JPH03190229A - 半導体装置の酸化膜の製造法 - Google Patents
半導体装置の酸化膜の製造法Info
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- JPH03190229A JPH03190229A JP33088189A JP33088189A JPH03190229A JP H03190229 A JPH03190229 A JP H03190229A JP 33088189 A JP33088189 A JP 33088189A JP 33088189 A JP33088189 A JP 33088189A JP H03190229 A JPH03190229 A JP H03190229A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ＣＶＤ法を用いて成膜する半導体装置の酸化
膜の製造法に関する。
膜の製造法に関する。
（従来の技術）
ＬＳＩの微細化、高集積化に伴い、配線のチップに占め
る面積が大きくなり、配線の多層化がますます進展して
いる。さらに、今後の多層配線においては、配線抵抗を
小さく維持する必要から配線のアスペクト比が大きくな
り、その結果、表面の凹凸はますます激しくなる。した
がりて、絶縁膜の平坦化は、次世代の多層配線に欠くこ
とのできない必須技術となっている。
る面積が大きくなり、配線の多層化がますます進展して
いる。さらに、今後の多層配線においては、配線抵抗を
小さく維持する必要から配線のアスペクト比が大きくな
り、その結果、表面の凹凸はますます激しくなる。した
がりて、絶縁膜の平坦化は、次世代の多層配線に欠くこ
とのできない必須技術となっている。
Ａ１配線下層の絶縁膜を平坦化する方法としては、ＢＰ
ＳＧ膜のりフローが一般的である。
ＳＧ膜のりフローが一般的である。
従来、このリフローＢＰＳＧ膜の形成には、Ｓ ｉＨａ
ＰＨａ Ｂ２ Ｈｅ ０２ 常圧ＣＶＤ法が主
に用いられてきた。
ＰＨａ Ｂ２ Ｈｅ ０２ 常圧ＣＶＤ法が主
に用いられてきた。
しかし、この方法では１６〜６４ＭＤＲＡＭクラスの超
ＬＳＩには段差被覆性が悪く平坦化が不充分である。
ＬＳＩには段差被覆性が悪く平坦化が不充分である。
このため最近はＳｉＨ４に代わってテトラエトキシシラ
ン（以下、ＴＥ０１という）を用いるＣＶＤ法が盛んに
なった。
ン（以下、ＴＥ０１という）を用いるＣＶＤ法が盛んに
なった。
ＴＥ０１を用いるＣＶＤ法としては、減圧ＣＶＤ法、プ
ラズマＣＶＤ法、０３常圧ＣＶＤ法等があるが、その中
でも０３ ＴＥＯ５常圧ＣＶＤ法が段差被覆性に優れ
、がっ、生産性においても優れているといわれている。
ラズマＣＶＤ法、０３常圧ＣＶＤ法等があるが、その中
でも０３ ＴＥＯ５常圧ＣＶＤ法が段差被覆性に優れ
、がっ、生産性においても優れているといわれている。
０３ ＴＥＯＳ常圧ｃＶＤ法の場合、穴部等の凹部に
より厚く成長する平坦化ＣＶＤ膜である。
より厚く成長する平坦化ＣＶＤ膜である。
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。
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。
しかし、ＴＥ０１のような有機原料を用いた酸化膜の形
成には、原料の分解生成物、反応重合物（タール状成分
）等が膜中に残存する欠点がある。
成には、原料の分解生成物、反応重合物（タール状成分
）等が膜中に残存する欠点がある。
また、０３ ＴＥＯ５常圧ＣＶＤで成長させた膜中に
はＨ２Ｃ、ＯＨ基等が残留しやすく、それがアニールし
た時に外部へ拡散し、クラック発生の原因となる。
はＨ２Ｃ、ＯＨ基等が残留しやすく、それがアニールし
た時に外部へ拡散し、クラック発生の原因となる。
さらに、膜中のＨ２Ｃ、ＯＨ基等は２層目のアルミ配線
の形成時にガス発生の原因となり、スルーボールでの断
線不良を引き起こす。
の形成時にガス発生の原因となり、スルーボールでの断
線不良を引き起こす。
また、０３ ＴＥＯＳ常圧ＣＶＤで成長させた膜の膜
質は緻密性が必ずしも満足なものではない欠点がある。
質は緻密性が必ずしも満足なものではない欠点がある。
上記のように、０３ ＴＥＯＳ常圧ＣＶＤて成長させ
た膜は段差被覆性、平坦化性等に優れているが、緻密性
、クラック耐性、絶縁性等の膜質に問題を残している。
た膜は段差被覆性、平坦化性等に優れているが、緻密性
、クラック耐性、絶縁性等の膜質に問題を残している。
また、上記の問題点を軽減するように成膜するには６０
０〜７００℃の基板加熱が必要となるため、アルミ配線
上に０３−ＴＥＯＳ常圧ＣＶＤを用いてＳ ｉ ０２膜
を成膜する場合、アルミ配線を著しく劣化させる欠点が
ある。
０〜７００℃の基板加熱が必要となるため、アルミ配線
上に０３−ＴＥＯＳ常圧ＣＶＤを用いてＳ ｉ ０２膜
を成膜する場合、アルミ配線を著しく劣化させる欠点が
ある。
（解決しようとする問題点）
本発明は、０３ ＴＥＯ３ＣＶＤ法によって成膜され
た膜中に有機物、Ｈ２０，ＯＨ基等の残存が少なく、し
かも、成膜した酸化膜が極めて緻密であり、かつ、より
低温で成膜できる半導体装置の酸化膜を製造する方法を
提供しようとするものである。
た膜中に有機物、Ｈ２０，ＯＨ基等の残存が少なく、し
かも、成膜した酸化膜が極めて緻密であり、かつ、より
低温で成膜できる半導体装置の酸化膜を製造する方法を
提供しようとするものである。
（問題を解決するための手段）
本発明は、ＴＥ０１を０３とともに熱分解して酸化膜を
製造する場合、０．００１〜２容量％の水蒸気を添加す
ることによって目的を達成することができる。
製造する場合、０．００１〜２容量％の水蒸気を添加す
ることによって目的を達成することができる。
ＴＥ０１と水蒸気との反応は次の通りである。
Ｓ ｉ （ＯＣ２Ｈ５） ４ ＋２Ｈ２０＋Ｓ ｉ○２
＋４Ｃ２Ｈｓ○Ｈ 上記の反応式に示すように、水蒸気量は２モル以下、好
ましくは０．１モル程度が効果的である。
＋４Ｃ２Ｈｓ○Ｈ 上記の反応式に示すように、水蒸気量は２モル以下、好
ましくは０．１モル程度が効果的である。
本発明によれば、成膜が水蒸気の雰囲気で行なわれるた
め次の反応が起こる。
め次の反応が起こる。
５ｊｏ２＋２Ｈ２０ヱＳ ｉ （ＯＨ） ａこの可逆反
応によって生成したＳｉ（ＯＨ）４は揮発性を持つので
、膜成長面のＳｉＯ２成分の移動を容易にし膜質な緻密
化する作用がある。
応によって生成したＳｉ（ＯＨ）４は揮発性を持つので
、膜成長面のＳｉＯ２成分の移動を容易にし膜質な緻密
化する作用がある。
また、Ｓ ｉ （ＯＣ２Ｈ５） ａがＳｉＯ２になる過
程は一気にＳｉＯ２になるのではなく、（Ｃ２Ｈ５０）
３ Ｓ ｉｔｓ ｉ （ＯＣ２Ｈｓ ） ３、（Ｃ２
Ｈ５０）３５ｉＯ３ｉ （ＯＣ２Ｈ５）２０Ｓｉ （Ｏ
Ｃ２Ｈ５）３等の中間縮合物を経てＳｉＯ２になること
が知られており、この中間縮合物が流動性を帯びている
ために、良好な段差被覆性、平坦化性を有すると考えら
れる。
程は一気にＳｉＯ２になるのではなく、（Ｃ２Ｈ５０）
３ Ｓ ｉｔｓ ｉ （ＯＣ２Ｈｓ ） ３、（Ｃ２
Ｈ５０）３５ｉＯ３ｉ （ＯＣ２Ｈ５）２０Ｓｉ （Ｏ
Ｃ２Ｈ５）３等の中間縮合物を経てＳｉＯ２になること
が知られており、この中間縮合物が流動性を帯びている
ために、良好な段差被覆性、平坦化性を有すると考えら
れる。
一方、このような反応でできるＣ２ Ｈ５０Ｈ等の有機
物は０３により縮重合を重ね、膜中に有機物の残存をま
ねく。
物は０３により縮重合を重ね、膜中に有機物の残存をま
ねく。
そこで、水蒸気による分解を補助的に用いると、上記の
ような縮重合を防止することができる。
ような縮重合を防止することができる。
本発明は、水蒸気により０３や熱による分解を促進し、
縮重合有機物、未分解有機物等を減少させようとするも
のである。
縮重合有機物、未分解有機物等を減少させようとするも
のである。
さらに、本発明によれば、膜中に残存するＯＨ基、Ｈ２
Ｃ等も減少あるいは除去することができる。
Ｃ等も減少あるいは除去することができる。
本発明になる酸化膜の製造法は、ＴＥ０１にＢ（○ＣＨ
３）３、Ｂ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｐ（○ＣＨ３）３、Ｐ○
（○ＣＨ３）３等のドーパントを加えて熱分解しＣＶＤ
膜を製造する場合も適用することができる。
３）３、Ｂ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｐ（○ＣＨ３）３、Ｐ○
（○ＣＨ３）３等のドーパントを加えて熱分解しＣＶＤ
膜を製造する場合も適用することができる。
（実施例）
Ｑ３常圧ＣＶＤ装置内にＳｉ基板を設置し、その基板を
５００℃に加熱した。
５００℃に加熱した。
ＴＥ０１を６０°Ｃに加熱し、Ａｒキャリアガスでバブ
リングしてＣＶＤ装置内に導入した。
リングしてＣＶＤ装置内に導入した。
くた、無声放電方式オゾン発生器により発生した０３を
１ｖｏ１％、水蒸気を０．０１ｖｏ１％、別々にＣＶＤ
装置内に導入し、ＣＶＤ酸化膜を成膜した。
１ｖｏ１％、水蒸気を０．０１ｖｏ１％、別々にＣＶＤ
装置内に導入し、ＣＶＤ酸化膜を成膜した。
成膜した酸化膜の赤外吸収スペクトルを測定した結果、
アルキル基、反応縮合物、反応重合物等の有機物の吸収
スペクトルは観測されなかった。
アルキル基、反応縮合物、反応重合物等の有機物の吸収
スペクトルは観測されなかった。
一方、水蒸気を導入しないてＣＶＤ酸化膜を成膜し、赤
外吸収スペクトルを比較した結果、水蒸気を導入した酸
化膜の方がはるかにＯＨ基が少ないことがわかった。
外吸収スペクトルを比較した結果、水蒸気を導入した酸
化膜の方がはるかにＯＨ基が少ないことがわかった。
また、硬度計を用いて膜の硬度を比較した結果、水蒸気
を導入した酸化膜の方がはるかに硬度が大きく、充分に
緻密な膜であることがわかった。
を導入した酸化膜の方がはるかに硬度が大きく、充分に
緻密な膜であることがわかった。
（発明の効果）
本発明によれば、生成した酸化膜中に有機物が残存せず
、ＯＨ基も極めて少ないため、その膜質は極めて優れて
いる特徴がある。
、ＯＨ基も極めて少ないため、その膜質は極めて優れて
いる特徴がある。
また、成膜と緻密化が殆ど同時に行われるため、極めて
緻密な酸化膜を合理的に形成することができる特徴があ
る。
緻密な酸化膜を合理的に形成することができる特徴があ
る。
さらに、−船釣なりフロー工程は５００°Ｃ以上の高温
で加熱処理をする必要があるが、本発明によれば、２０
０℃前後の低温でリフローすることができる利点があり
、かつ、アルコラードが縮合して酸化物となる過程その
ものは変えないので、段差被覆性、平坦化性等の優れた
性質は損なわない特徴がある。
で加熱処理をする必要があるが、本発明によれば、２０
０℃前後の低温でリフローすることができる利点があり
、かつ、アルコラードが縮合して酸化物となる過程その
ものは変えないので、段差被覆性、平坦化性等の優れた
性質は損なわない特徴がある。
Claims (1)
- テトラエトキシシランをオゾンとともに熱分解して得る
酸化膜製造法において、水蒸気を０．００１〜２容量％
添加することを特徴とする半導体装置の酸化膜の製造法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33088189A JPH03190229A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体装置の酸化膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33088189A JPH03190229A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体装置の酸化膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190229A true JPH03190229A (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=18237553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33088189A Pending JPH03190229A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体装置の酸化膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03190229A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5710079A (en) * | 1996-05-24 | 1998-01-20 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for forming dielectric films |
| US6706648B2 (en) | 1995-09-08 | 2004-03-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd | APCVD method of forming silicon oxide using an organic silane, oxidizing agent, and catalyst-formed hydrogen radical |
| JP2009099909A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2010040754A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP33088189A patent/JPH03190229A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6706648B2 (en) | 1995-09-08 | 2004-03-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd | APCVD method of forming silicon oxide using an organic silane, oxidizing agent, and catalyst-formed hydrogen radical |
| US7491659B2 (en) | 1995-09-08 | 2009-02-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | APCVD method of forming silicon oxide using an organic silane, oxidizing agent, and catalyst-formed hydrogen radical |
| US5710079A (en) * | 1996-05-24 | 1998-01-20 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for forming dielectric films |
| US6030460A (en) * | 1996-05-24 | 2000-02-29 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for forming dielectric films |
| JP2009099909A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2010040754A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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