JPH01206629A - 薄膜の形成方法 - Google Patents
薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH01206629A JPH01206629A JP3080188A JP3080188A JPH01206629A JP H01206629 A JPH01206629 A JP H01206629A JP 3080188 A JP3080188 A JP 3080188A JP 3080188 A JP3080188 A JP 3080188A JP H01206629 A JPH01206629 A JP H01206629A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- substrate
- nozzle
- compound
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は半導体装置の製造に用いられる絶縁膜、導電性
薄膜、半導体薄膜等の薄膜の形成方法に関する。
薄膜、半導体薄膜等の薄膜の形成方法に関する。
（従来の技術）
半導体装置の高集積化は、構成素子の微細化によっても
たらされている。例えば、ＩＭＤＲＡＭ、 ２５６ＫＳ
ＲＡＭ ｊ±１〜１．２μｍの設計基準で作られ、デバ
イスは、更に微細なサブミクロンの設計基準で作られよ
うとしている。
たらされている。例えば、ＩＭＤＲＡＭ、 ２５６ＫＳ
ＲＡＭ ｊ±１〜１．２μｍの設計基準で作られ、デバ
イスは、更に微細なサブミクロンの設計基準で作られよ
うとしている。
微細で高速なデバイスをつくるためには、浅い接合、配
線幅の小さく配線ピッチの小さな配線を持つデバイスを
つくらなければならない。これらの特徴を保持させるた
めに、プロセス温度は、低温になる傾向にある。浅く形
成した不純物プロファイルの再分布を防止し、熱に対し
て耐性の小さいＡ１・Ｓｉ配線を保護するためである。
線幅の小さく配線ピッチの小さな配線を持つデバイスを
つくらなければならない。これらの特徴を保持させるた
めに、プロセス温度は、低温になる傾向にある。浅く形
成した不純物プロファイルの再分布を防止し、熱に対し
て耐性の小さいＡ１・Ｓｉ配線を保護するためである。
しかし、プロセス温度は、まだ高い。これは、従来薄膜
を形成するのが熱エネルギーをおもに利用しているため
である。
を形成するのが熱エネルギーをおもに利用しているため
である。
次に、プロセス温度が高い弊害を配線を形成するプロセ
スを例にとって示す。ＡＩ・Ｓｉ配線が断線する理由と
して、エレクトロ・マイグレーションとストレス・マイ
グレーションがある。まず、工レフトロ・マイグレーシ
ョンの生じる原因には、配線幅の縮小、電気的ストレス
増大、段差低部での膜厚の不均一などがあげられる。一
方、ストレス・マイグレーションの生じる原因としては
、熱応力が最も大きな原因であるといわれている。例え
ば、−層目のＡ１・Ｓｉ配線を形成した後、通常層間絶
縁膜として、プラズマ５ｉｎ２膜を形成するが、このと
きの堆積温度は、２００℃を越える。室温に戻したとき
に、堆積温度と室温との温度差に比例した熱応力がＡＩ
・Ｓｉ膜にかかり、そのためＡｌ−３ｉ膜は断線すると
いられている。
スを例にとって示す。ＡＩ・Ｓｉ配線が断線する理由と
して、エレクトロ・マイグレーションとストレス・マイ
グレーションがある。まず、工レフトロ・マイグレーシ
ョンの生じる原因には、配線幅の縮小、電気的ストレス
増大、段差低部での膜厚の不均一などがあげられる。一
方、ストレス・マイグレーションの生じる原因としては
、熱応力が最も大きな原因であるといわれている。例え
ば、−層目のＡ１・Ｓｉ配線を形成した後、通常層間絶
縁膜として、プラズマ５ｉｎ２膜を形成するが、このと
きの堆積温度は、２００℃を越える。室温に戻したとき
に、堆積温度と室温との温度差に比例した熱応力がＡＩ
・Ｓｉ膜にかかり、そのためＡｌ−３ｉ膜は断線すると
いられている。
プラズマＣＶＤ法よりさらに低温で絶縁膜を形成できる
方法に、バイアスＥＣＲプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法
などがある。そのバイアスＥＣＲプラズマＣＶＤ法は、
基板にダメージを与えること、堆積速度が小さいことな
どの理由でまだ実用に至っていない。
方法に、バイアスＥＣＲプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法
などがある。そのバイアスＥＣＲプラズマＣＶＤ法は、
基板にダメージを与えること、堆積速度が小さいことな
どの理由でまだ実用に至っていない。
また、光ＣＶＤ法もその可能性は指摘されているが、膜
質や生産性の点でまだ研究段階の薄膜形成方法である。
質や生産性の点でまだ研究段階の薄膜形成方法である。
（発明が解決しようとする課題）
叙上の如く、従来の技術では、微細で高速に適するデバ
イスの配線を形成するためのプロセス温度が高いという
重大な問題がある。これを解決するためにプラズマＣＶ
Ｄ法よりもさらに低温で絶縁膜を形成する叙上の方法も
あるが、基板にダメージを与えたり、堆積速度が小さい
など、解決すべき課題が多い。
イスの配線を形成するためのプロセス温度が高いという
重大な問題がある。これを解決するためにプラズマＣＶ
Ｄ法よりもさらに低温で絶縁膜を形成する叙上の方法も
あるが、基板にダメージを与えたり、堆積速度が小さい
など、解決すべき課題が多い。
本発明は、叙上の従来技術に鑑み、これを解決するため
の改良された薄膜の形成方法を提供するものである。
の改良された薄膜の形成方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明にかかる薄膜の形成方法は、薄膜を構成する原子
の少なくとも一つの原子を含む化合物をノズルから超音
速で噴出させ低温の基板上に輸送し、この基板上に高速
で薄膜を形成することを特徴とするものであり、また、
基板上に形成する薄膜が絶縁膜、導電性の薄膜、半導体
薄膜のいずれかであることを特徴とする。
の少なくとも一つの原子を含む化合物をノズルから超音
速で噴出させ低温の基板上に輸送し、この基板上に高速
で薄膜を形成することを特徴とするものであり、また、
基板上に形成する薄膜が絶縁膜、導電性の薄膜、半導体
薄膜のいずれかであることを特徴とする。
（作 用）
ノズルから超音速で吹き出した化合物は断熱膨張し、一
般に、冷却される。このとき冷却するガスの緩和過程は
、回転モード、並進モード、振動モードの順に早い。こ
のため、ガスの振動モードが緩和する前に基板表面に衝
突し、吸着した化合物は一般に不安定で、次の瞬間には
、自発的に分解したりして安定なエネルギー状態に移行
しようとするため、反応性に富む。この過程は、基板温
度には比較的鈍感で、現象を支配するのは、ガスの三つ
のモードの温度である。この現象を利用して、基板温度
を低くして、基板上に絶縁膜を形成する。
般に、冷却される。このとき冷却するガスの緩和過程は
、回転モード、並進モード、振動モードの順に早い。こ
のため、ガスの振動モードが緩和する前に基板表面に衝
突し、吸着した化合物は一般に不安定で、次の瞬間には
、自発的に分解したりして安定なエネルギー状態に移行
しようとするため、反応性に富む。この過程は、基板温
度には比較的鈍感で、現象を支配するのは、ガスの三つ
のモードの温度である。この現象を利用して、基板温度
を低くして、基板上に絶縁膜を形成する。
（実施例）
以下、本発明の薄膜の形成方法にかかる一実施例につき
説明する。
説明する。
薄膜の形成方法の説明に先立ち、まず製造装置を第１図
によらて説明する。
によらて説明する。
反応室１の上部にガス溜め２が設置されである。
ガス溜め２には、ガス溜め内の排気のための管３がリー
クバルブ４を介して接続されている。また、ガスの導入
のための管５，６がそれぞれバルブ７゜８を介して接続
されている。また、ガス溜め内の圧力を観測するために
静電容量形の圧力計９が設置されている。ガス溜め内に
はガスの混合効率をあげるため、錯乱板１０が設けられ
ている。ガス溜め２と反応室１とは、電磁シャッタ１１
で隔離されて、超音速ノズル１２が設置されている。ま
た、ガス溜めは熱源２０で加熱される。
クバルブ４を介して接続されている。また、ガスの導入
のための管５，６がそれぞれバルブ７゜８を介して接続
されている。また、ガス溜め内の圧力を観測するために
静電容量形の圧力計９が設置されている。ガス溜め内に
はガスの混合効率をあげるため、錯乱板１０が設けられ
ている。ガス溜め２と反応室１とは、電磁シャッタ１１
で隔離されて、超音速ノズル１２が設置されている。ま
た、ガス溜めは熱源２０で加熱される。
反応室１のなかには、基体１３を載置するため基板支持
台１４が設けられており、基板１３は、基板支持台１４
下部に設けられた熱源１５によって加熱できる。本発明
では、熱源１５として３ｋ１１の抵抗加熱熱源を用いた
。
台１４が設けられており、基板１３は、基板支持台１４
下部に設けられた熱源１５によって加熱できる。本発明
では、熱源１５として３ｋ１１の抵抗加熱熱源を用いた
。
反応室内１は、排気のための管１６を介して高真空排気
系で排気され、反応室内の圧力は、圧力計１７で常時観
測される。また、反応室１には、堆積時の圧力調整のた
めのガス導入のための管１９がバルブ１８を介して接続
されている。
系で排気され、反応室内の圧力は、圧力計１７で常時観
測される。また、反応室１には、堆積時の圧力調整のた
めのガス導入のための管１９がバルブ１８を介して接続
されている。
次に、前記装置による薄膜の形成方法につき説明する。
反応室１に基板１３を導入し基板支持台１４に載置した
後、排気のための配管１６を介して高真空排気系で排気
する。このとき圧力計１７で１０−’ Ｐａに反応室１
内が到達することを確認する。
後、排気のための配管１６を介して高真空排気系で排気
する。このとき圧力計１７で１０−’ Ｐａに反応室１
内が到達することを確認する。
次に、必要に応じて熱源１５を介して基板を所定温度室
温〜３００℃に加熱する。この間、ガス溜め２の方は、
バルブ７．８を閉じて、バルブ４を開き、第２の高真空
排気系で排気し、圧力言１９で１０””Ｐａ台の圧力に
到達することを確認する。このとき電磁シャッタ１１は
閉の状態にあり、ガス溜め２と反応室１は隔離されてい
る。
温〜３００℃に加熱する。この間、ガス溜め２の方は、
バルブ７．８を閉じて、バルブ４を開き、第２の高真空
排気系で排気し、圧力言１９で１０””Ｐａ台の圧力に
到達することを確認する。このとき電磁シャッタ１１は
閉の状態にあり、ガス溜め２と反応室１は隔離されてい
る。
次に、ガス溜め２の到達圧力がＩＰ６Ｐａであることを
確認したのちに、バルブ７を開いてトリメチルシランＳ
ｉＨ（ＣＩ（３）３を流す。ＳＩＨ（ＣＪ（３）ａを流
す配管５は質量流量計に接続されており、０〜１０１０
０５ｅ流すことができる。このときガス溜め２内の圧力
は１０””Ｐａ台になるようリークバルブ４を開閉して
調整する。このときキャリアガスＡｒあるいはＨｅを配
管６を介して流してもよい。
確認したのちに、バルブ７を開いてトリメチルシランＳ
ｉＨ（ＣＩ（３）３を流す。ＳＩＨ（ＣＪ（３）ａを流
す配管５は質量流量計に接続されており、０〜１０１０
０５ｅ流すことができる。このときガス溜め２内の圧力
は１０””Ｐａ台になるようリークバルブ４を開閉して
調整する。このときキャリアガスＡｒあるいはＨｅを配
管６を介して流してもよい。
次に、反応室１内の圧力が１Ｏ−６Ｐａ台であることを
確認した後、バルブ８を開いて、酸素０２をＯ〜１００
ｃｃ／ｍｉｎ流した。高真空排気系の排気力を調整し、
反応室内の圧力をＯ〜１０−”Ｐａ台になるようにする
。
確認した後、バルブ８を開いて、酸素０２をＯ〜１００
ｃｃ／ｍｉｎ流した。高真空排気系の排気力を調整し、
反応室内の圧力をＯ〜１０−”Ｐａ台になるようにする
。
この状態で電磁シャッタ１１を開の状態にすると、ガス
溜め２内のＳｉＨ（ＣＨ３）ａは、超音速ノズル１２を
介して反応室１側に噴出する。この噴出の過程で、所定
温度に加熱されたＳＩＨ（ＣＨ３）３は断熱膨張される
ため、急冷されるが、ノズルと基板との距離りを５０ｍ
ｍ以下にすることにより、ＳｉＨ（ＣＨ３）３の振動温
度は緩和しないままの５ｉｔ（（ＣＨ３）３が基板表面
に供給される。
溜め２内のＳｉＨ（ＣＨ３）ａは、超音速ノズル１２を
介して反応室１側に噴出する。この噴出の過程で、所定
温度に加熱されたＳＩＨ（ＣＨ３）３は断熱膨張される
ため、急冷されるが、ノズルと基板との距離りを５０ｍ
ｍ以下にすることにより、ＳｉＨ（ＣＨ３）３の振動温
度は緩和しないままの５ｉｔ（（ＣＨ３）３が基板表面
に供給される。
この振動温度の緩和していないＳｉＨ（ＣＨ３）３は非
常に不安定で、基板表面に吸着すると同時に、基板表面
の０２（あるいは○）と反応してＳｉＯ□膜ができた。
常に不安定で、基板表面に吸着すると同時に、基板表面
の０２（あるいは○）と反応してＳｉＯ□膜ができた。
このとき基板温度は室温〜３００℃の範囲で変えたが、
いずれの場合も基板上に５ｉ０２膜が２０〜３０００人
／耐ｎの堆積速度で堆積した。
いずれの場合も基板上に５ｉ０２膜が２０〜３０００人
／耐ｎの堆積速度で堆積した。
尚、本実施例では、ＳｉＨ（ＣＨ３）３と０２とを用い
て５ｉｎ２膜を堆積する場合を示したが、本発明はこの
材料に限定されるものではなく、ガス状の化合物が得ら
れるものでは何でもよいし、また、堆積する薄膜もＳｉ
Ｏ２に限定されるものではなく、金属などの導電膜や、
シリコン等の半導体膜でも良い。
て５ｉｎ２膜を堆積する場合を示したが、本発明はこの
材料に限定されるものではなく、ガス状の化合物が得ら
れるものでは何でもよいし、また、堆積する薄膜もＳｉ
Ｏ２に限定されるものではなく、金属などの導電膜や、
シリコン等の半導体膜でも良い。
この発明は、薄膜を構成する原子の少くとも一つの原子
を含む化合物をノズルから噴出させ断熱膨張させて基板
上に輸送するので、基板上に低温で、かつ高速の薄膜形
成が達成できる顕著な利点がある。
を含む化合物をノズルから噴出させ断熱膨張させて基板
上に輸送するので、基板上に低温で、かつ高速の薄膜形
成が達成できる顕著な利点がある。
第１図は本発明の達成に用いた製造装置の概略を示す断
面図である。 １−−−−一−−−反応室 ５ 、６ 、１９−−−−−一反応ガス供給管１２−−
−−−−−一超音速ノズル １３−−−−−−−−基板 １４−−−−−−ｍ−基板支持台 １５、２０−−−一加熱用熱源
面図である。 １−−−−一−−−反応室 ５ 、６ 、１９−−−−−一反応ガス供給管１２−−
−−−−−一超音速ノズル １３−−−−−−−−基板 １４−−−−−−ｍ−基板支持台 １５、２０−−−一加熱用熱源
Claims (4)
- （１）薄膜を構成する原子の少なくとも一つの原子を含
む化合物をノズルから超音速で噴出させ低温の基板上に
輸送し、この基板上に高速で薄膜を形成することを特徴
とする薄膜の形成方法。 - （２）基板上に形成する薄膜が絶縁膜であることを特徴
とする請求項１記載の薄膜の形成方法。 - （３）基板上に形成する薄膜が導電性の薄膜であること
を特徴する請求項１記載の薄膜の形成方法。 - （４）基板上に形成する薄膜が半導体薄膜であることを
特徴とする請求項１記載の薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080188A JPH01206629A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080188A JPH01206629A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206629A true JPH01206629A (ja) | 1989-08-18 |
Family
ID=12313782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080188A Pending JPH01206629A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01206629A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007100172A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Denso Corp | 成膜装置 |
| JP2013545889A (ja) * | 2010-10-05 | 2013-12-26 | シルコテック・コーポレーション | 耐摩耗性コーティング、物品および方法 |
-
1988
- 1988-02-15 JP JP3080188A patent/JPH01206629A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007100172A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Denso Corp | 成膜装置 |
| JP2013545889A (ja) * | 2010-10-05 | 2013-12-26 | シルコテック・コーポレーション | 耐摩耗性コーティング、物品および方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4956204A (en) | Process of forming a film by low pressure chemical vapor deposition | |
| EP0371854A2 (en) | Method for selectively depositing refractory metal on semiconductor substrates | |
| EP0936282B1 (en) | Low-k fluorinated amorphous carbon dielectric and method of making the same | |
| US6465043B1 (en) | Method and apparatus for reducing particle contamination in a substrate processing chamber | |
| US20040076767A1 (en) | Method of manufacturing silicon carbide film | |
| TW201139723A (en) | PECVD multi-step processing with continuous plasma | |
| US7432215B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus | |
| JPH09298192A (ja) | 半導体装置の製造装置および静電チャックからのウエハ脱着方法 | |
| JPH04211128A (ja) | 半導体基板表面処理方法および半導体基板表面処理装置 | |
| TW201843733A (zh) | 蝕刻方法及蝕刻裝置 | |
| JPH04230032A (ja) | 半導体集積回路の製造方法 | |
| JPH01206629A (ja) | 薄膜の形成方法 | |
| US5409540A (en) | Chemical vapor phase growth method and chemical vapor phase growth apparatus | |
| JPH04291714A (ja) | アモルファス層を用いた集積回路製作 | |
| US5963836A (en) | Methods for minimizing as-deposited stress in tungsten silicide films | |
| JP2001156063A (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体製造装置 | |
| US20080241413A1 (en) | Plasma tool for forming porous diamond films for semiconductor applications | |
| JP3230510B2 (ja) | 半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 | |
| JP2002134498A (ja) | 成膜方法および成膜装置 | |
| JP3228251B2 (ja) | Ｃｖｄ装置及びそれを使用した半導体装置の製造方法 | |
| JPH10176273A (ja) | Ｃｖｄ膜形成方法およびｃｖｄ膜形成装置 | |
| Miller et al. | LPCVD of silicon dioxide by pyrolysis of TEOS in a rapid thermal processor | |
| JPH05267219A (ja) | メタルプラグの形成方法 | |
| JP2579166B2 (ja) | プラズマｃｖｄ装置および成膜方法 | |
| EP0460106A1 (en) | Novel glass deposition viscoelastic flow process |