JPH0897199A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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- JPH0897199A JPH0897199A JP6227602A JP22760294A JPH0897199A JP H0897199 A JPH0897199 A JP H0897199A JP 6227602 A JP6227602 A JP 6227602A JP 22760294 A JP22760294 A JP 22760294A JP H0897199 A JPH0897199 A JP H0897199A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】半導体装置を構成する配線を電気的に隔離する
Ｆ含有絶縁膜の形成方法であって、２種以上の高周波電
源を印加し、この内第１の高周波電源の周波数を３０Ｍ
Ｈｚ以上とするプラズマ化学気相成長法により形成する
ことにより、プラズマ中に発生するＦラジカル、Ｆイオ
ンの数を増加させる。このＦラジカル、Ｆイオンがプラ
ズマ中に存在する水素や炭素と反応し、この反応物はプ
ラズマ化学気相成長装置から排気される。これにより水
素や炭素が非処理基板に達して、製造後に大気中のＨ2
Ｏと反応することによる絶縁膜の吸湿率の上昇が防がれ
る。 【効果】従来のプラズマ化学気相成長法で形成されたＦ
含有ＳｉＯ2 膜に比べて、低い誘電率を維持しつつ膜の
吸湿率を減少させる事ができ、配線の信頼性やＭＯＳト
ランジスタの特性の劣化を防止する事が可能である。
Ｆ含有絶縁膜の形成方法であって、２種以上の高周波電
源を印加し、この内第１の高周波電源の周波数を３０Ｍ
Ｈｚ以上とするプラズマ化学気相成長法により形成する
ことにより、プラズマ中に発生するＦラジカル、Ｆイオ
ンの数を増加させる。このＦラジカル、Ｆイオンがプラ
ズマ中に存在する水素や炭素と反応し、この反応物はプ
ラズマ化学気相成長装置から排気される。これにより水
素や炭素が非処理基板に達して、製造後に大気中のＨ2
Ｏと反応することによる絶縁膜の吸湿率の上昇が防がれ
る。 【効果】従来のプラズマ化学気相成長法で形成されたＦ
含有ＳｉＯ2 膜に比べて、低い誘電率を維持しつつ膜の
吸湿率を減少させる事ができ、配線の信頼性やＭＯＳト
ランジスタの特性の劣化を防止する事が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ化学気相成長装
置を用いたＦを含む絶縁膜の形成方法に関する。
置を用いたＦを含む絶縁膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置においてＡｌ等の金属
配線を電気的に隔離するための層間絶縁膜として、平行
平板型のプラズマ化学気相成長法で形成されたＳｉＯ2
膜やＳｉＯＮ膜が用いられる。特に高速動作速度が要求
されるロジックデバイスでは、層間絶縁膜として低誘電
率であるＦ含有ＳｉＯ2 膜が検討されている。
配線を電気的に隔離するための層間絶縁膜として、平行
平板型のプラズマ化学気相成長法で形成されたＳｉＯ2
膜やＳｉＯＮ膜が用いられる。特に高速動作速度が要求
されるロジックデバイスでは、層間絶縁膜として低誘電
率であるＦ含有ＳｉＯ2 膜が検討されている。
【０００３】その一つとしてテトラエトキシシラン（Ｔ
ＥＯＳ）などの有機シランソ−ス、Ｏ2 およびＦ系のガ
スを用い、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜を形成する方法が検討され
ている。このＦ含有ＳｉＯ2 膜は、Ｆを含まないＳｉＯ
2 膜に比べ低い誘電率を有するため、配線間容量の増大
を抑えられ、デバイスの高速化が達成される。
ＥＯＳ）などの有機シランソ−ス、Ｏ2 およびＦ系のガ
スを用い、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜を形成する方法が検討され
ている。このＦ含有ＳｉＯ2 膜は、Ｆを含まないＳｉＯ
2 膜に比べ低い誘電率を有するため、配線間容量の増大
を抑えられ、デバイスの高速化が達成される。
【０００４】ところが、このＦ含有ＳｉＯ2 膜を、製造
後に大気中に放置した場合、大気中の水分を膜が吸湿し
てしまう。Ｆを含まないＳｉＯ2 膜においても吸湿は起
こるが、その吸湿率はＦ含有ＳｉＯ2 膜の方が高く、さ
らに、ＳｉＯ2 膜中のＦ濃度を増加させると誘電率を低
減することはできるが、上述の吸湿率は増加する。
後に大気中に放置した場合、大気中の水分を膜が吸湿し
てしまう。Ｆを含まないＳｉＯ2 膜においても吸湿は起
こるが、その吸湿率はＦ含有ＳｉＯ2 膜の方が高く、さ
らに、ＳｉＯ2 膜中のＦ濃度を増加させると誘電率を低
減することはできるが、上述の吸湿率は増加する。
【０００５】一方、２周波励起プラズマ化学気相成長法
により、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜を形成する方法が検討されて
いる。これは、基板の対向電極に３５０ｋＨｚと１３．
５６ＭＨｚの２つの高周波電力を導入し、プラズマを励
起して、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜を形成する方法である。この
方法によれば、Ｆ濃度約２ａｔ％まで、Ｆを含まないプ
ラズマ化学気相成長法によるＳｉＯ2 膜と同程度の吸湿
性を得ることができ、１３．５６ＭＨｚ高周波電力のみ
でＦ含有ＳｉＯ2 膜を形成した場合に比べて、吸湿性が
減少する効果がある。しかし、この方法においてもＦ濃
度を増加すると、吸湿性が増加する問題点がある。
により、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜を形成する方法が検討されて
いる。これは、基板の対向電極に３５０ｋＨｚと１３．
５６ＭＨｚの２つの高周波電力を導入し、プラズマを励
起して、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜を形成する方法である。この
方法によれば、Ｆ濃度約２ａｔ％まで、Ｆを含まないプ
ラズマ化学気相成長法によるＳｉＯ2 膜と同程度の吸湿
性を得ることができ、１３．５６ＭＨｚ高周波電力のみ
でＦ含有ＳｉＯ2 膜を形成した場合に比べて、吸湿性が
減少する効果がある。しかし、この方法においてもＦ濃
度を増加すると、吸湿性が増加する問題点がある。
【０００６】この吸湿したＨ2 Ｏ、および吸湿により形
成されるＳｉＯＨ等は、誘電率が高いため、これらを含
むＳｉＯ2 膜の誘電率増加を招く。この誘電率の増加は
上述したようにデバイスの高速化の障害となる。又、吸
湿したＨ2 ＯはＡｌ配線等の腐食の原因となり、又吸湿
したＨ2 Ｏから遊離したＨは、熱工程でＭＯＳＦＥＴ等
のゲ−ト領域に拡散し、ホットエレクトロン耐性を劣化
させる。
成されるＳｉＯＨ等は、誘電率が高いため、これらを含
むＳｉＯ2 膜の誘電率増加を招く。この誘電率の増加は
上述したようにデバイスの高速化の障害となる。又、吸
湿したＨ2 ＯはＡｌ配線等の腐食の原因となり、又吸湿
したＨ2 Ｏから遊離したＨは、熱工程でＭＯＳＦＥＴ等
のゲ−ト領域に拡散し、ホットエレクトロン耐性を劣化
させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のプラズマ気相成長法で形成されたＦ含有ＳｉＯ2 膜
は、Ｆ濃度上昇に伴い吸湿率が増大する問題がある。吸
湿したＨ2 Ｏは、配線の信頼性やＭＯＳトランジスタの
特性劣化の原因となる。
来のプラズマ気相成長法で形成されたＦ含有ＳｉＯ2 膜
は、Ｆ濃度上昇に伴い吸湿率が増大する問題がある。吸
湿したＨ2 Ｏは、配線の信頼性やＭＯＳトランジスタの
特性劣化の原因となる。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、低誘電率であり吸湿率の低いＦを含む絶縁膜を形
成することが可能な平行平板型プラズマ気相成長法を提
供することを目的とする。
あり、低誘電率であり吸湿率の低いＦを含む絶縁膜を形
成することが可能な平行平板型プラズマ気相成長法を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、半導体装置を構成する配線を電気的に隔離
するＦを含む絶縁膜をプラズマ化学気相成長法により形
成する方法であって、２種以上の高周波電力を印加し、
この内第１の高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以上と
し、第２の高周波電力の周波数を第１の高周波電力の周
波数よりも低いものとすることを特徴とする絶縁膜の形
成方法を提供するものである。
に本発明は、半導体装置を構成する配線を電気的に隔離
するＦを含む絶縁膜をプラズマ化学気相成長法により形
成する方法であって、２種以上の高周波電力を印加し、
この内第１の高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以上と
し、第２の高周波電力の周波数を第１の高周波電力の周
波数よりも低いものとすることを特徴とする絶縁膜の形
成方法を提供するものである。
【００１０】
【作用】上記構成をとることにより、本発明は以下の作
用を有する。プラズマ化学気相成長装置に接続する第１
の高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以上としてプラズマ
を生成し、プラズマ中に発生するＦラジカル、Ｆイオン
の数を増加させる。このＦラジカル、Ｆイオンがプラズ
マ中に存在する水素や炭素と反応し、この反応物はプラ
ズマ化学気相成長装置から排気される。これにより水素
や炭素が被処理基板に達して、製造後に大気中のＨ2 Ｏ
と反応することによる絶縁膜の吸湿率の上昇が防がれ
る。
用を有する。プラズマ化学気相成長装置に接続する第１
の高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以上としてプラズマ
を生成し、プラズマ中に発生するＦラジカル、Ｆイオン
の数を増加させる。このＦラジカル、Ｆイオンがプラズ
マ中に存在する水素や炭素と反応し、この反応物はプラ
ズマ化学気相成長装置から排気される。これにより水素
や炭素が被処理基板に達して、製造後に大気中のＨ2 Ｏ
と反応することによる絶縁膜の吸湿率の上昇が防がれ
る。
【００１１】そして、第２の高周波電力の印加によりＦ
ラジカル、Ｆイオンを被処理基板に引き込むことで絶縁
膜中のＦ濃度を高める。さらに好ましくは、第２の高周
波電力の周波数を１ＭＨｚ以下とすることで被処理基板
に引き込む作用を顕著なものとできる。
ラジカル、Ｆイオンを被処理基板に引き込むことで絶縁
膜中のＦ濃度を高める。さらに好ましくは、第２の高周
波電力の周波数を１ＭＨｚ以下とすることで被処理基板
に引き込む作用を顕著なものとできる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本実施例で用いるプラズマＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装
置を示す。チャンバ１１には真空ポンプ１２が備えられ
ている。また、電極１３は６インチの大きさで、半導体
基板２１が設置されてヒ−タ−で加熱でき、又、接地さ
れている。対向電極１５には２つの可変周波数の高周波
電源１６、１７がそれぞれマッチングネットワ−ク１
８、１９を介して備え付けられている。さらに、対向電
極１５には、ＴＥＯＳ、Ｏ2 、ＣＦ4 のガスが接続され
ており、分散ノズルで均一に放電領域に供給できるよう
になっている。
明する。図１は本実施例で用いるプラズマＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装
置を示す。チャンバ１１には真空ポンプ１２が備えられ
ている。また、電極１３は６インチの大きさで、半導体
基板２１が設置されてヒ−タ−で加熱でき、又、接地さ
れている。対向電極１５には２つの可変周波数の高周波
電源１６、１７がそれぞれマッチングネットワ−ク１
８、１９を介して備え付けられている。さらに、対向電
極１５には、ＴＥＯＳ、Ｏ2 、ＣＦ4 のガスが接続され
ており、分散ノズルで均一に放電領域に供給できるよう
になっている。
【００１３】図２は本実施例を適用した半導体装置の配
線部分の工程別断面図である。まず、図２（ａ）に示す
ように、Ｓｉ基板２１上に熱酸化法等によりＳｉＯ2膜
２２を形成する。
線部分の工程別断面図である。まず、図２（ａ）に示す
ように、Ｓｉ基板２１上に熱酸化法等によりＳｉＯ2膜
２２を形成する。
【００１４】続いて、基板２１の表面にＡｌ膜を堆積
し、図２（ｂ）に示すように配線形状にエッチング加工
し、Ａｌ配線２３を形成する。続いて、図２（ｃ）に示
すように、層間絶縁膜であるＦ含有ＳｉＯ2 膜２４を上
記のプラズマＣＶＤ装置を用いて成膜することにより配
線の電気的絶縁を行う。 ここで、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜２
４を次の条件（１）で、成膜を行った場合の膜特性を以
下に示す。
し、図２（ｂ）に示すように配線形状にエッチング加工
し、Ａｌ配線２３を形成する。続いて、図２（ｃ）に示
すように、層間絶縁膜であるＦ含有ＳｉＯ2 膜２４を上
記のプラズマＣＶＤ装置を用いて成膜することにより配
線の電気的絶縁を行う。 ここで、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜２
４を次の条件（１）で、成膜を行った場合の膜特性を以
下に示す。
【００１５】 条件（１）第一の高周波電力：周波数５０ＭＨｚ、パワ
−１５０Ｗ 第二の高周波電力：周波数３５０ｋＨｚ、パワ−１５０
Ｗ ガス流量ＴＥＯＳ：５０sccm、 Ｏ2 ：５００sccm ＣＦ4 ：０〜２４００sccm 成膜圧力：５ｔｏｒｒ 基板温度：４００℃ 電極間：５ｍｍ 条件（１）で得られるＦ含有ＳｉＯ2 膜２４はＣＦ4 の
流量を増加させる事でＦ濃度は増加する。Ａｕｇｅｒ分
析でこのＳｉＯ2 膜２４のＦ濃度を測定したところ、Ｃ
Ｆ4 が１２００sccmで５ａｔ％、２４００sccmで１０ａ
ｔ％のＦ濃度であることが分かった。Ｆ濃度は、成膜ガ
ス流量を上記の条件に限ることなく、ＴＥＯＳ，ＣＦ4
の流量、および流量比を変えることにより制御できる。
−１５０Ｗ 第二の高周波電力：周波数３５０ｋＨｚ、パワ−１５０
Ｗ ガス流量ＴＥＯＳ：５０sccm、 Ｏ2 ：５００sccm ＣＦ4 ：０〜２４００sccm 成膜圧力：５ｔｏｒｒ 基板温度：４００℃ 電極間：５ｍｍ 条件（１）で得られるＦ含有ＳｉＯ2 膜２４はＣＦ4 の
流量を増加させる事でＦ濃度は増加する。Ａｕｇｅｒ分
析でこのＳｉＯ2 膜２４のＦ濃度を測定したところ、Ｃ
Ｆ4 が１２００sccmで５ａｔ％、２４００sccmで１０ａ
ｔ％のＦ濃度であることが分かった。Ｆ濃度は、成膜ガ
ス流量を上記の条件に限ることなく、ＴＥＯＳ，ＣＦ4
の流量、および流量比を変えることにより制御できる。
【００１６】このＳｉＯ2 膜２４の誘電率を測定した結
果、Ｆ濃度５ａｔ％の場合は比誘電率３．４、Ｆ濃度１
０ａｔ％の場合は比誘電率３．０になり、従来の報告と
同様であった。
果、Ｆ濃度５ａｔ％の場合は比誘電率３．４、Ｆ濃度１
０ａｔ％の場合は比誘電率３．０になり、従来の報告と
同様であった。
【００１７】次に、図３にＳｉＯ2 膜２４のＦ濃度と吸
湿率の関係について示す。ここで吸湿率は一定期間大気
放置後（２５℃、湿度５０％）に、赤外吸収スペクトル
法で観測されるＯＨ基の吸収で評価した。リファレンス
として、１３．５６ＭＨｚで１００Ｗと３５０ｋＨｚで
１５０Ｗの２周波で成膜した場合と、１３．５６ＭＨｚ
１５０Ｗで成膜した場合の２種の値を同時に示してあ
る。本実施例の４０ＭＨｚと３５０ｋＨｚの２周波で成
膜したＳｉＯ2 膜２４は、Ｆ５ａｔ％まで吸湿せず、さ
らにその上の濃度では、１３．５６ＭＨｚと３５０ｋＨ
ｚで成膜した膜に比べて、吸湿率が十分減少している。
湿率の関係について示す。ここで吸湿率は一定期間大気
放置後（２５℃、湿度５０％）に、赤外吸収スペクトル
法で観測されるＯＨ基の吸収で評価した。リファレンス
として、１３．５６ＭＨｚで１００Ｗと３５０ｋＨｚで
１５０Ｗの２周波で成膜した場合と、１３．５６ＭＨｚ
１５０Ｗで成膜した場合の２種の値を同時に示してあ
る。本実施例の４０ＭＨｚと３５０ｋＨｚの２周波で成
膜したＳｉＯ2 膜２４は、Ｆ５ａｔ％まで吸湿せず、さ
らにその上の濃度では、１３．５６ＭＨｚと３５０ｋＨ
ｚで成膜した膜に比べて、吸湿率が十分減少している。
【００１８】この低い吸湿率を確保することで、ＳｉＯ
2 膜２４自身の誘電率の上昇を抑えることが可能とな
り、同時に配線２３の信頼性を向上できる。また図２に
示す配線に限らず、ＭＯＳトランジスタ等の層間絶縁膜
として用いた場合にもホットエレクトロン耐性等の劣化
を防ぐことが可能となる。
2 膜２４自身の誘電率の上昇を抑えることが可能とな
り、同時に配線２３の信頼性を向上できる。また図２に
示す配線に限らず、ＭＯＳトランジスタ等の層間絶縁膜
として用いた場合にもホットエレクトロン耐性等の劣化
を防ぐことが可能となる。
【００１９】ここで、条件（２）のもと、第一の高周波
電源１６の周波数を１３．５６ＭＨｚ〜４０ＭＨｚと変
化し他を条件（１）のもとで行った場合に、ＳｉＯ2 膜
２４の吸湿率について図４（ａ）に示す。第一の高周波
電源１６の周波数を３０ＭＨｚ以上にして成膜した膜の
吸湿率を、先に説明した赤外吸収スペクトル法で測定し
たところ吸湿率が急激に減少することが明らかになっ
た。また、更に検討をおこなった結果、次の条件（２）
の示す範囲で吸湿率が減少する事が解った。
電源１６の周波数を１３．５６ＭＨｚ〜４０ＭＨｚと変
化し他を条件（１）のもとで行った場合に、ＳｉＯ2 膜
２４の吸湿率について図４（ａ）に示す。第一の高周波
電源１６の周波数を３０ＭＨｚ以上にして成膜した膜の
吸湿率を、先に説明した赤外吸収スペクトル法で測定し
たところ吸湿率が急激に減少することが明らかになっ
た。また、更に検討をおこなった結果、次の条件（２）
の示す範囲で吸湿率が減少する事が解った。
【００２０】 条件（２）第１の高周波電源の周波数：３０ＭＨｚ〜 第２の高周波電源の周波数：１ＭＨｚ〜１０ｋＨｚ 成膜温度：３５０〜６００℃ 成膜圧力：１０ｍＴｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒ 電極間隔：１〜１５ｍｍ この理由を解明するため、膜中の不純物を調べたとこ
ろ、大気中のＨ2 Ｏを膜中にとりこむ炭素や水素等の不
純物が従来に比べ減少していることが解った。図４
（ｂ）は、条件（１）でＣＦ4 を１２００sccmとしてＦ
５ａｔ％の膜を得る場合、第１の高周波電源の周波数の
変化に対する不純物の値を示している。ここで第１の高
周波電源を３０ＭＨｚ以上とすることで、炭素不純物に
ついては３０ＭＨｚ未満の場合に対して半減し、水素不
純物については、１０％以下に低減することが可能とな
る。この結果、上述の効果が得られると考えられる。
ろ、大気中のＨ2 Ｏを膜中にとりこむ炭素や水素等の不
純物が従来に比べ減少していることが解った。図４
（ｂ）は、条件（１）でＣＦ4 を１２００sccmとしてＦ
５ａｔ％の膜を得る場合、第１の高周波電源の周波数の
変化に対する不純物の値を示している。ここで第１の高
周波電源を３０ＭＨｚ以上とすることで、炭素不純物に
ついては３０ＭＨｚ未満の場合に対して半減し、水素不
純物については、１０％以下に低減することが可能とな
る。この結果、上述の効果が得られると考えられる。
【００２１】このように膜中の炭素や水素が、減少する
理由について明らかにするために、プラズマの状態を調
べた結果、以下のことが判明した。まず、第１の高周波
電源の周波数を３０ＭＨｚ以上にすることで、プラズマ
中のＦラジカルおよびＦイオンが大幅に増加する。この
増加したＦラジカルやＦイオンがプラズマ中の水素や炭
素と反応し、反応物は図１の真空ポンプにより排気され
る。このため基板に到達する水素や炭素を減少させる効
果が大きくなり不純物濃度が抑えられたと思われる。さ
らに第２の電源として周波数３５０ｋＨｚの電源を用い
高電界が発生するシ−スに基板２１表面をさらすこと
で、基板２１表面の電界を大きく変動させ、増加したＦ
ラジカル、Ｆイオンを大量に基板２１表面に引き込む。
このようにして引き込まれたＦイオン、Ｆラジカルが基
板２１表面の水素や炭素と反応し、気化することで図１
の真空ポンプにより排気され、膜中の不純物濃度が低減
される。これらの効果によりＦ含有ＳｉＯ2 膜中の水素
や炭素を大幅に減少させることできる。引き込む作用
は、第１の高周波電力の周波数よりも低いものとするこ
とで十分得られるが、１ＭＨｚ以下に設定すればさらに
顕著に現れることがわかった。
理由について明らかにするために、プラズマの状態を調
べた結果、以下のことが判明した。まず、第１の高周波
電源の周波数を３０ＭＨｚ以上にすることで、プラズマ
中のＦラジカルおよびＦイオンが大幅に増加する。この
増加したＦラジカルやＦイオンがプラズマ中の水素や炭
素と反応し、反応物は図１の真空ポンプにより排気され
る。このため基板に到達する水素や炭素を減少させる効
果が大きくなり不純物濃度が抑えられたと思われる。さ
らに第２の電源として周波数３５０ｋＨｚの電源を用い
高電界が発生するシ−スに基板２１表面をさらすこと
で、基板２１表面の電界を大きく変動させ、増加したＦ
ラジカル、Ｆイオンを大量に基板２１表面に引き込む。
このようにして引き込まれたＦイオン、Ｆラジカルが基
板２１表面の水素や炭素と反応し、気化することで図１
の真空ポンプにより排気され、膜中の不純物濃度が低減
される。これらの効果によりＦ含有ＳｉＯ2 膜中の水素
や炭素を大幅に減少させることできる。引き込む作用
は、第１の高周波電力の周波数よりも低いものとするこ
とで十分得られるが、１ＭＨｚ以下に設定すればさらに
顕著に現れることがわかった。
【００２２】第１の高周波電力の印加周波数を変化さ
せ、他を条件（１）に設定して得られた膜の弗化水素酸
にたいするウエットエッチングレ−トについて調べた。
この結果、図５に示すように、第１の高周波電力の周波
数を３０ＭＨｚ以上にすることによりウエットエッチン
グレ−トは半減し、この結果からも不純物濃度の低い良
質の膜が得られる事が明らかになった。
せ、他を条件（１）に設定して得られた膜の弗化水素酸
にたいするウエットエッチングレ−トについて調べた。
この結果、図５に示すように、第１の高周波電力の周波
数を３０ＭＨｚ以上にすることによりウエットエッチン
グレ−トは半減し、この結果からも不純物濃度の低い良
質の膜が得られる事が明らかになった。
【００２３】本発明においては、ＣＦ4 ガスを用いた実
施例を説明しているが、ＣＦ4 の変わりに、Ｃ2 Ｆ6 、
Ｃ3 Ｆ8 、ＮＦ3 、Ｆ2 、ＨＦ、などの弗素を含んだガ
スをもちいても吸湿率が減少する効果がある。さらにＴ
ＥＯＳガスの変わりにＳｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ6 、Ｓｉ3 Ｈ
8 、ＳｉＦ4 、ＳｉＨ2 Ｆ2 などのシラン系のガス、ま
た、ＦＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 などの有機シランガスを用
いても吸湿率が減少する効果がある。
施例を説明しているが、ＣＦ4 の変わりに、Ｃ2 Ｆ6 、
Ｃ3 Ｆ8 、ＮＦ3 、Ｆ2 、ＨＦ、などの弗素を含んだガ
スをもちいても吸湿率が減少する効果がある。さらにＴ
ＥＯＳガスの変わりにＳｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ6 、Ｓｉ3 Ｈ
8 、ＳｉＦ4 、ＳｉＨ2 Ｆ2 などのシラン系のガス、ま
た、ＦＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 などの有機シランガスを用
いても吸湿率が減少する効果がある。
【００２４】また、吸湿性が減少する効果は電極間隔依
存性があることが分かった。図６に条件（１）のもとで
Ｆ濃度５ａｔ％の時の電極間隔に対する吸湿率について
示している。電極間隔１５ｍｍ以下にすると吸湿率が減
少する効果があり、特に１０ｍｍ以下にすることで吸湿
率はさらに減少する。これは、第２の高周波電源により
発生するシ−ス領域中に基板２１表面がさらされるに十
分な間隔が上述のものであることを示す。つまり、シ−
ス幅が対向電極１５と基板２１の間隔に等しければよ
く、シ−ス幅は第２の高周波電源の周波数、ガス種、及
び圧力等に依存する。
存性があることが分かった。図６に条件（１）のもとで
Ｆ濃度５ａｔ％の時の電極間隔に対する吸湿率について
示している。電極間隔１５ｍｍ以下にすると吸湿率が減
少する効果があり、特に１０ｍｍ以下にすることで吸湿
率はさらに減少する。これは、第２の高周波電源により
発生するシ−ス領域中に基板２１表面がさらされるに十
分な間隔が上述のものであることを示す。つまり、シ−
ス幅が対向電極１５と基板２１の間隔に等しければよ
く、シ−ス幅は第２の高周波電源の周波数、ガス種、及
び圧力等に依存する。
【００２５】また、成膜圧力は、１０ｍＴｏｒｒ〜５０
Ｔｏｒｒの領域で行っているが、特に、成膜速度を速く
するためと、安定したプラズマを得るために１Ｔｏｒｒ
〜１０Ｔｏｒｒが良い。
Ｔｏｒｒの領域で行っているが、特に、成膜速度を速く
するためと、安定したプラズマを得るために１Ｔｏｒｒ
〜１０Ｔｏｒｒが良い。
【００２６】また成膜温度は、熱的影響による配線形状
の変形から装置に導通が起こる等の弊害を考慮して設定
する。この温度は配線材料によるが、特にＡｌ配線につ
いては３５０℃〜４５０℃が好ましい。
の変形から装置に導通が起こる等の弊害を考慮して設定
する。この温度は配線材料によるが、特にＡｌ配線につ
いては３５０℃〜４５０℃が好ましい。
【００２７】また高周波電力の印加方法の変形例とし
て、基板の電極１３に第１の高周波電源を接続し、対抗
電極１５に第２の高周波電源を接続することも可能であ
る。この場合には、上述のように基板２１と対向電極１
５の間隔は第２の高周波電源のシ−スによる電位の変化
が最も高く得られるようなものとする事で最良の実施態
様となる。逆に、基板の電極１３に第２の高周波電源を
接続し、対抗電極１５に第１の高周波電源を接続する場
合や、基板の電極１３に第１、第２の高周波電源を接続
る場合には上記のように電極間隔は上記ほどは問題にな
らず、広い範囲の電極間隔で実施可能である。
て、基板の電極１３に第１の高周波電源を接続し、対抗
電極１５に第２の高周波電源を接続することも可能であ
る。この場合には、上述のように基板２１と対向電極１
５の間隔は第２の高周波電源のシ−スによる電位の変化
が最も高く得られるようなものとする事で最良の実施態
様となる。逆に、基板の電極１３に第２の高周波電源を
接続し、対抗電極１５に第１の高周波電源を接続する場
合や、基板の電極１３に第１、第２の高周波電源を接続
る場合には上記のように電極間隔は上記ほどは問題にな
らず、広い範囲の電極間隔で実施可能である。
【００２８】さらに、チャンバ−１１中に導入するガス
に例えばＮＨ3 等を含有させることで、Ｆを含むＳｉＯ
Ｎ膜を形成してもよく、その場合も上述した作用により
同様に吸湿率が減少する効果がある。
に例えばＮＨ3 等を含有させることで、Ｆを含むＳｉＯ
Ｎ膜を形成してもよく、その場合も上述した作用により
同様に吸湿率が減少する効果がある。
【００２９】
【発明の効果】本発明の方法を用いれば、従来のプラズ
マ化学気相成長法で形成されたＦ含有ＳｉＯ2 膜に比べ
て、低い誘電率を維持しつつ膜の吸湿率を減少させる事
ができ、配線の信頼性やＭＯＳトランジスタの特性の劣
化を防止する事が可能である。
マ化学気相成長法で形成されたＦ含有ＳｉＯ2 膜に比べ
て、低い誘電率を維持しつつ膜の吸湿率を減少させる事
ができ、配線の信頼性やＭＯＳトランジスタの特性の劣
化を防止する事が可能である。
【図１】 本発明の一実施例において用いられたプラズ
マＣＶＤ装置の構成図。
マＣＶＤ装置の構成図。
【図２】 本発明の一実施例を適用した半導体装置の製
造方法を示す工程別断面図。
造方法を示す工程別断面図。
【図３】 本発明の一実施例のを説明するための特性
図。
図。
【図４】 第１の高周波電源の周波数と成膜されるＦ含
有ＳｉＯ2 膜の吸湿性、不純物濃度の関係を示す特性
図。
有ＳｉＯ2 膜の吸湿性、不純物濃度の関係を示す特性
図。
【図５】 第１の高周波電源の周波数と成膜されるＦ含
有ＳｉＯ2 膜のウエットエッチングレ−トの関係につい
て示す図。
有ＳｉＯ2 膜のウエットエッチングレ−トの関係につい
て示す図。
【図６】 電極間隔と成膜されるＦ含有ＳｉＯ2 膜の吸
湿性の関係について示す図。
湿性の関係について示す図。
１１・・・成膜チャンバ−、１２・・・真空ポンプ、１
３・・・電極、２１・・・Ｓｉ基板、１５・・・対向電
極、 １６・１７・・・高周波電源 １８・１９・・・マッチングネットワ−ク、２２・・・
熱酸化膜、２３・・・Ａｌ配線、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜２４
３・・・電極、２１・・・Ｓｉ基板、１５・・・対向電
極、 １６・１７・・・高周波電源 １８・１９・・・マッチングネットワ−ク、２２・・・
熱酸化膜、２３・・・Ａｌ配線、Ｆ含有ＳｉＯ2 膜２４
Claims (3)
- 【請求項１】半導体装置を構成する配線を電気的に隔離
するＦを含む絶縁膜をプラズマ化学気相成長法により形
成する方法であって、２種以上の高周波電力を印加し、
第１の高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以上とし、第２
の高周波電力の周波数を第１の高周波電力の周波数より
も低いものとすることを特徴とする絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】第２の高周波電力の周波数を１ＭＨｚ以下
とすることを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の形成方
法。 - 【請求項３】前記第２の高周波電力は被処理基板に対向
して設けられた対向電極に印加され、この対向電極と基
板との間隔は１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求
項２記載のＦ含有絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227602A JPH0897199A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227602A JPH0897199A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897199A true JPH0897199A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16863515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6227602A Pending JPH0897199A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0897199A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121162A (en) * | 1997-06-03 | 2000-09-19 | Nec Corporation | Method of forming a fluorine-added insulating film |
| JP2003027246A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-01-29 | Canon Inc | プラズマ処理方法、半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| US7879185B2 (en) * | 2003-12-18 | 2011-02-01 | Applied Materials, Inc. | Dual frequency RF match |
| US8334657B2 (en) | 2005-08-05 | 2012-12-18 | Applied Materials, Inc. | RF matching network of a vacuum processing chamber and corresponding configuration methods |
| JP2012256905A (ja) * | 2007-08-17 | 2012-12-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03204925A (ja) * | 1990-08-07 | 1991-09-06 | Tadahiro Omi | プラズマプロセス用装置および方法 |
| JPH05315268A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPH06236853A (ja) * | 1993-01-07 | 1994-08-23 | Ramtron Internatl Corp | 窒化物薄膜の成長方法 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6227602A patent/JPH0897199A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03204925A (ja) * | 1990-08-07 | 1991-09-06 | Tadahiro Omi | プラズマプロセス用装置および方法 |
| JPH05315268A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPH06236853A (ja) * | 1993-01-07 | 1994-08-23 | Ramtron Internatl Corp | 窒化物薄膜の成長方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121162A (en) * | 1997-06-03 | 2000-09-19 | Nec Corporation | Method of forming a fluorine-added insulating film |
| JP2003027246A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-01-29 | Canon Inc | プラズマ処理方法、半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| US7879185B2 (en) * | 2003-12-18 | 2011-02-01 | Applied Materials, Inc. | Dual frequency RF match |
| US8334657B2 (en) | 2005-08-05 | 2012-12-18 | Applied Materials, Inc. | RF matching network of a vacuum processing chamber and corresponding configuration methods |
| JP2012256905A (ja) * | 2007-08-17 | 2012-12-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
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