JPH0684802A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
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- JPH0684802A JPH0684802A JP23244692A JP23244692A JPH0684802A JP H0684802 A JPH0684802 A JP H0684802A JP 23244692 A JP23244692 A JP 23244692A JP 23244692 A JP23244692 A JP 23244692A JP H0684802 A JPH0684802 A JP H0684802A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配線層の形成された半導体基板表面上に、下
地膜種依存性がなく、かつ平坦性にすぐれた酸化膜を形
成すること。 【構成】 半導体基板表面にオゾンおよびテトラエチル
オルソシリケートを用いてシリコン酸化膜を常圧気相成
長法により形成する方法において、前記シリコン酸化膜
の形成中にオゾン流量コントローラ２４によりオゾン濃
度を変化させる。
地膜種依存性がなく、かつ平坦性にすぐれた酸化膜を形
成すること。 【構成】 半導体基板表面にオゾンおよびテトラエチル
オルソシリケートを用いてシリコン酸化膜を常圧気相成
長法により形成する方法において、前記シリコン酸化膜
の形成中にオゾン流量コントローラ２４によりオゾン濃
度を変化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気相成長方法に関し、特
にオゾンとテトラエチルオルソシリケートによる絶縁膜
形成方法に関する。
にオゾンとテトラエチルオルソシリケートによる絶縁膜
形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年においては、半導体素子の微細化、
高集積化に伴い、平坦な表面形状を有する絶縁膜を形成
することは必須の課題となっている。
高集積化に伴い、平坦な表面形状を有する絶縁膜を形成
することは必須の課題となっている。
【０００３】この種の絶縁膜形成方法の一つとして、オ
ゾンとテトラエチルオルソシリケート（以下ＴＥＯＳ）
を用いた。常圧気相成長法によるシリコン酸化膜（以下
酸化膜）の形成がある。
ゾンとテトラエチルオルソシリケート（以下ＴＥＯＳ）
を用いた。常圧気相成長法によるシリコン酸化膜（以下
酸化膜）の形成がある。
【０００４】この種の従来の常圧気相成長装置の一例の
概略を図２に示す。即ち、オゾン発生器２２により生成
されたオゾンおよびＴＥＯＳを配管２５内で混合し、イ
ンジェクター２６より半導体ウェハー２１表面に供給す
る。このとき、半導体ウェハー２１表面もしくはその近
傍で、オゾンおよびＴＥＯＳが反応し、反応中間体を経
て半導体ウェハー２１表面上に酸化膜が形成される。
概略を図２に示す。即ち、オゾン発生器２２により生成
されたオゾンおよびＴＥＯＳを配管２５内で混合し、イ
ンジェクター２６より半導体ウェハー２１表面に供給す
る。このとき、半導体ウェハー２１表面もしくはその近
傍で、オゾンおよびＴＥＯＳが反応し、反応中間体を経
て半導体ウェハー２１表面上に酸化膜が形成される。
【０００５】ところで、この反応により形成される酸化
膜は、オゾン濃度が高いと、表面がなだらかなフロー形
状が得られるが、下地の膜種依存性が強くあらわれる。
とくに親水性の膜上では、膜厚分布がきわめて悪く、膜
質も疎で水分を吸収しやすい膜となる。逆にオゾン濃度
を下げると、下地膜種依存性はなくなり、膜質も水分の
少い密で良好な膜となるが、フロー形状は得られず、コ
ンフォーマルに近い形状で平坦性は得られない。これは
オゾン濃度が高いほど、液状に近い反応中間体ができや
すく、また、この反応中間体は疎水性であり親水性の膜
上には付着性が悪いためであることが知られている。以
下に例を示す。
膜は、オゾン濃度が高いと、表面がなだらかなフロー形
状が得られるが、下地の膜種依存性が強くあらわれる。
とくに親水性の膜上では、膜厚分布がきわめて悪く、膜
質も疎で水分を吸収しやすい膜となる。逆にオゾン濃度
を下げると、下地膜種依存性はなくなり、膜質も水分の
少い密で良好な膜となるが、フロー形状は得られず、コ
ンフォーマルに近い形状で平坦性は得られない。これは
オゾン濃度が高いほど、液状に近い反応中間体ができや
すく、また、この反応中間体は疎水性であり親水性の膜
上には付着性が悪いためであることが知られている。以
下に例を示す。
【０００６】図６は、半導体基板６１表面上に形成され
た熱酸化膜６２および、多結晶シリコン配線６３上にプ
ラズマ気相成長法による酸化膜（以下プラズマ酸化膜）
６５が形成された表面上に、オゾンとＴＥＯＳによる酸
化膜６４を高オゾン濃度、例えば、ＴＥＯＳ流量１００
０cc／分に対しオゾン濃度１２０ｇ／ｍ3 で形成したも
のである。この場合、下地には全面にプラズマ酸化膜６
５が形成されており、プラズマ酸化膜は疎水性に近いた
め、得られる酸化膜６４は表面のなだらかなフロー形状
が得られる。
た熱酸化膜６２および、多結晶シリコン配線６３上にプ
ラズマ気相成長法による酸化膜（以下プラズマ酸化膜）
６５が形成された表面上に、オゾンとＴＥＯＳによる酸
化膜６４を高オゾン濃度、例えば、ＴＥＯＳ流量１００
０cc／分に対しオゾン濃度１２０ｇ／ｍ3 で形成したも
のである。この場合、下地には全面にプラズマ酸化膜６
５が形成されており、プラズマ酸化膜は疎水性に近いた
め、得られる酸化膜６４は表面のなだらかなフロー形状
が得られる。
【０００７】しかし、下地にプラズマ酸化膜を形成する
ことは、工程数を増やす他、プラズマによる基板へのダ
メージが大きいことや、電荷を誘発すること等から、適
用できる工程は限られている。そこで一般的な工程の例
として、表面が多結晶シリコンと熱酸化膜である半導体
基板表面上に直接オゾンとＴＥＯＳを用いた気相成長法
により、酸化膜を形成した例を図７，図８に示す。図７
は、前述の例と同様の高オゾン濃度１２０ｇ／ｍ3 の場
合である。この場合親水性の熱酸化膜７２上では、反応
中間体の付着性が悪いことから、得られる酸化膜７４は
膜厚分布がきわめて悪く、また膜質も疎で、水分を吸収
しやすい膜となる。図８は、オゾン濃度３０ｇ／ｍ3 に
下げた場合である。この場合オゾン濃度が充分低いた
め、液状に近い疎水性の反応中間体はほとんど形成され
ず、得られる酸化膜８３は下地のいずれの部分にも膜厚
均一性よく形成され、膜質も密で水分を吸収しにくい良
好な膜が得られるが形状はコンフォーマル的な形状に近
く、平坦性は悪い。
ことは、工程数を増やす他、プラズマによる基板へのダ
メージが大きいことや、電荷を誘発すること等から、適
用できる工程は限られている。そこで一般的な工程の例
として、表面が多結晶シリコンと熱酸化膜である半導体
基板表面上に直接オゾンとＴＥＯＳを用いた気相成長法
により、酸化膜を形成した例を図７，図８に示す。図７
は、前述の例と同様の高オゾン濃度１２０ｇ／ｍ3 の場
合である。この場合親水性の熱酸化膜７２上では、反応
中間体の付着性が悪いことから、得られる酸化膜７４は
膜厚分布がきわめて悪く、また膜質も疎で、水分を吸収
しやすい膜となる。図８は、オゾン濃度３０ｇ／ｍ3 に
下げた場合である。この場合オゾン濃度が充分低いた
め、液状に近い疎水性の反応中間体はほとんど形成され
ず、得られる酸化膜８３は下地のいずれの部分にも膜厚
均一性よく形成され、膜質も密で水分を吸収しにくい良
好な膜が得られるが形状はコンフォーマル的な形状に近
く、平坦性は悪い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のオゾン
とＴＥＯＳによる常圧気相成長法による酸化膜の形成で
は、オゾン濃度が一定であるため下地膜種依存性がな
く、かつ平坦性にすぐれたフロー形状を得ることは不可
能であった。
とＴＥＯＳによる常圧気相成長法による酸化膜の形成で
は、オゾン濃度が一定であるため下地膜種依存性がな
く、かつ平坦性にすぐれたフロー形状を得ることは不可
能であった。
【０００９】本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて提
案されたもので、下地膜種依存性がなく、かつ平坦性に
すぐれたフロー形状を得ること目的とする。
案されたもので、下地膜種依存性がなく、かつ平坦性に
すぐれたフロー形状を得ること目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の気相成長方法
は、半導体基板表面にオゾンおよびテトラエチルオルソ
シリケート（ＴＥＯＳ）を用いてシリコン酸化膜を常圧
気相成長法により形成する方法において、前記シリコン
酸化膜を形成中オゾン濃度を連続的に変化させることを
特徴とする。
は、半導体基板表面にオゾンおよびテトラエチルオルソ
シリケート（ＴＥＯＳ）を用いてシリコン酸化膜を常圧
気相成長法により形成する方法において、前記シリコン
酸化膜を形成中オゾン濃度を連続的に変化させることを
特徴とする。
【００１１】具体的には、上記オゾン濃度の変化を低濃
度から高濃度へ連続的に上昇させることを特徴とする。
度から高濃度へ連続的に上昇させることを特徴とする。
【００１２】
（実施例１）本発明の第１実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１３】図１は本発明の第１実施例の気相成長方法
を適用する半導体装置の一例の縦断面図である。
を適用する半導体装置の一例の縦断面図である。
【００１４】図１（ａ）は半導体基板１１表面上に形成
された熱酸化膜１２上に多結晶シリコン配線１３が高さ
０．５μｍ，幅０．８μｍ，最小配線間隔０．５μｍ形
成されたものである。
された熱酸化膜１２上に多結晶シリコン配線１３が高さ
０．５μｍ，幅０．８μｍ，最小配線間隔０．５μｍ形
成されたものである。
【００１５】いま、この表面上に、オゾンとＴＥＯＳを
原料ガスとし、図２に概略を示すような、常圧気相成長
装置により酸化膜を形成する。
原料ガスとし、図２に概略を示すような、常圧気相成長
装置により酸化膜を形成する。
【００１６】即ち、この発明の気相成長方法を実施する
ための装置としては、オゾン発生器２２により発生され
たオゾンはオゾン流量コントローラ２３により、またＴ
ＥＯＳはＴＥＯＳ流量コントローラ２４により夫々所定
の濃度に調節された後、ガス配管２５を通じてガスイン
ジェクタ２６に供給される。オゾン発生器２２、オゾン
流量コントローラ２３および加熱用ヒータ２７には夫々
制御コンピュータ２８が接続されており、オゾン濃度お
よび加熱温度を制御するように構成されている。
ための装置としては、オゾン発生器２２により発生され
たオゾンはオゾン流量コントローラ２３により、またＴ
ＥＯＳはＴＥＯＳ流量コントローラ２４により夫々所定
の濃度に調節された後、ガス配管２５を通じてガスイン
ジェクタ２６に供給される。オゾン発生器２２、オゾン
流量コントローラ２３および加熱用ヒータ２７には夫々
制御コンピュータ２８が接続されており、オゾン濃度お
よび加熱温度を制御するように構成されている。
【００１７】本発明の方法によれば、図３のグラフに示
すように、オゾン濃度を低濃度から高濃度へと連続的に
変化させていくが、これは、前記制御コンピュータ２８
より、オゾン発生器２２を制御することにより容易に行
うことができる。
すように、オゾン濃度を低濃度から高濃度へと連続的に
変化させていくが、これは、前記制御コンピュータ２８
より、オゾン発生器２２を制御することにより容易に行
うことができる。
【００１８】次に、ＴＥＯＳ流量を１０００cc／分で固
定とし、温度を４００℃とし、オゾン濃度を第３図のグ
ラフのように変化させた場合の酸化膜の形成過程を以下
に説明する。この濃度範囲では成長速度に大きな変化は
なく、ほぼ０．０８μ／分である。初めにオゾン濃度３
０ｇ／ｍ3 という低濃度で１分間成長を行う。この濃度
では疎水性の反応中間体はできにくいため、多結晶シリ
コン配線１３上、熱酸化膜１２上いずれも均等な膜厚
で、一様に水分の少い、密な酸化膜１４が約０．０８形
成される。この過程を図１（ｂ）に示す。続いて、連続
的にオゾン濃度を１分間に３０ｇ／ｍ3 の割合で、１２
０ｇ／ｍ3 まで上げていく。これにより徐々に液状の中
間体が形成されるようになり表面はフロー形状が得られ
るようになる。しかも、この中間体は疎水性であるが、
変化が徐々に行われるため、付着性の問題は全くなく、
下地膜種依存性はあらわれない。この過程を図１（ｃ）
に示す。
定とし、温度を４００℃とし、オゾン濃度を第３図のグ
ラフのように変化させた場合の酸化膜の形成過程を以下
に説明する。この濃度範囲では成長速度に大きな変化は
なく、ほぼ０．０８μ／分である。初めにオゾン濃度３
０ｇ／ｍ3 という低濃度で１分間成長を行う。この濃度
では疎水性の反応中間体はできにくいため、多結晶シリ
コン配線１３上、熱酸化膜１２上いずれも均等な膜厚
で、一様に水分の少い、密な酸化膜１４が約０．０８形
成される。この過程を図１（ｂ）に示す。続いて、連続
的にオゾン濃度を１分間に３０ｇ／ｍ3 の割合で、１２
０ｇ／ｍ3 まで上げていく。これにより徐々に液状の中
間体が形成されるようになり表面はフロー形状が得られ
るようになる。しかも、この中間体は疎水性であるが、
変化が徐々に行われるため、付着性の問題は全くなく、
下地膜種依存性はあらわれない。この過程を図１（ｃ）
に示す。
【００１９】引きつづき最後にオゾン濃度１２０ｇ／ｍ
3 という高濃度で１分間成長させる。これにより形成さ
れる酸化膜１４の表面は充分になだらかであり、０．８
μｍの多結晶ポリシリ配線１３上で約０．３μｍ、広い
スペースの熱酸化膜１２上で約０．４〜０．５μｍ，幅
０．５μｍのポリシリ配線１３の間はほぼ完全に埋め込
まれ、充分に平坦な形状が得られる。 （第２実施例）第２実施例では、本発明の気相成長方法
を、アルミニウム配線上に適用した場合について説明す
る。図４に示すように、半導体基板４１表面上に形成さ
れたボロンリンけい酸ガラス膜（ＢＰＳＧ膜）４６上に
アルミニウム配線４７が形成され、その表面に実施例１
と同様の方法でオゾンとＴＥＯＳにより酸化膜４４を形
成する。オゾン濃度の変化は、図５のように実施例１に
比べ、低オゾン濃度による成長時間を例えば２分と、長
めにするとよい。このようにすることにより、アルミニ
ウム配線４７近傍には水分の少い、蜜な酸化膜が得ら
れ、アルミニウム配線の信頼性を損ねることがない。
3 という高濃度で１分間成長させる。これにより形成さ
れる酸化膜１４の表面は充分になだらかであり、０．８
μｍの多結晶ポリシリ配線１３上で約０．３μｍ、広い
スペースの熱酸化膜１２上で約０．４〜０．５μｍ，幅
０．５μｍのポリシリ配線１３の間はほぼ完全に埋め込
まれ、充分に平坦な形状が得られる。 （第２実施例）第２実施例では、本発明の気相成長方法
を、アルミニウム配線上に適用した場合について説明す
る。図４に示すように、半導体基板４１表面上に形成さ
れたボロンリンけい酸ガラス膜（ＢＰＳＧ膜）４６上に
アルミニウム配線４７が形成され、その表面に実施例１
と同様の方法でオゾンとＴＥＯＳにより酸化膜４４を形
成する。オゾン濃度の変化は、図５のように実施例１に
比べ、低オゾン濃度による成長時間を例えば２分と、長
めにするとよい。このようにすることにより、アルミニ
ウム配線４７近傍には水分の少い、蜜な酸化膜が得ら
れ、アルミニウム配線の信頼性を損ねることがない。
【００２０】以上のように本発明は、金属配線層上の平
坦性を有する層間絶縁膜やパッシベーション膜形成にも
適用できる。
坦性を有する層間絶縁膜やパッシベーション膜形成にも
適用できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、オゾンと
ＴＥＯＳを用いた常圧気相成長法による酸化膜形成にお
いて、前記酸化膜形成中オゾン濃度を連続的に変化させ
ることにより、下地膜種依存性がなく、かつ表面がなだ
らかなフロー形状が得られるという効果を有する。
ＴＥＯＳを用いた常圧気相成長法による酸化膜形成にお
いて、前記酸化膜形成中オゾン濃度を連続的に変化させ
ることにより、下地膜種依存性がなく、かつ表面がなだ
らかなフロー形状が得られるという効果を有する。
【図１】本発明の第１実施例の気相成長方法を適用した
半導体装置の一例の縦断面図。（ａ）は成長前、（ｂ）
〜（ｃ）は成長過程、（ｄ）は成長後の断面図。
半導体装置の一例の縦断面図。（ａ）は成長前、（ｂ）
〜（ｃ）は成長過程、（ｄ）は成長後の断面図。
【図２】本発明の第１実施例の気相成長方法に用いる常
圧気相成長装置の一例の概略説明図。
圧気相成長装置の一例の概略説明図。
【図３】本発明の第１実施例の気相成長方法の特徴であ
るオゾン濃度の変化の一例を示す説明図。
るオゾン濃度の変化の一例を示す説明図。
【図４】本発明の第２実施例の気相成長方法を適用した
半導体装置の縦断面図。
半導体装置の縦断面図。
【図５】本発明の第２実施例のオゾン濃度の変化を示す
説明図。
説明図。
【図６】従来技術の気相成長方法を適用した半導体装置
の例の縦断面図である。
の例の縦断面図である。
【図７】従来技術の気相成長方法を適用した半導体装置
の例の縦断面図である。
の例の縦断面図である。
【図８】従来技術の気相成長方法を適用した半導体装置
の例の縦断面図である。
の例の縦断面図である。
１１，４１，６１，７１，８１…半導体基板 １２，６２，７２，８２…熱酸化膜 １３，６３，７３，８３…多結晶シリコン配線 １４，４４，６４，７４，８４…オゾンとＴＥＯＳによ
る酸化膜 ４６…ＢＰＳＧ膜 ４７…アルミニウム配線 ６５…プラズマ酸化膜 ２１…半導体ウェハー ２２…オゾン発生器 ２３…オゾン流量コントローラ ２４…ＴＥＯＳ流量コントローラ ２５…配管 ２６…ガスインジェクタ ２７…ヒーター ２８…制御コンピュータ
る酸化膜 ４６…ＢＰＳＧ膜 ４７…アルミニウム配線 ６５…プラズマ酸化膜 ２１…半導体ウェハー ２２…オゾン発生器 ２３…オゾン流量コントローラ ２４…ＴＥＯＳ流量コントローラ ２５…配管 ２６…ガスインジェクタ ２７…ヒーター ２８…制御コンピュータ
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板表面にオゾンおよびテトラエ
チルオルソシリケートを用いてシリコン酸化膜を常圧気
相成長法により形成する方法において、前記シリコン酸
化膜の形成中にオゾン濃度を変化させることを特徴とす
る気相成長方法。 - 【請求項２】 前記オゾン濃度を低濃度から高濃度へ連
続的に上昇させることを特徴とする請求項１に記載の気
相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23244692A JPH0684802A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23244692A JPH0684802A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684802A true JPH0684802A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16939409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23244692A Pending JPH0684802A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684802A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001127054A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-11 | Applied Materials Inc | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 |
| KR100315446B1 (ko) * | 1999-03-25 | 2001-11-28 | 황인길 | 반도체 소자 분리를 위한 얕은 트렌치 제조 방법 |
| KR100713264B1 (ko) * | 1999-07-09 | 2007-05-04 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판상에 에피택셜 실리콘 층을 실링하기 위한 방법 및시스템 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP23244692A patent/JPH0684802A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100315446B1 (ko) * | 1999-03-25 | 2001-11-28 | 황인길 | 반도체 소자 분리를 위한 얕은 트렌치 제조 방법 |
| KR100713264B1 (ko) * | 1999-07-09 | 2007-05-04 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 기판상에 에피택셜 실리콘 층을 실링하기 위한 방법 및시스템 |
| JP2001127054A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-11 | Applied Materials Inc | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990324 |