JPH0372656A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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Landscapes
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- 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】
〔概要〕
本発明は、 5pin On Glass (SOG
ニスピン・オン・グラス)等の絶縁膜の形成方法に関し
。
ニスピン・オン・グラス)等の絶縁膜の形成方法に関し
。
絶縁膜の膜質を制御し、安定した十分な強度を得ること
を目的とし。
を目的とし。
真空中において、基板上に形成した絶縁膜形成材を加熱
により焼成し1発生するガス量を真空度の変化で測定し
、所定のガス量に達し時に焼成を〔産業上の利用分野〕 本発明は、絶縁膜の形成方法に関する。
により焼成し1発生するガス量を真空度の変化で測定し
、所定のガス量に達し時に焼成を〔産業上の利用分野〕 本発明は、絶縁膜の形成方法に関する。
SOGや低温成長CVD−PSGのような未分解ガス溶
剤、水分を含む絶縁物形成材の焼成方法としては、ホッ
トプレートや電気炉を使用して、大気中または窒素中で
加熱することが一般的であるが真空中で加熱する方法が
絶縁膜の膜質を向上させる目的で使用されはじめている
。
剤、水分を含む絶縁物形成材の焼成方法としては、ホッ
トプレートや電気炉を使用して、大気中または窒素中で
加熱することが一般的であるが真空中で加熱する方法が
絶縁膜の膜質を向上させる目的で使用されはじめている
。
しかし、出来上がった絶縁膜の硬度や膜内に残留するガ
ス量等にばらつきがあるため、焼成条件を厳しく規定す
るなどの必要がある。
ス量等にばらつきがあるため、焼成条件を厳しく規定す
るなどの必要がある。
従来のSOG等の絶縁膜形成材の焼成装置(例えば電気
炉)においては、炉芯管の開口による温度低下を短時間
で復帰させることや、温度分布のばらつきを出来るだけ
小さくするなどの方法で。
炉)においては、炉芯管の開口による温度低下を短時間
で復帰させることや、温度分布のばらつきを出来るだけ
小さくするなどの方法で。
焼成完了時の出来上った絶縁膜の膜質を保証していた。
しかし、焼成中に温度を監視していても、絶縁物形成材
を被覆した基板自体の温度を測定している訳ではない為
、基板間の温度の掛り方にばらつきが生じ、これに起因
して絶縁膜の膜質にばらつきが生ずることがあった。
を被覆した基板自体の温度を測定している訳ではない為
、基板間の温度の掛り方にばらつきが生じ、これに起因
して絶縁膜の膜質にばらつきが生ずることがあった。
従って、出来上がった絶縁膜の膜質が基板間で不均一の
ため、絶縁特性、エツチング特性に影響が出て1歩留が
低下するといった問題を生じていた。
ため、絶縁特性、エツチング特性に影響が出て1歩留が
低下するといった問題を生じていた。
本発明は、加熱を真空の雰囲気中で行い、焼成中に絶縁
膜から発生するガス量を処理室内の真空度を継続的にモ
ニタリングできる焼成装置で焼成することにより、絶縁
膜の膜質を制御し、安定した十分な強度を得ることを目
的とする。
膜から発生するガス量を処理室内の真空度を継続的にモ
ニタリングできる焼成装置で焼成することにより、絶縁
膜の膜質を制御し、安定した十分な強度を得ることを目
的とする。
第1図は本発明の原理説明図、第2図は処理室真空度と
SOG加熱時間の関係図である。
SOG加熱時間の関係図である。
図において、1は基板、2はSOG等の絶縁膜形成材、
3は絶縁膜である。
3は絶縁膜である。
第1図(a)に示すように、基板l上に絶縁膜形成材2
を塗布する。絶縁膜形成材2は塗布・焼成により半導体
装置の層間絶縁膜として用いられる膜であるが、塗布さ
れた状態では1例えば、SOCを例にとれば、シラノー
ル(Si(OH)4)中のOH基が大量に膜中に存在し
ている。
を塗布する。絶縁膜形成材2は塗布・焼成により半導体
装置の層間絶縁膜として用いられる膜であるが、塗布さ
れた状態では1例えば、SOCを例にとれば、シラノー
ル(Si(OH)4)中のOH基が大量に膜中に存在し
ている。
OH
第1図(b)に示すように、この状態で5OG2に熱が
加わると、シラノール中のOH基どうしが脱水縮合して
SiO□膜となる。
加わると、シラノール中のOH基どうしが脱水縮合して
SiO□膜となる。
水分として膜外へ
OH? OH
また。SOC中の溶剤が揮発すると2反応は低温でも促
進する現象がある。
進する現象がある。
そこで、溶剤をより低温で揮発させるためには。
加熱雰囲気を真空にし、電気炉による加熱時に見られる
輻射熱の影響を除くために、高周波や赤外線を基板lの
加熱源とする。
輻射熱の影響を除くために、高周波や赤外線を基板lの
加熱源とする。
加熱処理中は、温度並びに真空度をモニタリングし、温
度に関しては例えばマイクロ波の出力にフィードバック
して、常に一定の処理温度になるように制御する。
度に関しては例えばマイクロ波の出力にフィードバック
して、常に一定の処理温度になるように制御する。
本発明では、加熱時にSOGから放出される水分や溶剤
は2本発明のようにマイクロ波等の加熱源により、基板
とその表面の絶縁物形成材だけが加熱される場合には、
真空度の変化(ガスの増加分)と見做すことができる。
は2本発明のようにマイクロ波等の加熱源により、基板
とその表面の絶縁物形成材だけが加熱される場合には、
真空度の変化(ガスの増加分)と見做すことができる。
従って、脱ガス量を、第2図に示すように、真空度を加
熱時間との関係においてプロットした曲線とベースライ
ン圧力が囲む面積で表すことにより、適当な面積を設定
し、その値を満たす処理を行うことによって、どのよう
なSOGを塗布した基板でも同じ量のガスが出るまで処
理できるようにしている。
熱時間との関係においてプロットした曲線とベースライ
ン圧力が囲む面積で表すことにより、適当な面積を設定
し、その値を満たす処理を行うことによって、どのよう
なSOGを塗布した基板でも同じ量のガスが出るまで処
理できるようにしている。
脱ガス量を管理することにより、加熱後に行う希弗酸に
よるエツチングのレートを調べて、膜質を確認する作業
を行わなくても、膜質を保証できるため、基板間の膜質
のばらつきを解消できる。
よるエツチングのレートを調べて、膜質を確認する作業
を行わなくても、膜質を保証できるため、基板間の膜質
のばらつきを解消できる。
第3図は1本発明の一実施例の装置構成図、第4図は絶
縁膜の膜厚とエツチング時間の関係図。
縁膜の膜厚とエツチング時間の関係図。
第5図は脱ガスの状況を調べた。処理室の真空度と加熱
時間の関係図である。
時間の関係図である。
図において、4はウェハー、5はSOG、6はウェハー
ホルダー、7は処理室、8は前室、9はゲートバルブ、
10は赤外線センサー、 11はマグネトロン、 1
2は導波管、13は電源、 14はコントローラー、
15は測定器、 16はターボポンプ、17はロータリ
ーポンプ、18はロータリーポンプ、19は石英窓であ
る。
ホルダー、7は処理室、8は前室、9はゲートバルブ、
10は赤外線センサー、 11はマグネトロン、 1
2は導波管、13は電源、 14はコントローラー、
15は測定器、 16はターボポンプ、17はロータリ
ーポンプ、18はロータリーポンプ、19は石英窓であ
る。
実施例では、装置の処理室7に一枚毎に処理する枚葉式
を用い、装置材はステンレス等のマイクロ波によって加
熱されない材質を用いた。
を用い、装置材はステンレス等のマイクロ波によって加
熱されない材質を用いた。
5OG5を4 、000人の厚さに塗布したウェハー4
を先ず、前室8に入れ、処理室7の真空度に近い領域ま
でロータリーポンプ18で排気した後、ゲートバルブ9
を開いて、ウェハー4を処理室7のウェハーホルダー6
の上にセットする。
を先ず、前室8に入れ、処理室7の真空度に近い領域ま
でロータリーポンプ18で排気した後、ゲートバルブ9
を開いて、ウェハー4を処理室7のウェハーホルダー6
の上にセットする。
ロータリーポンプ17及びターボポンプ16を運転して
、処理室7の真空度が目標の真空度1例えばlXl0−
bTorrになったら、マグネトロン11の電源13を
入れて、処理室7に2.45 GH2のマイクロ波を導
波管12及び石英窓19を通って、ウェハー4に導入す
る 200 Wattのマイクロ波出力によりウェハー4が
250°Cに加熱され、その熱によってSOGの脱水縮
合反応が進む。ウェハー4の温度は裏面より赤外センサ
ー10を通じて、測定器15により測定し設定温度にな
るよう、マイクロ波の出力をコントローラー14により
制御する。
、処理室7の真空度が目標の真空度1例えばlXl0−
bTorrになったら、マグネトロン11の電源13を
入れて、処理室7に2.45 GH2のマイクロ波を導
波管12及び石英窓19を通って、ウェハー4に導入す
る 200 Wattのマイクロ波出力によりウェハー4が
250°Cに加熱され、その熱によってSOGの脱水縮
合反応が進む。ウェハー4の温度は裏面より赤外センサ
ー10を通じて、測定器15により測定し設定温度にな
るよう、マイクロ波の出力をコントローラー14により
制御する。
脱水・縮合による水分ならびに揮発したSOGの溶剤は
処理室の圧力を上昇させる。この際の真空度を随時測定
して、実験的に定められた一定の脱ガスが進むまで処理
を続行する。
処理室の圧力を上昇させる。この際の真空度を随時測定
して、実験的に定められた一定の脱ガスが進むまで処理
を続行する。
一定の脱ガス量に達したら、マグネトロン11の電源を
切り、ウェハー4を処理室より取り出して。
切り、ウェハー4を処理室より取り出して。
一連の処理を終了する。
出来上がった酸化膜の膜質を従来例のものと比較するた
め、SOCの膜厚と0.5%弗酸水溶液によるエツチン
グ時間の関係を第4図に示す。
め、SOCの膜厚と0.5%弗酸水溶液によるエツチン
グ時間の関係を第4図に示す。
(A)は本発明の真空中、マイクロ波で250°Cに基
板加熱を行った場合で、膜厚の減少分は僅かに200人
でエツチングレートも遅く、水分が抜けて緻密な絶縁膜
となっており、膜質のばらつきは。
板加熱を行った場合で、膜厚の減少分は僅かに200人
でエツチングレートも遅く、水分が抜けて緻密な絶縁膜
となっており、膜質のばらつきは。
基板間で2%程度と小さい。
これに対し、従来の窒素中で電気炉加熱を行った(B)
の場合は、エツチングレートが本発明のものよりも早く
、膜質のバラツキも10%程度と大きい。
の場合は、エツチングレートが本発明のものよりも早く
、膜質のバラツキも10%程度と大きい。
更に、空気中で焼成を行った(C)の場合には。
酸素の影響で膜が未収納となりエツチングレートが著し
く早く、不完全な膜となっている。
く早く、不完全な膜となっている。
又、焼成による脱水状況を比較するため、真空度と加熱
時間の関係を第5図に示す。
時間の関係を第5図に示す。
加熱は赤外線でウェハーを300″Cに上昇させて。
処理室の真空度の時間との関係を調べた。
絶縁膜形成材を塗布したのみの場合は、当然。
加熱によりガスが発生し、真空度が1桁悪くなるが、−
旦焼成を行った絶縁膜でも1本発明の真空中加熱の場合
(A)は余り脱ガスが起こらないのに対して、窒素中加
熱の場合(b)はガスの発生が曲線(A)と(B)の差
の面積部だけ多く2発生曲線も未焼成のSOGの脱ガス
に類似しており3半焼成で表面は脱水しても、内部に未
脱水の部分が多くあることを示している。
旦焼成を行った絶縁膜でも1本発明の真空中加熱の場合
(A)は余り脱ガスが起こらないのに対して、窒素中加
熱の場合(b)はガスの発生が曲線(A)と(B)の差
の面積部だけ多く2発生曲線も未焼成のSOGの脱ガス
に類似しており3半焼成で表面は脱水しても、内部に未
脱水の部分が多くあることを示している。
更に、多層配線のA1電極のコンタクト抵抗をlumの
コンタクトパターン100,000個を直列抵抗とした
テストパターンで比較測定した場合、従来100にΩが
あったものが5本発明の方法による層間絶縁膜を使用し
た場合にはIOKΩと1桁向上、している。
コンタクトパターン100,000個を直列抵抗とした
テストパターンで比較測定した場合、従来100にΩが
あったものが5本発明の方法による層間絶縁膜を使用し
た場合にはIOKΩと1桁向上、している。
上述の実施例では、SOCの焼成ついて説明したが、膜
中に未分解のガスや水分を含む低温成長のCVD−PS
G等の熱処理にも利用可能である。
中に未分解のガスや水分を含む低温成長のCVD−PS
G等の熱処理にも利用可能である。
以上説明した様に1本発明によればSOGを低温で加熱
をしなから膜質を制御することが出来。
をしなから膜質を制御することが出来。
SOGの膜質の安定化に寄与するところが大きい。
特に1層間絶縁膜の膜質のばらつきが少なくなり、十分
な強度が得られて、後の工程での熱処理等においても安
定性を示し、クランク等の発生が0 起こらない。
な強度が得られて、後の工程での熱処理等においても安
定性を示し、クランク等の発生が0 起こらない。
従来方法である。電気炉によるSOGの膜質のばらつき
は希弗酸によるエツチングレートのばらつき等のために
10%程度あったが2本発明の方法によって、ばらつき
が2%まで減少することが出来た。
は希弗酸によるエツチングレートのばらつき等のために
10%程度あったが2本発明の方法によって、ばらつき
が2%まで減少することが出来た。
9はゲートバルブ、 10はIRセンサー11はマグ
ネトロン、 12は導波管。
ネトロン、 12は導波管。
13は電源、 14はコントローラー15
は測定器、16はターボポンプ。
は測定器、16はターボポンプ。
17はロータリーポンプ。
18はロータリーポンプ
第1図は本発明の原理説明図。
第2図は処理室真空度とSOG加熱時間の関係図。
第3図は本発明の一実施例の装置構成図。
第4図はSOG膜厚とエツチング時間の関係図。
第5図は真空度と加熱時間の関係図
である。
図において。
■は基板、 2は絶縁膜形成材。
3は絶縁膜、 4はウェハー
5はSOG、 6はウェハーホルダー7は処
理室、 8は前室。 1 2 輯眺(() ビ 噌 り り 鴫;剣虹
理室、 8は前室。 1 2 輯眺(() ビ 噌 り り 鴫;剣虹
Claims (1)
- 真空中において、基板上に形成した絶縁膜形成材を加熱
により焼成し、発生するガス量を真空度の変化で測定し
、所定のガス量に達し時に焼成を停止することを特徴と
する絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20843489A JP2510010B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20843489A JP2510010B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0372656A true JPH0372656A (ja) | 1991-03-27 |
JP2510010B2 JP2510010B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=16556147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20843489A Expired - Fee Related JP2510010B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2510010B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6384390B1 (en) | 1997-12-31 | 2002-05-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for forming thin film using microwave and method therefor |
JP2008011871A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-24 | Yoshino Kogyosho Co Ltd | 錠剤容器 |
JP2011251737A (ja) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Yoshimasa Tamai | 任意割合吐出容器 |
US8111263B2 (en) | 2001-07-27 | 2012-02-07 | Hitachi, Ltd. | Video display device and color temperature correction method for the same |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP20843489A patent/JP2510010B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6384390B1 (en) | 1997-12-31 | 2002-05-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for forming thin film using microwave and method therefor |
US8111263B2 (en) | 2001-07-27 | 2012-02-07 | Hitachi, Ltd. | Video display device and color temperature correction method for the same |
JP2008011871A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-24 | Yoshino Kogyosho Co Ltd | 錠剤容器 |
JP2011251737A (ja) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Yoshimasa Tamai | 任意割合吐出容器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2510010B2 (ja) | 1996-06-26 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |