JP3120302B2 - 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 - Google Patents
半導体装置のシリコン酸化膜の製造法Info
- Publication number
- JP3120302B2 JP3120302B2 JP04155559A JP15555992A JP3120302B2 JP 3120302 B2 JP3120302 B2 JP 3120302B2 JP 04155559 A JP04155559 A JP 04155559A JP 15555992 A JP15555992 A JP 15555992A JP 3120302 B2 JP3120302 B2 JP 3120302B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- sio
- semiconductor device
- silicon oxide
- oxide film
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な液体原料を用い
てSiO2膜をCVD法で形成する半導体装置のシリコ
ン酸化膜の製造法に関するものである。
てSiO2膜をCVD法で形成する半導体装置のシリコ
ン酸化膜の製造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、テトラエトキシシランを用いるC
VD法で成長させたSiO2膜は、膜中にOH基や有機
分を残留し易い欠点がある。また、テトラエトキシシラ
ンは成膜時の熱分解温度が高いため熱分解CVD法でS
iO2膜を成膜する場合、700℃以上の高い温度を必
要とする欠点がある。したがって、アルミ配線上にテト
ラエトキシシランを用いるCVD法でSiO2膜を成膜
してリフローする場合、アルミ配線を著しく劣化させる
欠点がある。
VD法で成長させたSiO2膜は、膜中にOH基や有機
分を残留し易い欠点がある。また、テトラエトキシシラ
ンは成膜時の熱分解温度が高いため熱分解CVD法でS
iO2膜を成膜する場合、700℃以上の高い温度を必
要とする欠点がある。したがって、アルミ配線上にテト
ラエトキシシランを用いるCVD法でSiO2膜を成膜
してリフローする場合、アルミ配線を著しく劣化させる
欠点がある。
【0006】このため高温の基板加熱を必要とせず、テ
トラエトキシシランより低温でSiO2膜を成膜でき、
かつ、生成した膜中にOH基や有機分が残留せず、さら
に、平坦性にも優れたCVD原料が望まれていた。
トラエトキシシランより低温でSiO2膜を成膜でき、
かつ、生成した膜中にOH基や有機分が残留せず、さら
に、平坦性にも優れたCVD原料が望まれていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、このよ
うな要望を満たす新規なCVD原料としてトリエトキシ
シランSiH(OC2H5)3を用いる半導体装置のS
iO2膜の製造法を特許出願した(特願平成2−201
21号)。
うな要望を満たす新規なCVD原料としてトリエトキシ
シランSiH(OC2H5)3を用いる半導体装置のS
iO2膜の製造法を特許出願した(特願平成2−201
21号)。
【0008】これは、トリエトキシシランはテトラエト
キシシランより蒸気圧が高く、テトラエトキシシランよ
り低温でSiO2膜を成膜できること、トリエトキシシ
ランは分子中にSiH結合があるためテトラエトキシシ
ランより分解し易いこと、トリエトキシシランは分子中
のHが離脱しOが入り易く、このためテトラエトキシシ
ランより二量体、三量体等の中間縮合物を生成し易いた
め段差被覆性、平坦性に優れていること等の特徴に基ず
くものである。
キシシランより蒸気圧が高く、テトラエトキシシランよ
り低温でSiO2膜を成膜できること、トリエトキシシ
ランは分子中にSiH結合があるためテトラエトキシシ
ランより分解し易いこと、トリエトキシシランは分子中
のHが離脱しOが入り易く、このためテトラエトキシシ
ランより二量体、三量体等の中間縮合物を生成し易いた
め段差被覆性、平坦性に優れていること等の特徴に基ず
くものである。
【0009】しかし、トリエトキシシランを用いるCV
D法では、活性酸素が共存しないと生成したSiO2膜
中にH基、OH基を残留し易く、また、Si−Si結合
の骨格を造り易い欠点があることがわかった。したがっ
て、オゾンCVD法や酸素プラズマCVD法では極めて
優れた成膜ができるが、活性酸素が共存しない水蒸気を
用いるCVD法では良好な成膜ができない欠点がある。
D法では、活性酸素が共存しないと生成したSiO2膜
中にH基、OH基を残留し易く、また、Si−Si結合
の骨格を造り易い欠点があることがわかった。したがっ
て、オゾンCVD法や酸素プラズマCVD法では極めて
優れた成膜ができるが、活性酸素が共存しない水蒸気を
用いるCVD法では良好な成膜ができない欠点がある。
【0010】したがって、本発明は、このSiO2膜の
製造法の改良に関するものであり、水蒸気を用いるCV
D法でも良好な膜質のSiO2膜の製造法を提供しよう
とするものである。
製造法の改良に関するものであり、水蒸気を用いるCV
D法でも良好な膜質のSiO2膜の製造法を提供しよう
とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体装置用
のシリコン酸化膜を液体原料を用いてCVD法で形成す
る場合、該液体原料にケイ酸トリエチルターシャリーブ
チルSi[OC(CH3)3](OC2H5)3、トリ
エトキシアセトキシシランSi(OCOCH3)(OC
2H5)3、トリエトキシアミノシランSi(NH2)
(OC2H5)3、ケイ酸ジエチルジターシャリーブチ
ルSi[OC(CH3)3]2(OC2H5)2、ジエ
トキシジアセトキシシランSi(OCOCH3)2(O
C2H5)2、ジエトキシジアミノシランSi(N
H2)2(OC2H5)2のうち少なくとも一種を用い
るものである。
のシリコン酸化膜を液体原料を用いてCVD法で形成す
る場合、該液体原料にケイ酸トリエチルターシャリーブ
チルSi[OC(CH3)3](OC2H5)3、トリ
エトキシアセトキシシランSi(OCOCH3)(OC
2H5)3、トリエトキシアミノシランSi(NH2)
(OC2H5)3、ケイ酸ジエチルジターシャリーブチ
ルSi[OC(CH3)3]2(OC2H5)2、ジエ
トキシジアセトキシシランSi(OCOCH3)2(O
C2H5)2、ジエトキシジアミノシランSi(N
H2)2(OC2H5)2のうち少なくとも一種を用い
るものである。
【0012】SiH(OC2H5)3はSi(OC2H
5)4の一つの側鎖だけをH基に置換し反応性を高めた
ものであるが、本発明になる液体原料はSiH(OC2
H5)3またはSiH2(OC2H5)2のH基をOC
(CH3)3基、OCOCH3基、NH2基等で置換し
たものである。
5)4の一つの側鎖だけをH基に置換し反応性を高めた
ものであるが、本発明になる液体原料はSiH(OC2
H5)3またはSiH2(OC2H5)2のH基をOC
(CH3)3基、OCOCH3基、NH2基等で置換し
たものである。
【0013】オゾンCVD法やプラズマCVD法では反
応が速いためOC(CH3)3基、OCOCH3基、N
H2基のような熱分解し易い側鎖は一つであることが望
ましいが、水蒸気分解法では反応が遅いためこのような
側鎖は二つあってもよい。
応が速いためOC(CH3)3基、OCOCH3基、N
H2基のような熱分解し易い側鎖は一つであることが望
ましいが、水蒸気分解法では反応が遅いためこのような
側鎖は二つあってもよい。
【0014】このようにこれらの基はOC2H5基より
低温で分解するので、エトキシ基を残して重合し基板上
にSi源を堆積することができる特徴がある。本発明者
等は、液体原料を用いるCVD法において、アルコキシ
シラン縮重合物が基板表面に生成した段階で少なくとも
1秒以上のプラズマをかけない放置時間を設けたのち、
さらに強いプラズマをかけSiO2膜を作成する操作を
数10回繰り返しSiO2積層膜を製造する方法を特許
出願した(平成2−127592)。本発明にこの製造
法を適用した場合、極めて本発明の効果を高めることが
できる特徴がある。
低温で分解するので、エトキシ基を残して重合し基板上
にSi源を堆積することができる特徴がある。本発明者
等は、液体原料を用いるCVD法において、アルコキシ
シラン縮重合物が基板表面に生成した段階で少なくとも
1秒以上のプラズマをかけない放置時間を設けたのち、
さらに強いプラズマをかけSiO2膜を作成する操作を
数10回繰り返しSiO2積層膜を製造する方法を特許
出願した(平成2−127592)。本発明にこの製造
法を適用した場合、極めて本発明の効果を高めることが
できる特徴がある。
【0015】また、活性酸素が共存しないCVD法でも
生成したSiO2膜中にH基、OH基や有機分が残留せ
ず、優れた膜質のSiO2膜が得られる特徴がある。さ
らにSi−Si結合の骨格を造らずSi−O−Si結合
の骨格を造るために平坦性に優れた膜が得られる特徴が
ある。
生成したSiO2膜中にH基、OH基や有機分が残留せ
ず、優れた膜質のSiO2膜が得られる特徴がある。さ
らにSi−Si結合の骨格を造らずSi−O−Si結合
の骨格を造るために平坦性に優れた膜が得られる特徴が
ある。
【0016】
【実施例】Si基板をCVD反応室内に設置し、その基
板を250℃の温度に設定した。60℃に加温したSi
[OC(CH3)3](OC2H5)3を2000cc
/minのN2でバブリングして発生した混合ガスと、
25℃の純水を1500cc/minのN2でバブリン
グして発生した混合ガスとを1秒間反応室内に導入し
た。次に、反応室内への原料の導入を停止し、2000
cc/minのN2ガスのみを1秒間反応室内に導入し
たのち、導入ガスをオゾン10%を含む酸素100cc
/minに切り換え7秒間導入したのち、さらに導入ガ
スをN2ガスに切り換え2000cc/minを1秒間
導入し基板上にSiO2膜を形成した。以上の操作を6
0回繰り返し、SiO2膜を積層させた。
板を250℃の温度に設定した。60℃に加温したSi
[OC(CH3)3](OC2H5)3を2000cc
/minのN2でバブリングして発生した混合ガスと、
25℃の純水を1500cc/minのN2でバブリン
グして発生した混合ガスとを1秒間反応室内に導入し
た。次に、反応室内への原料の導入を停止し、2000
cc/minのN2ガスのみを1秒間反応室内に導入し
たのち、導入ガスをオゾン10%を含む酸素100cc
/minに切り換え7秒間導入したのち、さらに導入ガ
スをN2ガスに切り換え2000cc/minを1秒間
導入し基板上にSiO2膜を形成した。以上の操作を6
0回繰り返し、SiO2膜を積層させた。
【0017】堆積したSiO2膜を赤外吸収分光法で分
析した結果、OH基やアルキル基は検出されず極めて良
好な膜であることがわかった。また、基板をAlパター
ンSi基板に変えて同様の操作でSiO2膜を堆積さ
せ、その膜を観察した結果、極めて平坦性に富む膜であ
ることがわかった。以上の実験から基板温度は極めて低
温で良好な膜が得られることがわかった。
析した結果、OH基やアルキル基は検出されず極めて良
好な膜であることがわかった。また、基板をAlパター
ンSi基板に変えて同様の操作でSiO2膜を堆積さ
せ、その膜を観察した結果、極めて平坦性に富む膜であ
ることがわかった。以上の実験から基板温度は極めて低
温で良好な膜が得られることがわかった。
【0018】本実施例において、Si[OC(CH3)
3](OC2H5)3を流している時に、プラズマをか
けたり、オゾンやN2O等を流したり、縮重合に触媒性
のある成分を流すことによって、より反応の効率を上げ
ることもできることがわかった。
3](OC2H5)3を流している時に、プラズマをか
けたり、オゾンやN2O等を流したり、縮重合に触媒性
のある成分を流すことによって、より反応の効率を上げ
ることもできることがわかった。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、活性酸素が共存するオ
ゾンCVD法や酸素プラズマCVD法のみならず、活性
酸素が共存しないCVD法でも生成したSiO2膜中に
OH基や有機分が残留せず、優れた膜質のSiO2膜が
得られる特徴がある。また、平坦性に優れた膜が低温で
得られる特徴がある。
ゾンCVD法や酸素プラズマCVD法のみならず、活性
酸素が共存しないCVD法でも生成したSiO2膜中に
OH基や有機分が残留せず、優れた膜質のSiO2膜が
得られる特徴がある。また、平坦性に優れた膜が低温で
得られる特徴がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/316 C23C 16/40 JICSTファイル(JOIS)
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体装置用のシリコン酸化膜を液体原
料を用いてCVD法で形成する場合、該液体原料にSi
[OC(CH3)3](OC2H5)3,Si(OCO
CH3)(OC2H5)3、Si(NH2)(OC2H
5)3、Si[OC(CH3)3]2(OC
2H5)2、Si(OCOCH3)2(OC
2H5)2,Si(NH2)2(OC2H5)2のうち
少なくとも一種を用いることを特徴とする半導体装置の
シリコン酸化膜の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04155559A JP3120302B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04155559A JP3120302B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05308071A JPH05308071A (ja) | 1993-11-19 |
JP3120302B2 true JP3120302B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=15608705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04155559A Expired - Fee Related JP3120302B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3120302B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7097878B1 (en) * | 2004-06-22 | 2006-08-29 | Novellus Systems, Inc. | Mixed alkoxy precursors and methods of their use for rapid vapor deposition of SiO2 films |
US7297608B1 (en) | 2004-06-22 | 2007-11-20 | Novellus Systems, Inc. | Method for controlling properties of conformal silica nanolaminates formed by rapid vapor deposition |
US7202185B1 (en) | 2004-06-22 | 2007-04-10 | Novellus Systems, Inc. | Silica thin films produced by rapid surface catalyzed vapor deposition (RVD) using a nucleation layer |
US7148155B1 (en) | 2004-10-26 | 2006-12-12 | Novellus Systems, Inc. | Sequential deposition/anneal film densification method |
US7294583B1 (en) | 2004-12-23 | 2007-11-13 | Novellus Systems, Inc. | Methods for the use of alkoxysilanol precursors for vapor deposition of SiO2 films |
US7223707B1 (en) | 2004-12-30 | 2007-05-29 | Novellus Systems, Inc. | Dynamic rapid vapor deposition process for conformal silica laminates |
US7271112B1 (en) | 2004-12-30 | 2007-09-18 | Novellus Systems, Inc. | Methods for forming high density, conformal, silica nanolaminate films via pulsed deposition layer in structures of confined geometry |
US7135418B1 (en) | 2005-03-09 | 2006-11-14 | Novellus Systems, Inc. | Optimal operation of conformal silica deposition reactors |
US7589028B1 (en) | 2005-11-15 | 2009-09-15 | Novellus Systems, Inc. | Hydroxyl bond removal and film densification method for oxide films using microwave post treatment |
US7491653B1 (en) | 2005-12-23 | 2009-02-17 | Novellus Systems, Inc. | Metal-free catalysts for pulsed deposition layer process for conformal silica laminates |
US7737035B1 (en) | 2006-03-31 | 2010-06-15 | Novellus Systems, Inc. | Dual seal deposition process chamber and process |
US7993457B1 (en) | 2007-01-23 | 2011-08-09 | Novellus Systems, Inc. | Deposition sub-chamber with variable flow |
US9353439B2 (en) | 2013-04-05 | 2016-05-31 | Lam Research Corporation | Cascade design showerhead for transient uniformity |
US10023959B2 (en) | 2015-05-26 | 2018-07-17 | Lam Research Corporation | Anti-transient showerhead |
CA2920646A1 (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-12 | Seastar Chemicals Inc. | Organometallic compound and method |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP04155559A patent/JP3120302B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05308071A (ja) | 1993-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3120302B2 (ja) | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 | |
CN110023535B (zh) | 用于制造低k膜以填充表面特征的前体和可流动cvd法 | |
US7084076B2 (en) | Method for forming silicon dioxide film using siloxane | |
JP2962417B2 (ja) | ビス(t−ブチルアミノ)シランからの窒化珪素の化学気相成長法 | |
US4702936A (en) | Gas-phase growth process | |
US5591494A (en) | Deposition of silicon nitrides by plasma-enhanced chemical vapor deposition | |
US20040166240A1 (en) | Method for preparing low dielectric films | |
JP2019507956A (ja) | ケイ素含有膜の堆積のための組成物及びそれを使用した方法 | |
JP2001358139A (ja) | 窒化ケイ素材のcvd合成 | |
JPH0729897A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH049369B2 (ja) | ||
JPS63144524A (ja) | 多層セラミック低温形成方法 | |
JPH05186213A (ja) | 水素シルセスキオキサン樹脂の蒸気相析出 | |
JP4494041B2 (ja) | シロキサン化合物を利用した二酸化シリコン膜の形成方法 | |
KR101227664B1 (ko) | 유기실란화합물을 포함하여 구성되는 절연막용 재료, 그 제조방법 및 반도체장치 | |
KR101039242B1 (ko) | 수소화 규소 옥시카바이드 막의 제조방법 | |
KR100564609B1 (ko) | 실록산 화합물을 이용한 이산화실리콘막 형성 방법 | |
JP2980340B2 (ja) | Cvd方法 | |
US6432839B2 (en) | Film forming method and manufacturing method of semiconductor device | |
JPH04184932A (ja) | パッシベーション膜の形成方法 | |
JP3003425B2 (ja) | シリコン酸化膜の製造方法 | |
JP2958467B2 (ja) | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 | |
JP3049523B2 (ja) | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 | |
JP2681481B2 (ja) | シリコン酸化膜の形成方法 | |
JPH03190229A (ja) | 半導体装置の酸化膜の製造法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071020 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081020 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091020 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |