JPH01122126A - 組成物、薄膜をデポジツトする装置と方法 - Google Patents
組成物、薄膜をデポジツトする装置と方法Info
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- JPH01122126A JPH01122126A JP63243748A JP24374888A JPH01122126A JP H01122126 A JPH01122126 A JP H01122126A JP 63243748 A JP63243748 A JP 63243748A JP 24374888 A JP24374888 A JP 24374888A JP H01122126 A JPH01122126 A JP H01122126A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
Li上立且貝11
この発明は全般的に集積回路を製造する時の薄膜の化学
反応気相成長(CVD)に関する。更に具体的に云えば
、この発明は化学反応気相成長によって、応力が減少す
る様に形成された被膜に関する。
反応気相成長(CVD)に関する。更に具体的に云えば
、この発明は化学反応気相成長によって、応力が減少す
る様に形成された被膜に関する。
従来の技術 び問題1、
集積回路を絶縁及び不活性化する為に使われる誘電体被
膜内の応力は、接着力、透過率及び信頼性に関する材料
の重要な性質である。大きな応力、特に圧縮応力は、被
膜の剥落及びひび割れの原因となり、その為半導体基板
上の被膜の耐湿障壁が失われる。応力による電気泳動に
より、信頼性が長期的に低下する。
膜内の応力は、接着力、透過率及び信頼性に関する材料
の重要な性質である。大きな応力、特に圧縮応力は、被
膜の剥落及びひび割れの原因となり、その為半導体基板
上の被膜の耐湿障壁が失われる。応力による電気泳動に
より、信頼性が長期的に低下する。
従って、集積回路を製造する際、この要因を制御するこ
とが望ましい。然し、デボジッション温度、時間、装置
及び制御パラメータがよく分かっていないと云う制約の
為、薄膜の応力の制御が実施されることは極く少なかっ
た。
とが望ましい。然し、デボジッション温度、時間、装置
及び制御パラメータがよく分かっていないと云う制約の
為、薄膜の応力の制御が実施されることは極く少なかっ
た。
普通は、化学反応気相成長炉で被膜にどんな応力が生じ
ても、それを受入れていた。無線周波電力入力、圧力、
温度、反応ガスの組成、及びガスの流量と云う操作条件
を含めたこの方法の設定値が、−様性、屈折率、成長速
度及び被膜の化学的な組成を制御するのに主に使われて
いた。普通のCVD方法によって薄膜に生ずる圧縮応力
は、−膜内に2乃至8x109ダイン/ciの範囲内で
ある。方法の因子が応力にどの様な影響を与えるかにつ
いて、発表されることは掻く少ない。
ても、それを受入れていた。無線周波電力入力、圧力、
温度、反応ガスの組成、及びガスの流量と云う操作条件
を含めたこの方法の設定値が、−様性、屈折率、成長速
度及び被膜の化学的な組成を制御するのに主に使われて
いた。普通のCVD方法によって薄膜に生ずる圧縮応力
は、−膜内に2乃至8x109ダイン/ciの範囲内で
ある。方法の因子が応力にどの様な影響を与えるかにつ
いて、発表されることは掻く少ない。
最近、ソリッド・ステート・テクノロジー誌。
第30巻第3号、第43頁乃至第44頁(1987年)
所載のT、L、スラム他の論文[低水素PECVD窒化
シリコン用の新しい組成、1と云う論文で、反応混合物
に対する添加剤として、三弗化窒素が提案されている。
所載のT、L、スラム他の論文[低水素PECVD窒化
シリコン用の新しい組成、1と云う論文で、反応混合物
に対する添加剤として、三弗化窒素が提案されている。
然しこの論文は、三弗化窒素の濃度とその結果得られた
被膜の応力との間の関係を報告していない。
被膜の応力との間の関係を報告していない。
上に述べたことに鑑み、業界には、集積回路にデポジッ
トされるWJ!lIの圧縮応力を減少する為の組成物、
方法及び装置に対する要望がある。
トされるWJ!lIの圧縮応力を減少する為の組成物、
方法及び装置に対する要望がある。
を た の
この発明の一面は、化学反応気相成長によって層の上に
応力を小さくした被膜をデポジットする為の組成物であ
る。この組成物は、被膜デボジッション用ガス混合物と
、デポジットされた固体被膜と反応性のガス・エッチャ
ントとで構成される。
応力を小さくした被膜をデポジットする為の組成物であ
る。この組成物は、被膜デボジッション用ガス混合物と
、デポジットされた固体被膜と反応性のガス・エッチャ
ントとで構成される。
デボジッション用ガス混合物が、シリコンを含む第1の
ガスと、デポジットするものが窒化シリコン層を主力と
する場合は窒素、或いはデポジットするものが二酸化シ
リコンを主力とする被膜である場合は酸素を含む第2の
ガスとで構成されることが好ましい。
ガスと、デポジットするものが窒化シリコン層を主力と
する場合は窒素、或いはデポジットするものが二酸化シ
リコンを主力とする被膜である場合は酸素を含む第2の
ガスとで構成されることが好ましい。
好ましいガス・エッヂヤント化合物は少なくとも1つの
弗素原子を含む。弗素含有化合物は、シリコンをも含む
化合物で構成してもよいし、或いはエッチャントは三弗
化窒素又はテトラフロロメタンの様な別の弗素を有する
化合物で構成してもよい。シリコン含有ガス化合物に対
するガス・エッチャントのモル比が、約1:1乃至2.
5=1.0の範囲内から選ばれることが好ましい。
弗素原子を含む。弗素含有化合物は、シリコンをも含む
化合物で構成してもよいし、或いはエッチャントは三弗
化窒素又はテトラフロロメタンの様な別の弗素を有する
化合物で構成してもよい。シリコン含有ガス化合物に対
するガス・エッチャントのモル比が、約1:1乃至2.
5=1.0の範囲内から選ばれることが好ましい。
ガス混合物は低圧の化学反応気相成長(CVD)炉、又
は更に具体的に言えば、プラズマ強化CvD (PEC
VD)炉に使うのに特に適している。
は更に具体的に言えば、プラズマ強化CvD (PEC
VD)炉に使うのに特に適している。
PECVDを使う時、応力が2×109ダイン/dより
小さく、低い方は4×108ダイン/ciに及ぶ薄膜が
得られた。
小さく、低い方は4×108ダイン/ciに及ぶ薄膜が
得られた。
この発明は、被膜デポジット用混合物に多数の有効なエ
ッチャント薬剤の内の1つを添加することによって、応
力をi、lImする簡単な方法になる点で、技術的な利
点がある。
ッチャント薬剤の内の1つを添加することによって、応
力をi、lImする簡単な方法になる点で、技術的な利
点がある。
この発明のその他の面並びに利点は、以下図面について
詳しく説明するところから明らかになろう。
詳しく説明するところから明らかになろう。
実 施 例
この発明はフィルムデポジット用ガス混合物にエッチャ
ント添加剤を用いる。エッチャントはこの方法で熱分解
するか、又は電磁エネルギの吸収によって分解して、エ
ツチング用の自由原子を放出する。SiF 、NF
及びCF4を全て試験したが、これらの弗素を有する
化合物のいずれも、化学反応気相成長によってデポジッ
トされた二酸化シリコン中の応力を減少することが証明
された。
ント添加剤を用いる。エッチャントはこの方法で熱分解
するか、又は電磁エネルギの吸収によって分解して、エ
ツチング用の自由原子を放出する。SiF 、NF
及びCF4を全て試験したが、これらの弗素を有する
化合物のいずれも、化学反応気相成長によってデポジッ
トされた二酸化シリコン中の応力を減少することが証明
された。
上に述べた3種類のガス・エッチャント化合物が好まし
いが、弗化物原子を含んでいて、CVD炉の条件内でそ
れから解離することができる任意の化合物が、エッチャ
ント・ガスとして適している。
いが、弗化物原子を含んでいて、CVD炉の条件内でそ
れから解離することができる任意の化合物が、エッチャ
ント・ガスとして適している。
デボジッション過程は、0.2乃至5.0トルの様な低
い圧力まで真空に引いた低圧炉で実施することが好まし
い。典型的には、その上に薄膜をデポジットする層又は
基板はシリコン・ウェハであるが、これは絶対条件では
ない。
い圧力まで真空に引いた低圧炉で実施することが好まし
い。典型的には、その上に薄膜をデポジットする層又は
基板はシリコン・ウェハであるが、これは絶対条件では
ない。
デポジットする主力が二酸化シリコン被膜である時、ガ
スの組成は次の様に構成する。アルゴンの様な不活性な
同伴ガスの中に、シランの様なフィルム・デポジット用
の第1の化合物を窒素酸化物の様な酸素を持つ化合物及
び1つ又は更に多くの弗素原子を含むことが奸ましい被
膜1ツチヤントと共に混合する。シリコンを持つ化合物
は、シランにすることができるが、約2.0乃至約5.
0%の範囲から選ばれた濃度、更に好ましくは約3%の
濃度でこの組成物に添加する。窒素酸化物又は酸素の様
に、酸素を持つ化合物の濃度は、70乃至80%の範囲
内で、好ましく約76%に選び、エッチャント・ガス化
合物は組成物全体の2乃至10%の範囲になる様に選ぶ
。
スの組成は次の様に構成する。アルゴンの様な不活性な
同伴ガスの中に、シランの様なフィルム・デポジット用
の第1の化合物を窒素酸化物の様な酸素を持つ化合物及
び1つ又は更に多くの弗素原子を含むことが奸ましい被
膜1ツチヤントと共に混合する。シリコンを持つ化合物
は、シランにすることができるが、約2.0乃至約5.
0%の範囲から選ばれた濃度、更に好ましくは約3%の
濃度でこの組成物に添加する。窒素酸化物又は酸素の様
に、酸素を持つ化合物の濃度は、70乃至80%の範囲
内で、好ましく約76%に選び、エッチャント・ガス化
合物は組成物全体の2乃至10%の範囲になる様に選ぶ
。
エッチャント化合物の好ましい種目は弗素を持つ化合物
から選ばれ、更に好ましくは、フロロシランから選ばれ
る。テトラフロロシラン(SiF4)が特に好ましい種
目である。エッチャント化合物としてテトラフロロシラ
ンを使うと、被膜デポジッション速度を高めると同時に
、被膜の原子構造を再配置する為の遊離した弗素イオン
を供給すると云う利点がある。
から選ばれ、更に好ましくは、フロロシランから選ばれ
る。テトラフロロシラン(SiF4)が特に好ましい種
目である。エッチャント化合物としてテトラフロロシラ
ンを使うと、被膜デポジッション速度を高めると同時に
、被膜の原子構造を再配置する為の遊離した弗素イオン
を供給すると云う利点がある。
得られた被膜の応力を最大限に減少する為には、三弗化
窒素が好ましい。テトラフロロメタンの様なこの他の弗
素を持つエツチング用化合物も使うことができる。その
結果得られる被膜の応力が減少する程度は、エッチャン
ト化合物中の弗素原子の結合の強さに大体反比例し、反
応性ガス中に生ずる遊離した弗素基の濃度が高ければ高
い程、応力が小さいことが分かる。
窒素が好ましい。テトラフロロメタンの様なこの他の弗
素を持つエツチング用化合物も使うことができる。その
結果得られる被膜の応力が減少する程度は、エッチャン
ト化合物中の弗素原子の結合の強さに大体反比例し、反
応性ガス中に生ずる遊離した弗素基の濃度が高ければ高
い程、応力が小さいことが分かる。
そのメカニズムは、エツチング種目、今の例では弗素が
、吸収された原子に対して表面と競合するものである。
、吸収された原子に対して表面と競合するものである。
エツチング種目と表面原子の結合により、生成物の脱着
及び例えばSiO2の表面原子の再配置が可能になる。
及び例えばSiO2の表面原子の再配置が可能になる。
こうして応力が軽減される。従って、弗素濃度が高けれ
ば高い程、エツチングの程度が高くなり、応力が一層小
さ(なる。一般的に、エツチング速麿が高くなると、デ
ポジッション速度は悪影響を受けるが、エッチャントを
持つ化合物がシリコンをも含む様に選ばれる場合は、必
ずしもそうならない。
ば高い程、エツチングの程度が高くなり、応力が一層小
さ(なる。一般的に、エツチング速麿が高くなると、デ
ポジッション速度は悪影響を受けるが、エッチャントを
持つ化合物がシリコンをも含む様に選ばれる場合は、必
ずしもそうならない。
三弗化窒素又はテトラフロロメタンの様なエッチャント
を持つシリコン以外の化合物を使う場合、シリコン以外
の原子がデポジットされた被膜に少量添加される。デポ
ジットされた被膜に炭素及び弗素が含まれることが、例
えば集積回路に使う場合、被膜を改良することがある。
を持つシリコン以外の化合物を使う場合、シリコン以外
の原子がデポジットされた被膜に少量添加される。デポ
ジットされた被膜に炭素及び弗素が含まれることが、例
えば集積回路に使う場合、被膜を改良することがある。
この発明は窒化物の様なこの他の化合物被膜のデボジッ
ションにも役立つ。窒化物をデポジットするのに適した
ガス混合物は、アルゴン又はその他の不活性ガスの大き
な同伴部分と、シランの様なシリコンを持つガス混合物
と、アンモニヤの様な窒素を持つ化合物と、テトラフロ
ロシラン、三弗化窒素又はテトラフロロメタンの様な弗
素を持つ化合物とを含む。組成物中の成分の比は、酸化
物被膜をデポジットする為の組成物の成分と同じ程度で
ある。
ションにも役立つ。窒化物をデポジットするのに適した
ガス混合物は、アルゴン又はその他の不活性ガスの大き
な同伴部分と、シランの様なシリコンを持つガス混合物
と、アンモニヤの様な窒素を持つ化合物と、テトラフロ
ロシラン、三弗化窒素又はテトラフロロメタンの様な弗
素を持つ化合物とを含む。組成物中の成分の比は、酸化
物被膜をデポジットする為の組成物の成分と同じ程度で
ある。
この発明は、エッチャント・ガス化合物(111類又は
複数)から導き出された僅かな不純物の原子を許すこと
ができれば、誘電体以外の被膜のデボジッションにも用
いられる。一般的に、この発明の考えは、被膜の結晶構
造中の原子を再配置するものであり、その為、この発明
は化学反応気相成長を用いて、基板の上に任意の結晶材
料をデポジッションする場合に用いることができる。
複数)から導き出された僅かな不純物の原子を許すこと
ができれば、誘電体以外の被膜のデボジッションにも用
いられる。一般的に、この発明の考えは、被膜の結晶構
造中の原子を再配置するものであり、その為、この発明
は化学反応気相成長を用いて、基板の上に任意の結晶材
料をデポジッションする場合に用いることができる。
化学反応気相成長がプラズマ強化形であることが好まし
く、無線周波放電電極を使って、成分ガスからのプラズ
マを作り出すと共に、混合物中の種々のガス化合物から
弗素、シリコン及び酸素又は窒素を解離させる。然し、
窒素酸化物から酸素を解離するにはプラズマ強化が必要
であるが、窒化物層をデボジッションするのに使う場合
、又は酸素源として酸素元素を用いて酸化物層をデボジ
ッシミンする場合、それは必要ではない。後の場合、l
lI素は、シランと自発反応をする為に、独立に炉室に
導入される。
く、無線周波放電電極を使って、成分ガスからのプラズ
マを作り出すと共に、混合物中の種々のガス化合物から
弗素、シリコン及び酸素又は窒素を解離させる。然し、
窒素酸化物から酸素を解離するにはプラズマ強化が必要
であるが、窒化物層をデボジッションするのに使う場合
、又は酸素源として酸素元素を用いて酸化物層をデボジ
ッシミンする場合、それは必要ではない。後の場合、l
lI素は、シランと自発反応をする為に、独立に炉室に
導入される。
匠−ユ
シラン、窒素酸化物及び三弗化窒素を含む反応性ガス混
合物をアルゴンに同伴させ、゛プラズマ強化形化学反応
気相成長炉に導入した。PECVD炉に用いたRF放電
の周波数は13.56メガヘルツである。更に装置は、
エッチャント化合物の源、窒素酸化物の様な酸素゛を持
つ化合物の源、及びシラン源を含み、これら全てが質量
流量1iIIIIl器によって制御される。これらのガ
スを混合管に導入し、その後分散リングを介してPEC
VD炉に導入した。炉内の圧力は1.0トルに保ち、’
aaは350℃に保った。
合物をアルゴンに同伴させ、゛プラズマ強化形化学反応
気相成長炉に導入した。PECVD炉に用いたRF放電
の周波数は13.56メガヘルツである。更に装置は、
エッチャント化合物の源、窒素酸化物の様な酸素゛を持
つ化合物の源、及びシラン源を含み、これら全てが質量
流量1iIIIIl器によって制御される。これらのガ
スを混合管に導入し、その後分散リングを介してPEC
VD炉に導入した。炉内の圧力は1.0トルに保ち、’
aaは350℃に保った。
その上に酸化物被膜をデポジットする為に、炉内に一連
のシリコン・スライスを別々に配置した。
のシリコン・スライスを別々に配置した。
アルゴンに同伴させたガス混合物の合計流量は1805
cca+であり、シランの1ffiは約65CC−に保
った。NF3の流量は、相異なるシリコン・スライスに
対して、0乃至15sec−に変えた。一端デボジッシ
ョン工程が完了したら、デポジットされた各々の酸化物
被膜の応力を測定した。
cca+であり、シランの1ffiは約65CC−に保
った。NF3の流量は、相異なるシリコン・スライスに
対して、0乃至15sec−に変えた。一端デボジッシ
ョン工程が完了したら、デポジットされた各々の酸化物
被膜の応力を測定した。
第1図は反応性混合物中のNF3の流量に対する酸化物
被膜の応力を示すグラフである。このグラフは、NF3
の流量が増加すると共に、応力レベルが低下することを
示している。最大の流量では、S + 84に対するN
F3の比は2.5であった。NF3の流量が12scc
■、即ち、シランの流量の大体2倍の時、最小値が得ら
れた。158CC■に於ける幾つかの点は、応力測定に
使った装置の雑音係数を表わす。−膜内に、NF3を添
加すると、応力が3乃至4×109ダイン/ciから4
×108ダイン/dと云う低い値に減少することを示し
ている。
被膜の応力を示すグラフである。このグラフは、NF3
の流量が増加すると共に、応力レベルが低下することを
示している。最大の流量では、S + 84に対するN
F3の比は2.5であった。NF3の流量が12scc
■、即ち、シランの流量の大体2倍の時、最小値が得ら
れた。158CC■に於ける幾つかの点は、応力測定に
使った装置の雑音係数を表わす。−膜内に、NF3を添
加すると、応力が3乃至4×109ダイン/ciから4
×108ダイン/dと云う低い値に減少することを示し
ている。
匠−1
NF3の代わりに、種々の量のテトラフロロシランを反
応性ガス混合物の中に導入した他は、例■の実験条件に
従って、一連のスライスを調製した。
応性ガス混合物の中に導入した他は、例■の実験条件に
従って、一連のスライスを調製した。
その結果が第2図に示されている。この場合も、反応混
合物に添加するテトラフロロシランが増加すると、全般
的に応力が低下することが認められる。更に、やはり1
2sec−で最小値が得られた。
合物に添加するテトラフロロシランが増加すると、全般
的に応力が低下することが認められる。更に、やはり1
2sec−で最小値が得られた。
最後の点を別として、このグラフから数式を導き出すこ
とができる。応力の対数はテトラフロロシランのFNI
に比例することが証明された。約1.05X109ダイ
ン/dの最小応力が得られたが、これは混合物に弗素を
持つ化合物を全く添加しない場合に測定された応力から
は大幅な減少である。最後の場合、応力の読みは3x1
09ダイン/ciであった。
とができる。応力の対数はテトラフロロシランのFNI
に比例することが証明された。約1.05X109ダイ
ン/dの最小応力が得られたが、これは混合物に弗素を
持つ化合物を全く添加しない場合に測定された応力から
は大幅な減少である。最後の場合、応力の読みは3x1
09ダイン/ciであった。
例 ■
テトラフロロメタンを弗素を持つガス化合物として使う
他は、上に述べた実験条件を繰返した。
他は、上に述べた実験条件を繰返した。
CF4の添加を55CCIの流量で試験した。これによ
って被膜の平均応力は2.3X109ダイン/dになっ
た。これでもデポジットされた被膜の応力は大幅に減少
しているが、テトラフロロシランまたは三弗化窒素を用
いて得られた応力の減少程、大幅ではない。
って被膜の平均応力は2.3X109ダイン/dになっ
た。これでもデポジットされた被膜の応力は大幅に減少
しているが、テトラフロロシランまたは三弗化窒素を用
いて得られた応力の減少程、大幅ではない。
例 ■
例I及び■の実験条件を繰返した。あるものは三弗化窒
素を含むガス反応混合物のもとで、そして他のものは種
々の量のテトラフロロシランを含むガス反応混合物のも
とで、幾つかの被膜をデポジットした。夫々の場合、デ
ポジツシミン速度を計算した。
素を含むガス反応混合物のもとで、そして他のものは種
々の量のテトラフロロシランを含むガス反応混合物のも
とで、幾つかの被膜をデポジットした。夫々の場合、デ
ポジツシミン速度を計算した。
第3図はエッチャントのガスwitの関数としての酸化
物デポジッション速度のグラフである。
物デポジッション速度のグラフである。
NF3エッチャントの濃度が増加すると共に、デボジッ
ション速度が低下することが分かる。然し、s r F
4の流−が増加するにつれて、実際にはデボジッション
速度が高くなる。従って、この研究により、2つの好ま
しい1ツチャント化合物が確立された。デポジットされ
た被膜の応力を最大限に減少する場合は三弗化窒素であ
り、テトラフロロシランは二酸化シリコンのデポジッシ
ョン速度に悪影響を与えない。
ション速度が低下することが分かる。然し、s r F
4の流−が増加するにつれて、実際にはデボジッション
速度が高くなる。従って、この研究により、2つの好ま
しい1ツチャント化合物が確立された。デポジットされ
た被膜の応力を最大限に減少する場合は三弗化窒素であ
り、テトラフロロシランは二酸化シリコンのデポジッシ
ョン速度に悪影響を与えない。
要約すれば、CVD (特にPECVD)k−J:りて
デポジットされたHIIの応力を減少する方法と装置を
説明した。弗化物の様なエツチング・イオンを含むガス
・エッチャント化合物を、被膜デポジット用ガス化合物
を含む混合物に添加した。被膜をデポジットする時、被
膜の表面にある原子が、エッチャント・イオンの作用に
よって再配置され、こうして被膜の応力を小さくする。
デポジットされたHIIの応力を減少する方法と装置を
説明した。弗化物の様なエツチング・イオンを含むガス
・エッチャント化合物を、被膜デポジット用ガス化合物
を含む混合物に添加した。被膜をデポジットする時、被
膜の表面にある原子が、エッチャント・イオンの作用に
よって再配置され、こうして被膜の応力を小さくする。
好ましい実施例とその利点を以上説明したが、この発明
はそれに1i11服されるものではなく、特許請求の範
囲によって定められることを承知されたい。
はそれに1i11服されるものではなく、特許請求の範
囲によって定められることを承知されたい。
以上の説明に関連して更に下記の項を開示する。
(1) 化学反応気相成長、により基板の上に応力を
小さくして結晶状被膜をデポジットする為の組成物に於
いて、前記基板の上に結晶状固体被膜をデポジットする
為の被膜デボジッション用ガス混合物と、前記固体被膜
と反応性であるガス・エッチャントとを有し、前記デボ
ジッション用混合物及びガス・エッチャントの割合は、
結晶応力を減少した被膜がデポジットされる様に設定さ
れる組成物。
小さくして結晶状被膜をデポジットする為の組成物に於
いて、前記基板の上に結晶状固体被膜をデポジットする
為の被膜デボジッション用ガス混合物と、前記固体被膜
と反応性であるガス・エッチャントとを有し、前記デボ
ジッション用混合物及びガス・エッチャントの割合は、
結晶応力を減少した被膜がデポジットされる様に設定さ
れる組成物。
(2) 第(1)項に記載した組成物に於いて、被膜
デボジッション用混合物が、シリコン含有ガス化合物と
、窒素及び酸素からなる群から選ばれた成分を持つ第2
のガス化合物とを含む組成物。
デボジッション用混合物が、シリコン含有ガス化合物と
、窒素及び酸素からなる群から選ばれた成分を持つ第2
のガス化合物とを含む組成物。
(3) 第(1)項に記載した組成物に於いて、前記
ガス・エッチャントが弗素原子を含む組成物。
ガス・エッチャントが弗素原子を含む組成物。
(4) 化学反応気相成長によって基板の上に予定の
減少した応力を持つシリコン含有化合物の結晶被膜をデ
ポジットする為の組成物に於いて、シリコン含有ガス化
合物の第1の部分と、シリコンと結合して前記被膜を形
成する為の少なくとも1a!類の元素を含む第2のガス
化合物の第2の部分と、弗素を含有するガス・エッチャ
ントの第3の部分とを有し、前記第1の部分に対する前
記第3の部分の比は、予定の減少した応力を生ずる様に
予定の範囲内の比から選ばれる組成物。
減少した応力を持つシリコン含有化合物の結晶被膜をデ
ポジットする為の組成物に於いて、シリコン含有ガス化
合物の第1の部分と、シリコンと結合して前記被膜を形
成する為の少なくとも1a!類の元素を含む第2のガス
化合物の第2の部分と、弗素を含有するガス・エッチャ
ントの第3の部分とを有し、前記第1の部分に対する前
記第3の部分の比は、予定の減少した応力を生ずる様に
予定の範囲内の比から選ばれる組成物。
(5) 第(4)項に記載した組成物に於いて、前記
シリコン含有ガス化合物がシランで構成される組成物。
シリコン含有ガス化合物がシランで構成される組成物。
(6) 第(4) 1%に記載した組成物に於いて、
前記第2のガス化合物の元素が窒素及び酸素からなる群
から選ばれる組成物。
前記第2のガス化合物の元素が窒素及び酸素からなる群
から選ばれる組成物。
(7) 第(6)項に記載した組成物に於いて、前記
第2のガス化合物が窒素酸化物で構成される組成物。
第2のガス化合物が窒素酸化物で構成される組成物。
(8) 第(6)項に記載した組成物に於いて、前記
第2のガス化合物がアンモニヤで構成される組成物。
第2のガス化合物がアンモニヤで構成される組成物。
(9) 第(4)項に記載した組成物に於いて、前記
ガス・エッチャントが少なくとも1つの弗素原子を含む
化合物で構成される組成物。
ガス・エッチャントが少なくとも1つの弗素原子を含む
化合物で構成される組成物。
(1G) 第(9)項に記載した組成物に於いて、前
記ガス・エッチャントがシリコン及び弗素原子を含む化
合物で構成される組成物。
記ガス・エッチャントがシリコン及び弗素原子を含む化
合物で構成される組成物。
(11) 第(9)項に記載した組成物に於いて、前
記ガス・エッヂヤントが三弗化窒素で構成される組成物
。
記ガス・エッヂヤントが三弗化窒素で構成される組成物
。
(12)第(9)項に記載した組成物に於いて、前記ガ
ス・エッチャントがテトラフロロメタンで構成される組
成物。
ス・エッチャントがテトラフロロメタンで構成される組
成物。
(13)集積回路の層の上にデポジットされる薄膜に於
いて、該薄膜がシリコンを含んでいて、2X109ダイ
ン/ci未渦の応力を持つ化合物で形成されるF#i*
。
いて、該薄膜がシリコンを含んでいて、2X109ダイ
ン/ci未渦の応力を持つ化合物で形成されるF#i*
。
(14) 第(13)項に記載したFIg膜に於いて
、前記化合物が、2xを2−xよりずっと小さいとして
、化学式5i02−XF2Xである薄膜。
、前記化合物が、2xを2−xよりずっと小さいとして
、化学式5i02−XF2Xである薄膜。
(15)第(13)項に記載した#膜に於いて、前記化
合物が、3xが4−Xよりずっと小さいとして、化学式
Si3”4−xF3xである薄膜。
合物が、3xが4−Xよりずっと小さいとして、化学式
Si3”4−xF3xである薄膜。
(16)第(13)項に記載した薄膜に於いて、前記薄
膜の応力が4×108ダイン/Ci乃至2×109ダイ
ン/dの範囲内である薄膜。
膜の応力が4×108ダイン/Ci乃至2×109ダイ
ン/dの範囲内である薄膜。
(17)層の上に応力を小さくして薄膜をデポジットす
る装置に於いて、前記層を保持する室と、前記薄膜と反
応性のガス・エッチャントを前記室の中に導入する手段
と、前記i1躾をデポジットする為の薄膜デポジット用
ガス混合物を前記室内に導入する手段とを有する装置。
る装置に於いて、前記層を保持する室と、前記薄膜と反
応性のガス・エッチャントを前記室の中に導入する手段
と、前記i1躾をデポジットする為の薄膜デポジット用
ガス混合物を前記室内に導入する手段とを有する装置。
(18) 第(17)項に記載した装置に於いて、更
に、薄膜を形成する第1の成分原子を含む第1のガス化
合物の源と、前記第1の成分原子と結合して薄膜を形成
する少なくとも1つの第2の成分原子を含む第2のガス
化合物の源と、前記第1のガス化合物、前記第2のガス
化合物及びエッチャント・ガスを混合してデボジッショ
ン用ガス混合物を形成する手段とを有し、エッヂヤント
・ガス化合物に対する第1のガス化合物のモル比が約1
:1乃至2.5:1.0の範囲から選ばれる装置。
に、薄膜を形成する第1の成分原子を含む第1のガス化
合物の源と、前記第1の成分原子と結合して薄膜を形成
する少なくとも1つの第2の成分原子を含む第2のガス
化合物の源と、前記第1のガス化合物、前記第2のガス
化合物及びエッチャント・ガスを混合してデボジッショ
ン用ガス混合物を形成する手段とを有し、エッヂヤント
・ガス化合物に対する第1のガス化合物のモル比が約1
:1乃至2.5:1.0の範囲から選ばれる装置。
(19)第(11)項に記載した装置に於いて、前記薄
膜デポジット用ガス混合物及びガス・エッチャントを活
性化して、層の上に、結晶応力を小さくしてWI膜をデ
ポジットする手段を有する装置。
膜デポジット用ガス混合物及びガス・エッチャントを活
性化して、層の上に、結晶応力を小さくしてWI膜をデ
ポジットする手段を有する装置。
(20) 第(19)項に記載した装置に於いて、前
記活性化する手段が無線周波プラズマ電極である装置。
記活性化する手段が無線周波プラズマ電極である装置。
(21)第(17)項に記載した装置に於いて、前記空
が内部圧力を約0.2乃至約5.0トルの範囲内に保つ
様に作用し得る装置。
が内部圧力を約0.2乃至約5.0トルの範囲内に保つ
様に作用し得る装置。
(22)第(11)項に記載した装置に於いて、前記第
1及び第2のガス化合物及び前記ガス・エッチャントを
同伴する為のキャリヤ・ガスの源を有する装置。
1及び第2のガス化合物及び前記ガス・エッチャントを
同伴する為のキャリヤ・ガスの源を有する装置。
(23) 基板の上に化学反応気相成長によってデポ
ジットされた結晶状被膜内の応力を予定のレベルに下げ
る方法に於いて、前記被膜に対して反応性のガス・エッ
チャントと被膜をデポジットする為の被膜デポジット用
ガス混合物を予定の比で組合せて反応混合物を求め、基
板を前記反応混合物に露出し、被膜をデポジットし、エ
ッチャントの助けを借りて、デポジットする時の被膜の
表面原子を再配置して、デポジットされた被膜の応力が
予定のレベルに下がる様にする工程を含む方法。
ジットされた結晶状被膜内の応力を予定のレベルに下げ
る方法に於いて、前記被膜に対して反応性のガス・エッ
チャントと被膜をデポジットする為の被膜デポジット用
ガス混合物を予定の比で組合せて反応混合物を求め、基
板を前記反応混合物に露出し、被膜をデポジットし、エ
ッチャントの助けを借りて、デポジットする時の被膜の
表面原子を再配置して、デポジットされた被膜の応力が
予定のレベルに下がる様にする工程を含む方法。
(24) 第(23)項に記載した方法に於いて、被
膜デポジット用ガス混合物の大部分をガス・エッチャン
トの小部分と組合せて反応混合物を求める工程を含む方
法。
膜デポジット用ガス混合物の大部分をガス・エッチャン
トの小部分と組合せて反応混合物を求める工程を含む方
法。
(25) 第(23)項に記載した方法に於いて、被
膜の第1の成分を含む第1のガス混合物を、被膜の第2
の成分を含む第2のガス混合物、エッチャント及び不活
性同伴ガスと混合して、反応混合物を形成する工程を含
む方法。
膜の第1の成分を含む第1のガス混合物を、被膜の第2
の成分を含む第2のガス混合物、エッチャント及び不活
性同伴ガスと混合して、反応混合物を形成する工程を含
む方法。
(26) 第(25)項に記載した方法に於いて、第
1のガス化合物がシリコン原子を含む方法。
1のガス化合物がシリコン原子を含む方法。
(21) 第(26)項に記載した方法に於いて、エ
ッチャントが少なくとも1つの弗素原子を含む化合物で
ある方法。
ッチャントが少なくとも1つの弗素原子を含む化合物で
ある方法。
(28) 第(21)項に記載した方法に於いて、第
1のガス化合物、第2のガス化合物、エッチャント及び
同伴ガスを混合して、反°応混合物中の第1のガス化合
物に対するエッチャントのモル比が、約1=1乃至約2
.5:1.0の範囲内から選ばれる様にする工程を含む
方法。
1のガス化合物、第2のガス化合物、エッチャント及び
同伴ガスを混合して、反°応混合物中の第1のガス化合
物に対するエッチャントのモル比が、約1=1乃至約2
.5:1.0の範囲内から選ばれる様にする工程を含む
方法。
(29)第(23)項に記載した方法に於いて、基板に
対する被膜のデポジッションを強める為に、反応混合物
のプラズマを形成する工程を含む方法。
対する被膜のデポジッションを強める為に、反応混合物
のプラズマを形成する工程を含む方法。
(30) 基板の上に化学反応気相成長によってデポ
ジットされる被膜の応力を予定のレベルに下げる方法に
於いて、シリコンを含む第1のガス化合物、酸素及び窒
化物からなる群から選ばれた成分を含む第2のガス化合
物、及びデポジットしようとする被膜に対して反応性の
ガス・エッチャント化合物を含む様にデポジッション用
ガス混合物を形成し、デボジッション用ガス混合物中の
第1のガス化合物に対するガス・エッチャント化合物の
モル比は予定の範囲の比に選ばれ、デポジッション用ガ
ス混合物を基板を含む低圧室に導入し、第1のガス化合
物を第2のガス化合物と反応させて基板の上に被膜をデ
ポジットし、エッチャント・ガス化合物からエッチャン
ト・イオンを解離させ、エッチャント・イオンの助けを
借りて、デポジットされる時の被膜の原子を再配置して
、デポジットされた被膜の応力が予定のレベルに下がる
様にする工程を含む方法。
ジットされる被膜の応力を予定のレベルに下げる方法に
於いて、シリコンを含む第1のガス化合物、酸素及び窒
化物からなる群から選ばれた成分を含む第2のガス化合
物、及びデポジットしようとする被膜に対して反応性の
ガス・エッチャント化合物を含む様にデポジッション用
ガス混合物を形成し、デボジッション用ガス混合物中の
第1のガス化合物に対するガス・エッチャント化合物の
モル比は予定の範囲の比に選ばれ、デポジッション用ガ
ス混合物を基板を含む低圧室に導入し、第1のガス化合
物を第2のガス化合物と反応させて基板の上に被膜をデ
ポジットし、エッチャント・ガス化合物からエッチャン
ト・イオンを解離させ、エッチャント・イオンの助けを
借りて、デポジットされる時の被膜の原子を再配置して
、デポジットされた被膜の応力が予定のレベルに下がる
様にする工程を含む方法。
(31) 第(30)項に記載した方法に於いて、エ
ツチング・イオンを含む様に被膜を形成する工程を含む
方法。
ツチング・イオンを含む様に被膜を形成する工程を含む
方法。
(32) 第(30)項に記載した方法に於いて、シ
ランを含む様にデボジッシミン用ガス混合物を形成する
と共に、弗化物を含むエッチャント・ガス化合物を形成
する工程を含む方法。
ランを含む様にデボジッシミン用ガス混合物を形成する
と共に、弗化物を含むエッチャント・ガス化合物を形成
する工程を含む方法。
(33) 第(30)項に記載した方法に於いて、第
2のガス化合物を窒素酸化物で構成される様に選び、遊
離したシリコン、酸化物及び弗化物の原子で構成された
S線周波放電プラズマを形成する工程を含む方法。
2のガス化合物を窒素酸化物で構成される様に選び、遊
離したシリコン、酸化物及び弗化物の原子で構成された
S線周波放電プラズマを形成する工程を含む方法。
(34)第(30)項に記載した方法に於いて、シリコ
ン及び弗素原子を有するエッチャント化合物を含む様に
デポジッション用ガス混合物を形成する工程を含む方法
。
ン及び弗素原子を有するエッチャント化合物を含む様に
デポジッション用ガス混合物を形成する工程を含む方法
。
(35) 第(30)項に記載した方法に於いて、ガ
ス・エッチャント化合物を三弗化窒素を含む様に選ぶ工
程を含む方法。
ス・エッチャント化合物を三弗化窒素を含む様に選ぶ工
程を含む方法。
(36) 第(30)項に記載した方法に於いて、デ
ボジッション用ガス混合物をアンモニヤを含む様に形成
する工程を含む方法。
ボジッション用ガス混合物をアンモニヤを含む様に形成
する工程を含む方法。
(31)二酸化シリコン又は窒化シリコンの様な薄膜の
応力を減少する方法と装置を説明した。層又は基板を化
学反応気相成長炉の中に配置し、シリコンを持つ化合物
、酸化物又は窒化物を持つ化合物、及びデポジットされ
た被膜と反応性のエッチャント・ガスを含む反応性ガス
混合物に露出する。
応力を減少する方法と装置を説明した。層又は基板を化
学反応気相成長炉の中に配置し、シリコンを持つ化合物
、酸化物又は窒化物を持つ化合物、及びデポジットされ
た被膜と反応性のエッチャント・ガスを含む反応性ガス
混合物に露出する。
弗素を持つエッチャント化合物が、この結果得られた酸
化物及び窒化物被膜の応力を減少するのに特に効果があ
ることが分かった。
化物及び窒化物被膜の応力を減少するのに特に効果があ
ることが分かった。
第1図はPECVD反応ガス混合物中のNF3の流量に
対する、シリコン上のプラズマ強化化学反応気相成長(
PECVD)によってデポジットされた酸化物の応力を
示すグラフ、第2図は第1図と同様なグラフであるが、
PECVDガス混合物中のs + F4添加剤の流量に
対するPECVD酸化物の応力を示す。第3図は反応性
ガス混合物中のNF 及びS i F4エッチャント
・ガスの流量に対し、酸化物を主力とする被膜のう“ボ
ジツション速度を示すグラフである。
対する、シリコン上のプラズマ強化化学反応気相成長(
PECVD)によってデポジットされた酸化物の応力を
示すグラフ、第2図は第1図と同様なグラフであるが、
PECVDガス混合物中のs + F4添加剤の流量に
対するPECVD酸化物の応力を示す。第3図は反応性
ガス混合物中のNF 及びS i F4エッチャント
・ガスの流量に対し、酸化物を主力とする被膜のう“ボ
ジツション速度を示すグラフである。
Claims (3)
- (1)化学反応気相成長により基板の上に応力を小さく
して結晶状被膜をデポジットする為の組成物に於いて、
前記基板の上に結晶状固体被膜をデポジットする為の被
膜デポジッション用ガス混合物と、前記固体被膜と反応
性であるガス・エッチャントとを有し、前記デポジッシ
ョン用混合物及びガス・エッチャントの割合は、結晶応
力を減少した被膜がデポジットされる様に設定される組
成物。 - (2)層の上に応力を小さくして薄膜をデポジットする
装置に於いて、前記層を保持する室と、前記薄膜と反応
性のガス・エッチャントを前記室の中に導入する手段と
、前記薄膜をデポジットする為の薄膜デポジット用ガス
混合物を前記室内に導入する手段とを有する装置。 - (3)基板の上に化学反応気相成長によってデポジット
された結晶状被膜内の応力を予定のレベルに下げる方法
に於いて、前記被膜に対して反応性のガス・エッチャン
トと被膜をデポジットする為の被膜デポジット用ガス混
合物を予定の比で組合せて反応混合物を求め、基板を前
記反応混合物に露出し、被膜をデポジットし、エッチャ
ントの助けを借りて、デポジットする時の被膜の表面原
子を再配置して、デポジットされた被膜の応力が予定の
レベルに下がる様にする工程を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10221287A | 1987-09-29 | 1987-09-29 | |
US102212 | 1987-09-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01122126A true JPH01122126A (ja) | 1989-05-15 |
Family
ID=22288710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63243748A Pending JPH01122126A (ja) | 1987-09-29 | 1988-09-28 | 組成物、薄膜をデポジツトする装置と方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01122126A (ja) |
KR (1) | KR890005915A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1079387A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-03-24 | Applied Materials Inc | シリカ膜のフッ素化による応力制御 |
-
1988
- 1988-09-28 KR KR1019880012545A patent/KR890005915A/ko not_active Application Discontinuation
- 1988-09-28 JP JP63243748A patent/JPH01122126A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1079387A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-03-24 | Applied Materials Inc | シリカ膜のフッ素化による応力制御 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR890005915A (ko) | 1989-05-17 |
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