JPH04286122A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH04286122A JPH04286122A JP5001291A JP5001291A JPH04286122A JP H04286122 A JPH04286122 A JP H04286122A JP 5001291 A JP5001291 A JP 5001291A JP 5001291 A JP5001291 A JP 5001291A JP H04286122 A JPH04286122 A JP H04286122A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon oxide
- gas
- oxide film
- film
- microwave power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 11
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 9
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 9
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
る。半導体装置の微細化に伴い,配線パターンも微細化
され,ストレスマイグレーションによる配線の断線がま
すます大きな問題となってきている。
めには,ストレスマイグレーションに対処するプロセス
の開発が必要となる。
ーンを覆う絶縁膜としては,プラズマCVD法によるシ
リコン酸化膜が広く採用されている。配線パターンを覆
う絶縁膜の形成は配線パターンの内部応力に影響を与え
,プロセスによってはストレスマイグレーションによる
配線の断線を助長することがある。ところが,プラズマ
CVD法によるシリコン酸化膜が配線パターンの内部応
力に与える影響については,従来十分には検討されてお
らず,詳細な検討が必要とされている。
にダメージを与えることを避けるため,電子サイクロト
ロン共鳴(ECR)プラズマCVD法により室温で成膜
することが行われている。
鑑み,ECRプラズマCVD法によるシリコン酸化膜の
形成プロセスが配線パターン及び下地基板の内部応力に
与える影響を詳細に検討し,配線パターンにおけるスト
レスマイグレーションを抑制する絶縁膜の形成方法を提
供することを目的とする。
ための概念図で,ECRプラズマCVD装置を用いて半
導体基板上にシリコン酸化膜を形成する方法を説明する
ための図であり,図2は配線パターンを覆う絶縁膜を含
む基板の断面図である。
トロン共鳴プラズマCVD装置のチャンバ5内に配置し
て,Siを含む原料ガス3aと酸素を含むガス3b及び
マイクロ波パワー4を該チャンバ5内に導入して,該半
導体基板1上にシリコン酸化膜2を堆積するに際し,
堆積したシリコン酸化膜2の内部応力が堆積後のアニー
ルにより符号を変化しないように該Siを含む原料ガス
3aと該酸素を含むガス3bの供給比を制御する絶縁膜
の形成方法によって解決される。
を含むガス3bの供給比を制御することに加えて,該マ
イクロ波パワー4を制御する絶縁膜の形成方法によって
解決される。
欠的に供給する絶縁膜の形成方法によって解決される。 また,該シリコン酸化膜2を該半導体基板1上に形成さ
れた配線パターン9を覆うように形成する絶縁膜の形成
方法によって解決される。
より堆積したシリコン酸化膜2はその成膜条件により,
下地となる半導体基板1あるいは配線パターン9の内部
応力に大きな影響を与え,また,堆積後半導体基板1を
アニールする時の内部応力変化に大きな影響を与える。
含むガス3bの供給比を制御することにより,堆積した
シリコン酸化膜2の内部応力が堆積後のアニールにより
符号を変化しないようにすることができる。
によっても,堆積したシリコン酸化膜2の内部応力が堆
積後のアニールにより符号を変化しないようにすること
ができる。これはマイクロ波パワー4の大きさにより原
料ガスの解離度が変化し,シリコン酸化膜の成長時にO
H基の量が膜質に大きな影響を及ぼすからであると推定
される。
的に供給するようにすれば,堆積したシリコン酸化膜2
の内部応力が堆積後のアニールにより符号を変化しない
ようにすることができる。これは過渡的なプラズマ状態
が膜質に影響を及ぼすからと推定される。マイクロ波パ
ワー4を周期的に間欠的に供給するようにすれば,デバ
イスにダメージを与える影響も少なくできる。
された配線パターン9を覆うシリコン酸化膜2の形成に
適用すれば,ストレスマイグレーションによる配線の断
線の防止に効果的である。
CRプラズマCVD装置を用いて半導体基板上にシリコ
ン酸化膜を形成する方法を説明するものであり,1は半
導体基板,2はシリコン酸化膜,3は原料ガス導入管,
3aは原料ガスでSiH4,3bは酸素をふくむガスで
O2 ,4はマイクロ波パワー,5は真空チャンバ,6
はRF電源,7は電極兼ステージ,8は磁界コイルを表
す。
装置により形成した絶縁膜を含む基板の断面図であり,
1はSi基板,1aはBPSG膜,2はシリコン酸化膜
,9はAl配線パターンを表す。
VD法により厚さ4000Å程度のBPSG膜1aを成
長する。その上に5000Åの厚さにAlをスパッタし
,マスクを用いてそれをエッチングし,Al配線パター
ン9を形成する。
VD装置の電極兼ステージ7上に配置して,室温でシリ
コン酸化膜2の堆積を行う。堆積の条件は次の如くであ
る。 RFバイアスパワー 10
00W,デューティ 80% マ
イクロ波パワー 400W,デューティ
80% パルス時間
8ms(RF,マイクロ波)
原料ガス供給 SiH4
20sccm
O2
20sccm 膜厚
約3800Å
Si基板の直径 150 m
m 共振器の直径
200 mm 磁界
875 GRFバイアスパ
ワーとマイクロ波パワーは8msの周期で間欠的に供給
する。
混合ガス中で450 ℃, 30分のアニールを行った
。シリコン酸化膜2の堆積後及びアニール後の内部応力
の符号を基板の反りから判定した。その結果は次の如く
であった。
膜2を上にして凹アニール後
シリコン酸化膜2を上にして凹シリコン酸化膜2を上に
して凹の状態はシリコン酸化膜2に圧縮応力が存在して
いることを示している。したがって,堆積後,アニール
後ともにシリコン酸化膜2の内部応力は圧縮応力である
。
パターン9の内部応力変化も同様の傾向となる。アニー
ルにより内部応力の符号が変化する場合はAl配線パタ
ーン9において,ストレスマイグレーションが助長され
る。したがって,上記の成膜条件はストレスマイグレー
ションの抑制に効果的である。
H4 とO2 の供給流量比を種々変えて,Si基板1
に直接シリコン酸化膜2を約3800Åの厚さに堆積し
,堆積後の内部応力及びアニール後の内部応力を測定し
た。マイクロ波パワーは300 〜800 Wと変化さ
せ,原料ガスSiH4 /O2 の供給流量(sccm
)比も14/20〜24/20と変化させた。それ以外
の条件は前述の堆積条件と同じである。
力,膜厚分布,アニール後の内部応力の測定結果を示す
。内部応力の単位は109 dyne/cm2である。 マイクロ波パワー SiH4/O2 比
堆積後 膜厚分布 アニール後
800 W 14/20
−0.864 10.9%
2.079
16/20 −1.1
29 11.1% 1.551
18
/20 −1.181 9.3
% 0.315
20/20 測
定不能 8.3% −0.141
22/
20 測定不能 10.0%
測定不能
24/20 測定不能 1
6.8% 測定不能 600 W
14/20 −1.
324 9.8% 2.018
1
6/20 −0.985 7.
7% 1.366
18/20
−1.253 8.9% −0.28
3
20/20 −1.079
6.9% −0.233
22/20
−0.954 7.1% 0.
636
24/20 測定不能 8
.2% 1.474 400 W
14/20
−1.259 4.1% 1.7
01
16/20 −1.320
6.8% 1.150
18/20
−1.152 10.2% −0
.353
20/20 −1.165
7.6% −0.475
22/20
−0.911 8.0%
0.462
24/20 −0.690
8.3% 1.189
300 W 18/20
−1.193 10.2%
−0.595
20/20 測定不能
7.1% −0.763
22/20
−1.077 8.4%
0.305 内部応力の符号の正は引張応力,負は圧
縮応力を表す。 上表で測定不能と表示したのは,基板の反りの測定にお
いて,シリコン酸化膜2表面から反射するレーザ光と裏
面から反射するレーザ光が干渉して,正確な値が測定で
きなかったものである。
負符号,即ち圧縮応力であり,アニールによりそれが正
符号,即ち引張応力に変わる条件範囲と,そのまま負符
号,即ち圧縮応力のままである条件範囲があることがわ
かる。
図で,上表からマイクロ波パワーを縦軸,SiH4/O
2 比を横軸にとり,アニールにより内部応力が負から
正に変化する範囲,負から負に変化する範囲を示したも
のである。
0 〜800 W,SiH4/O2 比が0.9 〜1
.0を含む条件範囲に,アニールにより内部応力の符号
の変わらない範囲がある。この範囲は配線のストレスマ
イグレーションを抑制する観点から望ましい範囲である
。配線パターン9を覆うシリコン酸化膜2の形成はこの
条件範囲で行うことが望ましい。
と内部応力の符号が負から正に反転しやすくなり,かつ
デバイスへのダメージが大きくなるから望ましくない。 また,マイクロ波パワーが200 W以下ではプラズマ
が立ちにくく,不安定になる。
に供給することは,内部応力の符号が負から正に反転し
にくくなり,かつデバイスへのダメージを小さくする効
果もあるから望ましい。
ECRプラズマCVD法によるシリコン酸化膜を堆積し
た後,アニールにより内部応力がその符号を変えないよ
うに形成することができる。
なるストレスマイグレーションを抑制する効果を奏し,
半導体装置の微細化に寄与するものである。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体基板(1) を電子サイクロト
ロン共鳴プラズマCVD装置のチャンバ(5) 内に配
置して,Siを含む原料ガス(3a)と酸素を含むガス
(3b)及びマイクロ波パワー(4) を該チャンバ(
5) 内に導入して,該半導体基板(1) 上にシリコ
ン酸化膜(2) を堆積するに際し,堆積したシリコン
酸化膜(2) の内部応力が堆積後のアニールにより符
号を変化しないように該Siを含む原料ガス(3a)と
該酸素を含むガス(3b)の供給比を制御することを特
徴とする絶縁膜の形成方法。 - 【請求項2】 該Siを含む原料ガス(3a)と該酸
素を含むガス(3b)の供給比を制御することに加えて
,該マイクロ波パワー(4) を制御することを特徴と
する請求項1記載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項3】 該マイクロ波パワー(4) を周期的
に間欠的に供給することを特徴とする請求項1又は2記
載の絶縁膜の形成方法。 - 【請求項4】 該シリコン酸化膜(2) を該半導体
基板(1) 上に形成された配線パターン(9) を覆
うように形成することを特徴とする請求項1又は2又は
3記載の絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3050012A JP3049796B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3050012A JP3049796B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04286122A true JPH04286122A (ja) | 1992-10-12 |
JP3049796B2 JP3049796B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=12847088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3050012A Expired - Fee Related JP3049796B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3049796B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6037278A (en) * | 1996-08-30 | 2000-03-14 | Nec Corporation | Method of manufacturing semiconductor devices having multi-level wiring structure |
JP2007294889A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Kobe Steel Ltd | メンブレン構造素子及びその製造方法 |
US8057882B2 (en) | 2006-03-28 | 2011-11-15 | Kobe Steel, Ltd. | Membrane structure element and method for manufacturing same |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP3050012A patent/JP3049796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6037278A (en) * | 1996-08-30 | 2000-03-14 | Nec Corporation | Method of manufacturing semiconductor devices having multi-level wiring structure |
JP2007294889A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Kobe Steel Ltd | メンブレン構造素子及びその製造方法 |
US8057882B2 (en) | 2006-03-28 | 2011-11-15 | Kobe Steel, Ltd. | Membrane structure element and method for manufacturing same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3049796B2 (ja) | 2000-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dun et al. | Mechanisms of Plasma‐Enhanced Silicon Nitride Deposition Using SiH4/N 2 Mixture | |
JP2981102B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
JP2938361B2 (ja) | 薄膜トランジスタのための多段階cvd法 | |
EP0327336B1 (en) | Electronic devices incorporating carbon films | |
JPH02177368A (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 | |
JPH0766186A (ja) | 誘電体の異方性堆積法 | |
KR100510473B1 (ko) | 원자층 증착법을 이용한 반도체소자의 커패시터 상부 전극 형성방법 | |
JPH04286122A (ja) | 絶縁膜の形成方法 | |
JPH0544017A (ja) | 窒化ケイ素膜の形成方法 | |
US7615251B2 (en) | Processing device using shower head structure and processing method | |
JP2004119938A (ja) | 酸化シリコン膜製造方法及び装置 | |
KR100332423B1 (ko) | Pecvd 장비 | |
WO2007035041A1 (en) | Method of and apparatus for fabricating thermal oxide film using single chamber-type cvd apparatus | |
JP3380922B2 (ja) | シリコン酸化膜の形成方法 | |
KR0119965B1 (ko) | 반도체 소자의 산화막 형성방법 | |
KR100448718B1 (ko) | 플라즈마를 이용한 화학기상증착장치 | |
KR20030019890A (ko) | 반도체장치의 제조방법 및 반도체 제조장치 | |
JPH08139029A (ja) | 減圧型気相成長装置及びそれを用いた気相成長方法 | |
KR930008862B1 (ko) | 금속층의 힐록성장 억제를 위한 반도체소자 제조방법 | |
KR960036155A (ko) | 피.엘.티. 박막 제조방법 | |
JPH05145074A (ja) | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 | |
KR100451507B1 (ko) | 반도체 소자의 제조방법 | |
KR100444611B1 (ko) | 반도체 소자의 제조 방법 | |
JP2003178990A (ja) | 基板熱処理方法、半導体装置の製造方法、化学気相堆積方法及ディスプレイ | |
JPH07161709A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000229 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080331 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |