JPH07273106A - 絶縁膜の成膜方法 - Google Patents
絶縁膜の成膜方法Info
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- JPH07273106A JPH07273106A JP6107994A JP6107994A JPH07273106A JP H07273106 A JPH07273106 A JP H07273106A JP 6107994 A JP6107994 A JP 6107994A JP 6107994 A JP6107994 A JP 6107994A JP H07273106 A JPH07273106 A JP H07273106A
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- film
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 原料ガスの有機Ｓｉ化合物として、Ｓｉ−Ｓ
ｉ結合を有し、該Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成する少なくとも
いずれかのＳｉ原子に、−ＮＲ2 基および／または−Ｎ
3 基が結合するものを用いる。さらに、上記Ｓｉ−Ｓｉ
結合を構成するＳｉ原子には、カバレージを改善できる
アルキル基および／またはアルコキシル基を結合させた
構造としてもよい。そして、このような原料ガスを導入
し、プラズマＣＶＤによってＳｉＮ系絶縁膜４またはＳ
ｉＯＮ系絶縁膜５を成膜する。 【効果】 速い成膜速度でも、ボイドやクラックがなく
良好なカバレージを有する絶縁膜を形成できるため、パ
ッシベーション膜や層間絶縁膜として適用して信頼性の
高い半導体装置が作製できる。また、絶縁膜の成膜工程
のスループットを向上させることができ、半導体プロセ
スの生産性向上、コスト低減を図れる。
ｉ結合を有し、該Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成する少なくとも
いずれかのＳｉ原子に、−ＮＲ2 基および／または−Ｎ
3 基が結合するものを用いる。さらに、上記Ｓｉ−Ｓｉ
結合を構成するＳｉ原子には、カバレージを改善できる
アルキル基および／またはアルコキシル基を結合させた
構造としてもよい。そして、このような原料ガスを導入
し、プラズマＣＶＤによってＳｉＮ系絶縁膜４またはＳ
ｉＯＮ系絶縁膜５を成膜する。 【効果】 速い成膜速度でも、ボイドやクラックがなく
良好なカバレージを有する絶縁膜を形成できるため、パ
ッシベーション膜や層間絶縁膜として適用して信頼性の
高い半導体装置が作製できる。また、絶縁膜の成膜工程
のスループットを向上させることができ、半導体プロセ
スの生産性向上、コスト低減を図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置にお
いてウェハの最終保護膜あるいは層間絶縁膜として用い
られる絶縁膜の成膜方法に関し、特に有機Ｓｉ化合物を
用いてＳｉＮ系絶縁膜、ＳｉＯＮ系絶縁膜を成膜する方
法に関する。
いてウェハの最終保護膜あるいは層間絶縁膜として用い
られる絶縁膜の成膜方法に関し、特に有機Ｓｉ化合物を
用いてＳｉＮ系絶縁膜、ＳｉＯＮ系絶縁膜を成膜する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ウェハの最終保護膜、いわゆ
るパッシベーション膜には、ＳｉＮ系絶縁膜が広く用い
られている。このＳｉＮ系絶縁膜を成膜するに際して
は、既に形成されたＡｌ系配線等の低融点材料層にダメ
ージを与えないように、プラズマＣＶＤ法によって低温
での成膜が行われている。原料ガスとしては、従来、Ｓ
ｉＨ4 ／ＮＨ3 混合ガス、ＳｉＨ4 ／Ｎ2 混合ガス等が
用いられてきた。
るパッシベーション膜には、ＳｉＮ系絶縁膜が広く用い
られている。このＳｉＮ系絶縁膜を成膜するに際して
は、既に形成されたＡｌ系配線等の低融点材料層にダメ
ージを与えないように、プラズマＣＶＤ法によって低温
での成膜が行われている。原料ガスとしては、従来、Ｓ
ｉＨ4 ／ＮＨ3 混合ガス、ＳｉＨ4 ／Ｎ2 混合ガス等が
用いられてきた。
【０００３】しかし、このようにして成膜されるＳｉＮ
系絶縁膜のカバレージは、半導体装置の微細化あるいは
多層配線化に伴う基板の表面段差の増大に追従できなく
なっている。図３に、Ｓｉ基板１上にＳｉＯ系層間絶縁
膜２およびＡｌ系配線３が形成され、この上にＳｉＮ系
絶縁膜１４を成膜したウェハを示すが、ＳｉＮ系絶縁膜
１４のステップカバレージ（断差被覆性）が悪いため
に、ボイド１５が形成されてしまっている。また、この
ようなＳｉＮ系絶縁膜１４にはクラックも発生しやすく
なる。
系絶縁膜のカバレージは、半導体装置の微細化あるいは
多層配線化に伴う基板の表面段差の増大に追従できなく
なっている。図３に、Ｓｉ基板１上にＳｉＯ系層間絶縁
膜２およびＡｌ系配線３が形成され、この上にＳｉＮ系
絶縁膜１４を成膜したウェハを示すが、ＳｉＮ系絶縁膜
１４のステップカバレージ（断差被覆性）が悪いため
に、ボイド１５が形成されてしまっている。また、この
ようなＳｉＮ系絶縁膜１４にはクラックも発生しやすく
なる。
【０００４】上記ステップカバレージを改善する方法と
しては、２周波法によってプラズマ状態を制御すること
が提案されている。これは、プラズマＣＶＤ装置の平行
平板電極において、ウェハを載置する側の電極には数百
ｋＨｚの低周波ＲＦ電圧を印加し、他の電極にはＭＨｚ
オーダーの高周波ＲＦ電圧を印加するものであり、低エ
ネルギーのイオンボンバードメントを増加させて、カバ
レージを向上させようとするものである。しかし、この
方法によっても、パターンの微細化や表面断差の増大に
十分に対応できるわけではなく、コンフォーマル成膜を
達成するには至っていない。
しては、２周波法によってプラズマ状態を制御すること
が提案されている。これは、プラズマＣＶＤ装置の平行
平板電極において、ウェハを載置する側の電極には数百
ｋＨｚの低周波ＲＦ電圧を印加し、他の電極にはＭＨｚ
オーダーの高周波ＲＦ電圧を印加するものであり、低エ
ネルギーのイオンボンバードメントを増加させて、カバ
レージを向上させようとするものである。しかし、この
方法によっても、パターンの微細化や表面断差の増大に
十分に対応できるわけではなく、コンフォーマル成膜を
達成するには至っていない。
【０００５】そこで、さらにカバレージに優れたＳｉＮ
系絶縁膜を成膜する方法として、原料ガスに有機Ｓｉ化
合物を用いてＣＶＤを行うことが提案された。ここで、
有機Ｓｉ化合物とは、［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］4 Ｓｉ、
［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 ＳｉＨ、［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］2 Ｓ
ｉＨ2 といった、Ｓｉ原子，Ｎ原子，Ｃ原子，Ｈ原子を
主な構成要素とし、Ｓｉ−Ｎ結合を有する化合物であ
る。これを原料ガスとして成膜を行うと、Ｓｉ−Ｎ結合
の存在により、効率のよいＳｉＮ系絶縁膜の成膜が可能
となる。また、炭素成分の存在により、成膜時に生成さ
れる中間生成物が高分子化されやすく、流動性が高くな
るために、カバレージに優れたＳｉＮ系絶縁膜が成膜で
きると考えられている。
系絶縁膜を成膜する方法として、原料ガスに有機Ｓｉ化
合物を用いてＣＶＤを行うことが提案された。ここで、
有機Ｓｉ化合物とは、［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］4 Ｓｉ、
［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 ＳｉＨ、［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］2 Ｓ
ｉＨ2 といった、Ｓｉ原子，Ｎ原子，Ｃ原子，Ｈ原子を
主な構成要素とし、Ｓｉ−Ｎ結合を有する化合物であ
る。これを原料ガスとして成膜を行うと、Ｓｉ−Ｎ結合
の存在により、効率のよいＳｉＮ系絶縁膜の成膜が可能
となる。また、炭素成分の存在により、成膜時に生成さ
れる中間生成物が高分子化されやすく、流動性が高くな
るために、カバレージに優れたＳｉＮ系絶縁膜が成膜で
きると考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
を製造するためには非常に多くの工程を経るため、各工
程におけるスループットを向上させることは、生産性を
向上させ、コストを低減させる意味で重要な課題となっ
ている。このため、当然、層間絶縁膜として、またはパ
ッシベーション膜としてＳｉＮ系絶縁膜を成膜する工程
においても、成膜速度を高めることが必要である。
を製造するためには非常に多くの工程を経るため、各工
程におけるスループットを向上させることは、生産性を
向上させ、コストを低減させる意味で重要な課題となっ
ている。このため、当然、層間絶縁膜として、またはパ
ッシベーション膜としてＳｉＮ系絶縁膜を成膜する工程
においても、成膜速度を高めることが必要である。
【０００７】成膜速度を高める手法として、成膜時に供
給する原料ガスの流量を増加したり、プラズマＣＶＤ装
置の電極に印加する電力を増大することが考えられる
が、このような操作により、不純物の取り込みが増大し
たり、カバレージが劣化したりといった問題が生じるこ
とがある。このため、一定水準以上の膜質やカバレージ
を確保するためには成膜速度に限界があった。
給する原料ガスの流量を増加したり、プラズマＣＶＤ装
置の電極に印加する電力を増大することが考えられる
が、このような操作により、不純物の取り込みが増大し
たり、カバレージが劣化したりといった問題が生じるこ
とがある。このため、一定水準以上の膜質やカバレージ
を確保するためには成膜速度に限界があった。
【０００８】そこで、本発明はかかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、原料ガスとして用いる有機Ｓ
ｉ化合物の化学構造を規定することにより、膜質を劣化
させることなく、成膜速度を高めることが可能な絶縁膜
の成膜方法を提供することを目的とする。
て提案されたものであり、原料ガスとして用いる有機Ｓ
ｉ化合物の化学構造を規定することにより、膜質を劣化
させることなく、成膜速度を高めることが可能な絶縁膜
の成膜方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上述の目的
を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、有機Ｓｉ化合
物として、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有するものを用いることに
より成膜速度を高めることが可能となることを見い出
し、本発明を完成するに至った。
を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、有機Ｓｉ化合
物として、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有するものを用いることに
より成膜速度を高めることが可能となることを見い出
し、本発明を完成するに至った。
【００１０】即ち、本発明に係る絶縁膜の成膜方法は、
ＣＶＤ装置の反応室内に原料ガスを導入して基板上に所
望の絶縁膜を形成するに際し、前記原料ガスとして、Ｓ
ｉ−Ｓｉ結合を有し、該Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成する少な
くともいずれかのＳｉ原子にＮ原子が少なくとも１つ結
合されてなる有機Ｓｉ化合物を用いるものである。これ
によって、非常に速い成膜速度にて効率的にＮ原子を含
有する絶縁膜を成膜することが可能となる。
ＣＶＤ装置の反応室内に原料ガスを導入して基板上に所
望の絶縁膜を形成するに際し、前記原料ガスとして、Ｓ
ｉ−Ｓｉ結合を有し、該Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成する少な
くともいずれかのＳｉ原子にＮ原子が少なくとも１つ結
合されてなる有機Ｓｉ化合物を用いるものである。これ
によって、非常に速い成膜速度にて効率的にＮ原子を含
有する絶縁膜を成膜することが可能となる。
【００１１】上記有機Ｓｉ化合物において、Ｓｉ−Ｓｉ
結合は１つであっても、２つ以上であってもよい。Ｓｉ
−Ｓｉ結合が１つである場合、即ち、ジシラン系の化合
物である場合、６つの結合手に後述するような置換基を
結合させた構造とすればよい。Ｓｉ−Ｓｉ結合が２つ以
上である場合にも、即ち、Ｓｉn （ｎは３以上の整数）
を基本骨格とする場合も同様に、（２ｎ＋２）個の結合
手に後述の置換基を結合させた構造とすればよい。
結合は１つであっても、２つ以上であってもよい。Ｓｉ
−Ｓｉ結合が１つである場合、即ち、ジシラン系の化合
物である場合、６つの結合手に後述するような置換基を
結合させた構造とすればよい。Ｓｉ−Ｓｉ結合が２つ以
上である場合にも、即ち、Ｓｉn （ｎは３以上の整数）
を基本骨格とする場合も同様に、（２ｎ＋２）個の結合
手に後述の置換基を結合させた構造とすればよい。
【００１２】上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳｉ原子に
結合するＮ原子は、成膜時にＳｉ−Ｎ結合を存続させて
効率のよい成膜を可能にするものであり、−ＮＲ2 基
（但し、Ｒは炭素数１以上の炭化水素基を示す）を構成
するＮ原子であっても、アジド基（以下、−Ｎ3 基とす
る。）を構成するＮ原子であってもよい。即ち、Ｓｉ原
子に結合する置換基として、−ＮＲ2 基および／または
−Ｎ3 基が結合されるとよい。但し、−ＮＲ2 基は、Ｓ
ｉ−Ｎ結合を存続させる効果が高いのみならず、カバレ
ージ改善効果も示すため、Ｓｉ原子に結合するＮ原子の
うち少なくとも１つは−ＮＲ2 基の構成原子とすると、
特に好ましい結果が得られる。
結合するＮ原子は、成膜時にＳｉ−Ｎ結合を存続させて
効率のよい成膜を可能にするものであり、−ＮＲ2 基
（但し、Ｒは炭素数１以上の炭化水素基を示す）を構成
するＮ原子であっても、アジド基（以下、−Ｎ3 基とす
る。）を構成するＮ原子であってもよい。即ち、Ｓｉ原
子に結合する置換基として、−ＮＲ2 基および／または
−Ｎ3 基が結合されるとよい。但し、−ＮＲ2 基は、Ｓ
ｉ−Ｎ結合を存続させる効果が高いのみならず、カバレ
ージ改善効果も示すため、Ｓｉ原子に結合するＮ原子の
うち少なくとも１つは−ＮＲ2 基の構成原子とすると、
特に好ましい結果が得られる。
【００１３】また、上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳｉ
原子に結合する他の置換基として、炭素数１以上のアル
キル基（以下、−Ｒ' 基とする。）もしくは炭素数１以
上のアルコキシル基（以下、−ＯＲ''基とする。）のう
ち少なくとも一方が結合されてもよい。特に、Ｓｉ原子
に−ＮＲ2 基が結合しない場合には、−Ｒ' 基および／
または−ＯＲ''基を結合させて、カバレージを改善する
とよい。また、Ｓｉ原子に−ＮＲ2 基が結合する場合に
も、−Ｒ' 基および／または−ＯＲ''基を結合させるこ
とにより、一層カバレージを向上させてもよい。
原子に結合する他の置換基として、炭素数１以上のアル
キル基（以下、−Ｒ' 基とする。）もしくは炭素数１以
上のアルコキシル基（以下、−ＯＲ''基とする。）のう
ち少なくとも一方が結合されてもよい。特に、Ｓｉ原子
に−ＮＲ2 基が結合しない場合には、−Ｒ' 基および／
または−ＯＲ''基を結合させて、カバレージを改善する
とよい。また、Ｓｉ原子に−ＮＲ2 基が結合する場合に
も、−Ｒ' 基および／または−ＯＲ''基を結合させるこ
とにより、一層カバレージを向上させてもよい。
【００１４】なお、上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳｉ
原子に直接結合するＨ原子は、上述した−ＮＲ2 基，−
Ｎ3 基，−Ｒ' 基，−ＯＲ''基のように、成膜時にＳｉ
−Ｎ結合を存続させる効果やカバレージを改善する効果
が認められないので、Ｓｉ原子に１つも結合させない
か、結合させても少数とした方がよい。
原子に直接結合するＨ原子は、上述した−ＮＲ2 基，−
Ｎ3 基，−Ｒ' 基，−ＯＲ''基のように、成膜時にＳｉ
−Ｎ結合を存続させる効果やカバレージを改善する効果
が認められないので、Ｓｉ原子に１つも結合させない
か、結合させても少数とした方がよい。
【００１５】したがって、本発明にて使用される有機Ｓ
ｉ化合物のうち、最も望ましい構造を有するものは、下
記の一般式（１）にて示すことができる。
ｉ化合物のうち、最も望ましい構造を有するものは、下
記の一般式（１）にて示すことができる。
【００１６】 Ｓｉn （ＮＲ2 ）w （Ｎ3 ）x （Ｒ' ）y （ＯＲ''）z ・・・（１） （但し、ｗ，ｘ，ｙ，ｚは、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝２ｎ＋
２、０≦ｗ≦２ｎ＋２、０≦ｘ≦２ｎ＋２、１≦ｗ＋ｘ
≦２ｎ＋２、０≦ｙ≦２ｎ＋１、０≦ｚ≦２ｎ＋１を満
たす整数であり、ｎは、２以上の整数である。また、
Ｒ' およびＲ''は炭素数１以上の脂肪族飽和炭化水素基
を示し、Ｒは炭素数１以上の炭化水素基を示す。）
２、０≦ｗ≦２ｎ＋２、０≦ｘ≦２ｎ＋２、１≦ｗ＋ｘ
≦２ｎ＋２、０≦ｙ≦２ｎ＋１、０≦ｚ≦２ｎ＋１を満
たす整数であり、ｎは、２以上の整数である。また、
Ｒ' およびＲ''は炭素数１以上の脂肪族飽和炭化水素基
を示し、Ｒは炭素数１以上の炭化水素基を示す。）
【００１７】なお、上記Ｒで示される炭化水素基の炭素
骨格は特に限定されず、飽和炭化水素であっても不飽和
炭化水素であってもよい。そして、それぞれの場合につ
いて、直鎖状，分枝状，環状の炭素骨格が考えられる
が、これらのいずれであってもよい。また、Ｒ' および
Ｒ''で示される脂肪族飽和炭化水素基も直鎖状，分岐
状，環状のうちいずれとされてもよい。
骨格は特に限定されず、飽和炭化水素であっても不飽和
炭化水素であってもよい。そして、それぞれの場合につ
いて、直鎖状，分枝状，環状の炭素骨格が考えられる
が、これらのいずれであってもよい。また、Ｒ' および
Ｒ''で示される脂肪族飽和炭化水素基も直鎖状，分岐
状，環状のうちいずれとされてもよい。
【００１８】上記一般式（１）において、ｚ＝０のと
き、即ち、−ＯＲ''基が結合されていない有機Ｓｉ化合
物であるとき、これを原料ガスとし、これに酸素系ガス
を混合しなければ、ＳｉＮ系絶縁膜が成膜されることと
なる。一方、ｘ≧１のとき、即ち−ＯＲ''基が結合され
ている有機Ｓｉ化合物であるとき、これを原料ガスとし
て用いると、成膜中に微量のＯ原子が取り込まれるの
で、結果的にＳｉＯＮ系絶縁膜が成膜されることとな
る。
き、即ち、−ＯＲ''基が結合されていない有機Ｓｉ化合
物であるとき、これを原料ガスとし、これに酸素系ガス
を混合しなければ、ＳｉＮ系絶縁膜が成膜されることと
なる。一方、ｘ≧１のとき、即ち−ＯＲ''基が結合され
ている有機Ｓｉ化合物であるとき、これを原料ガスとし
て用いると、成膜中に微量のＯ原子が取り込まれるの
で、結果的にＳｉＯＮ系絶縁膜が成膜されることとな
る。
【００１９】なお、上述のような有機Ｓｉ化合物には、
さらにＮＨ3 やＮ2 を混合してもよい。ＮＨ3 やＮ2 は
炭素成分の還元剤として働くため、堆積したＳｉＮ系絶
縁膜あるいはＳｉＯＮ系絶縁膜中の炭素成分を引き抜
き、これら絶縁膜中の炭素成分の含有量を低減させるこ
とができる。
さらにＮＨ3 やＮ2 を混合してもよい。ＮＨ3 やＮ2 は
炭素成分の還元剤として働くため、堆積したＳｉＮ系絶
縁膜あるいはＳｉＯＮ系絶縁膜中の炭素成分を引き抜
き、これら絶縁膜中の炭素成分の含有量を低減させるこ
とができる。
【００２０】ところで、上記絶縁膜の成膜に際しては、
Ａｌ系配線等にダメージを与えないように低温での処理
が行えることが必要であり、このため、反応室内にプラ
ズマを発生させながら成膜を行って好適である。また、
このときのプラズマＣＶＤ条件は、中間生成物の重合反
応を進行させるように適正化することが必要である。
Ａｌ系配線等にダメージを与えないように低温での処理
が行えることが必要であり、このため、反応室内にプラ
ズマを発生させながら成膜を行って好適である。また、
このときのプラズマＣＶＤ条件は、中間生成物の重合反
応を進行させるように適正化することが必要である。
【００２１】プラズマＣＶＤによる成膜時には、所望の
絶縁膜成分以外に中間生成物、副生成物、原料ガスの未
解離成分等も基板表面の近傍に存在しているため、特に
成膜速度が速い場合には、上記副生成物や原料ガスの未
解離成分等、不純物成分が取り込まれやすい。そこで、
前記プラズマを間欠的に発生させ、一定量の成膜を行っ
たらその度に基板表面近傍から上記不純物成分を排除す
ることが、膜質向上の観点から好適である。
絶縁膜成分以外に中間生成物、副生成物、原料ガスの未
解離成分等も基板表面の近傍に存在しているため、特に
成膜速度が速い場合には、上記副生成物や原料ガスの未
解離成分等、不純物成分が取り込まれやすい。そこで、
前記プラズマを間欠的に発生させ、一定量の成膜を行っ
たらその度に基板表面近傍から上記不純物成分を排除す
ることが、膜質向上の観点から好適である。
【００２２】なお、プラズマを間欠的に発生させるに
は、ＲＦ電極への電流供給のオン／オフによってプラズ
マの発生と消滅を繰り返せばよい。さらに、原料ガスの
導入も間欠的に行えば、原料ガスを節約できると共に、
原料ガスの未解離成分が絶縁膜中に一層取り込まれにく
くなる。また、この方法により、原子層レベルの成膜制
御も可能となる。
は、ＲＦ電極への電流供給のオン／オフによってプラズ
マの発生と消滅を繰り返せばよい。さらに、原料ガスの
導入も間欠的に行えば、原料ガスを節約できると共に、
原料ガスの未解離成分が絶縁膜中に一層取り込まれにく
くなる。また、この方法により、原子層レベルの成膜制
御も可能となる。
【００２３】
【作用】本発明を適用し、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する有機
Ｓｉ化合物を用いることによって、成膜速度を大幅に速
くできる理由は以下のように説明できる。２原子間の結
合エネルギーを比較すると、Ｓｉ−Ｓｉ結合の結合エネ
ルギーは、Ｓｉ−Ｎ結合，Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合
に比して最も小さい。このため、分子内にこれらの結合
を同時に含む有機Ｓｉ化合物をプラズマ中で解離させる
と、Ｓｉ−Ｓｉ結合が優先的に切断される。例えばＳｉ
−Ｓｉ結合を１つ有する、即ちジシラン系の化合物を用
いると、同じ放電解離条件下でも、モノシラン系の化合
物を用いた場合に比して、１分子当りのＳｉ活性種の供
給量が単純計算で２倍となる。これにより、プラズマＣ
ＶＤ装置の電極へ必要以上に大きな電力を印加したり、
ガス流量を増大させたりすることなく、成膜速度を高め
ることが可能となる。
Ｓｉ化合物を用いることによって、成膜速度を大幅に速
くできる理由は以下のように説明できる。２原子間の結
合エネルギーを比較すると、Ｓｉ−Ｓｉ結合の結合エネ
ルギーは、Ｓｉ−Ｎ結合，Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合
に比して最も小さい。このため、分子内にこれらの結合
を同時に含む有機Ｓｉ化合物をプラズマ中で解離させる
と、Ｓｉ−Ｓｉ結合が優先的に切断される。例えばＳｉ
−Ｓｉ結合を１つ有する、即ちジシラン系の化合物を用
いると、同じ放電解離条件下でも、モノシラン系の化合
物を用いた場合に比して、１分子当りのＳｉ活性種の供
給量が単純計算で２倍となる。これにより、プラズマＣ
ＶＤ装置の電極へ必要以上に大きな電力を印加したり、
ガス流量を増大させたりすることなく、成膜速度を高め
ることが可能となる。
【００２４】また、上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳｉ
原子に、−ＮＲ2 基や−Ｎ3 基を結合させると、有機Ｓ
ｉ化合物にＳｉ−Ｎ結合を持たせることができるため、
成膜時に、Ｓｉ−Ｎ結合が保存された化学種が生成され
やすい。このため、膜中にＮ成分が取り込まれやすく、
効率的にＮ原子を含有する絶縁膜が形成できる。
原子に、−ＮＲ2 基や−Ｎ3 基を結合させると、有機Ｓ
ｉ化合物にＳｉ−Ｎ結合を持たせることができるため、
成膜時に、Ｓｉ−Ｎ結合が保存された化学種が生成され
やすい。このため、膜中にＮ成分が取り込まれやすく、
効率的にＮ原子を含有する絶縁膜が形成できる。
【００２５】特に、上記Ｓｉ原子に−ＮＲ2 基を結合さ
せた場合には、Ｓｉ−Ｎ結合に比してＮ−Ｃ結合の結合
エネルギーが小さいことから、成膜時、−Ｒ基がＮ原子
から優先的に切断され、Ｓｉ−Ｎ結合が保存された化学
種が生成されやすく、効率的な成膜が行える。また、−
Ｒ基がＮ原子から切断されることにより、Ｓｉ−Ｎ結合
が保存された化学種同士が結合しやすくなるため、成膜
時に形成される中間生成物が高分子化して、基板上にて
高い流動性を示し、結果的に成膜された絶縁膜のカバレ
ージを向上させることもできる。
せた場合には、Ｓｉ−Ｎ結合に比してＮ−Ｃ結合の結合
エネルギーが小さいことから、成膜時、−Ｒ基がＮ原子
から優先的に切断され、Ｓｉ−Ｎ結合が保存された化学
種が生成されやすく、効率的な成膜が行える。また、−
Ｒ基がＮ原子から切断されることにより、Ｓｉ−Ｎ結合
が保存された化学種同士が結合しやすくなるため、成膜
時に形成される中間生成物が高分子化して、基板上にて
高い流動性を示し、結果的に成膜された絶縁膜のカバレ
ージを向上させることもできる。
【００２６】さらに、上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳ
ｉ原子に、−Ｒ' 基、−ＯＲ''基を結合させても、成膜
された絶縁膜のカバレージを向上させることができる
が、この理由も原子間の結合エネルギーによって説明で
きる。Ｓｉ−Ｎ結合の結合エネルギーは、Ｓｉ−Ｃ結合
やＳｉ−Ｏ結合より大きいことから、成膜時、−ＮＲ2
基や−Ｎ3 基に比して、−Ｒ' 基や−ＯＲ''基の方がＳ
ｉ原子から切断されやすい。そして、−Ｒ' 基や−Ｏ
Ｒ''基が切断されたＳｉ−Ｎ結合が保存された化学種同
士が結合しやすくなるため、成膜時に形成される中間生
成物が高分子化する。これにより、上記中間生成物が基
板上にて高い流動性を示すようになり、結果的に成膜さ
れた絶縁膜のカバレージが向上すると考えられる。
ｉ原子に、−Ｒ' 基、−ＯＲ''基を結合させても、成膜
された絶縁膜のカバレージを向上させることができる
が、この理由も原子間の結合エネルギーによって説明で
きる。Ｓｉ−Ｎ結合の結合エネルギーは、Ｓｉ−Ｃ結合
やＳｉ−Ｏ結合より大きいことから、成膜時、−ＮＲ2
基や−Ｎ3 基に比して、−Ｒ' 基や−ＯＲ''基の方がＳ
ｉ原子から切断されやすい。そして、−Ｒ' 基や−Ｏ
Ｒ''基が切断されたＳｉ−Ｎ結合が保存された化学種同
士が結合しやすくなるため、成膜時に形成される中間生
成物が高分子化する。これにより、上記中間生成物が基
板上にて高い流動性を示すようになり、結果的に成膜さ
れた絶縁膜のカバレージが向上すると考えられる。
【００２７】なお、上記Ｓｉ原子に−ＮＲ2 基が結合
し、これにより十分なカバレージが得られる場合には、
必ずしも上記−Ｒ' 基や−ＯＲ''基をＳｉ原子に結合さ
せる必要はない。逆に、−ＮＲ2 基を持たず、カバレー
ジの改善効果が小さい場合、あるいは、Ｓｉ原子に−Ｎ
Ｒ2 基が結合していても、さらにカバレージを向上させ
たい場合、上記−Ｒ' 基や−ＯＲ''基を結合させればよ
く、本発明に使用できる有機Ｓｉ化合物の材料選択の自
由度は大きい。
し、これにより十分なカバレージが得られる場合には、
必ずしも上記−Ｒ' 基や−ＯＲ''基をＳｉ原子に結合さ
せる必要はない。逆に、−ＮＲ2 基を持たず、カバレー
ジの改善効果が小さい場合、あるいは、Ｓｉ原子に−Ｎ
Ｒ2 基が結合していても、さらにカバレージを向上させ
たい場合、上記−Ｒ' 基や−ＯＲ''基を結合させればよ
く、本発明に使用できる有機Ｓｉ化合物の材料選択の自
由度は大きい。
【００２８】ところで、ＳｉＮ系絶縁膜あるいはＳｉＯ
Ｎ系絶縁膜を成膜するに際しては、プラズマＣＶＤ法を
適用すると、低温による成膜が可能となるため、既に形
成されたＡｌ系配線等の低融点材料層にダメージを与え
ることがない。また、ＲＦ電力等のプラズマの放電条件
を適正化することによって、有機Ｓｉ化合物において上
述したように所望の結合を優先的に切断し、所望の結合
を存続させることが可能となる。
Ｎ系絶縁膜を成膜するに際しては、プラズマＣＶＤ法を
適用すると、低温による成膜が可能となるため、既に形
成されたＡｌ系配線等の低融点材料層にダメージを与え
ることがない。また、ＲＦ電力等のプラズマの放電条件
を適正化することによって、有機Ｓｉ化合物において上
述したように所望の結合を優先的に切断し、所望の結合
を存続させることが可能となる。
【００２９】また、上記プラズマＣＶＤ法を用いた成膜
においては、プラズマを間欠的に発生させることによ
り、所望の絶縁膜中への不純物の混入を抑制し、膜質を
向上させることができる。これは、プラズマ発生時に基
板表面近傍に存在していた不純物成分を、プラズマ消滅
時に基板表面近傍から排除することができるからであ
る。
においては、プラズマを間欠的に発生させることによ
り、所望の絶縁膜中への不純物の混入を抑制し、膜質を
向上させることができる。これは、プラズマ発生時に基
板表面近傍に存在していた不純物成分を、プラズマ消滅
時に基板表面近傍から排除することができるからであ
る。
【００３０】
【実施例】以下、本発明に係る絶縁膜の成膜方法を具体
的な実施例を用いて説明する。ここでは、Ａｌ系配線上
のパッシベーション膜としてＳｉＮ系絶縁膜あるいはＳ
ｉＯＮ系絶縁膜を成膜した例について説明する。
的な実施例を用いて説明する。ここでは、Ａｌ系配線上
のパッシベーション膜としてＳｉＮ系絶縁膜あるいはＳ
ｉＯＮ系絶縁膜を成膜した例について説明する。
【００３１】なお、以下の各実施例ではＣＶＤ装置とし
て、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用いた。このプラ
ズマＣＶＤ装置においては、下部電極にウェハを載置
し、上部電極にＲＦ電力を印加するようになされてい
る。また、下部電極にはヒータが設けられることによ
り、ウェハ温度が調整可能とされている。一方、上部電
極は原料ガスを基板上に均一に供給するためのシャワー
電極となされている。
て、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用いた。このプラ
ズマＣＶＤ装置においては、下部電極にウェハを載置
し、上部電極にＲＦ電力を印加するようになされてい
る。また、下部電極にはヒータが設けられることによ
り、ウェハ温度が調整可能とされている。一方、上部電
極は原料ガスを基板上に均一に供給するためのシャワー
電極となされている。
【００３２】実施例１ 本実施例では、原料ガスである有機Ｓｉ化合物として、
トリジメチルアミノトリエチルジシラン［（ＣＨ3 ）2
Ｎ］3 Ｓｉ2 （Ｃ2 Ｈ5 ）3 を用いてＳｉＮ系絶縁膜を
形成した。
トリジメチルアミノトリエチルジシラン［（ＣＨ3 ）2
Ｎ］3 Ｓｉ2 （Ｃ2 Ｈ5 ）3 を用いてＳｉＮ系絶縁膜を
形成した。
【００３３】具体的には、図１に示されるような、Ｓｉ
基板１上にＳｉＯ系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が
形成されたウェハに対して、以下の条件のプラズマＣＶ
ＤによりＳｉＮ系絶縁膜を１μｍなる膜厚に成膜した。
基板１上にＳｉＯ系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が
形成されたウェハに対して、以下の条件のプラズマＣＶ
ＤによりＳｉＮ系絶縁膜を１μｍなる膜厚に成膜した。
【００３４】 プラズマＣＶＤ条件 原料ガス ： ［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （Ｃ2 Ｈ5 ）3 １００ｓｃｃｍ ＲＦ電力 ： ３５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 圧力 ： １２００Ｐａ ウェハ温度 ： ４００℃ 電極間距離 ： １０ｍｍ
【００３５】上述の条件による成膜は、例えば、ビスジ
メチルアミノジエチルシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］2 Ｓｉ
（Ｃ2 Ｈ5 ）2 なるモノシラン系化合物を用いた場合に
比して、約２倍の成膜速度にて行われた。また、成膜さ
れたＳｉＮ系絶縁膜４は、図２に示されるように、ボイ
ドやクラックを有さない、ステップカバレージに優れた
ものであった。
メチルアミノジエチルシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］2 Ｓｉ
（Ｃ2 Ｈ5 ）2 なるモノシラン系化合物を用いた場合に
比して、約２倍の成膜速度にて行われた。また、成膜さ
れたＳｉＮ系絶縁膜４は、図２に示されるように、ボイ
ドやクラックを有さない、ステップカバレージに優れた
ものであった。
【００３６】なお、成膜速度が向上したのは、用いた有
機Ｓｉ化合物がジシラン系化合物であったため、モノシ
ラン系化合物に比して、１分子当り、約２倍量のＳｉ活
性種が供給できたためであると考えられる。また、良好
なステップカバレージを達成できたのは、有機Ｓｉ化合
物において、エチル基がＳｉ原子から切断されやすく、
また、ジメチルアミノ基からもメチル基が遊離されやす
いため、中間生成物が高分子重合体を形成し、優れた流
動性を示したからであると考えられる。
機Ｓｉ化合物がジシラン系化合物であったため、モノシ
ラン系化合物に比して、１分子当り、約２倍量のＳｉ活
性種が供給できたためであると考えられる。また、良好
なステップカバレージを達成できたのは、有機Ｓｉ化合
物において、エチル基がＳｉ原子から切断されやすく、
また、ジメチルアミノ基からもメチル基が遊離されやす
いため、中間生成物が高分子重合体を形成し、優れた流
動性を示したからであると考えられる。
【００３７】続いて、下記の条件のアニール処理を行っ
た。 アニール条件 導入ガス ： 上記原料ガスを３％Ｈ2 含有Ｎ2 ガスにて希釈したもの ８０００ｓｃｃｍ アニール時間 ： ６０分 圧力 ： 大気圧 アニール温度 ： ４００℃
た。 アニール条件 導入ガス ： 上記原料ガスを３％Ｈ2 含有Ｎ2 ガスにて希釈したもの ８０００ｓｃｃｍ アニール時間 ： ６０分 圧力 ： 大気圧 アニール温度 ： ４００℃
【００３８】そして、上述のＳｉＮ系絶縁膜４が形成さ
れたウェハに対して腐蝕試験を行った。この腐蝕試験の
条件を下記に示す。
れたウェハに対して腐蝕試験を行った。この腐蝕試験の
条件を下記に示す。
【００３９】腐蝕試験条件 塩酸濃度 ： ５％ 試験時間 ： ５分 溶液温度 ： ２５℃
【００４０】この腐蝕試験の結果、Ａｌ系配線３には腐
蝕が見られず、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４は良好な耐
水性，耐腐蝕性を示すものであることがわかった。これ
は、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４がカバレージに優れ、
ボイドやクラックを有さないことを示している。
蝕が見られず、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４は良好な耐
水性，耐腐蝕性を示すものであることがわかった。これ
は、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４がカバレージに優れ、
ボイドやクラックを有さないことを示している。
【００４１】以上のように、本実施例によって成膜され
たＳｉＮ系絶縁膜４は、高速成膜されても良好なカバレ
ージを示すものであったため、パッシベーション膜とし
て用いられて好適である。
たＳｉＮ系絶縁膜４は、高速成膜されても良好なカバレ
ージを示すものであったため、パッシベーション膜とし
て用いられて好適である。
【００４２】実施例２ 本実施例では、原料ガスとして、トリジメチルアミノト
リエトキシジシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 とＮＨ3 との混合ガスを用いてＳｉＯＮ系絶
縁膜を形成した。
リエトキシジシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 とＮＨ3 との混合ガスを用いてＳｉＯＮ系絶
縁膜を形成した。
【００４３】具体的には、実施例１と同様にしてＳｉＯ
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＯＮ
系絶縁膜５を１μｍなる膜厚に成膜した。
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＯＮ
系絶縁膜５を１μｍなる膜厚に成膜した。
【００４４】 プラズマＣＶＤ条件 原料ガス ： ［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （ＯＣ2Ｈ5）3 １００ｓｃｃｍ ＮＨ3 ５０ｓｃｃｍ ＲＦ電力 ： ３５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 圧力 ： １２００Ｐａ ウェハ温度 ： ２００℃ 電極間距離 ： １０ｍｍ
【００４５】上述の条件による成膜はビスジメチルアモ
ノジエトキシシラン［（ＣＨ3 ）2Ｎ］2 Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ
5）2 なるモノシラン系ガスを用いた場合より２倍程度
成膜速度が速かった。また、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁
膜５はボイドやクラックを有さない、ステップカバレー
ジに優れたものであった。
ノジエトキシシラン［（ＣＨ3 ）2Ｎ］2 Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ
5）2 なるモノシラン系ガスを用いた場合より２倍程度
成膜速度が速かった。また、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁
膜５はボイドやクラックを有さない、ステップカバレー
ジに優れたものであった。
【００４６】なお、成膜速度が向上したのは、実施例１
同様、ジシラン系化合物を原料ガスとして用いたためで
あり、良好なステップカバレージを達成できたのは、エ
トキシ基がＳｉ原子から切断されやすく、また、ジメチ
ルアミノ基からもメチル基が遊離されやすいため、中間
生成物が優れた流動性を示したからであると考えられ
る。また、原料ガスにはＮＨ3 が含有されていたため、
Ｎ原子による炭素成分の引き抜き効果が働き、ＳｉＯＮ
系絶縁膜５中の炭素成分の含有を低減させることができ
た。
同様、ジシラン系化合物を原料ガスとして用いたためで
あり、良好なステップカバレージを達成できたのは、エ
トキシ基がＳｉ原子から切断されやすく、また、ジメチ
ルアミノ基からもメチル基が遊離されやすいため、中間
生成物が優れた流動性を示したからであると考えられ
る。また、原料ガスにはＮＨ3 が含有されていたため、
Ｎ原子による炭素成分の引き抜き効果が働き、ＳｉＯＮ
系絶縁膜５中の炭素成分の含有を低減させることができ
た。
【００４７】続いて、実施例１と同様、原料ガスを希釈
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、腐蝕試験を
行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られず、成膜
されたＳｉＯＮ系絶縁膜５は良好な耐水性，耐腐蝕性を
示すものであることがわかった。
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、腐蝕試験を
行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られず、成膜
されたＳｉＯＮ系絶縁膜５は良好な耐水性，耐腐蝕性を
示すものであることがわかった。
【００４８】以上のように、本実施例によって成膜され
たＳｉＯＮ系絶縁膜５は、高速成膜されても良好なカバ
レージを示すものであったため、パッシベーション膜と
して用いられて好適である。
たＳｉＯＮ系絶縁膜５は、高速成膜されても良好なカバ
レージを示すものであったため、パッシベーション膜と
して用いられて好適である。
【００４９】実施例３ 本実施例では、原料ガスとして、オクタジメチルアミノ
トリシラン［（ＣＨ3）2 Ｎ］8 Ｓｉ3 とＮＨ3 との混
合ガスを用いてＳｉＮ系絶縁膜を形成した。
トリシラン［（ＣＨ3）2 Ｎ］8 Ｓｉ3 とＮＨ3 との混
合ガスを用いてＳｉＮ系絶縁膜を形成した。
【００５０】具体的には、実施例１と同様にしてＳｉＯ
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＮ系
絶縁膜４を１μｍなる膜厚に成膜した。
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＮ系
絶縁膜４を１μｍなる膜厚に成膜した。
【００５１】 プラズマＣＶＤ条件 原料ガス ： ［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］8 Ｓｉ3 １００ｓｃｃｍ ＮＨ3 ５０ｓｃｃｍ ＲＦ電力 ： ３５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 圧力 ： １２００Ｐａ ウェハ温度 ： ２００℃ 電極間距離 ： １０ｍｍ
【００５２】上述の条件による成膜は、テトラジメチル
アミノシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］4Ｓｉなるモノシラン
系化合物より成膜速度が速いのはもちろん、ヘキサジメ
チルアミノジシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］6 Ｓｉ2 なるジ
シラン系化合物を用いた場合に比しても、さらに成膜速
度が速かった。また、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４はボ
イドやクラックを有さない、ステップカバレージに優れ
たものであった。
アミノシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］4Ｓｉなるモノシラン
系化合物より成膜速度が速いのはもちろん、ヘキサジメ
チルアミノジシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］6 Ｓｉ2 なるジ
シラン系化合物を用いた場合に比しても、さらに成膜速
度が速かった。また、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４はボ
イドやクラックを有さない、ステップカバレージに優れ
たものであった。
【００５３】なお、成膜速度が向上したのは、用いた有
機Ｓｉ化合物がトリシラン系化合物であったため、１分
子が供給するＳｉ活性種がジシラン系化合物よりさらに
多いためであると考えられる。また、良好なステップカ
バレージを達成できたのは、有機Ｓｉ化合物におけるジ
メチルアミノ基からメチル基が遊離されやすく、中間生
成物が優れた流動性を示したからであると考えられる。
また、原料ガスにはＮＨ3 が含有されていたため、Ｓｉ
Ｎ系絶縁膜４中の炭素成分の含有も低減させることがで
きた。
機Ｓｉ化合物がトリシラン系化合物であったため、１分
子が供給するＳｉ活性種がジシラン系化合物よりさらに
多いためであると考えられる。また、良好なステップカ
バレージを達成できたのは、有機Ｓｉ化合物におけるジ
メチルアミノ基からメチル基が遊離されやすく、中間生
成物が優れた流動性を示したからであると考えられる。
また、原料ガスにはＮＨ3 が含有されていたため、Ｓｉ
Ｎ系絶縁膜４中の炭素成分の含有も低減させることがで
きた。
【００５４】続いて、実施例１と同様、原料ガスを希釈
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、腐蝕試験を
行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られず、成膜
されたＳｉＮ系絶縁膜４は良好な耐水性，耐腐蝕性を示
すものであることがわかった。
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、腐蝕試験を
行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られず、成膜
されたＳｉＮ系絶縁膜４は良好な耐水性，耐腐蝕性を示
すものであることがわかった。
【００５５】以上のように、本実施例によって成膜され
たＳｉＮ系絶縁膜４は、高速成膜されても良好なカバレ
ージを示すものであったため、パッシベーション膜とし
て用いられて好適である。
たＳｉＮ系絶縁膜４は、高速成膜されても良好なカバレ
ージを示すものであったため、パッシベーション膜とし
て用いられて好適である。
【００５６】実施例４ 本実施例では、原料ガスとして、トリジエチルアミノジ
エトキシジシリルアジド［（Ｃ2Ｈ5）2 Ｎ］3 Ｓｉ
2 （Ｎ3 ）（ＯＣ2Ｈ5）2 を用い、プラズマを間欠的に
発生させてＳｉＯＮ系絶縁膜の成膜を行った。
エトキシジシリルアジド［（Ｃ2Ｈ5）2 Ｎ］3 Ｓｉ
2 （Ｎ3 ）（ＯＣ2Ｈ5）2 を用い、プラズマを間欠的に
発生させてＳｉＯＮ系絶縁膜の成膜を行った。
【００５７】具体的には、実施例１と同様にしてＳｉＯ
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＯＮ
系絶縁膜５を１μｍなる膜厚に成膜した。
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＯＮ
系絶縁膜５を１μｍなる膜厚に成膜した。
【００５８】 プラズマＣＶＤ条件 原料ガス ： ［（Ｃ2Ｈ5）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （Ｎ3 ）（ＯＣ2Ｈ5）2 １００ｓｃｃｍ ＮＨ3 ５０ｓｃｃｍ ＲＦ電力 ： ３５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 圧力 ： １２００Ｐａ ウェハ温度 ： ２００℃ 電極間距離 ： １０ｍｍ 成膜時間／回： ２秒 成膜回数 ： １０回
【００５９】上述の条件にて、原料ガスの導入とＲＦ電
力の印加とを交互に繰り返すことにより、一定量の成膜
がなされる毎に不純物をウェハ近傍から排除しながら、
ＳｉＯＮ系絶縁膜５を成膜した。なお、この条件による
成膜は、例えばビスジエチルアミノエトキシシリルアジ
ド［（Ｃ2Ｈ5）2 Ｎ］2 Ｓｉ（Ｎ3 ）（ＯＣ2Ｈ5）を原
料ガスとして用いた場合より約２倍も成膜速度が速かっ
た。また、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁膜５はボイドやク
ラックを有さない、ステップカバレージに優れたもので
あり、且つ、不純物の取り込みが少なく膜質に優れたも
のであった。
力の印加とを交互に繰り返すことにより、一定量の成膜
がなされる毎に不純物をウェハ近傍から排除しながら、
ＳｉＯＮ系絶縁膜５を成膜した。なお、この条件による
成膜は、例えばビスジエチルアミノエトキシシリルアジ
ド［（Ｃ2Ｈ5）2 Ｎ］2 Ｓｉ（Ｎ3 ）（ＯＣ2Ｈ5）を原
料ガスとして用いた場合より約２倍も成膜速度が速かっ
た。また、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁膜５はボイドやク
ラックを有さない、ステップカバレージに優れたもので
あり、且つ、不純物の取り込みが少なく膜質に優れたも
のであった。
【００６０】なお、成膜速度が向上したのは、用いた有
機Ｓｉ化合物がジシラン系化合物であったため、多くの
Ｓｉ活性種を供給できるためであり、良好なステップカ
バレージを達成できたのは、エトキシ基がＳｉ原子から
切断されやすく、またジエチルアミノ基からもエタン基
が遊離されやすいため、中間生成物が優れた流動性を示
したからであると考えられる。また、原料ガスにはＮＨ
3 が含有されていたため、ＳｉＯＮ系絶縁膜５中の炭素
成分の含有量が低減された。
機Ｓｉ化合物がジシラン系化合物であったため、多くの
Ｓｉ活性種を供給できるためであり、良好なステップカ
バレージを達成できたのは、エトキシ基がＳｉ原子から
切断されやすく、またジエチルアミノ基からもエタン基
が遊離されやすいため、中間生成物が優れた流動性を示
したからであると考えられる。また、原料ガスにはＮＨ
3 が含有されていたため、ＳｉＯＮ系絶縁膜５中の炭素
成分の含有量が低減された。
【００６１】続いて、実施例１と同様、原料ガスを希釈
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、その後、腐
蝕試験を行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られ
ず、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁膜５は良好な耐水性，耐
腐蝕性を示すものであることがわかった。
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、その後、腐
蝕試験を行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られ
ず、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁膜５は良好な耐水性，耐
腐蝕性を示すものであることがわかった。
【００６２】以上のように、本実施例によって成膜され
たＳｉＯＮ系絶縁膜５は、高速成膜されても良好なカバ
レージを示すものであったため、パッシベーション膜と
して用いられて好適である。
たＳｉＯＮ系絶縁膜５は、高速成膜されても良好なカバ
レージを示すものであったため、パッシベーション膜と
して用いられて好適である。
【００６３】以上、本発明に係る絶縁膜の成膜方法を適
用した例について説明したが、本発明は上述の実施例に
限定されるものではない。例えば、本発明により成膜さ
れるＳｉＮ系絶縁膜やＳｉＯＮ系絶縁膜はパッシベーシ
ョン膜以外に層間絶縁膜として適用することもできる。
また、ＳｉＯＮ系薄膜については、エキシマ・レーザ・
リソグラフィにおける反射防止膜として利用することも
できる。
用した例について説明したが、本発明は上述の実施例に
限定されるものではない。例えば、本発明により成膜さ
れるＳｉＮ系絶縁膜やＳｉＯＮ系絶縁膜はパッシベーシ
ョン膜以外に層間絶縁膜として適用することもできる。
また、ＳｉＯＮ系薄膜については、エキシマ・レーザ・
リソグラフィにおける反射防止膜として利用することも
できる。
【００６４】また、絶縁膜を成膜するためのＣＶＤ装置
の構成も実施例に示された平行平板型プラズマＣＶＤ装
置に限られず、例えばＥＣＲ−ＣＶＤ装置であってもよ
い。さらに、ＣＶＤ条件、アニール条件、絶縁膜を形成
するウェハの構成においても特に限定されない。
の構成も実施例に示された平行平板型プラズマＣＶＤ装
置に限られず、例えばＥＣＲ−ＣＶＤ装置であってもよ
い。さらに、ＣＶＤ条件、アニール条件、絶縁膜を形成
するウェハの構成においても特に限定されない。
【００６５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
を適用すると、速い成膜速度により成膜しても、ステッ
プカバレージに優れたＳｉＮ系絶縁膜あるいはＳｉＯＮ
系絶縁膜が得られる。
を適用すると、速い成膜速度により成膜しても、ステッ
プカバレージに優れたＳｉＮ系絶縁膜あるいはＳｉＯＮ
系絶縁膜が得られる。
【００６６】これら絶縁膜は絶縁性が確保され、耐水
性、耐腐蝕性にも優れたものであるので、これをパッシ
ベーション膜あるいは層間絶縁膜として用いると、デバ
イス特性の劣化が防止された信頼性の高い半導体装置を
製造することができる。
性、耐腐蝕性にも優れたものであるので、これをパッシ
ベーション膜あるいは層間絶縁膜として用いると、デバ
イス特性の劣化が防止された信頼性の高い半導体装置を
製造することができる。
【００６７】また、本発明を適用することにより、成膜
速度が大幅に高められるので、パッシベーション膜ある
いは層間絶縁膜といった絶縁膜の成膜工程のスループッ
トを大幅に向上させることができ、半導体装置の製造プ
ロセスにおける生産性の向上およびコストの低減に貢献
できる。
速度が大幅に高められるので、パッシベーション膜ある
いは層間絶縁膜といった絶縁膜の成膜工程のスループッ
トを大幅に向上させることができ、半導体装置の製造プ
ロセスにおける生産性の向上およびコストの低減に貢献
できる。
【図１】本発明の一実施例において、Ｓｉ基板上にＳｉ
Ｏ系層間絶縁膜とＡｌ系配線が形成されたウェハの断面
を示す模式図である。
Ｏ系層間絶縁膜とＡｌ系配線が形成されたウェハの断面
を示す模式図である。
【図２】図１のウェハに対してＳｉＮ系絶縁膜あるいは
ＳｉＯＮ系絶縁膜を成膜した状態を示す模式図である。
ＳｉＯＮ系絶縁膜を成膜した状態を示す模式図である。
【図３】従来法によりＳｉＮ系絶縁膜が成膜されたウェ
ハの断面を示す模式図である。
ハの断面を示す模式図である。
１ Ｓｉ基板 ２ ＳｉＯ系層間絶縁膜 ３ Ａｌ系配線 ４ ＳｉＮ系絶縁膜 ５ ＳｉＯＮ系絶縁膜
Claims (8)
- 【請求項１】 ＣＶＤ装置の反応室内に原料ガスを導入
して基板上に所望の絶縁膜を成膜するに際し、 前記原料ガスとして、少なくとも１つのＳｉ−Ｓｉ結合
を有し、該Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成する少なくともいずれ
かのＳｉ原子にＮ原子が少なくとも１つ結合されてなる
有機Ｓｉ化合物を用いることを特徴とする絶縁膜の成膜
方法。 - 【請求項２】 前記Ｓｉ原子に結合されたＮ原子の少な
くとも１つは、−ＮＲ 2 基（但し、Ｒは炭素数１以上の
炭化水素基を示す）の一部を構成することを特徴とする
請求項１記載の絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項３】 前記Ｓｉ原子に結合されたＮ原子の少な
くとも１つは、アジド基の一部を構成することを特徴と
する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の絶
縁膜の成膜方法。 - 【請求項４】 前記Ｓｉ原子には炭素数１以上のアルキ
ル基もしくは炭素数１以上のアルコキシル基のうち少な
くとも一方が少なくとも１つ結合されることを特徴とす
る請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁
膜の成膜方法。 - 【請求項５】 前記所望の絶縁膜がＳｉＮ系絶縁膜であ
ることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか
１項に記載の絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項６】 前記所望の絶縁膜がＳｉＯＮ系絶縁膜で
あることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
か１項に記載の絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項７】 前記成膜はプラズマＣＶＤ法により行う
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１
項に記載の絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項８】 前記成膜はプラズマを間欠的に生成させ
ながら行うことを特徴とする請求項７記載の絶縁膜の成
膜方法。
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Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
| WO2004066377A1 (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-05 | Tokyo Electron Limited | 被処理基板上にシリコン窒化膜を形成するｃｖｄ方法 |
| JP2006054487A (ja) * | 2005-10-13 | 2006-02-23 | Fujitsu Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JP2006511087A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-03-30 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 高品位低温窒化シリコン層を形成する方法および装置 |
| JP2006511946A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-04-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 高品質の低温窒化シリコン膜を形成するための方法及び装置 |
| US7972663B2 (en) | 2002-12-20 | 2011-07-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for forming a high quality low temperature silicon nitride layer |
| JP2013509414A (ja) * | 2009-10-28 | 2013-03-14 | ダウ コーニング コーポレーション | ポリシラン−ポリシラザン共重合体、並びに、それらの調製及び使用方法 |
| WO2016019766A1 (zh) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 氮化硅薄膜及mim电容的制作方法 |
| JP2022052908A (ja) * | 2020-09-24 | 2022-04-05 | 株式会社Kokusai Electric | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
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1994
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006511087A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-03-30 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 高品位低温窒化シリコン層を形成する方法および装置 |
| JP2006511946A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-04-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 高品質の低温窒化シリコン膜を形成するための方法及び装置 |
| US7972663B2 (en) | 2002-12-20 | 2011-07-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for forming a high quality low temperature silicon nitride layer |
| WO2004066377A1 (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-05 | Tokyo Electron Limited | 被処理基板上にシリコン窒化膜を形成するｃｖｄ方法 |
| US7094708B2 (en) | 2003-01-24 | 2006-08-22 | Tokyo Electron Limited | Method of CVD for forming silicon nitride film on substrate |
| KR100771800B1 (ko) * | 2003-01-24 | 2007-10-30 | 도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤 | 피처리 기판 상에 실리콘 질화막을 형성하는 ｃｖｄ 방법 |
| CN100350574C (zh) * | 2003-01-24 | 2007-11-21 | 东京毅力科创株式会社 | 在被处理基板上形成硅氮化膜的cvd方法 |
| JP2006054487A (ja) * | 2005-10-13 | 2006-02-23 | Fujitsu Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JP4521349B2 (ja) * | 2005-10-13 | 2010-08-11 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体集積回路装置 |
| JP2013509414A (ja) * | 2009-10-28 | 2013-03-14 | ダウ コーニング コーポレーション | ポリシラン−ポリシラザン共重合体、並びに、それらの調製及び使用方法 |
| WO2016019766A1 (zh) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 氮化硅薄膜及mim电容的制作方法 |
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