JPH07116609B2 - 化学気相成長装置 - Google Patents
化学気相成長装置Info
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- JPH07116609B2 JPH07116609B2 JP28779587A JP28779587A JPH07116609B2 JP H07116609 B2 JPH07116609 B2 JP H07116609B2 JP 28779587 A JP28779587 A JP 28779587A JP 28779587 A JP28779587 A JP 28779587A JP H07116609 B2 JPH07116609 B2 JP H07116609B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体装置を製造する際に用いられる化学気相成長装置
の改良に関し、 成長膜をカバレージ良く被着させることを目的とし、 成長反応室において、反応ガスを噴射するガス噴射ヘッ
ドと被成長基板とを対向させ、前記ガス噴射ヘッドの周
囲から前記被成長基板の周囲に不活性ガスをシャワー状
に噴射させるように構成して、反応ガスを前記被成長基
板に噴射して成長するようにしたことを特徴とする。
の改良に関し、 成長膜をカバレージ良く被着させることを目的とし、 成長反応室において、反応ガスを噴射するガス噴射ヘッ
ドと被成長基板とを対向させ、前記ガス噴射ヘッドの周
囲から前記被成長基板の周囲に不活性ガスをシャワー状
に噴射させるように構成して、反応ガスを前記被成長基
板に噴射して成長するようにしたことを特徴とする。
本発明は半導体装置を製造する際に用いられる化学気相
成長装置の改良に関する。
成長装置の改良に関する。
ICなどの半導体装置を製造する際のウエハープロセスに
おいては、化学気相成長装置（CVD（Chemical Vapor De
posit）装置）が絶縁膜や半導体膜を成長するために用
いられており、その成長膜の被着状態は半導体装置の品
質に極めて大きな影響を与えることが知られている。
おいては、化学気相成長装置（CVD（Chemical Vapor De
posit）装置）が絶縁膜や半導体膜を成長するために用
いられており、その成長膜の被着状態は半導体装置の品
質に極めて大きな影響を与えることが知られている。
第３図は従来の化学気相成長装置の概要図を示してお
り、１は成長反応室（反応チャンバ）,2は半導体基板
（被成長基板）,3はヒータを内蔵した基板ステージ,4は
反応ガス流入口,5はガス噴射ヘッド,6は真空排気口であ
る。即ち、本例は１つの半導体基板を配置して、減圧中
において成長する、所謂、減圧の可能な枚葉式気相成長
装置である。
り、１は成長反応室（反応チャンバ）,2は半導体基板
（被成長基板）,3はヒータを内蔵した基板ステージ,4は
反応ガス流入口,5はガス噴射ヘッド,6は真空排気口であ
る。即ち、本例は１つの半導体基板を配置して、減圧中
において成長する、所謂、減圧の可能な枚葉式気相成長
装置である。
そうして、例えば、半導体基板の表面に燐シリケートガ
ラス（PSG）膜を被覆する場合には、反応ガスとしてモ
ノシラン（SiH4）とホスフィン（PH3）と酸素（O2）と
を流入し、基板ステージを加熱して役400〜450℃に昇温
した半導体基板の表面に、ガス噴射ヘッド５から上記の
混合ガスを噴射し、熱分解させてPSG膜を半導体基板面
に成長する。
ラス（PSG）膜を被覆する場合には、反応ガスとしてモ
ノシラン（SiH4）とホスフィン（PH3）と酸素（O2）と
を流入し、基板ステージを加熱して役400〜450℃に昇温
した半導体基板の表面に、ガス噴射ヘッド５から上記の
混合ガスを噴射し、熱分解させてPSG膜を半導体基板面
に成長する。
成長膜としてPSG膜の他、酸化シリコン（SiO2）膜、硼
素シリケートガラス（BSG）膜，燐硼素シリケートガラ
ス（BPSG）膜などの絶縁膜や多結晶シリコン膜などの半
導体膜が、上記のような化学気相成長装置で形成され
る。
素シリケートガラス（BSG）膜，燐硼素シリケートガラ
ス（BPSG）膜などの絶縁膜や多結晶シリコン膜などの半
導体膜が、上記のような化学気相成長装置で形成され
る。
ところで、このような成長膜を半導体基板に成長させる
際、凹凸のある基板面に出来るだけカバーレイジ（被覆
性;coverage）良く成長させることが重要で、そのカバ
ーレイジの目安として側面カバーレイジ率，底面カバー
レイジ率やアスペクト比と云う言葉が使われており、第
４図によつてそれを説明する。即ち、第４図において、
７−１は基板,7−２はアルミニウム膜,8は成長膜,9はア
ルミニウム膜面の溝であるが、図示のような溝９のある
基板表面に成長膜を被覆すれば、溝９内部に被着しにく
く、基板表面に良く被着する。且つ、基板表面上の成長
膜の成長膜厚をa,溝側面への成長膜をb,溝底面への成長
膜をｃとすると、b/a×100％を側面カバーレイジ率,c/a
×100％を底面カバーレイジ率と称しており、この値が
大きいほどカバーレイジが良いとされている。また、ア
スペクト比とは溝の深さをH,溝底面の幅をＷとした場合
のH/Wのことで、アスペクト比が大きくなるほどカバー
レイジが悪くなることが十分予想されることである。
際、凹凸のある基板面に出来るだけカバーレイジ（被覆
性;coverage）良く成長させることが重要で、そのカバ
ーレイジの目安として側面カバーレイジ率，底面カバー
レイジ率やアスペクト比と云う言葉が使われており、第
４図によつてそれを説明する。即ち、第４図において、
７−１は基板,7−２はアルミニウム膜,8は成長膜,9はア
ルミニウム膜面の溝であるが、図示のような溝９のある
基板表面に成長膜を被覆すれば、溝９内部に被着しにく
く、基板表面に良く被着する。且つ、基板表面上の成長
膜の成長膜厚をa,溝側面への成長膜をb,溝底面への成長
膜をｃとすると、b/a×100％を側面カバーレイジ率,c/a
×100％を底面カバーレイジ率と称しており、この値が
大きいほどカバーレイジが良いとされている。また、ア
スペクト比とは溝の深さをH,溝底面の幅をＷとした場合
のH/Wのことで、アスペクト比が大きくなるほどカバー
レイジが悪くなることが十分予想されることである。
第５図は従来の問題点を説明する図で、カバーレイジが
悪いままで成長膜を被着すると、第５図のような三角形
の巣10が溝９の中に含まれた状態になり、その状態で上
面に成長膜が成長して表面が平坦化する。そうすると、
たとえ被着した成長膜（例えば、PSG膜）を溶融させて
も巣10が埋まらずに残り、ICの動作中に温度変化によつ
て巣10の膨脹収縮が繰り換えされ、ICを損傷させること
になつて、その信頼性が害されることになる。
悪いままで成長膜を被着すると、第５図のような三角形
の巣10が溝９の中に含まれた状態になり、その状態で上
面に成長膜が成長して表面が平坦化する。そうすると、
たとえ被着した成長膜（例えば、PSG膜）を溶融させて
も巣10が埋まらずに残り、ICの動作中に温度変化によつ
て巣10の膨脹収縮が繰り換えされ、ICを損傷させること
になつて、その信頼性が害されることになる。
従つて、成長膜を巣の発生しないようにカバーレイジ良
く被着することが重要になるが、第３図に示した従来の
化学気相成長装置ではカバーレイジ良く成長することが
困難である。
く被着することが重要になるが、第３図に示した従来の
化学気相成長装置ではカバーレイジ良く成長することが
困難である。
本発明はこのような欠点を除去し、カバーレイジ良く被
着させることを目的とした化学気相成長装置を提案する
ものである。
着させることを目的とした化学気相成長装置を提案する
ものである。
その目的は、成長反応室において、反応ガスを噴射する
ガス噴射ヘッドと被成長基板とを対向させ、前記ガス噴
射ヘッドの周囲から前記被成長基板の周囲に不活性ガス
をシャワー状に噴射させるように構成して、反応ガスを
前記被成長基板に噴射して成長するようにした化学気相
成長装置によつて達成される。
ガス噴射ヘッドと被成長基板とを対向させ、前記ガス噴
射ヘッドの周囲から前記被成長基板の周囲に不活性ガス
をシャワー状に噴射させるように構成して、反応ガスを
前記被成長基板に噴射して成長するようにした化学気相
成長装置によつて達成される。
即ち、本発明は対向したガス噴射ヘッドと被成長基板
（半導体基板）との周囲に不活性ガスをシャワー状に噴
射させた状態にして、ガス噴射ヘッドから反応ガスを噴
射して成長する。そうすると、不活性ガスのカーテンに
よつて反応ガスの被成長基板外への逸散が不活性ガスに
抑えられる等の効果が得られて、凹凸ある基板面へのカ
バーレイジが改善される。
（半導体基板）との周囲に不活性ガスをシャワー状に噴
射させた状態にして、ガス噴射ヘッドから反応ガスを噴
射して成長する。そうすると、不活性ガスのカーテンに
よつて反応ガスの被成長基板外への逸散が不活性ガスに
抑えられる等の効果が得られて、凹凸ある基板面へのカ
バーレイジが改善される。
以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説明する。
第１図は本発明にかかる化学気相成長装置の概要図を示
しており、第３図と同一部位には同一記号が付けてある
が、その他の11は窒素ガス流入口,12はメッシュ板であ
る。即ち、本発明による成長装置は従来装置と同様に、
半導体基板２を載置した基板ステージ３とガス噴射ヘッ
ド５を対向させ、反応ガスを加熱した半導体基板２に吹
き付けて成長膜を被着させるが、その時、窒素ガスを窒
素ガス流入口11からメッシュ板12を通してガス噴射ヘッ
ド５の周囲から半導体基板２の周囲にシャワー状に噴射
させる。そうすると、反応ガスの半導体基板外の周囲へ
の逸散が窒素ガスに抑えられ、且つ、その窒素ガスによ
つてガス噴射ヘッド５などを冷却する冷却効果が働い
て、結果的に、凹凸ある基板面へのカバーレイジが非常
に改善される。
しており、第３図と同一部位には同一記号が付けてある
が、その他の11は窒素ガス流入口,12はメッシュ板であ
る。即ち、本発明による成長装置は従来装置と同様に、
半導体基板２を載置した基板ステージ３とガス噴射ヘッ
ド５を対向させ、反応ガスを加熱した半導体基板２に吹
き付けて成長膜を被着させるが、その時、窒素ガスを窒
素ガス流入口11からメッシュ板12を通してガス噴射ヘッ
ド５の周囲から半導体基板２の周囲にシャワー状に噴射
させる。そうすると、反応ガスの半導体基板外の周囲へ
の逸散が窒素ガスに抑えられ、且つ、その窒素ガスによ
つてガス噴射ヘッド５などを冷却する冷却効果が働い
て、結果的に、凹凸ある基板面へのカバーレイジが非常
に改善される。
例えば、第３図に示す従来の化学気相成長装置と、第１
図に示す従来の化学気相成長装置とによつてBPSG膜また
はPSG膜を成長した場合のアスペクト比＝１とした実施
例のカバーレイジ率の比較表を次に示している。
図に示す従来の化学気相成長装置とによつてBPSG膜また
はPSG膜を成長した場合のアスペクト比＝１とした実施
例のカバーレイジ率の比較表を次に示している。
なお、成長条件は加熱温度410℃，従来装置は常圧，本
発明にかかる装置は10Torrの減圧の場合、反応ガスはモ
ノシラン（SiH4），ホスフィン（PH3），ジボラン（B2H
6），酸素（O2）を用い、成長速度900〜1000Å／分とし
ている。且つ、本発明にかかる成長装置におけるシャワ
ー状に噴射させる不活性ガスは窒素ガスを使用し、その
ため、本発明にかかる成長装置の排気系は大きなものを
用いている。
発明にかかる装置は10Torrの減圧の場合、反応ガスはモ
ノシラン（SiH4），ホスフィン（PH3），ジボラン（B2H
6），酸素（O2）を用い、成長速度900〜1000Å／分とし
ている。且つ、本発明にかかる成長装置におけるシャワ
ー状に噴射させる不活性ガスは窒素ガスを使用し、その
ため、本発明にかかる成長装置の排気系は大きなものを
用いている。
また、第２図（ａ），（ｂ）はアスペクト比を変化させ
た場合の側面カバーレイジ率とアスペクト比との関係図
（第２図（ａ））および底面カバーレイジ率とアスペク
ト比との関係図（第２図（ｂ））を示しており、この第
２図に示すデータは曲線Ｉが本発明にかかる成長装置，
曲線IIが従来の成長装置である。且つ、このデータは従
来の成長装置では常圧にした時、本発明にかかる成長装
置では10Torr程度の減圧にした時の値であるが、通常、
アスペクト比が大きい時、常圧で成長する方が減圧の場
合よりカバーレイジが良いとされている。しかし、第２
図に示すデータは従来の成長装置の常圧の場合より本発
明にかかる成長装置の減圧の方が良い結果を得ている。
従つて、本発明による化学気相成長装置はカバーレイジ
の向上に非常に有効なことが明らかである。
た場合の側面カバーレイジ率とアスペクト比との関係図
（第２図（ａ））および底面カバーレイジ率とアスペク
ト比との関係図（第２図（ｂ））を示しており、この第
２図に示すデータは曲線Ｉが本発明にかかる成長装置，
曲線IIが従来の成長装置である。且つ、このデータは従
来の成長装置では常圧にした時、本発明にかかる成長装
置では10Torr程度の減圧にした時の値であるが、通常、
アスペクト比が大きい時、常圧で成長する方が減圧の場
合よりカバーレイジが良いとされている。しかし、第２
図に示すデータは従来の成長装置の常圧の場合より本発
明にかかる成長装置の減圧の方が良い結果を得ている。
従つて、本発明による化学気相成長装置はカバーレイジ
の向上に非常に有効なことが明らかである。
なお、上記実施例は燐を含む絶縁膜についての結果のデ
ータであるが、一般に燐を含む膜はカバーレイジが悪い
とされており、そのため、他の燐を含まない絶縁膜やそ
の他の半導体膜は一層カバーレイジが良くなることが明
白である。
ータであるが、一般に燐を含む膜はカバーレイジが悪い
とされており、そのため、他の燐を含まない絶縁膜やそ
の他の半導体膜は一層カバーレイジが良くなることが明
白である。
以上の説明から判るように、本発明にかかる化学気相成
長層は顕著にカバーレイジが改善され、ICなど半導体装
置の信頼性，品質の向上に著しく寄与する効果がある。
長層は顕著にカバーレイジが改善され、ICなど半導体装
置の信頼性，品質の向上に著しく寄与する効果がある。
第１図は本発明にかかる化学気相成長装置の概要図、 第２図（ａ），（ｂ）はカバーレイジの比較を示す図、 第３図は従来の化学気相成長装置の概要図、 第４図はカバーレイジを説明する図、 第５図は従来の問題点を説明する図である。 図において、 １は成長反応室、２は半導体基板、 ３は基板ステージ、４は反応ガス流入口、 ５はガス噴射ヘッド、６は真空排気口、 ７−１は基板、７−２はアルミニウム膜、 ８は成長膜、９は溝、 10は巣、11は窒素ガス流入口、 12はメッシュ板 を示している。
Claims (1)
- 【請求項１】成長反応室において、反応ガスを噴射する
ガス噴射ヘッドと被成長基板とを対向させ、前記ガス噴
射ヘッドの周囲から前記被成長基板の周囲に不活性ガス
をシャワー状に噴射させるように構成して、反応ガスを
前記被成長基板に噴射して成長するようにしたことを特
徴とする化学気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28779587A JPH07116609B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28779587A JPH07116609B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 化学気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129974A JPH01129974A (ja) | 1989-05-23 |
| JPH07116609B2 true JPH07116609B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=17721848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28779587A Expired - Fee Related JPH07116609B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116609B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0537854B1 (en) * | 1991-10-18 | 1997-09-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of manufacturing a semiconductor device whereby a layer of material is deposited on the surface of a semiconductor wafer from a process gas |
| JP3925566B2 (ja) * | 1996-11-15 | 2007-06-06 | キヤノンアネルバ株式会社 | 薄膜形成装置 |
| US5937323A (en) * | 1997-06-03 | 1999-08-10 | Applied Materials, Inc. | Sequencing of the recipe steps for the optimal low-k HDP-CVD processing |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP28779587A patent/JPH07116609B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01129974A (ja) | 1989-05-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |