JPH077759B2 - 絶縁膜形成方法 - Google Patents
絶縁膜形成方法Info
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- JPH077759B2 JPH077759B2 JP62207525A JP20752587A JPH077759B2 JP H077759 B2 JPH077759 B2 JP H077759B2 JP 62207525 A JP62207525 A JP 62207525A JP 20752587 A JP20752587 A JP 20752587A JP H077759 B2 JPH077759 B2 JP H077759B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔イ〕発明の利用分野 本発明は光化学気相反応及びプラズマ化学気相反応によ
り凹凸段差を有する被形成面上に平坦かつなめらかな表
面を有する絶縁膜を減圧下で形成する方法を提供するも
のである。
り凹凸段差を有する被形成面上に平坦かつなめらかな表
面を有する絶縁膜を減圧下で形成する方法を提供するも
のである。
〔ロ〕従来の技術 最近LSIの高集積化，大規模化に伴いICチップに占める
配線の面積が増えている。
配線の面積が増えている。
そのため，配線の多層化，パターン，配線巾の微細化が
ますます重要となりつつある。
ますます重要となりつつある。
配線や接続孔などのパターンの横方向寸法は，スケーリ
ング則に従って，微細化するのに対し，電極配線や絶縁
膜の厚さなど縦方向寸法は，配線抵抗、浮遊容量，絶縁
耐圧や耐マイグレーション性など素子のスペックを満た
す必要があり，横方向並みに微細化することは容易でな
い。
ング則に従って，微細化するのに対し，電極配線や絶縁
膜の厚さなど縦方向寸法は，配線抵抗、浮遊容量，絶縁
耐圧や耐マイグレーション性など素子のスペックを満た
す必要があり，横方向並みに微細化することは容易でな
い。
さらに配線や接続孔のパターンは微細化の為異方性の強
いエッチングにより形成されるのでLSIのパターンの端
面形状は急唆となる。
いエッチングにより形成されるのでLSIのパターンの端
面形状は急唆となる。
また，配線が多層となるため，当然LSIチップ表面の凹
凸が激しくなる。このようなLSIチップ表面の凹凸はパ
ターンの加工精度の低下，配線の断線等信頼性の低下を
招くことになる。
凸が激しくなる。このようなLSIチップ表面の凹凸はパ
ターンの加工精度の低下，配線の断線等信頼性の低下を
招くことになる。
このような問題を解決する手段として，凹凸を有する被
形成面上の層間絶縁膜の上表面を平坦化またはなめらか
な表面にする技術が重要視されている。
形成面上の層間絶縁膜の上表面を平坦化またはなめらか
な表面にする技術が重要視されている。
この層間絶縁膜を作製する方法としては，従来の化学的
気相反応（以下CVDという）による薄膜形成技術として
熱CVD法が広く知られている。この熱CVD法は反応室内に
導入した被膜形成用反応気体に熱エネルギを加え、該気
体を分解または活性化させ、被膜を形成するものであっ
た。この場合、反応のためのエネルギ供給は熱のみであ
るため、その温度も高く、500〜800℃の範囲で行われて
いた。
気相反応（以下CVDという）による薄膜形成技術として
熱CVD法が広く知られている。この熱CVD法は反応室内に
導入した被膜形成用反応気体に熱エネルギを加え、該気
体を分解または活性化させ、被膜を形成するものであっ
た。この場合、反応のためのエネルギ供給は熱のみであ
るため、その温度も高く、500〜800℃の範囲で行われて
いた。
このため、高温に弱い半導体素子を作製することは不可
能であり、次世代LSI素子として有望な低温で被膜を形
成する技術が求められていた。
能であり、次世代LSI素子として有望な低温で被膜を形
成する技術が求められていた。
またより低温で被膜を形成する方法としてモノシランを
用いるプラズマCVD法が知られている。この場合は反応
室内に導入した反応性気体に外部より高周波電力を印加
し、該気体を分解、活性化せしめ、加熱された基板上に
被膜を形成するものである。この場合、加熱温度は200
〜400℃の範囲であるが、プラズマという高エネルギ状
態をとるため、分解、活性化された反応種が被膜形成面
上をたたき、損傷を与えてしまう。また凸部の上部に
「ひさし」を作り結果として凹部を巣（ミクロな隙
間）、カスプを残存させてしまうという欠点を有してい
た。この場合も熱CVDのときと同様にGaAs等の化合物半
導体には使用不可能であった。
用いるプラズマCVD法が知られている。この場合は反応
室内に導入した反応性気体に外部より高周波電力を印加
し、該気体を分解、活性化せしめ、加熱された基板上に
被膜を形成するものである。この場合、加熱温度は200
〜400℃の範囲であるが、プラズマという高エネルギ状
態をとるため、分解、活性化された反応種が被膜形成面
上をたたき、損傷を与えてしまう。また凸部の上部に
「ひさし」を作り結果として凹部を巣（ミクロな隙
間）、カスプを残存させてしまうという欠点を有してい
た。この場合も熱CVDのときと同様にGaAs等の化合物半
導体には使用不可能であった。
一方、最近、これらの問題を解決する技術として光CVD
法がある。この方法は反応性気体に対して、光エネルギ
を与えて分解、活性化させて、基板上に被膜を形成する
ものであり、熱CVD法のように高温にする必要がなく、
またプラズマCVD法のように物理的に下地物質にダメー
ジを与えず、理想的な成膜法である。
法がある。この方法は反応性気体に対して、光エネルギ
を与えて分解、活性化させて、基板上に被膜を形成する
ものであり、熱CVD法のように高温にする必要がなく、
またプラズマCVD法のように物理的に下地物質にダメー
ジを与えず、理想的な成膜法である。
この光CVD法で形成する時は下地の凹凸にきわめて忠実
に形成させることができることが判明した。しかしそれ
は形成被膜の上表面にもそのまま凹凸が残ることを意味
する。上述のような作製方法により形成される絶縁膜を
平坦化する方法としては有機シリコン化合物の液体を凹
凸形状を有する基板面上にスピン法により塗布し，加熱
処理を施しガラス化する方法が行われている。これら平
坦な表面をもつ層間絶縁膜を形成する方法はいづれも，
絶縁膜を形成する工程と平坦化する工程とに分かれてお
り，工程を増やし，同一製造装置内での作製は可能であ
り、コスト高につながっていた。
に形成させることができることが判明した。しかしそれ
は形成被膜の上表面にもそのまま凹凸が残ることを意味
する。上述のような作製方法により形成される絶縁膜を
平坦化する方法としては有機シリコン化合物の液体を凹
凸形状を有する基板面上にスピン法により塗布し，加熱
処理を施しガラス化する方法が行われている。これら平
坦な表面をもつ層間絶縁膜を形成する方法はいづれも，
絶縁膜を形成する工程と平坦化する工程とに分かれてお
り，工程を増やし，同一製造装置内での作製は可能であ
り、コスト高につながっていた。
〔ハ〕本発明の目的 本発明はこれら従来の問題点を解決するものであり急唆
な段差をもつ被形成面上に平坦なまたはなめらかな表面
（上側配線の微細パターニングを行いうる程度になめら
かに連続した凹凸か又は平坦面を有することを以下平坦
な表面という。）をもつ層間絶縁膜を形成することを目
的としている。
な段差をもつ被形成面上に平坦なまたはなめらかな表面
（上側配線の微細パターニングを行いうる程度になめら
かに連続した凹凸か又は平坦面を有することを以下平坦
な表面という。）をもつ層間絶縁膜を形成することを目
的としている。
本発明は紫外光源による光化学気相反応を伴って、珪化
物気体及び酸化性気体を分解または活性化せしめ気相反
応を起こし、基板上の被形成面上に酸化珪素被膜を所定
の膜厚に形成するか，または光化学気相反応を行った
後，液体状反応手段を用いたプラズマCVD法にて，同一
反応室内膜形成を施すことを特徴とするものである。
物気体及び酸化性気体を分解または活性化せしめ気相反
応を起こし、基板上の被形成面上に酸化珪素被膜を所定
の膜厚に形成するか，または光化学気相反応を行った
後，液体状反応手段を用いたプラズマCVD法にて，同一
反応室内膜形成を施すことを特徴とするものである。
さらに必要に応じてこれらの工程を繰り返し急唆な凹凸
段差のない絶縁膜を形成するものである。
段差のない絶縁膜を形成するものである。
すなわち，絶縁膜形成した後，被処理基板へ出すことな
く，急唆な凹凸段差のない酸素珪素絶縁膜を形成する方
法を提供するものであります。
く，急唆な凹凸段差のない酸素珪素絶縁膜を形成する方
法を提供するものであります。
以下に実験例を示し、本発明に示された酸素珪素被膜の
作製方法を示す。
作製方法を示す。
実験例１ 第２図に本実験で用いた酸化珪素被膜形成用装置の概略
図を示す。
図を示す。
図面において、反応室（１）内の紫外光源室（４）内に
は複数の紫外光源（６）が設置されており、前記紫外光
源室（４）は反応室（１）の圧力とほぼ等しくなるよう
に調整されている。また被膜形成用基板（３）は基板加
熱用ヒータを兼ねた基板支持体（２）により反応室
（１）内に被膜形成面を下向きになるように設置されて
いる。本装置では成膜時に発生するフレーク等のゴミが
基板に付着しないようにデポジションアップ方式を採用
した。
は複数の紫外光源（６）が設置されており、前記紫外光
源室（４）は反応室（１）の圧力とほぼ等しくなるよう
に調整されている。また被膜形成用基板（３）は基板加
熱用ヒータを兼ねた基板支持体（２）により反応室
（１）内に被膜形成面を下向きになるように設置されて
いる。本装置では成膜時に発生するフレーク等のゴミが
基板に付着しないようにデポジションアップ方式を採用
した。
また反応性気体のうち、珪化物気体及び酸化物気体は配
管内でMIXされガスノズル（７）より反応室内へ導入し
基板（３）近くで混合するようになっている。光化学気
相反応を行う紫外光源（６）より照射される紫外光は透
過窓（５）を通って反応性気体に照射される直接励起法
を採用した。また、透過窓（５）上に被膜が形成される
ことを防止するための低蒸気圧のオイルをコートせずに
反応を行った。特に本発明の場合、酸化珪素膜を作製す
るため、透過窓上に被膜が形成されても紫外光は十分透
過するため、特にその必要はなかった。
管内でMIXされガスノズル（７）より反応室内へ導入し
基板（３）近くで混合するようになっている。光化学気
相反応を行う紫外光源（６）より照射される紫外光は透
過窓（５）を通って反応性気体に照射される直接励起法
を採用した。また、透過窓（５）上に被膜が形成される
ことを防止するための低蒸気圧のオイルをコートせずに
反応を行った。特に本発明の場合、酸化珪素膜を作製す
るため、透過窓上に被膜が形成されても紫外光は十分透
過するため、特にその必要はなかった。
さらに，紫外光透過窓（５）の上は，エッチング用のメ
ッシュ電極（８）が載せられている。このメッシュ電極
（８）には，基板支持体（２）との間に電源（９）によ
り高周波電力を印加可能なように構成されており，必要
に応じてメッシュ電極（８）と基板支持体（２）間に電
力及びバイアス電圧を加え透過光窓（５）のエッチン
グ，被処理基板（３）のエッチバックが同一反応室内に
て行なえる構成となっている。
ッシュ電極（８）が載せられている。このメッシュ電極
（８）には，基板支持体（２）との間に電源（９）によ
り高周波電力を印加可能なように構成されており，必要
に応じてメッシュ電極（８）と基板支持体（２）間に電
力及びバイアス電圧を加え透過光窓（５）のエッチン
グ，被処理基板（３）のエッチバックが同一反応室内に
て行なえる構成となっている。
本装置を用いて、第１図（Ａ）に示すような凹凸を有す
る基板に反応圧力1500Pa〜7000Pa、（11〜53Torr）基板
温度200℃〜450℃、投入紫外光源電力は10KHz〜15MHz例
えば13.56MHzとした。かくすると50Hzの商用周波数の電
源を用いて185nmの光を発光させる場合の２〜５倍に強
く発光させうる。50KHz,200W〜300Wの条件下にて反応性
気体としてモノシランと亜酸化窒素との割合を変化させ
て酸化珪素被膜を形成した。
る基板に反応圧力1500Pa〜7000Pa、（11〜53Torr）基板
温度200℃〜450℃、投入紫外光源電力は10KHz〜15MHz例
えば13.56MHzとした。かくすると50Hzの商用周波数の電
源を用いて185nmの光を発光させる場合の２〜５倍に強
く発光させうる。50KHz,200W〜300Wの条件下にて反応性
気体としてモノシランと亜酸化窒素との割合を変化させ
て酸化珪素被膜を形成した。
光化学気相反応の場合、酸化性気体はその活性化される
割合が高い為、モノシランに対してN2Oの比を0.005から
〜0.05の範囲で若干過剰に加え単結晶珪素半導体基板上
に形成し、エリプソメータにて膜厚と屈折率の測定を行
った。SiH4とN2Oの反応は例えば紫外光源として低圧水
銀ランプの185nmと254nmの共鳴線を使うと光子エネルギ
ーはそれぞれ6.eV（153Kcal/mol）4.9eV（112.5Kcal/mo
l）であり反応性気体分子に吸収が起こり得れば原子間
結合エネルギーを切ることは容易である。
割合が高い為、モノシランに対してN2Oの比を0.005から
〜0.05の範囲で若干過剰に加え単結晶珪素半導体基板上
に形成し、エリプソメータにて膜厚と屈折率の測定を行
った。SiH4とN2Oの反応は例えば紫外光源として低圧水
銀ランプの185nmと254nmの共鳴線を使うと光子エネルギ
ーはそれぞれ6.eV（153Kcal/mol）4.9eV（112.5Kcal/mo
l）であり反応性気体分子に吸収が起こり得れば原子間
結合エネルギーを切ることは容易である。
各原子結合エネルギーを以下に示す。
Si−Ｈ 74.6Kcal/mol Si−Si 76 Kcal/mol Ｈ−Ｎ 86 Kcal/mol Ｈ−Ｈ 104 Kcal/mol Si−Ｎ 105 Kcal/mol Ｏ−Ｏ 119 Kcal/mol Ｎ−Ｏ 149 Kcal/mol Si−Ｏ 192 Kcal/mol Ｎ−Ｎ 227 Kcal/mol SiH4分子の光吸収端は185nmより短波長側にピークをも
っているが若干の光吸収は行われていると考える。
っているが若干の光吸収は行われていると考える。
一方N2Oの光分解反応は次の過程が考えられる。
N2O＋ｈν（185nm）→N2＋Ｏ（1D） 活性化されたＯ（1D）がSiH4分子にアタックすると結合
が弱いSi−Ｈは解離され、酸素ラジカルと置換されSi−
Ｏ結合が形成される。光化学反応のみでせいまくをさせ
ることができるSiH4／N2O比を0.005から0.05の範囲での
酸素珪素被膜の屈折率赤外吸収から次の反応が考えられ
る。
が弱いSi−Ｈは解離され、酸素ラジカルと置換されSi−
Ｏ結合が形成される。光化学反応のみでせいまくをさせ
ることができるSiH4／N2O比を0.005から0.05の範囲での
酸素珪素被膜の屈折率赤外吸収から次の反応が考えられ
る。
SiH4＋2N2O→SiO2＋2N2＋2H2 ヒドラジン、アンモニアの生成も考えられるが本分析結
果からは考えにくいといえる。
果からは考えにくいといえる。
第３図は反応圧力に対する成膜速度の関係を示してい
る。ガス組成比としてはSiH4／N2O比0.01基板温度400
℃、投入紫外光源電力13.56MHz、300Wの成膜条件下で行
った。
る。ガス組成比としてはSiH4／N2O比0.01基板温度400
℃、投入紫外光源電力13.56MHz、300Wの成膜条件下で行
った。
反応圧力を上げていくにしたがって単位時間当たりに気
相中に存在する原料（反応）ガスが増加し、成膜に寄与
する活性種が増え、成膜速度は増加するが20〜25torr付
近にピークを持ち、それ以上の領域では活性種が他分子
と衝突する回数が増え成膜に寄与しない（例えば２次生
成物になる等）ことにより成膜速度が低下することも予
想される。
相中に存在する原料（反応）ガスが増加し、成膜に寄与
する活性種が増え、成膜速度は増加するが20〜25torr付
近にピークを持ち、それ以上の領域では活性種が他分子
と衝突する回数が増え成膜に寄与しない（例えば２次生
成物になる等）ことにより成膜速度が低下することも予
想される。
すなわち反応圧力に於いては最適領域が存在することが
考えられる。
考えられる。
本発明における被膜形成用基板表面の凹凸即ちライン／
スペース（アルミ配線のある凸部／アルミ配線間）をそ
れぞれ１μｍ以下を対象としている。すると光化学反応
と同時に熱化学反応がおきる。SiH4＋O2の反応、SiH6＋
O2の反応、Si2H6＋N2Oの反応は凸部の上端部にひさしが
できいわゆる光化学反応に伴う表面泳動のみを用いてい
ないため実用上あまり好ましくなかった。そして光化学
反応のみで被膜形成が行われる反応特にSiH4＋N2Oの反
応が理想的である。
スペース（アルミ配線のある凸部／アルミ配線間）をそ
れぞれ１μｍ以下を対象としている。すると光化学反応
と同時に熱化学反応がおきる。SiH4＋O2の反応、SiH6＋
O2の反応、Si2H6＋N2Oの反応は凸部の上端部にひさしが
できいわゆる光化学反応に伴う表面泳動のみを用いてい
ないため実用上あまり好ましくなかった。そして光化学
反応のみで被膜形成が行われる反応特にSiH4＋N2Oの反
応が理想的である。
第４図はプラズマCVD法において高周波電力密度を可変
した時の成膜速度を示している。
した時の成膜速度を示している。
反応性気体としては室温好ましくは100℃以下の温度
（大気圧）で液体状になっている珪化物気体を用いた。
その例としてはメチルシラン(Si(CH3)4、H2Si(CH3)2)、TE
OS(Si(OC2H5)4,TMSO(Si(OCH3)4)その他の有機シランが
好ましい。
（大気圧）で液体状になっている珪化物気体を用いた。
その例としてはメチルシラン(Si(CH3)4、H2Si(CH3)2)、TE
OS(Si(OC2H5)4,TMSO(Si(OCH3)4)その他の有機シランが
好ましい。
反応圧力は0.4torr,基板温度は200℃でありバブリング
用キャリアガスの亜酸化窒素流量は100SCCMである。
用キャリアガスの亜酸化窒素流量は100SCCMである。
この可変範囲内では高周波電力密度に対しリニアな増加
傾向を示している。
傾向を示している。
即ちTEOSの供給律速にはなってない。
TEOSは普通600℃以下では熱分解しないので反応空間に
導入される際，液体状もしくは粘性の高いガス状態で基
板表面，あるいは気相中に存在することから基板温度が
低く高周波電力密度が小さい条件下では良好なステップ
カバレージ性を有するが反面，絶縁耐圧が小さく１×10
6V/cm程度しか得られない。それは膜中に−OH基やＣが
膜中に残っているためと推定される。
導入される際，液体状もしくは粘性の高いガス状態で基
板表面，あるいは気相中に存在することから基板温度が
低く高周波電力密度が小さい条件下では良好なステップ
カバレージ性を有するが反面，絶縁耐圧が小さく１×10
6V/cm程度しか得られない。それは膜中に−OH基やＣが
膜中に残っているためと推定される。
一方，基板温度が高く高周波電力密度が大きい条件下で
はステップカバレージ性は若干低下するが，膜質は改善
される。しかし,Al上にヒロックの発生が多くなり問題
となる。
はステップカバレージ性は若干低下するが，膜質は改善
される。しかし,Al上にヒロックの発生が多くなり問題
となる。
以上から基板温度と高周波電力密度の２つのパラメータ
に最適な条件が存在することが考えられる。
に最適な条件が存在することが考えられる。
ある反応圧力において基板温度はあまり上げず液体状の
反応性気体特有の特徴である粘性流動を促進させ膜質は
高周波電力と基板にバイアス電力を加えることで安定化
がはかれることが判明した。
反応性気体特有の特徴である粘性流動を促進させ膜質は
高周波電力と基板にバイアス電力を加えることで安定化
がはかれることが判明した。
尚，ここでキャリアガスとして用いた亜酸化窒素は形成
される酸化珪素被膜の酸素供給源でもある。
される酸化珪素被膜の酸素供給源でもある。
第５図はプラズマCVD法において，亜酸化窒素の流量を
可変した時の成膜速度を示している。
可変した時の成膜速度を示している。
反応圧力は0.4torr,基板温度は200℃であり，高周波電
力密度は0.35W/cm2ある。亜酸化窒素の流量を５倍に増
加しても成膜速度は15％程度しか増加しない。すなわ
ち,TEOSの分解によって酸化珪素膜形成に必要な酸素は
十分供給されており，亜酸化窒素の分解による酸素ラジ
カルは成膜に大きく寄与しないと考えられる。
力密度は0.35W/cm2ある。亜酸化窒素の流量を５倍に増
加しても成膜速度は15％程度しか増加しない。すなわ
ち,TEOSの分解によって酸化珪素膜形成に必要な酸素は
十分供給されており，亜酸化窒素の分解による酸素ラジ
カルは成膜に大きく寄与しないと考えられる。
このような光CVD法にて，第１図（Ａ）に示すような凹
凸形状（凹部の巾は１μｍ以内、更に凸部の巾も１μｍ
以内とした）を有する基板上に光CVD法により酸化珪素
被膜を前述の条件で約5000Å程度形成した。すると絶縁
耐圧は100V以上を有していた。
凸形状（凹部の巾は１μｍ以内、更に凸部の巾も１μｍ
以内とした）を有する基板上に光CVD法により酸化珪素
被膜を前述の条件で約5000Å程度形成した。すると絶縁
耐圧は100V以上を有していた。
この図面での基板上の凸部（アルミニューム配線）は、
高さ１μｍ程度巾0.8μｍの形状を有していた。この基
板上にまず光CVD法にて酸化珪素被膜（10）を形成した
ので，この凹凸形状にそって均一におおうことができ
た。（第１図（Ｂ）） この後反応室内の圧力を10Paに調整し，前述の透過光窓
（５）上のメッシュ電極（８）と基板支持体（２）の間
に電源（９）により高周波電力例えば13.56MHzの電力を
80W印加した。反応性気体はTEOS/N2Oとしバブリング用N
2O流量は100SCCMとした。その他の条件は光CVDと同様と
し、プラズマCVD法にて，酸化珪素被膜（11）を約1.5μ
ｍ〜2.0μｍ形成した（第１図（Ｃ））このプラズマCVD
法による酸化珪素形成は液体状の反応性気体を用いるた
め凹部に選択的に膜形成がなされる。そのためこれらの
上端部は平坦になる。また絶縁耐圧は光CVDに比べてお
とるが，成膜速度が0.3〜１μm/分と速く，生産性に富
む。かくして同一反応炉を用い絶縁耐圧と下地材料との
反応防止用に光CVD法での酸化膜を用い、さらに上表面
の平坦化には液体状気体を用いたプラズマCVD法を採用
した。かくして多層配線用層間絶縁膜を得ることができ
た。
高さ１μｍ程度巾0.8μｍの形状を有していた。この基
板上にまず光CVD法にて酸化珪素被膜（10）を形成した
ので，この凹凸形状にそって均一におおうことができ
た。（第１図（Ｂ）） この後反応室内の圧力を10Paに調整し，前述の透過光窓
（５）上のメッシュ電極（８）と基板支持体（２）の間
に電源（９）により高周波電力例えば13.56MHzの電力を
80W印加した。反応性気体はTEOS/N2Oとしバブリング用N
2O流量は100SCCMとした。その他の条件は光CVDと同様と
し、プラズマCVD法にて，酸化珪素被膜（11）を約1.5μ
ｍ〜2.0μｍ形成した（第１図（Ｃ））このプラズマCVD
法による酸化珪素形成は液体状の反応性気体を用いるた
め凹部に選択的に膜形成がなされる。そのためこれらの
上端部は平坦になる。また絶縁耐圧は光CVDに比べてお
とるが，成膜速度が0.3〜１μm/分と速く，生産性に富
む。かくして同一反応炉を用い絶縁耐圧と下地材料との
反応防止用に光CVD法での酸化膜を用い、さらに上表面
の平坦化には液体状気体を用いたプラズマCVD法を採用
した。かくして多層配線用層間絶縁膜を得ることができ
た。
第１図（Ｃ）のように凹凸をおおって酸化珪素被膜を厚
く形成した後，これら全体を反応室内の反応性ガスを排
気して除去した後，エッチング用気体であるハロゲン化
物気体例えばSF6,CF3,CF4,CF3H等を反応室内に導入し，
圧力を10Paに調整して，メッシュ電極（８）と基板支持
体（２）間に電力を印加しプラズマ放電を起こし，形成
された被膜（11）のエッチングを行い凹凸段差の急唆な
部分をなくしてもよい。この時、同時にメッシュ電極
（８）と基板支持体（２）の間にバイアス電圧を加える
とエッチングにより凹凸段差の形状をコントロールする
ことができた。すなわち基板側に負のバイアス電圧を加
えると凹凸段差がよりなめらかにすることができた。
く形成した後，これら全体を反応室内の反応性ガスを排
気して除去した後，エッチング用気体であるハロゲン化
物気体例えばSF6,CF3,CF4,CF3H等を反応室内に導入し，
圧力を10Paに調整して，メッシュ電極（８）と基板支持
体（２）間に電力を印加しプラズマ放電を起こし，形成
された被膜（11）のエッチングを行い凹凸段差の急唆な
部分をなくしてもよい。この時、同時にメッシュ電極
（８）と基板支持体（２）の間にバイアス電圧を加える
とエッチングにより凹凸段差の形状をコントロールする
ことができた。すなわち基板側に負のバイアス電圧を加
えると凹凸段差がよりなめらかにすることができた。
このようにして同一装置，同一反応室にて急唆な段差の
ない層間絶縁膜を作製することができた また，エッチング処理時に，同時に反応室内壁及び透過
光窓（５）上についた被膜を除去することができ，装置
をクリーニングのために停止することも必要がなく生産
性向上につながった。
ない層間絶縁膜を作製することができた また，エッチング処理時に，同時に反応室内壁及び透過
光窓（５）上についた被膜を除去することができ，装置
をクリーニングのために停止することも必要がなく生産
性向上につながった。
実施例２ 第１図（Ａ）に示す基板上に実施例１と全く同じ条件下
にて、光CVD法にて酸化珪素被膜を約1500Å形成した
後，反応室内の反応性気体を入れかえた。その後さらに
反応性気体を入れかえ，同様の条件にて再度プラズマCV
D法にて0.3μｍの酸化珪素被膜を形成する。このような
サイクルを複数回繰り返して実施例１と同様な急唆な凹
凸段差のない層間絶縁膜を形成することができた。
にて、光CVD法にて酸化珪素被膜を約1500Å形成した
後，反応室内の反応性気体を入れかえた。その後さらに
反応性気体を入れかえ，同様の条件にて再度プラズマCV
D法にて0.3μｍの酸化珪素被膜を形成する。このような
サイクルを複数回繰り返して実施例１と同様な急唆な凹
凸段差のない層間絶縁膜を形成することができた。
理想的な層間絶縁膜の積層構造としては光CVD膜／プラ
ズマCVD膜／光CVD膜となる。
ズマCVD膜／光CVD膜となる。
尚層間絶縁膜として重要な耐圧を１層目の光CVD膜でも
たせることは十分可能である。
たせることは十分可能である。
参考までに光CVD膜の耐圧は5MV/cm以上である。
以上の実施例において絶縁膜として酸化珪素被膜を開示
したがその他の絶縁膜，窒化珪素膜,PSG（リンガラ
ス）,BPSG（ホウ素、リンガラス），アルミナ膜でも応
用可能である。
したがその他の絶縁膜，窒化珪素膜,PSG（リンガラ
ス）,BPSG（ホウ素、リンガラス），アルミナ膜でも応
用可能である。
〔ホ〕効果 以上示したように、本発明は従来用いられていた条件と
は明らかに異なった条件下にて高速で、しかも高品質の
酸化珪素被膜の形成方法であり、LSI、超LSI等に使用さ
れる層間絶縁膜にも光CVD法にて形成された被膜で始め
て使用可能となった。
は明らかに異なった条件下にて高速で、しかも高品質の
酸化珪素被膜の形成方法であり、LSI、超LSI等に使用さ
れる層間絶縁膜にも光CVD法にて形成された被膜で始め
て使用可能となった。
本発明の方法において絶縁耐圧が高くアルミニュウム等
の下地材料と反応をしない酸化珪素被膜を先ず光CVD法
で形成し、その後平坦な表面を有せしめるために液体状
の反応性気体を用い、耐圧は小さくとも平坦なまたは滑
らかな表面を有する絶縁膜をプラズマCVD法で形成して
いる。
の下地材料と反応をしない酸化珪素被膜を先ず光CVD法
で形成し、その後平坦な表面を有せしめるために液体状
の反応性気体を用い、耐圧は小さくとも平坦なまたは滑
らかな表面を有する絶縁膜をプラズマCVD法で形成して
いる。
かくしてそれぞれの成膜方法の欠点を互いにおぎない合
わせることにより初めてサブミクロンレベルのULSIへの
工業化が可能になった。
わせることにより初めてサブミクロンレベルのULSIへの
工業化が可能になった。
本発明方法により，急唆な凹凸段差を有する被形成面上
に平坦な表面を有する層間絶縁膜を同一の装置の同一反
応室内で行なえることができ，装置コスト製造コストを
下げることができた。
に平坦な表面を有する層間絶縁膜を同一の装置の同一反
応室内で行なえることができ，装置コスト製造コストを
下げることができた。
また，エッチバック工程時に反応室内壁及び透過光窓の
エッチングも同時に行なえるという特徴を持つ。
エッチングも同時に行なえるという特徴を持つ。
第１図は本発明の層間絶縁膜作製の工程を示す。 第２図は本発明にて用いた装置の概略図を示す。 第３図は光CVD法による酸化珪素被膜の反応圧力に対す
る成膜速度の関係を示す。 第４図はプラズマCVD法による酸化珪素被膜の高周波電
力密度に対する成膜速度の関係を示す。 第５図はプラズマCVD法による亜鉛化窒素流量に対する
成膜速度の関係を示す。
る成膜速度の関係を示す。 第４図はプラズマCVD法による酸化珪素被膜の高周波電
力密度に対する成膜速度の関係を示す。 第５図はプラズマCVD法による亜鉛化窒素流量に対する
成膜速度の関係を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】酸化珪素膜上にSi(OC2H5)4と亜酸化窒素又
はSi(OC2H5)4と酸素とを用いて形成された酸化珪素膜が
積層されて成ることを特徴とする絶縁膜。 - 【請求項２】被形成面上に形成された酸化珪素被膜上
に、Si(OC2H5)4と亜酸化窒素又はSi(OC2H5)4と酸素とを
用いてプラズマCVD法により酸化珪素膜を積層すること
を特徴とする絶縁膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62207525A JPH077759B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 絶縁膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62207525A JPH077759B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 絶縁膜形成方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08356231A Division JP3086424B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 層間絶縁膜の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6450429A JPS6450429A (en) | 1989-02-27 |
| JPH077759B2 true JPH077759B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=16541160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62207525A Expired - Fee Related JPH077759B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 絶縁膜形成方法 |
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| US5316639A (en) * | 1989-06-05 | 1994-05-31 | Sachiko Okazaki | Dielectric material used for an ozone generator and a method of forming a film to the dielectric material |
| WO1997006565A1 (fr) * | 1995-08-04 | 1997-02-20 | Seiko Epson Corporation | Procede pour la preparation d'un transistor a couche mince, procede pour la preparation d'un substrat de matrice active, et affichage a cristaux liquides |
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| US6054379A (en) * | 1998-02-11 | 2000-04-25 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing a low k dielectric with organo silane |
| US6627532B1 (en) | 1998-02-11 | 2003-09-30 | Applied Materials, Inc. | Method of decreasing the K value in SiOC layer deposited by chemical vapor deposition |
| EP1607493B1 (en) | 1998-02-11 | 2008-12-10 | Applied Materials, Inc. | Plasma processes for depositing low dielectric constant films |
| US6340435B1 (en) | 1998-02-11 | 2002-01-22 | Applied Materials, Inc. | Integrated low K dielectrics and etch stops |
| US6303523B2 (en) * | 1998-02-11 | 2001-10-16 | Applied Materials, Inc. | Plasma processes for depositing low dielectric constant films |
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| US6667553B2 (en) | 1998-05-29 | 2003-12-23 | Dow Corning Corporation | H:SiOC coated substrates |
| US6178313B1 (en) * | 1998-12-31 | 2001-01-23 | Nokia Mobile Phones Limited | Control of gain and power consumption in a power amplifier |
| US6399489B1 (en) | 1999-11-01 | 2002-06-04 | Applied Materials, Inc. | Barrier layer deposition using HDP-CVD |
| US6926926B2 (en) | 2001-09-10 | 2005-08-09 | Applied Materials, Inc. | Silicon carbide deposited by high density plasma chemical-vapor deposition with bias |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5121753A (ja) * | 1974-08-16 | 1976-02-21 | Fujitsu Ltd | Akuteibubandopasufuiruta |
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| US4282268A (en) * | 1977-05-04 | 1981-08-04 | Rca Corporation | Method of depositing a silicon oxide dielectric layer |
| US4419385A (en) * | 1981-09-24 | 1983-12-06 | Hughes Aircraft Company | Low temperature process for depositing an oxide dielectric layer on a conductive surface and multilayer structures formed thereby |
| JPS5982732A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-12 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS59194452A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPS61103539A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-22 | Applied Material Japan Kk | 気相成長方法 |
| JPH0691068B2 (ja) * | 1985-04-02 | 1994-11-14 | 株式会社日立製作所 | 薄膜形成方法 |
| JPS61234531A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-18 | Canon Inc | シリコン酸化物の作製方法 |
| JPH0754827B2 (ja) * | 1985-09-04 | 1995-06-07 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| JPS62188375A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-17 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| US5000113A (en) * | 1986-12-19 | 1991-03-19 | Applied Materials, Inc. | Thermal CVD/PECVD reactor and use for thermal chemical vapor deposition of silicon dioxide and in-situ multi-step planarized process |
-
1987
- 1987-08-20 JP JP62207525A patent/JPH077759B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6450429A (en) | 1989-02-27 |
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