JPH0684804A - プラズマ膜堆積装置 - Google Patents

プラズマ膜堆積装置

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JPH0684804A
JPH0684804A JP23336592A JP23336592A JPH0684804A JP H0684804 A JPH0684804 A JP H0684804A JP 23336592 A JP23336592 A JP 23336592A JP 23336592 A JP23336592 A JP 23336592A JP H0684804 A JPH0684804 A JP H0684804A
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JP
Japan
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gas
substrate
film
electrode
reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP23336592A
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English (en)
Inventor
Naoki Suzuki
直樹 鈴木
Riyuuzou Houchin
隆三 宝珍
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステップカバレージ特性,平坦性に優れた良
質なSiO2膜を低温で形成することができるプラズマ
膜堆積装置を提供することを目的とする。 【構成】 プラズマ膜堆積装置において、反応ガスとし
てTEOSガスとO3(オゾン)ガスを用いることによ
り、低温での良質な膜形成が可能となる。また、高周波
電極15を100〜200℃程度に加熱することによ
り、基板22上でのO3(オゾン)ガスの分解をより効
果的に行うことができるので低温で平坦性に優れた良質
なSiO2膜を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体工業などの薄膜
を形成する工程に利用されているプラズマ膜堆積装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】プラズマ膜堆積装置は、SiN(窒化
膜),SiO2(酸化珪素),SiON(オキシ窒化珪
素)などの膜を堆積する装置であり、半導体においては
層間絶縁膜,保護膜などに利用されている。特に多層配
線の層間絶縁膜には平坦性が要求され、TEOS(Tetr
a ethyl ortho Silicate(テトラエチルオルソシリケー
ト):Si(oC254)ガスを利用したSiO2膜が
用いられている。
【0003】以下、図面を参照しながら、上述したプラ
ズマ膜堆積装置の一例についてTEOSガスを用いたS
iO2膜を堆積する場合について説明する。
【0004】図3は従来のプラズマ膜堆積装置の断面図
を示すものである。反応室1は真空排気口2を有し接地
されている。3は電極で高周波発振器からの電力はマッ
チングチューナー,高周波電力供給部4を通って電極3
に供給される。電極3はガス導入管5から供給された反
応ガスを反応室1内に分散させて供給するため、多孔の
ガス流出孔6を有する。7は反応室1と電極3とを絶縁
するための絶縁リングである。8はガス導入管5と電極
3とを絶縁するための絶縁管である。9は基板10を載
置するための基板台であり接地されている。また、基板
台9には基板10を加熱し温度制御するためヒーターお
よび熱電対(図示せず)が埋め込まれている。電極3,
絶縁リング7,基板台9にはOリング(図示せず)が用
いられ、反応室1内の真空を保っている。11は、ガス
導入管5に供給されたガスを加熱保温するためのヒータ
ーである。12はOリングが200℃以上に加熱されな
いように冷却水を流すための冷却溝である。
【0005】以上のように構成されたプラズマ膜堆積装
置について、以下説明する。基板10を約400℃に加
熱し、ガス導入管5からTEOSガスとO2(酸素)ガ
スが供給される。TEOSガスは、TEOSガス供給装
置(図示せず)でTEOSを80℃に加熱し蒸気化して
供給される。ヒーター11は約100℃に加熱されTE
OSが再液化することを防止している。TEOSガス4
00SCCM,O2ガス400SCCM流した状態で約
4Torrの真空に反応室1は保たれる。電極3には1
3.56MHzの高周波電力が、2W/cm2供給され、
電極3と基板台9間でプラズマ放電を起こす。反応室1
中の反応ガスとしてのTEOSガス,O 2ガスはプラズ
マのエネルギーにより分解されTEOS分子の中間体お
よび活性酸素が形成される。この活性酸素はTEOS分
子が中間体に分解するための触媒的役割りをする。この
中間体は基板10上に到達し、プラズマからのイオン衝
撃および基板台9からの熱エネルギーによって分解,脱
離反応が起こり基板10上にSiO2膜を堆積する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、堆積温度が400℃と高い。また、堆積
温度を低くして堆積した場合、たとえば、300℃で膜
を堆積した膜の膜質をFT−IRで分析すると、膜中に
Si−OHやC=Oがかなり含有されており、付着力が
弱くクラックが発生しやすい膜となるという問題点を有
していた。また、多層配線の層間絶縁膜としてプラズマ
を利用したTEOSガスによるSiO2膜が用いられて
いるが、より平坦化するためSOG(スピンオングラ
ス)膜などと組み合わせて用いられており、よりカバレ
ージの優れた膜が必要となる。
【0007】本発明は上記問題点に鑑み、平坦性に優
れ、Si−OHやC=Oをほとんど含有せず、膜付着力
が強くかつクラックの発生がないSiO2膜を低温で形
成することを可能とするプラズマ膜堆積装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のプラズマ膜堆積装置は、反応ガス導入口と
真空排気口を有する反応室と、前記反応室内に基板を載
置し加熱するための加熱機構を有する基板台と、前記基
板台に対向した位置に配置された高周波電極とからな
り、前記反応ガス導入口から有機シリコンソースガスと
してのTEOSガスとオゾンガスを導入するというもの
である。また、オゾンガスの分解をより効果的にするた
めに高周波電極を100〜200℃程度に加熱する手段
を有するというものである。
【0009】
【作用】本発明は上記した構成によって、反応ガスとし
て、TEOSガスとオゾンガスを用いることにより、T
EOSを分解する活性酸素Oがオゾンから容易に形成さ
れるためより低エネルギー,低温での膜形成が可能とな
る。すなわち、通常のTEOSガスとO2ガスを使った
プラズマ膜堆積装置では、O2がプラズマ放電により、
酸素イオン,活性酸素が生成され、TEOSガスを分解
する。このO2ガスをオゾンガスにすることにより、容
易に活性酸素が生成され低エネルギー,低温度で同等以
上の膜形成が可能となる。また、基板温度を低温にする
ことにより基板上に到達したTEOS分子が分解して生
成された重合体は、基板温度が低いことから基板上での
脱水,脱有機反応がゆっくりと進むため、良好なフロー
効果が得られ、より優れた平坦化膜を得ることができ
る。
【0010】また、オゾンは200℃以上に加熱される
と分解反応の半減期は数秒以内となる。すなわち、オゾ
ンを基板到達前に前もって200℃程度に加熱されてい
ることが、基板上で容易に分解し得ることになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例のプラズマ膜堆
積装置について、図面を参照しながら説明する。図1
は、本発明の第1の実施例におけるプラズマ膜堆積装置
の断面図を示すものである。
【0012】図1において、反応室13は真空排気口1
4を有し接地されている。15は電極で高周波発振器か
らの電力はマッチングチューナ,高周波電力供給部16
を通って電極15に供給される。電極15はガス導入管
17から供給された反応ガスを反応室13内に分散させ
て供給するために、多孔のガス流出孔18を有する。1
9は反応室13と電極15とを絶縁するための絶縁リン
グである。20はガス導入管17と電極15とを絶縁す
るためのテフロンからなる絶縁管である。21は基板2
2を載置するための基板台であり接地されている。ま
た、基板台21には基板22を加熱し温度制御するため
のヒーターおよび熱電対(図示せず)が埋め込まれてい
る。電極15,絶縁リング19,基板台21にはOリン
グ(図示せず)が用いられ反応室13内の真空を保って
いる。23はガス導入管17に供給されたガスを加熱保
温するためのヒーターである。24は、反応室13内を
真空に保持するため反応室13と基板台21間に挿入さ
れたOリング(図示せず)が200℃以上に加熱されな
いように冷却水を流すための冷却溝である。
【0013】以上のように構成されたプラズマ膜堆積装
置について、以下説明する。基板22を約300℃に加
熱し、ガス導入管17からTEOSガスとO3(オゾ
ン)ガスを供給する。TEOSガスは、TEOSガス供
給装置(図示せず)でTEOSを80℃に加熱し蒸気化
して供給される。O3ガスはオゾン発生装置(図示せ
ず)によって供給される。ヒーター23は約100℃に
加熱されTEOSガスが再液化することを防止してい
る。TEOSガス400SCCM,O3ガス400SC
CM流した状態で約4Torrの真空に反応室13は保
たれる。電極15には13.56MHzの高周波電力が
2W/cm2供給され、電極15と基板台21間でプラズ
マ放電を起こす。反応室13中の反応ガスとしてのTE
OSガス,O3ガスはプラズマのエネルギーおよび基板
台21からの熱エネルギーにより分解されTEOS分子
の中間体および活性酸素,酸素イオンが形成される。こ
の活性酸素はTEOS分子が中間体に分解するための触
媒的役割りをする。さらに、この中間体および活性酸素
は基板18上に到達して高分子重合体(ポリマ)を形成
する。この重合体はさらに基板18からの熱エネルギ
ー,活性酸素,プラズマからのイオン衝撃エネルギーに
より分解,脱離反応が起こり基板18上にSiO2膜を
堆積する。本実施例で堆積した膜の特性を従来の方法で
堆積した膜と比較すると屈折率,BHF(バッファード
フッ酸)エッチングレート,応力などでは、同等の膜質
が得られた。FT−IRの分析からSi−OH,C=O
などの含有量も少なく、付着力も強くクラックの発生も
見られなかった。また、埋め込み平坦性では、従来用い
られている膜よりも本実施例の方が良好な結果が得られ
た。
【0014】以上のように本実施例によれば、プラズマ
膜堆積装置を用いてSiO2膜を堆積するときに、反応
ガスとして、TEOSガスとO3(オゾン)ガスを用い
ることにより、基板温度が300℃程度の低温でも良質
なSiO2膜を形成することができる。また、メタル配
線上での埋め込み平坦性もより優れた平坦化膜を形成す
ることができる。
【0015】以下、本発明の第2の実施例のプラズマ膜
堆積装置について、図面を参照しながら説明する。図2
は本発明の第2の実施例におけるプラズマ膜堆積装置の
断面図を示すものである。図2において図1と違うの
は、電極加熱用ヒーター25をを設けたことである。こ
の電極加熱用ヒーター25により電極15は約200℃
に加熱される。ガス導入管17から導入されたO3ガス
が電極15内で加熱されるため、基板22上に到達した
とき容易に所望の温度に上昇し活性酸素に分解する。
【0016】本実施例の膜堆積装置について、第1の実
施例における膜堆積装置と同じ条件で膜堆積した結果、
第1の実施例での成膜速度が6000Å/分であるのに
対して、第2の実施例では7200Å/分となり成膜速
度が大きくなった。また、本実施例で堆積した膜の特性
を比較すると、屈折率,BHF(バッファードフッ酸)
エッチングレート,応力などでは、同等の膜質が得られ
た。FT−IRの分析からSi−OH,C=Oなどの含
有量も少なく、付着力も良好でクラックの発生も見られ
なかった。埋め込み特性も第1の実施例と同等の良好な
結果が得られた。
【0017】以上のように本実施例によれば、プラズマ
膜堆積装置を用いてSiO2膜を堆積するときに、反応
ガスとしてTEOSガスとO3(オゾン)ガスを用いる
ことにより、基板温度が300℃程度の低温でも良質な
SiO2膜を形成することができる。また、メタル配線
上での埋め込み平坦性もより優れた平坦化膜を形成する
ことができる。
【0018】なお、本実施例において、TEOSガスを
用いたSiO2膜の堆積について説明したが、ジアセチ
ルジターシャルブトキシシラン(DADBS(Diacetox
y Ditertiary Buto Oxysilane)),テトラメチルシラン
(TMS(Tetra Metyl Silane)),トリエチルシラン
(TES(Trietyl Silane)),ヘキサメチルジシロキ
サン(HMDS(HexaMethyl Disiloxane)),オクタ
メチルシクロラトラシラン(OMCTS(OctaMethyl C
yelo Tetra Silxane))などの有機シリコンソースガス
にも応用できる。
【0019】また、本実施例では、高周波電力の周波数
を13.56MHzとしたが、特にこの周波数に限定さ
れるものではない。
【0020】また、本実施例では、電極15は電極用ヒ
ーター25によって約200℃に加熱されているが、こ
れはオゾンガスの分解を基板22上で容易に行わせ、よ
り効果的にオゾンを分解するために設けたものであり、
加熱をしなくてもオゾンの効果はある。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラズマ
膜堆積装置を用いてSiO2膜を堆積する場合、反応ガ
スとして、TEOSガスとO3(オゾン)ガスを用いる
ことにより、基板温度が300℃の低温でも良質なSi
2膜を形成することができる。また、多層配線のメタ
ル配線上での埋め込み平坦性もより優れた平坦化膜を形
成することができる。さらに、高周波電極を100〜2
00℃程度に加熱することにより、O3(オゾン)ガス
をより効果的に基板上で分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるプラズマ膜堆積
装置の断面図
【図2】本発明の第2の実施例におけるプラズマ膜堆積
装置の断面図
【図3】従来のプラズマ膜堆積装置の断面図
【符号の説明】
13 反応室 14 真空排気口 15 電極 16 高周波電力供給部 17 ガス導入管 21 基板台 22 基板 23 ヒーター 25 電極加熱用ヒーター

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応ガス導入口と真空排気口を有する反
    応室と、前記反応室内に基板を載置し加熱するための加
    熱機構を有する基板台と、前記基板台に対向した位置に
    配置された高周波電極とからなり、前記反応ガス導入口
    から有機シリコンソースガスとオゾンガスを導入するこ
    とを特徴とするプラズマ膜堆積装置。
  2. 【請求項2】 高周波電極を加熱する手段を有すること
    を特徴とする請求項1記載のプラズマ膜堆積装置
  3. 【請求項3】 有機シリコンソースガスは、TEOS
    (Tetra ethyl ortho Silicate:Si(oC254
    ガスであることを特徴とする請求項1記載のプラズマ膜
    堆積装置。
JP23336592A 1992-09-01 1992-09-01 プラズマ膜堆積装置 Pending JPH0684804A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015515744A (ja) * 2012-03-09 2015-05-28 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated ディスプレイ・デバイスのためのバリア材料

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015515744A (ja) * 2012-03-09 2015-05-28 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated ディスプレイ・デバイスのためのバリア材料
JP2017022385A (ja) * 2012-03-09 2017-01-26 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated ディスプレイ・デバイスのためのバリア材料
US10319862B2 (en) 2012-03-09 2019-06-11 Versum Materials Us, Llc Barrier materials for display devices

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