JPH05259155A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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- JPH05259155A JPH05259155A JP5165192A JP5165192A JPH05259155A JP H05259155 A JPH05259155 A JP H05259155A JP 5165192 A JP5165192 A JP 5165192A JP 5165192 A JP5165192 A JP 5165192A JP H05259155 A JPH05259155 A JP H05259155A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 LSI 用の層間絶縁膜や素子分離用の絶縁膜と
して用いられる耐吸湿性に優れているとともに段差被覆
性および平坦性に優れたオゾン−有機シラン系のCVD 絶
縁膜を効率良く形成するもの。 【構成】 シリコンウエファを反応チャンバに入れた状
態で、オゾン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガス
流量の内の少なくとも一つのパラメータを段階的または
連続的に変化させて膜質の異なる複合絶縁膜を形成す
る。
して用いられる耐吸湿性に優れているとともに段差被覆
性および平坦性に優れたオゾン−有機シラン系のCVD 絶
縁膜を効率良く形成するもの。 【構成】 シリコンウエファを反応チャンバに入れた状
態で、オゾン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガス
流量の内の少なくとも一つのパラメータを段階的または
連続的に変化させて膜質の異なる複合絶縁膜を形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はオゾンガスと有機シラン
系原料ガスとの混合ガスを、半導体基体を入れた反応容
器に導き、化学気相成長法により半導体基体上に絶縁膜
を形成する方法に関するものであり、特に超ＬＳＩなど
の高集積半導体装置において、多層配線における層間絶
縁膜や素子分離用絶縁膜のように微細な凹凸を有する半
導体基板上に設けられる絶縁膜を形成する方法に関する
ものである。
系原料ガスとの混合ガスを、半導体基体を入れた反応容
器に導き、化学気相成長法により半導体基体上に絶縁膜
を形成する方法に関するものであり、特に超ＬＳＩなど
の高集積半導体装置において、多層配線における層間絶
縁膜や素子分離用絶縁膜のように微細な凹凸を有する半
導体基板上に設けられる絶縁膜を形成する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】LSI の集積化が進むにつれて、配線を２
層、３層と積み重ねる多層配線技術が開発されている。
この場合には、微細な配線間の隙間に絶縁膜を埋め込む
とともに上層の配線の段差部における断線を防止するた
めに、平坦な層間絶縁膜を形成する必要がある。すなわ
ち、段差被覆性と平坦性が良好な絶縁膜を形成する必要
がある。このような段差被覆性および表面平坦性が優れ
た絶縁膜の材料として有望とされているものに、テトラ
エトキシシラン（tetraethoxysilane:一般にTEOSと呼ば
れている) のような有機シラン系材料ガスとオゾンガス
とを用いて化学気相成長（CVD 法）によって形成したシ
リコン酸化膜より成る絶縁膜がある。このような絶縁膜
は、一般にオゾン−TEOS CVD膜と呼ばれている。
層、３層と積み重ねる多層配線技術が開発されている。
この場合には、微細な配線間の隙間に絶縁膜を埋め込む
とともに上層の配線の段差部における断線を防止するた
めに、平坦な層間絶縁膜を形成する必要がある。すなわ
ち、段差被覆性と平坦性が良好な絶縁膜を形成する必要
がある。このような段差被覆性および表面平坦性が優れ
た絶縁膜の材料として有望とされているものに、テトラ
エトキシシラン（tetraethoxysilane:一般にTEOSと呼ば
れている) のような有機シラン系材料ガスとオゾンガス
とを用いて化学気相成長（CVD 法）によって形成したシ
リコン酸化膜より成る絶縁膜がある。このような絶縁膜
は、一般にオゾン−TEOS CVD膜と呼ばれている。
【０００３】上述したオゾン−TEOD CVD膜は、段差被覆
性が良く、配線間隙の埋め込みに優れているので、層間
絶縁膜として有効であり、特にサブミクロンオーダーの
LSIにおける絶縁膜として有望視されている。しかしな
がら、例えば大気圧において成膜温度370 〜400 ℃、オ
ゾン濃度５％以下という従来の成膜条件で形成されるオ
ゾンとTEOS（ Si(OC2H5)4 ）が分解して得られるシリコ
ン酸化膜は、SiH4系のガス等のガス反応によって得られ
るシリコン酸化膜に比べて平坦性は優れているが、膜中
に多くの炭素および水素を含み、耐吸湿性が悪いため、
リーク電流などを生じ易く、絶縁特性の点で問題があっ
た。このように膜中に炭素や水素が多く含まれるのは有
機シラン系材料一般について言えることである。
性が良く、配線間隙の埋め込みに優れているので、層間
絶縁膜として有効であり、特にサブミクロンオーダーの
LSIにおける絶縁膜として有望視されている。しかしな
がら、例えば大気圧において成膜温度370 〜400 ℃、オ
ゾン濃度５％以下という従来の成膜条件で形成されるオ
ゾンとTEOS（ Si(OC2H5)4 ）が分解して得られるシリコ
ン酸化膜は、SiH4系のガス等のガス反応によって得られ
るシリコン酸化膜に比べて平坦性は優れているが、膜中
に多くの炭素および水素を含み、耐吸湿性が悪いため、
リーク電流などを生じ易く、絶縁特性の点で問題があっ
た。このように膜中に炭素や水素が多く含まれるのは有
機シラン系材料一般について言えることである。
【０００４】また、成膜時の反応ガス中に炭化水素が多
く観測されることから、膜中に炭化水素化合物等が取り
込まれ、後に膜からのC2H4、H2O 、CO2 などの脱ガスも
多く、膜収縮率の増大、アルミ配線におけるボイドの発
生などの原因となり、LSI デバイス素子としての信頼性
が得られなかった。
く観測されることから、膜中に炭化水素化合物等が取り
込まれ、後に膜からのC2H4、H2O 、CO2 などの脱ガスも
多く、膜収縮率の増大、アルミ配線におけるボイドの発
生などの原因となり、LSI デバイス素子としての信頼性
が得られなかった。
【０００５】このような欠点を除去するために、1988年
10月発行の月刊誌「SemiconductorWorld 」、第90頁の
図７に示されているように上述したオゾン−TEOS CVD膜
と、耐吸湿性に優れたプラズマ−TEOS CVD膜とを組み合
わせた複合膜により層間絶縁膜を構成することが提案さ
れている。すなわち、図１に示すように微小な凹凸を有
する下地材料１の上に耐吸湿性の良好な第１のプラズマ
−TEOS膜２を形成し、その上に段差被覆性の良いオゾン
─TEOS膜３を常圧または減圧CVD 法によって形成した
後、その上に耐吸湿性の良好な第２のプラズマ−TEOS膜
４を形成することが提案されている。
10月発行の月刊誌「SemiconductorWorld 」、第90頁の
図７に示されているように上述したオゾン−TEOS CVD膜
と、耐吸湿性に優れたプラズマ−TEOS CVD膜とを組み合
わせた複合膜により層間絶縁膜を構成することが提案さ
れている。すなわち、図１に示すように微小な凹凸を有
する下地材料１の上に耐吸湿性の良好な第１のプラズマ
−TEOS膜２を形成し、その上に段差被覆性の良いオゾン
─TEOS膜３を常圧または減圧CVD 法によって形成した
後、その上に耐吸湿性の良好な第２のプラズマ−TEOS膜
４を形成することが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように下地材
料の上に耐吸湿性の良好な第１のプラズマ−TEOS膜２を
形成し、その上に段差被覆性の良いオゾン−TEOS膜３を
常圧または減圧CVD 法によって形成し、さらにその上に
第２のプラズマ─TEOS膜４を形成して複合構造の絶縁膜
を形成する従来の方法においては、プラズマ−TEOS膜を
形成するための反応チャンバとオゾン−TEOS膜を形成す
るための反応チャンバとが異なるので、ウエファの搬送
やセッティングなどの工程数が増え、スループットが低
くなる欠点がある。図２は横軸に時間を分の単位で取
り、左側の縦軸に層間絶縁膜の膜厚をμm の単位で取
り、右側の縦軸にオゾン濃度を％で表すものであり、第
１のプラズマ−TEOS膜２を形成する時間ｔd1、オゾン−
TEOS膜３を形成する時間ｔd2および第２のプラズマ−TE
OS膜４の成膜時間ｔd3の他にウエファを反応チャンバ間
で搬送する時間や成膜の準備時間ｔp1, ｔp2，ｔp3が必
要となり、所要時間ｔs が非常に長くなり、14分にも達
する欠点がある。
料の上に耐吸湿性の良好な第１のプラズマ−TEOS膜２を
形成し、その上に段差被覆性の良いオゾン−TEOS膜３を
常圧または減圧CVD 法によって形成し、さらにその上に
第２のプラズマ─TEOS膜４を形成して複合構造の絶縁膜
を形成する従来の方法においては、プラズマ−TEOS膜を
形成するための反応チャンバとオゾン−TEOS膜を形成す
るための反応チャンバとが異なるので、ウエファの搬送
やセッティングなどの工程数が増え、スループットが低
くなる欠点がある。図２は横軸に時間を分の単位で取
り、左側の縦軸に層間絶縁膜の膜厚をμm の単位で取
り、右側の縦軸にオゾン濃度を％で表すものであり、第
１のプラズマ−TEOS膜２を形成する時間ｔd1、オゾン−
TEOS膜３を形成する時間ｔd2および第２のプラズマ−TE
OS膜４の成膜時間ｔd3の他にウエファを反応チャンバ間
で搬送する時間や成膜の準備時間ｔp1, ｔp2，ｔp3が必
要となり、所要時間ｔs が非常に長くなり、14分にも達
する欠点がある。
【０００７】また、膜中に含まれる有機物を除去するた
めに、特開平2-1911号公報には半導体ウェファをオゾン
雰囲気中にいれて紫外線を照射することが提案されてい
るが、紫外線照射チャンバや、そこに半導体ウェファを
搬送するための搬送装置が必要となり、装置が大掛かり
となるばかりでなく、半導体ウェファを搬送する時間が
増すためスループットが低くなる欠点がある。さらに、
オゾン濃度を高くして膜中に含まれる炭化水素や水分を
減らすことが「電気化学」,56, No.7 (1988)の図３に示
されているが、平坦性を良くするために厚膜化するとク
ラックが発生する欠点がある。また、この方法では「IE
DM」'89 Washington D.C. 28.2, のFig.2 に示されてい
るようにオゾン濃度が高くなるほど成膜速度が遅くな
り、生産性が悪くなるという欠点がある。
めに、特開平2-1911号公報には半導体ウェファをオゾン
雰囲気中にいれて紫外線を照射することが提案されてい
るが、紫外線照射チャンバや、そこに半導体ウェファを
搬送するための搬送装置が必要となり、装置が大掛かり
となるばかりでなく、半導体ウェファを搬送する時間が
増すためスループットが低くなる欠点がある。さらに、
オゾン濃度を高くして膜中に含まれる炭化水素や水分を
減らすことが「電気化学」,56, No.7 (1988)の図３に示
されているが、平坦性を良くするために厚膜化するとク
ラックが発生する欠点がある。また、この方法では「IE
DM」'89 Washington D.C. 28.2, のFig.2 に示されてい
るようにオゾン濃度が高くなるほど成膜速度が遅くな
り、生産性が悪くなるという欠点がある。
【０００８】本発明の目的は上述した従来の欠点を解消
し、オゾンガスと有機シラン系材料ガスを用いたCVD 膜
形成において、耐吸湿性に優れ、絶縁特性が良好である
とともに段差被覆性および平坦性に優れた絶縁膜を高い
スループットで形成する方法を提供しようとするもので
ある。
し、オゾンガスと有機シラン系材料ガスを用いたCVD 膜
形成において、耐吸湿性に優れ、絶縁特性が良好である
とともに段差被覆性および平坦性に優れた絶縁膜を高い
スループットで形成する方法を提供しようとするもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による絶縁膜の形
成方法は、オゾンガスと有機シラン系原料ガスとの混合
ガスを半導体基体を入れた反応チャンバに導き、化学気
相成長法により半導体基体上に絶縁膜を形成するに当た
り、半導体基体を反応チャンバ内に入れたままで、オゾ
ン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガスの４つの成
膜条件の内の少なくとも１つの条件を変化させて膜質の
異なる絶縁膜を複合形成することを特徴とするものであ
る。
成方法は、オゾンガスと有機シラン系原料ガスとの混合
ガスを半導体基体を入れた反応チャンバに導き、化学気
相成長法により半導体基体上に絶縁膜を形成するに当た
り、半導体基体を反応チャンバ内に入れたままで、オゾ
ン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガスの４つの成
膜条件の内の少なくとも１つの条件を変化させて膜質の
異なる絶縁膜を複合形成することを特徴とするものであ
る。
【００１０】
【作用】一般に、オゾンガスと有機シラン系原料ガスと
の混合ガスを用い化学気相成長法によって絶縁膜を形成
する場合、従来の成膜条件に比べてオゾン濃度、成膜温
度が高いほど、また、成膜圧力が低いほど膜中に存在す
る炭化水素などの不純物の含有量は減少し、耐吸湿性が
良くなり、絶縁膜性が優れ、リーク電流は小さくなる
が、平坦性および段差被覆性が悪くなり、厚膜化すると
クラックが発生し易くなる。一方、オゾン濃度や成膜温
度を通常の条件に比べて低くすると、平坦性および段差
被覆性に優れ、厚膜化が可能となるが、耐吸湿性が劣化
し、絶縁特性が悪くなり、リーク電流が増大してしま
う。本発明においては、化学気相成長時に、半導体ウェ
ファを反応チャンバ内に入れた状態で、オゾン濃度、成
膜温度、成膜圧力および原料ガス流量の少なくとも１つ
の成膜条件を制御し、膜質の異なる絶縁膜を複合形成す
ることによって、段差被覆性、平坦性および耐吸湿性の
全てに優れた絶縁膜を同一反応チャンバ内で形成するこ
とができ、スループットを向上することができる。
の混合ガスを用い化学気相成長法によって絶縁膜を形成
する場合、従来の成膜条件に比べてオゾン濃度、成膜温
度が高いほど、また、成膜圧力が低いほど膜中に存在す
る炭化水素などの不純物の含有量は減少し、耐吸湿性が
良くなり、絶縁膜性が優れ、リーク電流は小さくなる
が、平坦性および段差被覆性が悪くなり、厚膜化すると
クラックが発生し易くなる。一方、オゾン濃度や成膜温
度を通常の条件に比べて低くすると、平坦性および段差
被覆性に優れ、厚膜化が可能となるが、耐吸湿性が劣化
し、絶縁特性が悪くなり、リーク電流が増大してしま
う。本発明においては、化学気相成長時に、半導体ウェ
ファを反応チャンバ内に入れた状態で、オゾン濃度、成
膜温度、成膜圧力および原料ガス流量の少なくとも１つ
の成膜条件を制御し、膜質の異なる絶縁膜を複合形成す
ることによって、段差被覆性、平坦性および耐吸湿性の
全てに優れた絶縁膜を同一反応チャンバ内で形成するこ
とができ、スループットを向上することができる。
【００１１】
【実施例】図３は本発明による絶縁膜の形成方法の第１
の実施例での順次の処理を示すものであり、この処理中
における時間の経過を横軸に分の単位で示し、左側の縦
軸に絶縁膜の膜厚をμm の単位で示し、右側の縦軸にオ
ゾン濃度を％で示したものである。本実施例において
は、オゾン濃度を変化させて性質の異なる絶縁膜を複合
形成するものである。
の実施例での順次の処理を示すものであり、この処理中
における時間の経過を横軸に分の単位で示し、左側の縦
軸に絶縁膜の膜厚をμm の単位で示し、右側の縦軸にオ
ゾン濃度を％で示したものである。本実施例において
は、オゾン濃度を変化させて性質の異なる絶縁膜を複合
形成するものである。
【００１２】時間ｔp はシリコンウエファを反応チャン
バ内に搬送し、所定の温度になるまで準備時間であり、
２分間必要である。本例では大気中、成膜温度（半導体
ウェファの温度）を400 ℃とし、有機シラン系材料とし
てTEOSを用いるものとする。反応チャンバ内のオゾン濃
度を10% に維持して化学気相成長を２分間行ってシリコ
ンウエファ表面に有機物や水素の含有量が少なく、耐吸
湿性に優れた第１のシリコン酸化膜を0.2 μm の厚さに
堆積形成する。
バ内に搬送し、所定の温度になるまで準備時間であり、
２分間必要である。本例では大気中、成膜温度（半導体
ウェファの温度）を400 ℃とし、有機シラン系材料とし
てTEOSを用いるものとする。反応チャンバ内のオゾン濃
度を10% に維持して化学気相成長を２分間行ってシリコ
ンウエファ表面に有機物や水素の含有量が少なく、耐吸
湿性に優れた第１のシリコン酸化膜を0.2 μm の厚さに
堆積形成する。
【００１３】続いて、シリコンウエファを反応チャンバ
から取り出すことなく、オゾン濃度だけを5%に下げて２
分間成膜を行って先に形成した第１のシリコン酸化膜の
上に0.6 μm の膜厚の第２のシリコン酸化膜を形成す
る。この第２のシリコン酸化膜の成膜速度は速く、段差
被覆性に優れており、クラックの発生を抑止する作用を
有するものである。次に、再びオゾン濃度を10% に上げ
て２分間成膜を行い、第２のシリコン酸化膜の上に耐吸
湿性およびリーク電流が少ない第３のシリコン酸化膜を
0.2 μm の厚さに堆積形成する。このようにして全体の
膜厚が1.0 μm の絶縁膜を形成する。成膜時間ｔd は６
分であり、これと準備時間ｔp とを合わせた所要時間ｔ
s は８分であり、図２に示した従来の方法に比べて格段
と短くなっている。
から取り出すことなく、オゾン濃度だけを5%に下げて２
分間成膜を行って先に形成した第１のシリコン酸化膜の
上に0.6 μm の膜厚の第２のシリコン酸化膜を形成す
る。この第２のシリコン酸化膜の成膜速度は速く、段差
被覆性に優れており、クラックの発生を抑止する作用を
有するものである。次に、再びオゾン濃度を10% に上げ
て２分間成膜を行い、第２のシリコン酸化膜の上に耐吸
湿性およびリーク電流が少ない第３のシリコン酸化膜を
0.2 μm の厚さに堆積形成する。このようにして全体の
膜厚が1.0 μm の絶縁膜を形成する。成膜時間ｔd は６
分であり、これと準備時間ｔp とを合わせた所要時間ｔ
s は８分であり、図２に示した従来の方法に比べて格段
と短くなっている。
【００１４】図４は本発明による絶縁膜の形成方法の第
２の実施例における処理を示すものであり、本例では成
膜圧力を変化させることによって特性の異なる絶縁膜を
複合形成するものであり、右側の縦軸は成膜圧力、すな
わち反応チャンバ内の圧力をTorrの単位で示してある。
成膜温度は400 ℃、オゾン濃度は5%とし、有機シラン系
原料ガスとしてはTEOSを使用するものである。
２の実施例における処理を示すものであり、本例では成
膜圧力を変化させることによって特性の異なる絶縁膜を
複合形成するものであり、右側の縦軸は成膜圧力、すな
わち反応チャンバ内の圧力をTorrの単位で示してある。
成膜温度は400 ℃、オゾン濃度は5%とし、有機シラン系
原料ガスとしてはTEOSを使用するものである。
【００１５】成膜準備時間ｔp は前例と同様に２分必要
である。準備完了後、反応チャンバ内の圧力を500 Torr
として２分間成膜を行ってシリコンウエファの上に有機
物や水分の含有量の少ない耐吸湿性の優れた第１のシリ
コン酸化膜を0.2 μm の厚さに堆積形成する。引き続い
て反応チャンバ内の圧力を760 Torr（大気圧）に上げ、
２分間成膜を行い、第１のシリコン酸化膜の上に成膜速
度が速く、段差被覆性に優れた第２のシリコン酸化膜を
0.6 μm の厚さに堆積形成する。その後、再び成膜圧力
を500 Torrまで下げて２分間成膜を行って第２のシリコ
ン酸化膜の上に耐吸湿特性の良好な第３のシリコン酸化
膜を0.2 μm の厚さに形成する。このようにして全体の
膜厚が1.0 μm の絶縁膜を形成する。本例においても、
準備時間ｔp と成膜時間ｔd とを合わせた所要時間ｔs
は８分であり、従来の方法に比べてスループットは向上
している。
である。準備完了後、反応チャンバ内の圧力を500 Torr
として２分間成膜を行ってシリコンウエファの上に有機
物や水分の含有量の少ない耐吸湿性の優れた第１のシリ
コン酸化膜を0.2 μm の厚さに堆積形成する。引き続い
て反応チャンバ内の圧力を760 Torr（大気圧）に上げ、
２分間成膜を行い、第１のシリコン酸化膜の上に成膜速
度が速く、段差被覆性に優れた第２のシリコン酸化膜を
0.6 μm の厚さに堆積形成する。その後、再び成膜圧力
を500 Torrまで下げて２分間成膜を行って第２のシリコ
ン酸化膜の上に耐吸湿特性の良好な第３のシリコン酸化
膜を0.2 μm の厚さに形成する。このようにして全体の
膜厚が1.0 μm の絶縁膜を形成する。本例においても、
準備時間ｔp と成膜時間ｔd とを合わせた所要時間ｔs
は８分であり、従来の方法に比べてスループットは向上
している。
【００１６】図５は成膜中の温度を変化させるようにし
た本発明による絶縁膜の形成方法の第３の実施例の処理
を示すものであり、右側の縦軸は成膜温度を表してい
る。上述したように、成膜温度、すなわちシリコンウエ
ファの温度が高いほど耐吸湿性は良好となり、リーク電
流は小さくなるが、段差被覆性および平坦性も悪くな
る。一方、成膜温度を低くすると耐吸湿性は劣化する
が、段差被覆性および平坦性は良好となる。２分間の成
膜準備時間の後、大気圧中で、オゾン濃度を5%とし、成
膜温度を400 ℃として２分間成膜を行い、0.2 μm の厚
さの耐吸湿性の良好な第１のシリコン酸化膜を形成す
る。続いて成膜温度を375 ℃に下げて２分間成膜を行
い、0.2μm の膜厚の第２のシリコン酸化膜を形成す
る。この第２のシリコン酸化膜は段差被覆性および平坦
性に優れたものである。その後再び成膜温度を400 ℃と
して２分間成膜を行って第２のシリコン酸化膜の上に耐
吸湿性の優れた第３のシリコン酸化膜を0.2 μm の厚さ
に堆積形成する。
た本発明による絶縁膜の形成方法の第３の実施例の処理
を示すものであり、右側の縦軸は成膜温度を表してい
る。上述したように、成膜温度、すなわちシリコンウエ
ファの温度が高いほど耐吸湿性は良好となり、リーク電
流は小さくなるが、段差被覆性および平坦性も悪くな
る。一方、成膜温度を低くすると耐吸湿性は劣化する
が、段差被覆性および平坦性は良好となる。２分間の成
膜準備時間の後、大気圧中で、オゾン濃度を5%とし、成
膜温度を400 ℃として２分間成膜を行い、0.2 μm の厚
さの耐吸湿性の良好な第１のシリコン酸化膜を形成す
る。続いて成膜温度を375 ℃に下げて２分間成膜を行
い、0.2μm の膜厚の第２のシリコン酸化膜を形成す
る。この第２のシリコン酸化膜は段差被覆性および平坦
性に優れたものである。その後再び成膜温度を400 ℃と
して２分間成膜を行って第２のシリコン酸化膜の上に耐
吸湿性の優れた第３のシリコン酸化膜を0.2 μm の厚さ
に堆積形成する。
【００１７】図６は本発明による絶縁膜の形成方法の第
４の実施例の順次の処理を示すものであり、本例では原
料ガスの流量を制御するようにして特性の異なるシリコ
ン酸化膜を複合形成するものである。したがって、右側
の縦軸は原料ガス流量を表すものである。２分間の準備
時間後、大気圧中、成膜温度400 ℃、オゾン濃度5%にお
いて、原料ガス流量を600SCCM として２分間成膜を行っ
て耐吸湿性の良好な第１のシリコン酸化膜を0.2 μm の
厚さに形成する。続いて原料ガス流量を1000SCCMに上げ
て２分間成膜を行って段差被覆性の良好な第２のシリコ
ン酸化膜を0.6 μm の厚さに堆積形成する。
４の実施例の順次の処理を示すものであり、本例では原
料ガスの流量を制御するようにして特性の異なるシリコ
ン酸化膜を複合形成するものである。したがって、右側
の縦軸は原料ガス流量を表すものである。２分間の準備
時間後、大気圧中、成膜温度400 ℃、オゾン濃度5%にお
いて、原料ガス流量を600SCCM として２分間成膜を行っ
て耐吸湿性の良好な第１のシリコン酸化膜を0.2 μm の
厚さに形成する。続いて原料ガス流量を1000SCCMに上げ
て２分間成膜を行って段差被覆性の良好な第２のシリコ
ン酸化膜を0.6 μm の厚さに堆積形成する。
【００１８】次に、原料ガス流量を再び600SCCM に下
げ、耐吸湿性の良好な第３のシリコン酸化膜を第２のシ
リコン酸化膜の上に0.2 μm の厚さに堆積形成する。こ
のようにして全体の膜厚が1.0 μm の絶縁膜を複合形成
することができる。所要時間は８分となり、従来の方法
に比べて短くなっている。
げ、耐吸湿性の良好な第３のシリコン酸化膜を第２のシ
リコン酸化膜の上に0.2 μm の厚さに堆積形成する。こ
のようにして全体の膜厚が1.0 μm の絶縁膜を複合形成
することができる。所要時間は８分となり、従来の方法
に比べて短くなっている。
【００１９】以上４つの実施例において、成膜条件の４
つのパラメータの各々を変化させる場合について説明し
たが、同時に二つ以上のパラメータを変化させるように
しても良い。また、これらの実施例においては耐吸湿特
性の良好なシリコン酸化膜で段差被覆性および平坦性の
良好なシリコン酸化膜を挟む３層構造の絶縁膜を形成す
るものとしたが、２層構造のものとしたり、無段階的に
膜質が変化する絶縁膜を形成することもできる。この場
合にはオゾン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガス
流量の成膜条件を段階的に変化させずに、時間の経過と
ともに連続的に変化させるようにすれば良い。
つのパラメータの各々を変化させる場合について説明し
たが、同時に二つ以上のパラメータを変化させるように
しても良い。また、これらの実施例においては耐吸湿特
性の良好なシリコン酸化膜で段差被覆性および平坦性の
良好なシリコン酸化膜を挟む３層構造の絶縁膜を形成す
るものとしたが、２層構造のものとしたり、無段階的に
膜質が変化する絶縁膜を形成することもできる。この場
合にはオゾン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガス
流量の成膜条件を段階的に変化させずに、時間の経過と
ともに連続的に変化させるようにすれば良い。
【００２０】さらに、上述した実施例においては原料ガ
スとしてTEOSを用いたが、他の有機シラン系の原料ガ
ス、例えばOTMCTS(octamethylcyclotetrasiloxane)やHM
DS(hexamethyldisiloxane)などを原料ガスとして使用す
ることもできる。また、原料ガスの流量を制御する場
合、反応チャンバへ供給するガスの流量を一定とし、ガ
ス濃度を変化させることも等価であり、同じ結果が得ら
れる。
スとしてTEOSを用いたが、他の有機シラン系の原料ガ
ス、例えばOTMCTS(octamethylcyclotetrasiloxane)やHM
DS(hexamethyldisiloxane)などを原料ガスとして使用す
ることもできる。また、原料ガスの流量を制御する場
合、反応チャンバへ供給するガスの流量を一定とし、ガ
ス濃度を変化させることも等価であり、同じ結果が得ら
れる。
【００２１】
【発明の効果】上述した本発明による絶縁膜の形成方法
によれば、半導体ウェファを反応チャンバ内に入れたま
まで、オゾン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガス
流量の４つのパラメータの内の少なくとも１つのパラメ
ータを段階的または連続的あるいはそれらを組合せた態
様で変化させることによって膜質の異なる絶縁層を複合
した絶縁膜を形成するものであるので、耐吸湿性に優れ
ているとともに段差被覆性および平坦性に優れた絶縁膜
を形成することができる。さらに半導体ウェファは一つ
の反応チャンバ内に入れたままで良いので、工程は簡単
となり、スループットを向上させることができる。
によれば、半導体ウェファを反応チャンバ内に入れたま
まで、オゾン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガス
流量の４つのパラメータの内の少なくとも１つのパラメ
ータを段階的または連続的あるいはそれらを組合せた態
様で変化させることによって膜質の異なる絶縁層を複合
した絶縁膜を形成するものであるので、耐吸湿性に優れ
ているとともに段差被覆性および平坦性に優れた絶縁膜
を形成することができる。さらに半導体ウェファは一つ
の反応チャンバ内に入れたままで良いので、工程は簡単
となり、スループットを向上させることができる。
【図１】図１は、従来の方法によって形成した複合絶縁
膜の構造を示す断面図である。
膜の構造を示す断面図である。
【図２】図２は、従来の絶縁膜形成方法の工程を示す線
図である。
図である。
【図３】図３は、本発明による絶縁膜の形成方法の第１
の実施例における工程を示す線図である。
の実施例における工程を示す線図である。
【図４】図４は、本発明による絶縁膜の形成方法の第２
の実施例における工程を示す線図である。
の実施例における工程を示す線図である。
【図５】図５は、本発明による絶縁膜の形成方法の第３
の実施例における工程を示す線図である。
の実施例における工程を示す線図である。
【図６】図６は、本発明による絶縁膜の形成方法の第４
の実施例における工程を示す線図である。
の実施例における工程を示す線図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 オゾンガスと有機シラン系原料ガスとの
混合ガスを、半導体基体を入れた反応容器に導き、化学
気相成長法により半導体基体上に絶縁膜を形成するに当
たり、半導体基体を反応チャンバ内に入れたままで、オ
ゾン濃度、成膜温度、成膜圧力および原料ガスの４つの
成膜条件の内の少なくとも１つの条件を変化させて膜質
の異なる絶縁膜を複合形成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 |
|---|---|---|---|
| JP5165192A JPH05259155A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5165192A JPH05259155A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259155A true JPH05259155A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12892773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5165192A Pending JPH05259155A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05259155A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981375A (en) * | 1996-07-11 | 1999-11-09 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US6236105B1 (en) | 1996-10-09 | 2001-05-22 | Nec Corporation | Semiconductor device with improved planarity achieved through interlayer films with varying ozone concentrations |
| JP2002093802A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-29 | Miyazaki Oki Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US6737697B2 (en) | 2000-04-11 | 2004-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method and system for fabricating the same |
| US7241703B2 (en) | 2003-05-30 | 2007-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Film forming method for semiconductor device |
| US7772133B2 (en) | 2004-08-11 | 2010-08-10 | Meidensha Corporation | Method and equipment for forming oxide film |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP5165192A patent/JPH05259155A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981375A (en) * | 1996-07-11 | 1999-11-09 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US6236105B1 (en) | 1996-10-09 | 2001-05-22 | Nec Corporation | Semiconductor device with improved planarity achieved through interlayer films with varying ozone concentrations |
| US6737697B2 (en) | 2000-04-11 | 2004-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method and system for fabricating the same |
| US6939725B2 (en) | 2000-04-11 | 2005-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device with capacitor covered by a TEOS-03 film |
| JP2002093802A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-29 | Miyazaki Oki Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7241703B2 (en) | 2003-05-30 | 2007-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Film forming method for semiconductor device |
| US7772133B2 (en) | 2004-08-11 | 2010-08-10 | Meidensha Corporation | Method and equipment for forming oxide film |
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