JPH05190537A - 半導体装置のケイ素酸化膜の改質方法 - Google Patents
半導体装置のケイ素酸化膜の改質方法Info
- Publication number
- JPH05190537A JPH05190537A JP4434092A JP4434092A JPH05190537A JP H05190537 A JPH05190537 A JP H05190537A JP 4434092 A JP4434092 A JP 4434092A JP 4434092 A JP4434092 A JP 4434092A JP H05190537 A JPH05190537 A JP H05190537A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- film
- silicon oxide
- oxide film
- nitrogen
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルコキシシランを原料としＣＶＤ法で既に
形成された酸化ケイ素膜を極めて良質の膜に改質するこ
とを目的とする。 【構成】 酸化ケイ素膜の改質は２０％以上の窒素と他
のガスを含む雰囲気中でプラズマ処理を行うことによっ
て達成される。ここで他のガスは酸素、酸化窒素、オゾ
ン、フッ素、フッ化水素、フロロメタン、フロロエタ
ン、フッ化酸素、フッ化窒素、クリプトンあるいはキセ
ノン、あるいはこれらの二種以上の混合物である。 【効果】 膜中にＯＨ基やアルキル基等の残存がなく、
絶縁耐性に優れた膜を得られること、低温で改質処理を
行うことができ、改質された膜は緻密性や平坦化性に優
れていること、張力性残留歪がないこと等の効果があ
る。
形成された酸化ケイ素膜を極めて良質の膜に改質するこ
とを目的とする。 【構成】 酸化ケイ素膜の改質は２０％以上の窒素と他
のガスを含む雰囲気中でプラズマ処理を行うことによっ
て達成される。ここで他のガスは酸素、酸化窒素、オゾ
ン、フッ素、フッ化水素、フロロメタン、フロロエタ
ン、フッ化酸素、フッ化窒素、クリプトンあるいはキセ
ノン、あるいはこれらの二種以上の混合物である。 【効果】 膜中にＯＨ基やアルキル基等の残存がなく、
絶縁耐性に優れた膜を得られること、低温で改質処理を
行うことができ、改質された膜は緻密性や平坦化性に優
れていること、張力性残留歪がないこと等の効果があ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルコキシシランを原
料としＣＶＤ法で成膜した半導体装置用のケイ素酸化膜
を改質する方法に関するものである。
料としＣＶＤ法で成膜した半導体装置用のケイ素酸化膜
を改質する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、オゾン、酸化窒素や酸素等をプラ
ズマによって活性化せしめた酸素を用いてアルコキシシ
ランを化学反応させてＳｉＯ２膜を製造する技術が広く
行われている。アルコキシシランを原料とするこのＳｉ
Ｏ２膜の製造法は主に平坦な膜を得ることを目的として
いる。
ズマによって活性化せしめた酸素を用いてアルコキシシ
ランを化学反応させてＳｉＯ２膜を製造する技術が広く
行われている。アルコキシシランを原料とするこのＳｉ
Ｏ２膜の製造法は主に平坦な膜を得ることを目的として
いる。
【０００３】しかし、この従来の方法では、平坦な膜を
得ようとすると、生成したＳｉＯ２膜中にＯＨ基やＣＨ
３基、ＣＨ２ＣＨ３基のようなアルキル基が残存する欠
点がある。また、このような基を不条理に膜外に排除し
ようとすると膜の多孔質化が起こる欠点がある。また、
張力性残留歪が発生し膜質を低下させる欠点がある。
得ようとすると、生成したＳｉＯ２膜中にＯＨ基やＣＨ
３基、ＣＨ２ＣＨ３基のようなアルキル基が残存する欠
点がある。また、このような基を不条理に膜外に排除し
ようとすると膜の多孔質化が起こる欠点がある。また、
張力性残留歪が発生し膜質を低下させる欠点がある。
【０００４】このような欠点を除去する目的で生成した
ＳｉＯ２膜をプラズマ支援の希ガスや酸素で処理した
り、高い基板温度で熱処理したりしてＳｉＯ２膜の改質
が試みられているが充分な効果を得ているとは言い難
い。
ＳｉＯ２膜をプラズマ支援の希ガスや酸素で処理した
り、高い基板温度で熱処理したりしてＳｉＯ２膜の改質
が試みられているが充分な効果を得ているとは言い難
い。
【０００５】また、より平坦な膜を得るために二酸化ケ
イ素化する前の中間生成物を着膜することも試みられて
いる。特にこの中間生成物が液体である場合は極めて平
坦な膜が得られることが認められているが、反面、極め
て膜質が悪いことも知られている。
イ素化する前の中間生成物を着膜することも試みられて
いる。特にこの中間生成物が液体である場合は極めて平
坦な膜が得られることが認められているが、反面、極め
て膜質が悪いことも知られている。
【０００６】上記のような理由で、今日、形成されたＳ
ｉＯ２膜をより低温で良質化できる改質方法が求められ
ている。
ｉＯ２膜をより低温で良質化できる改質方法が求められ
ている。
【０００７】一般に、酸化ケイ素等を基板に塗布して形
成した膜は微粒子より成り立っている。したがって、こ
の場合、膜中の不純物を粒子間隙を通して膜外に排除す
ること、不純物排除後間隙を消滅させることがこの膜の
改質過程となる。
成した膜は微粒子より成り立っている。したがって、こ
の場合、膜中の不純物を粒子間隙を通して膜外に排除す
ること、不純物排除後間隙を消滅させることがこの膜の
改質過程となる。
【０００８】これに対してアルコキシシランのＣＶＤ法
による酸化ケイ素膜（中間生成物膜を含む）は連続体か
らなっている。したがって、膜の多孔質化はＣＶＤ反応
副生成物が連続体内を移動し膜外に排除される時発生す
ると考えられる。
による酸化ケイ素膜（中間生成物膜を含む）は連続体か
らなっている。したがって、膜の多孔質化はＣＶＤ反応
副生成物が連続体内を移動し膜外に排除される時発生す
ると考えられる。
【０００９】このためこの酸化ケイ素膜の改質は、副生
成物の効率的な膜外への排除、副生成物の膜内通路の作
成、副生成物が通過後の通路の閉鎖という三つの条件を
満足することによって達成される。すなわち、このこと
によって酸化ケイ素膜中に副生成物が残留せず、多孔質
の緻密化が達成される。
成物の効率的な膜外への排除、副生成物の膜内通路の作
成、副生成物が通過後の通路の閉鎖という三つの条件を
満足することによって達成される。すなわち、このこと
によって酸化ケイ素膜中に副生成物が残留せず、多孔質
の緻密化が達成される。
【００１０】副生成物を効率よく膜外に排除するには、
副生成物と酸化ケイ素が化学結合している場合はその化
学結合を切断すること、二酸化ケイ素化するのに酸素が
不足する場合は酸素を供給すること、副生成物の除去通
路の形成には一時的にＳｉ−Ｏ結合を切断することが必
要である。さらに、その後この通路を閉鎖する必要があ
る。
副生成物と酸化ケイ素が化学結合している場合はその化
学結合を切断すること、二酸化ケイ素化するのに酸素が
不足する場合は酸素を供給すること、副生成物の除去通
路の形成には一時的にＳｉ−Ｏ結合を切断することが必
要である。さらに、その後この通路を閉鎖する必要があ
る。
【００１１】また、固体あるいは固体化しようとしてい
る膜中に不足する酸素を供給し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を
連続するためにはプラズマにより発生した活性酸素をス
パッタの要領で打ち込むことが有効である。
る膜中に不足する酸素を供給し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を
連続するためにはプラズマにより発生した活性酸素をス
パッタの要領で打ち込むことが有効である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、プラズ
マガスとして主に窒素を用いてＳｉＯ２膜を製造するこ
とによって良質の酸化ケイ素膜が得られることを見出
し、特許を出願した（特願昭６３−６４５１２、特願昭
６３−６７５６７）。
マガスとして主に窒素を用いてＳｉＯ２膜を製造するこ
とによって良質の酸化ケイ素膜が得られることを見出
し、特許を出願した（特願昭６３−６４５１２、特願昭
６３−６７５６７）。
【００１３】本発明者等は、さらに研究を重ねた結果、
アルコキシシランを原料としＣＶＤ法で既に形成された
酸化ケイ素膜も主に窒素を含む雰囲気中でプラズマ処理
することによって極めて良質の酸化ケイ素膜に改質でき
ることを見出した。したがって、本発明は、アルコキシ
シランを原料としＣＶＤ法で成膜した酸化ケイ素膜を極
めて良質の膜に改質する方法を提供しようとするもので
ある。
アルコキシシランを原料としＣＶＤ法で既に形成された
酸化ケイ素膜も主に窒素を含む雰囲気中でプラズマ処理
することによって極めて良質の酸化ケイ素膜に改質でき
ることを見出した。したがって、本発明は、アルコキシ
シランを原料としＣＶＤ法で成膜した酸化ケイ素膜を極
めて良質の膜に改質する方法を提供しようとするもので
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルコキシシ
ランを原料としＣＶＤ法で成膜した酸化ケイ素膜あるい
は酸化ケイ素になるまでの中間生成物からなる膜を２０
％以上の窒素と他のガスを含む雰囲気中でプラズマ処理
するものである。
ランを原料としＣＶＤ法で成膜した酸化ケイ素膜あるい
は酸化ケイ素になるまでの中間生成物からなる膜を２０
％以上の窒素と他のガスを含む雰囲気中でプラズマ処理
するものである。
【００１５】ここで他のガスは酸素、酸化窒素、オゾ
ン、フッ素、フッ化水素、フロロメタン、フロロエタ
ン、フッ化酸素、フッ化窒素、クリプトンあるいはキセ
ノン、あるいはこれらの二種以上の混合物である。
ン、フッ素、フッ化水素、フロロメタン、フロロエタ
ン、フッ化酸素、フッ化窒素、クリプトンあるいはキセ
ノン、あるいはこれらの二種以上の混合物である。
【００１６】Ｓｉ−Ｏ結合を一時切断できるエネルギー
として１００〜１６０ｎｍの遠紫外線の照射が有効であ
り、また、ＳｉＯ２での吸収も大きく効果的である。
として１００〜１６０ｎｍの遠紫外線の照射が有効であ
り、また、ＳｉＯ２での吸収も大きく効果的である。
【００１７】この波長のエネルギーは紫外線ランプを使
用することによって得られるが、この場合、反応室の外
部から適当な窓を通して照射する必要がある。しかし、
この波長の紫外線を通すには良好な窓材が得にくいこ
と、プラズマ発生のための電極が紫外線照射の邪魔にな
ること等の理由でこのようなランプを使用することは困
難である。
用することによって得られるが、この場合、反応室の外
部から適当な窓を通して照射する必要がある。しかし、
この波長の紫外線を通すには良好な窓材が得にくいこ
と、プラズマ発生のための電極が紫外線照射の邪魔にな
ること等の理由でこのようなランプを使用することは困
難である。
【００１８】そこでプラズマ中に窒素を導入することに
よりこの領域の紫外線を豊富に発生させることができる
ことを確認した。しかも、酸化ケイ素の膜質を劣化させ
たり、反応室内の材料に悪影響を与えることもないこと
がわかった。また、プラズマガス中に窒素以外に酸素が
あれば、膜特性を悪化させるほどの窒化ケイ素膜を形成
するおそれはないことがわかった。
よりこの領域の紫外線を豊富に発生させることができる
ことを確認した。しかも、酸化ケイ素の膜質を劣化させ
たり、反応室内の材料に悪影響を与えることもないこと
がわかった。また、プラズマガス中に窒素以外に酸素が
あれば、膜特性を悪化させるほどの窒化ケイ素膜を形成
するおそれはないことがわかった。
【００１９】この方法によつて既に形成された酸化ケイ
素膜中のＳｉ−Ｏ結合を一時切断することができ、膜内
に副生成物の通路が形成され、副生成物の効率的な膜外
への排除が可能となる。副生成物が通過後、通路の閉鎖
が行われる。
素膜中のＳｉ−Ｏ結合を一時切断することができ、膜内
に副生成物の通路が形成され、副生成物の効率的な膜外
への排除が可能となる。副生成物が通過後、通路の閉鎖
が行われる。
【００２０】このような改質法によって、酸化ケイ素膜
中に残存するＯＨ基やアルキル基等を排除し、多孔質化
を防ぎ緻密な平坦化膜を得ることができる。また、この
改質は低温で実施することができる。
中に残存するＯＨ基やアルキル基等を排除し、多孔質化
を防ぎ緻密な平坦化膜を得ることができる。また、この
改質は低温で実施することができる。
【００２１】実際の酸化ケイ素の成膜では、一回の着膜
の厚さを５０ｎｍ以下とし、この膜を本発明になる方法
で改質する。この操作を多数回繰り返し膜厚を厚くして
ゆく方法が好ましい。
の厚さを５０ｎｍ以下とし、この膜を本発明になる方法
で改質する。この操作を多数回繰り返し膜厚を厚くして
ゆく方法が好ましい。
【００２２】本発明において使用されるアルコキシシラ
ンはテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ト
リエトキシシラン等が好ましいが、その他のアルコキシ
シランであってもよい。
ンはテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ト
リエトキシシラン等が好ましいが、その他のアルコキシ
シランであってもよい。
【００２３】
【実施例】プラズマ反応室内にシリコン基板を設置し、
基板温度を３００℃に加熱した。反応室内にＳｉ（ＯＣ
２Ｈ５）４を２５℃でＨｅでバブリングして５００ｃｃ
／ｍｉｎ、Ｏ２を５００ｃｃ／ｍｉｎ導入して、１３．
５６ＭＨｚの高周波でプラズマを発生させ、１分間成膜
を行った。この時の反応室内の圧力は５０Ｔｏｒｒであ
った。
基板温度を３００℃に加熱した。反応室内にＳｉ（ＯＣ
２Ｈ５）４を２５℃でＨｅでバブリングして５００ｃｃ
／ｍｉｎ、Ｏ２を５００ｃｃ／ｍｉｎ導入して、１３．
５６ＭＨｚの高周波でプラズマを発生させ、１分間成膜
を行った。この時の反応室内の圧力は５０Ｔｏｒｒであ
った。
【００２４】このようにして製造したＳｉＯ２膜の赤外
吸収スペクトルを測定した結果、ＯＨ基、アルキル基等
の吸収が明かに観測された。また、膜のヒッカキ硬度も
弱く容易にヒッカキ傷がつくほど柔らかい膜であった。
吸収スペクトルを測定した結果、ＯＨ基、アルキル基等
の吸収が明かに観測された。また、膜のヒッカキ硬度も
弱く容易にヒッカキ傷がつくほど柔らかい膜であった。
【００２５】次に、Ｎ２５０％、Ｏ２５０％を反応室に
導入し、周波数２０ＫＨｚの高周波でプラズマを発生さ
せ、３０分間、このＳｉＯ２膜の改質処理を行った。こ
の時の基板温度は３００℃、反応室内の圧力は１Ｔｏｒ
ｒであった。
導入し、周波数２０ＫＨｚの高周波でプラズマを発生さ
せ、３０分間、このＳｉＯ２膜の改質処理を行った。こ
の時の基板温度は３００℃、反応室内の圧力は１Ｔｏｒ
ｒであった。
【００２６】このようにして改質処理を行ったＳｉＯ２
膜の赤外吸収スペクトルを測定した結果、ＯＨ基、アル
キル基等は検出されなかった。また、膜のヒッカキ強度
を測定した結果、石英ガラスに比較し遜色のない緻密な
膜であった。
膜の赤外吸収スペクトルを測定した結果、ＯＨ基、アル
キル基等は検出されなかった。また、膜のヒッカキ強度
を測定した結果、石英ガラスに比較し遜色のない緻密な
膜であった。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、改質した酸化ケイ素膜
中にＯＨ基やアルキル基等の残存がなく、絶縁耐性に優
れている特徴がある。また、低温で改質処理を行うこと
ができ、改質された膜は緻密性や平坦化性に極めて優れ
た膜である特徴がある。さらに、張力性残留歪がなく、
膜はクラック耐性に優れ、Ａｌ配線の断線を起こしにく
い特徴がある。
中にＯＨ基やアルキル基等の残存がなく、絶縁耐性に優
れている特徴がある。また、低温で改質処理を行うこと
ができ、改質された膜は緻密性や平坦化性に極めて優れ
た膜である特徴がある。さらに、張力性残留歪がなく、
膜はクラック耐性に優れ、Ａｌ配線の断線を起こしにく
い特徴がある。
Claims (2)
- 【請求項１】 アルコキシシランを原料としてＣＶＤ法
で成膜した酸化ケイ素膜あるいは酸化ケイ素になるまで
の中間生成物からなる膜を２０％以上の窒素と他のガス
を含む雰囲気中でプラズマ処理することを特徴とする半
導体装置のケイ素酸化膜の改質方法。 - 【請求項２】 他のガスが酸素、酸化窒素、オゾン、フ
ッ素、フッ化水素、フロロメタン、フロロエタン、フッ
化酸素、フッ化窒素、クリプトンあるいはキセノン、あ
るいはこれらの二種以上の混合物であることを特徴とす
る請求項１の半導体装置のケイ素酸化膜の改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4434092A JPH05190537A (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 半導体装置のケイ素酸化膜の改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4434092A JPH05190537A (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 半導体装置のケイ素酸化膜の改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190537A true JPH05190537A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=12688787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4434092A Pending JPH05190537A (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 半導体装置のケイ素酸化膜の改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190537A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153702A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Nec Corp | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 |
| JPH11168212A (ja) * | 1997-12-02 | 1999-06-22 | Tadahiro Omi | 半導体装置 |
| US6048764A (en) * | 1996-02-13 | 2000-04-11 | Nec Corporation | Method for producing semiconductor device with capacitor stacked |
| 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 |
-
1992
- 1992-01-16 JP JP4434092A patent/JPH05190537A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153702A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Nec Corp | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 |
| US6048764A (en) * | 1996-02-13 | 2000-04-11 | Nec Corporation | Method for producing semiconductor device with capacitor stacked |
| JPH11168212A (ja) * | 1997-12-02 | 1999-06-22 | Tadahiro Omi | 半導体装置 |
| 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 |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0104658B1 (en) | Process for forming thin film | |
| US6251807B1 (en) | Method for improving thickness uniformity of deposited ozone-teos silicate glass layers | |
| US7084076B2 (en) | Method for forming silicon dioxide film using siloxane | |
| JP3670277B2 (ja) | 低い固有応力および／または低い水素含有率をもつＳｉＯ▲Ｘ▼フィルムの堆積法 | |
| EP1717848A1 (en) | Method for producing silicon oxide film | |
| US7772133B2 (en) | Method and equipment for forming oxide film | |
| KR19990006652A (ko) | 불소 첨가 절연막의 형성 방법 | |
| TW200522176A (en) | Method for cleaning a plasma enhanced CVD chamber | |
| Toyoda et al. | Preparation of SiO2 film by photo-induced chemical vapor deposition using a deuterium lamp and its annealing effect | |
| Kaneko et al. | Low Temperature Silicon Surface Cleaning by HF Etching/Ultraviolet Ozone Cleaning (HF/UVOC) Method (II)–in situ UVOC | |
| JPH05308071A (ja) | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 | |
| JPH05190537A (ja) | 半導体装置のケイ素酸化膜の改質方法 | |
| JPH10163195A (ja) | 成膜前処理方法及び半導体装置の製造方法 | |
| WO1997007537A1 (fr) | Procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteurs | |
| JP4032889B2 (ja) | 絶縁膜の形成方法 | |
| JP3574577B2 (ja) | 高粘性合成石英ガラスおよびその製造方法 | |
| JP2978704B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH06333917A (ja) | 半導体ウエーハの酸化前処理方法 | |
| JP3225694B2 (ja) | 窒化シリコン膜の形成方法およびｃｖｄ装置 | |
| RU2116686C1 (ru) | Способ получения пленки диоксида кремния на подложке | |
| Boyd | ULSI dielectrics: low-temperature silicon dioxides | |
| Alonso et al. | Effect of the predecomposition of SiF4 on the properties of silicon dioxide deposited at low temperatures using SiF4/SiH4/N2O in a double‐plasma process | |
| JPH01157437A (ja) | ガラスの表面改質法 | |
| JPH07235530A (ja) | 絶縁膜の形成方法 | |
| JPS5642350A (en) | Formation of insulating film |