JPH01278732A

JPH01278732A - 化学気相成長方法

Info

Publication number: JPH01278732A
Application number: JP10771188A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sasaka; 佐坂　正明
Original assignee: Kyushu Fujitsu Electronics Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Kyushu Fujitsu Electronics Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1988-05-02
Publication date: 1989-11-09

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】〔（既　　要〕有機シランを用いた化学気相成長法において、石英管な
どの反応管やチャンバーの壁面に堆積した酸化シリコン
（ＳｉＯ□）やリンガラス（ＰＳＧ）などの堆積膜から
炭化水素やアルキル基を取り除く方法に関し、有機シランを用いたときの化学気相成長方法において、
反応管またはチャンバーの壁面の堆積膜中に含まれる炭
化水素やアルキル基を取り除く化学気相成長方法を提供
することを目的とし、有機シランの熱分解を用いた化学
気相成長方法において、反応管中で有機シランの熱分解により堆積膜を形成した
後に、前記反応管中に酸化性ガスを導入し、この酸化性
ガスによる熱処理で該反応管内壁に形成された堆積膜中
の炭化水素、アルキル基と反応させ、ガスとして排気す
ることを特徴とする化学気相成長方法を含み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、有機シランを用いた化学気相成長法において
、石英管などの反応管やチャンバーの壁面に堆積した酸
化シリコン（ＳｉＯ□）やリンガラス（ＰＳＧ）などの
堆積膜から炭化水素やアルキル基を取り除く方法に関す
る。

〔従来の技術〕

近年、半導体装置の微細化の要求に伴い、製造工程にお
けるパーティクルが問題となっている。

酸化シリコン（ＳｉＯｚ）膜やリンガラス（ＰＳＧ）膜
の成長工程でも同様にパーティクルを減少させることが
要求されている。このため、化学気相成長中のパーティ
クルを減少させなければならないが、有機シランを用い
た場合、反応管やチャンバーの堆積膜中に炭化水素やア
ルキル基を含み、これを核に異常成長し、異物となり、
この炭化水素やアルキル基を核に成長した異物が反応管
やチャンバーの壁面から剥がれると、反応中にチャンバ
ー中のパーティクルを増加させる。従って、有機シラン
を用いた化学気相成長法においては、その反応管やチャ
ンバーの壁面の堆積膜中の炭化水素やアルキル基を取り
除く必要がある。

従来の半導体装置製造プロセスにおいは、化学気相成長
（ＣＶＤ）方法により各種の堆積膜が形成される。有機
シランを用いた化学気相成長法により形成される酸化シ
リコン（ＳｉＯ□）膜などは、素子間分離、電極間分離
、配線間分離などに広く使用されている。

第３図は従来の有機シランを用いたときの化学気相成長
の説明図で、熱分解反応を起こす石英管１の周囲には加
熱用の電気炉２が設けられ、内部には石英板３上にウェ
ハなどの試料４が収納される。この石英管１の一方側か
らはキャリアガスが、マスフローコントローラ５により
流量を制御され、恒温槽６に貯留されている有機シラン
ソース９例えばテトラエトキシシラン（Ｓｉ　（ＯＣｚ
ｌｌｓ）　４）中を通して、バルブ７を介して導入され
る。また、上記キャリアガスはマスフローコントローラ
５により流量を制御され、バルブ８を介して直接に石英
管１内に導入される。上記石英管１の他方側からは、内
部のガスが排気されるようになっている。

このような装置によりＳｉＯ□膜を形成するには、まず
、バルブ７を開き、キャリアガスをマスフローコントロ
ーラ５を通し、有機シランソース９中を通す。そして、
蒸発ガスをバルブ７を通し、石英管１中に導入する。熱
反応・によって、試料４に５４０ｇ膜を成長させる。成
長中は試料４以外にも石英管１の壁面にもＳｉＯ□が堆
積するが、試料４に所定の要求膜厚だけのＳｉＯ□膜が
成長すると、バルブ７を閉じ、バルブ８を開き、窒素（
Ｎ２）ガスなどの不活性ガスであるキャリアガスで石英
管１をパージする。パージ後、試料４を石英管１から取
り出す。以上により１回の成長処理を終了し、次の成長
処理に入る。このような成長処理を１５〜２５回連続的
に行う。そして、石英管１の壁面に１０〜２０μｍの堆
積膜が形成されると、この堆積膜をエツチングし、石英
管１の洗浄を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の有機シランを用いた化学気相成長方法では、石英
管１の壁面の堆積膜が５〜１０μｍ以上になると、炭化
水素やアルキル基を核に成長した異物が石英管１の壁面
に発生する。この異物は減圧成長による気流の変動で剥
離しやすく、石英管１中にパーティクルが増加する問題
を生していた。

このパーティクルは、ウェハなどの試料４表面に付着し
、デバイス特性などを悪化させる原因になっていた。

そこで本発明は、有機シランを用いたときの化学気相成
長方法において、反応管またはチャンバーの壁面の堆積
膜中に含まれる炭化水素やアルキル基を取り除く化学気
相成長方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決する手段］有機シランの熱分解を用いた化学気相成長方法において
、反応管（１１）中で有機シランの熱分解により堆積膜
を形成した後に、前記反応管（１１）中に酸化性ガスを
導入し、この酸化性ガスによる熱処理で該反応管（１１
）内壁に形成された堆積膜中の炭化水素、アルキル基と
反応させ、ガスとして排気することを特徴とする化学気
相成長方法によって解決される。

〔作用〕第１図は本発明の原理説明図である。図において、１１
は石英管などの反応管、１２はこの反応管１１の周囲に
設けられる電気炉、１３は石英板、１４は試料、１５は
キャリアガスの流量を制御するマスフローコントローラ
、１７は反応管１１内に有機シランの導入を制御するバ
ルブ、１８は反応管１１内に不活性ガスの導入を制御す
るバルブ、１９が反応管１１内に酸化性ガスの導入を制
御するバルブである。まず、有機シランの蒸発ガスをバ
ルブ７を通し、反応管１１中に導入する。熱反応によっ
て、試料１４にＳｉＯ□膜を成長させる。成長中は試料
１４以外にも反応管１１の壁面にもＳｉＯ□が堆積する
が、試料１４に所定の要求膜厚だけのＳｉＯ２膜が成長
すると、バルブ１７を閉じ、バルブ１８を開き不活性ガ
スで反応管１１をパージする。次にパージ後、試料１４
を反応管１１から取り出す。従来の技術では、次の成長
処理にはいるが、本発明では、次の試料１４の成長処理
に入る前に、バルブ１９を開けて酸化性ガスを反応管１
１に導入して、この反応管１１の熱処理により酸化を行
う。この熱処理によって、酸化性ガスと反応管１１に形
成された堆積膜中の炭化水素、アルキル基とを反応させ
、炭酸ガス（ＣＯ□）、水（１１□０）として排気する
。成長処理を行った後には、所定の間隔でこの酸化熱処
理を行う。

このようにして、本発明では、有機シランによる成長処
理をした後に、バルブ１７を通し反応管１１内に酸化性
ガスを導入し、反応管１１をこの酸化性ガスで熱処理す
ることによって、反応管１１の壁面の堆積膜中の炭化水
素、アルキル基を酸化性ガスと反応させ、炭酸ガス（Ｃ
Ｏ□）、水（Ｎ２０）として排気する。このことで、堆
積膜から炭化水素、アルキル基を除くことができる。よ
って、炭化水素、アルキル基を核にした異物成長がなく
なり、反応管１１中のパーティクルの増加がなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。

第２図は、本発明実施例の説明図である。なお第１図に
対応する部分は同一の符号を記す。同図においては、熱
分解反応を起こす石英管などの反応管１１の周囲には加
熱用の電気炉１２が設けられ、内部には石英板１３上に
ウェハなどの試料１４が収納される。この反応管１１の
一方側からは、キャリアガスとして窒素（Ｎ２）ガスが
マスフローコントローラ１５により流量を制御され、恒
温槽１６に貯留されている有機シランとして、例えば、
テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣｚＨｓ）　４）中を
通して、バルブ１７を介して導入される。また、上記キ
ャリアガスはマスフローコントローラ１５により流量を
制御卸され、バルブ１８を介して直接に反応管１１内に
導入される。

さらに、反応管１１内には、バルブ１９を介して酸素（
０□）ガスが導入される。そして、上記反応管１１の他
方側からは、内部のガスが排気されるようになっている
。

このような装置により５ｉ０２膜を形成した。まず、バ
ルブ１７を開き、図中のキャリアガスをマスフローコン
トローラ１６を通し、有機シランソース２０中を通す。

キャリアガスは窒素（Ｎ２）ガスを用い、流量を２００
〜４００ｃｃ／ｍｉｎ程度にマスフローコントローラ１
６でコントロールした。そして、有機シランの蒸気ガス
をバルブ１７を通し、電気炉１２で７００〜８００　’
Ｃに加熱された反応管１１中に導入する。そして、熱反
応によって、試料１４に５ｉＯｚを成長させた。

試料１４に所定の膜厚の５ｉ０２が成長すると、バルブ
１７を閉じ、バルブ１８を開き、反応管１１を窒素（Ｎ
２）ガスでパージする。従来は、パージ後、別の試料１
４を置いて、次の成長処理を行うが、本発明では、次の
試料１４の成長にはいる前に酸素（０□）ガスによる熱
処理を行う。熱処理温度は、７００〜８００”Ｃとし、
流量は２００〜４００ｃｃ／ｍｉｎとした。この０２ガ
スによる熱処理の後に、次の試料１４の成長処理を行う
。

このように成長処理を行うたびに、反応管１１の０□ガ
スによる熱処理を行い、反応管１１壁面の堆積膜中の炭
化水素やアルキル基を０□ガスと反応させ、炭酸ガス（
ＣＯ□）、水（１１□０）として反応管１１の外に排気
してやる。

このような化学気相成長方法によれば、炭化水素、アル
キル基を核にした異物成長がなくなり、反応管１１中の
パーティクルの増加がなくなる。このことによって、パ
ーティクルによりデバイス特性などを悪化させる原因を
なくすことができる。

また、反応管１１の洗浄回数を少なくすることができる
。

なお、上記実施例において、試料１４の成長処理を行う
たびに、反応管１１の０□ガスによる熱処理を行ってい
るが、炭化水素、アルキル基を核にした異物成長により
反応管１１中のパーティクルの増加しない程度であれば
、数回の成長処理の後であってもよい。

また、熱処理により反応管１１壁面の堆積膜中の炭化水
素やアルキル基と反応して炭酸ガス（ＣＯ□）、水（Ｈ
２Ｏ）にするものであれば、０□ガス以外に、Ｎｅ。

ガス、オゾンガスなどの酸化性ガスを用いることもでき
る。

さらに、堆積膜はを機シランの熱分解により形成される
膜であれば、リン、ボロンなどをドープしたＰＳＧ膜、
ＢＳＧ膜であってもよい。

また、反応管１１は石英管あるいはチャンバーであって
もよい。

〔発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、有機シランを用
いた化学気相成長方法において、反応管の壁面の堆積膜
中の炭化水素、アルキル基を取り除くことで、炭化水素
、アルキル基を核にした異常成長による異物の発生はな
（なり、この異物の剥がれによる反応管のパーティクル
の増加がなくなる。従って、半導体装置である試料に異
物が付着することがなくなり、半導体装置の特性を向上
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明実施例の説明図、第３図は従来の化学気相成長の説明図である。図中、１１は反応管、１２は電気炉、１３は石英板、１４は試料、１５はマスフローコントローラ、１６は恒温槽、１７、１８．１９はバルブ、２０は有機シランソースを示す。特許出願人　　　冨士通株式会社（ばか１名）代理人弁
理士　　久木元　　　彰バ１し７”１９　　　　　　　　　　　　　　％ソ（メ
ｒ　１２あｔｐ止偉ｌ比明記第１１７１

Claims

【特許請求の範囲】　有機シランの熱分解を用いた化学気相成長方法におい
て、反応管（１１）中で有機シランの熱分解により堆積膜を
形成した後に、前記反応管（１１）中に酸化性ガスを導
入し、この酸化性ガスによる熱処理で該反応管（１１）
内壁に形成された堆積膜中の炭化水素、アルキル基と反
応させ、ガスとして排気することを特徴とする化学気相
成長方法。