JPH07254590A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH07254590A JPH07254590A JP4295994A JP4295994A JPH07254590A JP H07254590 A JPH07254590 A JP H07254590A JP 4295994 A JP4295994 A JP 4295994A JP 4295994 A JP4295994 A JP 4295994A JP H07254590 A JPH07254590 A JP H07254590A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、気相成長方法の改善に係わり、多
層配線のコンタクトホール埋め込みや多層配線形成にお
いて、カバレッジの良い断線やボイドの発生しない成膜
方法を提供する。 【構成】 ＴＥＯＳ＋Ｏ2 系またはＴＥＯＳ＋Ｎ2 Ｏ系
反応ガス１を用いてプラズマＣＶＤ法によりSiO2膜また
はＰＳＧ膜５を基板４上に成膜する際、第１ステップと
して、反応ガス１にＴＥＯＳのみ用い、第１の周波数を
印加し、続いて第２ステップとして、反応ガスにＴＥＯ
Ｓ＋Ｏ2 またはＴＥＯＳ＋Ｎ2 Ｏを用い、第１の周波数
と第２の周波数とを重畳してSiO2膜またはＰＳＧ膜５を
基板４上に形成する。また、前記第１のステップと前記
第２のステップを繰り返して、SiO2膜またはＰＳＧ膜５
を基板上に形成する。
層配線のコンタクトホール埋め込みや多層配線形成にお
いて、カバレッジの良い断線やボイドの発生しない成膜
方法を提供する。 【構成】 ＴＥＯＳ＋Ｏ2 系またはＴＥＯＳ＋Ｎ2 Ｏ系
反応ガス１を用いてプラズマＣＶＤ法によりSiO2膜また
はＰＳＧ膜５を基板４上に成膜する際、第１ステップと
して、反応ガス１にＴＥＯＳのみ用い、第１の周波数を
印加し、続いて第２ステップとして、反応ガスにＴＥＯ
Ｓ＋Ｏ2 またはＴＥＯＳ＋Ｎ2 Ｏを用い、第１の周波数
と第２の周波数とを重畳してSiO2膜またはＰＳＧ膜５を
基板４上に形成する。また、前記第１のステップと前記
第２のステップを繰り返して、SiO2膜またはＰＳＧ膜５
を基板上に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマＣＶＤにより
形成する基板平坦化のためのテトラエチルオキシシラン
（ＴＥＯＳ）により形成した燐珪酸ガラス膜、つまりＴ
ＥＯＳ−ＰＳＧ膜の形成方法に関する。
形成する基板平坦化のためのテトラエチルオキシシラン
（ＴＥＯＳ）により形成した燐珪酸ガラス膜、つまりＴ
ＥＯＳ−ＰＳＧ膜の形成方法に関する。
【０００２】近年、層間絶縁膜として用いられるＴＥＯ
Ｓ−ＰＳＧ膜では、基板平坦化のためのリフロー形状が
優れ、絶縁性及びカバレッジが従来の層間絶縁膜より優
るＴＥＯＳ−ＰＳＧ膜のプロセス開発が必要とされてい
る。
Ｓ−ＰＳＧ膜では、基板平坦化のためのリフロー形状が
優れ、絶縁性及びカバレッジが従来の層間絶縁膜より優
るＴＥＯＳ−ＰＳＧ膜のプロセス開発が必要とされてい
る。
【０００３】
【従来の技術】図３は従来例の説明図である。図におい
て、４は基板、５はSiO2膜またはＰＳＧ膜、６は配線膜
である。
て、４は基板、５はSiO2膜またはＰＳＧ膜、６は配線膜
である。
【０００４】従来のプラズマＴＥＯＳ−ＰＳＧ膜の成膜
においては、テトラエチルオキシシラン＋酸素（ＴＥＯ
Ｓ＋Ｏ2 ）系またはテトラエチルオキシシラン＋亜酸化
窒素（ＴＥＯＳ＋Ｎ2 Ｏ）系のガスを反応ガスとして用
い、単周波、又は二周波の高周波を１ステップに印加し
たプラズマＣＶＤ法による成膜方法を用いていた。
においては、テトラエチルオキシシラン＋酸素（ＴＥＯ
Ｓ＋Ｏ2 ）系またはテトラエチルオキシシラン＋亜酸化
窒素（ＴＥＯＳ＋Ｎ2 Ｏ）系のガスを反応ガスとして用
い、単周波、又は二周波の高周波を１ステップに印加し
たプラズマＣＶＤ法による成膜方法を用いていた。
【０００５】そのため、図３に示すようにSiO2膜または
ＰＳＧ膜５の、配線膜６上の表面の厚さに対する配線膜
６の側面や配線膜６間の基板４上の厚さの割合いが、ａ
／ｃで４０％、ｂ／ｃで５０％と半分程度に薄くなり、
配線膜６に対するSiO2膜またはＰＳＧ膜５のカバレッジ
が期待した程の形状にはならなかった。
ＰＳＧ膜５の、配線膜６上の表面の厚さに対する配線膜
６の側面や配線膜６間の基板４上の厚さの割合いが、ａ
／ｃで４０％、ｂ／ｃで５０％と半分程度に薄くなり、
配線膜６に対するSiO2膜またはＰＳＧ膜５のカバレッジ
が期待した程の形状にはならなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、単周波、又は
二周波の１ステップの成膜方法では、微細加工を行うた
めの満足したカバレッジが得られず、微細パターンでの
コンタクトホールの形成ならびに多層配線形成におい
て、断線等多くの問題を抱えていた。
二周波の１ステップの成膜方法では、微細加工を行うた
めの満足したカバレッジが得られず、微細パターンでの
コンタクトホールの形成ならびに多層配線形成におい
て、断線等多くの問題を抱えていた。
【０００７】本発明は、ＴＥＯＳ−ＰＳＧ膜の成膜方法
を改善し、多層配線のコンタクトホール埋め込みや多層
配線形成において、カバレッジの良い断線やボイドの発
生しない成膜方法を得ることを目的としている。
を改善し、多層配線のコンタクトホール埋め込みや多層
配線形成において、カバレッジの良い断線やボイドの発
生しない成膜方法を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図において、１は反応ガス、２は第１の周波
数、３は第２の周波数、４は基板、５はSiO2膜またはＰ
ＳＧ膜、６は配線膜、７は基板電極、８は対向電極、９
はヒータ、10はローパスフィルタ、11はマッチングボッ
クス、12はチャンバである。
図である。図において、１は反応ガス、２は第１の周波
数、３は第２の周波数、４は基板、５はSiO2膜またはＰ
ＳＧ膜、６は配線膜、７は基板電極、８は対向電極、９
はヒータ、10はローパスフィルタ、11はマッチングボッ
クス、12はチャンバである。
【０００９】上記問題点の解決策として、図１（ａ）に
示すようなプラズマＣＶＤ装置を用い、ＲＦ電源に第１
の周波数と第２の周波数を用い、アルコキシル基を有す
る有機化合物の代表例としてＴＥＯＳを用い、ＴＥＯＳ
＋Ｏ2 系反応ガスで、SiO2膜またはＰＳＧ膜の成長を第
１ステップはＴＥＯＳの分解による核発生に用い、第２
ステップで、図１（ｂ）に示すようなカバレッジの良い
絶縁膜を形成するように、２ステップ成長として成膜を
行う。
示すようなプラズマＣＶＤ装置を用い、ＲＦ電源に第１
の周波数と第２の周波数を用い、アルコキシル基を有す
る有機化合物の代表例としてＴＥＯＳを用い、ＴＥＯＳ
＋Ｏ2 系反応ガスで、SiO2膜またはＰＳＧ膜の成長を第
１ステップはＴＥＯＳの分解による核発生に用い、第２
ステップで、図１（ｂ）に示すようなカバレッジの良い
絶縁膜を形成するように、２ステップ成長として成膜を
行う。
【００１０】即ち、本発明の目的は、アルコキシル基を
有する有機化合物、例えばＴＥＯＳ＋Ｏ2 系またはアル
コキシル基を有する有機化合物、例えばＴＥＯＳ＋Ｎ2
Ｏ系反応ガスを用いてプラズマＣＶＤ法によりSiO2膜ま
たはＰＳＧ膜を基板上に成膜する際に、第１ステップと
して、反応ガスにＴＥＯＳのみ用い、第１の周波数を印
加し、続いて第２ステップとして、反応ガスにＴＥＯＳ
＋Ｏ2 またはＴＥＯＳ−Ｎ2 Ｏを用い、第１の周波数と
第２の周波数とを相乗して印加してSiO2膜またはＰＳＧ
膜を基板上に形成することにより、また、前記第１のス
テップと前記第２のステップを繰り返して、SiO2膜また
はＰＳＧ膜を基板上に形成することにより達成される。
有する有機化合物、例えばＴＥＯＳ＋Ｏ2 系またはアル
コキシル基を有する有機化合物、例えばＴＥＯＳ＋Ｎ2
Ｏ系反応ガスを用いてプラズマＣＶＤ法によりSiO2膜ま
たはＰＳＧ膜を基板上に成膜する際に、第１ステップと
して、反応ガスにＴＥＯＳのみ用い、第１の周波数を印
加し、続いて第２ステップとして、反応ガスにＴＥＯＳ
＋Ｏ2 またはＴＥＯＳ−Ｎ2 Ｏを用い、第１の周波数と
第２の周波数とを相乗して印加してSiO2膜またはＰＳＧ
膜を基板上に形成することにより、また、前記第１のス
テップと前記第２のステップを繰り返して、SiO2膜また
はＰＳＧ膜を基板上に形成することにより達成される。
【００１１】第１ステップにおいて、ＴＥＯＳガスを１
３．５６ＭＨｚの高周波励起により５〜10秒間活性化さ
せ、アルコキシシラン等の縮合体を形成し、続いて、第
２ステップにおいて、ＴＥＯＳ＋酸素或いは笑気ガスを
１３．５６ＭＨｚと、０〜４００ＫＨｚの二周波をかけ
て成膜する。但し、０〜４００の周波数は全体の５％以
上の割合が必要である。
３．５６ＭＨｚの高周波励起により５〜10秒間活性化さ
せ、アルコキシシラン等の縮合体を形成し、続いて、第
２ステップにおいて、ＴＥＯＳ＋酸素或いは笑気ガスを
１３．５６ＭＨｚと、０〜４００ＫＨｚの二周波をかけ
て成膜する。但し、０〜４００の周波数は全体の５％以
上の割合が必要である。
【００１２】又、アルコキシシラン（アルキル基）の縮
合体の発生を促進させるために、第１ステップと第２ス
テップの間に数秒の時間を取る。二周波を用いたのは、
成膜密度を上げ、より層間絶縁膜を平坦化するためであ
る。
合体の発生を促進させるために、第１ステップと第２ス
テップの間に数秒の時間を取る。二周波を用いたのは、
成膜密度を上げ、より層間絶縁膜を平坦化するためであ
る。
【００１３】すなわち、本発明の目的は、ＴＥＯＳ＋Ｏ
2 系またはＴＥＯＳ＋Ｎ2 Ｏ系反応ガスを用いてプラズ
マＣＶＤ法によりSiO2膜またはＰＳＧ膜を基板上に成膜
する際、第１ステップとして、反応ガスにＴＥＯＳのみ
用い、第１の周波数を印加し、続いて第２ステップとし
て、反応ガスにＴＥＯＳ＋Ｏ2 またはＴＥＯＳ−Ｎ2Ｏ
を用い、該第１の周波数と第２の周波数とを重畳して印
加して該SiO2膜または該ＰＳＧ膜を基板上に形成するこ
とにより、また、前記第１の周波数は前記第２の周波数
より高い周波数を有することにより、更に、第１のステ
ップと第２のステップを繰り返して、SiO2膜またはＰＳ
Ｇ膜を基板上に形成することにより達成される。
2 系またはＴＥＯＳ＋Ｎ2 Ｏ系反応ガスを用いてプラズ
マＣＶＤ法によりSiO2膜またはＰＳＧ膜を基板上に成膜
する際、第１ステップとして、反応ガスにＴＥＯＳのみ
用い、第１の周波数を印加し、続いて第２ステップとし
て、反応ガスにＴＥＯＳ＋Ｏ2 またはＴＥＯＳ−Ｎ2Ｏ
を用い、該第１の周波数と第２の周波数とを重畳して印
加して該SiO2膜または該ＰＳＧ膜を基板上に形成するこ
とにより、また、前記第１の周波数は前記第２の周波数
より高い周波数を有することにより、更に、第１のステ
ップと第２のステップを繰り返して、SiO2膜またはＰＳ
Ｇ膜を基板上に形成することにより達成される。
【００１４】
【作用】本発明では、プラズマＴＥＯＳ−ＰＳＧ膜の成
膜方法を２ステップに変更し、かつ、第２ステップの成
膜を二周波による励起で行うため、成膜のカバレッジの
改善が行われる。
膜方法を２ステップに変更し、かつ、第２ステップの成
膜を二周波による励起で行うため、成膜のカバレッジの
改善が行われる。
【００１５】すなわち、本発明では、ＴＥＯＳに第１ス
テップでＲＦを印加することにより、アルコキシシラン
縮重合体（中間体）が形成され、第２ステップでの成長
の核造りを行っている。そのため、スルーホールの段差
や微細パターンの隙間でも均一に成長し、カバレッジが
良くなる。
テップでＲＦを印加することにより、アルコキシシラン
縮重合体（中間体）が形成され、第２ステップでの成長
の核造りを行っている。そのため、スルーホールの段差
や微細パターンの隙間でも均一に成長し、カバレッジが
良くなる。
【００１６】
【実施例】図２は本発明の一実施例の説明図である。図
において、４は基板、５はSiO2膜またはＰＳＧ膜、６は
配線膜である。
において、４は基板、５はSiO2膜またはＰＳＧ膜、６は
配線膜である。
【００１７】先ず第１の実施例について説明する。第１
ステップとして、図１（ａ）に示すようなプラズマＣＶ
Ｄ装置を用いる。チャンバ12内のガス噴出口を兼ねた対
向電極と基板ステージを兼ねた基板電極7の間隔は250 m
il である。そして、本発明の装置はＲＦ電源を２種類
装備する。
ステップとして、図１（ａ）に示すようなプラズマＣＶ
Ｄ装置を用いる。チャンバ12内のガス噴出口を兼ねた対
向電極と基板ステージを兼ねた基板電極7の間隔は250 m
il である。そして、本発明の装置はＲＦ電源を２種類
装備する。
【００１８】チャンバ12内に反応ガス１としてＴＥＯＳ
ガスを480sccm の割合で対向電極内のガス噴出口よりチ
ャンバ内に導入し、真空度５.0Torrで13.56ＭＨｚの高
周波励起により５〜10秒間活性化させ、アルコキシシラ
ン等の縮合体を形成する。
ガスを480sccm の割合で対向電極内のガス噴出口よりチ
ャンバ内に導入し、真空度５.0Torrで13.56ＭＨｚの高
周波励起により５〜10秒間活性化させ、アルコキシシラ
ン等の縮合体を形成する。
【００１９】次に、第２ステップにおいて、ＴＥＯＳ 4
80sccmに酸素(O2)を700sccm の割合で添加し、第１の周
波数を 13.56MHz 、第２の周波数を０〜 400ＫＨｚの二
周波をかけて２分間成膜して、ヒータ９により 400度に
加熱されたシリコン（Si）ウエハ上にSiO2膜を被覆し更
にAl等からなる配線膜６を施した基板４上に、5,000Å
の厚さでSiO2膜５を形成する。第１ステップ、第２ステ
ップともＲＦの出力は８０Ｗで行った。
80sccmに酸素(O2)を700sccm の割合で添加し、第１の周
波数を 13.56MHz 、第２の周波数を０〜 400ＫＨｚの二
周波をかけて２分間成膜して、ヒータ９により 400度に
加熱されたシリコン（Si）ウエハ上にSiO2膜を被覆し更
にAl等からなる配線膜６を施した基板４上に、5,000Å
の厚さでSiO2膜５を形成する。第１ステップ、第２ステ
ップともＲＦの出力は８０Ｗで行った。
【００２０】又、第１ステップと第２ステップの間に数
秒の時間を取る。二周波を用いたのは、成膜密度を上
げ、より層間絶縁膜を平坦化するためである。その結
果、Al等の配線膜６上のSiO2膜のカバレッジは図２に示
すように良好なものとなり、ｂ／ａ、ｃ／ａとも１００
％となり、表面、側壁、底面とも厚さが均一にカバレッ
ジされた絶縁膜を形成することができた。
秒の時間を取る。二周波を用いたのは、成膜密度を上
げ、より層間絶縁膜を平坦化するためである。その結
果、Al等の配線膜６上のSiO2膜のカバレッジは図２に示
すように良好なものとなり、ｂ／ａ、ｃ／ａとも１００
％となり、表面、側壁、底面とも厚さが均一にカバレッ
ジされた絶縁膜を形成することができた。
【００２１】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２の実施例においては、前述のプラズマＣＶＤ
装置を用い、例えば、反応ガス１としてＴＥＯＳを480s
ccm の割合で10秒間流しながら第１周波数として、13.5
6MHzを掛け、続いて反応ガスにN2O を700sccm と不純物
ソースとしてＴＭＰ（Ｐ（ＯＣＨ3)3 ）を35sccmを流し
て10秒間成膜し、1,000 Åの厚さにＰＳＧ膜を形成す
る。続いて、また、第１ステップを10秒、第２ステップ
を10秒と、第１と第２のステップを５回繰り返して 5,0
00Åの厚さにＰＳＧ膜５を成膜する。
する。第２の実施例においては、前述のプラズマＣＶＤ
装置を用い、例えば、反応ガス１としてＴＥＯＳを480s
ccm の割合で10秒間流しながら第１周波数として、13.5
6MHzを掛け、続いて反応ガスにN2O を700sccm と不純物
ソースとしてＴＭＰ（Ｐ（ＯＣＨ3)3 ）を35sccmを流し
て10秒間成膜し、1,000 Åの厚さにＰＳＧ膜を形成す
る。続いて、また、第１ステップを10秒、第２ステップ
を10秒と、第１と第２のステップを５回繰り返して 5,0
00Åの厚さにＰＳＧ膜５を成膜する。
【００２２】この場合も、第１の実施例と同様に図２に
示すようにＰＳＧ膜５の良好なカバレッジを得た。実施
例ではアルコキシル基を有する有機化合物としてテトラ
エチルオキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いたが、他のアル
コキシル基を有する有機化合物のうち、高周波プラズマ
により分解して、アルコキシシランの縮合体を形成する
材料を用いることができる。
示すようにＰＳＧ膜５の良好なカバレッジを得た。実施
例ではアルコキシル基を有する有機化合物としてテトラ
エチルオキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いたが、他のアル
コキシル基を有する有機化合物のうち、高周波プラズマ
により分解して、アルコキシシランの縮合体を形成する
材料を用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体基板上の多層配線のための層間絶縁膜等の形成に
おいて、配線膜上の平坦化膜の形成がカバレッジ良く行
われ、多層配線の品質や信頼性の向上に寄与するところ
が大きい。
半導体基板上の多層配線のための層間絶縁膜等の形成に
おいて、配線膜上の平坦化膜の形成がカバレッジ良く行
われ、多層配線の品質や信頼性の向上に寄与するところ
が大きい。
【図１】 本発明の原理説明図
【図２】 本発明の一実施例の説明図
【図３】 従来例の説明図
１ 反応ガス ２ 第１の周波数 ３ 第２の周波数 ４ 基板 ５ SiO2膜またはＰＳＧ膜 ６ 配線膜 ７ 基板電極 ８ 対向電極 ９ ヒータ 10 ローパスフィルタ 11 マッチングボックス 12 チャンバ
Claims (3)
- 【請求項１】 アルコキシル基を有する有機化合物＋酸
素（Ｏ2 ）系またはアルコキシル基を有する有機化合物
＋亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）系反応ガス(1) を用いてプラズ
マＣＶＤ法により酸化膜または燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）
膜(5) を基板(4) 上に成膜する際、 第１ステップとして、前記反応ガス(1) にアルコキシル
基を有する有機化合物を用い、第１の周波数(2) を印加
し、続いて第２ステップとして、該反応ガス(1) にアル
コキシル基を有する有機化合物＋Ｏ2 またはアルコキシ
ル基を有する有機化合物＋Ｎ2 Ｏを用い、該第１の周波
数(2) に第２の周波数(3) を重畳して印加して、該酸化
膜またはＰＳＧ膜(5) を該基板(4) 上に形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記第１の周波数(2) は前記第２の周波
数(3) と異なる周波数を有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。 - 【請求項３】 前記第１ステップと前記第２ステップを
繰り返して、前記酸化膜またはＰＳＧ膜(5) を前記基板
(4) 上に形成することを特徴とする請求項１または２記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4295994A JPH07254590A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4295994A JPH07254590A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254590A true JPH07254590A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12650575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4295994A Withdrawn JPH07254590A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254590A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001029282A3 (en) * | 1999-10-20 | 2001-11-22 | Cvd Systems Inc | Fluid processing system |
| JP2008205279A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Ulvac Japan Ltd | シリコン系薄膜の成膜方法及びその成膜装置 |
| JP2008210826A (ja) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 真空処理方法及び真空処理装置 |
| JP2021100093A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法、基板処理装置、及び基板処理システム |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP4295994A patent/JPH07254590A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001029282A3 (en) * | 1999-10-20 | 2001-11-22 | Cvd Systems Inc | Fluid processing system |
| JP2008205279A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Ulvac Japan Ltd | シリコン系薄膜の成膜方法及びその成膜装置 |
| JP2008210826A (ja) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 真空処理方法及び真空処理装置 |
| US8263193B2 (en) | 2007-02-23 | 2012-09-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Vacuum treatment method |
| JP2021100093A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法、基板処理装置、及び基板処理システム |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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