JPS62158333A - 薄膜生成方法 - Google Patents

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） この発明は、常圧連続式のＣＶＤ法による薄膜生成方法
に関するものである。

（従来の技術） 従来の常圧連続式〇ＶＤ装置、特にその装置のガスディ
スパージョンヘッド付近の構造を第３図に示し、この装
置により従来の常圧連続式のＣＶＤ法による薄膜生成方
法を説明する。

第３図において、１は半導体ウェハ２を搬送するベルト
で、下方には半導体ウェハ２を加熱するヒータ３が配置
される。一方、ベルト１上には、半導体ウェハ２に対し
て反応ガスを吹き出すガスディスパージョンヘッド４が
配置されており、このヘッド４は前記ガスを吹き出すた
めの複数のスリット５を有する。また、ガスディス・セ
ージョンヘッド４の外側には、反応ガスを排気するため
の排気路６（排気ダクトに接続される）を形成するため
のカバー７が設けられている。

このように構成された装置においては、ベルト１により
半導体ウェハ２を搬送し、ヒータ３により３５０〜４５
０℃に半導体ウェハ２を加熱する。そして、その加熱さ
れた半導体ウェハ２に対して反応ガスをガスディスノｆ
−ジョンヘッド４より吹き出すもので、すると、ウェハ
面で反応が起り、半導体ウェハ２上にＳｉＯやＰＳＧな
どの各種薄膜が生成される。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、上記のような従来の装置（従来の方法）では
、ガスディス・９−ジョンヘッド４下ｔ−通過する半導
体ウェハ２上の温度が、反応ガスの冷却効果により一定
にならないという問題点があり、そのため膜厚方向に異
なる膜質をもつ薄膜が形成されてしまう欠点があった。

すなわち、ガスディスパ−ジョンヘッド４　（（−のス
リット５）からは、−例としてＰＳＧｔ−生成する場合
、反応ガスとして、窒素で希釈されたシラン・ホスティ
ンに微量の酸素を含むガスが、トータル数１７分から数
十２／分の単位で吹き出される。そして、この反応ガス
が、３５０℃かう４５０℃程度に加熱された半導体ウェ
ハ２で反応してＰＳＧＴｈ形成するわけであるが、この
反応ガスの冷却効果のため、ガスディスパージョンヘッ
ド４下での温度分布は第４図に示されるようになる。つ
マリ、ガスディスパージョンヘッド４の中央部での温度
が最も低くなシ、中央部から離れるに従って温度は徐々
に上昇する。

ところで、成長するＰＳＧ中にとシ込まれるリンの量と
温度との関係は、温度が高い程、とり込まれるリンの量
が少ないという関係にある。したがって、ガスディスパ
−ジョンヘッド４下の温度分布が前記第４図のようであ
ると、ＰＳＧ膜中のリンの量は、同第４図に示すように
、ガスディスパージョンヘッド４下のどの位置で生成さ
れたかで異なってくる。そして、半導体ウェハ２は、前
記ヘッド４下を通過しながら膜付けがなされるわけであ
るから、できあがったＰＳＧは、半導体ウェハ２との界
面および異面付近でリン含有量が少なく、膜の中心でリ
ンの含有量が多くなるという結果となる。

そして、このように膜厚方向でリン濃度が異なると、Ｐ
ＳＧ膜にコンタクト穴を開けた時に、膜中心部で穴形状
が広がったシ、ガラス７０−と称される表面平滑化を行
う時に、ＰＳＧ表層で平滑化がしずらくなるという問題
点がアシ、さらに、コンタクト穴にアルミ配線を施した
場合、アルミ配線がリン濃度の濃い部分で腐食しやすい
という問題点が発生する。

この発明は上記の点に鑑みなされ友もので、その目的は
、ガスディスパージヨンヘツド下で温度が一定でないと
いう問題点を除去し、膜厚方向に等しい膜質をもつ薄膜
を形成できる薄膜生成方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この発明では、ガスデイスノ々−ジョンヘッＶの反応ガ
ス吹き出し部の前後で非反応性ガスを吹き出すようにす
る。

（作用） このようにすると、従来、ガスディスパージョンヘッド
（反応ガス吹き出し部）の中央部で温度が最も低く、中
央部から離れるに従って温度が除徐に上昇する温度分布
であったものが、反応ガス吹き出し部の前後で吹き出さ
れる非反応性ガスの冷却効果によシ、反応ガス吹き出し
部の下では、第２図に示すように温度が一定（反応ガス
の冷却効果により下った一定温度）となる。

（実施例） 以下この発明の一実施例を、第１図の常圧連続式〇ＶＤ
装置によシ説明する。この装置は、ガスデイスノ臂−ジ
ョンヘッド１１の構造が第３図の従来装置と異なる。そ
の他は第３図と同一であり、同一部分は第３図と同一符
号を付してその説明を省略する。

上記ガスディスパージョンヘッドｔ１は、ａｍの反応ガ
ス吹き出しスリット１２（反応ガス吹き出し部）を有す
るとともに、その前後において片側２ケから８ヶ程度で
非反応性ガス吹き出しスリット１３（非反応性ガス吹き
出し部）ｔ−’！する。

そして、前記反応ガス吹き出しスリット１２は、管１４
を介して反応ガス源に接続されて該反応ガスを吹き出す
ようになっており、他方非反応性ガス吹き出しスリット
１３は、非反応性ガス源、例えば窒素ガス源に管１５を
介して接続されて前記窒素ガスを吹き出すようになって
いる。

このようにガスディスパージョンヘッド１１が構成され
た第１図の装置は、従来と同様にして半導体ウェハ２上
に薄膜例えばｐｓａｍを形成するが、ガスディスパージ
ョンヘッド１１の反応ガス吹き出しスリット１２（反応
ガス吹き出し部）の前後においては、非反応性ガス吹き
出しスリット１３から窒素ガスをトータルで数１７分か
ら数十ｌ／分程度吹き出す。すると、この窒素ガスの冷
却効果により、反応ガス吹き出し部下の両端側の温度が
下るもので、これにより、従来、反応ガス吹き出し部下
で中央部の温度が最も低く、中央部から離れるに従って
温度が徐々に上昇する温度分布であったものが、第２図
に示すように反応ガス吹き出し部下全体で温度が一定（
反応ガスの冷却効果により下った一定温度）となる。そ
して、このように反応ガス吹き出し部下（成膜領域）で
温度が一定となるので、この装置（この方法）によれば
、半導体ウェハ２上に生成されたＰＳＧ膜中のリン含有
量が前記第２図に示すように膜厚方向で一定となる。

なお、窒素ガス吹き出し部下では温度が変化しているが
、この領域では成膜反応が起きないため、この領域にお
ける前記温度変化が膜中のリン含有量に影響を与えるこ
とはない。

（発明の効果） 以上詳述したように、この発明の方法によれば、反応ガ
ス吹き出し部の前後で非反応性ガスを吹き出すようにし
たので、その非反応性ガスの冷却効果により、反応ガス
吹き出し部下の温度を一定にすることができ、したがっ
て膜厚方向に膜質の等しい薄膜を半導体ウェハ上に形成
できる。そして、その結果、薄膜に膜厚全体で等しい径
のコンタクト穴を開けることができるとともに、薄膜の
表面平滑化が容易になり、さらに前記コンタクト穴でア
ルミ配線の腐食を防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

（図面） 第１図はこの発明の薄膜生成方法の一実施例を説明する
ための常圧連続式ＣＶＤ装置を示す断面図、第２図はこ
の発明の一実施例における温度分布および膜中のリン濃
度分布を示す特性図、第３図は従来の方法を説明するた
めの従来の常圧連続式〇ＶＤ装置を示す断面図、第４図
は従来の方法における温度分布および膜中のリン濃度分
布を示す特性図である。 １・・・ベルト、２・・・半導体ウェハ、３・・・ヒー
タ、１１・・・ガスディスフ９−ジョンヘッド、１２・
・・反応ガス吹き出しスリット、１３・・・非反応性ガ
ス吹き出しスリット。 °−−一一二ν

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　搬送路により搬送される加熱された半導体ウェハにガ
   スディスパージヨンヘツドより反応ガスを吹き出してウ
   ェハ面で反応させることにより半導体ウェハ上に薄膜を
   形成するようにした薄膜生成方法において、 ガスディスパージヨンヘツドの反応ガス吹き出し部の前
   後で非反応性ガスを吹き出すようにしたことを特徴とす
   る薄膜生成方法。