarbon) →CO2，CO，H2O 等 他方、同様の光化学反応による薄膜の形成は次の様に説
明される。
明される。
(d)前記の酸素とシランからシリコン酸化膜が形成され
る。
る。
Ｏ＋SiH4→SiO2 Ｏ＋Si(OR)4→SiO2 (e)原料ガス中に水銀蒸気を添加し、紫外光源として水
銀灯の共鳴線（波長185ｎｍ及び254ｎｍ）を用いた水銀
増感法では、つぎのような各種のガスを反応させること
が可能である。
銀灯の共鳴線（波長185ｎｍ及び254ｎｍ）を用いた水銀
増感法では、つぎのような各種のガスを反応させること
が可能である。
本発明は、上記の各種の反応速度を適切に制御すること
により、 (1)ホトレジストは光化学反応により分解し、その結
果、その上には薄膜形成が起こるのを阻止しながら、 (2)一方では、基板の露出部のみに、同じく光化学反応
により薄膜を堆積させる、 ようにしたものである。
により、 (1)ホトレジストは光化学反応により分解し、その結
果、その上には薄膜形成が起こるのを阻止しながら、 (2)一方では、基板の露出部のみに、同じく光化学反応
により薄膜を堆積させる、 ようにしたものである。
上記の各種の光化学反応の速度を調整するためには、反
応ガスの流量や圧力制御、励起光の波長及び強度の選定
が重要である。
応ガスの流量や圧力制御、励起光の波長及び強度の選定
が重要である。
ホトレジストの分解に対しては200ｎｍ以下及び220〜27
0ｎｍの２波長領域の強い紫外光が必要であり、水銀−
キセノン放電灯のdeep UV（遠紫外光）が適している。
0ｎｍの２波長領域の強い紫外光が必要であり、水銀−
キセノン放電灯のdeep UV（遠紫外光）が適している。
一方、水銀増感法のためには水銀放電灯からの共鳴線の
ラインスペクトル（185ｎｍ及び254ｎｍ）が必要であ
り、低圧水銀ランプが適している。
ラインスペクトル（185ｎｍ及び254ｎｍ）が必要であ
り、低圧水銀ランプが適している。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第２図は本発明による光化学反応装置を示す。装置は大
別して、反応ガス供給系１０、反応系２０、及び排気系
３０の３つの系から成る。
別して、反応ガス供給系１０、反応系２０、及び排気系
３０の３つの系から成る。
反応ガス供給系１０では、モノシラン(SiH4)、酸素
(O2)、テトラエトキシシラン(Si(OC2H5)4)、ホスフイン
（PH3）などの原料ガスが、マスフローコントローラ11a
〜11dを通して反応系２０に供給される。
(O2)、テトラエトキシシラン(Si(OC2H5)4)、ホスフイン
（PH3）などの原料ガスが、マスフローコントローラ11a
〜11dを通して反応系２０に供給される。
また、増感剤としての水銀蒸気は、恒温槽（図面では省
略）内の水銀蒸発器１２に、反応ガス又はその他のキャ
リアガスを流すことにより、反応系２０に供給される。
略）内の水銀蒸発器１２に、反応ガス又はその他のキャ
リアガスを流すことにより、反応系２０に供給される。
反応系２０は、２種類の紫外線光源２１，２２、反応容
器２３、基板支持台２４及びその加熱源25から成る。反
応容器２３には、真空紫外光の透過率のよい合成石英製
の光入射窓２６が設けてある。
器２３、基板支持台２４及びその加熱源25から成る。反
応容器２３には、真空紫外光の透過率のよい合成石英製
の光入射窓２６が設けてある。
反応容器２３内のアルミニウム製基板支持台24の平面上
には、被膜形成基板、例えばホトレジストパターンを形
成したシリコンウエハ２７を載置し、ウエハ２７の表面
に、紫外線光源２１，２２からの紫外光が照射されるよ
うに構成されている。
には、被膜形成基板、例えばホトレジストパターンを形
成したシリコンウエハ２７を載置し、ウエハ２７の表面
に、紫外線光源２１，２２からの紫外光が照射されるよ
うに構成されている。
第１の紫外線光源２１は低圧水銀灯であり、波長１８５
ｎｍ（最大出力１０mW/cm2）と２５４ｎｍ（最大出力８
０mW/cm2）を発光し、第２の紫外線光源２２は水銀−キ
セノン放電灯であり、波長１８０ｎｍ以上の連続スペク
トル（最大出力2.4W/cm2）を発光する。
ｎｍ（最大出力１０mW/cm2）と２５４ｎｍ（最大出力８
０mW/cm2）を発光し、第２の紫外線光源２２は水銀−キ
セノン放電灯であり、波長１８０ｎｍ以上の連続スペク
トル（最大出力2.4W/cm2）を発光する。
なお、水銀−キセノン放電灯２２には熱線フィルタ２２
Ｆを取付け、４００ｎｍ以下の波長のみが照射される様
にした。また、加熱源２５としては、抵抗加熱ヒーター
を用いたが、赤外線ランプを用いることもできる。
Ｆを取付け、４００ｎｍ以下の波長のみが照射される様
にした。また、加熱源２５としては、抵抗加熱ヒーター
を用いたが、赤外線ランプを用いることもできる。
排気系３０は、反応容器２３内のガスの置換及び反応時
の雰囲気の圧力調整のためロータリーポンプ並びにブー
スタポンプの真空排気ポンプ３１を有している。また、
こゝには未反応ガスや反応生成物のトラップ３２が、反
応容器２３との真空排気ポンプ３１の中間に付加されて
いる。
の雰囲気の圧力調整のためロータリーポンプ並びにブー
スタポンプの真空排気ポンプ３１を有している。また、
こゝには未反応ガスや反応生成物のトラップ３２が、反
応容器２３との真空排気ポンプ３１の中間に付加されて
いる。
実施例１ シリコン単結晶ウエハ基板の表面にホトレジストのパタ
ーンを作成した。ホトレジストとしては、合成ゴム系の
ネガタイプレジスト（東京応化製、OMR−83）を用い、
膜厚は１．０μｍである。
ーンを作成した。ホトレジストとしては、合成ゴム系の
ネガタイプレジスト（東京応化製、OMR−83）を用い、
膜厚は１．０μｍである。
これは通常のホトレジスト工程と同様に、塗布→プリベ
ーク→露光→現象→リンス→ポストベークの工程により
形成したものである。
ーク→露光→現象→リンス→ポストベークの工程により
形成したものである。
この基板を、第２図に示した反応容器２３内の基板支持
台２４に載置し、１５０℃に加熱した。この場合、加熱
温度が高過ぎるとホトレジストが軟化変形してパターン
精度が悪くなるため、温度設定はオーバーシュートしな
いように制御することが必要である。
台２４に載置し、１５０℃に加熱した。この場合、加熱
温度が高過ぎるとホトレジストが軟化変形してパターン
精度が悪くなるため、温度設定はオーバーシュートしな
いように制御することが必要である。
次に、反応容器２３内に反応ガスを供給し、光化学反応
を起こさせて前記基板の表面に薄膜を形成した。
を起こさせて前記基板の表面に薄膜を形成した。
このための反応ガスとして、モノシラン（SiH4、濃度２
０％、ベースガス窒素）２５０ml/min（SiH4量としては
５０ml/min）、酸素６００ml/min、及び窒素2000ml/min
を流入させた。なお、モノシラン及び窒素は、３５℃に
保持された水銀蒸発器を経由させ、水銀蒸気のキャリア
とした。
０％、ベースガス窒素）２５０ml/min（SiH4量としては
５０ml/min）、酸素６００ml/min、及び窒素2000ml/min
を流入させた。なお、モノシラン及び窒素は、３５℃に
保持された水銀蒸発器を経由させ、水銀蒸気のキャリア
とした。
このときの反応容器２３内の圧力は０．２気圧（１５０
Torr）である。紫外線光源としては、前述のように、低
圧水銀灯２１及び水銀−キセノン灯２２を用いた。
Torr）である。紫外線光源としては、前述のように、低
圧水銀灯２１及び水銀−キセノン灯２２を用いた。
この発明の方法において重要な点は、膜堆積速度とホト
レジストの分解速度とのマッチングを保つことである。
レジストの分解速度とのマッチングを保つことである。
明らかなように、ホトレジストの分解速度が小さいと、
ホトレジスト上にも反応ガスが吸着して膜形成が行なわ
れるので、完全な選択膜形成とはならない。一方、ホト
レジストの分解速度が大き過ぎると、短時間でホトレジ
ストが除去されて基板が露出し、そこにも膜が堆積し始
めるので、矢張り完全な選択膜形成とはならない。
ホトレジスト上にも反応ガスが吸着して膜形成が行なわ
れるので、完全な選択膜形成とはならない。一方、ホト
レジストの分解速度が大き過ぎると、短時間でホトレジ
ストが除去されて基板が露出し、そこにも膜が堆積し始
めるので、矢張り完全な選択膜形成とはならない。
上記の条件では、シリコン酸化膜の基板上への堆積速度
は５０ｎｍ/minであるため、ホトレジストの分解速度
は、堆積膜厚とホトレジスト膜厚が同等の場合は、５０
ｎｍ/min程度であるのが有利である。
は５０ｎｍ/minであるため、ホトレジストの分解速度
は、堆積膜厚とホトレジスト膜厚が同等の場合は、５０
ｎｍ/min程度であるのが有利である。
ホトレジストの分解速度は、酸素分圧、流速及び紫外光
強度に依存し、これらを大きくすることにより増大でき
る。しかし、酸素分圧や流速はCVDにも大きく影響を与
えるため、紫外光強度で調節することが望ましい。
強度に依存し、これらを大きくすることにより増大でき
る。しかし、酸素分圧や流速はCVDにも大きく影響を与
えるため、紫外光強度で調節することが望ましい。
この実施例では、水銀−キセノン灯２２の最大出力を用
いた結果、ホトレジストの分解速度は４０ｎｍ/minが得
られた。すなわち、１５分間の反応で、ホトレジストは
膜厚６００ｎｍが分解除去され、一方、基板上には、膜
厚７５０ｎｍのシリコン酸化膜が選択的に堆積できた。
いた結果、ホトレジストの分解速度は４０ｎｍ/minが得
られた。すなわち、１５分間の反応で、ホトレジストは
膜厚６００ｎｍが分解除去され、一方、基板上には、膜
厚７５０ｎｍのシリコン酸化膜が選択的に堆積できた。
実施例２ シリコン集積回路の多層配線構造用層間絶縁膜への、本
発明の応用例を第１図を用いて詳細に説明する。
発明の応用例を第１図を用いて詳細に説明する。
第１図(a)は、シリコン半導体基板１に、アルミニウム
・シリコン合金の配線パターン２（厚み８００ｎｍ）を
ホトエッチング法で形成し、ホトレジスト３を除去する
前の状態を示す。
・シリコン合金の配線パターン２（厚み８００ｎｍ）を
ホトエッチング法で形成し、ホトレジスト３を除去する
前の状態を示す。
第１図(b)は、上記基板１を、第２図の反応容器２３内
に設置し、テトラエトキシシランと酸素を用いた選択膜
形成法により、シリコン酸化膜４を、配線層２の厚みと
ほぼ等しく堆積させた状態を示す。
に設置し、テトラエトキシシランと酸素を用いた選択膜
形成法により、シリコン酸化膜４を、配線層２の厚みと
ほぼ等しく堆積させた状態を示す。
このときの反応条件は、基板温度は１６０℃とし、酸素
ガス４０ml/minをテトラエトキシシラン及び水銀のキャ
リアガスとして供給し、反応圧力は１０〜１５Torrであ
り、励起光源は低圧水銀灯21（出力８０mW/cm2）及び水
銀−キセノン灯22（出力１．０W/cm2）であり、また反
応時間は７０分である。
ガス４０ml/minをテトラエトキシシラン及び水銀のキャ
リアガスとして供給し、反応圧力は１０〜１５Torrであ
り、励起光源は低圧水銀灯21（出力８０mW/cm2）及び水
銀−キセノン灯22（出力１．０W/cm2）であり、また反
応時間は７０分である。
第１図(c)は、上記基板１を４００℃に昇温し、酸素気
流中で紫外線照射し、残在しているホトレジストを分解
除去するとともに、堆積膜４を緻密化させた状態を示
す。
流中で紫外線照射し、残在しているホトレジストを分解
除去するとともに、堆積膜４を緻密化させた状態を示
す。
この結果、配線層２とシリコン酸化膜４はほぼ同一の厚
みとなり、表面が平坦化された。
みとなり、表面が平坦化された。
第１図(d)は、上記の配線層２及びシリコン酸化膜４の
表面の全面に、さらに、モノシラン、ホスフィン及び酸
素を原料とした気相反応（CVD）により、濃度６mole％
のリンを含有したシリコン酸化膜５（リンガラス膜、PS
G膜）を、厚さ６５０ｎｍ堆積させた状態を示す。
表面の全面に、さらに、モノシラン、ホスフィン及び酸
素を原料とした気相反応（CVD）により、濃度６mole％
のリンを含有したシリコン酸化膜５（リンガラス膜、PS
G膜）を、厚さ６５０ｎｍ堆積させた状態を示す。
第１図(e)は、リンガラス膜５に、従来の工程と同様
に、スルーホール６を形成し、第２層目の配線層７のパ
ターンを形成した状態を示す。
に、スルーホール６を形成し、第２層目の配線層７のパ
ターンを形成した状態を示す。
本発明の実施例によれば、層間絶縁膜を平坦に形成でき
るので、断差部での配線層の断線が防止でき、また第２
配線層のホトエッチングのパターン精度の向上を図るこ
とができる。このため、パターンの微細化、高集積化に
対する歩留り向上、信頼性向上が期待できる。
るので、断差部での配線層の断線が防止でき、また第２
配線層のホトエッチングのパターン精度の向上を図るこ
とができる。このため、パターンの微細化、高集積化に
対する歩留り向上、信頼性向上が期待できる。
また、本実施例では、第１図(b)〜(d)の工程が、同一反
応容器内で連続的に行なうことができるという利点があ
る。
応容器内で連続的に行なうことができるという利点があ
る。
実施例３ シリコン集積回路装置における素子分離（アイソレーシ
ョン）技術に、本発明を適用した実施例を、第３図を用
いて説明する。
ョン）技術に、本発明を適用した実施例を、第３図を用
いて説明する。
第３図(a)は、シリコン単結晶ウエハ、すなわちシリコ
ン半導体基板５１の表面に、熱酸化により、膜厚１００
ｎｍのシリコン酸化膜５２を形成した状態を示す。
ン半導体基板５１の表面に、熱酸化により、膜厚１００
ｎｍのシリコン酸化膜５２を形成した状態を示す。
第３図(b)は、上記基板５１上のシリコン酸化膜５２の
上に、ホトレジスト５３のパターンを形成した状態を示
す。ホトレジスト５３は実施例１と同様であり、パター
ンは、アイソレーション領域に対応する部分が開口した
ものである。
上に、ホトレジスト５３のパターンを形成した状態を示
す。ホトレジスト５３は実施例１と同様であり、パター
ンは、アイソレーション領域に対応する部分が開口した
ものである。
第３図(c)は、ホトレジスト５３をマスクとして、四フ
ッ化炭素（CF4）及び酸素の混合ガスを用いたプラズマ
エッチングにより、シリコン酸化膜52をエッジングした
後、さらに引続いて、シリコン単結晶ウエハすなわち基
板５１の表面に、深さ９００ｎｍの凹部５４を形成した
状態を示す。
ッ化炭素（CF4）及び酸素の混合ガスを用いたプラズマ
エッチングにより、シリコン酸化膜52をエッジングした
後、さらに引続いて、シリコン単結晶ウエハすなわち基
板５１の表面に、深さ９００ｎｍの凹部５４を形成した
状態を示す。
第３図(d)は、光化学反応により、上記シリコン単結晶
ウエハすなわち基板５１の凹部５４に、選択的にシリコ
ン酸化膜５５を堆積させ、充填した状態を示す。
ウエハすなわち基板５１の凹部５４に、選択的にシリコ
ン酸化膜５５を堆積させ、充填した状態を示す。
光化学反応によるシリコン酸化膜の選択堆積は、原料と
してテトラエトキシシランを用いた水銀増感法で、実施
例２と同様の反応条件で行なった。
してテトラエトキシシランを用いた水銀増感法で、実施
例２と同様の反応条件で行なった。
第３図(e)は、同図(d)の状態で残在しているホトレジス
ト５３を全て分解除去した状態を示す。ホトレジスト５
３の分解は、１気圧の酸素気流中で、水銀−キセノン灯
２２（第２図）を照射して行なった。
ト５３を全て分解除去した状態を示す。ホトレジスト５
３の分解は、１気圧の酸素気流中で、水銀−キセノン灯
２２（第２図）を照射して行なった。
ホトレジストを除去した後、該ウエハすなわち基板を反
応容器２３から取出し、1050℃で１０分間熱処理した。
これにより、堆積したシリコン酸化膜５５は、緻密化さ
れるとともに、熱酸化膜５２と融合し、表面が平坦化さ
れた。
応容器２３から取出し、1050℃で１０分間熱処理した。
これにより、堆積したシリコン酸化膜５５は、緻密化さ
れるとともに、熱酸化膜５２と融合し、表面が平坦化さ
れた。
本実施例の方法によれば、シリコン窒化膜マスクを用い
た選択熱酸化法に比べて、パターン精度の良い高集積度
のアイソレーション領域が低温で形成できる。
た選択熱酸化法に比べて、パターン精度の良い高集積度
のアイソレーション領域が低温で形成できる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基板
の露出部分への薄膜の堆積速度は反応ガスの流量および
圧力制御、ならびに低圧水銀灯からの紫外光強度で調節
し、一方、前記基板上のホトレジストすなわち有機物膜
の分解速度は水銀−キセノン灯からの紫外光強度で調節
することができる、というように、薄膜堆積速度と有機
物膜分解速度とを、それぞれ別個の要素で制御できるの
で、薄膜堆積速度と有機物膜分解速度とのマッチング
（調和）をはかり、完全な選択的薄膜形成を実現するこ
とが容易になる。
の露出部分への薄膜の堆積速度は反応ガスの流量および
圧力制御、ならびに低圧水銀灯からの紫外光強度で調節
し、一方、前記基板上のホトレジストすなわち有機物膜
の分解速度は水銀−キセノン灯からの紫外光強度で調節
することができる、というように、薄膜堆積速度と有機
物膜分解速度とを、それぞれ別個の要素で制御できるの
で、薄膜堆積速度と有機物膜分解速度とのマッチング
（調和）をはかり、完全な選択的薄膜形成を実現するこ
とが容易になる。
また、この方法を応用して、シリコン半導体集積回路の
多層配線用層間絶縁膜や素子分離を平坦に形成すること
が可能となり、微細化や高集積にも役立つ。
多層配線用層間絶縁膜や素子分離を平坦に形成すること
が可能となり、微細化や高集積にも役立つ。
【図面の簡単な説明】 第１図及び第３図は、それぞれ本発明による選択薄膜形
成法の実施例の工程を示す断面図である。 第２図は、本発明の光化学反応を用いた薄膜形成装置の
一実施例の模式図である。 １，５１……シリコン基板、３，５３……ホトレジス
ト、４，５５……薄膜、１０……反応ガス供給系、２０
……反応系、２１……低圧水銀灯、２２……水銀−キセ
ノン灯、２３……反応容器、２４……基板支持台、２５
……加熱源、２６……光入射窓、２７……シリコンウエ
ハ、３０……排気系
成法の実施例の工程を示す断面図である。 第２図は、本発明の光化学反応を用いた薄膜形成装置の
一実施例の模式図である。 １，５１……シリコン基板、３，５３……ホトレジス
ト、４，５５……薄膜、１０……反応ガス供給系、２０
……反応系、２１……低圧水銀灯、２２……水銀−キセ
ノン灯、２３……反応容器、２４……基板支持台、２５
……加熱源、２６……光入射窓、２７……シリコンウエ
ハ、３０……排気系
Claims (8)
- 【請求項１】基板上の所望の領域にのみ選択的に薄膜を
堆積する方法において、 (a)基板上の薄膜形成を必要としない領域に有機物膜を
選択的に形成する工程と、 (b)上記基板を光化学反応の容器内に設置して所定の温
度に保持する工程と、 (c)反応容器内に反応ガスを供給し、第１の励起光を照
射することによって光化学反応を促進し、基板表面の露
出部に選択的に薄膜を堆積する工程と、 (d)前記基板表面の有機物膜上への薄膜の堆積を防止す
るため、前記(c)の工程と並行的に、第２の励起光を照
射することによって光化学反応を促進し、有機物膜をエ
ッチング除去する工程と、 を含むことを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
て、有機物膜はホトレジストであることを特徴とする薄
膜形成方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
て、堆積膜はシリコン酸化膜であり、反応ガスとして酸
素及びシランを用いることを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、第１の励
起光は低圧水銀灯からの紫外光であることを特徴とする
薄膜形成方法。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項において、第２の励
起光は水銀−キセノン放電灯からの紫外光であることを
特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項６】基板上の所定の露出領域のみに、光化学反
応によって選択的に薄膜を形成するための薄膜形成装置
であって、 (a) 内部に前記基板を収納するための反応容器と、 (b) 反応容器内の前記基板を予定温度に加熱する加熱源
と、 (c) 前記反応容器内に反応ガスを供給する反応ガス供給
装置と、 (d) 反応容器内の前記基板を照射して光化学反応を促進
し、基体上の露出領域に薄膜を堆積するための第１の紫
外光照射装置と、 (e) 前記基板を照射して基体上の有機物膜の分解を促進
し、有機物膜上への薄膜の堆積を防止するための第２の
紫外光照射装置とを具備したことを特徴とする薄膜形成
装置。 - 【請求項７】特許請求の範囲第６項において、第１の紫
外光照射装置は低圧水銀灯であることを特徴とする薄膜
形成装置。 - 【請求項８】特許請求の範囲第６項において、第２の紫
外光照射装置は水銀−キセノン灯であることを特徴とす
る薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP492585A JPH0626180B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 薄膜形成方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP492585A JPH0626180B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 薄膜形成方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164227A JPS61164227A (ja) | 1986-07-24 |
| JPH0626180B2 true JPH0626180B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=11597175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP492585A Expired - Lifetime JPH0626180B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 薄膜形成方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626180B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6061831B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2017-01-18 | 富士フイルム株式会社 | 金属酸化物膜の製造方法及び薄膜トランジスタの製造方法 |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP492585A patent/JPH0626180B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61164227A (ja) | 1986-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4702936A (en) | Gas-phase growth process | |
| US7897215B1 (en) | Sequential UV induced chemical vapor deposition | |
| KR101046506B1 (ko) | 이머전 리소그라피에서 패턴 붕괴를 방지하기 위한 플라즈마 표면처리 | |
| AU748409B2 (en) | Method for forming film | |
| US4699801A (en) | Semiconductor device | |
| JPH0691068B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH0626180B2 (ja) | 薄膜形成方法およびその装置 | |
| JPH0156525B2 (ja) | ||
| JPS5982732A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| EP0171605A2 (en) | Method of forming an insulating film on a semiconductor body | |
| JPH0356046Y2 (ja) | ||
| JPS61216449A (ja) | パタ−ン薄膜形成方法及びその装置 | |
| JPS63317675A (ja) | プラズマ気相成長装置 | |
| JPS61234532A (ja) | シリコン酸化膜光化学気相成長装置 | |
| JPS61119028A (ja) | 光化学気相成長装置 | |
| JPH0334851B2 (ja) | ||
| JPS62230026A (ja) | 薄膜の形成方法 | |
| JPH01152631A (ja) | Ｓ１ｘＯｙＮｚ絶縁膜の形成方法 | |
| JPS6314873A (ja) | 光ｃｖｄ装置 | |
| JP3171630B2 (ja) | ＳｉＮ膜の形成方法 | |
| JPS61281518A (ja) | 光化学気相成長装置 | |
| JPS60211847A (ja) | 絶縁膜の形成方法 | |
| JPS6124252A (ja) | 半導体集積回路の製造方法 | |
| JPS6277466A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH02181428A (ja) | 薄膜形成方法 |