JPH08306676A

JPH08306676A - 化学気相成長装置及び半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH08306676A
Application number: JP10985795A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Saito; 政良斉藤; Yutaka Kudo; 豊工藤; Yoshio Honma; 喜夫本間; Hisahiro Arai; 寿裕新井; Keiichi Nagasaki; 恵一長崎; Eiji Sato; 栄治佐藤; Masayuki Hachitani; 昌幸蜂谷; Shinpei Suzuki; 新平鈴木; Shinpei Iijima; 晋平飯島; Shigehiko Nakanishi; 成彦中西
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1995-05-09
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】化学気相成長反応の際に、下地依存性がなく、
流動性の高品質の酸化シリコン膜を形成できる半導体装
置の製造方法。【構成】シリコンアルコキシドを原料とし、高オゾン条
件下で、化学気相成長法により、１０Ｔｏｒｒから１０
０Ｔｏｒｒの範囲の圧力で、第１の酸化シリコン膜３０
２を形成し、次ぎに、５００Ｔｏｒｒから１．５気圧の
範囲の圧力で第２の酸化シリコン膜３０３を形成する半
導体装置の製造方法。予め第３の酸化シリコン膜３０７
をプラズマ化学気相成長法により形成してから、上記の
反応を行なってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の絶縁膜形
成に用いるのに適した化学気相成長装置及び化学気相成
長法を用いる半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】テトラエチルオルソシリケート（以下、
ＴＥＯＳという）等とＯ₃との反応によって酸化シリコ
ン膜を形成する化学気相成長（以下、ＣＶＤという）法
は、いくつかの方法に分かれる。そのうちの常圧ＣＶＤ
法は、４〜１５ｖｏｌ．％程度の高オゾン条件、常圧
（７６０Ｔｏｒｒ）で、開放型反応室を用いて成膜する
方法である。形成した膜の特性は比較的良好であるが、
成膜時に下地依存性が表われるという問題があった。す
なわち、下地が金属やＳｉのような半導体のときは、表
面が平坦な膜が形成されるが、下地が絶縁物のときは、
表面が荒れた膜しか形成されず、また、両者の間で成長
速度が異なるという問題があった。

【０００３】また、準大気圧ＣＶＤ（サブアトモスフェ
アＣＶＤ、以下、ＳＡ−ＣＶＤという）法は、密閉型反
応室を用い、大気圧より僅かに低い数百Ｔｏｒｒの圧力
で成膜する方法である。形成された膜の特性はほぼ常圧
ＣＶＤ法によるものと同じで、この場合も下地依存性が
表われる。

【０００４】また、減圧ＣＶＤ法は、４ｖｏｌ．％未満
の低オゾン条件で、密閉型反応室を用い、２００Ｔｏｒ
ｒ以下の減圧で成膜する方法である。この場合、下地依
存性は表われないが、形成された膜は緻密性がなく、エ
ッチング速度も大きく、また、いわゆる流動性形状がな
いため、段差被覆性が悪いという問題があった。なお、
この種の方法に関連するものとして、特開平３−７７３
２０が挙げられる。

【０００５】さらにまた、プラズマＣＶＤ法は、密閉型
反応室を用い、減圧下に、プラズマにより成膜する方法
である。この場合、下地依存性は表われず、形成された
膜も緻密で良質であるが、流動性形状がなく、段差被覆
性が悪く、そのため膜の断面形状が不安定である。すな
わち、高アスペクト比の凹部に対するカバレッジが充分
でなく、例えば、微細な金属配線間の凹部を埋めること
が困難である。

【０００６】そのため、従来、絶縁膜上に金属配線パタ
ーンがある半導体基板表面等に、酸化シリコン膜を形成
するときは、次ぎのような方法を用いなければならなか
った。その第１の方法は、半導体基板表面にプラズマＣ
ＶＤ法により、ある程度の厚さの酸化シリコン膜を形成
し、ＳＯＧ（塗布型酸化シリコン）を塗布し、上記酸化
シリコン膜の表面を流動性形状とし、加熱して塗膜とし
てからその表面をエッチバックし、その上にさらにプラ
ズマＣＶＤ法により十分な厚さの酸化シリコン膜を形成
するものである。

【０００７】また、その第２の方法は、特開平４−１０
７９２４に述べられているように、ＳｉＨ₄とＯ₂又はＮ
₂Ｏを原料とし、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法又は
常圧ＣＶＤ法により薄い酸化シリコン膜を形成し、その
上に、シリコンアルコキシドとＯ₃を原料としたプラズ
マＣＶＤ法により十分な厚さの酸化シリコン膜を形成す
るものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の第１の
方法は、ＳＯＧの塗布、加熱硬化、エッチバック等の工
程が複雑で作業時間が増加し、製造コストが増加すると
いう問題があった。また、ＳＯＧを用いて形成された酸
化シリコン膜の電気的耐圧が十分でないため、この膜の
ところを避けてコンタクトホールを設けなければならな
いというレイアウト上の制限があるという問題があっ
た。

【０００９】また、上記従来技術の第２の方法は、Ｓｉ
Ｈ₄を用いて形成した酸化シリコン膜の段差被覆性が非
常に悪いという問題があった。すなわち、配線パターン
上にＳｉＨ₄を用いて酸化シリコン膜を形成すると、平
坦部や配線上部には所定の厚みの膜が形成されるのに対
し、配線と配線の間の溝の底部には十分な膜厚の酸化シ
リコン膜が形成されないという問題があった。特に、配
線間隔が０．５μｍ以下の微細パターンでは、配線上部
のいわゆるオーバーハングによって、溝の上部入口が閉
じて内部に空隙ができることがあり、このような形状に
なると、もはや空隙を埋めることができない。また、Ｓ
ｉＨ₄を用いた反応では、ウエハ基板上以外の部分でＳ
ｉＯ₂が成長し、これがいわゆるパーティクルとしてウ
エハ基板上の酸化シリコン膜の膜中や表面に付着し、不
良膜となるいう問題があった。

【００１０】本発明の第１の目的は、下地依存性がな
く、流動性の高品質の酸化シリコン膜を形成できる化学
気相成長装置を提供することにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、工程数を削減し、
低コストで、流動性の高品質の酸化シリコン膜を有する
半導体装置を製造する方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の化学気相成長装置は、反応室と、こ
の内部を、第１の所望の圧力と、これと異なる第２の所
望の圧力とに保持するための圧力調整手段と、基板の保
持手段と、基板の加熱手段と、シリコンアルコキシドと
オゾンを反応室に導入するための導入手段とを設け、こ
の反応室で化学気相成長反応を行なうようにしたもので
ある。

【００１３】ここで、第１の所望の圧力とは、１０Ｔｏ
ｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲の圧力であることが好ま
しい。また、第２の所望の圧力とは、５００Ｔｏｒｒか
ら１．５気圧の範囲の圧力であることが好ましく、５０
０Ｔｏｒｒから１．２気圧の範囲の圧力であることがよ
り好ましい。また、反応室は密閉型であるが、必要なと
きに開放できる。反応室を複数個備えれば、成膜処理効
率を向上させることができる。

【００１４】さらに、この化学気相成長装置は、プラズ
マ発生用電源を備えることが好ましい。これにより、プ
ラズマＣＶＤ法による酸化シリコン膜を形成すること
も、プラズマクリーニングを行なうこともできる。プラ
ズマＣＶＤもプラズマクリーニングも共に１Ｔｏｒｒか
ら４Ｔｏｒｒの範囲の圧力で行なうことが好ましいの
で、装置としては、１Ｔｏｒｒから１．５気圧の範囲の
圧力に調整できるようにしておくことが好ましい。

【００１５】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明の半導体装置の製造方法は、シリコンアルコキシ
ドとオゾンを原料として、１０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏ
ｒｒの範囲の圧力で、第１の化学気相成長反応を行な
い、基板上に第１の酸化シリコン膜を形成し、ついで、
同じ原料を用い、５００Ｔｏｒｒから１．５気圧の範囲
の圧力で、第２の化学気相成長反応を行ない、第１の酸
化シリコン膜上に第２の酸化シリコン膜を形成して絶縁
膜を形成するようにしたものである。

【００１６】上記の第１のＣＶＤ反応は、３５０℃から
４５０℃の範囲の基板温度で行なうことが好ましく、３
５０℃から４００℃の範囲の基板温度で行なうことがよ
り好ましい。酸化シリコン膜の膜質を向上させるために
は、高温であることが好ましいが、あまりに高温にする
と、その下にある他の材質、例えば配線用Ａｌを良好な
品質に保っておくことが困難になる。また、この工程で
形成される第１の酸化シリコン膜の厚さは、２００Åか
ら０．２μｍの範囲であることが好ましく、２００Åか
ら８００Åの範囲であることがより好ましい。膜厚を２
００Åから０．２μｍとするのは、反応時間にして、お
よそ１５秒から６０秒程度である。膜厚が２００Å程度
以上であれば、この上に形成される第２の酸化シリコン
膜には下地依存性が表われない。また、膜厚が厚すぎる
と、その下の微細なパターンの形状を保つのに不利にな
る。

【００１７】上記の第２のＣＶＤ反応は、３５０℃から
４５０℃の範囲の基板温度で行なうことが好ましく、３
５０℃から４００℃の範囲の基板温度で行なうことがよ
り好ましい。この理由は上述したことと同じである。

【００１８】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、上記の第１の酸化シリコン膜の形成の前に、シリコ
ンアルコキシドを用い、プラズマ化学気相成長反応によ
り、基板上に第３の酸化シリコン膜を形成し、上記の第
１の酸化シリコン膜を、この第３の酸化シリコン膜上に
形成するようにすることが好ましい。プラズマ化学気相
成長反応はオゾンを用いないため、オゾンによる下地の
劣化を防止することができる。プラズマ化学気相成長反
応は、１Ｔｏｒｒから４Ｔｏｒｒの範囲の圧力で、１０
０℃から４５０℃の範囲の基板温度で行なうことが好ま
しい。

【００１９】

【作用】上記の第１のＣＶＤ反応は、低圧状態で、高オ
ゾンの条件で成膜するため、成長の際の下地依存性がな
く、かつ、高品質の膜を得ることができる。また、第２
のＣＶＤ反応では、圧力を大気圧近傍として高オゾンの
条件で成膜するため、高品質の流動性の膜を形成するこ
とができる。また、第１のＣＶＤ反応の前に、プラズマ
ＣＶＤ法により、予め酸化シリコン膜を形成すれば、配
線金属層等の高オゾン条件下での表面劣化を防止するこ
とができる。

【００２０】

【実施例】

〈実施例１〉以下、図面を用いて本発明を説明する。図
１は本発明の一実施例の化学気相成長装置のユニット構
成図である。本装置は、図１に示すように、反応室ユニ
ット１０１、ウエハカセット部１０２、搬送ユニット１
０３、制御ユニット１０４、真空ポンプユニット１０
５、反応ガスユニット１０６の６ユニットから構成され
る。

【００２１】図２は反応室ユニットと搬送ユニットの断
面図である。カバー２１５内に配置された反応室は密閉
型で、成膜法はフェイスダウン（ウエハ下向き）を採用
した。反応室は円筒形の反応室上部ベース２０１と反応
室下部ベース２０２からなり、サセプタ支持アーム２０
７が、図示されていない駆動系により上下し、反応室上
部ベース２０１と反応室下部ベース２０２を密着させて
内部を気密に保持する。反応室上部ベース２０１は、サ
セプタ２０４、ウエハ支持アーム２０５によりウエハ基
板２０６を水平に支持し、均一に加熱する。また、反応
室下部ベース２０２は、反応ガスをウエハ基板２０６表
面に均一に供給するためのガスヘッド２０３が配設され
ており、この供給源にはＴＥＯＳ配管２１０、Ｏ₃配管
２１１、ＣＦ₄配管２１２、Ｏ₂配管２１３、Ｎ₂配管２
１４が接続されている。また、このガスヘッド２０３に
はプラズマ自己清浄用とプラズマＣＶＤ用のＲＦ電源２
０８が接続されている。

【００２２】さらに、反応室下部ベース２０２の底部に
は排気口があり、真空排気ユニット２０９により反応室
内の残ガスを室外へ排出する。反応室の圧力は、大気圧
より低い圧力を設定する場合には真空排気ユニット２０
９に組み込まれた自動圧力調整バルブの開閉度の調整に
よりコンダクタンスを変えて真空ポンプによる排気量を
変える。また、大気圧を越える圧力とする場合には、真
空ポンプを経由せずに直接排気処理装置に排ガスを送り
出す方式で、排ガス用配管に組み込んだバルブの開口度
により調節した。なお、この反応ガスの供給方式はポス
トミックス又はプリミックスのいずれの方式でも構わな
い。図３は、反応室を反応室上部ベース２０１と反応室
下部ベース２０２に分解した状態の斜視図である。８イ
ンチウエハを４枚同時に成膜が可能で、枚葉バッチ式処
理する構造である。

【００２３】次に上記の装置を用いた成膜処理工程を図
４に従い説明する。まず、ウエハカセットを本装置に設
置する。続いて、図２に示したウエハ搬送アーム２１７
によりウエハ基板は真空吸着され、図示されていない駆
動系により上下回転してウエハ基板表面を下向きにす
る。ここで同時にゲート２１６も開になる。その後、サ
セプタ支持アーム２０７が図示されていない駆動部によ
り上昇し、反応室上部ベース２０１も上昇する。

【００２４】次ぎの工程を図５により説明する。ウエハ
支持アーム２０５が、図示されていない駆動系により降
下する（図５（ａ））。次ぎに、ウエハ基板を吸着した
ウエハ搬送アーム２１７が伸び、サセプタ２０４下方の
設定位置にウエハ基板を配設する（図５（ｂ））。次い
でウエハ支持アーム２０５が上昇し、ウエハ基板２０６
を支持する。その後ウエハ搬送アーム２１７は戻り、ウ
エハ支持アーム２０５は、ウエハ基板が加熱されたサセ
プタ２０４に密着する位置まで上昇し、ウエハ基板２０
６がサセプタ２０４に設置される（図５（ｃ））。次
に、サセプタ支持アーム２０７が図示されていないの駆
動部により回転し、同時に反応室上部ベース２０１も水
平に公転し、ウエハ基板が設置されていないサセプタに
上記と同様にウエハ基板を順次設置する。他のサセプタ
にウエハ基板が設置された後、サセプタ支持アーム２０
７が降下し、反応室上部ベース２０１と反応室下部ベー
ス２０２が密着し、反応室内は気密になる（図５
（ｄ））。ここで同時にゲート２１６も閉じ、ウエハ搬
送工程が完了する。

【００２５】次に図４の真空引きからの工程を説明す
る。まず、図２に示した真空排気ユニット２０９により
反応室内を０．０１Ｔｏｒｒ以下に真空引きし、大気及
び不純物ガスを排気した後、Ｎ₂ガスを反応室内に導入
し、減圧状態（５０Ｔｏｒｒ）に圧力を調節する。ウエ
ハ基板は室温から５５０℃の範囲で設定できるサセプタ
に置かれ、ここでは４００℃に保持した。このサセプタ
の加熱法は、ランプによる非接触加熱である。なお、ウ
エハ内の膜厚の均一性を向上させるため、このサセプタ
は図示されていない駆動系により自転する機構を備えて
いる。サセプタ加熱方式は、上記の方式以外でも可能で
ある。また、ウエハ基板温度は、上記温度を含む３００
℃〜４５０℃として成膜してもよい。

【００２６】次いでＴＥＯＳガスを導入し、流量の調整
を行なった後、高濃度Ｏ₃を導入して化学気相成長法に
より酸化シリコン膜の形成を時間にして約６０秒（膜厚
で７００Å程度）行なう。ここでは安全を確保するた
め、必ずＯ₃に対してＴＥＯＳが先行する仕組とし、し
かも反応ガス中のＴＥＯＳ分圧が１．０％を越えない範
囲とした（第一工程）。この時のＣＶＤ条件は、ＴＥＯ
Ｓ流量は４０ｓｃｃｍ、搬送窒素ガスは２０ｓｌｍ、Ｏ
₂流量は２０ｓｌｍ、Ｏ₂中のＯ₃濃度は７．５％、ガス
供給ヘッドとウエハ基板間隔は２０ｍｍとした。さら
に、この減圧状態から連続的に約１５秒間で反応室内圧
力を大気圧近傍（７００Ｔｏｒｒ）まで可変させ、初期
に形成した酸化シリコン膜上に、さらに酸化シリコン膜
を時間にして約３００秒（膜厚で約７０００Å）形成し
た（第二工程）。この成膜法により、下地依存性が現わ
れず、さらに流動性が得られた優れた酸化シリコン膜が
形成された。以上が成膜工程である。

【００２７】この後、反応ガス（ＴＥＯＳ及びＯ₃）の
供給が図示されていないバルブにより停止すると同時
に、反応室内の残ガスが真空排気ユニット２０９により
排出される。次いで、反応室内の圧力は大気圧になり成
膜されたウエハ基板をウエハカセットに戻す搬送工程に
行なう。この搬送工程は、図５の逆の工程である。

【００２８】以上が成膜処理シーケンスである。基板の
形成膜厚の均一性を（最大値−最小値）／（最大値＋最
小値）で表わすとき、前述の自転機構を機能させない場
合は、４．５％前後であったのに対し、この自転機構を
機能させると１．５％以下となった。

【００２９】ここで枚葉処理式装置と複数枚処理式装置
の処理速度の比較例を挙げる。まず、処理工程は図４に
示したウエハ搬送、真空引き、反応ガス流量及び圧力調
整、成膜、ウエハ搬送の工程順とし、膜厚を５０００Å
形成する場合を条件とする。この条件下で枚葉式装置で
は、ウエハ搬送及び搬出時間２分、真空引き、流量及び
圧力調整時間２分、成膜時間４分で一枚当たりの処理時
間は約８分で一時間当たり約７枚処理できる。一方、本
実施例の複数枚（４枚一括処理）式装置では、ウエハ搬
送及び搬出時間４分、流量及び圧力調整時間３分、成膜
時間４分で一回の４枚当たり約１１分で一時間当たり約
２０枚処理が可能である。なお、成膜条件の最適化によ
り２０枚以上の処理も可能である。

【００３０】次にプラズマ自己清浄について説明する。
反応室内圧力２Ｔｏｒｒ、サセプタ温度４００℃、電極
間隔２０ｍｍ、ＲＦ電源１５０Ｗ、５０ｋＨｚ、放電時
間約１５分の条件で、反応ガスとしてフッ素系のガスＣ
Ｆ₄を用いて等方性のプラズマエッチング法により反応
室内壁に成長したＳｉＯ₂を自己清浄することができ
る。上記の成膜及び自己清浄動作に関しては、すべてプ
ログラムの設定により自動処理が可能である。本実施例
では処理基板の表面が下を向いて設置されるフェイスダ
ウン方式を説明したが、フェイスアップ方式も可能であ
る。

【００３１】〈実施例２〉図６（ａ）を用いて、シリコ
ン半導体の層間絶縁膜の形成に本発明を適用した実施例
を以下に示す。シリコン基板３０１上の図示しない活性
領域には、ＭＯＳトランジスタ等の半導体素子が設けら
れている。また、シリコン基板３０１上には、図示しな
い絶縁膜が形成され、その上に窒化チタン３０４、アル
ミニウム３０５、窒化チタン３０６からなる配線パター
ンが形成されている。

【００３２】前記ＣＶＤ装置を用い、実施例１と同じ方
法で、この上に、膜厚７００Åの第１の酸化シリコン膜
３０２の形成を行なう。すなわち、ＣＶＤ条件は、圧
力：５０Ｔｏｒｒ、基板温度：４００℃、ＴＥＯＳ流
量：４０ｓｃｃｍ、搬送窒素ガス：２０ｓｌｍ、Ｏ₂流
量：２０ｓｌｍ、Ｏ₂中のＯ₃濃度：７．５％、ガス供給
ヘッドとウエハ基板間隔：２０ｍｍである。さらに、こ
の減圧状態から連続的に約１５秒間で反応室内圧力を大
気圧近傍（７００Ｔｏｒｒ）とし、第１の酸化シリコン
膜３０２上に、さらに膜厚約７０００Åの第２の酸化シ
リコン膜３０３を形成する。以下、通常の方法により半
導体装置を製造した。

【００３３】上記ＣＶＤ反応の原料には、ＴＥＯＳを用
いたが、これに変えてテトラメチルオルソシリケート、
トリエトキシシラン又はトリメトキシシランを用い、同
様に処理しても、同様に半導体装置を製造することがで
きた。ただし、トリエトキシシラン又はトリメトキシシ
ランを用いるときは、第１の酸化シリコン膜形成のとき
のＣＶＤ条件を、基板温度：３５０℃、原料流量：２０
ｓｃｃｍ、第２の酸化シリコン膜形成のときのＣＶＤ条
件を、圧力：７６０Ｔｏｒｒ、基板温度：３５０℃、原
料流量：２０ｓｃｃｍに変え、その他は同様の条件で行
なった。また、原料はバブラに保持し、窒素ガスにより
バブルさせるが、バブラの温度は、ＴＥＯＳ又はテトラ
メチルオルソシリケートのとき６５℃、トリエトキシシ
ラン又はトリメトキシシランのとき２５℃とした。

【００３４】〈実施例３〉図６（ｂ）を用いて、シリコ
ン半導体の層間絶縁膜の形成に本発明を適用した他の実
施例を示す。シリコン基板３０１上の図示しない活性領
域には、ＭＯＳトランジスタ等の半導体素子が設けられ
ている。また、シリコン基板３０１上には、図示しない
絶縁膜が形成され、その上に窒化チタン３０４、アルミ
ニウム３０５、窒化チタン３０６からなる配線パターン
が形成されている。

【００３５】前記ＣＶＤ装置を用い、まず、プラズマＣ
ＶＤ法により、膜厚５００Åの第３の酸化シリコン膜３
０７を形成する。プラズマＣＶＤ条件は、圧力：０．７
Ｔｏｒｒ、基板温度：４４０℃、搬送窒素ガス：０．５
ｓｌｍ、Ｏ₂流量：２５０ｓｃｃｍ、電極間隔：２０ｍ
ｍ、ＲＦ電源：１００Ｗ（５０ｋＨｚ）であり、ＴＥＯ
Ｓは６５℃に保持し、窒素ガスを１２０ｓｃｃｍ流して
バブルさせる。以下、実施例２と同様に、膜厚７００Å
の第１の酸化シリコン膜３０２を、次ぎに、その上に膜
厚約７０００Åの第２の酸化シリコン膜３０３を形成
し、以下、通常の方法により半導体装置を製造した。

【００３６】上記のプラズマＣＶＤ反応の原料には、Ｔ
ＥＯＳを用いたが、他のシリコンアルコキシドを用いる
こともできる。ただしその場合は、それぞれ適切なプラ
ズマＣＶＤ条件とすることが好ましい。例えば、トリメ
トキシシランを用いるときは、基板温度：３５０℃、搬
送窒素ガス：１．２ｓｌｍ、Ｏ₂流量：１００ｓｃｃ
ｍ、原料を２５℃に保持し、窒素ガスを３００ｓｃｃｍ
流してバブルさせるようにする。

【００３７】また、上記ＣＶＤ装置を、サセプタにもう
１つのＲＦ電源を接続した構成とし、２周波プラズマＣ
ＶＤ法により第３の酸化シリコン膜を形成してもよい。
この場合、例えば、トリエトキシシラン（ＴＥＳ）を用
い、圧力：４Ｔｏｒｒ、基板温度：３６０℃、搬送窒素
ガスを用いず、Ｏ₂流量：５０ｓｃｃｍ、ＲＦ電源：３
００Ｗ（１３．５６ｋＨｚ）、バイアス電源：３００Ｗ
（４００ｋＨｚ）、ＴＥＳの供給方式は、原料を２５℃
に保持し、気化させ反応室へ供給する方式である。ＴＥ
Ｓ流量は８０ｓｃｃｍである。

【００３８】

【発明の効果】本発明のＣＶＤ装置によれば、下地依存
性が現われず、流動性を持つ酸化シリコン膜の形成が可
能である。また、本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、流動性の高品質の酸化シリコン膜を有する半導体装
置を、効率良く、低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の化学気相成長装置のユニッ
ト構成図。

【図２】その反応室ユニットと搬送ユニットの断面図。

【図３】その反応室開放斜視図。

【図４】本発明の一実施例の化学気相成長装置による成
膜シーケンスフロー図。

【図５】本発明の一実施例の化学気相成長装置によるウ
エハ搬送の説明図。

【図６】本発明の一実施例の半導体装置の製造方法を説
明するための半導体装置の部分断面図。

【符号の説明】

１０１…反応室ユニット１０２…ウエハカセット部１０３…搬送ユニット１０４…制御ボックス１０５…真空ポンプユニット１０６…反応ガスユニット２０１…反応室上部ベース２０２…反応室下部ベース２０３…ガスヘッド２０４…サセプタ２０５…ウエハ支持アーム２０６…ウエハ基板２０７…サセプタ支持アーム２０８…ＲＦ電源２０９…真空排気ユニット２１０…ＴＥＯＳ配管２１１…Ｏ₃配管２１２…ＣＦ₄配管２１３…Ｏ₂配管２１４…Ｎ₂配管２１５…カバー２１６…ゲート２１７…ウエハ搬送アーム３０１…シリコン基板３０２…第１の酸化シリコン膜３０３…第２の酸化シリコン膜３０４、３０６…窒化チタン３０５…アルミニウム３０７…第３の酸化シリコン膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本間喜夫東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者新井寿裕東京都渋谷区東３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者長崎恵一東京都渋谷区東３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者佐藤栄治東京都渋谷区東３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者蜂谷昌幸東京都渋谷区東３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者鈴木新平東京都渋谷区東３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者飯島晋平東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者中西成彦東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化学気相成長反応を行なうための反応室、
反応室の内部を、第１の所望の圧力と、これと異なる第
２の所望の圧力とに保持するための圧力調整手段、基板
を保持するための保持手段、基板を加熱するための加熱
手段及びシリコンアルコキシドとオゾンを上記反応室に
導入するための導入手段を有することを特徴とする化学
気相成長装置。
【請求項２】上記第１の所望の圧力は、１０Ｔｏｒｒか
ら１００Ｔｏｒｒの範囲の圧力であることを特徴とする
請求項１記載の化学気相成長装置。
【請求項３】上記第２の所望の圧力は、５００Ｔｏｒｒ
から１．５気圧の範囲の圧力であることを特徴とする請
求項１又は２記載の化学気相成長装置。
【請求項４】上記反応室は、複数個具備されていること
を特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の化学
気相成長装置。
【請求項５】上記保持手段は、基板を自転させるための
駆動機構が具備されたことを特徴とする請求項１から４
のいずれか一に記載の化学気相成長装置。
【請求項６】上記化学気相成長装置は、プラズマ発生用
電源を有することを特徴とする請求項１から５のいずれ
か一に記載の化学気相成長装置。
【請求項７】シリコンアルコキシドとオゾンを用い、１
０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲の圧力で、第１の
化学気相成長反応により、基板上に第１の酸化シリコン
膜を形成する第１の工程及びシリコンアルコキシドとオ
ゾンを用い、５００Ｔｏｒｒから１．５気圧の範囲の圧
力で、第２の化学気相成長反応により、上記第１の酸化
シリコン膜上に第２の酸化シリコン膜を形成する第２の
工程により絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
【請求項８】上記第１の工程は、３００℃から４５０℃
の範囲の基板温度で行なうことを特徴とする請求項７記
載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】上記第２の工程は、３００℃から４５０℃
の範囲の基板温度で行なうことを特徴とする請求項７又
は８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】上記第１の酸化シリコン膜の厚さは、２
００Åから０．２μｍの範囲であることを特徴とする請
求項７から９のいずれか一に記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項１１】上記シリコンアルコキシドは、テトラエ
チルオルソシリケート、テトラメチルオルソシリケー
ト、トリエトキシシラン及びトリメトキシシランからな
る群から選ばれた少なくとも１種の化合物であることを
特徴とする請求項７から１０のいずれか一に記載の半導
体装置の製造方法。
【請求項１２】上記第１の工程の前に、シリコンアルコ
キシドを用い、プラズマ化学気相成長反応により、基板
上に第３の酸化シリコン膜を形成する工程を有し、上記
第１の酸化シリコン膜は、上記第３の酸化シリコン膜上
に形成されることを特徴とする請求項７から１１のいず
れか一に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】上記プラズマ化学気相成長反応は、１Ｔ
ｏｒｒから４Ｔｏｒｒの範囲の圧力で行なうことを特徴
とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】上記プラズマ化学気相成長反応は、１０
０℃から４５０℃の範囲の基板温度で行なうことを特徴
とする請求項１２又は１３記載の半導体装置の製造方
法。