JPH07335643A - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法Info
- Publication number
- JPH07335643A JPH07335643A JP14705894A JP14705894A JPH07335643A JP H07335643 A JPH07335643 A JP H07335643A JP 14705894 A JP14705894 A JP 14705894A JP 14705894 A JP14705894 A JP 14705894A JP H07335643 A JPH07335643 A JP H07335643A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- teos
- gas
- oxide film
- wafer
- tetraethyl orthosilicate
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一のチャンバでもＯ3 −ＴＥＯＳにより高
速で 成膜することのできる新規な方法を提供する。 【構成】 オゾン（Ｏ3 ）とテトラエチルオルソシリケ
ート［Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5）4 ］（以下、「ＴＥＯＳ」と
いう）を用いてウエハ表面にシリコン酸化膜を成膜する
方法において、液体のＴＥＯＳを気化させてＴＥＯＳガ
スを生成し、酸素ガスをオゾナイザーにより分解してＯ
2 とＯ3 の混合ガスを生成し、これらのガスを反応炉に
送入し、プラズマ放電雰囲気下でＴＥＯＳガスを分解す
ることによりウエハ表面にシリコン酸化膜を形成する。
速で 成膜することのできる新規な方法を提供する。 【構成】 オゾン（Ｏ3 ）とテトラエチルオルソシリケ
ート［Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5）4 ］（以下、「ＴＥＯＳ」と
いう）を用いてウエハ表面にシリコン酸化膜を成膜する
方法において、液体のＴＥＯＳを気化させてＴＥＯＳガ
スを生成し、酸素ガスをオゾナイザーにより分解してＯ
2 とＯ3 の混合ガスを生成し、これらのガスを反応炉に
送入し、プラズマ放電雰囲気下でＴＥＯＳガスを分解す
ることによりウエハ表面にシリコン酸化膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣＶＤ膜の成膜方法に関
する。更に詳細には、本発明はＯ3 −ＴＥＯＳの高速成
膜方法に関する。
する。更に詳細には、本発明はＯ3 −ＴＥＯＳの高速成
膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ＩＣの製造においては、ウエハの
表面に酸化シリコンの薄膜を形成する工程がある。薄膜
の形成方法として、半導体工業において一般に広く用い
られているものの一つに、化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Chemical Vapor Deposition)がある。ＣＶＤとは、ガス
状物質を化学反応で固体物質にし、基板上に堆積するこ
とをいう。
表面に酸化シリコンの薄膜を形成する工程がある。薄膜
の形成方法として、半導体工業において一般に広く用い
られているものの一つに、化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Chemical Vapor Deposition)がある。ＣＶＤとは、ガス
状物質を化学反応で固体物質にし、基板上に堆積するこ
とをいう。
【０００３】ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の
融点よりかなり低い堆積温度で種々の薄膜が得られるこ
と、および、成長した薄膜の純度が高く、ＳｉやＳｉ上
の熱酸化膜上に成長した場合も電気的特性が安定である
ことで、広く半導体表面のパッシベーション膜として利
用されている。
融点よりかなり低い堆積温度で種々の薄膜が得られるこ
と、および、成長した薄膜の純度が高く、ＳｉやＳｉ上
の熱酸化膜上に成長した場合も電気的特性が安定である
ことで、広く半導体表面のパッシベーション膜として利
用されている。
【０００４】ＣＶＤによる薄膜形成は、例えば約４００
℃〜５００℃程度に加熱したウエハに反応ガス（例え
ば、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 ）を供給して行われる。上記の反応
ガスは反応炉（ベルジャ）内のウエハに吹きつけられ、
該ウエハの表面にＳｉＯ2 の薄膜を形成する。
℃〜５００℃程度に加熱したウエハに反応ガス（例え
ば、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 ）を供給して行われる。上記の反応
ガスは反応炉（ベルジャ）内のウエハに吹きつけられ、
該ウエハの表面にＳｉＯ2 の薄膜を形成する。
【０００５】ＣＶＤ法によるシリコン酸化膜の形成材料
には例えば、ＳｉＨ4 などが使用されてきたが、半導体
デバイスの微細化に伴ってステップカバレージの低下が
問題となってきた。このモノシランガスの代わりに、最
近、液体のテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）
［Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ］が使用されるようになってき
た。ＴＥＯＳはステップカバレージに優れた緻密な膜を
形成できるためである。ＴＥＯＳを用いてシリコン酸化
膜を成膜する場合、ＴＥＯＳを加熱して気化させ、ＴＥ
ＯＳガスとし、これにオゾンガスを混合して反応炉に供
給する。
には例えば、ＳｉＨ4 などが使用されてきたが、半導体
デバイスの微細化に伴ってステップカバレージの低下が
問題となってきた。このモノシランガスの代わりに、最
近、液体のテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）
［Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ］が使用されるようになってき
た。ＴＥＯＳはステップカバレージに優れた緻密な膜を
形成できるためである。ＴＥＯＳを用いてシリコン酸化
膜を成膜する場合、ＴＥＯＳを加熱して気化させ、ＴＥ
ＯＳガスとし、これにオゾンガスを混合して反応炉に供
給する。
【０００６】しかし、平坦化に用いるＯ3 −ＴＥＯＳは
堆積速度が低く、スループットを上げるためには多くの
チャンバを有する装置が必要である。しかし、複数のチ
ャンバを有する装置は非常に高価であり、製品コストを
上昇させる原因となる。
堆積速度が低く、スループットを上げるためには多くの
チャンバを有する装置が必要である。しかし、複数のチ
ャンバを有する装置は非常に高価であり、製品コストを
上昇させる原因となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、単一のチャンバでもＯ3 −ＴＥＯＳにより高速で成
膜することのできる新規な方法を提供することである。
は、単一のチャンバでもＯ3 −ＴＥＯＳにより高速で成
膜することのできる新規な方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は、液体のテト
ラエチルオルソシリケートを気化させてＴＥＯＳガスを
生成し、酸素ガスをオゾナイザーにより分解してＯ2 と
Ｏ3 の混合ガスを生成し、これらのガスを反応炉に送入
し、プラズマ放電雰囲気下でＴＥＯＳガスを分解するこ
とによりウエハ表面にシリコン酸化膜を形成することに
より解決される。
ラエチルオルソシリケートを気化させてＴＥＯＳガスを
生成し、酸素ガスをオゾナイザーにより分解してＯ2 と
Ｏ3 の混合ガスを生成し、これらのガスを反応炉に送入
し、プラズマ放電雰囲気下でＴＥＯＳガスを分解するこ
とによりウエハ表面にシリコン酸化膜を形成することに
より解決される。
【０００９】
【作用】前記のように本発明の方法によれば、ＴＥＯＳ
をプラズマによって分解し、反応を促進させ、堆積速度
を高速化することができる。
をプラズマによって分解し、反応を促進させ、堆積速度
を高速化することができる。
【００１０】
【実施例】以下、具体例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００１１】図１は本発明の方法を実施するのに使用で
きるＣＶＤ装置の一例の模式的構成図である。図１に示
されるように、ヒーター１２により約４０℃〜８０℃に
維持される恒温槽１１を設け、その内部に容器１３を収
容し、これに液体ＴＥＯＳ１４が適当な高さに満たされ
る。満たされた液体にパイプ１５の先端を挿入し、窒素
ガス（Ｎ2)またはヘリウムガス（Ｈｅ) のキャリアーガ
スを吹き込むと、液体ＴＥＯＳが気化し、これがキャリ
アーガスの気泡に含まれて液面より発散する。発散した
ＴＥＯＳガスはキャリアーガスと共に取り出しパイプ１
６により混合器２１に給送される。パイプ４４から酸素
ガス（Ｏ2 ）がオゾナイザー４２に送入され、酸素ガス
の一部はこのオゾナイザー４２の内部で分解され、オゾ
ンガス（Ｏ3 ）を生成し、未分解の酸素ガスと共にパイ
プ４５により混合器２１に送られ、ＴＥＯＳガスと混合
される。図示されていないが、パイプ４４及び／又は４
５の途中にマスフローコントローラを設けることもでき
る。
きるＣＶＤ装置の一例の模式的構成図である。図１に示
されるように、ヒーター１２により約４０℃〜８０℃に
維持される恒温槽１１を設け、その内部に容器１３を収
容し、これに液体ＴＥＯＳ１４が適当な高さに満たされ
る。満たされた液体にパイプ１５の先端を挿入し、窒素
ガス（Ｎ2)またはヘリウムガス（Ｈｅ) のキャリアーガ
スを吹き込むと、液体ＴＥＯＳが気化し、これがキャリ
アーガスの気泡に含まれて液面より発散する。発散した
ＴＥＯＳガスはキャリアーガスと共に取り出しパイプ１
６により混合器２１に給送される。パイプ４４から酸素
ガス（Ｏ2 ）がオゾナイザー４２に送入され、酸素ガス
の一部はこのオゾナイザー４２の内部で分解され、オゾ
ンガス（Ｏ3 ）を生成し、未分解の酸素ガスと共にパイ
プ４５により混合器２１に送られ、ＴＥＯＳガスと混合
される。図示されていないが、パイプ４４及び／又は４
５の途中にマスフローコントローラを設けることもでき
る。
【００１２】混合器２１において、ガス状ＴＥＯＳ，Ｏ
3 及びＯ2 が混合されて反応ガスとなり、供給配管２２
によりＣＶＤ反応炉３０に供給される。気化したＴＥＯ
Ｓが冷却して再び液化することを防止するために、パイ
プ１６及び２２の周囲にヒータテープ２３を添捲し、こ
れに適当な電流を流して反応ガスの温度を一定値に維持
する。ＴＥＯＳの供給量はパイプ１５の途中に設けられ
たマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１７により制御さ
れる。
3 及びＯ2 が混合されて反応ガスとなり、供給配管２２
によりＣＶＤ反応炉３０に供給される。気化したＴＥＯ
Ｓが冷却して再び液化することを防止するために、パイ
プ１６及び２２の周囲にヒータテープ２３を添捲し、こ
れに適当な電流を流して反応ガスの温度を一定値に維持
する。ＴＥＯＳの供給量はパイプ１５の途中に設けられ
たマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１７により制御さ
れる。
【００１３】反応炉３０は気密構造で内部が真空とさ
れ、上部に上部電極ユニット３２を有し、この上部電極
ユニット３２に対峙してサセプタ３３が配置されてい
る。サセプタ３３の上面にはウエハ４が載置され、サセ
プタ内部にはヒータユニット３５が設けられている。上
部電極ユニット３２は内部に中空状金属導体５０を有
し、金属導体５０の上端は高周波電源５２に接続されて
おり、また、金属導体の下端には多数の貫通孔を有する
金属製のシャワー電極５４が接続されている。この金属
導体５０及びシャワー電極５４は絶縁リング５６により
保持されている。
れ、上部に上部電極ユニット３２を有し、この上部電極
ユニット３２に対峙してサセプタ３３が配置されてい
る。サセプタ３３の上面にはウエハ４が載置され、サセ
プタ内部にはヒータユニット３５が設けられている。上
部電極ユニット３２は内部に中空状金属導体５０を有
し、金属導体５０の上端は高周波電源５２に接続されて
おり、また、金属導体の下端には多数の貫通孔を有する
金属製のシャワー電極５４が接続されている。この金属
導体５０及びシャワー電極５４は絶縁リング５６により
保持されている。
【００１４】パイプ２２の一端は中空状金属導体５０の
上部中空部に接続されており、混合反応ガスはこの金属
導体５０の上部中空部を経て、下部の拡大中空部に至
り、この拡大中空部内で拡散し、シャワー電極５４の微
細孔からウエハ４上へ均等に降り注がれる。この際、高
周波電源５２を駆動し、金属導体５０からシャワー電極
５４に高周波を印加すると、プラズマ放電が発生する。
シャワー電極５４からウエハ４上にＴＥＯＳが降り注が
れる際に、このプラズマによりＴＥＯＳが分解される。
この分解生成物とＯ3 とが反応しシリコン酸化膜が生成
される。ＴＥＯＳがプラズマにより分解される際に発生
する物質は多種多様であり、一般的な化学反応式では表
すことができない。
上部中空部に接続されており、混合反応ガスはこの金属
導体５０の上部中空部を経て、下部の拡大中空部に至
り、この拡大中空部内で拡散し、シャワー電極５４の微
細孔からウエハ４上へ均等に降り注がれる。この際、高
周波電源５２を駆動し、金属導体５０からシャワー電極
５４に高周波を印加すると、プラズマ放電が発生する。
シャワー電極５４からウエハ４上にＴＥＯＳが降り注が
れる際に、このプラズマによりＴＥＯＳが分解される。
この分解生成物とＯ3 とが反応しシリコン酸化膜が生成
される。ＴＥＯＳがプラズマにより分解される際に発生
する物質は多種多様であり、一般的な化学反応式では表
すことができない。
【００１５】本発明の方法を実施する場合、反応炉内に
供給される混合ガスにおけるＴＥＯＳの濃度は５〜２０
％の範囲内であることが好ましい。また、Ｏ2 及びＯ3
の濃度は４０〜９５％の範囲内であることが好ましい。
高周波電源の周波数は４００ＫＨz 〜１３．５６ＭＨz
の範囲内であることが好ましい。また、その出力は３０
０〜７００Ｗの範囲内であることが好ましい。ヒータユ
ニット３５によるウエハ４の加熱温度は３００℃〜４５
０℃の範囲内であることが好ましい。ウエハの温度が高
いほど緻密な膜が得られ、膜中の有機物が減少するなど
の効果が得られるが、高過ぎるとＡｌ配線などにダメー
ジを与える恐れがあるので避けるべきである。本発明の
方法を実施する場合、反応炉内の圧力は１〜１０Torrの
範囲内であることが好ましい。真空度が低すぎるとプラ
ズマ放電が不十分となりＴＥＯＳを効果的に分解させる
ことができない恐れがある。
供給される混合ガスにおけるＴＥＯＳの濃度は５〜２０
％の範囲内であることが好ましい。また、Ｏ2 及びＯ3
の濃度は４０〜９５％の範囲内であることが好ましい。
高周波電源の周波数は４００ＫＨz 〜１３．５６ＭＨz
の範囲内であることが好ましい。また、その出力は３０
０〜７００Ｗの範囲内であることが好ましい。ヒータユ
ニット３５によるウエハ４の加熱温度は３００℃〜４５
０℃の範囲内であることが好ましい。ウエハの温度が高
いほど緻密な膜が得られ、膜中の有機物が減少するなど
の効果が得られるが、高過ぎるとＡｌ配線などにダメー
ジを与える恐れがあるので避けるべきである。本発明の
方法を実施する場合、反応炉内の圧力は１〜１０Torrの
範囲内であることが好ましい。真空度が低すぎるとプラ
ズマ放電が不十分となりＴＥＯＳを効果的に分解させる
ことができない恐れがある。
【００１６】反応処理済みのガスは排気ダクト６０か
ら、真空ポンプ６２により反応炉外へ排出される。ま
た、この真空ポンプ６２の排気により反応炉内の圧力を
真空状態にすることができ、プラズマ放電の効果を高め
ることができるばかりか、反応ガスをシャワー電極５４
の貫通孔からウエハ４上へ噴射させることもできる。
ら、真空ポンプ６２により反応炉外へ排出される。ま
た、この真空ポンプ６２の排気により反応炉内の圧力を
真空状態にすることができ、プラズマ放電の効果を高め
ることができるばかりか、反応ガスをシャワー電極５４
の貫通孔からウエハ４上へ噴射させることもできる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、ＴＥＯＳをプラズマにより分解し、反応を促進さ
せ、堆積速度を高速化することができる。その結果、成
膜スループットが飛躍的に向上するばかりか、従来のよ
うなマルチチャンバＣＶＤ装置を使用する必要がなくな
るので、装置コストを大幅に低下させることもできる。
れば、ＴＥＯＳをプラズマにより分解し、反応を促進さ
せ、堆積速度を高速化することができる。その結果、成
膜スループットが飛躍的に向上するばかりか、従来のよ
うなマルチチャンバＣＶＤ装置を使用する必要がなくな
るので、装置コストを大幅に低下させることもできる。
【図１】本発明の方法を実施するのに使用できるＣＶＤ
装置の一例の模式的構成図である。
装置の一例の模式的構成図である。
４ ウエハ １１ 恒温槽 １２ ヒータ １３ 容器 １４ 液体ＴＥＯＳ １５ パイプ １６ 取出パイプ １７ マスフローコントローラ ２１ 混合器 ２２ 混合反応ガス供給パイプ ２３ ヒータテープ ３０ プラズマＣＶＤ反応炉 ３２ 上部電極ユニット ３３ サセプタ ３５ ヒータユニット ４２ オゾナイザー ４４ 酸素供給パイプ ４５ オゾン，酸素混合ガス給送パイプ ５０ 中空状金属導体 ５２ 高周波電源 ５４ シャワー電極 ５６ 絶縁リング ６０ 排気ダクト ６２ 真空ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 オゾン（Ｏ3 ）とテトラエチルオルソシ
リケート［Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ］（以下、「ＴＥＯ
Ｓ」という）を用いてウエハ表面にシリコン酸化膜を成
膜する方法において、液体のＴＥＯＳを気化させてＴＥ
ＯＳガスを生成し、酸素ガスをオゾナイザーにより分解
してＯ2 とＯ3 の混合ガスを生成し、これらのガスを反
応炉に送入し、プラズマ放電雰囲気下でＴＥＯＳガスを
分解することによりウエハ表面にシリコン酸化膜を形成
することを特徴とする成膜方法。 - 【請求項２】 ＴＥＯＳはプラズマ放電により分解され
Ｏ3 と反応し、シリコン酸化膜を生成することからなる
請求項１の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14705894A JPH07335643A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14705894A JPH07335643A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335643A true JPH07335643A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15421547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14705894A Pending JPH07335643A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07335643A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007109984A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Meidensha Corp | 酸化膜形成方法 |
| JP2014013905A (ja) * | 2007-10-22 | 2014-01-23 | Applied Materials Inc | 基板上に酸化ケイ素層を形成する方法 |
| US11600468B2 (en) * | 2019-02-05 | 2023-03-07 | Applied Materials, Inc. | Multi channel splitter spool |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP14705894A patent/JPH07335643A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007109984A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Meidensha Corp | 酸化膜形成方法 |
| JP2014013905A (ja) * | 2007-10-22 | 2014-01-23 | Applied Materials Inc | 基板上に酸化ケイ素層を形成する方法 |
| US11600468B2 (en) * | 2019-02-05 | 2023-03-07 | Applied Materials, Inc. | Multi channel splitter spool |
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