JPH0513404A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0513404A JPH0513404A JP16196191A JP16196191A JPH0513404A JP H0513404 A JPH0513404 A JP H0513404A JP 16196191 A JP16196191 A JP 16196191A JP 16196191 A JP16196191 A JP 16196191A JP H0513404 A JPH0513404 A JP H0513404A
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- JP
- Japan
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- semiconductor substrate
- film
- moisture resistance
- cusp
- ecr
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- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＥＣＲーＣＶＤ装置を用いて形成する半導体
基板上の層間絶縁膜に関し, 耐湿性の良好な層間絶縁膜
の生成条件を得ることを目的とする。 【構成】 半導体基板上の層間絶縁膜をＥＣＲーＣＶＤ
装置を用いて形成するに際して，層間絶縁膜の耐湿性を
半導体基板の近傍にカスプ面を形成して制御するように
構成する。
基板上の層間絶縁膜に関し, 耐湿性の良好な層間絶縁膜
の生成条件を得ることを目的とする。 【構成】 半導体基板上の層間絶縁膜をＥＣＲーＣＶＤ
装置を用いて形成するに際して，層間絶縁膜の耐湿性を
半導体基板の近傍にカスプ面を形成して制御するように
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，電子サイクロトロン共
鳴化学気相成長（ＥＣＲーＣＶＤ）装置を用いて形成す
る半導体基板上の層間絶縁膜の耐湿性の制御に関する。
鳴化学気相成長（ＥＣＲーＣＶＤ）装置を用いて形成す
る半導体基板上の層間絶縁膜の耐湿性の制御に関する。
【０００２】近年，半導体装置がますます大集積化する
なかで，配線間を繋ぐコンタクトホールの高アスペクト
化がプロセス上問題になっている。
なかで，配線間を繋ぐコンタクトホールの高アスペクト
化がプロセス上問題になっている。
【０００３】
【従来の技術】微細配線化が進むなかで，従来の膜厚で
の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成することは高ア
スペクト化のために困難となってきている。
の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成することは高ア
スペクト化のために困難となってきている。
【０００４】そのため，層間絶縁膜を薄くすると，耐湿
性が悪くなる。対策として，耐湿性を維持するために，
酸化膜中に窒素を少量添加することで，疎水性の膜を形
成していた。
性が悪くなる。対策として，耐湿性を維持するために，
酸化膜中に窒素を少量添加することで，疎水性の膜を形
成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この構成により，薄い
膜厚で十分な耐湿性のある層間絶縁膜を形成すること
で，コンタクトホールの形成を容易にすることができ
た。
膜厚で十分な耐湿性のある層間絶縁膜を形成すること
で，コンタクトホールの形成を容易にすることができ
た。
【０００６】しかしながら，窒素を添加すると屈折率が
大きくなるために，ここで形成した層間絶縁膜上にスピ
ン・オン・グラス（ＳＯＧ）等の有機系シリコンソース
の膜との濡れ性が問題となり，膜の剥がれが起きる可能
性がある。
大きくなるために，ここで形成した層間絶縁膜上にスピ
ン・オン・グラス（ＳＯＧ）等の有機系シリコンソース
の膜との濡れ性が問題となり，膜の剥がれが起きる可能
性がある。
【０００７】本発明は，以上の問題点に鑑み，層間絶縁
膜の耐湿性の制御を目的として提供されるものである。
膜の耐湿性の制御を目的として提供されるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
には，カスプ面を半導体基板の位置に対して近傍に形成
するようにする。
には，カスプ面を半導体基板の位置に対して近傍に形成
するようにする。
【０００９】即ち，本発明の目的は，半導体基板上の層
間絶縁膜を，該半導体基板を挟んで対向してなる複数の
磁界発生手段を有するＥＣＲ−ＣＶＤ装置にて形成する
に際して，該層間絶縁膜の耐湿性を，該ＥＣＲ−ＣＶＤ
装置内において磁束密度が零となるカスプ面が該半導体
基板の近傍に形成されるようにすることで制御すること
により，また，前記カスプ面が，前記半導体基板より２
０ｍｍ以内に形成されるように制御することにより達成
される。
間絶縁膜を，該半導体基板を挟んで対向してなる複数の
磁界発生手段を有するＥＣＲ−ＣＶＤ装置にて形成する
に際して，該層間絶縁膜の耐湿性を，該ＥＣＲ−ＣＶＤ
装置内において磁束密度が零となるカスプ面が該半導体
基板の近傍に形成されるようにすることで制御すること
により，また，前記カスプ面が，前記半導体基板より２
０ｍｍ以内に形成されるように制御することにより達成
される。
【００１０】
【作用】本発明では，カスプ面を半導体基板の近傍に形
成することにより，耐湿性が良く制御されるので，薄い
層間絶縁膜の耐湿性が制御され，かつ，屈折率も制御出
来るため，ＳＯＧ膜等との馴染みもよくなり，コンタク
トホールの形成も問題がなくなる。
成することにより，耐湿性が良く制御されるので，薄い
層間絶縁膜の耐湿性が制御され，かつ，屈折率も制御出
来るため，ＳＯＧ膜等との馴染みもよくなり，コンタク
トホールの形成も問題がなくなる。
【００１１】即ち, 磁束密度の零となるカスプ面を半導
体基板の位置近傍に移動した場合には，プラズマ密度が
均一となり, 耐湿性が良い膜質となることが後述の実施
例により実験的に確認されている。
体基板の位置近傍に移動した場合には，プラズマ密度が
均一となり, 耐湿性が良い膜質となることが後述の実施
例により実験的に確認されている。
【００１２】カスプ面では, 電子やイオンが外方へ放出
され, プラズマ密度が小さくなるため, プラズマインピ
ーダンスが大きくなり, イオンの加速電圧を高くする効
果がある。
され, プラズマ密度が小さくなるため, プラズマインピ
ーダンスが大きくなり, イオンの加速電圧を高くする効
果がある。
【００１３】そのため, 反応種は半導体基板の表面によ
り加速して入射し, 緻密な膜質の二酸化シリコン(SiO2)
膜耐湿性が向上すると考えられる。
り加速して入射し, 緻密な膜質の二酸化シリコン(SiO2)
膜耐湿性が向上すると考えられる。
【００１４】
【実施例】図１はＥＣＲ−ＰＬＡＳＭＡ−ＣＶＤ装置の
概形とカスプ磁場の磁界方向，図２は絶縁膜の耐湿性の
カスプ位置依存性と試料断面図である。
概形とカスプ磁場の磁界方向，図２は絶縁膜の耐湿性の
カスプ位置依存性と試料断面図である。
【００１５】図において，１は半導体基板，２は静電チ
ャック，３は反応室，４はプラズマ生成室，５はソレノ
イドコイル，６はサブソレノイドコイル，７はシランガ
ス供給口，８は酸素ガス供給口，９は排気口である。
ャック，３は反応室，４はプラズマ生成室，５はソレノ
イドコイル，６はサブソレノイドコイル，７はシランガ
ス供給口，８は酸素ガス供給口，９は排気口である。
【００１６】本発明の一実施例について，図１，図２に
より説明する。図１に示すＥＣＲ−ＰＬＡＳＭＡ−ＣＶ
Ｄ装置の反応室３内の静電チャック２に，図２（ｂ）に
示すように，半導体基板10であるシリコン(Si)ウエハに
SiO2膜11とボロンドープＰＳＧ(B-PSG) 膜12を二層に形
成した試料をセットする。
より説明する。図１に示すＥＣＲ−ＰＬＡＳＭＡ−ＣＶ
Ｄ装置の反応室３内の静電チャック２に，図２（ｂ）に
示すように，半導体基板10であるシリコン(Si)ウエハに
SiO2膜11とボロンドープＰＳＧ(B-PSG) 膜12を二層に形
成した試料をセットする。
【００１７】マイクロ波周波数2.54GHz, 出力 300Ｗ，
13.56MHzの高周波出力 900Ｗ，パルスタイム８msecで,
ソレノイドコイル５に150 Ａの電流を流し，サブソレノ
イドコイル６の電流を調節して，磁束密度Bz＝０となる
カスプ面の位置が半導体基板の１の近傍に来るように調
整する。
13.56MHzの高周波出力 900Ｗ，パルスタイム８msecで,
ソレノイドコイル５に150 Ａの電流を流し，サブソレノ
イドコイル６の電流を調節して，磁束密度Bz＝０となる
カスプ面の位置が半導体基板の１の近傍に来るように調
整する。
【００１８】一方，シラン(SiH4)をシランガス供給口７
より12sccm, 酸素(O2)を酸素ガス供給口８より13.3sccm
と９：10の流量比で導入し半導体基板１上に５分間で
3,000Åの厚さに耐湿性SiO2膜13を形成する。
より12sccm, 酸素(O2)を酸素ガス供給口８より13.3sccm
と９：10の流量比で導入し半導体基板１上に５分間で
3,000Åの厚さに耐湿性SiO2膜13を形成する。
【００１９】反応ガス, 例えば, SiH4ガスとO2ガスの流
量比を変えた場合, SiH4を多くするとシリコンリッチと
なり，形成される膜質はＳｉＯに近い組成となって，熱
的な影響を受けると変質し易く，デバイスの形成に悪影
響を与える。
量比を変えた場合, SiH4を多くするとシリコンリッチと
なり，形成される膜質はＳｉＯに近い組成となって，熱
的な影響を受けると変質し易く，デバイスの形成に悪影
響を与える。
【００２０】一方，反対にSiH4を少なくすると，疎水性
がなくなり，親水性となって耐湿性が悪くなる。SiH4と
O2によるSiO2膜の形成の場合には, SiH4／O2＝９／10の
流量比の時に耐湿性の良い膜質となった。
がなくなり，親水性となって耐湿性が悪くなる。SiH4と
O2によるSiO2膜の形成の場合には, SiH4／O2＝９／10の
流量比の時に耐湿性の良い膜質となった。
【００２１】続いて, 半導体基板１を装置より取り出
し, オートクレーブ( 圧力釜) に入れて，２気圧，121
℃, 湿度100 ％ でプレッシャー・クッカー・テスト(P
CT) を行う。
し, オートクレーブ( 圧力釜) に入れて，２気圧，121
℃, 湿度100 ％ でプレッシャー・クッカー・テスト(P
CT) を行う。
【００２２】すると, 耐湿性SiO2膜13を透過した水分が
B-PSG膜12に達して, 膜内のＰ＝Ｏの二重結合が壊れて
Ｐ−Ｏ−Ｈとなる。そこで，赤外分光装置により，半導
体基板１上のSiO2膜11と今回形成した耐湿性SiO2膜13に
挟まれたボロンドープＰＳＧ膜12のＰ＝Ｏの吸収波長1,
320cm -1を調べて，試料の耐湿性SiO2膜13の透水率を調
べる。
B-PSG膜12に達して, 膜内のＰ＝Ｏの二重結合が壊れて
Ｐ−Ｏ−Ｈとなる。そこで，赤外分光装置により，半導
体基板１上のSiO2膜11と今回形成した耐湿性SiO2膜13に
挟まれたボロンドープＰＳＧ膜12のＰ＝Ｏの吸収波長1,
320cm -1を調べて，試料の耐湿性SiO2膜13の透水率を調
べる。
【００２３】図２に示すように，SiH4とO2の流量比を
９：10とした場合に, 半導体基板１に対するカスプ面の
位置を，サブソレノイドコイルの電流値により変えて，
調査した。
９：10とした場合に, 半導体基板１に対するカスプ面の
位置を，サブソレノイドコイルの電流値により変えて，
調査した。
【００２４】その結果，半導体基板１に対するカスプ面
の距離Ｉ＝0.5 〜発散磁界面まで調査した結果, 図２に
示すように，オートクレーブ中の透水テストにおいて，
150時間でもＩ＝20mm以内のカスプ面近傍では，殆ど水
を通さず (10％以下），耐湿性が向上しているが，カス
プ面より離れるにつれて, 耐湿性が悪くなり, 発散磁界
では70％もの透水率になる。
の距離Ｉ＝0.5 〜発散磁界面まで調査した結果, 図２に
示すように，オートクレーブ中の透水テストにおいて，
150時間でもＩ＝20mm以内のカスプ面近傍では，殆ど水
を通さず (10％以下），耐湿性が向上しているが，カス
プ面より離れるにつれて, 耐湿性が悪くなり, 発散磁界
では70％もの透水率になる。
【００２５】また, SiO2膜を形成する際に，従来技術に
比べてもごく微量だけ，窒素(N2)または笑気(N2O) ガス
を供給しても良い。その結果，形成したSiO2膜中に残存
するＳｉ−Ｈの結合が少なくなると共に，Ｓｉ−Ｈの結
合が形成され，形成したSiO2膜の疎水性が良くなり，耐
湿性が向上する。
比べてもごく微量だけ，窒素(N2)または笑気(N2O) ガス
を供給しても良い。その結果，形成したSiO2膜中に残存
するＳｉ−Ｈの結合が少なくなると共に，Ｓｉ−Ｈの結
合が形成され，形成したSiO2膜の疎水性が良くなり，耐
湿性が向上する。
【００２６】この場合の各ガスの流量比は，例えば，Si
H4：O2：N2で１０：９：２である。
H4：O2：N2で１０：９：２である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように, 本発明によれば,
薄くても耐湿性の良い膜質のSiO2膜が得られるため，多
層配線化・大集積化を容易に行うことができ，大容量の
半導体装置の開発に寄与するところが大きい。
薄くても耐湿性の良い膜質のSiO2膜が得られるため，多
層配線化・大集積化を容易に行うことができ，大容量の
半導体装置の開発に寄与するところが大きい。
【図１】 ＥＣＲ−ＰＬＡＳＭＡ−ＣＶＤ装置の概形と
カスプ磁場の磁界方向
カスプ磁場の磁界方向
【図2 】 絶縁膜の耐湿性のカスプ位置依存性と試料断
面図
面図
１ 半導体基板
２ 静電チャック
３ 反応室
４ プラズマ生成室
５ ソレノイドコイル
６ サブソレノイドコイル
７ シランガス供給口
８ 酸素ガス供給口
９ 排気口
10 半導体基板
11 SiO2膜
12 B-PSG 膜
13 耐湿性SiO2膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｐ 7353−4Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上の層間絶縁膜を，該半導体
基板を挟んで対向してなる複数の磁界発生手段を有する
ＥＣＲ−ＣＶＤ装置にて形成するに際して， 該層間絶縁膜の耐湿性を，該ＥＣＲ−ＣＶＤ装置内にお
いて磁束密度が零となるカスプ面が該半導体基板の近傍
に形成されるようにすることで制御することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記カスプ面が，前記半導体基板より２
０ｍｍ以内に形成されるように制御することを特徴とす
る請求項１記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16196191A JPH0513404A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16196191A JPH0513404A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513404A true JPH0513404A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15745363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16196191A Pending JPH0513404A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0637054A1 (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-01 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Discharge plasma processing device |
| JP2008300518A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Canon Inc | アモルファス酸化物及び電界効果型トランジスタ |
-
1991
- 1991-07-03 JP JP16196191A patent/JPH0513404A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0637054A1 (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-01 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Discharge plasma processing device |
| JP2008300518A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Canon Inc | アモルファス酸化物及び電界効果型トランジスタ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000830 |