JP2000248356A - 低膜応力二酸化ケイ素膜の製造方法 - Google Patents
低膜応力二酸化ケイ素膜の製造方法Info
- Publication number
- JP2000248356A JP2000248356A JP11052354A JP5235499A JP2000248356A JP 2000248356 A JP2000248356 A JP 2000248356A JP 11052354 A JP11052354 A JP 11052354A JP 5235499 A JP5235499 A JP 5235499A JP 2000248356 A JP2000248356 A JP 2000248356A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- silicon dioxide
- film
- oxygen
- nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部応力による基板の変形や薄膜の剥離を回
避できる高性能な薄膜およびその製造方法を得る。 【解決手段】 二酸化ケイ素薄膜中にイオン半径の異な
る、特にイオン半径が酸素の１．４０Åよりも小さい元
素を導入して引っ張り応力を低減させる。
避できる高性能な薄膜およびその製造方法を得る。 【解決手段】 二酸化ケイ素薄膜中にイオン半径の異な
る、特にイオン半径が酸素の１．４０Åよりも小さい元
素を導入して引っ張り応力を低減させる。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、基板上に成膜される単
層膜あるいは多層膜からなる内部応力の低い薄膜および
該薄膜の製造方法に関するものである。
層膜あるいは多層膜からなる内部応力の低い薄膜および
該薄膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、二酸化ケイ素薄膜は、半導体
や電子デバイスにおける絶縁膜や保護膜として広く利用
されている。特にシリコン基板をドライエッチング等に
よって微細加工する場合には、二酸化ケイ素薄膜を保護
膜としてエッチングマスク層として利用している。この
エッチングマスク層である二酸化ケイ素薄膜はイオンプ
レーティング法、スパッタ法、蒸着法などのいわゆる物
理蒸着法や、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法などの化学堆積法などの成膜方法によって形成させる
ことができるが、中でもイオンプレーティング法で形成
された膜は、基板との密着性や膜そのものの緻密性にお
いて他の成膜方法より優れていることが知られている。
しかし、前記物理蒸着法や化学堆積法で形成される薄膜
には必ず内部応力が発生し、該内部応力のため基板の表
面に引っ張り力が作用して基板が大きく変形してしまっ
たり、保護膜である二酸化ケイ素薄膜自身が応力によっ
て基板から剥離するといった不具合が発生していた。こ
の内部応力を小さくするために、成膜レート（蒸着速
度）を遅くしたり、成膜後に基板を６００℃から１１０
０℃に加熱するなどの処理が必要であった。
や電子デバイスにおける絶縁膜や保護膜として広く利用
されている。特にシリコン基板をドライエッチング等に
よって微細加工する場合には、二酸化ケイ素薄膜を保護
膜としてエッチングマスク層として利用している。この
エッチングマスク層である二酸化ケイ素薄膜はイオンプ
レーティング法、スパッタ法、蒸着法などのいわゆる物
理蒸着法や、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法などの化学堆積法などの成膜方法によって形成させる
ことができるが、中でもイオンプレーティング法で形成
された膜は、基板との密着性や膜そのものの緻密性にお
いて他の成膜方法より優れていることが知られている。
しかし、前記物理蒸着法や化学堆積法で形成される薄膜
には必ず内部応力が発生し、該内部応力のため基板の表
面に引っ張り力が作用して基板が大きく変形してしまっ
たり、保護膜である二酸化ケイ素薄膜自身が応力によっ
て基板から剥離するといった不具合が発生していた。こ
の内部応力を小さくするために、成膜レート（蒸着速
度）を遅くしたり、成膜後に基板を６００℃から１１０
０℃に加熱するなどの処理が必要であった。
【０００３】さらに、特開平５−１２７０１８号公報に
は基板の裏側面に成膜面である表側面とほぼ同じ膜厚の
蒸着膜を成膜して内部応力による歪みを除去する方法が
記載されており、特開昭５８−１１３９０１号公報には
蒸着膜の内部応力とほぼ等しい量をあらかじめ基板に変
形加工を施して歪み量をなくし蒸着面精度を向上させる
方法が記載されている。また、特開平９−８５８７４号
公報には薄膜を構成する同一材料層についてさらに下半
部と上半部の二層構造を形成して成膜方法あるいは成膜
条件を変えて各半部が引っ張り応力と圧縮応力の組み合
わせで内部応力を相殺して内部応力を低減する方法が開
示されている。
は基板の裏側面に成膜面である表側面とほぼ同じ膜厚の
蒸着膜を成膜して内部応力による歪みを除去する方法が
記載されており、特開昭５８−１１３９０１号公報には
蒸着膜の内部応力とほぼ等しい量をあらかじめ基板に変
形加工を施して歪み量をなくし蒸着面精度を向上させる
方法が記載されている。また、特開平９−８５８７４号
公報には薄膜を構成する同一材料層についてさらに下半
部と上半部の二層構造を形成して成膜方法あるいは成膜
条件を変えて各半部が引っ張り応力と圧縮応力の組み合
わせで内部応力を相殺して内部応力を低減する方法が開
示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来技術によれば、成膜レート（蒸着速度）を遅く
したり、成膜後に基板を加熱する方法では成膜工程や後
工程に時間がかかりすぎ生産性の低下、製造原価の上昇
を招く。また基板の両面に成膜する方法では基板の片面
にのみ薄膜を必要とする場合には不適であり、あらかじ
め基板を変形加工する方法では、成膜後の工程例えばド
ライエッチングにより基板表面を微細加工する際に成膜
時に形成された基板と薄膜の内部応力との平衡関係がく
ずれて基板が変形してしまう。また薄膜一層あたりを二
層構造にする方法でも基板と下半部、上半部の三者の応
力平衡が微細加工時にくずれて基板が変形してしまうと
いった不都合があった。
うな従来技術によれば、成膜レート（蒸着速度）を遅く
したり、成膜後に基板を加熱する方法では成膜工程や後
工程に時間がかかりすぎ生産性の低下、製造原価の上昇
を招く。また基板の両面に成膜する方法では基板の片面
にのみ薄膜を必要とする場合には不適であり、あらかじ
め基板を変形加工する方法では、成膜後の工程例えばド
ライエッチングにより基板表面を微細加工する際に成膜
時に形成された基板と薄膜の内部応力との平衡関係がく
ずれて基板が変形してしまう。また薄膜一層あたりを二
層構造にする方法でも基板と下半部、上半部の三者の応
力平衡が微細加工時にくずれて基板が変形してしまうと
いった不都合があった。
【０００５】そこで本発明では、蒸着薄膜の内部応力を
蒸着工程で低減させ、前記内部応力による基板の変形や
薄膜の剥離を回避できる高性能な薄膜およびその製造方
法を提供することを目的とする。
蒸着工程で低減させ、前記内部応力による基板の変形や
薄膜の剥離を回避できる高性能な薄膜およびその製造方
法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明者は二酸化ケイ素薄膜に発生し
ている内部応力が引っ張り応力であることに着目し、該
二酸化ケイ素薄膜中にイオン半径の異なる、特にイオン
半径が酸素の１．４０Åよりも小さい元素例えばイオン
半径１．０６Åの窒素を導入すると該引っ張り応力が低
減されることを見出した。
達成するために、本発明者は二酸化ケイ素薄膜に発生し
ている内部応力が引っ張り応力であることに着目し、該
二酸化ケイ素薄膜中にイオン半径の異なる、特にイオン
半径が酸素の１．４０Åよりも小さい元素例えばイオン
半径１．０６Åの窒素を導入すると該引っ張り応力が低
減されることを見出した。
【０００７】請求項１の発明では二酸化ケイ素薄膜に酸
素よりもイオン半径の小さい元素を導入して応力を緩和
した低膜応力二酸化ケイ素薄膜であることを特徴として
いる。請求項２の発明では、ケイ素よりもイオン半径の
小さい元素として窒素を導入した低膜応力二酸化ケイ素
薄膜であることを特徴としている。
素よりもイオン半径の小さい元素を導入して応力を緩和
した低膜応力二酸化ケイ素薄膜であることを特徴として
いる。請求項２の発明では、ケイ素よりもイオン半径の
小さい元素として窒素を導入した低膜応力二酸化ケイ素
薄膜であることを特徴としている。
【０００８】また、請求項３の発明では、請求項１また
は請求項２の発明における低膜応力二酸化ケイ素薄膜を
成膜する装置にアーク型イオンプレーティング装置を使
用して低膜応力二酸化ケイ素薄膜を形成する製造方法を
特徴としている。請求項４の発明では、請求項３の発明
に記載の低膜応力二酸化ケイ素薄膜の製造方法におい
て、一酸化ケイ素を蒸発材料とし、反応ガスとして酸素
と酸素よりイオン半径の小さな窒素を導入することを特
徴とした。
は請求項２の発明における低膜応力二酸化ケイ素薄膜を
成膜する装置にアーク型イオンプレーティング装置を使
用して低膜応力二酸化ケイ素薄膜を形成する製造方法を
特徴としている。請求項４の発明では、請求項３の発明
に記載の低膜応力二酸化ケイ素薄膜の製造方法におい
て、一酸化ケイ素を蒸発材料とし、反応ガスとして酸素
と酸素よりイオン半径の小さな窒素を導入することを特
徴とした。
【０００９】また、請求項５の発明では、請求項４の発
明に記載の低膜応力二酸化ケイ素薄膜の製造方法におい
て、導入する酸素の流量に対して窒素の割合を１０％〜
５０％とする製造方法を特徴としている。酸素に対する
窒素の流量が１０％未満あるいは５０％を越えてしまう
と形成される二酸化ケイ素薄膜の内部応力が大きくなり
基板の変形を招いてしまうため、不適である。
明に記載の低膜応力二酸化ケイ素薄膜の製造方法におい
て、導入する酸素の流量に対して窒素の割合を１０％〜
５０％とする製造方法を特徴としている。酸素に対する
窒素の流量が１０％未満あるいは５０％を越えてしまう
と形成される二酸化ケイ素薄膜の内部応力が大きくなり
基板の変形を招いてしまうため、不適である。
【００１０】請求項６の発明では、請求項５に記載の製
造方法によって得られた二酸化ケイ素薄膜であることを
特徴としている。以下に本発明の実施の形態を説明する
が、これにより本発明が実施の形態に限定されるもので
はない。
造方法によって得られた二酸化ケイ素薄膜であることを
特徴としている。以下に本発明の実施の形態を説明する
が、これにより本発明が実施の形態に限定されるもので
はない。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態では蒸着装置と
して、アーク放電型イオンプレーティング装置を用い
た。蒸着材料は一酸化ケイ素で、厚さ０．３５ｍｍの３
インチシリコンウエハーを基板として、真空チャンバー
内に設置した。次に真空度が８×１０−３Pａになるま
で真空チャンバーを排気し、プラズマ発生用アルゴンガ
スを真空チャンバー内に導入して真空度は３×１０−１
Pａになるように調整し、電圧６０Ｖ、電流６０Ａでア
ーク放電を生じさせた。さらに真空度３×１０−１Pａ
の状態を維持したまま、反応ガスである酸素ガスと窒素
ガスを各々流量１００ｃｃ／分と３０ｃｃ／分で真空チ
ャンバー内に導入し、蒸発した一酸化ケイ素および反応
ガスの酸素ガスと窒素ガスがアーク放電により生じたプ
ラズマ内を通ることによりイオン化されて、基板に到達
する。その結果、この基板表面には窒素を含んだ二酸化
ケイ素薄膜が形成される。このアーク放電型イオンプレ
ーティング法により成膜速度０．４ｎｍ／秒で膜厚２０
μｍの二酸化ケイ素薄膜を形成した。
して、アーク放電型イオンプレーティング装置を用い
た。蒸着材料は一酸化ケイ素で、厚さ０．３５ｍｍの３
インチシリコンウエハーを基板として、真空チャンバー
内に設置した。次に真空度が８×１０−３Pａになるま
で真空チャンバーを排気し、プラズマ発生用アルゴンガ
スを真空チャンバー内に導入して真空度は３×１０−１
Pａになるように調整し、電圧６０Ｖ、電流６０Ａでア
ーク放電を生じさせた。さらに真空度３×１０−１Pａ
の状態を維持したまま、反応ガスである酸素ガスと窒素
ガスを各々流量１００ｃｃ／分と３０ｃｃ／分で真空チ
ャンバー内に導入し、蒸発した一酸化ケイ素および反応
ガスの酸素ガスと窒素ガスがアーク放電により生じたプ
ラズマ内を通ることによりイオン化されて、基板に到達
する。その結果、この基板表面には窒素を含んだ二酸化
ケイ素薄膜が形成される。このアーク放電型イオンプレ
ーティング法により成膜速度０．４ｎｍ／秒で膜厚２０
μｍの二酸化ケイ素薄膜を形成した。
【００１２】本実施形態で成膜された窒素を含む二酸化
ケイ素薄膜の内部応力を測定したところ、１３０ＭＰａ
であった。比較のために窒素ガスの混入量を変化させて
成膜した二酸化ケイ素薄膜の内部応力値を表１に示す。
ケイ素薄膜の内部応力を測定したところ、１３０ＭＰａ
であった。比較のために窒素ガスの混入量を変化させて
成膜した二酸化ケイ素薄膜の内部応力値を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、薄膜に
薄膜構成元素よりも小さいイオン半径を持つ元素を混入
させたので、膜の内部応力を低減させることが容易に可
能となり、成膜後の基板の変形や薄膜の剥離といった問
題が解決された。
薄膜構成元素よりも小さいイオン半径を持つ元素を混入
させたので、膜の内部応力を低減させることが容易に可
能となり、成膜後の基板の変形や薄膜の剥離といった問
題が解決された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 AA06 AA25 BA46 BB02 CA04 DD06 5F058 BA10 BC02 BC04 BF18 BF29 BF30 BJ01 5F103 AA02 DD27 DD30 HH03 LL14 NN04 NN06 RR10
Claims (6)
- 【請求項１】 蒸着法により基板上に成膜される二酸化
ケイ素薄膜において、該二酸化ケイ素膜中に酸素よりも
イオン半径の小さな元素を混在させることによって内部
応力を低減させていることを特徴とする低膜応力二酸化
ケイ素薄膜。 - 【請求項２】 請求項１に記載の低膜応力二酸化ケイ素
薄膜において、酸素よりもイオン半径の小さな元素が窒
素であることを特徴とする低膜応力二酸化ケイ素薄膜。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の低膜応力二酸
化ケイ素薄膜において、アーク放電型イオンプレーティ
ング装置を用いて成膜することを特徴とする低膜応力二
酸化ケイ素薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の低膜応力二酸化ケイ素
薄膜の製造方法において、反応ガスとして酸素と窒素を
導入したことを特徴とする低膜応力二酸化ケイ素薄膜の
製造方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の低膜応力二酸化ケイ素
薄膜の製造方法において、反応ガスの酸素と窒素の導入
流量比が１０対１〜５であることを特徴とする低膜応力
二酸化ケイ素薄膜の製造方法。 - 【請求項６】請求項５に記載の製造方法により成膜され
たことを特徴とする低膜応力二酸化ケイ素薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052354A JP2000248356A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 低膜応力二酸化ケイ素膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052354A JP2000248356A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 低膜応力二酸化ケイ素膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000248356A true JP2000248356A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12912486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11052354A Pending JP2000248356A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 低膜応力二酸化ケイ素膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000248356A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008084714A1 (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-17 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | 中間転写体、それを用いた画像形成方法及び画像形成装置 |
| EP1956442A1 (en) * | 2005-11-30 | 2008-08-13 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Intermediate transfer member, process for producing the same and image forming apparatus |
| US7692175B2 (en) | 2004-08-30 | 2010-04-06 | Qimonda Ag | Reactive sputtering process for optimizing the thermal stability of thin chalcogenide layers |
| CN101573666B (zh) * | 2007-01-09 | 2011-06-29 | 柯尼卡美能达商用科技株式会社 | 中间转印体、使用其的图像形成方法以及图像形成装置 |
| CN104480428A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-01 | 中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所 | 一种离子束溅射二氧化硅光学薄膜应力的调控方法 |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP11052354A patent/JP2000248356A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7692175B2 (en) | 2004-08-30 | 2010-04-06 | Qimonda Ag | Reactive sputtering process for optimizing the thermal stability of thin chalcogenide layers |
| EP1956442A1 (en) * | 2005-11-30 | 2008-08-13 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Intermediate transfer member, process for producing the same and image forming apparatus |
| EP1956442A4 (en) * | 2005-11-30 | 2010-02-03 | Konica Minolta Business Tech | INTERMEDIATE TRANSFER MEMBER, PROCESS FOR ITS MANUFACTURE AND PICTURE GENERATING DEVICE |
| WO2008084714A1 (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-17 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | 中間転写体、それを用いた画像形成方法及び画像形成装置 |
| CN101573666B (zh) * | 2007-01-09 | 2011-06-29 | 柯尼卡美能达商用科技株式会社 | 中间转印体、使用其的图像形成方法以及图像形成装置 |
| JP5131199B2 (ja) * | 2007-01-09 | 2013-01-30 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | 中間転写体、それを用いた画像形成方法及び画像形成装置 |
| US8426090B2 (en) | 2007-01-09 | 2013-04-23 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Intermediate transfer member comprising an inorganic layer, and image forming method and image forming apparatus employing thereof |
| US8802336B2 (en) | 2007-01-09 | 2014-08-12 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Intermediate transfer member comprising an inorganic layer, and image forming method and image forming apparatus employing thereof |
| CN104480428A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-01 | 中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所 | 一种离子束溅射二氧化硅光学薄膜应力的调控方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0024571B1 (en) | Selective metal removal in the presence of a metal silicide | |
| JP2892231B2 (ja) | Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜及びその製造方法 | |
| US10381236B2 (en) | Method of processing target object | |
| TW201712140A (zh) | 選擇性地沉積材料的方法及選擇性地沉積金屬氧化物膜的方法 | |
| US10553446B2 (en) | Method of processing target object | |
| TWI575327B (zh) | Hard mask manufacturing method | |
| US20040137158A1 (en) | Method for preparing a noble metal surface | |
| CN109964303A (zh) | 经由物理气相沉积沉积非晶硅层或碳氧化硅层的方法 | |
| TW201742149A (zh) | 蝕刻方法 | |
| JPH08293483A (ja) | ガスクラスターイオンビームによる固体表面の 平坦化方法 | |
| JP2000248356A (ja) | 低膜応力二酸化ケイ素膜の製造方法 | |
| JPS5948952B2 (ja) | 金属薄膜の形成方法 | |
| JP2000144379A (ja) | 透明導電積層体の製造方法 | |
| KR100874867B1 (ko) | 지르코늄산화막 형성방법 | |
| JPS62247064A (ja) | 金属被膜の成長方法 | |
| WO2022059277A1 (ja) | 積層構造体及び積層構造体の製造方法 | |
| JPS641548B2 (ja) | ||
| KR100719805B1 (ko) | 전이금속을 첨가한 커패시터 전극 증착 방법 | |
| JPS6042822A (ja) | 多層構造の電極形成方法 | |
| JPH05136103A (ja) | エツチング方法 | |
| JP6797068B2 (ja) | 原子層堆積法による炭化チタン含有薄膜の製造方法 | |
| JPH02111867A (ja) | シリコン基体への金属の堆積方法 | |
| JPS5973413A (ja) | 薄膜状絶縁材とその製造方法 | |
| JPS637364A (ja) | バイアススパツタ装置 | |
| JP6082577B2 (ja) | タングステン配線層の形成方法 |