JPH07153696A - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法Info
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- JPH07153696A JPH07153696A JP29704293A JP29704293A JPH07153696A JP H07153696 A JPH07153696 A JP H07153696A JP 29704293 A JP29704293 A JP 29704293A JP 29704293 A JP29704293 A JP 29704293A JP H07153696 A JPH07153696 A JP H07153696A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）によ
りボロン含有絶縁膜（ＢＳＧ膜，ＢＰＳＧ膜）を形成す
る成膜方法に関し、形成される膜中にボロンが均一に含
有され、かつパウダー等の発生の少ないボロン含有絶縁
膜の形成方法を提供する。 【構成】所定の温度に設定された容器４ｂ，４ｃ内の１
又は２以上の不純物ソースからキャリアガスを介して不
純物ソースガスを供給し、成膜中に１又は２以上の不純
物を添加する成膜方法において、特定の前記不純物ソー
スの設定温度を下げ、かつ該不純物ソースに供給するキ
ャリアガスの流量を増すことによって前記絶縁膜中の不
純物含有量のばらつきを少なくすることを含む。
りボロン含有絶縁膜（ＢＳＧ膜，ＢＰＳＧ膜）を形成す
る成膜方法に関し、形成される膜中にボロンが均一に含
有され、かつパウダー等の発生の少ないボロン含有絶縁
膜の形成方法を提供する。 【構成】所定の温度に設定された容器４ｂ，４ｃ内の１
又は２以上の不純物ソースからキャリアガスを介して不
純物ソースガスを供給し、成膜中に１又は２以上の不純
物を添加する成膜方法において、特定の前記不純物ソー
スの設定温度を下げ、かつ該不純物ソースに供給するキ
ャリアガスの流量を増すことによって前記絶縁膜中の不
純物含有量のばらつきを少なくすることを含む。
Description
【０００１】（目次） ・産業上の利用分野 ・従来の技術 ・発明が解決しようとする課題（図８） ・課題を解決するための手段 ・作用 ・実施例 （１）本発明の実施例に係る成膜方法に用いられるＭＯ
ＣＶＤ装置の反応ガス供給装置及び成膜部の構成（図
１） （２）本発明の実施例に係るＢＰＳＧ膜の成膜方法（図
２，図３） （３）本発明の実施例に係る成膜方法により作成された
ＢＰＳＧ膜の特性（図４〜図７） ・発明の効果
ＣＶＤ装置の反応ガス供給装置及び成膜部の構成（図
１） （２）本発明の実施例に係るＢＰＳＧ膜の成膜方法（図
２，図３） （３）本発明の実施例に係る成膜方法により作成された
ＢＰＳＧ膜の特性（図４〜図７） ・発明の効果
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、成膜方法に関し、より
詳しくは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）に
よりボロン含有絶縁膜（ＢＳＧ膜，ＢＰＳＧ膜）を形成
する成膜方法に関する。
詳しくは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）に
よりボロン含有絶縁膜（ＢＳＧ膜，ＢＰＳＧ膜）を形成
する成膜方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】半導体装置の高密度化に伴い、ボロンリ
ンガラス膜（ＢＰＳＧ膜:Borophosphosilicateglass
膜）は半導体基板の平坦化を図る上で有用な絶縁膜であ
る。平坦化を図る場合、ＢＰＳＧ膜を溶融し、流動させ
るが、他の工程や使用材料を温度的に制限しないように
するため、溶融温度はできるだけ低いほうがよい。ＢＰ
ＳＧ膜の溶融温度を下げるためにはボロンやリンの添加
量を多くすればよいが、吸湿性が増し、かつボロンやリ
ンの析出が生ずるため、実用上、ボロンやリンの添加量
を適量に調整して用いている。
ンガラス膜（ＢＰＳＧ膜:Borophosphosilicateglass
膜）は半導体基板の平坦化を図る上で有用な絶縁膜であ
る。平坦化を図る場合、ＢＰＳＧ膜を溶融し、流動させ
るが、他の工程や使用材料を温度的に制限しないように
するため、溶融温度はできるだけ低いほうがよい。ＢＰ
ＳＧ膜の溶融温度を下げるためにはボロンやリンの添加
量を多くすればよいが、吸湿性が増し、かつボロンやリ
ンの析出が生ずるため、実用上、ボロンやリンの添加量
を適量に調整して用いている。
【０００４】従来、ＭＯＣＶＤ法により、ボロン含有絶
縁膜、例えばＢＰＳＧ膜やボロンガラス膜（ＢＳＧ膜:B
orosilicateglass膜）を形成する方法においては、ボロ
ンを供給するソースガスとして、ＴＭＢ（Trimethylbor
ate:B(OCH3)3）ソースガスを用いる場合とＴＥＢ（Trie
thylborate:B(OC2H5)3）ソースガスを用いる場合があ
る。
縁膜、例えばＢＰＳＧ膜やボロンガラス膜（ＢＳＧ膜:B
orosilicateglass膜）を形成する方法においては、ボロ
ンを供給するソースガスとして、ＴＭＢ（Trimethylbor
ate:B(OCH3)3）ソースガスを用いる場合とＴＥＢ（Trie
thylborate:B(OC2H5)3）ソースガスを用いる場合があ
る。
【０００５】ＢＰＳＧ膜を形成するためにＴＭＢソース
ガスを用いる方法においては、ＴＥＯＳ（Tetraethylor
thosilicate:Si(OC2H5)4），ＴＭＯＰ（Trimethylphosp
hate:PO(OCH3)3）及びＴＭＢの各ソースガスとオゾン
（Ｏ3 ）を含有する酸素（Ｏ2）ガスとの混合ガスが反
応ガスとして用いられる。以下、オゾンを含有する酸素
ガスを単にオゾン含有ガスと称する。
ガスを用いる方法においては、ＴＥＯＳ（Tetraethylor
thosilicate:Si(OC2H5)4），ＴＭＯＰ（Trimethylphosp
hate:PO(OCH3)3）及びＴＭＢの各ソースガスとオゾン
（Ｏ3 ）を含有する酸素（Ｏ2）ガスとの混合ガスが反
応ガスとして用いられる。以下、オゾンを含有する酸素
ガスを単にオゾン含有ガスと称する。
【０００６】ＴＥＯＳソースガスはＴＥＯＳを含ませた
窒素ガスであり、ＴＥＯＳソースを温度６５℃に加熱し
た状態で、流量約３ＳＬＭの窒素ガス（ソースキャリア
ガス）によりバブリングして作成される。また、ＴＭＯ
ＰソースガスはＴＭＯＰを含ませた窒素ガスであり、Ｔ
ＭＯＰソースを温度６０℃に加熱した状態で、流量約1.
0 〜2.5 ＳＬＭの窒素ガスによりバブリングして作成さ
れる。
窒素ガスであり、ＴＥＯＳソースを温度６５℃に加熱し
た状態で、流量約３ＳＬＭの窒素ガス（ソースキャリア
ガス）によりバブリングして作成される。また、ＴＭＯ
ＰソースガスはＴＭＯＰを含ませた窒素ガスであり、Ｔ
ＭＯＰソースを温度６０℃に加熱した状態で、流量約1.
0 〜2.5 ＳＬＭの窒素ガスによりバブリングして作成さ
れる。
【０００７】更に、ＴＭＢソースガスはＴＭＢを含ませ
た窒素ガスであり、ＴＭＢソースを温度２４℃に保持し
た状態で、流量0.02〜0.1 ＳＬＭの窒素ガスによりバブ
リングして作成される。ここで、ＴＭＢの蒸気圧が高い
ために、ＴＭＢを含ませた窒素ガスは他のソースを含ま
せた窒素ガスよりも流量を少なくしてボロンの添加量の
調整を行っている。
た窒素ガスであり、ＴＭＢソースを温度２４℃に保持し
た状態で、流量0.02〜0.1 ＳＬＭの窒素ガスによりバブ
リングして作成される。ここで、ＴＭＢの蒸気圧が高い
ために、ＴＭＢを含ませた窒素ガスは他のソースを含ま
せた窒素ガスよりも流量を少なくしてボロンの添加量の
調整を行っている。
【０００８】このようにして作成された反応ガスを加熱
された被堆積基板表面に導き、被堆積基板表面で反応さ
せることにより被堆積基板上にＢＰＳＧ膜を堆積させ
る。また、ＢＰＳＧ膜を形成するためにＴＥＢソースガ
スを用いる方法においては、ＴＥＯＳ，ＴＭＯＰ及びＴ
ＥＢの各ソースガスとオゾン含有ガスとの混合ガスが反
応ガスとして用いられる。
された被堆積基板表面に導き、被堆積基板表面で反応さ
せることにより被堆積基板上にＢＰＳＧ膜を堆積させ
る。また、ＢＰＳＧ膜を形成するためにＴＥＢソースガ
スを用いる方法においては、ＴＥＯＳ，ＴＭＯＰ及びＴ
ＥＢの各ソースガスとオゾン含有ガスとの混合ガスが反
応ガスとして用いられる。
【０００９】ＴＥＯＳソースガス及びＴＭＯＰソースガ
スの作成方法は前記と同様であるが、ＴＥＢソースガス
はＴＥＢを含ませた窒素ガスであり、ＴＥＢソースを冷
却し、温度約１０℃に保持した状態で、流量約1.5 ＳＬ
Ｍの窒素ガスによりバブリングして作成される。このよ
うにして作成された反応ガスを加熱された被堆積基板表
面に導き、被堆積基板表面で反応させることにより被堆
積基板上にＢＰＳＧ膜を堆積させる。
スの作成方法は前記と同様であるが、ＴＥＢソースガス
はＴＥＢを含ませた窒素ガスであり、ＴＥＢソースを冷
却し、温度約１０℃に保持した状態で、流量約1.5 ＳＬ
Ｍの窒素ガスによりバブリングして作成される。このよ
うにして作成された反応ガスを加熱された被堆積基板表
面に導き、被堆積基板表面で反応させることにより被堆
積基板上にＢＰＳＧ膜を堆積させる。
【００１０】
【解決しようとする課題】しかし、上記のＴＭＢソース
ガスを用いる方法では、形成されたＢＰＳＧ膜に開口を
形成するため、ウエットエッチングやドライエッチング
によりＢＰＳＧ膜をエッチングすると、図８に示すよう
に、被堆積基板表面近くの下部領域でオーバエッチング
が生じるという問題がある。
ガスを用いる方法では、形成されたＢＰＳＧ膜に開口を
形成するため、ウエットエッチングやドライエッチング
によりＢＰＳＧ膜をエッチングすると、図８に示すよう
に、被堆積基板表面近くの下部領域でオーバエッチング
が生じるという問題がある。
【００１１】また、ＴＥＢソースガスを用いる方法で
は、ＴＥＢの反応性が強いため、成膜チャンバ内で多く
のパウダーが発生し、パーティクルの原因となったり、
被堆積基板への均一なボロンの供給が妨げられて、ＢＰ
ＳＧ膜中のボロン濃度のばらつきを招いたりする。この
ため、成膜チャンバを頻繁にクリーニングする必要があ
り、ＣＶＤ装置の清浄性の維持に手間がかかるという問
題がある。
は、ＴＥＢの反応性が強いため、成膜チャンバ内で多く
のパウダーが発生し、パーティクルの原因となったり、
被堆積基板への均一なボロンの供給が妨げられて、ＢＰ
ＳＧ膜中のボロン濃度のばらつきを招いたりする。この
ため、成膜チャンバを頻繁にクリーニングする必要があ
り、ＣＶＤ装置の清浄性の維持に手間がかかるという問
題がある。
【００１２】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、形成される膜中にボロンが均一に含有さ
れ、かつパウダー等の発生の少ないボロン含有絶縁膜の
形成方法を提供することを目的とするものである。
されたもので、形成される膜中にボロンが均一に含有さ
れ、かつパウダー等の発生の少ないボロン含有絶縁膜の
形成方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、所
定の温度に設定された容器内の１又は２以上の不純物ソ
ースからキャリアガスを介して不純物ソースガスを供給
し、成膜中に１又は２以上の不純物を添加する成膜方法
において、特定の前記不純物ソースの設定温度を下げ、
かつ該不純物ソースに供給するキャリアガスの流量を増
すことによって前記絶縁膜中の不純物含有量のばらつき
を少なくすることを特徴とする成膜方法によって達成さ
れ、第２に、前記特定の不純物ソースに供給するキャリ
アガスの流量は、常温時の流量の５倍以上としたことを
特徴とする第１の発明に記載の成膜方法によって達成さ
れ、第３に、前記特定の不純物ソースは、常温よりも低
い温度に保持されたトリメチルボレート（ＴＭＢ）であ
ることを特徴とする第１又は第２の発明に記載の成膜方
法によって達成され、第４に、前記成膜方法では、他の
前記不純物ソースとしてトリメチルフォスフェイト（Ｔ
ＭＯＰ）を用い、ほかにソースとしてテトラエチルオル
ソシリケート（ＴＥＯＳ）を用い、ボロンリンガラス膜
（ＢＰＳＧ膜）を形成することを特徴とする第３の発明
に記載の成膜方法によって達成され、第５に、前記成膜
方法では、ほかにソースとしてＴＥＯＳを用い、ボロン
ガラス膜（ＢＳＧ膜）を形成することを特徴とする第３
の発明に記載の成膜方法によって達成される。
定の温度に設定された容器内の１又は２以上の不純物ソ
ースからキャリアガスを介して不純物ソースガスを供給
し、成膜中に１又は２以上の不純物を添加する成膜方法
において、特定の前記不純物ソースの設定温度を下げ、
かつ該不純物ソースに供給するキャリアガスの流量を増
すことによって前記絶縁膜中の不純物含有量のばらつき
を少なくすることを特徴とする成膜方法によって達成さ
れ、第２に、前記特定の不純物ソースに供給するキャリ
アガスの流量は、常温時の流量の５倍以上としたことを
特徴とする第１の発明に記載の成膜方法によって達成さ
れ、第３に、前記特定の不純物ソースは、常温よりも低
い温度に保持されたトリメチルボレート（ＴＭＢ）であ
ることを特徴とする第１又は第２の発明に記載の成膜方
法によって達成され、第４に、前記成膜方法では、他の
前記不純物ソースとしてトリメチルフォスフェイト（Ｔ
ＭＯＰ）を用い、ほかにソースとしてテトラエチルオル
ソシリケート（ＴＥＯＳ）を用い、ボロンリンガラス膜
（ＢＰＳＧ膜）を形成することを特徴とする第３の発明
に記載の成膜方法によって達成され、第５に、前記成膜
方法では、ほかにソースとしてＴＥＯＳを用い、ボロン
ガラス膜（ＢＳＧ膜）を形成することを特徴とする第３
の発明に記載の成膜方法によって達成される。
【００１４】
【作用】本願発明者の調査によれば、従来例のＴＭＢを
用いた方法で形成されたＢＰＳＧ膜中のボロンの濃度分
布をＳＩＭＳ法により調査したところ、図３（ｂ）に示
すように、被堆積基板表面から４００Å前後の下部領域
でボロン濃度が低下していることが分かった。従って、
このようなボロン濃度の低い箇所はエッチングレートが
高いため、ＢＰＳＧ膜の下部領域でオーバエッチングが
生じたものと考えられる。
用いた方法で形成されたＢＰＳＧ膜中のボロンの濃度分
布をＳＩＭＳ法により調査したところ、図３（ｂ）に示
すように、被堆積基板表面から４００Å前後の下部領域
でボロン濃度が低下していることが分かった。従って、
このようなボロン濃度の低い箇所はエッチングレートが
高いため、ＢＰＳＧ膜の下部領域でオーバエッチングが
生じたものと考えられる。
【００１５】ボロン濃度が低下する理由として次のよう
なことが考えられる。即ち、ＴＭＢソースガスでは他の
ソースガスと比べてバブリング用のキャリアガスの流量
が少ないため、キャリアガスの流量の僅かな変動でもＴ
ＭＢの供給量が不安定になりやすいし、成膜初期の段階
でチャンバ内に十分に行き渡りにくい。このため、堆積
開始直後からキャリアガス流量が安定するまでのある期
間、ＢＰＳＧ膜中に取り込まれるボロン量は変動しやす
く、また、形成されたＢＰＳＧ膜は被堆積基板表面から
３００〜５００Åの下部領域でボロン濃度が低下する場
合がある。
なことが考えられる。即ち、ＴＭＢソースガスでは他の
ソースガスと比べてバブリング用のキャリアガスの流量
が少ないため、キャリアガスの流量の僅かな変動でもＴ
ＭＢの供給量が不安定になりやすいし、成膜初期の段階
でチャンバ内に十分に行き渡りにくい。このため、堆積
開始直後からキャリアガス流量が安定するまでのある期
間、ＢＰＳＧ膜中に取り込まれるボロン量は変動しやす
く、また、形成されたＢＰＳＧ膜は被堆積基板表面から
３００〜５００Åの下部領域でボロン濃度が低下する場
合がある。
【００１６】本発明の成膜方法によれば、成膜に使用す
る複数のソースのうち、特定の不純物ソースの温度を下
げ、かつその不純物ソースのキャリアガスの流量を増し
ている。特に、ＴＭＢソースの場合、蒸気圧が高いの
で、ＴＭＢソース温度を常温よりも低い適当な温度とす
ることにより、蒸気圧を適当に下げることができる。こ
のため、形成される膜中に添加されるボロン量を保持し
たまま、キャリアガスの流量を増やすことができる。
る複数のソースのうち、特定の不純物ソースの温度を下
げ、かつその不純物ソースのキャリアガスの流量を増し
ている。特に、ＴＭＢソースの場合、蒸気圧が高いの
で、ＴＭＢソース温度を常温よりも低い適当な温度とす
ることにより、蒸気圧を適当に下げることができる。こ
のため、形成される膜中に添加されるボロン量を保持し
たまま、キャリアガスの流量を増やすことができる。
【００１７】従って、ボロンの供給の不安定性が解消さ
れるとともに、成膜初期の段階でチャンバ内に十分にボ
ロンが行き渡る。これにより、形成される絶縁膜中に取
り込まれるボロン量はキャリアガスの変動に対してあま
り変動しなくなり、調整が容易になる。また、膜形成初
期のボロン濃度低下を防止することができる。例えば、
目安としてＴＥＯＳやＴＭＯＰのソースキャリアガスの
流量とあまり異ならないような流量とすることが必要で
ある。調査の結果より、ＴＭＢソースをバブリングする
ソースキャリアガスの流量は、常温時の流量の５倍以上
が望ましい。この場合、形成される膜中への必要なボロ
ン添加量に基づいて、ソースガス流量が上記条件を満た
すように、ソース温度を調整することが必要になる。
れるとともに、成膜初期の段階でチャンバ内に十分にボ
ロンが行き渡る。これにより、形成される絶縁膜中に取
り込まれるボロン量はキャリアガスの変動に対してあま
り変動しなくなり、調整が容易になる。また、膜形成初
期のボロン濃度低下を防止することができる。例えば、
目安としてＴＥＯＳやＴＭＯＰのソースキャリアガスの
流量とあまり異ならないような流量とすることが必要で
ある。調査の結果より、ＴＭＢソースをバブリングする
ソースキャリアガスの流量は、常温時の流量の５倍以上
が望ましい。この場合、形成される膜中への必要なボロ
ン添加量に基づいて、ソースガス流量が上記条件を満た
すように、ソース温度を調整することが必要になる。
【００１８】また、ＴＭＢソースガスを用いているの
で、ＴＥＢソースガスの場合ほどパウダが生じないとい
う利点もある。このため、成膜部のクリーニングもＴＥ
Ｂの場合ほど頻繁に行わなくても、ボロン濃度のばらつ
きやパーティクルの発生を抑制することが可能になる。
従って、装置のスループットが向上する。
で、ＴＥＢソースガスの場合ほどパウダが生じないとい
う利点もある。このため、成膜部のクリーニングもＴＥ
Ｂの場合ほど頻繁に行わなくても、ボロン濃度のばらつ
きやパーティクルの発生を抑制することが可能になる。
従って、装置のスループットが向上する。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。 （１）本発明の実施例に係る成膜方法に用いられるＭＯ
ＣＶＤ装置の反応ガス供給装置及び成膜部の構成につい
ての説明 図１は、ＭＯＣＶＤ装置の反応ガス供給装置の構成図で
ある。同図において、２ａは反応ガスをガス分散具２６
に送るガス配管で、オゾンを含有する酸素ガス（オゾン
含有ガス）、ＴＥＯＳソースを含む窒素ガス（ＴＥＯＳ
ソースガス）、ＴＭＯＰソースを含む窒素ガス（ＴＭＯ
Ｐソースガス）及びＴＭＢソースを含む窒素ガス（ＴＭ
Ｂソースガス）を流すガス配管２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｇ
がそれぞれ接続され、かつガス分散具２６と接続されて
いるガス配管２ｉが接続されている。
ついて説明する。 （１）本発明の実施例に係る成膜方法に用いられるＭＯ
ＣＶＤ装置の反応ガス供給装置及び成膜部の構成につい
ての説明 図１は、ＭＯＣＶＤ装置の反応ガス供給装置の構成図で
ある。同図において、２ａは反応ガスをガス分散具２６
に送るガス配管で、オゾンを含有する酸素ガス（オゾン
含有ガス）、ＴＥＯＳソースを含む窒素ガス（ＴＥＯＳ
ソースガス）、ＴＭＯＰソースを含む窒素ガス（ＴＭＯ
Ｐソースガス）及びＴＭＢソースを含む窒素ガス（ＴＭ
Ｂソースガス）を流すガス配管２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｇ
がそれぞれ接続され、かつガス分散具２６と接続されて
いるガス配管２ｉが接続されている。
【００２０】ガス配管２ｂはオゾン発生装置３により形
成されたオゾン含有ガスを流す。ガス配管２ｃはＴＥＯ
Ｓソースガスを流す。ガス配管２ｅはＴＭＯＰソースガ
スを流す。ガス配管２ｇはＴＭＢソースガスを流す。そ
れぞれのガス配管２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｇには、通流／
停止を調整するバルブ５ａ〜５ｃ，５ｅ，５ｇが設けら
れている。
成されたオゾン含有ガスを流す。ガス配管２ｃはＴＥＯ
Ｓソースガスを流す。ガス配管２ｅはＴＭＯＰソースガ
スを流す。ガス配管２ｇはＴＭＢソースガスを流す。そ
れぞれのガス配管２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｇには、通流／
停止を調整するバルブ５ａ〜５ｃ，５ｅ，５ｇが設けら
れている。
【００２１】また、２ｄ，２ｆ及び２ｈはそれぞれソー
スキャリアガスとしての窒素ガス（キャリアガス）をＴ
ＥＯＳソース，ＴＭＯＰソース及びＴＭＢソースの収納
された容器７ａ〜７ｃに送るガス配管で、ＴＥＯＳソー
ス，ＴＭＯＰソース及びＴＭＢソース中に浸漬され、窒
素ガスのバブリングによりＴＥＯＳ，ＴＭＯＰ及びＴＭ
Ｂを含むソースガスを形成する。更に、それぞれのガス
配管２ｄ，２ｆ，２ｈには通流／停止を調整するバルブ
５ｄ，５ｆ，５ｈが設けられている。
スキャリアガスとしての窒素ガス（キャリアガス）をＴ
ＥＯＳソース，ＴＭＯＰソース及びＴＭＢソースの収納
された容器７ａ〜７ｃに送るガス配管で、ＴＥＯＳソー
ス，ＴＭＯＰソース及びＴＭＢソース中に浸漬され、窒
素ガスのバブリングによりＴＥＯＳ，ＴＭＯＰ及びＴＭ
Ｂを含むソースガスを形成する。更に、それぞれのガス
配管２ｄ，２ｆ，２ｈには通流／停止を調整するバルブ
５ｄ，５ｆ，５ｈが設けられている。
【００２２】更に、２ｉはガス配管２ａから分岐し、ガ
ス分散具２６と接続しているガス配管で、通流／停止を
調整するバルブ５ｉが設けられている。また、３はガス
配管２ｂと接続されているオゾン発生装置、４ａ〜４ｃ
はそれぞれＴＥＯＳソース，ＴＭＯＰソース及びＴＭＢ
ソースを収納する容器で、密封されている。７ａ，７ｂ
はそれぞれＴＥＯＳ容器４ａ，ＴＭＯＰ容器４ｂの周辺
部に設けられ、ＴＥＯＳソース及びＴＭＯＰソースを加
熱し、保温するヒータ、８はＴＭＢ容器４ｃの周辺部に
設けられ、ＴＭＢソースを冷却し、保温する冷却器、６
ａ〜６ｄはオゾン発生装置３に送る酸素ガスやキャリア
ガスとしての窒素ガスの流量を調整するマスフローコン
トローラである。
ス分散具２６と接続しているガス配管で、通流／停止を
調整するバルブ５ｉが設けられている。また、３はガス
配管２ｂと接続されているオゾン発生装置、４ａ〜４ｃ
はそれぞれＴＥＯＳソース，ＴＭＯＰソース及びＴＭＢ
ソースを収納する容器で、密封されている。７ａ，７ｂ
はそれぞれＴＥＯＳ容器４ａ，ＴＭＯＰ容器４ｂの周辺
部に設けられ、ＴＥＯＳソース及びＴＭＯＰソースを加
熱し、保温するヒータ、８はＴＭＢ容器４ｃの周辺部に
設けられ、ＴＭＢソースを冷却し、保温する冷却器、６
ａ〜６ｄはオゾン発生装置３に送る酸素ガスやキャリア
ガスとしての窒素ガスの流量を調整するマスフローコン
トローラである。
【００２３】また、９は配管２ａの最も上流に設けら
れ、オゾン含有ガス，ＴＥＯＳソースガス，ＴＭＯＰソ
ースガス及びＴＭＢソースガスを混合した反応ガスをガ
ス分散具２６まで導く搬送ガスを導入する搬送ガス導入
口で、大きい流量、例えば１８ＳＬＭの窒素ガスを流
す。ＢＳＧ膜（ボロンガラス膜）を形成する際にはＴＭ
Ｂソースガスが用いられ、更にＢＰＳＧ膜（ボロンリン
ガラス膜）を形成する際にはＴＭＯＰソースガス及びＴ
ＭＢソースガスの両方が用いられる。なお、ＰＳＧ膜
（リンガラス膜）を形成する際にはＴＭＯＰソースガス
が用いられる。
れ、オゾン含有ガス，ＴＥＯＳソースガス，ＴＭＯＰソ
ースガス及びＴＭＢソースガスを混合した反応ガスをガ
ス分散具２６まで導く搬送ガスを導入する搬送ガス導入
口で、大きい流量、例えば１８ＳＬＭの窒素ガスを流
す。ＢＳＧ膜（ボロンガラス膜）を形成する際にはＴＭ
Ｂソースガスが用いられ、更にＢＰＳＧ膜（ボロンリン
ガラス膜）を形成する際にはＴＭＯＰソースガス及びＴ
ＭＢソースガスの両方が用いられる。なお、ＰＳＧ膜
（リンガラス膜）を形成する際にはＴＭＯＰソースガス
が用いられる。
【００２４】なお、ガス配管２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇ，
２ｉは、通常、通流中のソースガスが液化してガス配管
２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇ，２ｉの内壁に付着しないよう
に、不図示のヒータ等によりソース温度以上の温度に保
たれる。以上が反応ガス供給装置を構成する。上記の反
応ガス供給装置から供給された反応ガスは成膜部に送ら
れる。
２ｉは、通常、通流中のソースガスが液化してガス配管
２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇ，２ｉの内壁に付着しないよう
に、不図示のヒータ等によりソース温度以上の温度に保
たれる。以上が反応ガス供給装置を構成する。上記の反
応ガス供給装置から供給された反応ガスは成膜部に送ら
れる。
【００２５】次に、成膜部について説明する。図１中、
符号２１はチャンバ、２２はチャンバ２１内から使用済
みのガスや不要なガスを排出する排気口で、排気管２３
によりチャンバ２１外に送られる。２４は真空チャック
等によりウエハ載置面にウエハを載置し、固定するウエ
ハ保持具、２５はウエハ保持具２４と分離して設けら
れ、ウエハ保持具２４を介してウエハ２７を間接的に加
熱するヒータ、２６はウエハ保持具２４のウエハ載置面
に対向するように設けられ、反応ガスをウエハ載置面の
ウエハ２７表面に放出するガス分散具である。 （２）本発明の実施例に係る成膜方法の説明 （Ａ）成膜条件を変化させた場合のＢＰＳＧ膜中のボロ
ン濃度とリン濃度との関係についての説明 図２はＢＰＳＧ膜を作成する方法において用いられる各
ソースの温度と対応するソースガスの蒸気圧との関係を
示す特性図である。縦軸は対数目盛で表した各ソースガ
スの蒸気圧（ｍｍＨｇ）を示し、横軸は比例目盛で表し
たソース温度（℃）を示す。なお、比較のため、ＴＥＢ
についても示す。
符号２１はチャンバ、２２はチャンバ２１内から使用済
みのガスや不要なガスを排出する排気口で、排気管２３
によりチャンバ２１外に送られる。２４は真空チャック
等によりウエハ載置面にウエハを載置し、固定するウエ
ハ保持具、２５はウエハ保持具２４と分離して設けら
れ、ウエハ保持具２４を介してウエハ２７を間接的に加
熱するヒータ、２６はウエハ保持具２４のウエハ載置面
に対向するように設けられ、反応ガスをウエハ載置面の
ウエハ２７表面に放出するガス分散具である。 （２）本発明の実施例に係る成膜方法の説明 （Ａ）成膜条件を変化させた場合のＢＰＳＧ膜中のボロ
ン濃度とリン濃度との関係についての説明 図２はＢＰＳＧ膜を作成する方法において用いられる各
ソースの温度と対応するソースガスの蒸気圧との関係を
示す特性図である。縦軸は対数目盛で表した各ソースガ
スの蒸気圧（ｍｍＨｇ）を示し、横軸は比例目盛で表し
たソース温度（℃）を示す。なお、比較のため、ＴＥＢ
についても示す。
【００２６】図に示すように、ＴＭＢの蒸気圧は他のソ
ースと比べて相当高いことがわかる。この場合、ソース
温度を常温よりも低い適当な温度にして蒸気圧を下げる
ことにより、ボロンの供給量を一定量に保持したまま、
キャリアガスの流量を増やすことができる。これによ
り、ボロンの供給の不安定性が解消されるとともに、成
膜初期の段階でチャンバ内に十分にボロンが行き渡りや
すくなる。従って、キャリアガスの流量の変動に対して
ＢＰＳＧ膜中に取り込まれるボロン量の変動を小さく抑
えることができるとともに、初期濃度低下を防止するこ
とができる。特に、調査結果より、ＴＭＢソースガスの
流量は常温時の流量の５倍以上の流量が好ましい。な
お、ＢＰＳＧ膜中のボロン添加量はソース温度と流量に
より調整可能である。
ースと比べて相当高いことがわかる。この場合、ソース
温度を常温よりも低い適当な温度にして蒸気圧を下げる
ことにより、ボロンの供給量を一定量に保持したまま、
キャリアガスの流量を増やすことができる。これによ
り、ボロンの供給の不安定性が解消されるとともに、成
膜初期の段階でチャンバ内に十分にボロンが行き渡りや
すくなる。従って、キャリアガスの流量の変動に対して
ＢＰＳＧ膜中に取り込まれるボロン量の変動を小さく抑
えることができるとともに、初期濃度低下を防止するこ
とができる。特に、調査結果より、ＴＭＢソースガスの
流量は常温時の流量の５倍以上の流量が好ましい。な
お、ＢＰＳＧ膜中のボロン添加量はソース温度と流量に
より調整可能である。
【００２７】図３は、ＴＭＢソースガスの流量及びＴＭ
ＯＰソースガスの流量を変化させた場合のＢＰＳＧ膜中
のリン濃度とボロン濃度との関係を示す特性図である。
縦軸は比例目盛で示したリン濃度（ｗｔ％）を表し、横
軸は比例目盛で示したボロン濃度（ｗｔ％）を表す。以
下、成膜条件について示す。ＴＭＢソースガスの流量及
びＴＭＯＰソースガスの流量については調査範囲を示
す。
ＯＰソースガスの流量を変化させた場合のＢＰＳＧ膜中
のリン濃度とボロン濃度との関係を示す特性図である。
縦軸は比例目盛で示したリン濃度（ｗｔ％）を表し、横
軸は比例目盛で示したボロン濃度（ｗｔ％）を表す。以
下、成膜条件について示す。ＴＭＢソースガスの流量及
びＴＭＯＰソースガスの流量については調査範囲を示
す。
【００２８】ＴＥＯＳソースガス流量：３ＳＬＭ ＴＥＯＳソース温度：６５℃ ＴＭＯＰソースガス流量：1.0 〜2.5 ＳＬＭ ＴＭＯＰソース温度：６０℃ ＴＭＢソースガス流量：0.5 〜2.0 ＳＬＭ ＴＭＢソース温度：−２３℃ オゾン含有ガス流量：7.5 ＳＬＭ（Ｏ3 濃度＝４％） 搬送ガス：窒素ガス 搬送ガス流量：１８ＳＬＭ デポ温度：４００℃ 膜厚：5000Å 図３によれば、ＴＭＯＰソースガスの流量を一定にして
おいてＴＭＢソースガスの流量を増すと、リン濃度が低
下するとともにボロン濃度が増す。一方、ＴＭＢソース
ガスの流量を一定にしておいてＴＭＯＰソースガスの流
量を増すと、リン濃度は増すが、ボロン濃度は低下する
場合も増える場合もあり、全体としてあまり変化しな
い。上記のＴＭＢソースガスの流量及びＴＭＯＰソース
ガスの流量の範囲において、リン濃度を2.5 〜7.2 wt％
の範囲で，ボロン濃度を2.4 〜5.5wt％の範囲でそれぞ
れ調整することができる。
おいてＴＭＢソースガスの流量を増すと、リン濃度が低
下するとともにボロン濃度が増す。一方、ＴＭＢソース
ガスの流量を一定にしておいてＴＭＯＰソースガスの流
量を増すと、リン濃度は増すが、ボロン濃度は低下する
場合も増える場合もあり、全体としてあまり変化しな
い。上記のＴＭＢソースガスの流量及びＴＭＯＰソース
ガスの流量の範囲において、リン濃度を2.5 〜7.2 wt％
の範囲で，ボロン濃度を2.4 〜5.5wt％の範囲でそれぞ
れ調整することができる。
【００２９】なお、上記のリン濃度及びボロン濃度の範
囲は一例を示したものであり、上記のソース温度条件以
外でも本発明に適用することができる。その場合、形成
される膜中への必要なボロン添加量に基づいて、ＴＭＢ
ソースガス流量が上記条件を満たすようにソース温度を
調整することが必要になる。以上より、上記の成膜条件
を適切に調整することにより、リン濃度及びボロン濃度
が所定の範囲に入るようにしつつ、かつ濃度のばらつき
が極力小さくなるようにすることができる。
囲は一例を示したものであり、上記のソース温度条件以
外でも本発明に適用することができる。その場合、形成
される膜中への必要なボロン添加量に基づいて、ＴＭＢ
ソースガス流量が上記条件を満たすようにソース温度を
調整することが必要になる。以上より、上記の成膜条件
を適切に調整することにより、リン濃度及びボロン濃度
が所定の範囲に入るようにしつつ、かつ濃度のばらつき
が極力小さくなるようにすることができる。
【００３０】（Ｂ）成膜方法の説明 次に、図１に示す反応ガス供給装置を用いて成膜部のウ
エハ２７上にＢＰＳＧ膜を形成する方法について、図１
を参照しながら説明する。まず、図１に示すような反応
ガス供給装置において、ヒータ７ａ，７ｂによりＴＥＯ
Ｓソース及びＴＭＯＰソースを加熱し、ソース温度をそ
れぞれ６５℃，６０℃に保持する。また、冷却器８によ
りＴＭＢソースを冷却し、温度−２３〜−２７℃に保持
する。
エハ２７上にＢＰＳＧ膜を形成する方法について、図１
を参照しながら説明する。まず、図１に示すような反応
ガス供給装置において、ヒータ７ａ，７ｂによりＴＥＯ
Ｓソース及びＴＭＯＰソースを加熱し、ソース温度をそ
れぞれ６５℃，６０℃に保持する。また、冷却器８によ
りＴＭＢソースを冷却し、温度−２３〜−２７℃に保持
する。
【００３１】このような状態で、ウエハ保持具２４のウ
エハ載置面にウエハ２７を接触させるとともに、真空チ
ャックによりウエハ２７をウエハ載置面に固定する。こ
のとき、ヒータ２５に電力を供給し、ウエハ保持具２４
のウエハ載置面の温度を約400 ℃に保持する。次に、ウ
エハ２７の温度が約400 ℃に達した後、反応ガス供給装
置のバルブ５ｂを開けて流量7.5 ＳＬＭの酸素ガスをオ
ゾン発生装置３に導入してオゾン濃度４％のオゾン含有
ガスを形成するとともに、バルブ５ａを開けてこのオゾ
ン含有ガスをガス配管２ａに送る。
エハ載置面にウエハ２７を接触させるとともに、真空チ
ャックによりウエハ２７をウエハ載置面に固定する。こ
のとき、ヒータ２５に電力を供給し、ウエハ保持具２４
のウエハ載置面の温度を約400 ℃に保持する。次に、ウ
エハ２７の温度が約400 ℃に達した後、反応ガス供給装
置のバルブ５ｂを開けて流量7.5 ＳＬＭの酸素ガスをオ
ゾン発生装置３に導入してオゾン濃度４％のオゾン含有
ガスを形成するとともに、バルブ５ａを開けてこのオゾ
ン含有ガスをガス配管２ａに送る。
【００３２】また、バルブ５ｄを開けて流量約３ＳＬＭ
の窒素ガスをＴＥＯＳ容器４ａに送り込み、バブリング
するとともに、バルブ５ｃを開けてＴＥＯＳを含む窒素
ガスをガス配管２ａに送る。更に、バルブ５ｆを開けて
流量約1.3 ＳＬＭの窒素ガスをＴＭＯＰ容器４ｂに送り
込み、バブリングするとともに、バルブ５ｅを開けてＴ
ＭＯＰを含む窒素ガスをガス配管２ａに送る。
の窒素ガスをＴＥＯＳ容器４ａに送り込み、バブリング
するとともに、バルブ５ｃを開けてＴＥＯＳを含む窒素
ガスをガス配管２ａに送る。更に、バルブ５ｆを開けて
流量約1.3 ＳＬＭの窒素ガスをＴＭＯＰ容器４ｂに送り
込み、バブリングするとともに、バルブ５ｅを開けてＴ
ＭＯＰを含む窒素ガスをガス配管２ａに送る。
【００３３】また、バルブ５ｈを開けて流量約1.3 ＳＬ
Ｍの窒素ガスをＴＭＢ容器４ｃに送り込み、バブリング
するとともに、バルブ５ｇを開けてＴＭＢを含む窒素ガ
スをガス配管２ａに送る。これにより、反応ガスとして
ＴＥＯＳ，ＴＭＯＰ，ＴＭＢ及びオゾン含有ガスの混合
ガスがガス配管２ａ及び２ｉを流通して、ガス分散具２
６に送られ、ウエハ２７上に放出される。この時、ガス
配管２ｃ，２ａ，２ｉ等をソース加熱の温度よりも高い
６５℃以上の温度に保持しているので、流通する反応ガ
スの蒸気圧はガス配管２ｃ，２ａ，２ｉ等中での飽和蒸
気圧以下となり、ガス配管２ｃ，２ａ，２ｉ等の内壁で
液化が生じない。このため、反応ガスの組成の変動も生
じない。
Ｍの窒素ガスをＴＭＢ容器４ｃに送り込み、バブリング
するとともに、バルブ５ｇを開けてＴＭＢを含む窒素ガ
スをガス配管２ａに送る。これにより、反応ガスとして
ＴＥＯＳ，ＴＭＯＰ，ＴＭＢ及びオゾン含有ガスの混合
ガスがガス配管２ａ及び２ｉを流通して、ガス分散具２
６に送られ、ウエハ２７上に放出される。この時、ガス
配管２ｃ，２ａ，２ｉ等をソース加熱の温度よりも高い
６５℃以上の温度に保持しているので、流通する反応ガ
スの蒸気圧はガス配管２ｃ，２ａ，２ｉ等中での飽和蒸
気圧以下となり、ガス配管２ｃ，２ａ，２ｉ等の内壁で
液化が生じない。このため、反応ガスの組成の変動も生
じない。
【００３４】この状態を所定の時間保持することによ
り、所定の膜厚のＢＰＳＧ膜がウエハ２７上に形成され
る。このとき、ＴＭＢソースを冷却することによりＴＭ
Ｂの蒸気圧を下げ、ＴＭＢソースガスの流量を増やして
いるので、ボロン供給量の初期の変動を抑え、かつソー
スキャリアガスの流量の変動に対するボロン供給量の変
動を抑えることができる。従って、ＢＰＳＧ膜中にはボ
ロンが均一に添加される。
り、所定の膜厚のＢＰＳＧ膜がウエハ２７上に形成され
る。このとき、ＴＭＢソースを冷却することによりＴＭ
Ｂの蒸気圧を下げ、ＴＭＢソースガスの流量を増やして
いるので、ボロン供給量の初期の変動を抑え、かつソー
スキャリアガスの流量の変動に対するボロン供給量の変
動を抑えることができる。従って、ＢＰＳＧ膜中にはボ
ロンが均一に添加される。
【００３５】また、ソース温度と流量を適当に調整する
ことにより所望の不純物濃度が得られる。調査によれ
ば、形成されたＢＰＳＧ膜中のリン濃度は4.0 〜4.1 wt
％であり、ボロン濃度は3.4 〜3.7 wt％であった。更
に、ＴＭＢソースを用いているので、ＴＥＢソースを用
いた場合に比べて、チャンバ内でパウダーの発生が大幅
に減少した。従って、ボロン濃度のばらつきを抑制する
ために、ＴＥＢソースを用いた場合ほどチャンバを頻繁
にクリーニングする必要はなくなった。 （３）上記の成膜方法により形成されたＢＰＳＧ膜の特
性についての説明 （Ａ）ＢＰＳＧ膜中のボロン濃度分布の調査結果につい
ての説明 図４（ａ）にＢＰＳＧ膜中のボロン濃度分布について、
ＳＩＭＳ法により調査した結果について示す。縦軸はＢ
ＰＳＧ膜中のＳｉ，Ｐ及びＢ各粒子の検出強度（ｃｐ
ｓ）を表し、横軸はＢＰＳＧ膜の表面からの深さ（ｎ
ｍ）を表す。なお、比較のため、図４（ｂ）に従来のＴ
ＭＢを用いた成膜方法により作成されたＢＰＳＧ膜につ
いて同様な調査をした結果について示す。
ことにより所望の不純物濃度が得られる。調査によれ
ば、形成されたＢＰＳＧ膜中のリン濃度は4.0 〜4.1 wt
％であり、ボロン濃度は3.4 〜3.7 wt％であった。更
に、ＴＭＢソースを用いているので、ＴＥＢソースを用
いた場合に比べて、チャンバ内でパウダーの発生が大幅
に減少した。従って、ボロン濃度のばらつきを抑制する
ために、ＴＥＢソースを用いた場合ほどチャンバを頻繁
にクリーニングする必要はなくなった。 （３）上記の成膜方法により形成されたＢＰＳＧ膜の特
性についての説明 （Ａ）ＢＰＳＧ膜中のボロン濃度分布の調査結果につい
ての説明 図４（ａ）にＢＰＳＧ膜中のボロン濃度分布について、
ＳＩＭＳ法により調査した結果について示す。縦軸はＢ
ＰＳＧ膜中のＳｉ，Ｐ及びＢ各粒子の検出強度（ｃｐ
ｓ）を表し、横軸はＢＰＳＧ膜の表面からの深さ（ｎ
ｍ）を表す。なお、比較のため、図４（ｂ）に従来のＴ
ＭＢを用いた成膜方法により作成されたＢＰＳＧ膜につ
いて同様な調査をした結果について示す。
【００３６】調査に用いた試料は、上記の成膜方法によ
り作成されたものであり、シリコンからなる下地基板上
に形成されたＢＰＳＧ膜の膜厚は約２００ｎｍ程度であ
る。なお、図４（ｂ）の従来の場合、ＢＰＳＧ膜の膜厚
は約２７０ｎｍ程度である。その結果によれば、図４
（ａ）に示すように、下地基板の近くまでＢＰＳＧ膜中
のリン濃度及びボロン濃度ともに大きな変動はなく、均
一な濃度分布が得られていることを示す。一方、従来の
場合、図４（ｂ）に示すように、下地基板に近いＢＰＳ
Ｇ膜中のボロン濃度分布は界面から約３８０Åのところ
から界面にかけて急激に減少していることがわかる。
り作成されたものであり、シリコンからなる下地基板上
に形成されたＢＰＳＧ膜の膜厚は約２００ｎｍ程度であ
る。なお、図４（ｂ）の従来の場合、ＢＰＳＧ膜の膜厚
は約２７０ｎｍ程度である。その結果によれば、図４
（ａ）に示すように、下地基板の近くまでＢＰＳＧ膜中
のリン濃度及びボロン濃度ともに大きな変動はなく、均
一な濃度分布が得られていることを示す。一方、従来の
場合、図４（ｂ）に示すように、下地基板に近いＢＰＳ
Ｇ膜中のボロン濃度分布は界面から約３８０Åのところ
から界面にかけて急激に減少していることがわかる。
【００３７】以上のように、ＢＰＳＧ膜中のボロン濃度
分布に大きな変動はなく、膜全体にわたって均一なボロ
ン濃度分布が得られるので、従来例のようなボロン濃度
の低下に起因する異常エッチングを防止することができ
る。 （Ｂ）ＢＰＳＧ膜中のボロン濃度分布の均一性の調査に
ついての説明 図５にＢＰＳＧ膜中のボロン濃度のウエハ面内のばらつ
きについて調査した結果について示す。縦軸はボロン濃
度のばらつきを表し、下の式で表す。 ΔＮ＝１／２×（Ｎmax −Ｎmin ）／Ｎave 但し、Ｎmax ：ボロン濃度分布のウエハ面内での最大値 Ｎmin ：ボロン濃度分布のウエハ面内での最少値 Ｎave ：ボロン濃度分布のウエハ面内での平均値 また、横軸はウエハの処理枚数を表す。
分布に大きな変動はなく、膜全体にわたって均一なボロ
ン濃度分布が得られるので、従来例のようなボロン濃度
の低下に起因する異常エッチングを防止することができ
る。 （Ｂ）ＢＰＳＧ膜中のボロン濃度分布の均一性の調査に
ついての説明 図５にＢＰＳＧ膜中のボロン濃度のウエハ面内のばらつ
きについて調査した結果について示す。縦軸はボロン濃
度のばらつきを表し、下の式で表す。 ΔＮ＝１／２×（Ｎmax −Ｎmin ）／Ｎave 但し、Ｎmax ：ボロン濃度分布のウエハ面内での最大値 Ｎmin ：ボロン濃度分布のウエハ面内での最少値 Ｎave ：ボロン濃度分布のウエハ面内での平均値 また、横軸はウエハの処理枚数を表す。
【００３８】なお、比較のため、ＴＥＢソースガスを用
いた方法によりＢＰＳＧ膜を形成する場合についても同
様な調査を行った。また、本発明の実施例の場合、処理
枚数３００枚の調査範囲内ではチャンバ内をクリーニン
グしていないが、ＴＥＢソースガスを用いた方法の場
合、処理枚数１００枚毎にチャンバ内をクリーニングし
ている。
いた方法によりＢＰＳＧ膜を形成する場合についても同
様な調査を行った。また、本発明の実施例の場合、処理
枚数３００枚の調査範囲内ではチャンバ内をクリーニン
グしていないが、ＴＥＢソースガスを用いた方法の場
合、処理枚数１００枚毎にチャンバ内をクリーニングし
ている。
【００３９】実施例の試料は、上記（２）の（Ｂ）で説
明した成膜方法及び条件により作成された。但し、成膜
時間を実施例よりも長くし、膜厚5000Åとしている。一
方、ＴＥＢを用いた方法の場合の条件を以下に示す。 ＴＥＯＳソースガス流量：３ＳＬＭ ＴＥＯＳソース温度：６５℃ ＴＭＯＰソースガス流量：1.5 ＳＬＭ ＴＭＯＰソース温度：６０℃ ＴＥＢソースガス流量：1.5 ＳＬＭ ＴＥＢソース温度：１０℃ Ｏ3 ／Ｏ2 流量：7.5 ＳＬＭ（Ｏ3 濃度＝４％） デポ温度：４００℃ また、ＴＥＢを用いた方法により形成されたＢＰＳＧ膜
の特性を以下に示す。
明した成膜方法及び条件により作成された。但し、成膜
時間を実施例よりも長くし、膜厚5000Åとしている。一
方、ＴＥＢを用いた方法の場合の条件を以下に示す。 ＴＥＯＳソースガス流量：３ＳＬＭ ＴＥＯＳソース温度：６５℃ ＴＭＯＰソースガス流量：1.5 ＳＬＭ ＴＭＯＰソース温度：６０℃ ＴＥＢソースガス流量：1.5 ＳＬＭ ＴＥＢソース温度：１０℃ Ｏ3 ／Ｏ2 流量：7.5 ＳＬＭ（Ｏ3 濃度＝４％） デポ温度：４００℃ また、ＴＥＢを用いた方法により形成されたＢＰＳＧ膜
の特性を以下に示す。
【００４０】膜厚：5000Å リン濃度：4.0 〜4.3 wt％ ボロン濃度：3.4 〜3.7 wt％ 結果によれば、本発明の実施例の場合、処理枚数３００
枚の調査範囲内ではチャンバ内をクリーニングしていな
いにもかかわらず、ボロン濃度のばらつきが±３％以内
に入っている。一方、ＴＥＢソースガスを用いた方法の
場合、処理枚数がほぼ１００枚に達する毎にボロン濃度
のばらつきが±３％を越えた。これは、パウダーがチャ
ンバ内壁等に付着して余分なボロンの供給源となり、Ｂ
ＰＳＧ膜中のボロン濃度のばらつきに影響を与えたもの
と考えられる。
枚の調査範囲内ではチャンバ内をクリーニングしていな
いにもかかわらず、ボロン濃度のばらつきが±３％以内
に入っている。一方、ＴＥＢソースガスを用いた方法の
場合、処理枚数がほぼ１００枚に達する毎にボロン濃度
のばらつきが±３％を越えた。これは、パウダーがチャ
ンバ内壁等に付着して余分なボロンの供給源となり、Ｂ
ＰＳＧ膜中のボロン濃度のばらつきに影響を与えたもの
と考えられる。
【００４１】従って、ボロン濃度のばらつきが±３％を
越える時点でチャンバ内をクリーニングするようにした
場合、実施例のＴＭＢソースガスを用いた場合では、処
理枚数３００枚（累積の堆積膜厚約１５０μｍに相当す
る。）以上のサイクルでクリーニングすればよいが、Ｔ
ＥＢソースガスを用いた場合、処理枚数ほぼ１００枚
（累積の堆積膜厚３０〜５０μｍに相当する。）毎にク
リーニングする必要がある。このため、装置のメンテナ
ンス性が向上する。
越える時点でチャンバ内をクリーニングするようにした
場合、実施例のＴＭＢソースガスを用いた場合では、処
理枚数３００枚（累積の堆積膜厚約１５０μｍに相当す
る。）以上のサイクルでクリーニングすればよいが、Ｔ
ＥＢソースガスを用いた場合、処理枚数ほぼ１００枚
（累積の堆積膜厚３０〜５０μｍに相当する。）毎にク
リーニングする必要がある。このため、装置のメンテナ
ンス性が向上する。
【００４２】（Ｃ）排気管中のパウダー中のボロン量及
びリン量の調査についての説明 図６はチャンバ内及び排気管中に堆積したパウダー中の
ボロン量及びリン量の調査結果について示す特性図であ
る。縦軸はパウダー中のボロン量及びリン量（ｗｔ％）
を表し、横軸はウエハからの距離を示す。これは、ボロ
ン量及びリン量がＢＰＳＧ膜中に有効に取り込まれてい
るか否かの判断の目安となる。
びリン量の調査についての説明 図６はチャンバ内及び排気管中に堆積したパウダー中の
ボロン量及びリン量の調査結果について示す特性図であ
る。縦軸はパウダー中のボロン量及びリン量（ｗｔ％）
を表し、横軸はウエハからの距離を示す。これは、ボロ
ン量及びリン量がＢＰＳＧ膜中に有効に取り込まれてい
るか否かの判断の目安となる。
【００４３】また、図７は、図６についてリン量に対す
るボロン量の比に書き直した場合の特性図である。縦軸
はパウダー中のリン量に対するボロン量の比を表し、横
軸はウエハからの距離を示す。これは、ボロン量及びリ
ン量がＢＰＳＧ膜中に有効に取り込まれているか否かの
判断の目安となる。なお、ウエハからの距離が約１７ｃ
ｍ以下の場合チャンバ内で採取されたパウダを示し、約
１７ｃｍ以上の場合配管内で採取されたパウダを示す。
るボロン量の比に書き直した場合の特性図である。縦軸
はパウダー中のリン量に対するボロン量の比を表し、横
軸はウエハからの距離を示す。これは、ボロン量及びリ
ン量がＢＰＳＧ膜中に有効に取り込まれているか否かの
判断の目安となる。なお、ウエハからの距離が約１７ｃ
ｍ以下の場合チャンバ内で採取されたパウダを示し、約
１７ｃｍ以上の場合配管内で採取されたパウダを示す。
【００４４】比較のため、ＴＥＢを用いた方法による場
合の調査結果についても上記と同様に図６及び図７に示
す。ＴＭＢを用いた方法による場合は、上記（２）の
（Ｂ）の実施例の成膜方法及び条件を用い、ＴＥＢを用
いた方法による場合、上記（３）の（Ｂ）に示す成膜条
件を用いた。
合の調査結果についても上記と同様に図６及び図７に示
す。ＴＭＢを用いた方法による場合は、上記（２）の
（Ｂ）の実施例の成膜方法及び条件を用い、ＴＥＢを用
いた方法による場合、上記（３）の（Ｂ）に示す成膜条
件を用いた。
【００４５】図６に示す結果によれば、ＴＭＢソースガ
スを用いた場合と比較して、ＴＥＢソースガスを用いた
場合には、パウダ中の残留ボロン濃度が高い。特に、中
心から１３ｃｍのチャンバ内と、３０ｃｍの排気管内で
残留ボロン濃度が非常に高い。これは、反応ガス中のボ
ロンが有効に消費されずに排気される割合が高いことを
示している。従って、ＴＭＢソースガスを用いた方法の
方が反応効率が高いといえる。
スを用いた場合と比較して、ＴＥＢソースガスを用いた
場合には、パウダ中の残留ボロン濃度が高い。特に、中
心から１３ｃｍのチャンバ内と、３０ｃｍの排気管内で
残留ボロン濃度が非常に高い。これは、反応ガス中のボ
ロンが有効に消費されずに排気される割合が高いことを
示している。従って、ＴＭＢソースガスを用いた方法の
方が反応効率が高いといえる。
【００４６】また、図７の結果によれば、ＴＭＢソース
ガスを用いた場合は、反応が起こるウエハの近くで、Ｂ
ＰＳＧ膜中に取り込まれるリン量とボロン量が１に近く
なっている。このことはＴＭＢソースガスとＴＭＯＰソ
ースガスの流量が整合された状態でリン量とボロン量が
ＢＰＳＧ膜により均等に取り込まれることを示してお
り、ボロン濃度のばらつきを減少させる要因になる。
ガスを用いた場合は、反応が起こるウエハの近くで、Ｂ
ＰＳＧ膜中に取り込まれるリン量とボロン量が１に近く
なっている。このことはＴＭＢソースガスとＴＭＯＰソ
ースガスの流量が整合された状態でリン量とボロン量が
ＢＰＳＧ膜により均等に取り込まれることを示してお
り、ボロン濃度のばらつきを減少させる要因になる。
【００４７】以上のように、本発明の実施例のボロン含
有絶縁膜の成膜方法によれば、ボロンソースとしてＴＭ
Ｂソースを用い、かつソース温度を常温より低い適当な
温度に保持して、ソースガスの流量を増し、かつ他のソ
ースガスの流量と整合をとっている。また、ＴＭＢソー
スを用いているので、パウダーの発生が少なく、チャン
バが汚染されにくい。
有絶縁膜の成膜方法によれば、ボロンソースとしてＴＭ
Ｂソースを用い、かつソース温度を常温より低い適当な
温度に保持して、ソースガスの流量を増し、かつ他のソ
ースガスの流量と整合をとっている。また、ＴＭＢソー
スを用いているので、パウダーの発生が少なく、チャン
バが汚染されにくい。
【００４８】以上により、ボロン含有絶縁膜中のボロン
濃度のばらつきを抑制し、選択エッチングの際の異常エ
ッチングを防止することができる。また、パウダーの発
生が少ないため、ＴＥＢソースガスを用いた場合に比べ
て、クリーニングの回数を減らすことができる。これに
より、装置のメンテナンス性を向上することができる。
濃度のばらつきを抑制し、選択エッチングの際の異常エ
ッチングを防止することができる。また、パウダーの発
生が少ないため、ＴＥＢソースガスを用いた場合に比べ
て、クリーニングの回数を減らすことができる。これに
より、装置のメンテナンス性を向上することができる。
【００４９】なお、上記の実施例では、ボロン含有絶縁
膜としてＢＰＳＧ膜に本発明を適用しているが、ＢＳＧ
膜に対しても本発明を適用可能である。また、ＴＭＢソ
ースに本発明を適用しているが、他のソースに適用可能
である。
膜としてＢＰＳＧ膜に本発明を適用しているが、ＢＳＧ
膜に対しても本発明を適用可能である。また、ＴＭＢソ
ースに本発明を適用しているが、他のソースに適用可能
である。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、本発明の成膜方法によれ
ば、ソース温度を下げ、かつソースキャリアガスの流量
を増して形成される膜中の不純物含有量をばらつきを抑
制している。また、ボロンソースとしてＴＭＢソースを
用いているので、パウダーの発生が少なく、チャンバが
汚染されにくい。従って、ボロン含有絶縁膜中のボロン
濃度のばらつきを抑制することができる。
ば、ソース温度を下げ、かつソースキャリアガスの流量
を増して形成される膜中の不純物含有量をばらつきを抑
制している。また、ボロンソースとしてＴＭＢソースを
用いているので、パウダーの発生が少なく、チャンバが
汚染されにくい。従って、ボロン含有絶縁膜中のボロン
濃度のばらつきを抑制することができる。
【００５１】これにより、ボロン含有絶縁膜の選択エッ
チングの際の異常エッチングを防止することができる。
更に、パウダーの発生が少ないため、装置の清浄性を維
持するためのクリーニングの回数を減らすことができ
る。これにより、装置のメンテナンス性を向上すること
ができる。
チングの際の異常エッチングを防止することができる。
更に、パウダーの発生が少ないため、装置の清浄性を維
持するためのクリーニングの回数を減らすことができ
る。これにより、装置のメンテナンス性を向上すること
ができる。
【図１】本発明の実施例に係るＭＯＣＶＤ装置の反応ガ
ス供給装置及び成膜部の構成について示す側面図であ
る。
ス供給装置及び成膜部の構成について示す側面図であ
る。
【図２】本発明の実施例に係る成膜方法に用いられるソ
ースガスの蒸気圧とソース温度の関係について示す特性
図である。
ースガスの蒸気圧とソース温度の関係について示す特性
図である。
【図３】本発明の実施例に係るＴＭＢソースガス流量及
びＴＭＯＰソースガス流量を変化させて得られたＢＰＳ
Ｇ膜中のボロン濃度とリン濃度の関係について示す特性
図である。
びＴＭＯＰソースガス流量を変化させて得られたＢＰＳ
Ｇ膜中のボロン濃度とリン濃度の関係について示す特性
図である。
【図４】本発明の実施例に係る成膜方法により作成され
たＢＰＳＧ膜中のボロン濃度分布について示す特性図で
ある。
たＢＰＳＧ膜中のボロン濃度分布について示す特性図で
ある。
【図５】本発明の実施例に係る成膜方法により作成され
たＢＰＳＧ膜中のボロン濃度のばらつき（ΔＮ）の累積
処理枚数依存性について示す特性図である。
たＢＰＳＧ膜中のボロン濃度のばらつき（ΔＮ）の累積
処理枚数依存性について示す特性図である。
【図６】本発明の実施例に係るＭＯＣＶＤ装置内に残留
するパウダ中のボロン残留量の測定位置依存性について
示す特性図である。
するパウダ中のボロン残留量の測定位置依存性について
示す特性図である。
【図７】本発明の実施例に係るＭＯＣＶＤ装置内に残留
するパウダ中のボロン残留量／リン残留量比の測定位置
依存性について示す特性図である。
するパウダ中のボロン残留量／リン残留量比の測定位置
依存性について示す特性図である。
【図８】従来例に係る成膜方法の問題点について示す断
面図である。
面図である。
２ａ〜２ｉ ガス配管、 ３ オゾン発生装置、 ４ａ〜４ｃ 容器、 ５ａ〜５ｉ バルブ、 ６ａ〜６ｄ マスフローコントローラ、 ７ａ，７ｂ，２５ ヒータ、 ８ 冷却器、 ９ 搬送ガス導入口、 ２１ チャンバ、 ２２ 排気口、 ２３ 排気管、 ２４ ウエハ保持具、 ２６ ガス分散具、 ２７ ウエハ。
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の温度に設定された容器内の１又は
２以上の不純物ソースからキャリアガスを介して不純物
ソースガスを供給し、成膜中に１又は２以上の不純物を
添加する成膜方法において、 特定の前記不純物ソースの設定温度を下げ、かつ該不純
物ソースに供給するキャリアガスの流量を増すことによ
って形成される膜中の不純物含有量のばらつきを少なく
することを特徴とする成膜方法。 - 【請求項２】 前記特定の不純物ソースに供給するキャ
リアガスの流量は、常温時の流量の５倍以上としたこと
を特徴とする請求項１記載の成膜方法。 - 【請求項３】 前記特定の不純物ソースは、常温よりも
低い温度に保持されたトリメチルボレート（ＴＭＢ）で
あることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の成膜
方法。 - 【請求項４】 前記成膜方法では、他の前記不純物ソー
スとしてトリメチルフォスフェイト（ＴＭＯＰ）を用
い、ほかにソースとしてテトラエチルオルソシリケート
（ＴＥＯＳ）を用い、ボロンリンガラス膜（ＢＰＳＧ
膜）を形成することを特徴とする請求項３記載の成膜方
法。 - 【請求項５】 前記成膜方法では、ほかにソースとして
ＴＥＯＳを用い、ボロンガラス膜（ＢＳＧ膜）を形成す
ることを特徴とする請求項３記載の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297042A JP2965188B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297042A JP2965188B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153696A true JPH07153696A (ja) | 1995-06-16 |
| JP2965188B2 JP2965188B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=17841470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5297042A Expired - Fee Related JP2965188B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2965188B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11102902A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Canon Sales Co Inc | 半導体デバイス用の薄膜形成装置及び薄膜形成方法 |
| US6432839B2 (en) | 2000-03-31 | 2002-08-13 | Canon Sales Co., Inc. | Film forming method and manufacturing method of semiconductor device |
| JP2004527651A (ja) * | 2000-09-28 | 2004-09-09 | プレジデント アンド フェロウズ オブ ハーバード カレッジ | 酸化物、ケイ酸塩及びリン酸塩の気相成長 |
| KR100589821B1 (ko) * | 1999-07-27 | 2006-06-14 | 동경 엘렉트론 주식회사 | Ｍｏｃｖｄ 시스템 |
| US7828016B2 (en) | 1999-08-24 | 2010-11-09 | Tokyo Electron Limited | Gas processing apparatus, gas processing method and integrated valve unit for gas processing apparatus |
| US8366830B2 (en) | 2003-03-04 | 2013-02-05 | Cree, Inc. | Susceptor apparatus for inverted type MOCVD reactor |
| US8372204B2 (en) | 2002-05-13 | 2013-02-12 | Cree, Inc. | Susceptor for MOCVD reactor |
| US8536070B2 (en) | 2002-03-28 | 2013-09-17 | President And Fellows Of Harvard College | Vapor deposition of silicon dioxide nanolaminates |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04357837A (ja) * | 1991-06-04 | 1992-12-10 | Fujitsu Ltd | 化学気相成長方法 |
| JPH04372131A (ja) * | 1991-06-17 | 1992-12-25 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体装置におけるコンタクト孔形成後のｂｐｓｇ膜のリフロー法 |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP5297042A patent/JP2965188B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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| US8334016B2 (en) | 2000-09-28 | 2012-12-18 | President And Fellows Of Harvard College | Vapor deposition of metal oxides, silicates and phosphates, and silicon dioxide |
| US9905414B2 (en) | 2000-09-28 | 2018-02-27 | President And Fellows Of Harvard College | Vapor deposition of metal oxides, silicates and phosphates, and silicon dioxide |
| US8536070B2 (en) | 2002-03-28 | 2013-09-17 | President And Fellows Of Harvard College | Vapor deposition of silicon dioxide nanolaminates |
| US8372204B2 (en) | 2002-05-13 | 2013-02-12 | Cree, Inc. | Susceptor for MOCVD reactor |
| US8366830B2 (en) | 2003-03-04 | 2013-02-05 | Cree, Inc. | Susceptor apparatus for inverted type MOCVD reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2965188B2 (ja) | 1999-10-18 |
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