JPH06104250A - 基板の前処理法 - Google Patents
基板の前処理法Info
- Publication number
- JPH06104250A JPH06104250A JP29066892A JP29066892A JPH06104250A JP H06104250 A JPH06104250 A JP H06104250A JP 29066892 A JP29066892 A JP 29066892A JP 29066892 A JP29066892 A JP 29066892A JP H06104250 A JPH06104250 A JP H06104250A
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- film
- alkoxysilane
- ammonia
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルコキシシランを用いるSiO2膜の製造
において、膜の成長速度の差や散石状の堆積等の異常成
膜現象を惹起し易い欠点を除去することを目的とする。 【構成】 基板表面を水とアンモニアに曝したのち、水
素基を有するアルコキシシランに曝すことを特徴とし、
このような基板の前処理を行うことによって目的を達成
することができる。水素基を有するアルコキシシラン
は、例えばSiH(OC2H5)3のような化合物であ
るが、これに限定されるものではない。このような前処
理は基板を加熱しながら行ってもよいが、室温であって
もよい。また、水とアンモニアは蒸気であってもよい。
において、膜の成長速度の差や散石状の堆積等の異常成
膜現象を惹起し易い欠点を除去することを目的とする。 【構成】 基板表面を水とアンモニアに曝したのち、水
素基を有するアルコキシシランに曝すことを特徴とし、
このような基板の前処理を行うことによって目的を達成
することができる。水素基を有するアルコキシシラン
は、例えばSiH(OC2H5)3のような化合物であ
るが、これに限定されるものではない。このような前処
理は基板を加熱しながら行ってもよいが、室温であって
もよい。また、水とアンモニアは蒸気であってもよい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSIや磁気ディスク
等に用いられる基板の前処理法に関するものである。
等に用いられる基板の前処理法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から半導体装置用のSiO2膜のC
VD成膜材料としては、SiH4気体原料が用いられて
きた。しかし、半導体装置の高集積化にともない基板表
面の凹凸はますます激しくなり、このSiH4気体原料
を用いるCVDプロセスでは基板上の段差や凹凸を平坦
化できないこと、狭い電極間やゲートのトレンチにボイ
ドを形成し著しく膜特性を悪化させること、SiH4は
自己発火性で極めて危険な原料であること等の欠点があ
った。
VD成膜材料としては、SiH4気体原料が用いられて
きた。しかし、半導体装置の高集積化にともない基板表
面の凹凸はますます激しくなり、このSiH4気体原料
を用いるCVDプロセスでは基板上の段差や凹凸を平坦
化できないこと、狭い電極間やゲートのトレンチにボイ
ドを形成し著しく膜特性を悪化させること、SiH4は
自己発火性で極めて危険な原料であること等の欠点があ
った。
【0003】以上のような欠点を克服するために、最
近、SiH4に代わって液体原料であるテトラエトキシ
シランSi(OC2H5)4を用いるCVD法が実用化
され、盛んになっている。
近、SiH4に代わって液体原料であるテトラエトキシ
シランSi(OC2H5)4を用いるCVD法が実用化
され、盛んになっている。
【0004】これはテトラエトキシシランを蒸気化し、
CVD反応室に導入し基板上にSiO2膜を形成するも
のである。テトラエトキシシランを用いるCVD法で成
長させた膜は段差被覆性、平坦化性に優れており、か
つ、テトラエトキシシランは自己発火性もなく、半導体
装置の製造工程上極めて安全な原料である。また、平坦
化CVD膜の特徴として、高密度なパターン部において
もリフロー処理によってボイドのない平坦化膜が達成で
きる。
CVD反応室に導入し基板上にSiO2膜を形成するも
のである。テトラエトキシシランを用いるCVD法で成
長させた膜は段差被覆性、平坦化性に優れており、か
つ、テトラエトキシシランは自己発火性もなく、半導体
装置の製造工程上極めて安全な原料である。また、平坦
化CVD膜の特徴として、高密度なパターン部において
もリフロー処理によってボイドのない平坦化膜が達成で
きる。
【0005】しかし、このようなアルコキシシランを用
いるSiO2膜の製造においては、膜の成長速度の差や
散石状の堆積等の異常成膜現象を惹起し易い欠点があ
り、高密度な半導体装置の製造工程において大きな障害
になっている。この現象は特にオゾンを用いたCVD法
において顕著に表れる。
いるSiO2膜の製造においては、膜の成長速度の差や
散石状の堆積等の異常成膜現象を惹起し易い欠点があ
り、高密度な半導体装置の製造工程において大きな障害
になっている。この現象は特にオゾンを用いたCVD法
において顕著に表れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板を前処
理することによって上記のような異常成膜を阻止し、正
常な成膜を行うことを目的とする。
理することによって上記のような異常成膜を阻止し、正
常な成膜を行うことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記のよ
うな異常成膜は基板表面いわゆる下地の表面エネルギー
に依存するものであり、この表面エネルギーは一般に大
きい方が異常成膜が起こりにくいことを発見した。した
がって、本発明者等は、表面エネルギーの小さな下地の
上に表面エネルギーが大きくなるような物質を堆積させ
ること、あるいは化学的吸着をさせることによりこのよ
うな異常成膜は解決できると考えた。
うな異常成膜は基板表面いわゆる下地の表面エネルギー
に依存するものであり、この表面エネルギーは一般に大
きい方が異常成膜が起こりにくいことを発見した。した
がって、本発明者等は、表面エネルギーの小さな下地の
上に表面エネルギーが大きくなるような物質を堆積させ
ること、あるいは化学的吸着をさせることによりこのよ
うな異常成膜は解決できると考えた。
【0008】本発明は、基板表面を水とアンモニアに曝
したのち、水素基を有するアルコキシシランに曝すもの
であり、このような基板の前処理を行うことによって目
的を達成することができる。
したのち、水素基を有するアルコキシシランに曝すもの
であり、このような基板の前処理を行うことによって目
的を達成することができる。
【0009】このような前処理は基板を加熱しながら行
ってもよいが、また、室温であってもよい。水素基を有
するアルコキシシランは、例えばSiH(OC2H5)
3のような化合物であるが、これに限定されるものでは
ない。本発明における水とアンモニアは蒸気であっても
よい。
ってもよいが、また、室温であってもよい。水素基を有
するアルコキシシランは、例えばSiH(OC2H5)
3のような化合物であるが、これに限定されるものでは
ない。本発明における水とアンモニアは蒸気であっても
よい。
【0010】本発明は、表面エネルギーを大きくするに
はSi−O−Hのような水酸基を有するか、容易に水酸
基に変化しうるSi−O−C2H5のようなアルコキシ
基を有する物質が下地と反応すればよいという発想に基
づくものである。また、このような物質の層厚は1分子
層から数分子層の厚さで十分である。
はSi−O−Hのような水酸基を有するか、容易に水酸
基に変化しうるSi−O−C2H5のようなアルコキシ
基を有する物質が下地と反応すればよいという発想に基
づくものである。また、このような物質の層厚は1分子
層から数分子層の厚さで十分である。
【0011】しかし、テトラエトキシシランのように水
素基を有しない化合物では反応が遅く、表面エネルギー
の小さな、すなわち撥水性の下地と十分な密度で反応さ
せることはなかなか困難である。
素基を有しない化合物では反応が遅く、表面エネルギー
の小さな、すなわち撥水性の下地と十分な密度で反応さ
せることはなかなか困難である。
【0012】これに対し、SiH(OC2H5)3のよ
うな化合物のSi−H結合は酸性で安定であり、熱分解
を起こす温度もエトキシ基と同程度に高い。この性質は
感応基にアルコキシ基を有するときには明瞭に観察され
る。しかし、ジアルキルアミノ基を側鎖に有する化合物
を除いて、アルカリ性になると容易にSi−H結合が切
断され、周囲にあるH2Oと反応してSi−O・ラジカ
ルに変化する。
うな化合物のSi−H結合は酸性で安定であり、熱分解
を起こす温度もエトキシ基と同程度に高い。この性質は
感応基にアルコキシ基を有するときには明瞭に観察され
る。しかし、ジアルキルアミノ基を側鎖に有する化合物
を除いて、アルカリ性になると容易にSi−H結合が切
断され、周囲にあるH2Oと反応してSi−O・ラジカ
ルに変化する。
【0013】本発明において、基板表面を水とアンモニ
アに曝すのは、これら両者が一体となったとき基板表面
に物理化学的吸着をすることである。この吸着された水
とアンモニアはSi−H結合と容易に反応し、Si−O
・ラジカルによって下地と化学結合を起こす。したがっ
て、SiH(OC2H5)3のように、一つ以上の水素
基を持つアルコキシシランを用いれば、下地を容易に水
酸基化あるいは水酸基になり易い表面に変えることがで
きる。
アに曝すのは、これら両者が一体となったとき基板表面
に物理化学的吸着をすることである。この吸着された水
とアンモニアはSi−H結合と容易に反応し、Si−O
・ラジカルによって下地と化学結合を起こす。したがっ
て、SiH(OC2H5)3のように、一つ以上の水素
基を持つアルコキシシランを用いれば、下地を容易に水
酸基化あるいは水酸基になり易い表面に変えることがで
きる。
【0014】本発明は、上記のようなLSI基板に限定
されるものではなく、磁気ディスクのように基板がアル
ミニウムあるいはアルミナのような場合にも適用できる
ものである。この場合は水とアンモニアの基板への吸着
が強固で、表面で反応したSiH(OC2H5)3が5
0nmの膜厚になるまで反応が進行し、緻密で硬いSi
O2膜を得ることができる。
されるものではなく、磁気ディスクのように基板がアル
ミニウムあるいはアルミナのような場合にも適用できる
ものである。この場合は水とアンモニアの基板への吸着
が強固で、表面で反応したSiH(OC2H5)3が5
0nmの膜厚になるまで反応が進行し、緻密で硬いSi
O2膜を得ることができる。
【0015】
【実施例】アルミニウム基板と熱酸化膜のパターンを有
するシリコン基板とを5%アンモニア水をバブリングし
たアルゴンガスに15分間曝したもの(以下前者とい
う)と、このアルゴンガスに曝さなかったもの(以下後
者という)を準備した。
するシリコン基板とを5%アンモニア水をバブリングし
たアルゴンガスに15分間曝したもの(以下前者とい
う)と、このアルゴンガスに曝さなかったもの(以下後
者という)を準備した。
【0016】前者と後者の基板を基板温度450℃でS
iH(OC2H5)31%相当のアルゴンおよびオゾン
の混合ガス中でケイ素酸化膜の堆積を10分間大気圧下
で実施した。
iH(OC2H5)31%相当のアルゴンおよびオゾン
の混合ガス中でケイ素酸化膜の堆積を10分間大気圧下
で実施した。
【0017】前者と後者の基板表面を比較した結果、前
者のアルミニウム基板上もシリコン基板上もケイ素酸化
膜の堆積が観察されたが、後者の基板、特にシリコン基
板上でのケイ素酸化膜の堆積は殆ど認められず、かつ荒
れた面が観察された。
者のアルミニウム基板上もシリコン基板上もケイ素酸化
膜の堆積が観察されたが、後者の基板、特にシリコン基
板上でのケイ素酸化膜の堆積は殆ど認められず、かつ荒
れた面が観察された。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、基板の表面エネルギー
が大きくなるように基板の前処理ができるため、膜の成
長速度の差や散石状の堆積等の異常成膜現象が起こらな
い特徴がある。また、水蒸気などによって基板表面を水
酸基に変えるにはプラズマ処理等によりエネルギーを加
える必要があり、大気中での処理を行うことはできない
が、本発明によれば、基板加熱なしに大気中で処理を行
うことができるため大量処理が可能である特徴がある。
さらに、酸素、オゾン、プラズマ等の要素を用いないの
で、アルコキシシランの燃焼事故を回避できる利点があ
る。
が大きくなるように基板の前処理ができるため、膜の成
長速度の差や散石状の堆積等の異常成膜現象が起こらな
い特徴がある。また、水蒸気などによって基板表面を水
酸基に変えるにはプラズマ処理等によりエネルギーを加
える必要があり、大気中での処理を行うことはできない
が、本発明によれば、基板加熱なしに大気中で処理を行
うことができるため大量処理が可能である特徴がある。
さらに、酸素、オゾン、プラズマ等の要素を用いないの
で、アルコキシシランの燃焼事故を回避できる利点があ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 基板表面を水とアンモニアに曝したの
ち、水素基を有するアルコキシシランに曝すことを特徴
とする基板の前処理法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29066892A JPH06104250A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 基板の前処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29066892A JPH06104250A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 基板の前処理法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06104250A true JPH06104250A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17758952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29066892A Pending JPH06104250A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 基板の前処理法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06104250A (ja) |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP29066892A patent/JPH06104250A/ja active Pending
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