JPH06271310A - 二酸化珪素膜形成方法 - Google Patents
二酸化珪素膜形成方法Info
- Publication number
- JPH06271310A JPH06271310A JP5059934A JP5993493A JPH06271310A JP H06271310 A JPH06271310 A JP H06271310A JP 5059934 A JP5059934 A JP 5059934A JP 5993493 A JP5993493 A JP 5993493A JP H06271310 A JPH06271310 A JP H06271310A
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- JP
- Japan
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- silicon dioxide
- dioxide film
- film
- aqueous solution
- silicon
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- Pending
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- Silicon Compounds (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 液相堆積において、その反応液および膜堆積
のスループットの高い二酸化珪素膜形成方法を提供す
る。 【構成】 珪素を溶解させたアルカリ水溶液に酸性水溶
液を加えてケイ酸イオンの過飽和状態とした処理液と基
板６を接触させて基板表面に二酸化珪素膜を堆積させる
ことを特徴とする二酸化珪素膜形成方法である。
のスループットの高い二酸化珪素膜形成方法を提供す
る。 【構成】 珪素を溶解させたアルカリ水溶液に酸性水溶
液を加えてケイ酸イオンの過飽和状態とした処理液と基
板６を接触させて基板表面に二酸化珪素膜を堆積させる
ことを特徴とする二酸化珪素膜形成方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二酸化珪素膜の製造方法
に関し、特に膜を液相堆積または析出させる製造方法に
関するものである。
に関し、特に膜を液相堆積または析出させる製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体基板上に低温で膜を形成さ
せるための一方法として液相堆積法が利用されている。
以下図面を参照しながら、上記した従来の二酸化珪素膜
形成方法の一例について説明する。図２は従来の二酸化
珪素膜形成方法の処理装置を示すものである。図２にお
いて、１１は外槽である。１２は内槽で、内槽と外槽の
間は水１３で満たされている。１４はヒータで、１５は
撹拌機で、１６は内槽前部、１７は内槽中部、１８は内
槽後部である。１９は被処理物のシリコンウエハ、２０
は循環用ポンプ、２１はフィルタ、２２はホウ酸水溶液
である。
せるための一方法として液相堆積法が利用されている。
以下図面を参照しながら、上記した従来の二酸化珪素膜
形成方法の一例について説明する。図２は従来の二酸化
珪素膜形成方法の処理装置を示すものである。図２にお
いて、１１は外槽である。１２は内槽で、内槽と外槽の
間は水１３で満たされている。１４はヒータで、１５は
撹拌機で、１６は内槽前部、１７は内槽中部、１８は内
槽後部である。１９は被処理物のシリコンウエハ、２０
は循環用ポンプ、２１はフィルタ、２２はホウ酸水溶液
である。
【０００３】以上のように構成された二酸化珪素膜形成
方法の処理装置について、以下その動作について説明す
る。
方法の処理装置について、以下その動作について説明す
る。
【０００４】まず、水１３はヒータ１４と撹拌機１５に
より水温が３５度になるように制御されている。また、
内槽の前部１６、中部１７、後部１８に工業用シリカゲ
ル粉末を酸化珪素の供給源として酸化珪素を溶解、飽和
させた２.０モル／ｌの濃度の珪弗化水素酸水溶液を水
を用いて倍に希釈した３ｌの反応液が満たしてある。こ
のとき、低温ほど酸化珪素が多くとけ込むので、たとえ
ばー４℃で珪弗化水素酸溶液をつくる。ポンプ２０を作
動させ内槽後部１８の反応液を汲出してフィルタ２１で
濾過し内槽前部１６へ戻す循環を開始させる。その後、
０.５モル／ｌのホウ酸水溶液２２を連続的に摘下し１
０時間保持する。この状態で反応液は適度なＳｉＯ2過
飽和度を有する処理液となる。そして、シリコンウエハ
１９を内槽中部１７に浸漬し約４時間保持しておくとウ
エハ１９上に約１２０ｎｍの酸化珪素膜が形成される
（例えば、特開昭６１ー１２０３４参照）。
より水温が３５度になるように制御されている。また、
内槽の前部１６、中部１７、後部１８に工業用シリカゲ
ル粉末を酸化珪素の供給源として酸化珪素を溶解、飽和
させた２.０モル／ｌの濃度の珪弗化水素酸水溶液を水
を用いて倍に希釈した３ｌの反応液が満たしてある。こ
のとき、低温ほど酸化珪素が多くとけ込むので、たとえ
ばー４℃で珪弗化水素酸溶液をつくる。ポンプ２０を作
動させ内槽後部１８の反応液を汲出してフィルタ２１で
濾過し内槽前部１６へ戻す循環を開始させる。その後、
０.５モル／ｌのホウ酸水溶液２２を連続的に摘下し１
０時間保持する。この状態で反応液は適度なＳｉＯ2過
飽和度を有する処理液となる。そして、シリコンウエハ
１９を内槽中部１７に浸漬し約４時間保持しておくとウ
エハ１９上に約１２０ｎｍの酸化珪素膜が形成される
（例えば、特開昭６１ー１２０３４参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、低温で酸化珪素を溶かすために反応が遅
く珪弗化水素酸水溶液を作るのに時間がかかってしま
う。また、ＳｉＯ2過飽和溶液からＳｉにＳｉＯ2が堆積
する速度が極端に遅いために素子製造に用いる際には非
常に生産性が悪いという問題点を有していた。
うな構成では、低温で酸化珪素を溶かすために反応が遅
く珪弗化水素酸水溶液を作るのに時間がかかってしま
う。また、ＳｉＯ2過飽和溶液からＳｉにＳｉＯ2が堆積
する速度が極端に遅いために素子製造に用いる際には非
常に生産性が悪いという問題点を有していた。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、液相堆積にお
いて、その反応液および膜堆積のスループットの高い二
酸化珪素膜形成方法を提供するものである。
いて、その反応液および膜堆積のスループットの高い二
酸化珪素膜形成方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の二酸化珪素膜形成方法は、珪素を溶解させ
たアルカリ水溶液に酸性水溶液を加えてケイ酸イオンの
過飽和状態とした処理液を出発溶液とし、基板を接触さ
せて基板表面に二酸化珪素膜を堆積させるものである。
めに本発明の二酸化珪素膜形成方法は、珪素を溶解させ
たアルカリ水溶液に酸性水溶液を加えてケイ酸イオンの
過飽和状態とした処理液を出発溶液とし、基板を接触さ
せて基板表面に二酸化珪素膜を堆積させるものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記した構成によって、反応液の製造
では珪素がアルカリ水溶液に極めて溶解性が高く、また
場合によれば加熱により溶解性が向上し反応液を短時間
で作成できることになる。さらに、アルカリ溶液中に存
在するケイ酸イオンＳｉ（ＯＨ）2（Ｏ-）2は溶液中の
水素イオン濃度を上げることによりＳｉ（ＯＨ）4のコ
ロイド化を始め、このコロイドが縮重合することにより
ＳｉＯ2が形成し基板上に堆積することとなる。
では珪素がアルカリ水溶液に極めて溶解性が高く、また
場合によれば加熱により溶解性が向上し反応液を短時間
で作成できることになる。さらに、アルカリ溶液中に存
在するケイ酸イオンＳｉ（ＯＨ）2（Ｏ-）2は溶液中の
水素イオン濃度を上げることによりＳｉ（ＯＨ）4のコ
ロイド化を始め、このコロイドが縮重合することにより
ＳｉＯ2が形成し基板上に堆積することとなる。
【０００９】
【数１】
【００１０】（数１）の反応は水素イオン濃度の上昇に
より縮重合が起きるためであるが、従来の過飽和液から
の析出に比べて酸による反応促進作用が非常に大きいた
めに結果として高速度で二酸化珪素を堆積できることに
なる。
より縮重合が起きるためであるが、従来の過飽和液から
の析出に比べて酸による反応促進作用が非常に大きいた
めに結果として高速度で二酸化珪素を堆積できることに
なる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例の二酸化珪素膜形成方
法について、図面を参照しながら説明する。図１は本発
明の実施例における二酸化珪素膜形成方法の処理装置を
示すものである。図１において、１は浸漬槽の内槽、２
は浸漬槽の外槽、３は循環用ポンプ、４は電子冷却器、
５はフィルタ、６は被処理物のシリコンウエハである。
７は酸性水溶液を供給するための装置で本実施例では
０.５規定硫酸を用いている。８は電子冷却器４で使用
される冷却水である。
法について、図面を参照しながら説明する。図１は本発
明の実施例における二酸化珪素膜形成方法の処理装置を
示すものである。図１において、１は浸漬槽の内槽、２
は浸漬槽の外槽、３は循環用ポンプ、４は電子冷却器、
５はフィルタ、６は被処理物のシリコンウエハである。
７は酸性水溶液を供給するための装置で本実施例では
０.５規定硫酸を用いている。８は電子冷却器４で使用
される冷却水である。
【００１２】以上のように構成された二酸化珪素膜形成
方法について、以下図１を用いてその動作を説明する。
方法について、以下図１を用いてその動作を説明する。
【００１３】まず、浸漬槽１にはアンモニア水にシリコ
ン粉末を溶かした反応溶液を満たしてある。反応溶液中
には（数２）の反応によりケイ酸イオンが形成されてお
り、約０.１モル／ｌの濃度に調整されている。
ン粉末を溶かした反応溶液を満たしてある。反応溶液中
には（数２）の反応によりケイ酸イオンが形成されてお
り、約０.１モル／ｌの濃度に調整されている。
【００１４】
【数２】
【００１５】本実施例では約７０度のアンモニア水を用
いたが、この反応は高温ほど速度が上がるのでアンモニ
ア水を追加供給することによりもっと高温で溶かすこと
もできる。
いたが、この反応は高温ほど速度が上がるのでアンモニ
ア水を追加供給することによりもっと高温で溶かすこと
もできる。
【００１６】次に、ポンプ３を作動させ、浸漬槽の外槽
２にある液を電子冷却器４とフィルタ５を通して浸漬槽
の内槽１に戻す。反応溶液は電子冷却器４により約６０
度に制御されている。反応溶液を循環させることにより
溶液を均一化させ、基板表面の堆積膜厚を均一化する事
ができる。また、フィルタ５を通してパーテイクルを除
去することにより表面が平滑な二酸化珪素膜が形成でき
る。
２にある液を電子冷却器４とフィルタ５を通して浸漬槽
の内槽１に戻す。反応溶液は電子冷却器４により約６０
度に制御されている。反応溶液を循環させることにより
溶液を均一化させ、基板表面の堆積膜厚を均一化する事
ができる。また、フィルタ５を通してパーテイクルを除
去することにより表面が平滑な二酸化珪素膜が形成でき
る。
【００１７】循環開始後、０.５規定の硫酸を０.２ｍｌ
／分で連続的に摘下し１０時間保持した。この状態で反
応溶液は過度のケイ酸イオンを有する処理液となる。こ
の溶液中に被処理物のシリコンウエハ６を浸漬させ、硫
酸の摘下を続けるとウエハ上に二酸化珪素膜が形成され
る。約１時間の浸漬でウエハ６上に約３００ｎｍの二酸
化珪素膜が形成できた。ここで、本実施例ではフィルタ
５サイズとして１.０μｍを用いたが、サイズを小さく
すれば膜の平滑性は向上するが、フィルタのつまりとス
ループットに影響を与えるので用いる基板によって調整
する方がよい。また、本発明で得られたに酸化珪素膜は
熱ＣＶＤ等の酸化珪素膜と比べて弗酸のエッチングレー
ト、屈折率などが同等である良好な膜特性を有してい
た。
／分で連続的に摘下し１０時間保持した。この状態で反
応溶液は過度のケイ酸イオンを有する処理液となる。こ
の溶液中に被処理物のシリコンウエハ６を浸漬させ、硫
酸の摘下を続けるとウエハ上に二酸化珪素膜が形成され
る。約１時間の浸漬でウエハ６上に約３００ｎｍの二酸
化珪素膜が形成できた。ここで、本実施例ではフィルタ
５サイズとして１.０μｍを用いたが、サイズを小さく
すれば膜の平滑性は向上するが、フィルタのつまりとス
ループットに影響を与えるので用いる基板によって調整
する方がよい。また、本発明で得られたに酸化珪素膜は
熱ＣＶＤ等の酸化珪素膜と比べて弗酸のエッチングレー
ト、屈折率などが同等である良好な膜特性を有してい
た。
【００１８】以上のように本実施例によれば、硫酸の脱
水作用により縮重合反応を促進させ、その結果堆積速度
を向上させることが出来る。
水作用により縮重合反応を促進させ、その結果堆積速度
を向上させることが出来る。
【００１９】なお、本実施例において、被処理物はシリ
コンウエハ６としたが、液相堆積を用いているために、
高温にできない基板や大面積の基板およびその他の半導
体基板やガラス基板が使用できるのは明かである。ま
た、本実施例での膜形成温度は６０度だが、堆積速度を
無視すれば室温から９０度までの範囲で膜形成でき、使
用する基板に応じて堆積温度を決めればよい。
コンウエハ６としたが、液相堆積を用いているために、
高温にできない基板や大面積の基板およびその他の半導
体基板やガラス基板が使用できるのは明かである。ま
た、本実施例での膜形成温度は６０度だが、堆積速度を
無視すれば室温から９０度までの範囲で膜形成でき、使
用する基板に応じて堆積温度を決めればよい。
【００２０】また、本実施例では酸性水溶液として硫酸
を用いたが、塩酸、硝酸、燐酸、ホウ酸などの酸でも膜
形成はできる。ただし、膜中に含まれる不純物が変化す
るので使用される製造工程または使用するデバイスに応
じて処理液を選べばよい。さらに、堆積膜をそのままデ
バイスの製造工程に用いることもできるし、工程によっ
ては堆積膜をち密化させるために高温でアニールしても
かまわない。
を用いたが、塩酸、硝酸、燐酸、ホウ酸などの酸でも膜
形成はできる。ただし、膜中に含まれる不純物が変化す
るので使用される製造工程または使用するデバイスに応
じて処理液を選べばよい。さらに、堆積膜をそのままデ
バイスの製造工程に用いることもできるし、工程によっ
ては堆積膜をち密化させるために高温でアニールしても
かまわない。
【００２１】本実施例のアルカリ水溶液としてアンモニ
ア水を用いたが、アミン基を持つような有機アルカリを
用いてもシリコンを溶解させることが出来る。
ア水を用いたが、アミン基を持つような有機アルカリを
用いてもシリコンを溶解させることが出来る。
【００２２】本発明の膜堆積方法によれば、ＳｉＯ2は
有機膜（例えばレジスト）上への堆積速度がきわめて遅
いために素子上への選択二酸化珪素膜成長が可能であ
る。
有機膜（例えばレジスト）上への堆積速度がきわめて遅
いために素子上への選択二酸化珪素膜成長が可能であ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明はアルカリ水溶液中
に存在するケイ酸イオンを用いること、また、アルカリ
水溶液を加熱することで反応速度を速めることができる
ことから、短時間で飽和溶液が準備でき、また、酸によ
る縮重合反応を利用して膜を高速度で形成できることか
ら一連の膜形成工程の処理時間を非常に短縮することが
でき、結果として半導体素子製造の生産性を著しく向上
できることから、工業的価値がきわめて大である。
に存在するケイ酸イオンを用いること、また、アルカリ
水溶液を加熱することで反応速度を速めることができる
ことから、短時間で飽和溶液が準備でき、また、酸によ
る縮重合反応を利用して膜を高速度で形成できることか
ら一連の膜形成工程の処理時間を非常に短縮することが
でき、結果として半導体素子製造の生産性を著しく向上
できることから、工業的価値がきわめて大である。
【図１】本発明の実施例における二酸化珪素膜形成方法
の処理装置の構成図
の処理装置の構成図
【図２】従来の二酸化珪素膜形成方法の処理装置の構成
図
図
１ 浸漬槽内槽 ３ 循環用ポンプ ４ 電子冷却器 ５ フィルタ ７ 酸性水溶液供給装置
Claims (1)
- 【請求項１】珪素を溶解させたアルカリ水溶液に酸性水
溶液を加えてケイ酸イオンの過飽和状態とした処理液と
基板を接触させて基板表面に二酸化珪素膜を堆積させる
ことを特徴とする二酸化珪素膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059934A JPH06271310A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 二酸化珪素膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059934A JPH06271310A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 二酸化珪素膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06271310A true JPH06271310A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13127464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5059934A Pending JPH06271310A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 二酸化珪素膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06271310A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102826558A (zh) * | 2011-06-14 | 2012-12-19 | 北京航空航天大学 | 一种介孔二氧化硅膜的制备方法 |
| US20220402026A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-22 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing coated metal powder |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5059934A patent/JPH06271310A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102826558A (zh) * | 2011-06-14 | 2012-12-19 | 北京航空航天大学 | 一种介孔二氧化硅膜的制备方法 |
| US20220402026A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-22 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing coated metal powder |
| JP2023001523A (ja) * | 2021-06-21 | 2023-01-06 | セイコーエプソン株式会社 | 被膜付き金属粉末の製造方法 |
| US12350738B2 (en) * | 2021-06-21 | 2025-07-08 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing coated metal powder |
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