JPH0339475A - プラズマｃｖｄ装置における生成酸化膜の強化方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置における生成酸化膜の強化方法Info
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- JPH0339475A JPH0339475A JP17349189A JP17349189A JPH0339475A JP H0339475 A JPH0339475 A JP H0339475A JP 17349189 A JP17349189 A JP 17349189A JP 17349189 A JP17349189 A JP 17349189A JP H0339475 A JPH0339475 A JP H0339475A
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Landscapes
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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。
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］
この発明は、プラズマＣＶ Ｉ）装置における生成酸化
膜の強化方法に関するものである。
膜の強化方法に関するものである。
［従来の技術］
半導体ＩＣの製造には、シリコンウェハに反応ガスを作
用させて酸化シリコンの薄膜を生成するプロセスがある
。薄膜の生成方法には化学気相成長法（ＣＶＤ）が有用
であり、最近では低温で反応プロセスが可能なプラズマ
ＣＶＤ法が開発されている。
用させて酸化シリコンの薄膜を生成するプロセスがある
。薄膜の生成方法には化学気相成長法（ＣＶＤ）が有用
であり、最近では低温で反応プロセスが可能なプラズマ
ＣＶＤ法が開発されている。
第３図によりプラズマＣＶＤ装置のこの発明に対する要
点を概説する。反応炉１のテーブル４に被処理のウェハ
５を載置してヒーター６により所定の温度に加熱する。
点を概説する。反応炉１のテーブル４に被処理のウェハ
５を載置してヒーター６により所定の温度に加熱する。
反応炉ｌを密閉してガス供給品２より反応ガスにキャリ
ヤーガスを加えた混合ガスを反応炉１に供給する。反応
ガスはモノシランガスＳｉＨ４、酸化窒素ガスＮ２Ｏに
より構成し、これに対するキャリヤーガスとして窒素ガ
スＮ２を、それぞれ流量調整７９ｉ２１．２２および２
３により流量を調整して混合し、配管２ａにより反応炉
１に供給する。反応炉１の１１部に設けられたシャワー
電極３より、ウェハ５の表面に対して混合ガスを均一に
分配する。これに対して、発振ｍ７によりシャワー電極
３とテーブル４の間に適当な周波数の高周波電圧を印加
して、混合ガスをプラズマ状態とすると反応プロセスに
よりプラズマ酸化シリコン（以ド単に酸化シリコン）が
生成され、これがウェハ５の表面に沈着して堆積し、薄
膜が形成される。
ヤーガスを加えた混合ガスを反応炉１に供給する。反応
ガスはモノシランガスＳｉＨ４、酸化窒素ガスＮ２Ｏに
より構成し、これに対するキャリヤーガスとして窒素ガ
スＮ２を、それぞれ流量調整７９ｉ２１．２２および２
３により流量を調整して混合し、配管２ａにより反応炉
１に供給する。反応炉１の１１部に設けられたシャワー
電極３より、ウェハ５の表面に対して混合ガスを均一に
分配する。これに対して、発振ｍ７によりシャワー電極
３とテーブル４の間に適当な周波数の高周波電圧を印加
して、混合ガスをプラズマ状態とすると反応プロセスに
よりプラズマ酸化シリコン（以ド単に酸化シリコン）が
生成され、これがウェハ５の表面に沈着して堆積し、薄
膜が形成される。
以上の反応は、温度やガス圧などに大きく影響されるが
、その中でＳｉＨ４の流量は、形成される酸化膜の強度
と堆積速度に大きく関係する。例えばある装置の場合％
Ｓ ｔ Ｈ４は標準気圧に換算して毎分１０〜１００
ｃ’ｃを、またＮ２Ｏはその２Ｏ〜４０倍の流量をそれ
ぞれ供給して炉内を０゜４〜２Ｔｏ ｒ ｒに維持する
ことが適切とされる。
、その中でＳｉＨ４の流量は、形成される酸化膜の強度
と堆積速度に大きく関係する。例えばある装置の場合％
Ｓ ｔ Ｈ４は標準気圧に換算して毎分１０〜１００
ｃ’ｃを、またＮ２Ｏはその２Ｏ〜４０倍の流量をそれ
ぞれ供給して炉内を０゜４〜２Ｔｏ ｒ ｒに維持する
ことが適切とされる。
なお、混合ガスは連続して供給され、反応済みの残りガ
スは排出口８より外部に排出される。
スは排出口８より外部に排出される。
［解決しようとする課題］
Ｌ記した従来の混合ガスによりウェハの表面に形成され
るプラズマ酸化膜は、キャリヤーガスＮ２の特性に基づ
くある種の欠陥が生じ易い。これを第４図（ａ）、（ｂ
）により説明する。図（ａ）において、ウェハ５の表面
にアルミニュームの配線パターンＩＯがある高さで形成
されている場合は、酸化膜９は配線パターンＩＯの形状
に従って堆積して台形となる。この場合、台形の側壁９
ａは膜質が脆弱で、ここにクラック９ｂが生ずることが
ある。
るプラズマ酸化膜は、キャリヤーガスＮ２の特性に基づ
くある種の欠陥が生じ易い。これを第４図（ａ）、（ｂ
）により説明する。図（ａ）において、ウェハ５の表面
にアルミニュームの配線パターンＩＯがある高さで形成
されている場合は、酸化膜９は配線パターンＩＯの形状
に従って堆積して台形となる。この場合、台形の側壁９
ａは膜質が脆弱で、ここにクラック９ｂが生ずることが
ある。
さらに、このような脆弱な酸化膜９をエツチング処珪す
るときは、図（ｂ）に示すように側壁９ａが内側に斜め
に深く削り込まれてオーバーハング９Ｃが生ずる。これ
はすなわち酸化膜の欠陥である。
るときは、図（ｂ）に示すように側壁９ａが内側に斜め
に深く削り込まれてオーバーハング９Ｃが生ずる。これ
はすなわち酸化膜の欠陥である。
この発明は、」−記のクラック９ｂおよびオーバーハン
グ９ｃを発生しないように、酸化膜を強化する方法を提
供するものである。
グ９ｃを発生しないように、酸化膜を強化する方法を提
供するものである。
［課題を解決するための手段］
この発明は、密閉した反応炉内のテーブルに載置して加
熱された被処理のウェハに対して、モノシランガスＳｉ
Ｈ４と酸化窒素ガスＮ２Ｏとよりなる反応ガスにキャリ
ヤーガスを加えた混合ガスを、シャワー電極よりウェハ
の表面に均一に分配し、シャワー電橋とテーブルの間に
高周波電圧を印加して混合ガスをプラズマ状態とし、ウ
ェハの表面に酸化シリコンの薄膜を生成するプラズマＣ
ＶＤ装置における生成酸化膜の強化方法であって、Ｅ記
のキャリヤーガスをアルゴンガスＡ ｒ ｓまたはクリ
プトンガスＫ ｒ ｓまたはキセノンガスＸｅとするも
のである。
熱された被処理のウェハに対して、モノシランガスＳｉ
Ｈ４と酸化窒素ガスＮ２Ｏとよりなる反応ガスにキャリ
ヤーガスを加えた混合ガスを、シャワー電極よりウェハ
の表面に均一に分配し、シャワー電橋とテーブルの間に
高周波電圧を印加して混合ガスをプラズマ状態とし、ウ
ェハの表面に酸化シリコンの薄膜を生成するプラズマＣ
ＶＤ装置における生成酸化膜の強化方法であって、Ｅ記
のキャリヤーガスをアルゴンガスＡ ｒ ｓまたはクリ
プトンガスＫ ｒ ｓまたはキセノンガスＸｅとするも
のである。
［作用］
一般にＣＶＤ法による化合物の生成においては、反応ガ
スとキャリヤーガスのそれぞれの原子が加熱により運動
エネルギが与えられ、これにより反応作用を行って化合
物を対象物に堆積させるもので、従って運動エネルギが
大きいほど堆積が強固になる場合が考えられる。プラズ
マＣＶ Ｉ）においても同様で、ただしこの場合は高周
波電圧によりプラズマ状態に励起されているので、通常
のＣｖＤより低い温度で所要の運動エネルギかえられる
のである。ここで、原子の運動エネルギは原子の質眼、
すなわち原子量に比例するので可能な限り大きい原ｒ−
蝋のキャリヤーガスを使用すれば、堆積される酸化膜を
強固にできるｉｉＪ能性がある。ただし、キャリヤーガ
スは反応ガスと化学的に結合しないことが必要条件であ
る。
スとキャリヤーガスのそれぞれの原子が加熱により運動
エネルギが与えられ、これにより反応作用を行って化合
物を対象物に堆積させるもので、従って運動エネルギが
大きいほど堆積が強固になる場合が考えられる。プラズ
マＣＶ Ｉ）においても同様で、ただしこの場合は高周
波電圧によりプラズマ状態に励起されているので、通常
のＣｖＤより低い温度で所要の運動エネルギかえられる
のである。ここで、原子の運動エネルギは原子の質眼、
すなわち原子量に比例するので可能な限り大きい原ｒ−
蝋のキャリヤーガスを使用すれば、堆積される酸化膜を
強固にできるｉｉＪ能性がある。ただし、キャリヤーガ
スは反応ガスと化学的に結合しないことが必要条件であ
る。
この発明は以上の点に着目したもので、試験的に各種の
原子によるキャリヤーガスを使用して酸化膜を形成し、
第３図における側壁９ａに生ずるクラックまたはオーバ
ーハングが観測された。原子としては、従来の窒素Ｎの
原子量が１４．０１に対して、これより軽い原ｒ量４．
００３のヘリウムＨｅと、より重い原子［１３９，９５
のアルゴンＡｒの３種によるキャリヤーガスとし場合、
原子量が大きいものほど、クラックの発生またはオーバ
ーハングの程度が少なく、アルゴンガスではほとんど問
題とならないことが認められた。さらにこれを敷１／７
すれば、原１１８３．８のクリプトンＫ ｒ １同じ＜
１３１．３のキセノンＸｅによるキャリヤーガスも有効
と考えられる。以−ヒのＡ ｒ １ＫｒおよびＸｅはい
ずれも、プラズマＣＶＤの温度範囲ではガス状態でキャ
リヤーとして使用することができ、また、反応ガスのモ
ノシランガスや酸化窒素ガスに結合しないものである。
原子によるキャリヤーガスを使用して酸化膜を形成し、
第３図における側壁９ａに生ずるクラックまたはオーバ
ーハングが観測された。原子としては、従来の窒素Ｎの
原子量が１４．０１に対して、これより軽い原ｒ量４．
００３のヘリウムＨｅと、より重い原子［１３９，９５
のアルゴンＡｒの３種によるキャリヤーガスとし場合、
原子量が大きいものほど、クラックの発生またはオーバ
ーハングの程度が少なく、アルゴンガスではほとんど問
題とならないことが認められた。さらにこれを敷１／７
すれば、原１１８３．８のクリプトンＫ ｒ １同じ＜
１３１．３のキセノンＸｅによるキャリヤーガスも有効
と考えられる。以−ヒのＡ ｒ １ＫｒおよびＸｅはい
ずれも、プラズマＣＶＤの温度範囲ではガス状態でキャ
リヤーとして使用することができ、また、反応ガスのモ
ノシランガスや酸化窒素ガスに結合しないものである。
そこで、この発明においては、プラズマＣＶＤ装置のキ
ャリヤーガスとしてアルゴンガスＡ ｒ １またはクリ
プトンガスＫ ｒ ＮまたはキセノンガスＸｅのいずれ
加を使用する。
ャリヤーガスとしてアルゴンガスＡ ｒ １またはクリ
プトンガスＫ ｒ ＮまたはキセノンガスＸｅのいずれ
加を使用する。
以ヒのキャリヤーガスにより、プラズマ反応装置におい
て生成される酸化膜が強化されて、従来の窒素ガスの場
合に発生した側壁のクラックまたはオーバーハングの欠
点が解消される。
て生成される酸化膜が強化されて、従来の窒素ガスの場
合に発生した側壁のクラックまたはオーバーハングの欠
点が解消される。
［実施例コ
第１図はこの発明によるプラズマＣＶＤ装置における生
成酸化膜の強化方法の実施例を示すもので、装置の各機
構は前記した第２図と同様であるので説明を省略する。
成酸化膜の強化方法の実施例を示すもので、装置の各機
構は前記した第２図と同様であるので説明を省略する。
この装置に対して、反応ガスとして前記と同様にモノシ
ランガスＳｉＨ４と酸化窒素ガスＮ２Ｏを流量調整３１
２１．２２により適切な割合で混合する。−・方、キャ
リヤーガスとして、アルゴンガスＡ ｒ ｓまたはクリ
プトンガスＫｒ１またはキセノンガスＸｅのいずれかを
、流量調整器２３により流量を調整して反応ガスに加え
、配管２ａを通して反応炉１に供給し、前記した反応プ
ロセスが行われる。
ランガスＳｉＨ４と酸化窒素ガスＮ２Ｏを流量調整３１
２１．２２により適切な割合で混合する。−・方、キャ
リヤーガスとして、アルゴンガスＡ ｒ ｓまたはクリ
プトンガスＫｒ１またはキセノンガスＸｅのいずれかを
、流量調整器２３により流量を調整して反応ガスに加え
、配管２ａを通して反応炉１に供給し、前記した反応プ
ロセスが行われる。
第２図（ａ）、（ｂ）は、−１記の反応プロセスにより
被処理ウェハ５の表面に形成された酸化シリコン膜９の
断面形状を示すもので、図（ａ）において、前記第３図
（ａ）と同様に、ウェハ５に形成されているアルミニュ
ームの配線パターン１０に従って酸化膜９は台形となっ
ており、その側壁９ａにクラックが発生していない。ま
た、図（ｂ）は図（ａ）の酸化膜９に対してエツチング
処理を施した状態を示し、側壁９ａにはなんらのオーバ
ーハングが認められない。
被処理ウェハ５の表面に形成された酸化シリコン膜９の
断面形状を示すもので、図（ａ）において、前記第３図
（ａ）と同様に、ウェハ５に形成されているアルミニュ
ームの配線パターン１０に従って酸化膜９は台形となっ
ており、その側壁９ａにクラックが発生していない。ま
た、図（ｂ）は図（ａ）の酸化膜９に対してエツチング
処理を施した状態を示し、側壁９ａにはなんらのオーバ
ーハングが認められない。
［発明の効果］
以ヒの説明により明らかなように、この発明によるプラ
ズマＣＶＤ装置における生成酸化膜の強化方法において
は、原子量が比較的大きい、アルゴンＡ ｒ １または
クリプトンＫ ｒ ｓまたはキセノンＸｅをキャリヤー
ガスとするので、それぞれの原ｒ＠に相当した大きい運
動エネルギにより、生成された酸化シリコン膜がウェハ
の表面に強固に堆積され、従来の窒素ガスをキャリヤー
ガスとした場合に、酸化膜の側壁に発生したクラックま
たはオーバーハングの欠点が解消されるもので、プラズ
マＣＶＤ装置による酸化膜の形成に寄与するところには
大きいものがある。
ズマＣＶＤ装置における生成酸化膜の強化方法において
は、原子量が比較的大きい、アルゴンＡ ｒ １または
クリプトンＫ ｒ ｓまたはキセノンＸｅをキャリヤー
ガスとするので、それぞれの原ｒ＠に相当した大きい運
動エネルギにより、生成された酸化シリコン膜がウェハ
の表面に強固に堆積され、従来の窒素ガスをキャリヤー
ガスとした場合に、酸化膜の側壁に発生したクラックま
たはオーバーハングの欠点が解消されるもので、プラズ
マＣＶＤ装置による酸化膜の形成に寄与するところには
大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明によるプラズマＣＶＤ装置における
生成酸化膜の強化方法の実施例に対する構成図、第２図
（ａ）および（ｂ）は、第１図のプラズマＣＶＤ装置に
より生成された酸化膜の断面図、第３図は、プラズマＣ
ＶＤ装置と従来の反応プロセスの説明図、第４図（ａ）
および（ｂ）は、第３図のプラズマＣＶＤ装置により生
成された酸化膜の断面図である。 １・・・反応炉、 ２ａ・・・配管、 ３・・・シャワー電極、 ５・・・被処理ウェハ、 ７・・・発振本、 ９・・・酸化膜、 ９ｂ・・・クラック、 ２・・・ガス供給部、 ２１．２２．２３・・・流量調整器、 ４・・・テーブル、 ６・・・ヒーター ８・・・排出口、 ９ａ・・・側壁、 ９Ｃ・◆・オーバーハング。 第 図 第２図 （ｂ） Ｍ
生成酸化膜の強化方法の実施例に対する構成図、第２図
（ａ）および（ｂ）は、第１図のプラズマＣＶＤ装置に
より生成された酸化膜の断面図、第３図は、プラズマＣ
ＶＤ装置と従来の反応プロセスの説明図、第４図（ａ）
および（ｂ）は、第３図のプラズマＣＶＤ装置により生
成された酸化膜の断面図である。 １・・・反応炉、 ２ａ・・・配管、 ３・・・シャワー電極、 ５・・・被処理ウェハ、 ７・・・発振本、 ９・・・酸化膜、 ９ｂ・・・クラック、 ２・・・ガス供給部、 ２１．２２．２３・・・流量調整器、 ４・・・テーブル、 ６・・・ヒーター ８・・・排出口、 ９ａ・・・側壁、 ９Ｃ・◆・オーバーハング。 第 図 第２図 （ｂ） Ｍ
Claims (1)
- （１）密閉した反応炉内のテーブルに載置して加熱され
た被処理のウェハに対して、シランガスＳｉＨ＿４と酸
化窒素ガスＮ＿２Ｏとよりなる反応ガスにキャリヤーガ
スを加えた混合ガスを、シャワー電極より上記ウェハの
表面に均一に分配し、該シャワー電極と上記テーブルの
間に高周波電圧を印加して該混合ガスをプラズマ状態と
し、上記ウェハの表面に酸化シリコンの薄膜を生成する
プラズマＣＶＤ装置において、上記キャリヤーガスをア
ルゴンガス、またはクリプトンガス、またはキセノンガ
スとすることを特徴とする、プラズマＣＶＤ装置におけ
る生成酸化膜の強化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17349189A JPH0339475A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | プラズマｃｖｄ装置における生成酸化膜の強化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17349189A JPH0339475A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | プラズマｃｖｄ装置における生成酸化膜の強化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0339475A true JPH0339475A (ja) | 1991-02-20 |
Family
ID=15961494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17349189A Pending JPH0339475A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | プラズマｃｖｄ装置における生成酸化膜の強化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0339475A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158789A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-26 | Fuji Photo Film Co Ltd | 感熱記録材料 |
| EP1130634A1 (en) * | 1999-07-26 | 2001-09-05 | OHMI, Tadahiro | Semiconductor device, method for forming silicon oxide film, and apparatus for forming silicon oxide film |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS556291A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-17 | Contraves Ag | Digital interporation system for three pahse analog signal period |
| JPS5747711A (en) * | 1980-08-08 | 1982-03-18 | Fujitsu Ltd | Chemical plasma growing method in vapor phase |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP17349189A patent/JPH0339475A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| EP1130634A4 (en) * | 1999-07-26 | 2009-07-08 | Tadahiro Ohmi | SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR FORMING SILICON OXIDE LAYER, AND APPARATUS FOR FORMING SILICON OXIDE LAYER |
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