JP2001176868A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2001176868A JP2001176868A JP35529799A JP35529799A JP2001176868A JP 2001176868 A JP2001176868 A JP 2001176868A JP 35529799 A JP35529799 A JP 35529799A JP 35529799 A JP35529799 A JP 35529799A JP 2001176868 A JP2001176868 A JP 2001176868A
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- insulating film
- ozone
- tetraethyloxysilane
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置の製造方法に関し、TEOS−O
3 系ガスをソース・ガスとして絶縁膜を形成する場合、
部分的な未成長を抑制し安定な膜を成膜できるようにし
て、信頼性が高い半導体装置を実現しようとする。 【解決手段】 テトラエチルオキシシラン−オゾン系絶
縁膜を成膜する前にオゾン雰囲気中に於いて300
〔℃〕〜400〔℃〕で溶解し部分的に前記テトラエチ
ル・オキシシリケート−オゾン系絶縁膜を未成長にする
原因物質(例えば、KClO3 など)を生成する汚染物
質(例えばKClなど)をH2 O2 +NH4 OHなどを
用いて予め除去する前処理を行なう工程が含まれてい
る。
3 系ガスをソース・ガスとして絶縁膜を形成する場合、
部分的な未成長を抑制し安定な膜を成膜できるようにし
て、信頼性が高い半導体装置を実現しようとする。 【解決手段】 テトラエチルオキシシラン−オゾン系絶
縁膜を成膜する前にオゾン雰囲気中に於いて300
〔℃〕〜400〔℃〕で溶解し部分的に前記テトラエチ
ル・オキシシリケート−オゾン系絶縁膜を未成長にする
原因物質(例えば、KClO3 など)を生成する汚染物
質(例えばKClなど)をH2 O2 +NH4 OHなどを
用いて予め除去する前処理を行なう工程が含まれてい
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に於け
る絶縁膜を形成する際に供給される成膜用反応ガスがテ
トラエチル・オキシシリケート(Si(OC
2 H5 )4 :TEOS)−オゾン(O3 )系(以下、T
EOS−O3 系とする)である場合に安定に成膜する手
段を含む半導体装置の製造方法に関する。
る絶縁膜を形成する際に供給される成膜用反応ガスがテ
トラエチル・オキシシリケート(Si(OC
2 H5 )4 :TEOS)−オゾン(O3 )系(以下、T
EOS−O3 系とする)である場合に安定に成膜する手
段を含む半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、成膜用反応ガスとしてTEOS
−O3 系ガスを供給して形成した絶縁膜(以下、TEO
S−O3 系絶縁膜と称する)は、溝部分に於ける成長速
度が速く、完全とはいえないが平坦性に優れた被膜が得
られ、SOG(spin onglass)法や化学機
械研磨(chemical mechanicalpo
lishing:CMP)法を適用して平坦化する場合
に比較して安価であることから多用されつつあり、今
後、例えばFeRAM(ferroelectrics
random access memory)の製造
プロセスに於いて、O3 雰囲気での低温酸化膜形成に有
望視されている。
−O3 系ガスを供給して形成した絶縁膜(以下、TEO
S−O3 系絶縁膜と称する)は、溝部分に於ける成長速
度が速く、完全とはいえないが平坦性に優れた被膜が得
られ、SOG(spin onglass)法や化学機
械研磨(chemical mechanicalpo
lishing:CMP)法を適用して平坦化する場合
に比較して安価であることから多用されつつあり、今
後、例えばFeRAM(ferroelectrics
random access memory)の製造
プロセスに於いて、O3 雰囲気での低温酸化膜形成に有
望視されている。
【0003】ところで、通常、TEOS−O3 系絶縁膜
を形成する際、その下地として、バルク工程に於いては
シリコン(層或いは基板)、若しくは、酸化膜であるこ
とが多く、また、配線工程に於いては配線材料、若しく
は、プラズマ窒化酸化膜やプラズマ酸化膜であることが
多い。
を形成する際、その下地として、バルク工程に於いては
シリコン(層或いは基板)、若しくは、酸化膜であるこ
とが多く、また、配線工程に於いては配線材料、若しく
は、プラズマ窒化酸化膜やプラズマ酸化膜であることが
多い。
【0004】前記のような状態で成膜を行なう際、O3
雰囲気内にNa、K、Caを含む1属または2属の元
素、或いは、Clを含むハロゲン(以下、汚染物質と称
する)が存在した場合、それ等は酸化物に変化し、その
変化した酸化物は融点、昇華点が低いものが多い。
雰囲気内にNa、K、Caを含む1属または2属の元
素、或いは、Clを含むハロゲン(以下、汚染物質と称
する)が存在した場合、それ等は酸化物に変化し、その
変化した酸化物は融点、昇華点が低いものが多い。
【0005】例えば、KClの場合であれば、酸化され
てKClO3 となり、この化合物の融点は356〔℃〕
であって、一般的なTEOS−O3 系絶縁膜形成時の成
長温度よりも低く、従って、成膜時には、KClO3 が
液体(乃至気体)の状態で存在する為、TEOS−NS
G(non doped silicate glas
s)の成長が進む為に必要なオリゴマーを当該部分には
形成できない状態が作り出される(要すれば、「Jp
n.J.Appl.Phys.Vol.33(199
4) Precursors In Atmosphe
ric−Pressure Chemical Vap
or Deposition of Silica F
ilms from Tetraethylortho
silicate/Ozone System」、を参
照)。
てKClO3 となり、この化合物の融点は356〔℃〕
であって、一般的なTEOS−O3 系絶縁膜形成時の成
長温度よりも低く、従って、成膜時には、KClO3 が
液体(乃至気体)の状態で存在する為、TEOS−NS
G(non doped silicate glas
s)の成長が進む為に必要なオリゴマーを当該部分には
形成できない状態が作り出される(要すれば、「Jp
n.J.Appl.Phys.Vol.33(199
4) Precursors In Atmosphe
ric−Pressure Chemical Vap
or Deposition of Silica F
ilms from Tetraethylortho
silicate/Ozone System」、を参
照)。
【0006】その結果、オリゴマーが存在しない部分で
は、TEOS−O3 系ガスの酸化膜への変化、即ち、成
長が進行せず、成長が欠落した部分が生成されてしま
う。
は、TEOS−O3 系ガスの酸化膜への変化、即ち、成
長が進行せず、成長が欠落した部分が生成されてしま
う。
【0007】ところで、TEOS−O3 系絶縁膜の成膜
時に例えばKClがKClO3 となって悪影響を及ぼす
のであれば、成膜前にKClを除去しておけば良いと考
えるのは当然であり、従来に於いても、一般的なパーテ
ィクル(汚染物質)除去は行なわれていて、HPS(h
igh pressure scrabber)と呼ば
れる処理が実施されているのであるが、その処理では、
K、Na、Caなどの汚染物質を除去するには不十分で
あることが判っている。
時に例えばKClがKClO3 となって悪影響を及ぼす
のであれば、成膜前にKClを除去しておけば良いと考
えるのは当然であり、従来に於いても、一般的なパーテ
ィクル(汚染物質)除去は行なわれていて、HPS(h
igh pressure scrabber)と呼ば
れる処理が実施されているのであるが、その処理では、
K、Na、Caなどの汚染物質を除去するには不十分で
あることが判っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、TEOS
−O3 系ガスをソース・ガスとして絶縁膜を形成する場
合、部分的な未成長を抑制し安定な膜を成膜できるよう
にして、信頼性が高い半導体装置を実現しようとする。
−O3 系ガスをソース・ガスとして絶縁膜を形成する場
合、部分的な未成長を抑制し安定な膜を成膜できるよう
にして、信頼性が高い半導体装置を実現しようとする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、下地に依存
して局所的な成膜異常を引き起こす原因物質とオリゴマ
ーとの結び付きを前記報告した文献に於いて明らかにし
た。
して局所的な成膜異常を引き起こす原因物質とオリゴマ
ーとの結び付きを前記報告した文献に於いて明らかにし
た。
【0010】本発明では、前記知見に基づいて、 (a) 汚染物質を予め除去し、原因物質を生成させな
い。 (b) 原因物質が生成されても液体にしない。 (c) 原因物質が液体になってもオリゴマーを形成で
きるようにする。との基本対策をたて、具体的には、汚
染物質が例えばKClであるとした場合、 (1) 原因物質であるKClO3 が生成されないよう
に、TEOS−O3 系絶縁膜の成膜前に予めKClを除
去する。尚、KClの除去を行なうには、配線形成後で
あってTEOS−O3 系絶縁膜成膜前の工程段階、或い
は、配線形成後、該配線を覆うプラズマ酸化膜形成後で
あってTEOS−O3系絶縁膜成膜前の工程段階の二つ
の工程段階があり、そして、配線形成後にKClを除去
する場合には、配線にダメージを与えないように配慮す
る必要がある。 (2) KClO3 が生成されても、それが液体になら
ないように、成膜温度を低くする。 (3) KClO3 が液体になっても、オリゴマーが形
成できるように、原料を2量体とする。 の手段を採ることとした。
い。 (b) 原因物質が生成されても液体にしない。 (c) 原因物質が液体になってもオリゴマーを形成で
きるようにする。との基本対策をたて、具体的には、汚
染物質が例えばKClであるとした場合、 (1) 原因物質であるKClO3 が生成されないよう
に、TEOS−O3 系絶縁膜の成膜前に予めKClを除
去する。尚、KClの除去を行なうには、配線形成後で
あってTEOS−O3 系絶縁膜成膜前の工程段階、或い
は、配線形成後、該配線を覆うプラズマ酸化膜形成後で
あってTEOS−O3系絶縁膜成膜前の工程段階の二つ
の工程段階があり、そして、配線形成後にKClを除去
する場合には、配線にダメージを与えないように配慮す
る必要がある。 (2) KClO3 が生成されても、それが液体になら
ないように、成膜温度を低くする。 (3) KClO3 が液体になっても、オリゴマーが形
成できるように、原料を2量体とする。 の手段を採ることとした。
【0011】前記したところから、本発明に依る半導体
装置の製造方法に於いては、(1)テトラエチルオキシ
シラン−オゾン系絶縁膜を成膜する前にオゾン雰囲気中
に於いて300〔℃〕〜400〔℃〕で溶解し部分的に
前記テトラエチル・オキシシリケート−オゾン系絶縁膜
を未成長にする原因物質を生成する汚染物質を予め除去
する前処理を行なう工程が含まれてなることを特徴とす
るか、又は、
装置の製造方法に於いては、(1)テトラエチルオキシ
シラン−オゾン系絶縁膜を成膜する前にオゾン雰囲気中
に於いて300〔℃〕〜400〔℃〕で溶解し部分的に
前記テトラエチル・オキシシリケート−オゾン系絶縁膜
を未成長にする原因物質を生成する汚染物質を予め除去
する前処理を行なう工程が含まれてなることを特徴とす
るか、又は、
【0012】(2)オゾン雰囲気中に於いて300
〔℃〕〜400〔℃〕で溶解し部分的にテトラエチルオ
キシシラン−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を
生成する汚染物質の影響を排除する為に2量体以上のテ
トラエチルオキシシラン系ガスを原料としてテトラエチ
ルオキシシラン−オゾン系絶縁膜を成膜する工程が含ま
れてなることを特徴とするか、又は、
〔℃〕〜400〔℃〕で溶解し部分的にテトラエチルオ
キシシラン−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を
生成する汚染物質の影響を排除する為に2量体以上のテ
トラエチルオキシシラン系ガスを原料としてテトラエチ
ルオキシシラン−オゾン系絶縁膜を成膜する工程が含ま
れてなることを特徴とするか、又は、
【0013】(3)オゾン雰囲気中に於いて300
〔℃〕〜400〔℃〕で溶解し部分的にテトラエチルオ
キシシラン−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を
生成する汚染物質の影響を排除する為に成長温度を38
0〔℃〕以下としてテトラエチルオキシシラン−オゾン
系絶縁膜を成膜する工程が含まれてなることを特徴とす
る。
〔℃〕〜400〔℃〕で溶解し部分的にテトラエチルオ
キシシラン−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を
生成する汚染物質の影響を排除する為に成長温度を38
0〔℃〕以下としてテトラエチルオキシシラン−オゾン
系絶縁膜を成膜する工程が含まれてなることを特徴とす
る。
【0014】前記手段を採ることに依り、TEOS−O
3 系ガスを用いて絶縁膜を成膜する際、O3 環境下で融
点の低い化合物、即ち、成膜異常を引き起こす原因物質
が生成されないように、また、原因物質が生成されても
良質のTEOS−O3 系絶縁膜の成膜を阻害する状態に
変化させないか、若しくは、その変化が遅くなるように
して、成膜時にTEOSオリゴマーが前記原因物質上を
も覆うことができるように、更にまた、TEOSの2量
体以上の原料を用い、成膜を阻害する状態になった原因
物質の表面も含めてウエハ全面を覆い、これにオリゴマ
ーとしての役割をはたさせることで、当該原因物質が存
在する部分に於いてもTEOS−O3 系絶縁膜の形成が
進行するようにし、その結果、局所的な未成長部分の発
生が抑制されて良質且つ平坦性に優れたTEOS−O3
系絶縁膜を実現することが可能になったので半導体装置
の信頼性は向上する。
3 系ガスを用いて絶縁膜を成膜する際、O3 環境下で融
点の低い化合物、即ち、成膜異常を引き起こす原因物質
が生成されないように、また、原因物質が生成されても
良質のTEOS−O3 系絶縁膜の成膜を阻害する状態に
変化させないか、若しくは、その変化が遅くなるように
して、成膜時にTEOSオリゴマーが前記原因物質上を
も覆うことができるように、更にまた、TEOSの2量
体以上の原料を用い、成膜を阻害する状態になった原因
物質の表面も含めてウエハ全面を覆い、これにオリゴマ
ーとしての役割をはたさせることで、当該原因物質が存
在する部分に於いてもTEOS−O3 系絶縁膜の形成が
進行するようにし、その結果、局所的な未成長部分の発
生が抑制されて良質且つ平坦性に優れたTEOS−O3
系絶縁膜を実現することが可能になったので半導体装置
の信頼性は向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】実施の形態1 TEOS−O3 系絶縁膜を成膜する前、ウエハ表面の未
成長原因物質を生成する汚染物質、例えばKClの除去
を目的とした前処理を行なう。前処理をする為の薬剤と
しては、過酸化水素/アンモニア溶液を用いることがで
きる。前処理の手段としては、ディッピング方式やスピ
ンナーに依る除去方式などを採用して良く、これ等の方
式に超音波に依る異物除去効果を併用して効率を高める
ことができる。このように、O3 環境下で融点や昇華点
が低い化合物が生成される前に、当該化合物を生成する
要素であるパーティクル(汚染物質)を予め除去するこ
とで部分的なTEOS−O3 系絶縁膜の未成長を抑止す
ることができる。
成長原因物質を生成する汚染物質、例えばKClの除去
を目的とした前処理を行なう。前処理をする為の薬剤と
しては、過酸化水素/アンモニア溶液を用いることがで
きる。前処理の手段としては、ディッピング方式やスピ
ンナーに依る除去方式などを採用して良く、これ等の方
式に超音波に依る異物除去効果を併用して効率を高める
ことができる。このように、O3 環境下で融点や昇華点
が低い化合物が生成される前に、当該化合物を生成する
要素であるパーティクル(汚染物質)を予め除去するこ
とで部分的なTEOS−O3 系絶縁膜の未成長を抑止す
ることができる。
【0016】実施の形態2 原因物質が溶け出して液化することを防止する為、TE
OS−O3 系絶縁膜の成膜温度を低く設定し、例えば3
80〔℃〕以下にする。原因物質が例えばKClO3 で
ある場合には、その融点は356〔℃〕であるから、ウ
エハ表面の成膜温度をそれ以下にしておけば、KClO
3 が生成されていたとしても液化することはなく、従っ
て、成膜は阻害されない。
OS−O3 系絶縁膜の成膜温度を低く設定し、例えば3
80〔℃〕以下にする。原因物質が例えばKClO3 で
ある場合には、その融点は356〔℃〕であるから、ウ
エハ表面の成膜温度をそれ以下にしておけば、KClO
3 が生成されていたとしても液化することはなく、従っ
て、成膜は阻害されない。
【0017】実施の形態3 TEOSの2量体以上の原料を用いて成膜する。このよ
うにした場合、例えばKClO3 の表面も含めてTEO
Sの2量体以上の原料がウエハ全面を覆い、これがオリ
ゴマーとしての役割を果たす為、KClO3 が存在する
部分であってもTEOS−O3 系絶縁膜の形成が進行す
る。
うにした場合、例えばKClO3 の表面も含めてTEO
Sの2量体以上の原料がウエハ全面を覆い、これがオリ
ゴマーとしての役割を果たす為、KClO3 が存在する
部分であってもTEOS−O3 系絶縁膜の形成が進行す
る。
【0018】前記各実施の形態は、Al配線やW配線な
どを形成した後、プラズマSiON膜やプラズマSiO
膜で覆ってからTEOS−O3 系絶縁膜を形成する前に
実施して好適であり、また、バルク工程、例えばSTI
(shallow trench isolatio
n)形成膜としてTEOS−O3 系絶縁膜を用いる場合
に於いても有効である。
どを形成した後、プラズマSiON膜やプラズマSiO
膜で覆ってからTEOS−O3 系絶縁膜を形成する前に
実施して好適であり、また、バルク工程、例えばSTI
(shallow trench isolatio
n)形成膜としてTEOS−O3 系絶縁膜を用いる場合
に於いても有効である。
【0019】また、前記説明に於ける汚染物質として、
具体的にはKClを、また、原因物質としてKClO3
を例示したが、これは、他の物質、例えばNaやCaを
含む1属若しくは2属の元素、或いは、Clを含むハロ
ゲンなどの場合にも本発明を適用して有効である。但
し、その場合、融点は356〔℃〕よりも高くなる。
具体的にはKClを、また、原因物質としてKClO3
を例示したが、これは、他の物質、例えばNaやCaを
含む1属若しくは2属の元素、或いは、Clを含むハロ
ゲンなどの場合にも本発明を適用して有効である。但
し、その場合、融点は356〔℃〕よりも高くなる。
【0020】
【発明の効果】本発明に依る半導体装置の製造方法で
は、テトラエチルオキシシラン−オゾン系絶縁膜を成膜
する前にオゾン雰囲気中に於いて300〔℃〕〜400
〔℃〕で溶解し部分的に前記テトラエチル・オキシシリ
ケート−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を生成
する汚染物質を予め除去する前処理を行なう工程が含ま
れる。
は、テトラエチルオキシシラン−オゾン系絶縁膜を成膜
する前にオゾン雰囲気中に於いて300〔℃〕〜400
〔℃〕で溶解し部分的に前記テトラエチル・オキシシリ
ケート−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を生成
する汚染物質を予め除去する前処理を行なう工程が含ま
れる。
【0021】前記構成を採ることに依り、TEOS−O
3 系ガスを用いて絶縁膜を成膜する際、O3 環境下で融
点の低い化合物、即ち、成膜異常を引き起こす原因物質
が生成されないように、また、原因物質が生成されても
良質のTEOS−O3 系絶縁膜の成膜を阻害する状態に
変化させないか、若しくは、その変化が遅くなるように
して、成膜時にTEOSオリゴマーが前記原因物質上を
も覆うことができるように、更にまた、TEOSの2量
体以上の原料を用い、成膜を阻害する状態になった原因
物質の表面も含めてウエハ全面を覆い、これにオリゴマ
ーとしての役割をはたさせることで、当該原因物質が存
在する部分に於いてもTEOS−O3 系絶縁膜の形成が
進行するようにし、その結果、局所的な未成長部分の発
生が抑制されて良質且つ平坦性に優れたTEOS−O3
系絶縁膜を実現することが可能になったので半導体装置
の信頼性は向上する。
3 系ガスを用いて絶縁膜を成膜する際、O3 環境下で融
点の低い化合物、即ち、成膜異常を引き起こす原因物質
が生成されないように、また、原因物質が生成されても
良質のTEOS−O3 系絶縁膜の成膜を阻害する状態に
変化させないか、若しくは、その変化が遅くなるように
して、成膜時にTEOSオリゴマーが前記原因物質上を
も覆うことができるように、更にまた、TEOSの2量
体以上の原料を用い、成膜を阻害する状態になった原因
物質の表面も含めてウエハ全面を覆い、これにオリゴマ
ーとしての役割をはたさせることで、当該原因物質が存
在する部分に於いてもTEOS−O3 系絶縁膜の形成が
進行するようにし、その結果、局所的な未成長部分の発
生が抑制されて良質且つ平坦性に優れたTEOS−O3
系絶縁膜を実現することが可能になったので半導体装置
の信頼性は向上する。
Claims (3)
- 【請求項1】テトラエチルオキシシラン−オゾン系絶縁
膜を成膜する前にオゾン雰囲気中に於いて300〔℃〕
〜400〔℃〕で溶解し部分的に前記テトラエチルオキ
シシラン−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を生
成する汚染物質を予め除去する前処理を行なう工程が含
まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】オゾン雰囲気中に於いて300〔℃〕〜4
00〔℃〕で溶解し部分的にテトラエチルオキシシラン
−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を生成する汚
染物質の影響を排除する為に2量体以上のテトラエチル
オキシシラン系ガスを原料としてテトラエチルオキシシ
ラン−オゾン系絶縁膜を成膜する工程が含まれてなるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】オゾン雰囲気中に於いて300〔℃〕〜4
00〔℃〕で溶解し部分的にテトラエチルオキシシラン
−オゾン系絶縁膜を未成長にする原因物質を生成する汚
染物質の影響を排除する為に成長温度を380〔℃〕以
下としてテトラエチルオキシシラン−オゾン系絶縁膜を
成膜する工程が含まれてなることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35529799A JP2001176868A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35529799A JP2001176868A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001176868A true JP2001176868A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18443105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35529799A Withdrawn JP2001176868A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001176868A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6900144B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-05-31 | Canon Sales Co., Inc. | Film-forming surface reforming method and semiconductor device manufacturing method |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35529799A patent/JP2001176868A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6900144B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-05-31 | Canon Sales Co., Inc. | Film-forming surface reforming method and semiconductor device manufacturing method |
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