JPS63314827A - 減圧化学気相蒸着法による成膜方法 - 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〉 〈従来の技術〉 Δ 減圧化学相莫着法はポリシリコン（以下ｐｏｌへ １−３ｉという）、窒化シリコン（以下Ｓｉ３Ｎ４とい
う）膜等の形成に広く利用されている。−船に５ｉｓＮ
ｓ膜等の形成においては材料ガスとしてＳ　ｉ　ＨｌＣ
１ｘ−ＮＨｓ系または５ｉＨａ−ＮＨ，系が用いられる
。ｐｏｌｉ−３ｋの形成においては５ｉＨａＨｚが使用
される。そのガス圧０，５ｔｏｒｒ程度であり、形成温
度は６００〜９００°Ｃ程度である。

減圧化学気相蒸着法で形成される膜の特性は材料ガスの
流量比、ガス圧、形成温度等に影響される。

例えば窒化珪素膜では材料ガスの流量比でＳｉＨ□Ｃｆ
ｆ１＊／Ｎ）Ｉ、の値が大きくなれば膜の応力は小さく
なり、屈折率は大きくなる。又、ガス圧が太き（なれば
析出速度が速（なり、形成温度が高くなれば析出速度が
速（なり膜の応力は小さくなる。　〈発明が解決しよう
とする問題点〉気 このように減圧化学気相蒸着法ではその形成条件＾ により色々な特性の膜が得られるのであるが、形成温度
が高温域になってくると反応管内の被蒸着基板位置によ
って反応管前方から後方にかけて膜圧が減少する欠点が
ある。この反応管前方から後方にかけて膜圧が減少する
問題はｐｏｌｉ−３ｉ膜でも同じであり、これについて
はＤｅｒｒｉｃｋ　　Ｆｏｓｔｅｒ等により５ｏｌｉｄ
　　５ｔａｔｅ　　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／Ｍａｙ　
　　１９８６Ｐ２２８Ｆｉｇ、４にも示しである。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み鋭意研究の結果な
されたものである。

く問題点を解決す６手段＞、 即ち本発明は横型の減圧化学相蒸着法の高温域へ での膜形成に於いて、複数の被蒸着基板を反応管の前方
から後方尾管部にかけて順次基板間隔を広ばて配置した
事を特徴とする減圧化学相蒸着法にへ よる成膜方法である。

〈発明の詳述〉 第１図は、本発明で使用される横型減圧化学相蒸着法装
置の概略である。基板４は石英製ボート３に乗せて石英
反応管２内にセットされる。基板４は前方を密に後方を
粗になるように順次間隔を広げてボート上に配置してい
（、基板４の間隔の増加量は形成条件によって異なり、
経験的に求められる０石英反応管２はその周囲に配置さ
れたコイル状ヒーター１によって加熱される０石英反応
管２内は真空ポンプにより１０−”ｍｂａｒ台まで減圧
し、しかる後、材料ガスが石英反応管２の前方から導入
される。材料ガスは窒化珪素膜を形成する場合はＳ　Ｉ
　Ｈｚ　Ｃｊ！ｚまたはＳ　ｉ　Ｈａ　とＮＨｌが用い
られる。ｐｏｌｉ−３ｔの形成においてはＳ　ｉ　Ｈ４
−Ｈｚが使用される。材料ガスの流量比は化合物膜の成
分比に影響する８例えば窒化珪素のストイキオ−メトリ
ンクな膜をＳｉＨ，Ｃｊ！８とＮＨ３を材料ガスとして
形成しようとする場合、Ｓ　ｉ　Ｈ，（、ｊ、　５０ｃ
ｃ／ｍ　ｉ　ｎ％ＮＨｓ　５０Ｑｃｃ／ｍｉｎとするな
どＳ　ｉ　Ｈｘ　Ｃ／！！　／ＮＨ３の流量比を１０と
する。　また、ＳｉＨ，Ｃ１，の流量を増加し、ＮＨ３
の流量を減少すればＳｔリッチな膜になるということは
周知の事実である。

従って本発明に於いて流量及び流量比は同等限定される
ものではない、ガス圧は０．１〜５ｔｏｒｒである。形
成温度は窒化珪素膜を形成する場合は７５０〜１２００
℃、ｐｏｌｉ７ｓｉの形成においては６００〜１２００
℃で使用する事が出来る。形成温度の下限値はこれより
低い場合は基板間隔をあける必要がな（、上限値は使用
する反応炉の限界値である０本・発明の特徴は基板間隔
によってその析出速度を制御できる事に着目し、高温域
での膜形成において反応管の前方から後方にかけて析出
速度の勾配が出来る問題に対し基板間隔を広げていくこ
とでこれを補正する点にある。以下本発明を実施例で説
明する。

〈比較例１〉 基板としてシリコンウェー八を使用し、石英ボート上に
６１間隔で１２０枚の基板を配置した。

これを８５０℃に加熱された横型減圧化零相蒸着へ 法装置の均熱長部分に設置し、反応管内を５×１０−３
ｍｂａｒまで減圧した。材料ガスとして５ＩＨＩ　Ｃｌ
１ｇ　３００ｃｃ／ｍ　ｉ　ｎ、　ＮＨｓ　　１００ｃ
ｃ／ｍ　１　ｎ　ｓ形成温度８５０℃、ガス圧０．５ｔ
ｏｒｒの条件で３０分間蒸着を行った。その結果、第２
図に示すように析出速度は反応管の前方で速（後方にい
くに従って遅（なった。

〈実施例１〉 基板としてシリコンウェー八を使用し、石英ボート上に
一枚目と二枚口の間は３閣間隔とし２枚目と３枚目の間
は３．１閣、３枚目と４枚目の間は３．２鴎となるよう
に順次その間隔をＯ，１ｍづつ増やして、１２０枚の基
板を配置した。これを８５０℃に加熱された横型減圧化
学相蒸着装置の均熱部分に設置し、反応管内を５Ｘ１（
Ｉ”ｍｂａｒまで減圧した。材料ガスとして５ｉＨｚＣ
１ｚ３００ｃｃ／ｍ　ｉ　ｎ、　ＮＨｓ　１００ｃｃ／
ｍ　ｉ　ｎ、形成温度８５０℃、ガス圧Ｑ、５ｔｏｒｒ
の条件で３０分間蒸着を行った。その結果、第３図に示
すように析出速度は反応管の前方でも後方でもほぼ一様
であり、屈折率もウェーハポジションに関係なく一様で
あった。

〈発明の効果〉 このように本発明によれば、形成温度が高い条件でも基
板間隔を順次広げて基板を配置する事によって、反応管
内の前方から後方にかけて析出速度を一定とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の成膜方法の一実施例を示す膜弐図で
ある。第２図は、従来技術で成膜した時の各基板ごとに
析出速度の変化を示すグラフ図である。第３図は、本発
明による各基板ごとの析出速度の変化を示すグラフ図で
ある。 １・・・ヒーター ２・・・反応管 ３・・・ボート ４・・・基板 ５・・・反応ガス入口 特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴木和夫 第１図 第３図 １０　２６’　　３６　　ｕＯｒ′ｏ　　６ｏ　　’７
０　Ｉ？０　９０　　ｔｏｏ　　／１０　　／２０Ｇ７
　　＜５−　基皐瓦１・１ｉぺ１（金目）□　を支シ９
第２図 手続補正書（自発） １６事件の表示 昭和６２年特許願第１５０９４３号 ２、発明の名称 減圧化学気相蒸着法による成膜方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都台東区台東１丁目５番１号４、補正の対象 イ）明細書の発明の詳細な説明の種 口）明細書の図面の簡単な説明の欄 ５、補正の内容 イ）明細書の発明の詳細な説明の欄を以下１、明細書第
４頁第１３行目ｒｌＯとする。 」を「０．１とする。」と補正する。 口）明細書の図面の簡単な説明の欄を以下のごとく補正
する。 １、明細書第７頁第２行目「模式図」とあるのを「模式
図」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 横型の減圧化学気相蒸着法の高温域での膜形成に際して
   、複数の被蒸着基板を反応管の前方から後方尾管部にか
   けて順次基板間隔を広げて配置した事を特徴とする減圧
   化学気相蒸着法による成膜方法。