JPS61224313A - 気相薄膜成長方法 - Google Patents
気相薄膜成長方法Info
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- JPS61224313A JPS61224313A JP6350585A JP6350585A JPS61224313A JP S61224313 A JPS61224313 A JP S61224313A JP 6350585 A JP6350585 A JP 6350585A JP 6350585 A JP6350585 A JP 6350585A JP S61224313 A JPS61224313 A JP S61224313A
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- film
- thin film
- substance
- gas
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
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- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
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- Power Engineering (AREA)
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は気相成長方法によって金属等の薄膜を形成する
方法に係り、ＩＷＩＫ凹凸の激しい基体上に被覆性良く
薄膜を形成するのに好適な気相成長方法に関する。
方法に係り、ＩＷＩＫ凹凸の激しい基体上に被覆性良く
薄膜を形成するのに好適な気相成長方法に関する。
（発明の背景〕
近年、高集積回路基板の多層配線が進むＫっれ１回路基
板上の急峻な段差上に配線層や絶縁層を形成する必要に
迫られてきている。そこで薄膜形成プロセスの中でも段
差被覆性に優れる方法として気相成長法（ＣＶＤ）が注
目されている。しかしながら気相成長法においがも、第
１図（４）に示すように基板１のエツジ部に膜２が堆積
し易い性質をもつため、膜厚を厚くすると第１図１ｂ）
に示すように膜中にボイド３が残存してしまう。膜中に
残存したボイドは後の工程で回路基板をエツチングや加
熱処理する際に膜にクラック等の欠陥を発生させる原因
になるとともに回路素子の動作不安定の原因とも−な抄
得る。
板上の急峻な段差上に配線層や絶縁層を形成する必要に
迫られてきている。そこで薄膜形成プロセスの中でも段
差被覆性に優れる方法として気相成長法（ＣＶＤ）が注
目されている。しかしながら気相成長法においがも、第
１図（４）に示すように基板１のエツジ部に膜２が堆積
し易い性質をもつため、膜厚を厚くすると第１図１ｂ）
に示すように膜中にボイド３が残存してしまう。膜中に
残存したボイドは後の工程で回路基板をエツチングや加
熱処理する際に膜にクラック等の欠陥を発生させる原因
になるとともに回路素子の動作不安定の原因とも−な抄
得る。
なお、気相成長法における段差被覆性につぃてはジャー
ナル オプ バ牟りム サイエンスｆｌ／ｙ：ｘジー（
Ｊ 、Ｖａｃ 、 ８ｃｊ１．Ｔｅｃｂｎｏｌ、） Ｂ
ｌ（１） 。
ナル オプ バ牟りム サイエンスｆｌ／ｙ：ｘジー（
Ｊ 、Ｖａｃ 、 ８ｃｊ１．Ｔｅｃｂｎｏｌ、） Ｂ
ｌ（１） 。
Ｐ５４〜６１（１９８３）で示されている。
本発明の目的は、深溝を有する基板上に膜形成するよう
な場合でも膜中にボイドが生じにくい段差被覆性に優れ
る気相成長法を提供するととｋある。
な場合でも膜中にボイドが生じにくい段差被覆性に優れ
る気相成長法を提供するととｋある。
本発明では、気相成長法において用いる原料１ガスとし
て （１）膜の成分を含みかつ光によって分解した時に膜を
エツチングする作用のある物質を放出する化合物と。
て （１）膜の成分を含みかつ光によって分解した時に膜を
エツチングする作用のある物質を放出する化合物と。
（２）前記したエツチング作用のある分解生成物質と容
易に反応して安定な物質を生成する物質とを用い、前記
（１）の原料ガスを反応室内で光によって分解させると
ともに、前記（２）の原料ガスを間歇的に反応室内に導
入し、加熱した基板上に所望の膜を形成させることを特
徴とする。このようにすることにより、（２）の原料ガ
スを反応室内に導入している間は、（１）の原料ガスの
分解によって生じたエツチング物質は（２の原料ガスと
反応して安定物質となるため実質的に膜をエツチングす
ることなく、膜形成がおこるが、（２）の原料ガスを反
応室内に導入していない時は、上記エツチング物質によ
抄膜をエツチングされる。すなわち、膜の堆積とエツチ
ングが交互に起こる。基板段差部のエッヂ部のように堆
積が起こり易い部分は、原料ガスの衝突確率の大きい個
所であるので、エツチングも起こり易い。
易に反応して安定な物質を生成する物質とを用い、前記
（１）の原料ガスを反応室内で光によって分解させると
ともに、前記（２）の原料ガスを間歇的に反応室内に導
入し、加熱した基板上に所望の膜を形成させることを特
徴とする。このようにすることにより、（２）の原料ガ
スを反応室内に導入している間は、（１）の原料ガスの
分解によって生じたエツチング物質は（２の原料ガスと
反応して安定物質となるため実質的に膜をエツチングす
ることなく、膜形成がおこるが、（２）の原料ガスを反
応室内に導入していない時は、上記エツチング物質によ
抄膜をエツチングされる。すなわち、膜の堆積とエツチ
ングが交互に起こる。基板段差部のエッヂ部のように堆
積が起こり易い部分は、原料ガスの衝突確率の大きい個
所であるので、エツチングも起こり易い。
したがりて堆積とエツチングの割合を適当に選ぶととｋ
より、エッヂ部に゛よ・り厚く堆積するオーバハング現
象を抑制しながら膜形成を進めることができ％＃１１図
ＩＡ） Ｋ示したような膜中のボイド発生を防ぐことが
できる。
より、エッヂ部に゛よ・り厚く堆積するオーバハング現
象を抑制しながら膜形成を進めることができ％＃１１図
ＩＡ） Ｋ示したような膜中のボイド発生を防ぐことが
できる。
本発明に適した原料ガスの典型的な組み合わせとしては
％ＷＦ’４とＨｌがあり、この組み合わせで本発明を用
いれは段差被覆性に優れたＷの膜を形成することができ
る。すなわち、ＷＷｍを光分解させるとＦラジカルが生
成し、このＦラジカルはＷ膜をエツチングする効果があ
るが。
％ＷＦ’４とＨｌがあり、この組み合わせで本発明を用
いれは段差被覆性に優れたＷの膜を形成することができ
る。すなわち、ＷＷｍを光分解させるとＦラジカルが生
成し、このＦラジカルはＷ膜をエツチングする効果があ
るが。
Ｈｌがあると反応してＨＦになりこのＨＦはＷ膜に対し
て実質上エツチング作用がない。したがりて、ＷＷｍを
分解させつつＨｌを間歇的に反応室内に導入するとＷ膜
の堆積とエツチングが交互におこり、オーバハングの少
ない段差被覆性の良い膜が形成する。その他のガスの組
み合わせと得られる膜について列挙すると、（１）のガ
スとしてＭＯ’ＦＡ 、 ＭＯＣＩｓ 、 ＷＷｍ 、
ＶＩＣ４ｂ 、 ＷＣｌ５を用ｂ％（２）のガスとし
てＨａ 、 ＢＬＨａ 、 ＢＬｚＥｉｍを用いたＭＯ
ｍｔＷＭＩ＞るいはそれらのシリティド膜（１）のガス
としてＢＬＩＰａ 、 ＢＬＣ４ａ 、 ８ＬＣ４ａ
、１２）のガスとしてＨｆｆｉ 、 ８ｊＩＨａを用い
九ａ−ＢＬあるいは。
て実質上エツチング作用がない。したがりて、ＷＷｍを
分解させつつＨｌを間歇的に反応室内に導入するとＷ膜
の堆積とエツチングが交互におこり、オーバハングの少
ない段差被覆性の良い膜が形成する。その他のガスの組
み合わせと得られる膜について列挙すると、（１）のガ
スとしてＭＯ’ＦＡ 、 ＭＯＣＩｓ 、 ＷＷｍ 、
ＶＩＣ４ｂ 、 ＷＣｌ５を用ｂ％（２）のガスとし
てＨａ 、 ＢＬＨａ 、 ＢＬｚＥｉｍを用いたＭＯ
ｍｔＷＭＩ＞るいはそれらのシリティド膜（１）のガス
としてＢＬＩＰａ 、 ＢＬＣ４ａ 、 ８ＬＣ４ａ
、１２）のガスとしてＨｆｆｉ 、 ８ｊＩＨａを用い
九ａ−ＢＬあるいは。
ポリＳ↓膜、さらに（１）のガスとして８Ｌ’ｌｒａ
、 ＢＬＣＩを用い（２）のガスとして０２とＨｌの混
合ガスを用いたＢＬＯｚ膜等がある。ハロゲン化物を原
料ガスとした気相成長法プロセス全般にわたって本発明
は４ｉ！度はあるが効果があると思われる。また、原料
ガスの分解は光、放電によって行なうため、本発明で用
いる装置として、基本的には従来知られている光ＣＶＤ
装置全般を用いることができる。
、 ＢＬＣＩを用い（２）のガスとして０２とＨｌの混
合ガスを用いたＢＬＯｚ膜等がある。ハロゲン化物を原
料ガスとした気相成長法プロセス全般にわたって本発明
は４ｉ！度はあるが効果があると思われる。また、原料
ガスの分解は光、放電によって行なうため、本発明で用
いる装置として、基本的には従来知られている光ＣＶＤ
装置全般を用いることができる。
次に本発明を実施例にしたがって説明する。
第２図はＷ膜を形成する際に用いた装置構成を示す。ｗ
ｙ・ボンベ４とＨ１ボンベ５は、それぞれ流量調節器６
，７を通して反応容器８に接続しておく。流量調節器６
，７はプログラムコントローラ９に接続しており各ガス
の流量は時間に対してプログラムすることができる。灰
地容器８には、照射窓１０からレーザ光１１が導入でき
るようＫなっており、また、基板１２を基板ステージ１
５１Ｃ内蔵されているヒータによって適温に加熱できる
ようになっている。また、排気口１４より真空ポンプで
吸引することにより反応容器内は適当な真空度にするこ
とができる。次にＷ膜の形成手順を示す。反応容器を十
分に真空に引き、基板、を４００℃に加熱する。また、
レーザ光１１は、波長１９５ｎ 、 １パルス当りのエ
ネルギ２０ ＱｍＪのＡｒＦエキシマレーザを１０Ｈ１
の繰り返し回数で照射する。次に原料ガスを第３図に示
すプログラムで反応容器内に導入する。
ｙ・ボンベ４とＨ１ボンベ５は、それぞれ流量調節器６
，７を通して反応容器８に接続しておく。流量調節器６
，７はプログラムコントローラ９に接続しており各ガス
の流量は時間に対してプログラムすることができる。灰
地容器８には、照射窓１０からレーザ光１１が導入でき
るようＫなっており、また、基板１２を基板ステージ１
５１Ｃ内蔵されているヒータによって適温に加熱できる
ようになっている。また、排気口１４より真空ポンプで
吸引することにより反応容器内は適当な真空度にするこ
とができる。次にＷ膜の形成手順を示す。反応容器を十
分に真空に引き、基板、を４００℃に加熱する。また、
レーザ光１１は、波長１９５ｎ 、 １パルス当りのエ
ネルギ２０ ＱｍＪのＡｒＦエキシマレーザを１０Ｈ１
の繰り返し回数で照射する。次に原料ガスを第３図に示
すプログラムで反応容器内に導入する。
この時、反応容器内の圧力は％ ０．５〜１０Ｔｏｒｒ
の範囲になる様に真空排気系の排気量を調節しておく。
の範囲になる様に真空排気系の排気量を調節しておく。
第３図のｄの時間に来たならば、基板１２の加熱を止め
１反応容器Ｂ内を十分に真空に引いた後、基板１２を取
し出す。得られた基板上のＷ膜は、模式的に第４図（ｄ
） Ｋ示したように基板１に対する膜２の段差被覆性は
優れており平担部の厚さは約４００ＯＡである。また、
膜の純度も良好であった。なお、第４図のｔａ） ｅ
ｔｉｔ ｅ ｌｃ）はそれぞれ、第３図の４点、ｈ点、
０点における成膜状態を模式的に示したものである。第
３図の４点では通常の堆積が起こるため、第４図−）Ｋ
示したようにオーバハングが生じているが。
１反応容器Ｂ内を十分に真空に引いた後、基板１２を取
し出す。得られた基板上のＷ膜は、模式的に第４図（ｄ
） Ｋ示したように基板１に対する膜２の段差被覆性は
優れており平担部の厚さは約４００ＯＡである。また、
膜の純度も良好であった。なお、第４図のｔａ） ｅ
ｔｉｔ ｅ ｌｃ）はそれぞれ、第３図の４点、ｈ点、
０点における成膜状態を模式的に示したものである。第
３図の４点では通常の堆積が起こるため、第４図−）Ｋ
示したようにオーバハングが生じているが。
第３図のａ−＋６点ではＨｌを流さすＷＦａのみを流す
のでＷＦｉの光分解によって生じ九？ラジカルによるエ
ツチングがおこり、第３図（ｈ）のように牙−バハング
部が削られ最終的に段差被覆性が良く内部にボイドのな
い膜が得られる。なお、第３図の原料ガスの流量プログ
ラムあるいは基板温度等の条件は、基板の段差の程度や
必要膜厚により適宜変更可能である。また１反応容器内
の流れの均一化のためＡｔ等の不活性ガスを併用しても
良い。
のでＷＦｉの光分解によって生じ九？ラジカルによるエ
ツチングがおこり、第３図（ｈ）のように牙−バハング
部が削られ最終的に段差被覆性が良く内部にボイドのな
い膜が得られる。なお、第３図の原料ガスの流量プログ
ラムあるいは基板温度等の条件は、基板の段差の程度や
必要膜厚により適宜変更可能である。また１反応容器内
の流れの均一化のためＡｔ等の不活性ガスを併用しても
良い。
上記の実施例では、ＷＦ４とＨｌを用い光源としてはＡ
ｒＦ工中シマレーザ光を用いたが、本発明はこれに限る
ものでなく先に示した各種原料ガスを用いることができ
、光源もレーザ光源の他低圧水銀灯を用いた直接分解法
あるいはＨ＃先光増感法使えることは言うまでもない。
ｒＦ工中シマレーザ光を用いたが、本発明はこれに限る
ものでなく先に示した各種原料ガスを用いることができ
、光源もレーザ光源の他低圧水銀灯を用いた直接分解法
あるいはＨ＃先光増感法使えることは言うまでもない。
［発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば段差の大きい基板上に
段差被覆性に優れ内部にボイドの形成しにくい金属薄膜
、絶縁薄膜を形成することができるので、ＶＬＢ工の多
層配線プロセス、ゲート電極形成プロセスにおける信頼
性向上１歩留り向上に寄与する所大である。
段差被覆性に優れ内部にボイドの形成しにくい金属薄膜
、絶縁薄膜を形成することができるので、ＶＬＢ工の多
層配線プロセス、ゲート電極形成プロセスにおける信頼
性向上１歩留り向上に寄与する所大である。
第１図は従来の気相成長法で段差のある基板上膜形成し
た時の基板断面模式図、第２図は本発明の実施例の構成
図、第３図は本発明の実施例における原料ガスの流量の
時間変化プログラムを示す図、第４図は本発明の実施例
における膜形成過程を示す基板断面模式図である。 １．１２ ・・・基板 ２・・・膜４・・・Ｗ
Ｆ４ボンベ ５・・・Ｈ２ボンベ６．７・・・
流量調節器 ８・・・反応容器９・・・プロクラム
コントローラ １１・・・レーザ光 窮 １ｆＪ （久） （ｂ）第３図 窮４の （とλ、） （ｂン
（Ｃ） ｃｄン手続補正書（方式） 事件の表示 昭和６０ 年特許願第 ６３５０５ 号発明ノ名称
気相薄膜成長方法 補正をする者 ＋１件とのＬｌＩＩ係 特許出願人 名 称 Ｌ５１０１株式会神 日 立 製 作
新式 理 人 補正の内容
た時の基板断面模式図、第２図は本発明の実施例の構成
図、第３図は本発明の実施例における原料ガスの流量の
時間変化プログラムを示す図、第４図は本発明の実施例
における膜形成過程を示す基板断面模式図である。 １．１２ ・・・基板 ２・・・膜４・・・Ｗ
Ｆ４ボンベ ５・・・Ｈ２ボンベ６．７・・・
流量調節器 ８・・・反応容器９・・・プロクラム
コントローラ １１・・・レーザ光 窮 １ｆＪ （久） （ｂ）第３図 窮４の （とλ、） （ｂン
（Ｃ） ｃｄン手続補正書（方式） 事件の表示 昭和６０ 年特許願第 ６３５０５ 号発明ノ名称
気相薄膜成長方法 補正をする者 ＋１件とのＬｌＩＩ係 特許出願人 名 称 Ｌ５１０１株式会神 日 立 製 作
新式 理 人 補正の内容
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、薄膜の気相成長方法において、当該薄膜成分を含み
かつ特定の波長の光により分解しこの分解生成物が当該
薄膜に対してエッチング作用を与える第１の原料ガスと
前記分解生成物と反応して当該薄膜に対して実質上エッ
チング作用のない物質を生成する第２の原料ガスとを用
い、前記光を反応容器内に照射するとともに前記第１の
原料ガスを連続的に反応容器に導入し前記第２の原料ガ
スを間歇的に反応容器に導入して所望の薄膜を基体上に
成膜することを特徴とする気相薄膜成長方法。 ２、第１の原料ガスが、ＷＦ＿６、ＭＯＦ＿６、ＷＣｌ
＿６ＷＣｌ＿５、ＳｉＦ＿４のいずれか１つであつて、
第２の原料ガスが、Ｈ＿２、ＳｉＨ＿４のいずれかある
いはその混合物であることを特徴とする特許請求範囲第
１項の気相薄膜成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6350585A JPS61224313A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 気相薄膜成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6350585A JPS61224313A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 気相薄膜成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224313A true JPS61224313A (ja) | 1986-10-06 |
Family
ID=13231153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6350585A Pending JPS61224313A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 気相薄膜成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61224313A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2021049306A1 (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法、成膜装置および成膜システム |
| US11970776B2 (en) | 2019-01-28 | 2024-04-30 | Lam Research Corporation | Atomic layer deposition of metal films |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6350585A patent/JPS61224313A/ja active Pending
Cited By (13)
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| KR20150138116A (ko) * | 2014-05-31 | 2015-12-09 | 램 리써치 코포레이션 | 불소 프리 텅스텐을 사용하여 고 애스팩트 비 피처들을 충진하는 방법 |
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