JPH03286532A - Formation of passivation film in plasma cvd apparatus - Google Patents

Formation of passivation film in plasma cvd apparatus

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JPH03286532A
JPH03286532A JP8892990A JP8892990A JPH03286532A JP H03286532 A JPH03286532 A JP H03286532A JP 8892990 A JP8892990 A JP 8892990A JP 8892990 A JP8892990 A JP 8892990A JP H03286532 A JPH03286532 A JP H03286532A
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JP
Japan
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passivation film
combination
film
plasma cvd
internal stress
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Application number
JP8892990A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Oyama
勝美 大山
Hitoshi Hikima
引間 仁
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Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To produce a passivation film provided with an internal stress which prevents an aluminum interconnection from being deteriorated by a method wherein a reaction process is executed at a plasma CVD apparatus by setting a first combination, a second combination or a third combination regarding a reaction gas system and a high-frequency power-supply frequency so as to correspond to the production speed and the film quality of the passivation film. CONSTITUTION:At a first combination (SiH4-N2: 50kHz), a second combination (SiH4-NH3: 50kHz) and a third combination (SiH4-NH3; 13.56MHz) regarding a reaction gas system and a high-frequency power-supply frequency, there exists an interrelationship in which a slow production speed or a fast production speed according to this order corresponds to the low closeness or the high closeness of a film quality and to the small content or the large content of hydrogen. When an aluminum interconnection is thin, the slow production speed is permitted and the film quality by the high closeness and by the small content of hydrogen is obtained by using the first combination. On the contrary, when the interconnection is thick, a productivity is enhanced by the third combination of the slow production speed.

Description

【発明の詳細な説明】 [M業上の利用分野] この発明は、プラズマCVD装置におけるパッンベーシ
ョン膜の生成方法に関し、詳しくはパッシベーション膜
の内部応力によるアルミニューム配線の劣化を防止し、
かつ、生産性を考慮して可及的に良好な膜質をつる方法
である。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application in M Business] The present invention relates to a method for forming a passivation film in a plasma CVD apparatus, and more specifically, to prevent deterioration of aluminum wiring due to internal stress of the passivation film,
In addition, it is a method for obtaining as good a film quality as possible in consideration of productivity.

[従来の技術] 半導体ICデバイスの製造には、シリコンウェハの表面
に薄膜を生成するプロセスがある。
[Prior Art] In the manufacture of semiconductor IC devices, there is a process of forming a thin film on the surface of a silicon wafer.

第5図は薄膜が形成されたシリコンウェハ1の基本構造
の1例を示す。シリコンのサブストレート1aの表面に
対してまず、シリコン酸化膜1bが形成され、これをエ
ツチングして所定のパターン化される。次にアルミニュ
ーム配線lcが、シリコン酸化膜1bのギャップを通し
てサブストレー ) 1 aのp層とn−層にそれぞれ
接続され、これが外部に接続される。ついで、シリコン
酸化膜1bとアルミニューム配線ICの表面に対してパ
ッシベーション膜1dが形成されてこれらが保護される
。パッシベーション膜としては、窒化シリコン(Si3
N4)が良好な性能を有するものとして、特許公開rG
3−184340号、半導体装置」が開示され実用化さ
れている。
FIG. 5 shows an example of the basic structure of a silicon wafer 1 on which a thin film is formed. First, a silicon oxide film 1b is formed on the surface of a silicon substrate 1a, and is etched into a predetermined pattern. Next, aluminum wiring lc is connected to the p layer and n- layer of the substrate 1a through the gap in the silicon oxide film 1b, and these are connected to the outside. Next, a passivation film 1d is formed on the surfaces of the silicon oxide film 1b and the aluminum wiring IC to protect them. As a passivation film, silicon nitride (Si3
N4) has good performance, and the patent publication rG
No. 3-184340, "Semiconductor Device" has been disclosed and put into practical use.

一般に薄膜の生成方法には化学的気相成長法(CVD)
が使用されているが、最近においては、従来の常圧CV
D装置に比較して低温度で反応プロセスが可能などの特
長があるプラズマCVD装置が開発されている。
Chemical vapor deposition (CVD) is generally used to produce thin films.
However, recently, conventional atmospheric pressure CV
A plasma CVD apparatus has been developed that has the advantage of being able to perform a reaction process at a lower temperature than the D apparatus.

第6図はプラズマCVD装置2の基本構成の断面を示す
。反応炉2aの内部に設けられた試料台2bに被処理の
サブストレートlaが載置され、ヒーター2Cにより加
熱される。試料台2bの上方にシャワー電極2dを設け
、インレット2eより反応ガスを圧入し、シャワー電極
2dに設けられた多数の小穴より噴射する。噴射された
反応ガスに対して、シャワー電極2dと試料台2bの間
に電源2fより高周波電力を加えてプラズマ化する。プ
ラズマ化された反応ガスの原子または電子のエネルギー
は、温度により励起される場合より高くて反応し易いの
で、比較的低温で有効な反応プロセスがなされるもので
ある。
FIG. 6 shows a cross section of the basic configuration of the plasma CVD apparatus 2. As shown in FIG. A substrate la to be processed is placed on a sample stage 2b provided inside a reactor 2a, and heated by a heater 2C. A shower electrode 2d is provided above the sample stage 2b, and a reaction gas is pressurized through an inlet 2e and injected through a number of small holes provided in the shower electrode 2d. The injected reaction gas is turned into plasma by applying high frequency power from the power source 2f between the shower electrode 2d and the sample stage 2b. The energy of atoms or electrons in the plasma-formed reaction gas is higher than that in the case of being excited by temperature, making it easier to react, so an effective reaction process can be carried out at a relatively low temperature.

[解決しようとする課題] 上記により形成されたパッシベーションMidには内部
応力が発生し、これに密着したアルミニューム配線IC
に対して圧力が加わる。、最近においては、ICデバイ
スの集積度の向上に伴ってアルミニューム配線ICが非
常に細線化されているので、この内部応力が大きいとき
はボイドと称する劣化現象が生ずる。従ってこの内部応
力をなんらかの方法により低減することが必要である。
[Problem to be solved] Internal stress occurs in the passivation Mid formed as described above, and the aluminum wiring IC that is in close contact with this generates internal stress.
Pressure is applied to Recently, as the degree of integration of IC devices has improved, aluminum wiring ICs have become extremely thin, so when this internal stress is large, a deterioration phenomenon called voids occurs. Therefore, it is necessary to reduce this internal stress by some method.

ただし、膜質が可及的に良質であることが条件付けられ
る。しかしながら、生産性の観点から見た場合、生成条
件による内部応力と膜質に関して公表された論文または
資料は見当たらない。これに対して、この発明の発明者
により、窒化シリコンのパッシベーション膜の内部応力
、膜質について、生産性の立場に立って実験計画法の手
法により組織的に実験が行われた。
However, the condition is that the film quality is as good as possible. However, from the viewpoint of productivity, there are no published papers or materials regarding internal stress and film quality depending on production conditions. On the other hand, the inventor of the present invention conducted systematic experiments on the internal stress and film quality of a silicon nitride passivation film using the experimental design method from the viewpoint of productivity.

以上の実験においてはパッシベーション膜の生成方法と
して、モノシラン(S i H4) +xxガス(N2
)のガス系と、またはモノシラン+アンモニア(NH3
)のガス系を用い、また高周波電源の周波数として比較
的低周波の50kHzと、または比較的高周波の13.
56MHzとが適当に組合わされて使用された。その結
果によると、窒化シリコン膜の内部応力の特性は、反応
プロセスにおける生成温度、生成圧力およびガス流量な
どの反応パラメータに依存し、その相関性が見出された
。従って反応パラメータを制御することにより、ある程
度の範囲内について所望の内部応力をうることか可能で
ある。同時にそれぞれの方法は、生成されたパッシベー
ション膜の緻密性ト水素含有量による膜質や、生成速度
に対して明確な相関性があることが判明した。生成速度
は直接、生産性に影響するので、これらを勘案してアル
ミニューム配線を劣化せず、可及的に良質で生産性の高
いパッシベーション膜を生成する方法が必要であり、こ
れは可能と考えられる。
In the above experiments, monosilane (S i H4) + xx gas (N2
) gas system, or monosilane + ammonia (NH3
) gas system, and the frequency of the high frequency power source is a relatively low frequency of 50 kHz, or a relatively high frequency of 13.
56 MHz was used in appropriate combination. According to the results, it was found that the internal stress characteristics of silicon nitride films depend on reaction parameters such as generation temperature, generation pressure, and gas flow rate in the reaction process, and that there is a correlation among them. Therefore, by controlling the reaction parameters, it is possible to obtain a desired internal stress within a certain range. At the same time, it was found that each method has a clear correlation with the denseness of the produced passivation film, the film quality depending on the hydrogen content, and the production rate. Since the production speed directly affects productivity, there is a need for a method that takes these factors into account and produces a passivation film of the highest possible quality and productivity without deteriorating the aluminum wiring. Conceivable.

この発明は以上に鑑みてなされたもので、プラズマCV
D装置に対して、上記の諸条件を満たすパッシベーショ
ン膜を生成する方法を提供することを目的とするもので
ある。
This invention was made in view of the above, and
The purpose of this invention is to provide a method for producing a passivation film that satisfies the above conditions for the D device.

[課題を解決するための手段] この発明は、プラズマCVD装置による、シリコンウェ
ハに形成されたシリコン酸化膜およびアルミニューム配
線に対する窒化シリコン(S 13N4)のパッシベー
ション膜の生成方法である。
[Means for Solving the Problems] The present invention is a method for producing a silicon nitride (S 13N4) passivation film for a silicon oxide film and aluminum wiring formed on a silicon wafer using a plasma CVD apparatus.

プラズマCVD装置に対して、パッシベーション膜の生
成速度および膜質に対応した、反応ガス系と高周波電源
の周波数の第1の組み合わせ(SiH4N2.50 k
 HZ ) 、または第2の組み合わせ(S iH+ 
−NH3,50kHz) 、または第3の組み合わせ(
S i H4−NH3,13,58MHz)のいずれか
を設定して反応プロセスを行う。パッシベーション膜の
内部応力によるアルミニューム配線の劣化に対して、各
反応ガス系の反応パラメータの要素の生成温度、生成圧
力およびガス流量を適切に制御してアルミニューム配線
の劣化を防止する内部応力を有するパッシベーション膜
を生成する。
For the plasma CVD equipment, the first combination of the reaction gas system and the frequency of the high-frequency power supply (SiH4N2.50 k
HZ), or the second combination (S iH+
-NH3, 50kHz), or a third combination (
S i H4-NH3, 13, 58 MHz) to perform the reaction process. In order to prevent the deterioration of aluminum wiring due to the internal stress of the passivation film, we appropriately control the generation temperature, generation pressure, and gas flow rate of the reaction parameters of each reaction gas system to prevent internal stress from deteriorating the aluminum wiring. Generate a passivation film with

上記において、反応ガス系と高周波電源の周波数の第1
、第2および第3の組み合わせの順に、パッシベーショ
ン膜の生成速度の遅〜速と、膜質の緻密性の高〜低、お
よび水素含有量の少〜多が対応する相関性により、第1
、第2および第3の組み合わせのいずれかを選択して設
定する。
In the above, the first frequency of the reaction gas system and the high frequency power supply is
, in the order of the second and third combinations, due to the correlation between the slow to fast formation rate of the passivation film, the high to low density of the film quality, and the low to high hydrogen content, the first
, select and set one of the second and third combinations.

また、上記のパッシベーション膜の内部応力の強〜弱に
対応する、反応パラメータの要素の生成温度の高〜低と
、生成圧力およびガス流量の大〜小の相関性により、反
応パラメータの各要素をそれぞれ制御するものである。
In addition, each element of the reaction parameter is determined by the correlation between the generation temperature of the reaction parameter elements, high to low, and the generation pressure and gas flow rate, which correspond to the strong to weak internal stress of the passivation film. They are controlled respectively.

[作用コ 上記のパッシベーション膜の生成方法においては、シリ
コンウェハに形成されたアルミニューム配線の太さに対
応して反応パラメータが制御され、太さが細い場合は内
部応力が小さくされ、反対に配線の太さが大きい場合は
内部応力を大きくする。
[Function] In the above method for forming a passivation film, the reaction parameters are controlled according to the thickness of the aluminum wiring formed on the silicon wafer, and when the thickness is thin, the internal stress is reduced; If the thickness is large, increase the internal stress.

いずれの場合もアルミニューム配線の劣化が回避される
とともに、可及的に良質のパッシベーション膜かえられ
る。ここで、反応ガス系と高周波電源の周波数の第1の
組み合わせ(S i H4−N2゜50kHz)と、第
2の組み合わせ(SiH4−NH3,50kHz)およ
び第3の組み合わせ(S i H4−NH3,13,5
6MHz)には、この順に従った生成速度の遅〜速と、
膜質の緻密性の高〜低および水素含有量の少〜多が対応
する相関性があるので、アルミニューム配線の太さが細
い場合に対しては、生成速度か遅いことを許容して第1
の組み合わせにより、高い緻密性と少ない水素含有量の
膜質がえられる。またこの反対に、配線が太い場合に対
しては生成速度の速い第3の組み合わせにより生産性を
向上する。たたし、この場合は緻密性と水素含有量がや
や低fしても要求条件が満たされるものとする。さらに
、配線の太さが上記の中間の場合においては、第2の組
み合わせをとって中程度の生成速度、緻密性および水素
含有量のパッシベーション膜が生成される。
In either case, deterioration of the aluminum wiring can be avoided and the passivation film can be replaced with as high a quality as possible. Here, the first combination (S i H4-N2 ° 50 kHz), the second combination (SiH4-NH3, 50 kHz), and the third combination (S i H4-NH3, 13,5
6MHz), the generation speed is slow to fast according to this order,
There is a correlation between high to low film density and low to high hydrogen content, so when the thickness of aluminum wiring is thin, the first
By combining these, a film quality with high density and low hydrogen content can be obtained. On the other hand, when the wiring is thick, the third combination, which has a faster generation speed, improves productivity. However, in this case, the required conditions are satisfied even if the density and hydrogen content are slightly lower f. Furthermore, when the thickness of the interconnect is between the above, the second combination is used to generate a passivation film with intermediate generation rate, density, and hydrogen content.

このように、ICデバイスの要求条件に応じて、アルミ
ニューム配線の劣化を防止し、これに見合った生産性と
可及的に良質なパッシベーション膜が生成されるもので
ある。
In this way, deterioration of the aluminum wiring can be prevented, and a passivation film of as high quality as possible can be produced with commensurate productivity according to the requirements of the IC device.

[実施例コ 第1図、第2図わよび第3図は、この発明によルフラズ
マCVD装置におけるパッシベーション膜の生成方法の
基礎となる実験データを示す。各図において、反応ガス
系と高周波電源の周波数の第1の組み合わせ(S 1H
4−N2.50kHz)を目印で、第2の組み合わせ(
SiH4−NH3゜50kHz)をΔ印で、また第3の
紹み合わせ(S i H4−NH3,13,56MHz
)を目印でボす。なお、各図の縦軸の内部応力Sは、相
手側の受ける力により圧縮応力と引っ張り応力に定義さ
れ、圧縮応力はウェハに圧縮力を及ぼし一符号とし、引
っ張り応力は引っ張り力を及ぼし十符号で表されている
[Example 1] Figures 1, 2, and 3 show experimental data that form the basis of a method for forming a passivation film in a Lufrazma CVD apparatus according to the present invention. In each figure, the first combination of frequencies of the reactant gas system and the high-frequency power source (S 1H
4-N2.50kHz) as a landmark, select the second combination (
SiH4-NH3゜50kHz) is marked with Δ, and the third introduction (S i H4-NH3,13,56MHz
) with the mark. The internal stress S on the vertical axis in each figure is defined as compressive stress and tensile stress depending on the force received by the other side. Compressive stress exerts a compressive force on the wafer and has a single sign, and tensile stress exerts a tensile force and has a ten sign. It is expressed as.

第1図(a)は生成温度tに対する内部応力Sの関係を
示し、第1と第2の組み合わせは、tが〜200’C以
下ではS(絶対値、以下間し))かかなり小さく、tが
これを越えると増加する。これに対して第3の組み合わ
せはtに拘らすSが比較的小さい。図(b)は生成圧力
pに対する内部応力Sを示し、第1と第3ではpが〜1
. O(T。
Figure 1(a) shows the relationship between the internal stress S and the formation temperature t, and for the first and second combinations, when t is ~200'C or less, S (absolute value, below) is quite small; When t exceeds this, it increases. On the other hand, in the third combination, S, which depends on t, is relatively small. Figure (b) shows the internal stress S with respect to the generated pressure p, and in the first and third cases, p is ~1
.. O(T.

rr)以下でSが小さく、これ以上で急激または漸次に
大きくなる。図(c)は反応ガス(siH4)の流量q
に対する内部応力Sを示し、3者ともにqが〜50 (
SCCM)以下でSが小さく、これを越えると第1は急
激に増大し、第2と第3は漸増する。以上により、第1
の組み合わせは、Sの変化が概ね急激であるが、しかし
単純であるので制御し易い。また第3は反応パラメータ
に大きく依存しないこと、第2の変化には単純でないも
のがあることなどが判明する。
S is small below rr), and increases rapidly or gradually above this. Figure (c) shows the flow rate q of the reaction gas (siH4)
q is ~50 (
SCCM) or less, S is small, and beyond this, the first increases rapidly, and the second and third increase gradually. Due to the above, the first
In the combination, the change in S is generally rapid, but it is simple and easy to control. It is also clear that the third change does not depend greatly on the reaction parameters, and that some of the second changes are not simple.

次に、第2図(a)は、エッチレートrに対する内部応
力Sを示す。ここでエッチレートrは、生成された膜を
適当な方法でエツチングしたときのエツチング速度を表
すもので、rが小さいほど緻密性が高くて良質とされる
。図によると、Sのある範囲内では第1の組み合わせが
緻密性が最も高く、第2と第3は順次に低くなることが
判る。図(b)は水素含有量QHに対する内部応力Sを
示す。
Next, FIG. 2(a) shows the internal stress S versus the etch rate r. Here, the etch rate r represents the etching rate when the produced film is etched by an appropriate method, and the smaller r is, the higher the density and the better the quality. According to the figure, it can be seen that within a certain range of S, the first combination has the highest density, and the second and third combinations have successively lower density. Figure (b) shows the internal stress S versus hydrogen content QH.

QHが小さいほど良質とされ、従って第1が最も良質で
、第2、第3の順序に低下することが明瞭に観察される
It is clearly observed that the lower the QH, the better the quality, so the first one is the best quality, decreasing in order to the second and third.

次に膜の生成速度Vのデータを第3図に示す。Next, data on the film formation rate V is shown in FIG.

第1の組み合わせは、Sの広い範囲でVが300〜85
0(オングストローム/m1n)の範囲に集中しており
、Sが小さいはどVが大きいがその偏差は小さい。第2
と第3ではSとVの関係はランダムに近く、第1に比較
してVが大きい場合が多い。
The first combination is a wide range of S with V of 300 to 85.
They are concentrated in the range of 0 (angstroms/m1n), and the smaller S is, the larger V is, but the deviation is small. Second
In the third case, the relationship between S and V is almost random, and V is often larger than in the first case.

以上の実験データを集約するが、これより数値的な相関
関係を導くことは困難である。そこで各要素の傾向の相
関性を表として第4図(a)、(b)に示す。図(a)
は反応ガス系と周波数の第1、第2および第3の組み合
わせを生成方法とする膜の生成状態を示し、各生成方法
に対して生成速度Vの遅〜速、緻密性dの高〜低、およ
び水素含有量Q■の少〜多が対応している。図(b)は
、反応パラメータの生成温度t1生成圧力pおよびガス
流量qの変化に対する内部応力Sの相関性を示すもので
前記に説明したところと同様である。
Although the above experimental data is aggregated, it is difficult to derive a numerical correlation beyond this. Therefore, the correlation between the trends of each element is shown in a table in FIGS. 4(a) and 4(b). Diagram (a)
indicates the state of film formation using the first, second, and third combinations of reaction gas system and frequency, and for each formation method, the formation speed V is slow to fast, and the density d is high to low. , and the hydrogen content Q■ corresponds to a small to a large amount. Figure (b) shows the correlation of internal stress S with respect to changes in the reaction parameters of production temperature t1 production pressure p and gas flow rate q, and is similar to that described above.

パッジベージうン膜の生成においては、上記の相関性と
実験データを利用する。まず、アルミニューム配線の太
さが細く、かつ良質な膜を必要とするICデバイスに対
しては、第1の組み合わせをとり、第1図(a)、(b
)および(c)に従って反応パラメータ(t、I)、Q
)を制御して内部応力Sがアルミニューム配線を劣化し
ない小さい値とする。この場合、第2図(a)、(b)
により、緻密性dが高く水素含有量QBが少ない膜かえ
られる。たたし、生成速度が遅いので生産性が低い点は
やむをえない。これと反対に、アルミニューム配線が太
く、かつ膜質よりむしろ生産性が重要な場合は、生成速
度Vが最も速い第3の組み合わせをとり、反応パラメー
タを制御して適切な内部応力Sとする。この場合は膜質
は概ね最下位となる。またこれらの中間に対しては、第
2の組み合わせをとることにより、相当する生成状態か
えられる。
The above correlation and experimental data are used in the production of pudgebage excreta. First, for IC devices that require thin aluminum wiring and high-quality films, the first combination is adopted, as shown in Figures 1(a) and (b).
) and (c) according to reaction parameters (t, I), Q
) to make the internal stress S a small value that does not deteriorate the aluminum wiring. In this case, Fig. 2 (a), (b)
As a result, a film with high density d and low hydrogen content QB can be obtained. However, since the production speed is slow, productivity is unavoidably low. On the other hand, if the aluminum wiring is thick and productivity is more important than film quality, the third combination with the fastest generation rate V is selected and the reaction parameters are controlled to provide an appropriate internal stress S. In this case, the film quality is generally at the lowest level. Moreover, for intermediate values between these, the corresponding generation state can be changed by taking the second combination.

[発明の効果コ 以りの説明により明らかなように、この発明によるパッ
シベーション膜の生成方法においては、プラズマCVD
装置に対して、反応ガス系と高周波電源の周波数の3種
類の組み合わせに対する実験が行われ、えられたデータ
の解析により、反応ガスの生成温度、生成圧力わよびガ
ス流量に対するパッシベーション膜の内部応力の相関性
と、3種類の組み合わせに対する生成膜の緻密性および
水素含有量の相関性が詳細に知見され、これに基づいて
反応パラメータの制御により内部応力を適切な値として
アルミニューム配線の劣化が防止されるとともに、膜質
をより重要視する場合、または生産性をより重要視する
場合、またはそれらの中間の場合に対して、反応ガス系
と高周波電源の周波数の3種類の組み合わせのいずれか
適切なものをとって要求条件を満足するもので、パッシ
ベーション膜の合理的な生成方法を提供する効果には大
きいものがある。
[Effects of the Invention] As is clear from the following explanation, in the method for producing a passivation film according to the present invention, plasma CVD is
Experiments were conducted on the device using three combinations of reaction gas system and high-frequency power supply frequency, and analysis of the obtained data revealed the internal stress of the passivation film in relation to reaction gas generation temperature, generation pressure, and gas flow rate. The correlation between the density of the produced film and the hydrogen content for three types of combinations was found in detail, and based on this, it was possible to control the internal stress to an appropriate value by controlling the reaction parameters to prevent the deterioration of aluminum wiring. In cases where film quality is more important, productivity is more important, or an intermediate case, one of three combinations of the frequencies of the reaction gas system and high frequency power source is appropriate. It satisfies the required conditions and has a great effect in providing a rational method for producing a passivation film.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)、(b)、(c) 、第2図(a)、(b
) 、および第3図は、この発明によるプラズマCVD
装置におけるパッシベーション膜の生成方法の基礎とな
る実験データを示す図、第4図(a)および(b)は、
生成方法と生成状態の相関表および反応パラメータの条
件と膜の内部応力の相関表の説明図、第5図は、薄膜が
形成されたシリコンウェハの基本構造の1例を示す断面
図、第6図はプラズマCVD装置の断面図である。 1・・・シリコンウェハ、  1a・・・サブストレー
ト、1b・・・シリコン酸化膜、 1c・・・アルミニューム配線、 ld・・・パッシベーション膜、 2・・・プラズマCVD装ft、2a・・・反応炉、2
b・・・試料台、     2c・・・ヒーター2d・
・・シャワーN極、  2e ・・・インレット、2f
・・・電源、 S・・・内部応力、     t・・・生成温度、p・
・・生成圧力、     q・・・ガス流量、r・・・
エッチレート、  Q■・・・水素含有量、■・・・生
成速度。 第4図 (a) (b)
Figure 1 (a), (b), (c), Figure 2 (a), (b)
), and FIG. 3 shows plasma CVD according to the present invention.
Figures 4(a) and 4(b) are diagrams showing experimental data that form the basis of the method for producing a passivation film in the device.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the basic structure of a silicon wafer on which a thin film is formed; The figure is a sectional view of a plasma CVD apparatus. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Silicon wafer, 1a... Substrate, 1b... Silicon oxide film, 1c... Aluminum wiring, ld... Passivation film, 2... Plasma CVD equipment ft, 2a... reactor, 2
b...Sample stand, 2c...Heater 2d.
... Shower N pole, 2e ... Inlet, 2f
...power supply, S...internal stress, t...generation temperature, p.
...Generation pressure, q...Gas flow rate, r...
Etch rate, Q■...Hydrogen content, ■...Generation rate. Figure 4 (a) (b)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プラズマCVD装置による、シリコンウェハに形
成されたシリコン酸化膜およびアルミニューム配線に対
する窒化シリコン(Si_3N_4)のパッシベーショ
ン膜の生成において、該プラズマCVD装置に対して、
該パッシベーション膜の生成速度および膜質に対応した
、反応ガス系と高周波電源の周波数の第1の組み合わせ
(SiH_4−N_2、50kHz)、または第2の組
み合わせ(SiH_4−NH_3、50kHz)、また
は第3の組み合わせ(SiH_4−NH_3、13.5
6MHz)のいずれかを設定して反応プロセスを行い、
上記パッシベーション膜の内部応力による上記アルミニ
ューム配線の劣化に対して、上記各反応ガス系の反応パ
ラメータの要素の生成湿度、生成圧力およびガス流量を
適切に制御し、該劣化を防止する上記内部応力を有する
上記パッシベーション膜を生成することを特徴とする、
プラズマCVD装置におけるパッシベーション膜の生成
方法。
(1) In the production of a silicon nitride (Si_3N_4) passivation film for a silicon oxide film and aluminum wiring formed on a silicon wafer using a plasma CVD apparatus,
The first combination (SiH_4-N_2, 50kHz), the second combination (SiH_4-NH_3, 50kHz), or the third combination of the frequencies of the reaction gas system and the high-frequency power supply correspond to the generation rate and film quality of the passivation film. Combination (SiH_4-NH_3, 13.5
6MHz) to perform the reaction process,
In order to prevent the deterioration of the aluminum wiring due to the internal stress of the passivation film, the internal stress is prevented by appropriately controlling the generated humidity, the generated pressure, and the gas flow rate of the reaction parameter elements of each of the reactive gas systems. producing the above passivation film having
A method for producing a passivation film in a plasma CVD apparatus.
(2)上記反応ガス系と高周波電源の周波数の第1、第
2および第3の組み合わせの順に、上記パッシベーショ
ン膜の上記生成速度の遅〜速と、上記膜質の緻密性の高
〜低、および水素含有量の少〜多が対応する相関性によ
り、上記第1、第2および第3の組み合わせのいずれか
を選択して設定する、請求項1記載のプラズマCVD装
置におけるパッシベーション膜の生成方法。
(2) In order of the first, second, and third combinations of the frequencies of the reaction gas system and the high-frequency power source, the generation rate of the passivation film is slow to fast, the denseness of the film quality is high to low, and 2. The method for producing a passivation film in a plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein one of the first, second, and third combinations is selected and set based on a correlation corresponding to a low to high hydrogen content.
(3)上記パッシベーション膜の内部応力の強〜弱に対
応する、上記反応パラメータの要素の生成温度の高〜低
と、生成圧力およびガス流量の大〜小の相関性により、
該パラメータの各要素をそれぞれ制御する、請求項1ま
たは2記載のプラズマCVD装置におけるパッシベーシ
ョン膜の生成方法。
(3) Due to the correlation between the generation temperature of the reaction parameter elements, which corresponds to the strength and weakness of the internal stress of the passivation film, and the generation pressure and gas flow rate,
3. A method for producing a passivation film in a plasma CVD apparatus according to claim 1 or 2, wherein each element of said parameters is controlled respectively.
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