JPH0329297B2 - - Google Patents
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- JPH0329297B2 JPH0329297B2 JP59188424A JP18842484A JPH0329297B2 JP H0329297 B2 JPH0329297 B2 JP H0329297B2 JP 59188424 A JP59188424 A JP 59188424A JP 18842484 A JP18842484 A JP 18842484A JP H0329297 B2 JPH0329297 B2 JP H0329297B2
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- silicon nitride
- nitride insulating
- plasma silicon
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、半導体素子に用いられるプラズマ
窒化シリコン絶縁膜のクラツクを防止するための
処理方法に関するものである。
窒化シリコン絶縁膜のクラツクを防止するための
処理方法に関するものである。
［従来の技術］
従来の、プラズマ窒化シリコン絶縁膜のクラツ
ク防止法として、前記絶縁膜を生成させるときの
パラメータ、たとえばモノシラン・ガス，アンモ
ニア・ガスの圧力，流量，濃度比などを制御して
いた（Ｍ，J.Rand：J.Vac.Sci.Technol.，
Vol.16，1979，420p）。そして生成後の前記絶縁
膜に対しては、クラツク防止のための特別な処理
は施されていなかつた。
ク防止法として、前記絶縁膜を生成させるときの
パラメータ、たとえばモノシラン・ガス，アンモ
ニア・ガスの圧力，流量，濃度比などを制御して
いた（Ｍ，J.Rand：J.Vac.Sci.Technol.，
Vol.16，1979，420p）。そして生成後の前記絶縁
膜に対しては、クラツク防止のための特別な処理
は施されていなかつた。
従来のプラズマ窒化シリコン絶縁膜のクラツク
防止法は、前記絶縁膜を生成する諸条件を変化さ
せ、クラツクの発生原因の内部応力を最小とする
最適条件を選び出す方法であつた。すなわち、モ
ノシラン・ガスやアンモニア・ガスなどの反応ガ
スの圧力，流量，濃度比，基板温度など生成パラ
メータを変えて作成された前記絶縁膜のうち、内
部応力が最小となる生成パラメータ条件を採用す
る方法がとられていた。また、生成後の前記絶縁
膜の後処理として、内部応力を緩和するための特
別な処理は施されていなかつた。
防止法は、前記絶縁膜を生成する諸条件を変化さ
せ、クラツクの発生原因の内部応力を最小とする
最適条件を選び出す方法であつた。すなわち、モ
ノシラン・ガスやアンモニア・ガスなどの反応ガ
スの圧力，流量，濃度比，基板温度など生成パラ
メータを変えて作成された前記絶縁膜のうち、内
部応力が最小となる生成パラメータ条件を採用す
る方法がとられていた。また、生成後の前記絶縁
膜の後処理として、内部応力を緩和するための特
別な処理は施されていなかつた。
［発明が解決しようとする問題点］
上記のような従来の生成パラメータの制御によ
るクラツク防止法は、非常に多くのパラメータを
制御しなければならず、また生成装置の個性もあ
つて最適条件を維持することが極めて困難な欠点
があつた。また後処理としての内部応力を緩和す
る熱処理（アニール処理）は、半導体素子には前
記絶縁膜で被覆される低融点のアルミニウム配線
が内在することもあつて、効果的な高温処理を行
なうことができず、後処理を施し難い欠点があつ
た。
るクラツク防止法は、非常に多くのパラメータを
制御しなければならず、また生成装置の個性もあ
つて最適条件を維持することが極めて困難な欠点
があつた。また後処理としての内部応力を緩和す
る熱処理（アニール処理）は、半導体素子には前
記絶縁膜で被覆される低融点のアルミニウム配線
が内在することもあつて、効果的な高温処理を行
なうことができず、後処理を施し難い欠点があつ
た。
この発明は、上記の問題点を解決するためにな
されたもので、プラズマ窒化シリコン絶縁膜の原
子レベルにおけるミクロ構造の改変を行ない、ひ
いては該絶縁膜のクラツクを防止することができ
るように改良された、プラズマ窒化シリコン絶縁
膜の処理方法を提供することを目的とする。
されたもので、プラズマ窒化シリコン絶縁膜の原
子レベルにおけるミクロ構造の改変を行ない、ひ
いては該絶縁膜のクラツクを防止することができ
るように改良された、プラズマ窒化シリコン絶縁
膜の処理方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明は、半導体素子上に形成されるプラズ
マ窒化シリコン絶縁膜の処理方法に係るものであ
る。そして、上記問題点を解決するために、上記
プラズマ窒化シリコン絶縁膜を200〜300℃の温度
に昇温させた状態で、該プラズマ窒化シリコン絶
縁膜に、波長200〜600nmの光を照射することを
特徴とする。
マ窒化シリコン絶縁膜の処理方法に係るものであ
る。そして、上記問題点を解決するために、上記
プラズマ窒化シリコン絶縁膜を200〜300℃の温度
に昇温させた状態で、該プラズマ窒化シリコン絶
縁膜に、波長200〜600nmの光を照射することを
特徴とする。
［作 用］
紫外線を含む波長200〜600nmの光は、光子エ
ネルギが高いため、光化学反応を生じさせる。プ
ラズマ窒化シリコン絶縁膜内では、この光子エネ
ルギによつて、原子レベルにおける、原子・分子
の結合ボンドの切断・再結合，並進・回転・振動
等の運動、ラジカル種の生成等のミクロ構造の改
変を行なう。光化学反応を起こす。この光化学反
応により、プラズマ窒化シリコン絶縁膜のミクロ
構造の変化が起こり、空間的密度や配位数の揺ら
ぎが減少する。すなわち、光子エネルギによつ
て、ミクロ構造が変化、すなわち原子の配列が内
部応力の少ない構造に組み換えられ、安定な配置
にされる。また、処理温度が200〜300℃と低いの
で、プラズマ窒化シリコン絶縁膜の下に内在する
半導体素子は熱による悪影響を受けない。
ネルギが高いため、光化学反応を生じさせる。プ
ラズマ窒化シリコン絶縁膜内では、この光子エネ
ルギによつて、原子レベルにおける、原子・分子
の結合ボンドの切断・再結合，並進・回転・振動
等の運動、ラジカル種の生成等のミクロ構造の改
変を行なう。光化学反応を起こす。この光化学反
応により、プラズマ窒化シリコン絶縁膜のミクロ
構造の変化が起こり、空間的密度や配位数の揺ら
ぎが減少する。すなわち、光子エネルギによつ
て、ミクロ構造が変化、すなわち原子の配列が内
部応力の少ない構造に組み換えられ、安定な配置
にされる。また、処理温度が200〜300℃と低いの
で、プラズマ窒化シリコン絶縁膜の下に内在する
半導体素子は熱による悪影響を受けない。
［実施例］
以下、この発明の実施例を図によつて説明す
る。第１図は、この発明の実施例であるプラズマ
窒化シリコン絶縁膜の処理方法を説明するための
断面図である。初めに、この処理方法の構成につ
いて説明する。図において、半導体素子１上には
プラズマ窒化シリコン絶縁膜２が形成されてい
る。半導体素子１は、半導体装置としての製造プ
ロセスが未完了の状態にあるものである。半導体
素子１はヒータ４上に載置される。ヒータ４は半
導体素子１を介してプラズマ窒化シリコン絶縁膜
２を昇温させるための加熱手段であり、半導体素
子１およびプラズマ窒化シリコン絶縁膜２を200
〜300℃の温度範囲内に昇温できる機能を有する。
光３は、光源および光学系（いずれも図示せず）
によるパワー強度の面積密度が均一な分布の光で
あつて、プラズマ窒化シリコン絶縁膜２を照射す
る光である。また光３は、波長域200〜600nmの
光を含むものであつて、その波長域内の光パワー
強度が10W／cm2以上の光である。この光３の光源
としては、たとえば高圧水銀灯，キセノン・ラン
プなどを用いることができる。
る。第１図は、この発明の実施例であるプラズマ
窒化シリコン絶縁膜の処理方法を説明するための
断面図である。初めに、この処理方法の構成につ
いて説明する。図において、半導体素子１上には
プラズマ窒化シリコン絶縁膜２が形成されてい
る。半導体素子１は、半導体装置としての製造プ
ロセスが未完了の状態にあるものである。半導体
素子１はヒータ４上に載置される。ヒータ４は半
導体素子１を介してプラズマ窒化シリコン絶縁膜
２を昇温させるための加熱手段であり、半導体素
子１およびプラズマ窒化シリコン絶縁膜２を200
〜300℃の温度範囲内に昇温できる機能を有する。
光３は、光源および光学系（いずれも図示せず）
によるパワー強度の面積密度が均一な分布の光で
あつて、プラズマ窒化シリコン絶縁膜２を照射す
る光である。また光３は、波長域200〜600nmの
光を含むものであつて、その波長域内の光パワー
強度が10W／cm2以上の光である。この光３の光源
としては、たとえば高圧水銀灯，キセノン・ラン
プなどを用いることができる。
次に、この処理方法について説明する。光３を
プラズマ窒化シリコン絶縁膜２へ照射することに
よつて、前記絶縁膜のクラツクの発生原因である
内部応力を緩和する。プラズマ窒化シリコン絶縁
膜２は、周知のごとく一般にストイキオメトリか
ら組成がずれており、その膜中に水素を多く含ん
だ非晶質である。したがつて、原子レベルで見る
ならば、原子の空間的密度や配位数にゆらぎが大
きく存在し、これが内部応力を増大させている。
そこで、光３をプラズマ窒化シリコン絶縁膜２に
照射してやれば、光子エネルギによつて原子・分
子の結合ボンドの切断・再結合，並進・回転・振
動，ラジカル種の化学反応などが発生し、プラズ
マ窒化シリコン絶縁膜２における原子の空間的密
度や配位数のゆらぎは減少する。その結果、プラ
ズマ窒化シリコン絶縁膜２の内部応力は小さくな
り、そのクラツクの発生は防止される。
プラズマ窒化シリコン絶縁膜２へ照射することに
よつて、前記絶縁膜のクラツクの発生原因である
内部応力を緩和する。プラズマ窒化シリコン絶縁
膜２は、周知のごとく一般にストイキオメトリか
ら組成がずれており、その膜中に水素を多く含ん
だ非晶質である。したがつて、原子レベルで見る
ならば、原子の空間的密度や配位数にゆらぎが大
きく存在し、これが内部応力を増大させている。
そこで、光３をプラズマ窒化シリコン絶縁膜２に
照射してやれば、光子エネルギによつて原子・分
子の結合ボンドの切断・再結合，並進・回転・振
動，ラジカル種の化学反応などが発生し、プラズ
マ窒化シリコン絶縁膜２における原子の空間的密
度や配位数のゆらぎは減少する。その結果、プラ
ズマ窒化シリコン絶縁膜２の内部応力は小さくな
り、そのクラツクの発生は防止される。
ヒータ４によるプラズマ窒化シリコン絶縁膜２
の昇温は、上述の作用を促進する効果がある。光
３を照射せず、単にプラズマ窒化シリコン絶縁膜
２を昇温するならば、非晶質の構造緩和・内部応
力の緩和に高温・長時間を要する。
の昇温は、上述の作用を促進する効果がある。光
３を照射せず、単にプラズマ窒化シリコン絶縁膜
２を昇温するならば、非晶質の構造緩和・内部応
力の緩和に高温・長時間を要する。
第２図は、この発明の処理方法を、アルミニウ
ム配線パターンに被覆したプラズマ窒化シリコン
絶縁膜２へ、(a)適用した場合、(b)適用しない場合
のアルミニウム配線段差部に発生したクラツク数
の実測例である。縦軸はクラツク発生数を、横軸
はサンプル番号を表わす。この処理方法を適用し
た場合、サンプル番号１，４については若干クラ
ツクが発生しているが、他のサンプル番号につい
ては全くクラツクが発生しておらず、この発明の
処理方法がプラズマ窒化シリコン絶縁膜のクラツ
クの発生防止に明らかに有効であることがわか
る。
ム配線パターンに被覆したプラズマ窒化シリコン
絶縁膜２へ、(a)適用した場合、(b)適用しない場合
のアルミニウム配線段差部に発生したクラツク数
の実測例である。縦軸はクラツク発生数を、横軸
はサンプル番号を表わす。この処理方法を適用し
た場合、サンプル番号１，４については若干クラ
ツクが発生しているが、他のサンプル番号につい
ては全くクラツクが発生しておらず、この発明の
処理方法がプラズマ窒化シリコン絶縁膜のクラツ
クの発生防止に明らかに有効であることがわか
る。
また、この処理方法は、大口径ウエハのごとき
寸法の大きい半導体素子にも簡単に適用でき、処
理パラメータも少ないので安定した条件でプラズ
マ窒化シリコン絶縁膜のクラツク防止処理を行な
うことができる。
寸法の大きい半導体素子にも簡単に適用でき、処
理パラメータも少ないので安定した条件でプラズ
マ窒化シリコン絶縁膜のクラツク防止処理を行な
うことができる。
なお、上記実施例では、半導体素子およびプラ
ズマ窒化シリコン絶縁膜を昇温させるためにヒー
タの熱伝導を用いたが、赤外線ランプのごとき輻
射熱を用いてもよい。
ズマ窒化シリコン絶縁膜を昇温させるためにヒー
タの熱伝導を用いたが、赤外線ランプのごとき輻
射熱を用いてもよい。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば、プラズマ窒
化シリコン絶縁膜に200〜300℃の温度に昇温させ
た状態で、該プラズマ窒化シリコン絶縁膜に、波
長200〜600nmの光を照射するので、当該光の持
つ光子エネルギによつて、プラズマ窒化シリコン
絶縁膜のミクロ構造の変化、すなわち原子の配列
が内部応力の少ない構造に組み換えられ安定な配
例にされる。また、処理温度が200〜300℃と低い
ので、プラズマ窒化シリコン絶縁膜の下に内在す
る半導体素子は、熱による悪影響を受けない。そ
の結果、半導体素子に熱損傷を与えないで、プラ
ズマ窒化シリコン絶縁膜のクラツクの発生の防止
処理が行なえる。
化シリコン絶縁膜に200〜300℃の温度に昇温させ
た状態で、該プラズマ窒化シリコン絶縁膜に、波
長200〜600nmの光を照射するので、当該光の持
つ光子エネルギによつて、プラズマ窒化シリコン
絶縁膜のミクロ構造の変化、すなわち原子の配列
が内部応力の少ない構造に組み換えられ安定な配
例にされる。また、処理温度が200〜300℃と低い
ので、プラズマ窒化シリコン絶縁膜の下に内在す
る半導体素子は、熱による悪影響を受けない。そ
の結果、半導体素子に熱損傷を与えないで、プラ
ズマ窒化シリコン絶縁膜のクラツクの発生の防止
処理が行なえる。
第１図は、この発明の実施例であるプラズマ窒
化シリコン絶縁膜の処理方法を説明するための断
面図である。 第２図は、この発明のプラズマ窒化シリコン絶
縁膜の処理方法の効果を示す実測例である。 図において、１は半導体素子、２はプラズマ窒
化シリコン絶縁膜、３は光、４はヒータである。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示
す。
化シリコン絶縁膜の処理方法を説明するための断
面図である。 第２図は、この発明のプラズマ窒化シリコン絶
縁膜の処理方法の効果を示す実測例である。 図において、１は半導体素子、２はプラズマ窒
化シリコン絶縁膜、３は光、４はヒータである。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体素子に形成されるプラズマ窒化シリコ
ン絶縁膜の処理方法において、 前記プラズマ窒化シリコン絶縁膜を200〜300℃
の温度に昇温させた状態で、該プラズマ窒化シリ
コン絶縁膜に波長200〜600nmの光を照射するこ
とを特徴とする、プラズマ窒化シリコン絶縁膜の
処理方法。 ２ 前記光のパワー強度を10W／cm2以上とする特
許請求の範囲第１項記載のプラズマ窒化シリコン
絶縁膜の処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59188424A JPS6165441A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | プラズマ窒化シリコン絶縁膜の処理方法 |
| US06/773,918 US4636400A (en) | 1984-09-07 | 1985-09-09 | Method of treating silicon nitride film formed by plasma deposition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59188424A JPS6165441A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | プラズマ窒化シリコン絶縁膜の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165441A JPS6165441A (ja) | 1986-04-04 |
| JPH0329297B2 true JPH0329297B2 (ja) | 1991-04-23 |
Family
ID=16223424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59188424A Granted JPS6165441A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | プラズマ窒化シリコン絶縁膜の処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4636400A (ja) |
| JP (1) | JPS6165441A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2647849B2 (ja) * | 1987-06-09 | 1997-08-27 | 三洋電機株式会社 | 窒化シリコン膜の製造方法 |
| US4910043A (en) * | 1987-07-16 | 1990-03-20 | Texas Instruments Incorporated | Processing apparatus and method |
| US4933206A (en) * | 1988-08-17 | 1990-06-12 | Intel Corporation | UV-vis characteristic writing in silicon nitride and oxynitride films |
| JP2941818B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1999-08-30 | ソニー株式会社 | 半導体素子の製法 |
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