JPS6144180A - 硼燐珪酸ガラスの蒸着法 - Google Patents

硼燐珪酸ガラスの蒸着法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子装置に使われる硼燐珪酸ガラスの蒸着法
の改良に関する。
発明の背景 電子産業の分野において、多層の金属化構造が普通のこ
とになシつつある。この場合、最初の金属層が適当な基
板上に被着され、処理される。その上に、絶縁用誘電体
材料の層が被着され、また第】レベルの金ｆｆｉあるい
は基板の一部を露光するための開口が形成される。その
上に第２の金ｊｔｉＩｉ５が被着され、相互接続系統の
残プの部分を形成するための処理が行なわれる。このよ
うな構造における誘電体材料として硼燐珪酸ガラスを使
うことは、１９８４年８月１６日に出願された出願番号
第６４１．４１０号の出願において、／ユ不イグル（５
ｃｈｎａｂｌｅ　）氏およびカーノ（Ｋｅｒｎ　）氏に
よυ開示されている。
硼燐珪酸ガラスの層およびこの層を半導体技術分野で使
用するととＫついては、１９６９年１２月２日にカーノ
（Ｋａｒｎ　）氏に付与された米国特許第３．４８１，
７８１号明細書に開示されている。半導体装置における
ガラス・コーティングにチーＡ−開口を形成するだめに
硼燐珪酸ガラスを使用することは、１９８２年９月１４
日にフラトリ−（Ｆｌａｔｌｅｙ）代地に付与された米
国特許第４，３４９．５８４号明細書に開示さｎｌまた
１９８２年１２月１４日にスー（Ｈａｕ　）代地に付与
された米国特許第４．３６３，８３０号明細書に開示さ
れている。このような応用例は、硼燐珪酸ガラスの優れ
た融解−再固化特性を利用するものである。このような
応用例では、硼燐珪酸ガラスの層は、基板の上に被着さ
れ、形状をよりよく覆うよ５に融解して勾配がつくまで
加熱される。開口が硼燐珪酸ガラスの層およびｌりもし
くはそれ以上の下の層に形成される。次いで基板は、硼
燐珪酸ガラスが軟化し、開口の縁を流れるような温度ま
で加熱される。このようにして良好なテーパー開口が形
成される。
硼燐珪酸ガラスの層は、通常、化学蒸着法（ＣＶＤ）に
より被着される。本発明の化学蒸着法の改良によると、
硼燐珪酸ガラスの層の被着速度およびその品質が極めて
改善される。
発明の概要 硼燐珪醗ガラスが、約３６０℃〜約３９０℃の温度で、
化学蒸着法によシ適当な基板上に被着される。
実施例 硼燐珪酸ガラスの化学蒸着法は、珪素、硼素および燐の
水素化物、すなわちンラン（５ｉｎ４）、ホスフィン（
ＰＨ，）およびノボラン（Ｂ２Ｈ６）の混合物を適当な
不活性の希釈剤、典型的には窒素で気相酸化させる仁と
Ｋよって実行される。醸化窒素、亜酸化窒素および二酸
化炭素のような他の気体を使うこともできるが、酸素が
最も普通に使ゎれる酸化体である。通常、硼燐珪酸ガラ
スは、約り１０℃〜約４５０℃の温度で化学蒸着法によ
り蒸着され、約り２５℃〜約４３００が最も典型的な温
度である。
蒸着処理の温度を下げると、蒸着速度が５０％もしくは
それ以上改善されることを発見した。化学蒸着法による
蒸着は、蒸気の１！縮というよりもむしろ化学反応現象
であるから、これは予想外なことでちる。すなわち、温
度を下げると、反応、従って、蒸着速度が遅くなるもの
と考えられていた０特Ｋ、本発明によると、硼燐珪酸ガ
ラスは、約３６０℃〜約３９０℃、望壕しくは約り６５
℃〜約３７５℃の温度で化学蒸着法により蒸着される。
最も望ましい蒸着温度は、３７０ｔ：でちる。
ここで使用している１化学類着法１という用語は、大気
圧化学蒸着法であって、蒸着を増強するためＫｆ５ズ１
を使う処理は含んでいない。
本発明によって得られる第２の改良点は、従来の処理方
法によシ形成される硼燐珪酸ガラスの層中に存在する粒
子に関することである。組成は変わるかも知れないが、
主としてＳｉＯであるこれらの粒子は、均一気相核生成
反応から生ずるものであると考えられる。これらの粒子
により硼燐珪酸ガラスの層が汚れ、またこれらの粒子が
蒸着槽の壁に付着する。このような粒子が蒸着槽の壁に
付着することは極めて重大な問題である。何故ならば、
このような付着が続いての蒸着の汚染源となるからであ
る。従って、蒸着装置を細口も清浄しなければならず、
これは操作時間の損失となる。
ｌＳ２素と水素化物との混合物中における酸素の量を増
加させると、硼燐珪酸ガラスの中において、また蒸着槽
の壁に汚染粒子の形成されるのが著しく低下することを
発見した。本発明によると、蒸着混合物中の酸素の量は
、従来の容積比の２０＝１から、約３０：１と約６０：
１の間、−望ましくは、約４０：１に増加される。これ
らの比率は、酸素と全ての水素化物、すなわち７２ン、
ホスフィンおよびジメラン全部との容積比である。一般
に、酸素の比率が大きくなると、蒸着速度に多大ではな
いが抑制の影響が現われる。しがしながら。
本発明によって実現される蒸着速度の著しい増加により
埋合わされる。
本発明に従って蒸着温度を下げることによっても硼燐珪
酸ガラスの層中の粒子による汚れを著しく低減させるこ
とかできる。従って、ここで考えている処理の２つの改
良点によシ、粒子による汚れが減シ、高純度で高品質の
硼燐珪酸ガラスの層が得られる。本発明に従って硼燐珪
酸ガラスの層を化学蒸着法で形成するのに特に適した条
件は、約３７０℃の蒸着温度、および酸素と全水素化物
の容積比が４０＝１〜６０：１である。
ここで考えている硼燐珪酸ガラスは、重量比で約３チ〜
約６チの硼素、約２チ〜約６チの＠を含んでいることが
適当であり、望ましくは、ｉｔ比で約４％〜約５チの硼
素、約３チ〜約５％の燐を含んでいることが望ましい。
望ましいガラスとしては、重量比で約４％〜約４．５−
の硼素、約３．５チ〜約４−の燐を含んでいるＡ型と、
ＭＮ比で約４．５％〜約５％の硼素、約４−〜約４．５
％の燐を含んでいるＢ型がある。本発明の処理方法によ
って得られる蒸着速度および膜品質の改良は、これらす
べての硼燐珪酸ガラスの組成物に適用できるものである
。
本発明による改良された処理方法の利点は、硼燐珪酸ガ
ラスの層についての著しく改善された蒸着速度でちる。
また、形成された層は極めて良好な均一性と純度を有す
る。さらＫ、気体源を効率的に使用することができ、ま
た装置の清浄と保守との間の増強された生産周期により
、安価に膜を形成することができる。また、本発明によ
る方法は特定の蒸着装置に必ずしも限定されないという
特徴かある。
以下の例は本発明を示すものであるが、本発明はここに
詳細に開示したものに限定されるものではない。
例　　１ 基板として３インチの７リコンウｚ１・を使った例でち
る。アプライド・マテリアルズ株式会社（Ａｐｐｌｉｅ
ｄ　Ｍａｔａｒｉａｌｓ　Ｉｎｃａ　）製のＡＭＳ　−
２１００という反応装置を使って、化学蒸着法により、
１２枚の基板から成る各群について、約５ｏｏｏｉの厚
さに硼燐珪酸ガラスの層を蒸着させた。この場合の硼燐
珪酸ガラスは、重量比で約４．５チの硼素を含み、約４
チの燐を含んでいるＢ型のものでらりた。
４３０℃の蒸着温度を使って、酸素と全水素化物すなわ
ちシラン、ホスフィンおよびジボラン全部との比がそれ
ぞれ２０：１，３０：１および４０：１なる蒸着混合物
から１２枚のつゝ￥９・から成る各群に被着させた。平
均の粒子含有量を決定するために、浜松粒子計数装置を
使ってレーデ−粒子走査によシ硼燐珪酸ガラスの層を検
査した。
２０：１の比率の混合物を使って蒸着した膜は、エ ウτハ当シの平均粒子数は４１９個であった。
３０：１の比率の混合物を使って蒸着した膜は、エ ウＹハ当りの平均粒子数が３４８個であり、また４０：
１の比率の混合物を使って蒸着した膜は、エ ウ？・・当りの平均粒子数が１９５個であった。粒子の
中の９０％のものは直径が０．３μｍと２．０μｍ間に
あり、直径が０．３μｍおよび０．５μｍ間にあるもの
は８０チでらった。
この結果から、本発明によシ形成される硼燐珪酸ガラス
の層中の粒子による汚れが著しく改善されることが分る
。
例　　２ アールシーニー（ＲＣＡ）で製造したベルツヤ−回転型
反応装置を使って例１と同様に硼燐珪酸ガラスの層を３
インチのシリコンウ８′／Ｓに被着させた。この場合の
硼燐珪酸ガラスは、重量比で約４−の硼素と約３．５−
の燐を含んでいるＡ型のものであった。３枚のつ了・・
から成る各群は、酸素と全水素化物の容積比がそれぞれ
２０：１．３０：１および６０：１なる混合物から被着
された。
エ ウゝ；つ・の各群について、硼燐珪酸ガラスの層の蒸着
速度を通常の蒸着温度の４３０℃から２０℃あるいは３
０℃ずつ下げて３３０℃まで測定した。
図は蒸着速度をゾロットしたものである。
図を参照すると、蒸着混合物中の酸素の容積が増加する
と硼燐珪酸ガラスの層の蒸着速度に幾分抑制効果の生ず
ることが分る。しかしながら、酸素の含有量が増えると
極めて純度の高い層の得られることが例１で示されてい
る。低い方の温度においては全ての比率で著しく増加し
た蒸着速度の得られることが図から分る。
例　　３ 例２で使った装置を使って、Ｂ型の硼燐珪酸ガラスの層
を何枚かのウー；′ノ・から成る各群を被着した。すべ
ての蒸着において、酸素と全水素化物の容積比は４０；
１であった。舛が・当シの平均粒子数について、例２の
場合と同様に、４３０℃から始まって、１０℃間縞間隔
げていき３３０℃まで測定した。
３７０℃および３３０℃で被着した？シフ１は、４３０
℃で被着したものの平均粒子数よりもそれぞれ約７０％
および約７５チ減少していた。これらの、結果は、ここ
で考察している蒸着温度によりても硼燐珪酸ガラスの層
中の粒子の量が実質的に減少し、従って、純度が改善さ
れることを示すものである。
【図面の簡単な説明】
図は硼燐珪酸ガラスの蒸着速度を温度の関数で示したも
のである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）酸素と、珪素、硼素および燐の各水素化物とから
    成る硼燐珪酸ガラスの層を化学蒸着法により基板上に形
    成する蒸着法であって、 蒸着が約３６０℃〜約３９０℃の温度で行なわれ、前記
    酸素と前記水素化物の全部との容積比が約３０：１〜約
    ６０：１であることを特徴とする前記蒸着法。
JP60171296A 1984-08-06 1985-08-05 硼燐珪酸ガラスの蒸着法 Expired - Lifetime JPH066789B2 (ja)

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US06/636,832 US4546016A (en) 1984-08-06 1984-08-06 Deposition of borophosphosilicate glass
US636832 1984-08-06

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JPS6144180A true JPS6144180A (ja) 1986-03-03
JPH066789B2 JPH066789B2 (ja) 1994-01-26

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