JP2737147B2 - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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- JP2737147B2 JP2737147B2 JP63099378A JP9937888A JP2737147B2 JP 2737147 B2 JP2737147 B2 JP 2737147B2 JP 63099378 A JP63099378 A JP 63099378A JP 9937888 A JP9937888 A JP 9937888A JP 2737147 B2 JP2737147 B2 JP 2737147B2
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- insulating film
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造に適用される平坦化され
た絶縁膜の形成方法に関する。
た絶縁膜の形成方法に関する。
本発明は、絶縁膜の形成方法において、いずれも酸化
物からなる複数個のターゲット材を用い、スパッタリン
グ用不活性ガス中で、基板を350〜500℃に加熱しながら
スパッタリングし、同時にリフローさせつつリフローガ
ラスを形成することにより、気胞の発生がなく且つ堆積
とフローを同時に行いその場で平坦化された絶縁膜を形
成できるようにしたものである。
物からなる複数個のターゲット材を用い、スパッタリン
グ用不活性ガス中で、基板を350〜500℃に加熱しながら
スパッタリングし、同時にリフローさせつつリフローガ
ラスを形成することにより、気胞の発生がなく且つ堆積
とフローを同時に行いその場で平坦化された絶縁膜を形
成できるようにしたものである。
半導体装置において、多層配線用の層間絶縁膜として
は、例えばPbSG（鉛シリケートガラス）等のリフローガ
ラスによる平坦化膜が用いられる。PbO及びSiO2を含むP
bSG間は、Arガス等のスパッタリング法により堆積膜を
形成した後、所要温度でリフローして形成される。PbSG
膜は、PbO濃度として30〜70wt％Pbにすることにより350
゜〜600℃の温度でリフローする。又、平坦化膜の他の
形成法としては、同一チャンバー内でスパッタリングに
よる堆積膜を形成中、次に逆スパッタによるエッチング
を同時に行って平坦化する方法も知られている。
は、例えばPbSG（鉛シリケートガラス）等のリフローガ
ラスによる平坦化膜が用いられる。PbO及びSiO2を含むP
bSG間は、Arガス等のスパッタリング法により堆積膜を
形成した後、所要温度でリフローして形成される。PbSG
膜は、PbO濃度として30〜70wt％Pbにすることにより350
゜〜600℃の温度でリフローする。又、平坦化膜の他の
形成法としては、同一チャンバー内でスパッタリングに
よる堆積膜を形成中、次に逆スパッタによるエッチング
を同時に行って平坦化する方法も知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、スパッタンリングによるPbSG等の堆積膜を
形成したのち熱処理してリフローする平坦化膜の形成法
においては、常温又はリフロー温度以下でのスパッタリ
ング時に堆積膜中にArガス等の不純物が取り込まれ、リ
フローによりArガス等の気泡が発生し均一な膜が得られ
ない。また均一な膜が得られたとしても、工程的に堆積
膜の形成及びリフロー処理との２工程が必要となり、時
間がかかる。
形成したのち熱処理してリフローする平坦化膜の形成法
においては、常温又はリフロー温度以下でのスパッタリ
ング時に堆積膜中にArガス等の不純物が取り込まれ、リ
フローによりArガス等の気泡が発生し均一な膜が得られ
ない。また均一な膜が得られたとしても、工程的に堆積
膜の形成及びリフロー処理との２工程が必要となり、時
間がかかる。
一方、同一チャンバー内で堆積膜形成とエッチングを
組み合せた方法の場合には、スパッタリング時のステッ
プカバレージの悪さと、エッチングによる形成速度の低
下が避けられない。また、Ar等の逆スパッタによるエッ
チングで平坦化の成形を行うと、パーティクルの発生や
堆積膜にヘイズ（割れ）を残し易い。また、RFバイアス
スパッタ等の方法では堆積膜中にダメージが残り、これ
を除去する為には高温（600℃程度以上）のアニールが
必要である。従って、配線となるAl形成後には使用でき
ない。またダメージを無くするためにはバイアスを抑え
る必要があるも、このときには平坦化度は悪化してしま
う。
組み合せた方法の場合には、スパッタリング時のステッ
プカバレージの悪さと、エッチングによる形成速度の低
下が避けられない。また、Ar等の逆スパッタによるエッ
チングで平坦化の成形を行うと、パーティクルの発生や
堆積膜にヘイズ（割れ）を残し易い。また、RFバイアス
スパッタ等の方法では堆積膜中にダメージが残り、これ
を除去する為には高温（600℃程度以上）のアニールが
必要である。従って、配線となるAl形成後には使用でき
ない。またダメージを無くするためにはバイアスを抑え
る必要があるも、このときには平坦化度は悪化してしま
う。
本発明は、上述の点に鑑み、堆積と同時に平坦化して
良質のリフローガラス膜を形成できるようにした絶縁膜
の形成方法を提供するものである。
良質のリフローガラス膜を形成できるようにした絶縁膜
の形成方法を提供するものである。
本発明は、いずれも酸化物からなる複数個のターゲッ
ト材を用い、スパッタリング用不活性ガス中で、基板を
350〜500℃に加熱しながらスパッタリングし、同時にリ
フローさせつつリフローガラスを形成するようになす。
ト材を用い、スパッタリング用不活性ガス中で、基板を
350〜500℃に加熱しながらスパッタリングし、同時にリ
フローさせつつリフローガラスを形成するようになす。
基板を加熱しながらスパッタリングするので、常に脱
ガスの状態でリフローガラス膜が堆積され、且つ同時に
フローされて平坦化される。従って、その場で平坦化さ
れたリフローガラスによる絶縁膜が得られる。脱ガス状
態でリフローガラス膜が堆積するので、リフローガラス
膜中のスパッタ用ガスの含有量も少なく気胞の発生がな
くなり、良質のリフローガラス膜が得られる。又、この
ような平坦化絶縁膜を形成する工程も簡略化される。
ガスの状態でリフローガラス膜が堆積され、且つ同時に
フローされて平坦化される。従って、その場で平坦化さ
れたリフローガラスによる絶縁膜が得られる。脱ガス状
態でリフローガラス膜が堆積するので、リフローガラス
膜中のスパッタ用ガスの含有量も少なく気胞の発生がな
くなり、良質のリフローガラス膜が得られる。又、この
ような平坦化絶縁膜を形成する工程も簡略化される。
以下、本発明による絶縁膜の形成方法の実施例を説明
する。
する。
装置は基板加熱が350℃〜500℃程度まで行えるスパッ
タリング装置を用いる。スパッタリングは通常のもので
よく、基板側にRFバイアス,DCバイアスがかけられなく
てもよい。絶縁膜を形成すべき基板（即ち半導体ウエ
ハ）を搬入する所謂ローディング方法は、オープンロー
ドでもロードロックでも良い。しかし、装置の安定性か
らはロードロックが望ましい。基板加熱は、抵抗加熱、
赤外線ランプ加熱，高周波加熱，レーザ加熱等、いずれ
でもよい。
タリング装置を用いる。スパッタリングは通常のもので
よく、基板側にRFバイアス,DCバイアスがかけられなく
てもよい。絶縁膜を形成すべき基板（即ち半導体ウエ
ハ）を搬入する所謂ローディング方法は、オープンロー
ドでもロードロックでも良い。しかし、装置の安定性か
らはロードロックが望ましい。基板加熱は、抵抗加熱、
赤外線ランプ加熱，高周波加熱，レーザ加熱等、いずれ
でもよい。
本例は、PbSG膜の形成に適用した場合である。先ず、
下記の組成のターゲットを用意する。
下記の組成のターゲットを用意する。
組成 PbO :30〜70wt％Pb SiO2:50〜20wt％Si P2O5: 4〜8 wt％Ｐ 即ち、この組成の中から任意のフロー温度に合せて組
成を選択したターゲットを用いる。スパッタ装置の基板
加熱は±0.5〜５℃程度の温度範囲でPbSGがフローする
温度に設定して置く。
成を選択したターゲットを用いる。スパッタ装置の基板
加熱は±0.5〜５℃程度の温度範囲でPbSGがフローする
温度に設定して置く。
そして、リフローガラスを形成すべき基板をスパッタ
室に搬送し、この基板の加熱温度を350〜500℃に保持す
る。この状態で上記PbO−SiO2−P2O5ターゲットをスパ
ッタリングして、基板上に堆積させる。このとき、基板
温度がフロー温度に設定されているため、基板上にPbSG
の堆積と同時にフローされ、その場で平坦化されたPbSG
膜が形成される。しかる後、基板を搬出して冷却し、キ
ャリアカセットに戻す。なお、Al−シリコンの共晶温度
が577℃程度であるので、577℃以上に加熱すると、Al配
線と拡散層とのコンタクト部で、Alとシリコンが反応し
て接合破壊が起き、さらに、Al配線の断線が生ずる。
室に搬送し、この基板の加熱温度を350〜500℃に保持す
る。この状態で上記PbO−SiO2−P2O5ターゲットをスパ
ッタリングして、基板上に堆積させる。このとき、基板
温度がフロー温度に設定されているため、基板上にPbSG
の堆積と同時にフローされ、その場で平坦化されたPbSG
膜が形成される。しかる後、基板を搬出して冷却し、キ
ャリアカセットに戻す。なお、Al−シリコンの共晶温度
が577℃程度であるので、577℃以上に加熱すると、Al配
線と拡散層とのコンタクト部で、Alとシリコンが反応し
て接合破壊が起き、さらに、Al配線の断線が生ずる。
従って、基板の加熱温度が500℃以下であれば、この
ような接合破壊，配線の断線が回避できる。
ような接合破壊，配線の断線が回避できる。
上述の方法によれば、PbSGのフロー温度に基板を加熱
しながらスパッタリングするので、常に脱ガスの状態で
PbSG膜が堆積され、且つ同時に平坦化される。従って、
得られたPbSG膜はスパッタ用の例えばAr含有量も少なく
気胞の発生がなくなり良質の膜となる。スパッタリング
と同時にフローされるのでそのまま平坦化PbSG膜が得ら
れ、工程も簡略化することができる。平坦化PbSG膜の形
成速度も通常のスパッタリング形成と同一速度で行え
る。また、パーティクルやヘイズの発生が少なく、PbSG
膜に対して従来法のようなAr逆スパッタによるダメー
ジ,Ar含有量が少なくできる。
しながらスパッタリングするので、常に脱ガスの状態で
PbSG膜が堆積され、且つ同時に平坦化される。従って、
得られたPbSG膜はスパッタ用の例えばAr含有量も少なく
気胞の発生がなくなり良質の膜となる。スパッタリング
と同時にフローされるのでそのまま平坦化PbSG膜が得ら
れ、工程も簡略化することができる。平坦化PbSG膜の形
成速度も通常のスパッタリング形成と同一速度で行え
る。また、パーティクルやヘイズの発生が少なく、PbSG
膜に対して従来法のようなAr逆スパッタによるダメー
ジ,Ar含有量が少なくできる。
ターゲットにP2O5を４〜8wt％Ｐを入れることによ
り、アルカリ金属不純物に対するゲッタリング効果が同
時に得られる。
り、アルカリ金属不純物に対するゲッタリング効果が同
時に得られる。
特に本法ではPbSG膜の形成と当時に平坦化されるの
で、多層配線の層間絶縁膜の形成に適用して好適であ
る。Al配線上の層間絶縁膜として使用するときは、基板
温度としては500℃程度までが望ましい。
で、多層配線の層間絶縁膜の形成に適用して好適であ
る。Al配線上の層間絶縁膜として使用するときは、基板
温度としては500℃程度までが望ましい。
尚、上例では低温でリフローできるPbSG膜の形成に適
用したが、その他のリフローガラスによる絶縁膜の形成
にも適用できる。
用したが、その他のリフローガラスによる絶縁膜の形成
にも適用できる。
本発明によれば、基板を加熱しながらスパッタリング
し、リフローガラスを形成するので、堆積とフローが同
時になされ、１工程で平坦化絶縁膜が得られる。そし
て、このスパッタリングではスパッタ用ガスが放出され
ながら堆積するので、得られた絶縁膜はガス含有量は少
なく気胞の発生がなく、良質の膜となる。従って、本発
明は特に半導体装置の多層配線の層間絶縁膜の形成に適
用して好適ならしめるものである。
し、リフローガラスを形成するので、堆積とフローが同
時になされ、１工程で平坦化絶縁膜が得られる。そし
て、このスパッタリングではスパッタ用ガスが放出され
ながら堆積するので、得られた絶縁膜はガス含有量は少
なく気胞の発生がなく、良質の膜となる。従って、本発
明は特に半導体装置の多層配線の層間絶縁膜の形成に適
用して好適ならしめるものである。
Claims (1)
- 【請求項１】いずれも酸化物からなる複数個のターゲッ
ト材を用い、スパッタリング用不活性ガス中で、基板を
350〜500℃に加熱しながら、スパッタリングし、同時に
リフローさせつつリフローガラスを形成する ことを特徴とする絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63099378A JP2737147B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63099378A JP2737147B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270322A JPH01270322A (ja) | 1989-10-27 |
| JP2737147B2 true JP2737147B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=14245864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63099378A Expired - Fee Related JP2737147B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737147B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5367330B2 (ja) | 2007-09-14 | 2013-12-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Ｓｏｉ基板の作製方法及び半導体装置の作製方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58132A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物ガラス薄膜の形成方法 |
-
1988
- 1988-04-22 JP JP63099378A patent/JP2737147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01270322A (ja) | 1989-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |