JPH08236518A - シリコン酸化膜の形成方法 - Google Patents
シリコン酸化膜の形成方法Info
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- JPH08236518A JPH08236518A JP7039671A JP3967195A JPH08236518A JP H08236518 A JPH08236518 A JP H08236518A JP 7039671 A JP7039671 A JP 7039671A JP 3967195 A JP3967195 A JP 3967195A JP H08236518 A JPH08236518 A JP H08236518A
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- film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】含有ＯＨ基が少なく、水分透過阻止特性に優れ
ると同時に高段差被覆性のシリコン酸化膜を形成する。 【構成】アルコキシシランと酸素を含む酸化性ガスの混
合ガスを導入し、プラズマＣＶＤ法でＳｉ−Ｈ結合を有
するシリコン酸化膜を形成する。 【効果】高密度で信頼性の高い多層配線を有する半導体
装置の低コスト製造が可能となる。
ると同時に高段差被覆性のシリコン酸化膜を形成する。 【構成】アルコキシシランと酸素を含む酸化性ガスの混
合ガスを導入し、プラズマＣＶＤ法でＳｉ−Ｈ結合を有
するシリコン酸化膜を形成する。 【効果】高密度で信頼性の高い多層配線を有する半導体
装置の低コスト製造が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン酸化膜の製造方
法に係り、特に、半導体装置の多層配線における上下配
線層間を絶縁するシリコン酸化膜のＣＶＤ法による形成
方法に関する。
法に係り、特に、半導体装置の多層配線における上下配
線層間を絶縁するシリコン酸化膜のＣＶＤ法による形成
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からＣＶＤ法による半導体装置用シ
リコン酸化膜の形成において、モノシラン(ＳｉＨ4）が
原料として用いられてきた。しかし、大規模集積回路
(ＬＳＩ)の高密度化にともなってパターン寸法が微細化
され、今やサブミクロンの加工が行なわれる段階とな
り、いくつかの支障が生じてきた。例えば、多層配線の
製造プロセスでは配線間隔の寸法がサブミクロンで、配
線間に対する深さ（配線の高さ）の比（アスペクト比）
が１を越える部分への高品質の絶縁膜の埋め込みが必須
となってきているが、ＳｉＨ4 を用いたＣＶＤ法ではこ
のような微細で高アスペクト比の溝や段差部へ十分な絶
縁膜形成ができないことがあげられる。また、あえて適
用しようとすると、配線間の短絡や被覆性の劣った部分
からの水分の浸入でアルミニウム配線が腐食し断線する
等の問題が生じる。また、ＳｉＨ4 は酸素（Ｏ2）や酸
化性ガスの亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）と接触すると容易に反
応してパーティクルを発生しやすいことも問題である。
また、ＳｉＨ4 は常温で空気に触れると燃える自己発火
性ガスであり、支燃性ガスと混合すると爆発性を有する
危険な材料である。このＳｉＨ4 の使用にあたっては特
定高圧ガスに関する条例に沿った設備を設けて安全性に
十分気を配った運用を行わなければならず、このための
コストも決して安価ではない。
リコン酸化膜の形成において、モノシラン(ＳｉＨ4）が
原料として用いられてきた。しかし、大規模集積回路
(ＬＳＩ)の高密度化にともなってパターン寸法が微細化
され、今やサブミクロンの加工が行なわれる段階とな
り、いくつかの支障が生じてきた。例えば、多層配線の
製造プロセスでは配線間隔の寸法がサブミクロンで、配
線間に対する深さ（配線の高さ）の比（アスペクト比）
が１を越える部分への高品質の絶縁膜の埋め込みが必須
となってきているが、ＳｉＨ4 を用いたＣＶＤ法ではこ
のような微細で高アスペクト比の溝や段差部へ十分な絶
縁膜形成ができないことがあげられる。また、あえて適
用しようとすると、配線間の短絡や被覆性の劣った部分
からの水分の浸入でアルミニウム配線が腐食し断線する
等の問題が生じる。また、ＳｉＨ4 は酸素（Ｏ2）や酸
化性ガスの亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）と接触すると容易に反
応してパーティクルを発生しやすいことも問題である。
また、ＳｉＨ4 は常温で空気に触れると燃える自己発火
性ガスであり、支燃性ガスと混合すると爆発性を有する
危険な材料である。このＳｉＨ4 の使用にあたっては特
定高圧ガスに関する条例に沿った設備を設けて安全性に
十分気を配った運用を行わなければならず、このための
コストも決して安価ではない。
【０００３】以上のようなＳｉＨ4 を用いたプラズマＣ
ＶＤ法の欠点を克服するため、テトラエチルオルトシリ
ケート（以下ＴＥＯＳ）がＳｉＨ4 にかわる原料として
用いられるようになってきた。ＴＥＯＳを用いたプラズ
マＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜はＳｉＨ4 を用い
た場合よりも段差被覆性に優れ、またＴＥＯＳは自己発
火性もない比較的安全な原料である。
ＶＤ法の欠点を克服するため、テトラエチルオルトシリ
ケート（以下ＴＥＯＳ）がＳｉＨ4 にかわる原料として
用いられるようになってきた。ＴＥＯＳを用いたプラズ
マＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜はＳｉＨ4 を用い
た場合よりも段差被覆性に優れ、またＴＥＯＳは自己発
火性もない比較的安全な原料である。
【０００４】しかし、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ
法で形成したシリコン酸化膜は、緻密性，水分の透過阻
止特性，含有ＯＨ基量でまだ問題を残している。ＳｉＨ
4 をソースとしてプラズマＣＶＤ法で形成したシリコン
酸化膜に比べると、耐水性が劣る。これは膜中にＳｉ−
Ｈ結合が殆ど存在せず、ＯＨ基が比較的多いためと考え
られる。また、含有ＯＨ基は極性が大きくシリコン酸化
膜の誘電率を大きくする。ＴＥＯＳを用いたプラズマＣ
ＶＤ法で膜形成後６００〜８００℃程度の熱処理を行う
ことができればＯＨ基を低減して緻密なシリコン酸化膜
を得ることができるが、アルミニウム系配線が劣化する
ので適用できない。また、更にＴＥＯＳを用いたプラズ
マＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜上にＴＥＯＳ等の
アルコキシドとオゾンとを用いたＣＶＤ法で流動性シリ
コン酸化膜を形成しようとすると、生成膜表面が凹凸の
激しい形状となったり、生成膜の膜厚のばらつきが大き
くなるなどのいわゆる下地依存性が顕著になるという問
題があった。
法で形成したシリコン酸化膜は、緻密性，水分の透過阻
止特性，含有ＯＨ基量でまだ問題を残している。ＳｉＨ
4 をソースとしてプラズマＣＶＤ法で形成したシリコン
酸化膜に比べると、耐水性が劣る。これは膜中にＳｉ−
Ｈ結合が殆ど存在せず、ＯＨ基が比較的多いためと考え
られる。また、含有ＯＨ基は極性が大きくシリコン酸化
膜の誘電率を大きくする。ＴＥＯＳを用いたプラズマＣ
ＶＤ法で膜形成後６００〜８００℃程度の熱処理を行う
ことができればＯＨ基を低減して緻密なシリコン酸化膜
を得ることができるが、アルミニウム系配線が劣化する
ので適用できない。また、更にＴＥＯＳを用いたプラズ
マＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜上にＴＥＯＳ等の
アルコキシドとオゾンとを用いたＣＶＤ法で流動性シリ
コン酸化膜を形成しようとすると、生成膜表面が凹凸の
激しい形状となったり、生成膜の膜厚のばらつきが大き
くなるなどのいわゆる下地依存性が顕著になるという問
題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生成
膜中のＯＨ基の低減または除去及び耐水性向上に関する
課題と、高段差被覆性膜形成の課題と、オゾンＣＶＤ法
の膜形成において下地依存性をなくすという課題を同時
に解決する平坦性の優れたシリコン酸化膜の形成方法を
提供することにある。
膜中のＯＨ基の低減または除去及び耐水性向上に関する
課題と、高段差被覆性膜形成の課題と、オゾンＣＶＤ法
の膜形成において下地依存性をなくすという課題を同時
に解決する平坦性の優れたシリコン酸化膜の形成方法を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、Ｓｉソース
としてＳｉ−Ｈ結合を有するアルコキシドを用いてＯ2
またはＮ2Ｏ等の酸化ガスと混合したガスを導入し、生
成膜中のＳｉ−Ｈ／Ｓｉ−ＯＨのアブソーバンス比が１
／３以上となるようにＳｉソースとＯ2 またはＮ2Ｏ の
流量比を設定してプラズマＣＶＤ法でシリコン酸化膜を
形成するという手段により解決できる。
としてＳｉ−Ｈ結合を有するアルコキシドを用いてＯ2
またはＮ2Ｏ等の酸化ガスと混合したガスを導入し、生
成膜中のＳｉ−Ｈ／Ｓｉ−ＯＨのアブソーバンス比が１
／３以上となるようにＳｉソースとＯ2 またはＮ2Ｏ の
流量比を設定してプラズマＣＶＤ法でシリコン酸化膜を
形成するという手段により解決できる。
【０００７】
【作用】本発明は、Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシド
をＳｉソースとして使用する。この種のアルコキシドは
Ｓｉ−Ｏ結合を分子内部に持つので、アルコキシド共通
の性質として高段差被覆性を確保するよう作用し、また
空気に触れた場合の自己発火性もなくプロセス安全性を
飛躍的に高めて設備のコストを低減するよう作用し、ま
たＳｉＨ4 に比べてパーティクルも低減するよう作用す
る。
をＳｉソースとして使用する。この種のアルコキシドは
Ｓｉ−Ｏ結合を分子内部に持つので、アルコキシド共通
の性質として高段差被覆性を確保するよう作用し、また
空気に触れた場合の自己発火性もなくプロセス安全性を
飛躍的に高めて設備のコストを低減するよう作用し、ま
たＳｉＨ4 に比べてパーティクルも低減するよう作用す
る。
【０００８】本発明のＳｉソースに含まれるＳｉ−Ｈ結
合は、酸化ガスを適正領域の流量に制御することにより
生成膜中にも取り込まれる。この膜中のＳｉ−Ｈ結合は
浸入しようとする水分をトラップするよう働くので水分
の膜中の透過を阻止するよう作用する。膜表面に存在す
るＳｉ−Ｈ結合は、表面反応が容易に起こる活性サイト
として働き、表面における均一なシリコン酸化膜形成反
応が進行するよう作用する。一方、表面のＳｉ−ＯＨ結
合は極性が強く、反応ガス中の生成物である酸素を持つ
炭素化合物と結び付き易く、この炭素化合物が表面につ
いた状態では表面反応が進行しにくくなるように作用す
る。従って、均一で高速の膜生成を行うには、表面にお
けるＳｉ−Ｈ結合密度が大きくてＳｉ−ＯＨ結合の密度
が小さいことが、すなわち、Ｓｉ−Ｈ／Ｓｉ−ＯＨ比が
大きいことが有効である。シリコン酸化膜のシロキサン
結合の乱れた部分の大部分にＨまたはＯＨが結合するの
で、膜中のＳｉ−Ｈ結合を増加させるとＳｉ−ＯＨ結合
は減少するという特性がある。そして実験によるとＳｉ
−Ｈ／Ｓｉ−ＯＨのアブソーバンス比が１／３以上の生
成膜は水分の透過を阻止するように作用し、また、この
膜を下敷き膜としてのオゾンＣＶＤにおいては下地依存
性をなくすよう作用する。
合は、酸化ガスを適正領域の流量に制御することにより
生成膜中にも取り込まれる。この膜中のＳｉ−Ｈ結合は
浸入しようとする水分をトラップするよう働くので水分
の膜中の透過を阻止するよう作用する。膜表面に存在す
るＳｉ−Ｈ結合は、表面反応が容易に起こる活性サイト
として働き、表面における均一なシリコン酸化膜形成反
応が進行するよう作用する。一方、表面のＳｉ−ＯＨ結
合は極性が強く、反応ガス中の生成物である酸素を持つ
炭素化合物と結び付き易く、この炭素化合物が表面につ
いた状態では表面反応が進行しにくくなるように作用す
る。従って、均一で高速の膜生成を行うには、表面にお
けるＳｉ−Ｈ結合密度が大きくてＳｉ−ＯＨ結合の密度
が小さいことが、すなわち、Ｓｉ−Ｈ／Ｓｉ−ＯＨ比が
大きいことが有効である。シリコン酸化膜のシロキサン
結合の乱れた部分の大部分にＨまたはＯＨが結合するの
で、膜中のＳｉ−Ｈ結合を増加させるとＳｉ−ＯＨ結合
は減少するという特性がある。そして実験によるとＳｉ
−Ｈ／Ｓｉ−ＯＨのアブソーバンス比が１／３以上の生
成膜は水分の透過を阻止するように作用し、また、この
膜を下敷き膜としてのオゾンＣＶＤにおいては下地依存
性をなくすよう作用する。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図を用いて詳細に説明す
る。シリコン酸化膜の形成に用いたプラズマＣＶＤ室の
構造を図１に示す。Ｓｉソースにトリメトキシシラン
（以下ＴＭＳ）を使用した場合を例として説明する。Ｔ
ＭＳは液体ソースでステンレス製の容器に入れ、搬送ガ
スである窒素ガスをバブリングしてＣＶＤ室に導入し
た。ＴＭＳの容器の温度は２５℃、搬送窒素ガスの流量
は０.２slmとした。容器からＣＶＤ室までのガス配管は
ガスの吸着や液化を抑えるため温度勾配をつけて６０〜
１００℃に保った。ガス導入部１からＴＭＳとＯ2とＮ2
の混合ガスを入れ、下部電極３の上に直径４インチの基
板４を置き、上部電極２と下部電極３の間にＲＦ電力を
印加した。ＲＦの周波数は５０ｋＨｚ、ＲＦ電力は１０
０Ｗとした。なお、上部電極２と下部電極３はそれぞれ
独立に位置を設定可能で、ここでの電極間隔は１２mmと
した。ＣＶＤ室には反応ガスを分析するための赤外線透
過窓７が装備されている。
る。シリコン酸化膜の形成に用いたプラズマＣＶＤ室の
構造を図１に示す。Ｓｉソースにトリメトキシシラン
（以下ＴＭＳ）を使用した場合を例として説明する。Ｔ
ＭＳは液体ソースでステンレス製の容器に入れ、搬送ガ
スである窒素ガスをバブリングしてＣＶＤ室に導入し
た。ＴＭＳの容器の温度は２５℃、搬送窒素ガスの流量
は０.２slmとした。容器からＣＶＤ室までのガス配管は
ガスの吸着や液化を抑えるため温度勾配をつけて６０〜
１００℃に保った。ガス導入部１からＴＭＳとＯ2とＮ2
の混合ガスを入れ、下部電極３の上に直径４インチの基
板４を置き、上部電極２と下部電極３の間にＲＦ電力を
印加した。ＲＦの周波数は５０ｋＨｚ、ＲＦ電力は１０
０Ｗとした。なお、上部電極２と下部電極３はそれぞれ
独立に位置を設定可能で、ここでの電極間隔は１２mmと
した。ＣＶＤ室には反応ガスを分析するための赤外線透
過窓７が装備されている。
【００１０】次に、ＴＭＳを導入し圧力４Torrとした場
合の赤外吸収スペクトルを図２に示した。このガスは図
２に示した構成で、Ｃ−Ｈ，Ｓｉ−Ｈ，Ｓｉ−Ｏを含ん
でいる。図３は高周波（ＲＦ）電力を印加したプラズマ
状態の反応ガスの赤外吸収スペクトルである。プラズマ
状態とすることにより、導入ガスの他に１７７５ｃｍ
−１にホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）が、２３６０cm-1
付近にＣＯ2が、３７４０cm-1付近にＳｉ−ＯＨ結合
が、３４００cm-1付近にシリカに吸着したＨ2Ｏ が、ま
た３６００cm-1付近及び１６００cm-1付近に分子状のＨ
2Ｏ が少量ではあるが認められる。
合の赤外吸収スペクトルを図２に示した。このガスは図
２に示した構成で、Ｃ−Ｈ，Ｓｉ−Ｈ，Ｓｉ−Ｏを含ん
でいる。図３は高周波（ＲＦ）電力を印加したプラズマ
状態の反応ガスの赤外吸収スペクトルである。プラズマ
状態とすることにより、導入ガスの他に１７７５ｃｍ
−１にホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）が、２３６０cm-1
付近にＣＯ2が、３７４０cm-1付近にＳｉ−ＯＨ結合
が、３４００cm-1付近にシリカに吸着したＨ2Ｏ が、ま
た３６００cm-1付近及び１６００cm-1付近に分子状のＨ
2Ｏ が少量ではあるが認められる。
【００１１】次に、形成したシリコン酸化膜の赤外吸収
スペクトルの一例を図４に示す。表示の関係上、酸素１
００sccmと５００sccmの場合には、アブソーバンスをそ
れぞれ０.０２５と０.０５シフトさせて示してある。膜
の形成条件は圧力１Torr，電極間隔１２mm，ＴＭＳの搬
送窒素ガスが０.２slm，基板温度３５０℃，希釈窒素ガ
スが１slm ，酸素が０〜５００sccmとした。酸素が５０
０sccmの場合には3660cm-1付近のＳｉ−ＯＨと３４００
cm-1付近の吸着したＨ2Ｏ が認められ、TEOSを原料とし
た場合のシリコン酸化膜と同等のスペクトル形状となっ
ている。酸素が１００sccmの場合にはＳｉ−ＯＨのアブ
ソーバンスは減少し、２２００cm-1付近にＳｉ−Ｈが認
められる。酸素を０sccmとした場合にも膜は成長する。
この時Ｓｉ−ＯＨは極めて小さな値まで減少し、Ｓｉ−
ＨとＣ−Ｈのアブソーバンスが大きくなる。ここで図４
のアブソーバンスにつき更に詳しく酸素流量依存性を測
定した結果を図５に示した。ＯＨ基関係のアブソーバン
スは酸素流量の増加に伴って増加し、Ｓｉ−Ｈ、Ｃ−Ｈ
は酸素流量増加に伴って減少する。ＴＭＳと酸素の流量
比を変えることにより、生成するシリコン酸化膜中のＳ
ｉ−Ｈ結合やＯＨ基の量を変えることができることが確
かめられた。
スペクトルの一例を図４に示す。表示の関係上、酸素１
００sccmと５００sccmの場合には、アブソーバンスをそ
れぞれ０.０２５と０.０５シフトさせて示してある。膜
の形成条件は圧力１Torr，電極間隔１２mm，ＴＭＳの搬
送窒素ガスが０.２slm，基板温度３５０℃，希釈窒素ガ
スが１slm ，酸素が０〜５００sccmとした。酸素が５０
０sccmの場合には3660cm-1付近のＳｉ−ＯＨと３４００
cm-1付近の吸着したＨ2Ｏ が認められ、TEOSを原料とし
た場合のシリコン酸化膜と同等のスペクトル形状となっ
ている。酸素が１００sccmの場合にはＳｉ−ＯＨのアブ
ソーバンスは減少し、２２００cm-1付近にＳｉ−Ｈが認
められる。酸素を０sccmとした場合にも膜は成長する。
この時Ｓｉ−ＯＨは極めて小さな値まで減少し、Ｓｉ−
ＨとＣ−Ｈのアブソーバンスが大きくなる。ここで図４
のアブソーバンスにつき更に詳しく酸素流量依存性を測
定した結果を図５に示した。ＯＨ基関係のアブソーバン
スは酸素流量の増加に伴って増加し、Ｓｉ−Ｈ、Ｃ−Ｈ
は酸素流量増加に伴って減少する。ＴＭＳと酸素の流量
比を変えることにより、生成するシリコン酸化膜中のＳ
ｉ−Ｈ結合やＯＨ基の量を変えることができることが確
かめられた。
【００１２】ＴＭＳと性質の類似した材料にトリエトキ
シシラン（ＴＥＳ）がある。ＴＥＳをＳｉソースとした
場合には、ＴＭＳの場合と同様の酸素流量依存性を示す
が、同じ流量で比較した場合、膜中のＣ−Ｈのアブソー
バンスが２０〜５０％大きいという結果となった。
シシラン（ＴＥＳ）がある。ＴＥＳをＳｉソースとした
場合には、ＴＭＳの場合と同様の酸素流量依存性を示す
が、同じ流量で比較した場合、膜中のＣ−Ｈのアブソー
バンスが２０〜５０％大きいという結果となった。
【００１３】次に、ＴＭＳを用いた場合の段差部被覆形
状を評価するため、幅３５０ｎｍ，深さ６００ｎｍの溝
を持つ試料を用いて平坦部のシリコン酸化膜が３００ｎ
ｍとなる条件の断面をＳＥＭで観察した。段差端のオー
バーハングの状態から判断して、ＴＭＳをＳｉソースと
した場合にはＴＥＯＳを用いた場合とほぼ同等の形状が
得られ、ＳｉＨ4 を用いた場合の形状よりも優れている
ことが分かった。
状を評価するため、幅３５０ｎｍ，深さ６００ｎｍの溝
を持つ試料を用いて平坦部のシリコン酸化膜が３００ｎ
ｍとなる条件の断面をＳＥＭで観察した。段差端のオー
バーハングの状態から判断して、ＴＭＳをＳｉソースと
した場合にはＴＥＯＳを用いた場合とほぼ同等の形状が
得られ、ＳｉＨ4 を用いた場合の形状よりも優れている
ことが分かった。
【００１４】次に、生成膜の屈折率ｎの酸素流量依存性
を図６に示した。酸素流量が大きい場合には、ＴＥＯＳ
を原料としたシリコン酸化膜と同等の値となっている
が、酸素流量を減少させると屈折率は増加する。酸素流
量が２０sccm以下の場合には屈折率の増加は著しい。
を図６に示した。酸素流量が大きい場合には、ＴＥＯＳ
を原料としたシリコン酸化膜と同等の値となっている
が、酸素流量を減少させると屈折率は増加する。酸素流
量が２０sccm以下の場合には屈折率の増加は著しい。
【００１５】次に、濃度０.５％ の希釈ＨＦ液によりシ
リコン酸化膜のエッチング速度を測定した結果を図７に
示した。一般にＬＳＩの多層配線に使用されているＴＥ
ＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ法により形成したシリ
コン酸化膜は通常１０〜１２ｎｍ／minであるから、熱
酸化膜の２.５ｎｍ／min にかなり近い緻密な膜であ
る。酸素流量を増加させると図７に示したとおりエッチ
ング速度は僅かに増加した。
リコン酸化膜のエッチング速度を測定した結果を図７に
示した。一般にＬＳＩの多層配線に使用されているＴＥ
ＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ法により形成したシリ
コン酸化膜は通常１０〜１２ｎｍ／minであるから、熱
酸化膜の２.５ｎｍ／min にかなり近い緻密な膜であ
る。酸素流量を増加させると図７に示したとおりエッチ
ング速度は僅かに増加した。
【００１６】生成膜の耐水性は、１２５０〜１３００cm
-1付近に見られるリン酸化物（Ｐ＝Ｏ）の変化から評価
した。膜厚２００ｎｍのフォスフォシリケートガラス
（PSG)をＳｉ基板上に堆積して、その上にＴＭＳおよび
ＳｉＨ4 を用いたプラズマCVD法で膜厚４００ｎｍの２
種類のシリコン酸化膜を形成した。１２５℃，２気圧，
１５０時間のプレッシャークッカー試験により評価した
結果、いずれの試料にもＰ＝Ｏの変化を認めず良好な結
果を得た。
-1付近に見られるリン酸化物（Ｐ＝Ｏ）の変化から評価
した。膜厚２００ｎｍのフォスフォシリケートガラス
（PSG)をＳｉ基板上に堆積して、その上にＴＭＳおよび
ＳｉＨ4 を用いたプラズマCVD法で膜厚４００ｎｍの２
種類のシリコン酸化膜を形成した。１２５℃，２気圧，
１５０時間のプレッシャークッカー試験により評価した
結果、いずれの試料にもＰ＝Ｏの変化を認めず良好な結
果を得た。
【００１７】次に、ＴＭＳを用いて形成した膜厚２００
ｎｍのシリコン酸化膜を下敷き膜として、この膜の上に
ＴＥＯＳとオゾンを用いたＣＶＤ法で４００ｎｍのシリ
コン酸化膜を形成した場合の表面の凹凸を測定した結果
を図８に示した。酸素流量が小さい領域では面粗さは十
分小さな値になることが示されている。酸素流量が２５
０sccm以下の領域は図５におけるＳｉ−Ｈ／Ｓｉ−ＯＨ
のアブソーバンス比が０.３ を越える領域に相当し、こ
の領域がオゾンＣＶＤの下敷き膜として適している。こ
のときオゾンＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜には流
動性が認められ、段差部で平坦化特性のある優れた被覆
形状が得られた。
ｎｍのシリコン酸化膜を下敷き膜として、この膜の上に
ＴＥＯＳとオゾンを用いたＣＶＤ法で４００ｎｍのシリ
コン酸化膜を形成した場合の表面の凹凸を測定した結果
を図８に示した。酸素流量が小さい領域では面粗さは十
分小さな値になることが示されている。酸素流量が２５
０sccm以下の領域は図５におけるＳｉ−Ｈ／Ｓｉ−ＯＨ
のアブソーバンス比が０.３ を越える領域に相当し、こ
の領域がオゾンＣＶＤの下敷き膜として適している。こ
のときオゾンＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜には流
動性が認められ、段差部で平坦化特性のある優れた被覆
形状が得られた。
【００１８】ここに示したオゾンＣＶＤ法以外であって
も、Ｓｉ−Ｈ結合を有するシリコン酸化膜を下敷き膜と
して、この膜の上に無機系や有機系のＳｉ源ソースを用
いたＣＶＤ法や塗布膜形成法により形成したシリコン酸
化膜を形成しても良い。
も、Ｓｉ−Ｈ結合を有するシリコン酸化膜を下敷き膜と
して、この膜の上に無機系や有機系のＳｉ源ソースを用
いたＣＶＤ法や塗布膜形成法により形成したシリコン酸
化膜を形成しても良い。
【００１９】以上、ＴＭＳを用いた平行平板型単周波プ
ラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜の形成方法を例と
して説明を行ったが、Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ
ドをＳｉソースとして二周波プラズマＣＶＤ法や、バイ
アス印加高密度プラズマ（プラズマ源としてエレクトロ
ンサイクロトロン共鳴（ＥＣＲ），インダクタンス結合
型プラズマ（ＩＣＰ），ヘリコン波方式プラズマ等が知
られている）ＣＶＤ法を用いても良い。
ラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜の形成方法を例と
して説明を行ったが、Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ
ドをＳｉソースとして二周波プラズマＣＶＤ法や、バイ
アス印加高密度プラズマ（プラズマ源としてエレクトロ
ンサイクロトロン共鳴（ＥＣＲ），インダクタンス結合
型プラズマ（ＩＣＰ），ヘリコン波方式プラズマ等が知
られている）ＣＶＤ法を用いても良い。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、含有ＯＨ基が少なく水
分透過阻止特性に優れ、同時に高段差被覆性を有するケ
イ素酸化膜が形成でき、高密度で多層配線を有する半導
体装置の低コスト製造を可能とする。
分透過阻止特性に優れ、同時に高段差被覆性を有するケ
イ素酸化膜が形成でき、高密度で多層配線を有する半導
体装置の低コスト製造を可能とする。
【図１】プラズマＣＶＤ室の説明図。
【図２】ＴＭＳガスの赤外吸収スペクトル図。
【図３】プラズマＣＶＤ中の反応ガスの赤外吸収スペク
トル図。
トル図。
【図４】本発明のシリコン酸化膜の赤外吸収スペクトル
図。
図。
【図５】シリコン酸化膜中分子結合のアブソーバンスの
Ｏ2 流量依存性を示す特性図。
Ｏ2 流量依存性を示す特性図。
【図６】屈折率ｎのＯ2 流量依存性を示す特性図。
【図７】０.５％フッ酸水溶液によるエッチング速度の
Ｏ2流量依存性を示す特性図。
Ｏ2流量依存性を示す特性図。
【図８】本発明のシリコン酸化膜上に形成したＴＥＯＳ
−Ｏ3膜の面粗さのＯ2流量依存性を示す特性図。
−Ｏ3膜の面粗さのＯ2流量依存性を示す特性図。
１…ガス導入配管、２…上部電極、３…下部電極、４…
基板、５…ＲＦ電極、６…ＣＶＤ室の壁、７…赤外線観
測用窓、８…反応ガス排気口。
基板、５…ＲＦ電極、６…ＣＶＤ室の壁、７…赤外線観
測用窓、８…反応ガス排気口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｐ Ｌ (72)発明者 工藤 豊 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシドをシリ
コン源として酸素源と混合しプラズマＣＶＤ法によりＳ
ｉ−Ｈ結合を含有するシリコン酸化膜を形成することを
特徴とするシリコン酸化膜の形成方法。 - 【請求項２】請求項１記載において、生成膜の赤外吸収
における２１００cm-1から２４００cm-1の範囲のＳｉ−
Ｈのアブソーバンスの最大値が、３７００cm-1から３８
００cm-1の範囲のＳｉ−ＯＨのアブソーバンスの最大値
の１／３以上であるシリコン酸化膜の形成方法。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記シリコン
源がトリメトキシシランであるシリコン酸化膜の形成方
法。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、前記シリ
コン酸化膜を下敷き層として、シリコン酸化膜を形成す
るシリコン酸化膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7039671A JPH08236518A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7039671A JPH08236518A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236518A true JPH08236518A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12559563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7039671A Pending JPH08236518A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08236518A (ja) |
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- 1995-02-28 JP JP7039671A patent/JPH08236518A/ja active Pending
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