JP2001144084A - Film forming method and semiconductor device - Google Patents

Film forming method and semiconductor device

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JP2001144084A
JP2001144084A JP32795099A JP32795099A JP2001144084A JP 2001144084 A JP2001144084 A JP 2001144084A JP 32795099 A JP32795099 A JP 32795099A JP 32795099 A JP32795099 A JP 32795099A JP 2001144084 A JP2001144084 A JP 2001144084A
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JP
Japan
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silicon oxide
oxide film
tmos
reaction gas
film
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JP32795099A
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Japanese (ja)
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Taizo Oku
泰三 於久
Toku Tokumasu
徳 徳増
Makoto Kurotobi
誠 黒飛
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Semiconductor Process Laboratory Co Ltd
Canon Marketing Japan Inc
Original Assignee
Semiconductor Process Laboratory Co Ltd
Canon Marketing Japan Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel method of forming a silicon oxide film, which is different from a CVD method using SiH4 (mono-silane) or TEOS (tetraethoxysilane) and a semiconductor device having a silicon oxide film formed by using the same. SOLUTION: In this film forming method, a treatment gas containing TMOS (tetramethoxysilane) is made plasma and reacted to form a silicon oxide film 204 on a deposition target substrate 103.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は成膜方法、及び半導
体装置に関し、より詳細にはプラズマCVD法(化学的
気相成長法)によりシリコン含有絶縁膜を形成する成膜
方法、及び該シリコン含有絶縁膜を備えた半導体装置に
関する。
The present invention relates to a film forming method and a semiconductor device, and more particularly to a film forming method for forming a silicon-containing insulating film by a plasma CVD method (chemical vapor deposition), and the silicon-containing insulating film. The present invention relates to a semiconductor device having an insulating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリコン酸化膜を形成する方法と
して、SiH4 (モノシラン)を含む反応ガスや、TE
OS(Tetra−Ethoxy−Sinane)を含
む反応ガスを用いるCVD法がある。これらのシリコン
酸化膜は、半導体装置の層間絶縁膜等に用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming a silicon oxide film, a reactive gas containing SiH 4 (monosilane), TE
There is a CVD method using a reaction gas containing OS (Tetra-Ethoxy-Sinane). These silicon oxide films are used as an interlayer insulating film of a semiconductor device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして形成されるシリコン酸化膜を半導体装置に用
いると、その半導体装置が所望の特性とならない場合が
ある。本発明は係る従来例の問題点に鑑みて創作された
ものであり、SiH4 (モノシラン)やTEOSを含む
反応ガスを用いるCVD法とは異なる新規なシリコン酸
化膜の成膜方法、及びそれにより成膜されたシリコン酸
化膜を備えた半導体装置を提供することを目的とするも
のである。
However, when the silicon oxide film formed as described above is used for a semiconductor device, the semiconductor device may not have desired characteristics. The present invention has been made in view of the problems of the related art, and is a novel method of forming a silicon oxide film different from the CVD method using a reaction gas containing SiH 4 (monosilane) or TEOS. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device provided with a formed silicon oxide film.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記した課題は、第1の
発明である、TMOS(Tetra−Methoxy−
Silane)と酸化性ガスとを含む反応ガスをプラズ
マ化し、反応させてシリコン含有絶縁膜を被堆積基板上
に形成する成膜方法によって解決する。または、第2の
発明である、前記反応ガスは、前記TMOS(Tetr
a−Methoxy−Silane)を酸化する化学当
量以上の前記酸化性ガスを含むことを特徴とする第1の
発明に記載の成膜方法によって解決する。
An object of the present invention is to provide a first invention, a TMOS (Tetra-Methoxy-TMOS).
The problem is solved by a film formation method in which a reaction gas containing silane) and an oxidizing gas is turned into plasma and reacted to form a silicon-containing insulating film on a substrate to be deposited. Alternatively, in the second invention, the reaction gas is the TMOS (Tetr
The problem is solved by the film forming method according to the first aspect, wherein the film contains the oxidizing gas in an amount equal to or more than a chemical equivalent for oxidizing a-methyoxy-silane.

【0005】または、第3の発明である、前記酸化性ガ
スは、O2 、NO2 、NO、N 2O、CO、CO2 、又
はH 2Oの内少なくとも一つを含むことを特徴とする第
1の発明又は第2の発明に記載の成膜方法によって解決
する。または、第4の発明である、前記プラズマ化は、
周波数が13.56MHzである高周波電力、又は周波
数が380kHzである高周波電力を前記反応ガスに印
加することにより行われることを特徴とする第1の発明
から第3の発明のいずれか一に記載の成膜方法によって
解決する。
According to a third aspect of the present invention, the oxidizing gas contains at least one of O 2 , NO 2 , NO, N 2 O, CO, CO 2 , and H 2 O. The problem is solved by the film forming method described in the first invention or the second invention. Alternatively, in the fourth invention, the plasma conversion is performed as follows:
The method according to any one of the first to third inventions, wherein the high frequency power having a frequency of 13.56 MHz or the high frequency power having a frequency of 380 kHz is applied to the reaction gas. The problem is solved by a film forming method.

【0006】または、第5の発明である、第1の発明か
ら第4の発明のいずれか一に記載の成膜方法を用いて形
成される前記シリコン含有絶縁膜を備えた半導体装置に
よって解決する。
[0006] Alternatively, the problem is solved by a semiconductor device having the silicon-containing insulating film formed by using the film forming method according to any one of the first to fourth aspects of the present invention. .

【0007】[0007]

【作用】本発明に係る成膜方法では、TMOS(Tet
ra−Methoxy−Silane)と酸化性ガスと
を含む反応ガスを用いるプラズマCVD法(プラズマ化
学的気相成長法)により、被堆積基板上にシリコン酸化
膜を形成する。このとき用いる酸化性ガスには、O2
NO2 、NO、N 2O、CO、CO2 及びH 2Oがあ
り、これらの内いずれか一が反応ガスに含まれる。な
お、上述したTMOSの化学式は、化1に示してある。
According to the film forming method of the present invention, the TMOS (Tet
A silicon oxide film is formed on a substrate to be deposited by a plasma CVD method (plasma chemical vapor deposition) using a reaction gas containing ra-methyoxy-silane and an oxidizing gas. The oxidizing gas used at this time is O 2 ,
There are NO 2 , NO, N 2 O, CO, CO 2 and H 2 O, and any one of them is included in the reaction gas. The chemical formula of the above-mentioned TMOS is shown in Chemical formula 1.

【0008】このようにして形成されるシリコン酸化膜
は、次のような特徴を有することが本願発明者の行った
調査により明らかになった。第1に、TMOSとO2
を反応ガスに含むプラズマCVD法で形成されるシリコ
ン酸化膜は、TEOSやSiH4 (モノシラン)を用い
て形成されるシリコン酸化膜に比べ、膜中に含まれる水
分量及び水素量が少ない。この内、膜中に含まれる水分
量がSiH4 (モノシラン)を用いて形成した場合に比
べて少ないのは以下のような理由によるものと考えられ
る。
The silicon oxide film formed in this manner has the following characteristics, which have been found by the research conducted by the present inventors. First, a silicon oxide film formed by a plasma CVD method containing TMOS and O 2 in a reaction gas is included in the film as compared with a silicon oxide film formed using TEOS or SiH 4 (monosilane). Low moisture and hydrogen content. Among them, the reason why the amount of water contained in the film is smaller than that when the film is formed using SiH 4 (monosilane) is considered to be as follows.

【0009】すなわち、SiH4 (モノシラン)はSi
−H結合を有しているため、これを用いて形成されるシ
リコン酸化膜の膜中にはSi−H結合の形でH(水素)
が残留し易い。これに対し、本発明に係る成膜方法で用
いるTMOSはSi−H結合を有していないので、Si
4 (モノシラン)を用いる場合に比べて膜中に水素が
残留し難いと考えられる。
That is, SiH 4 (monosilane) is replaced by Si
H (hydrogen) in the form of Si—H bond in the silicon oxide film formed by using the
Are likely to remain. On the other hand, since the TMOS used in the film forming method according to the present invention does not have a Si—H bond,
It is considered that hydrogen hardly remains in the film as compared with the case where H 4 (monosilane) is used.

【0010】第2に、TMOSと該TMOSを酸化する
化学当量以上のN 2Oとを反応ガスに含むプラズマCV
D法で形成されるシリコン酸化膜は、TEOSを用いて
形成されるシリコン酸化膜に比べ、膜中に含まれる炭素
量が少ない。第3に、SiH4 (モノシラン)を用いて
形成されるシリコン酸化膜に比べ、カバーレッジ特性が
良い。すなわち、図6に例示するように、SiH4 (モ
ノシラン)を用いてシリコン酸化膜301を形成する
と、配線203間にボイド302が形成され易い。これ
に対し、TMOSを反応ガスに含む本発明では、そのよ
うなボイドが形成されないということが本願発明者によ
って確かめられた。
Second, a plasma CV containing a TMOS and N 2 O having a chemical equivalent or more to oxidize the TMOS in a reaction gas.
The silicon oxide film formed by the method D has a smaller amount of carbon contained in the film than the silicon oxide film formed by using TEOS. Third, it has better coverage characteristics than a silicon oxide film formed using SiH 4 (monosilane). That is, as illustrated in FIG. 6, when the silicon oxide film 301 is formed using SiH 4 (monosilane), voids 302 are easily formed between the wirings 203. On the other hand, it has been confirmed by the present inventor that such voids are not formed in the present invention containing TMOS in the reaction gas.

【0011】ところで、半導体装置の絶縁膜中に水分や
水素が含まれると、該半導体装置の特性が悪化する。ま
た、絶縁膜のカバーレッジ特性が悪いと、半導体装置を
高集積化する際に支障をきたす。従って、他の成膜方法
に比べて膜中の水分量及び水素量が少ないという第1の
特徴、及びカバーレッジ特性が良いという第3の特徴に
より、本発明に係る成膜方法を用いて成膜されたシリコ
ン酸化膜を半導体装置に適用すると、該半導体装置の特
性が向上することが期待される。
By the way, when moisture or hydrogen is contained in an insulating film of a semiconductor device, the characteristics of the semiconductor device deteriorate. In addition, poor coverage characteristics of the insulating film hinder high integration of the semiconductor device. Therefore, the first feature that the amount of moisture and hydrogen in the film is smaller than that of other film forming methods and the third feature that the coverage characteristic is good are formed by using the film forming method according to the present invention. Applying the formed silicon oxide film to a semiconductor device is expected to improve the characteristics of the semiconductor device.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。 (1)本実施形態に係る成膜方法に用いられる反応ガス
についての説明 (i)反応ガス中に含まれるTMOS(Tetra−M
ethoxy−Silane)の説明 本実施形態では、シリコン酸化膜を成膜するために、T
MOSを含む反応ガスを用いる。このTMOSは次の構
造式を有する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (1) Description of reaction gas used in the film forming method according to the present embodiment (i) TMOS (Tetra-M) contained in the reaction gas
Description of Ethoxy-Silane) In this embodiment, in order to form a silicon oxide film, T
A reaction gas containing MOS is used. This TMOS has the following structural formula.

【0013】[0013]

【化1】 Embedded image

【0014】また、これの化学的な性質を表1に示す。The chemical properties are shown in Table 1.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】これは無色透明の液体であり、SiH
4 (モノシラン)のような爆発性や自燃性は無い。その
ため、SiH4 (モノシラン)に比べてその取り扱いが
容易である。 (ii)上記TMOSに酸化性反応ガスを組み合わせた反
応ガスの具体例本実施形態では、上記TMOSの他に酸
化性ガスが反応ガス中に含まれる。
This is a colorless and transparent liquid, SiH
4 Not explosive or self-combustible like (monosilane). Therefore, its handling is easier than that of SiH 4 (monosilane). (Ii) Specific example of the reaction gas in which the oxidizing reaction gas is combined with the TMOS In this embodiment, the oxidizing gas is included in the reaction gas in addition to the TMOS.

【0017】このようにTMOSと酸化性ガスとが組み
合わされた反応ガスとして、次の7種類の反応ガスがあ
る。 TMOSにO2 を加えた反応ガス TMOSにN2 Oを加えた反応ガス TMOSにNOを加えた反応ガス TMOSにNO2 を加えた反応ガス TMOSにCOを加えた反応ガス TMOSにCO2 を加えた反応ガス TMOSにH 2Oを加えた反応ガス なお、上の反応ガスでは、一種類の酸化性ガスのみが反
応ガスに含まれているが、複数の種類の酸化性ガスが反
応ガスに含まれても良い。
As the reaction gas obtained by combining the TMOS and the oxidizing gas, there are the following seven types of reaction gases. Reaction gas obtained by adding O 2 to TMOS Reaction gas obtained by adding N 2 O to TMOS Reaction gas obtained by adding NO to TMOS Reaction gas obtained by adding NO 2 to TMOS Reaction gas obtained by adding CO to TMOS Addition of CO 2 to TMOS Reactive gas A reactive gas obtained by adding H 2 O to TMOS In the above reactive gas, only one type of oxidizing gas is included in the reactive gas, but a plurality of types of oxidizing gas are included in the reactive gas. May be.

【0018】これらの内、TMOSにO2 を加えた反
応ガス、及びTMOSにN2 Oを加えた反応ガスを用
いた場合の成膜条件、及びこれにより得られたシリコン
酸化膜の特性については後述する。 (2)半導体装置への適用例についての説明 (i)プラズマCVD装置についての説明 図1は、本実施形態に係る成膜方法に用いられる平行平
板型プラズマCVD装置について示す構成図である。
Among these, the film forming conditions when a reaction gas obtained by adding O 2 to TMOS and a reaction gas obtained by adding N 2 O to TMOS, and the characteristics of the silicon oxide film obtained by the reaction are described below. It will be described later. (2) Description of Application Example to Semiconductor Device (i) Description of Plasma CVD Device FIG. 1 is a configuration diagram showing a parallel plate type plasma CVD device used in the film forming method according to the present embodiment.

【0019】図1において、101は成膜を行うための
チャンバであり、102と104は対向して設けられた
対の電極である。電極104には第1の高周波電源10
7が接続され、電極102には第2の高周波電源109
が接続される。そして、第1の高周波電源107により
第1の高周波電力が電極104に供給される。同様に、
第2の高周波電源109により第2の高周波電力が電極
102に供給される。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a chamber for forming a film, and reference numerals 102 and 104 denote a pair of electrodes provided to face each other. The first high-frequency power source 10 is
7 is connected to the electrode 102 and the second high-frequency power supply 109 is connected to the electrode 102.
Is connected. Then, the first high-frequency power is supplied to the electrode 104 by the first high-frequency power supply 107. Similarly,
The second high-frequency power is supplied to the electrode 102 by the second high-frequency power supply 109.

【0020】なお、成膜を行う時は、第1、又は第2の
高周波電力のいずれか一方のみが印加される。そして、
電極102は、被堆積基板103を載置するための載置
台を兼ねている。一方、第1の高周波電源107が接続
される方の電極104は、反応ガスをチャンバ101内
に放出するためのシャワーヘッドを兼ねている。反応ガ
スは、ガス導入口108を通り、シャワーヘッド104
からチャンバ101内に供給される。
When the film is formed, only one of the first and second high-frequency powers is applied. And
The electrode 102 also serves as a mounting table on which the substrate 103 is mounted. On the other hand, the electrode 104 to which the first high-frequency power source 107 is connected also serves as a shower head for discharging the reaction gas into the chamber 101. The reaction gas passes through the gas inlet 108 and passes through the shower head 104.
From the chamber 101.

【0021】そして、電極102には、被堆積基板10
3を所望の温度に加熱するたものヒータ(図示せず)が
内蔵されている。105は、このヒータに電力を供給す
るための配線である。また、106は、使用済みの反応
ガスをチャンバ101の外に排出すると共に、チャンバ
101内の雰囲気を所望の圧力に保持するための排気口
である。
The electrode 102 is connected to the substrate 10 to be deposited.
A heater (not shown) for heating 3 to a desired temperature is built in. Reference numeral 105 denotes wiring for supplying power to the heater. Reference numeral 106 denotes an exhaust port for exhausting the used reaction gas to the outside of the chamber 101 and maintaining the atmosphere in the chamber 101 at a desired pressure.

【0022】(ii)本実施形態に係る成膜方法について
の説明 以下では、半導体装置の層間絶縁膜の形成方法を例にし
て、本実施形態に係る成膜方法を説明する。特に、O
2 を酸化性ガスとして用いる場合、及びN2Oを酸化
性ガスとして用いる場合のそれぞれの成膜方法について
説明する。 O2 を酸化性ガスとして用いる場合の成膜方法 図2(a)〜(b)は、本実施形態に係る成膜方法につ
いて示す断面図である。
(Ii) Description of the Film Forming Method According to the Present Embodiment Hereinafter, the film forming method according to the present embodiment will be described by taking as an example a method of forming an interlayer insulating film of a semiconductor device. In particular, O
The respective film forming methods when using 2 as an oxidizing gas and when using N 2 O as an oxidizing gas will be described. A film forming method in the case of using O 2 as the oxidizing gas view 2 (a) ~ (b) is a sectional view showing a film forming method according to the present embodiment.

【0023】本願発明者は、本実施例に係る成膜方法を
発明するのに、様々な成膜パラメータ(温度、圧力、高
周波電力、反応ガス流量等)で実験を行った。従って、
本実施形態では、成膜パラメータが範囲を以って指定さ
れる。図2(a)は、被堆積基板に成膜を行う前の状態
を示す断面図である。図2(a)において、201シリ
コン基板である。そして、202は、シリコン酸化膜や
BPSG膜等の下地絶縁膜である。この下地絶縁膜20
2上には、アルミニウム配線層203が形成されてい
る。これらにより、被堆積基板103が構成される。
The inventor of the present application conducted experiments with various film forming parameters (temperature, pressure, high frequency power, reaction gas flow rate, etc.) to invent the film forming method according to this embodiment. Therefore,
In the present embodiment, the film forming parameters are specified with a range. FIG. 2A is a cross-sectional view showing a state before forming a film on a deposition target substrate. In FIG. 2A, it is a 201 silicon substrate. Reference numeral 202 denotes a base insulating film such as a silicon oxide film or a BPSG film. This base insulating film 20
2, an aluminum wiring layer 203 is formed. These constitute the substrate 103 to be deposited.

【0024】このような状態で、まず、被堆積基板10
3を電極102の上に載置し、チャンバ101内を減圧
する。載置した後、電極102に内蔵された不図示のヒ
ータにより被堆積基板103を加熱する。これにより、
被堆積基板103の温度を250℃から400℃に保持
する。続いて、液状のTMOS(Tetra−Meth
oxy−Silane)をチャンバ101内に導入す
る。これは、液状のTMOSを液体MFC(Mass−
Flow−Controler)でその流量を調整し、
シャワーヘッド104から放出させることにより行われ
る。
In such a state, first, the substrate 10 to be deposited is
3 is placed on the electrode 102, and the pressure in the chamber 101 is reduced. After the mounting, the substrate 103 is heated by a heater (not shown) built in the electrode 102. This allows
The temperature of the substrate 103 to be deposited is maintained at 250 ° C. to 400 ° C. Subsequently, a liquid TMOS (Tetra-Meth)
(oxy-silane) is introduced into the chamber 101. This is because liquid TMOS is converted to liquid MFC (Mass-
Flow-Controller) to adjust the flow rate,
This is performed by discharging from the shower head 104.

【0025】このときのTMOSの流量は、100sc
cmから300sccmである。また、TMOSをチャ
ンバ101に導入する際、該TMOSに酸化性ガスとし
てO 2 を添加する。O2 の流量は、実験のために100
0sccm〜9000sccmの範囲で変化させた。先
に説明したように、これらTMOSとO2 とで反応ガス
が構成される。
At this time, the flow rate of the TMOS is 100 sc
cm to 300 sccm. In addition, TMOS
When introduced into the member 101, the TMOS is oxidized gas.
O TwoIs added. OTwoFlow rate of 100 for the experiment
The range was changed from 0 sccm to 9000 sccm. Destination
As described above, these TMOS and OMOSTwoAnd reactive gas
Is configured.

【0026】これと同時に、排気口106から排気され
る反応ガスの速度を調節し、チャンバ101内の圧力を
0.5Torr〜2.2Torrの範囲内に保持する。
次に、第1、又は第2の高周波電力のいずれか一を電極
に印加する。すなわち、電極104に第1の高周波電力
を印加するか、又は電極102に第2の高周波電力を印
加する。なお、本願発明者は、周波数が13.56MH
zの高周波電力を第1の高周波電力として用い、周波数
が380kHzの高周波電力を第2の高周波電力として
用いた。
At the same time, the speed of the reaction gas exhausted from the exhaust port 106 is adjusted to maintain the pressure in the chamber 101 in the range of 0.5 Torr to 2.2 Torr.
Next, one of the first and second high-frequency powers is applied to the electrode. That is, the first high-frequency power is applied to the electrode 104 or the second high-frequency power is applied to the electrode 102. Note that the inventor of the present application has a frequency of 13.56 MHz.
The high frequency power of z was used as the first high frequency power, and the high frequency power of 380 kHz was used as the second high frequency power.

【0027】このとき印加される高周波電力のパワー
は、第1の高周波電力を印加する場合、及び第2の高周
波電力を印加する場合のいずれも250〜1500Wで
ある。これにより、電極102と104の間にある反応
ガスがプラズマ化する。そしてこのプラズマ化により、
図2(b)に示すように、被堆積基板103上にシリコ
ン酸化膜204が形成される。
The power of the high-frequency power applied at this time is 250 to 1500 W both when the first high-frequency power is applied and when the second high-frequency power is applied. Thereby, the reaction gas between the electrodes 102 and 104 is turned into plasma. And by this plasma,
As shown in FIG. 2B, a silicon oxide film 204 is formed on the substrate 103 to be deposited.

【0028】次に、このようにして形成されたシリコン
含有絶縁膜の膜質について説明する。上で説明したよう
なTMOSとO2 とを反応ガスとして用い、シリコン酸
化膜204を成膜する場合の成膜条件を表2にまとめ
る。
Next, the film quality of the silicon-containing insulating film thus formed will be described. Table 2 summarizes the film forming conditions when forming the silicon oxide film 204 using TMOS and O 2 as the reaction gas as described above.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】(屈折率) 1.45〜1.47である。 (成膜速度)800Å/分〜4500Å/分となった。
また、本願発明者が行った測定結果によると、成膜速度
は第1又は第2の高周波電力のパワーを増加させること
によって上昇することが分かった。同様に、反応ガスの
流量を増加させても成膜速度が上昇することが分かっ
た。
(Refractive index) 1.45 to 1.47. (Film forming rate) was 800 ° / min to 4500 ° / min.
In addition, according to the measurement results performed by the inventor of the present application, it was found that the film formation rate was increased by increasing the power of the first or second high-frequency power. Similarly, it was found that the film formation rate was increased even when the flow rate of the reaction gas was increased.

【0031】(応力)第1の高周波電力のみを印加し、
その周波数を13.56MHzにした場合、形成された
シリコン酸化膜204の応力は0.5×109 dyne
/cm2 〜4×109 dyne/cm2 の引っ張り応力
となった。また、第2の高周波電力のみを印加し、その
周波数を380kHzにした場合、応力は0.5×10
9 dyne/cm2 〜3×109 dyne/cm2 の圧
縮応力となった。
(Stress) Only the first high frequency power is applied,
When the frequency is 13.56 MHz, the stress of the formed silicon oxide film 204 is 0.5 × 10 9 dyne
/ Cm 2 to 4 × 10 9 dyne / cm 2 . When only the second high frequency power is applied and the frequency is set to 380 kHz, the stress is 0.5 × 10
The compressive stress was 9 dyne / cm 2 to 3 × 10 9 dyne / cm 2 .

【0032】このように、反応ガスをプラズマ化するた
めに印加する高周波電力の周波数に依存してシリコン酸
化膜204の応力が変化することが分かった。 N2 Oを酸化性ガスとして用いる場合の成膜方法 N2 Oを酸化性ガスとして用いる場合も、で説明した
ようなO2 を酸化性ガスとして用いる場合と同様にシリ
コン酸化膜204を形成することができる。
As described above, it has been found that the stress of the silicon oxide film 204 changes depending on the frequency of the high frequency power applied to convert the reaction gas into plasma. Even when using the deposition method N 2 O in the case of using the N 2 O as the oxidizing gas as the oxidizing gas, in forming the silicon oxide film 204 as in the case of using the O 2 as explained as the oxidizing gas be able to.

【0033】この場合のシリコン酸化膜の成膜条件を表
3に示す。
Table 3 shows the conditions for forming the silicon oxide film in this case.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】(3)比較例 次に、本実施形態に係る成膜方法により形成されたシリ
コン酸化膜の膜質について、他の反応ガスを用いて形成
されたシリコン酸化膜と比較しながら説明する。特に、
反応ガス中にSiH4 (モノシラン)、又はTEOS
(Tetra−Ethoxy−Sinane)を含むC
VD法で形成されるシリコン酸化膜と比較しながら説明
する。
(3) Comparative Example Next, the film quality of the silicon oxide film formed by the film forming method according to this embodiment will be described in comparison with a silicon oxide film formed by using another reaction gas. In particular,
SiH 4 (monosilane) or TEOS in the reaction gas
C containing (Tetra-Ethoxy-Sinane)
Description will be made in comparison with a silicon oxide film formed by the VD method.

【0036】(i)第1の比較例 本比較例では、反応ガスとしてTMOSとO2 とを用い
て形成されるシリコン酸化膜の水分含有量に注目し、そ
れを他の反応ガスを用いて形成されるシリコン酸化膜の
水分含有量と比較する。図3は、TDS(Therma
l−Dissorption−Spectroscop
e)法により、シリコン酸化膜204の膜中の水分含有
量を調査した結果について説明する特性図である。な
お、TDS法とは、不純物が吸着している固体試料を加
熱していき、固体試料から離脱された不純物を質量分析
計で検出し、不純物量を温度の関数として求めるもので
ある。
(I) First Comparative Example In this comparative example, attention is paid to the water content of a silicon oxide film formed using TMOS and O 2 as a reaction gas, and the water content is determined using another reaction gas. This is compared with the moisture content of the formed silicon oxide film. FIG. 3 shows TDS (Therma
l-Dissolution-Spectroscop
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a result of investigating a moisture content in a silicon oxide film 204 by a method e). In the TDS method, a solid sample on which impurities are adsorbed is heated, impurities separated from the solid sample are detected by a mass spectrometer, and the amount of impurities is obtained as a function of temperature.

【0037】図3において、縦軸は水分含有量を重量パ
ーセント(wt%)で示したものであり、横軸はシリコ
ン酸化膜204の分析サンプルを加熱した時の温度を示
すものである。この調査結果においては、分析サンプル
を加熱し、その温度を室温から800℃まで上昇させ
た。そして、分析サンプルとしては、TMOS流量15
0sccm、O2 流量850sccm、圧力2.0To
rr、基板温度350℃、第1の高周波電力の周波数1
3.56MHz、第1の高周波電力のパワー300Wの
条件の下で形成されたシリコン酸化膜を用いた。
In FIG. 3, the vertical axis shows the water content in weight percent (wt%), and the horizontal axis shows the temperature when the analysis sample of the silicon oxide film 204 is heated. In this investigation, the analytical sample was heated and its temperature was raised from room temperature to 800 ° C. And, as the analysis sample, the TMOS flow rate 15
0 sccm, O 2 flow rate 850 sccm, pressure 2.0 To
rr, substrate temperature 350 ° C., frequency of first high frequency power 1
A silicon oxide film formed under the conditions of 3.56 MHz and the first high frequency power of 300 W was used.

【0038】なお、図3には、SiH4 (モノシラン)
を反応ガス中に含むCVD法で形成した場合、及びTE
OS(Tetra−Ethoxy−Sinane)を反
応ガス中に含むCVD法で形成した場合のシリコン酸化
膜の調査結果を比較のために併記してある。図3から分
かるように、反応ガスとしてTMOSとO2 とを用いる
場合、400℃以下の温度範囲では分析サンプル中に水
分が存在することを示す顕著な波形は見られない。そし
て、温度が400℃を超えると、分析サンプル中に構造
水が存在することを示す波形が確認される。ここで、構
造水とは、Si−H結合の状態で膜中に存在する水分を
意味する。
FIG. 3 shows SiH 4 (monosilane).
Is formed by a CVD method containing in a reaction gas, and TE
Investigation results of a silicon oxide film formed by a CVD method containing an OS (Tetra-Ethoxy-Sinane) in a reaction gas are also shown for comparison. As can be seen from FIG. 3, when TMOS and O 2 are used as the reaction gas, no remarkable waveform indicating the presence of moisture in the analysis sample is observed in a temperature range of 400 ° C. or less. When the temperature exceeds 400 ° C., a waveform indicating that structural water is present in the analysis sample is confirmed. Here, the structural water means water present in the film in a state of Si—H bond.

【0039】このように分析サンプルを加熱してゆき、
膜中に含まれる全水分量を求めたところ、0.1wt%
〜0.4wt%の水分が膜中に含まれていることが分か
った。これに対し、図3に示されるように、SiH
4 (モノシラン)を反応ガス中に含むCVD法で形成し
た場合のシリコン酸化膜の膜中には、1.33wt%の
水分が含まれることが分かった。また、TEOSを反応
ガス中に含むCVD法で形成した場合のシリコン酸化膜
の膜中には、0.49wt%の水分が含まれることが分
かった。
As described above, the analysis sample is heated,
When the total amount of moisture contained in the film was determined, it was 0.1 wt%
It was found that about 0.4 wt% of water was contained in the film. On the other hand, as shown in FIG.
4 It was found that 1.33 wt% of water was contained in the silicon oxide film when formed by the CVD method containing (monosilane) in the reaction gas. Further, it was found that 0.49 wt% of water was contained in the silicon oxide film when formed by the CVD method containing TEOS in the reaction gas.

【0040】この調査結果から分かるように、反応ガス
としてTMOSとO2 を用いてシリコン酸化膜を形成す
る本実施形態では、SiH4 (モノシラン)やTEOS
を反応ガスを用いてシリコン酸化膜を形成する場合に比
べて膜の水分含有量が小さくなる。 (ii)第2の比較例 本比較例では、反応ガスとしてTMOSとO2 とを用い
て形成されるシリコン酸化膜の水素含有量に注目し、そ
れを他の反応ガスを用いて形成されるシリコン酸化膜の
水素含有量と比較する。
As can be seen from the results of this investigation, in this embodiment in which a silicon oxide film is formed using TMOS and O 2 as reaction gases, SiH 4 (monosilane), TEOS
The moisture content of the film is smaller than when a silicon oxide film is formed using a reaction gas. (Ii) Second Comparative Example In this comparative example, attention is paid to the hydrogen content of a silicon oxide film formed using TMOS and O 2 as a reaction gas, and the hydrogen content is formed using another reaction gas. Compare with the hydrogen content of the silicon oxide film.

【0041】図4は、第1の比較例で説明したTDS法
を用いて、シリコン酸化膜204の膜中の水素含有量を
調査した結果について説明する特性図である。図4にお
いて、縦軸は加熱によりシリコン酸化膜204の分析サ
ンプルから離脱した水素イオンの相対イオン強度を示す
ものである。そして、横軸はシリコン酸化膜204の分
析サンプルを加熱した時の温度を示すものである。
FIG. 4 is a characteristic diagram for explaining a result obtained by examining the hydrogen content in the silicon oxide film 204 by using the TDS method described in the first comparative example. In FIG. 4, the vertical axis indicates the relative ion intensity of hydrogen ions released from the analysis sample of the silicon oxide film 204 by heating. The horizontal axis indicates the temperature when the analysis sample of the silicon oxide film 204 is heated.

【0042】本比較例では、第1の比較例と同様に分析
サンプルを加熱し、その温度を室温から800℃まで上
昇させた。なお、分析サンプルとしては、TMOS流量
300sccm、O2 流量1700sccm、圧力0.
5Torr、基板温度350℃、第1の高周波電力の周
波数13.56MHz、第1の高周波電力のパワー30
0Wの条件の下で形成されたシリコン酸化膜を用いた。
In this comparative example, the analysis sample was heated as in the first comparative example, and the temperature was increased from room temperature to 800 ° C. As an analysis sample, a TMOS flow rate of 300 sccm, an O 2 flow rate of 1700 sccm, and a pressure of 0.
5 Torr, substrate temperature 350 ° C., frequency of first high frequency power 13.56 MHz, power 30 of first high frequency power
A silicon oxide film formed under the condition of 0 W was used.

【0043】また、図4には、SiH4 (モノシラン)
を反応ガス中に含むCVD法で形成した場合、及びTE
OSを反応ガス中に含むCVD法で形成した場合のシリ
コン酸化膜の調査結果を比較のために併記してある。図
4から分かるように、反応ガスとしてTMOSとO2
用いてシリコン酸化膜を形成する本実施形態では、Si
4 (モノシラン)を反応ガスとして用いる場合に比べ
て膜中の水素含有量が極めて小さくなる。
FIG. 4 shows SiH 4 (monosilane).
Is formed by a CVD method containing in a reaction gas, and TE
Investigation results of a silicon oxide film formed by a CVD method containing an OS in a reaction gas are also shown for comparison. As can be seen from FIG. 4, in the present embodiment in which a silicon oxide film is formed using TMOS and O 2 as the reaction gas,
The hydrogen content in the film is extremely small as compared with the case where H 4 (monosilane) is used as the reaction gas.

【0044】これは、SiH4 (モノシラン)はSi−
H結合を有しているため、SiH4(モノシラン)を用
いて形成するシリコン酸化膜の膜中に水素が残留し易く
なるためであると考えられる。これに対して本実施形態
で用いるTMOSは、その構造式から分かるようにSi
−H結合を有していない。これにより、SiH4 (モノ
シラン)を用いる場合に比べて、TMOSを用いる場合
にはそれにより形成されるシリコン酸化膜の水素含有量
が小さくなるものと考えられる。
This is because SiH 4 (monosilane) is Si—
It is considered that this is because hydrogen has a tendency to remain in the silicon oxide film formed using SiH 4 (monosilane) because it has an H bond. On the other hand, the TMOS used in the present embodiment has Si
Has no -H bond. Accordingly, it is considered that when using TMOS, the hydrogen content of the silicon oxide film formed by using TMOS is smaller than when using SiH 4 (monosilane).

【0045】(iii)第3の比較例 本比較例では、反応ガスとしてTMOSとN2 Oを用い
て形成されるシリコン酸化膜の炭素含有量に注目し、そ
れを他の反応ガスを用いて形成されるシリコン酸化膜の
炭素含有量と比較する。TMOSには、その構造式から
分かるように、C(炭素)が含まれている。従って、T
MOSを反応ガス中に含むCVD法で形成されるシリコ
ン含有絶縁膜には炭素が含まれる可能性がある。
(Iii) Third Comparative Example In this comparative example, attention was paid to the carbon content of a silicon oxide film formed using TMOS and N 2 O as a reaction gas, and the carbon content was determined using another reaction gas. Compare with the carbon content of the formed silicon oxide film. As can be seen from the structural formula, TMOS contains C (carbon). Therefore, T
A silicon-containing insulating film formed by a CVD method containing MOS in a reaction gas may contain carbon.

【0046】また、TMOSと同様に、TEOSにも炭
素が含まれる。そのため、反応ガス中にTEOSを含む
CVD法で形成したシリコン酸化膜にも炭素が含まれる
可能性がある。そのため、本願発明者は、TMOSを用
いる場合とTEOSを用いる場合とで、それにより形成
されるシリコン酸化膜に含まれる炭素の量がどの程度異
なるのかを調査した。
Further, like TMOS, TEOS also contains carbon. Therefore, carbon may be contained in a silicon oxide film formed by a CVD method including TEOS in a reaction gas. Therefore, the present inventor investigated how much the amount of carbon contained in the silicon oxide film formed by using TMOS and using TEOS is different.

【0047】図5は、AES(Auger−Elect
ron−Spectroscopy)法を用いて、シリ
コン酸化膜204の膜中の炭素含有量を調査した結果に
ついて説明する特性図である。なお、AES法とは、オ
ージェ効果により分析サンプル表面から放出されたオー
ジェ電子のエネルギスペクトルを測定し、分析サンプル
表面に含まれる元素の量を測定する測定方法である。
FIG. 5 shows AES (Auger-Elect).
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a result of examining a carbon content in a silicon oxide film 204 by using a ron-spectroscopy method. The AES method is a measurement method in which the energy spectrum of Auger electrons emitted from the surface of an analysis sample due to the Auger effect is measured, and the amount of elements contained in the surface of the analysis sample is measured.

【0048】図5において、縦軸はシリコン酸化膜20
4の炭素含有量(at/%)である。そして、横軸はN
2 Oの流量であり、それはTMOSをSiO2 にするた
めに必要な酸素量(化学当量に相当する量)で正規化し
てある。なお、この場合の分析サンプルは、TMOS流
量300sccm、圧力0.5Torr、基板温度35
0℃、第1の高周波電力の周波数13.56の条件の下
で第1の高周波電力のパワーが500W、1000W、
及び1500Wのそれぞれの場合について作製し、更に
それぞれのパワーの下でN2 O流量を変化させたのを作
製した。
In FIG. 5, the vertical axis represents the silicon oxide film 20.
4 (at /%). And the horizontal axis is N
The flow rate of 2 O, which is normalized by the amount of oxygen (an amount equivalent to a chemical equivalent) required to convert TMOS to SiO 2 . In this case, the analysis sample was a TMOS flow rate of 300 sccm, a pressure of 0.5 Torr, and a substrate temperature of 35.
Under the condition of 0 ° C. and the frequency of the first high frequency power of 13.56, the power of the first high frequency power is 500 W, 1000 W,
And 1500 W, and the N 2 O flow rate was changed under each power.

【0049】また、図5には、TEOSとN2 Oとを反
応ガスに用いるCVDで形成されたシリコン酸化膜につ
いての調査結果を比較のために併記してある。図5から
分かるように、化学当量以下のN2 Oを加えたとき、す
なわち正規化したN2 O流量が1以下のとき、TMOS
を用いた場合及びTEOSを用いた場合のいずれの場合
もシリコン酸化膜204の炭素含有量は多くなってい
る。
FIG. 5 also shows, for comparison, the results of investigation on a silicon oxide film formed by CVD using TEOS and N 2 O as a reaction gas. As can be seen from FIG. 5, when N 2 O of less than the chemical equivalent is added, that is, when the normalized N 2 O flow rate is 1 or less, the TMOS
The carbon content of the silicon oxide film 204 is increased both in the case of using TEOS and in the case of using TEOS.

【0050】しかしながら、TMOSと化学当量以上の
2 Oとを反応ガスとして用いた場合、シリコン酸化膜
204の炭素含有量はAESの検知限界以下の量にまで
低減されている。これに対し、TEOSと化学当量以上
のN2 Oとを反応ガスとして用いて形成されたシリコン
酸化膜には、TMOSを用いた場合に比べて多くの炭素
が膜中に含まれている。
However, when TMOS and N 2 O having a chemical equivalent or more are used as the reaction gas, the carbon content of the silicon oxide film 204 is reduced to an amount below the detection limit of AES. On the other hand, in a silicon oxide film formed using TEOS and N 2 O having a chemical equivalent or more as a reaction gas, more carbon is contained in the film than in the case where TMOS is used.

【0051】この調査結果より、TEOSを用いる場合
に比べ、TMOSを用いる場合の方がシリコン酸化膜2
04の炭素含有量が少ないことが分かる。 (iv) 第4の比較例 本比較例では、TMOSとO2 を反応ガスとして用いる
場合、及びTMOSとN2 Oを反応ガスとして用いる場
合について、これらにより形成されるシリコン酸化膜の
カバーレッジ特性に注目する。そして、このカバーレッ
ジ特性を、SiH4 (モノシラン)を用いて成膜された
シリコン酸化膜のそれと比較する。
From this investigation result, the silicon oxide film 2 is more likely to be used when using TMOS than when using TEOS.
It can be seen that the carbon content of No. 04 is small. (Iv) Fourth Comparative Example In this comparative example, the coverage characteristics of a silicon oxide film formed by using TMOS and O 2 as a reaction gas and using TMOS and N 2 O as a reaction gas are described. Pay attention to. Then, this coverage characteristic is compared with that of a silicon oxide film formed using SiH 4 (monosilane).

【0052】図6は、SiH4 (モノシラン)を用いて
成膜されたシリコン酸化膜の断面図である。図6におい
て、図2で説明したのと同様の構成要素については、図
2と同様の参照符号を付してある。図6に示されるよう
に、SiH4 (モノシラン)を用いてシリコン酸化膜3
01を形成すると、隣接するアルミニウム配線203間
にボイド302が形成され易い。
FIG. 6 is a sectional view of a silicon oxide film formed using SiH 4 (monosilane). 6, the same components as those described with reference to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. As shown in FIG. 6, a silicon oxide film 3 is formed by using SiH 4 (monosilane).
When 01 is formed, voids 302 are easily formed between adjacent aluminum wirings 203.

【0053】これに対し、TMOSを反応ガスに含む本
実施形態では、このようなボイド302が形成されない
ことが本願発明者によって確かめられた。このように、
SiH4 (モノシラン)を用いる場合に比べ、本実施形
態のようにTMOSを用いる場合のほうがカバーレッジ
特性が良い。上記比較例1〜4を表4にまとめる。な
お、表4には、上で説明した点以外の比較項目も含まれ
ている。
On the other hand, the present inventor has confirmed that the void 302 is not formed in the present embodiment in which TMOS is included in the reaction gas. in this way,
Compared to the case where SiH 4 (monosilane) is used, the coverage characteristic is better when the TMOS is used as in the present embodiment. Table 4 summarizes the above Comparative Examples 1 to 4. Table 4 also includes comparison items other than those described above.

【0054】[0054]

【表4】 [Table 4]

【0055】比較例1、及び2で説明したように、本実
施形態のようにTMOSを含む反応ガスを用いて形成さ
れるシリコン酸化膜は、膜中に含まれる水分量、及び水
素量がSiH4 やTEOSを用いる場合に比べて少ない
という特徴を有している。また、比較例4で説明したよ
うに、本実施形態のようにTMOSを含む反応ガスを用
いて形成されるシリコン酸化膜は、SiH4 を用いて形
成されるシリコン酸化膜に比べてカバーレッジ特性が良
い。
As described in Comparative Examples 1 and 2, the silicon oxide film formed by using the reaction gas containing TMOS as in the present embodiment has a moisture content and a hydrogen content of SiH in the film. It has the feature that it is less than when using 4 or TEOS. Further, as described in Comparative Example 4, the silicon oxide film formed using the reaction gas containing TMOS as in the present embodiment has a higher coverage characteristic than the silicon oxide film formed using SiH 4. Is good.

【0056】これらの特徴により、このようなシリコン
酸化膜を半導体装置に用いると、以下のような理由で優
れた特性を有する半導体装置を提供することができるこ
とを本願発明者は見出した。すなわち、最近、DRAM
等の揮発性メモリデバイスに用いられるキャパシタ材料
として、Ta2 5 やBST(Bax Sr1-x Ti
3 )等の高誘電体膜の導入が検討されている。同様
に、不揮発性メモリデバイスに用いられるキャパシタ材
料として、PZT(Lead−Zirconate−T
itanate)やY−1等の強誘電体膜の導入が検討
されている。
According to these characteristics, the present inventors have found that a semiconductor device having excellent characteristics can be provided by using such a silicon oxide film for a semiconductor device for the following reasons. That is, recently, DRAM
Ta 2 O 5 and BST (Ba x Sr 1-x Ti
The introduction of a high dielectric film such as O 3 ) is being studied. Similarly, as a capacitor material used for a nonvolatile memory device, PZT (Lead-Zirconate-T
It has been studied to introduce a ferroelectric film such as itanate or Y-1.

【0057】Ta2 5 やBST等の高誘電体膜は、還
元性を有する物質に対して弱いと考えられる。そのた
め、これらの高誘電体膜を保護するシリコン酸化膜の膜
中には、還元性を有する物質が含まれていないことが好
ましい。特に、水素や水は上記した還元性要因として働
き、高誘電体膜から酸素を離脱させ、該高誘電体膜の誘
電率高くする可能性があるので、シリコン酸化膜の膜中
に水素や水が含まれるのは好ましくないと考えられる。
High dielectric films such as Ta 2 O 5 and BST are considered to be weak against substances having a reducing property. Therefore, it is preferable that the silicon oxide film that protects these high dielectric films does not contain a reducing substance. In particular, hydrogen or water acts as the above-described reducing factor, and may release oxygen from the high dielectric film and increase the dielectric constant of the high dielectric film. Therefore, hydrogen or water may be contained in the silicon oxide film. Is considered to be undesirable.

【0058】同様に、PZTやY−1等の強誘電体膜
も、還元性を有する物質に対して弱いと考えられる。上
記したことから、半導体デバイスに用いるシリコン酸化
膜は、その膜中に水素や水が含まれていないことが好ま
しい。加えて、このシリコン酸化膜は、半導体デバイス
の微細化に耐えられるように形成されなければならな
い。具体的には、良好なカバーレッジ特性を有するよう
に形成されなければならない。また、このシリコン酸化
膜を形成するためのSi(シリコン)ソースは、安全に
取り扱うことができるのが好ましい。
Similarly, ferroelectric films such as PZT and Y-1 are considered to be weak against substances having a reducing property. From the above, it is preferable that the silicon oxide film used for the semiconductor device does not contain hydrogen or water. In addition, this silicon oxide film must be formed to withstand miniaturization of semiconductor devices. Specifically, it must be formed to have good coverage characteristics. Further, it is preferable that the Si (silicon) source for forming the silicon oxide film can be safely handled.

【0059】そして、本実施形態のようにTMOSを含
む反応ガスを用いて形成されるシリコン酸化膜を半導体
装置に用いると、そのシリコン酸化膜はSiH4 やTE
OSを用いて形成する場合に比べて膜中の水分量や水素
量が少なく、またカバーレッジ特性も良い。したがっ
て、本実施形態に係るシリコン含有絶縁膜の成膜方法を
用いて形成されたシリコン含有絶縁膜を半導体装置に適
用すると、該半導体装置はSiH4 やTEOSを用いて
形成されたシリコン酸化膜を適用する場合に比べ、優れ
た特性を有すると期待される。更に、TMOSはSiH
4 (モノシラン)に見られるような自燃性が無いため、
SiH4 (モノシラン)に比べてその取り扱いが容易で
ある。
When a silicon oxide film formed by using a reaction gas containing TMOS as in this embodiment is used for a semiconductor device, the silicon oxide film is made of SiH 4 or TEH.
Compared to the case where the film is formed using an OS, the amount of moisture and the amount of hydrogen in the film are small and the coverage characteristics are good. Therefore, when a silicon-containing insulating film formed using the method for forming a silicon-containing insulating film according to the present embodiment is applied to a semiconductor device, the semiconductor device becomes a silicon oxide film formed using SiH 4 or TEOS. It is expected to have excellent characteristics as compared with the case where it is applied. Further, TMOS is SiH
4 Because there is no self-combustibility like that seen in (monosilane),
Its handling is easier than SiH 4 (monosilane).

【0060】なお、上記したような高誘電体膜を保護す
るシリコン酸化膜以外に、層間絶縁膜等にも本実施形態
に係る成膜方法を用いて形成されたシリコン酸化膜を適
用することができる。
In addition to the silicon oxide film for protecting the high dielectric film as described above, a silicon oxide film formed by using the film forming method according to the present embodiment may be applied to an interlayer insulating film and the like. it can.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る成膜
方法によれば、TMOS(Tetra−Methoxy
−Silane)と酸化性ガスとを反応ガスに含むプラ
ズマCVD法を用いてシリコン酸化膜を成膜することに
より、以下のような効果を得ることができる。
As described above, according to the film forming method of the present invention, the TMOS (Tetra-Methoxy) is used.
The following effects can be obtained by forming a silicon oxide film by using a plasma CVD method including a reaction gas containing -Silane) and an oxidizing gas.

【0062】(1)SiH4 (モノシラン)やTEOS
を反応ガスに含むCVD法で形成されるシリコン酸化膜
に比べ、膜中に含まれる水分や水素の低減されたシリコ
ン酸化膜を成膜することができる。 (2)TEOSを反応ガスに含むCVD法で形成される
シリコン酸化膜に比べ、膜中に含まれる炭素の低減され
たシリコン酸化膜を成膜することができる。
(1) SiH 4 (monosilane) or TEOS
Can be formed as compared with a silicon oxide film formed by a CVD method containing, as a reaction gas, in which moisture and hydrogen contained in the film are reduced. (2) A silicon oxide film in which carbon contained in the film is reduced can be formed as compared with a silicon oxide film formed by a CVD method containing TEOS as a reaction gas.

【0063】(3)SiH4 を反応ガスに含むCVD法
で形成されるシリコン酸化膜に比べ、カバーレッジ特性
の良いシリコン酸化膜を成膜することができる。 また、TMOSと酸化性ガスとを反応ガスに含むプラズ
マCVD法で形成されるシリコン酸化膜を半導体装置の
絶縁膜に適用することにより、該半導体装置の特性を向
上させることができる。
(3) A silicon oxide film having better coverage characteristics can be formed as compared with a silicon oxide film formed by a CVD method containing SiH 4 as a reaction gas. In addition, by applying a silicon oxide film formed by a plasma CVD method including TMOS and an oxidizing gas to a reaction gas as an insulating film of a semiconductor device, characteristics of the semiconductor device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る成膜方法で用いられ
るプラズマCVD装置について示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a plasma CVD apparatus used in a film forming method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係る成膜方法について示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a film forming method according to an embodiment of the present invention.

【図3】TDS(Thermal−Dissorpti
on−Spectroscope)法により、シリコン
酸化膜の膜中の水分含有量を調査した結果について説明
する特性図である。
FIG. 3 is TDS (Thermal-Discorpti).
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a result of an investigation of a water content in a silicon oxide film by an on-spectroscopic method.

【図4】TDS法により、シリコン酸化膜の膜中の水素
含有量を調査した結果について説明する特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a result of an investigation of a hydrogen content in a silicon oxide film by a TDS method.

【図5】AES(Auger−Electron−Sp
ectroscopy)法により、シリコン酸化膜の膜
中の炭素含有量を調査した結果について説明する特性図
である。
FIG. 5: AES (Auger-Electron-Sp)
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a result of an investigation of a carbon content in a silicon oxide film by an EB (electroscopy) method.

【図6】SiH4 (モノシラン)を用いて成膜されたシ
リコン酸化膜の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a silicon oxide film formed using SiH 4 (monosilane).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 チャンバ、 102、104 電極、 103 被堆積基板、 105 ヒータへの電力供給配線、 106 排気口、 107 第1の高周波電源、 108 ガス導入口、 109 第2の高周波電源、 201 シリコン基板、 202 下地絶縁膜、 203 配線アルミニウム、 204、301 シリコン酸化膜、 302 ボイド。 101 chamber, 102, 104 electrode, 103 substrate to be deposited, 105 power supply wiring to heater, 106 exhaust port, 107 first high frequency power supply, 108 gas inlet, 109 second high frequency power supply, 201 silicon substrate, 202 base Insulating film, 203 wiring aluminum, 204, 301 silicon oxide film, 302 void.

フロントページの続き (72)発明者 徳増 徳 東京都港区港南2−13−29株式会社半導体 プロセス研究所内 (72)発明者 黒飛 誠 東京都港区三田3−11−28キヤノン販売株 式会社内 Fターム(参考) 5F045 AA09 AB32 AC08 AC11 AD06 AD07 AE19 AE21 BB04 BB19 DC61 DC64 DP02 DP03 DQ10 EK05 Continued on the front page (72) Inventor Tokumasu Toku 2-13-29 Konan, Minato-ku, Tokyo Inside Semiconductor Process Research Laboratories (72) Inventor Makoto Kurobi 3-11-28 Mita, Minato-ku, Tokyo Canon Sales Co., Ltd. F term (reference) 5F045 AA09 AB32 AC08 AC11 AD06 AD07 AE19 AE21 BB04 BB19 DC61 DC64 DP02 DP03 DQ10 EK05

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 TMOS(Tetra−Methoxy
−Silane)と酸化性ガスとを含む反応ガスをプラ
ズマ化し、反応させてシリコン含有絶縁膜を被堆積基板
上に形成する成膜方法。
1. A TMOS (Tetra-Methoxy)
A method of forming a silicon-containing insulating film on a deposition target substrate by converting a reaction gas containing a silane) and an oxidizing gas into plasma and reacting them.
【請求項2】 前記反応ガスは、前記TMOS(Tet
ra−Methoxy−Silane)を酸化する化学
当量以上の前記酸化性ガスを含むことを特徴とする請求
項1に記載の成膜方法。
2. The method according to claim 1, wherein the reaction gas is the TMOS (Tet).
2. The film forming method according to claim 1, wherein the oxidizing gas contains at least a stoichiometric amount of oxidizing gas for oxidizing (ra-Methoxy-Silane). 3.
【請求項3】 前記酸化性ガスは、O2 、NO2 、N
O、N 2O、CO、CO2 、又はH 2Oの内少なくとも
一つを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記
載の成膜方法。
3. The oxidizing gas comprises O 2 , NO 2 , N
The film forming method according to claim 1, wherein at least one of O, N 2 O, CO, CO 2 , and H 2 O is included.
【請求項4】 前記プラズマ化は、周波数が13.56
MHzである高周波電力、又は周波数が380kHzで
ある高周波電力を前記反応ガスに印加することにより行
われることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれ
か一に記載の成膜方法。
4. The method according to claim 1, wherein the frequency of the plasma is 13.56.
4. The method according to claim 1, wherein the method is performed by applying high-frequency power of MHz or high-frequency power of 380 kHz to the reaction gas. 5.
【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれか一に記
載の成膜方法を用いて形成される前記シリコン含有絶縁
膜を備えた半導体装置。
5. A semiconductor device comprising the silicon-containing insulating film formed by using the film forming method according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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