JPH09330926A - ハロゲンドープシリコン酸化物膜の安定性向上のための方法及び装置 - Google Patents
ハロゲンドープシリコン酸化物膜の安定性向上のための方法及び装置Info
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- JPH09330926A JPH09330926A JP9063547A JP6354797A JPH09330926A JP H09330926 A JPH09330926 A JP H09330926A JP 9063547 A JP9063547 A JP 9063547A JP 6354797 A JP6354797 A JP 6354797A JP H09330926 A JPH09330926 A JP H09330926A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハロゲンドープ酸化物膜の安定性を向上させ
て、膜における吸湿の及びアウトガスを低減するための
方法。 【解決手段】 プラズマ堆積操作中にヘリウムをプロセ
スチャンバ内に高い流量導入することにより、膜の安定
性が向上する。ヘリウムの流量が高くなることによりプ
ラズマ中に存在するヘリウムイオンの量が豊富にあるた
め、これが、このイオンのサイズの小ささ及び軽さとあ
いまって、成長中の膜にスパッタリング効果を有するこ
ととなり、膜の安定性に悪影響を与える緩く結合した原
子を取り除く。
て、膜における吸湿の及びアウトガスを低減するための
方法。 【解決手段】 プラズマ堆積操作中にヘリウムをプロセ
スチャンバ内に高い流量導入することにより、膜の安定
性が向上する。ヘリウムの流量が高くなることによりプ
ラズマ中に存在するヘリウムイオンの量が豊富にあるた
め、これが、このイオンのサイズの小ささ及び軽さとあ
いまって、成長中の膜にスパッタリング効果を有するこ
ととなり、膜の安定性に悪影響を与える緩く結合した原
子を取り除く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ処理中のハ
ロゲンドープ誘電層の堆積に関し、より具体的には、低
い誘電率と高い膜安定性を有するハロゲンドープ層を形
成するための方法及び装置に関する。
ロゲンドープ誘電層の堆積に関し、より具体的には、低
い誘電率と高い膜安定性を有するハロゲンドープ層を形
成するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在の半導体デバイス製造における基本
的なステップの１つに、気体の化学反応により半導体基
板上に薄膜を形成する工程が挙げられる。このような堆
積プロセスは、化学気相堆積法ないしＣＶＤ(chemical
vapor deposition)と呼ばれる。従来からの熱ＣＶＤプ
ロセスでは、反応性ガスを基板表面に供給して、熱によ
り化学反応を引き起こして所望の膜を生成する。熱ＣＶ
Ｄプロセスが行われる高い温度では、メタル層を有する
デバイス構造体にダメージを与えることがある。他方、
通常のプラズマ励起ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ：plasma enhan
ced CVD)プロセスでは、基板表面に近い反応領域に高周
波（ＲＦ）エネルギーを印加して、反応性の高いイオン
種のプラズマを生成する。放たれるイオン種の反応性が
高いため、化学反応を引き起こすために要するエネルギ
ーが低減でき、そのためこれらＣＶＤプロセスに必要な
温度を下げることができる。このようにＰＥＣＶＤプロ
セスの温度は比較的低いため、堆積したメタル層の上に
絶縁層を形成するには理想的となっている。
的なステップの１つに、気体の化学反応により半導体基
板上に薄膜を形成する工程が挙げられる。このような堆
積プロセスは、化学気相堆積法ないしＣＶＤ(chemical
vapor deposition)と呼ばれる。従来からの熱ＣＶＤプ
ロセスでは、反応性ガスを基板表面に供給して、熱によ
り化学反応を引き起こして所望の膜を生成する。熱ＣＶ
Ｄプロセスが行われる高い温度では、メタル層を有する
デバイス構造体にダメージを与えることがある。他方、
通常のプラズマ励起ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ：plasma enhan
ced CVD)プロセスでは、基板表面に近い反応領域に高周
波（ＲＦ）エネルギーを印加して、反応性の高いイオン
種のプラズマを生成する。放たれるイオン種の反応性が
高いため、化学反応を引き起こすために要するエネルギ
ーが低減でき、そのためこれらＣＶＤプロセスに必要な
温度を下げることができる。このようにＰＥＣＶＤプロ
セスの温度は比較的低いため、堆積したメタル層の上に
絶縁層を形成するには理想的となっている。
【０００３】半導体デバイスの幾何的関係は、半導体デ
バイスが初めて導入された数十年前に比べて劇的に小さ
くなってきた。それ以降、集積回路は、２年でサイズが
半分の法則（しばしば「ムーアの法則」と呼ばれる）に
概ね従ってきており、これは２年毎に１つのチップにフ
ィットするデバイスの数が倍になることを意味してい
る。今日のウエハ製造プラントでは、表面形状のサイズ
が０．５ミクロン、更に０．３５ミクロンの集積回路を
製造しており、明日のプラントではこれよりも小さな表
面形状サイズのデバイスを間もなく製造することになる
だろう。
バイスが初めて導入された数十年前に比べて劇的に小さ
くなってきた。それ以降、集積回路は、２年でサイズが
半分の法則（しばしば「ムーアの法則」と呼ばれる）に
概ね従ってきており、これは２年毎に１つのチップにフ
ィットするデバイスの数が倍になることを意味してい
る。今日のウエハ製造プラントでは、表面形状のサイズ
が０．５ミクロン、更に０．３５ミクロンの集積回路を
製造しており、明日のプラントではこれよりも小さな表
面形状サイズのデバイスを間もなく製造することになる
だろう。
【０００４】デバイスのサイズがより一層小さくなり集
積密度が高くなるにつれて、産業界でかつては重要では
ないと思われていた問題が顕在化してきている。３層、
４層またはそれ以上の多層のメタルを半導体上に形成す
るマルチレベルメタルの技術の出現により、インターメ
タル（メタル間）誘電層等の絶縁層の誘電定数を下げる
ことが、半導体製造者の１つの目標となった。インター
コネクトメタライゼーションのＲＣ時間遅れを低減して
メタライゼーションの異なるレベルの間のクロストーク
を防止しまた電力消費を低減するためには、メタル間誘
電（ＩＭＤ：intermetal dielectric）層は低い誘電定
数を有することが特に望ましい。
積密度が高くなるにつれて、産業界でかつては重要では
ないと思われていた問題が顕在化してきている。３層、
４層またはそれ以上の多層のメタルを半導体上に形成す
るマルチレベルメタルの技術の出現により、インターメ
タル（メタル間）誘電層等の絶縁層の誘電定数を下げる
ことが、半導体製造者の１つの目標となった。インター
コネクトメタライゼーションのＲＣ時間遅れを低減して
メタライゼーションの異なるレベルの間のクロストーク
を防止しまた電力消費を低減するためには、メタル間誘
電（ＩＭＤ：intermetal dielectric）層は低い誘電定
数を有することが特に望ましい。
【０００５】低い誘電定数を得るために様々なアプロー
チがなされてきた。その中でもっとも有望な解決策の１
つに、シリコン酸化物層に対して弗素を包含させ、ある
いは塩素や臭素等のその他のハロゲンを包含させること
がある。このような例が、米国特許出願第０８／５３
８，６９６号や米国特許出願第０８／５４８，３９１号
に記載されている。
チがなされてきた。その中でもっとも有望な解決策の１
つに、シリコン酸化物層に対して弗素を包含させ、ある
いは塩素や臭素等のその他のハロゲンを包含させること
がある。このような例が、米国特許出願第０８／５３
８，６９６号や米国特許出願第０８／５４８，３９１号
に記載されている。
【０００６】弗素はシリコン酸化物膜に対する好ましい
ハロゲンであり、これがシリコン酸化物膜の誘電定数を
下げると考えられ、その理由は、弗素は負に荷電した原
子でありＳｉＯＦネットワーク全体の極性化を低減する
からである。弗素ドープシリコン酸化物膜は、フルオロ
シリケートガラス（ＦＳＧ：fluoro silicate glass）
とも呼ばれている。上記の米国特許出願第０８／５３
８，６９６号及び米国特許出願第０８／５４８，３９１
号では、ヘリウムキャリアガス、酸素（Ｏ2）、及び弗
素源と共にテトラエトキシシランないしＴＥＯＳ（Ｓｉ
（ＯＣ2Ｈ5）4）を混合して含むプロセスガスによりＦ
ＳＧ膜を堆積することを開示している。これら米国特許
出願のそれぞれでは、ヘリウムキャリアガスを流量４０
０〜１５００ｓｃｃｍで導入していることを開示してい
るが、これらの出願のいずれやその他の従来技術は、ヘ
リウムを特定の流量で導入することの利点を認識してい
ない。
ハロゲンであり、これがシリコン酸化物膜の誘電定数を
下げると考えられ、その理由は、弗素は負に荷電した原
子でありＳｉＯＦネットワーク全体の極性化を低減する
からである。弗素ドープシリコン酸化物膜は、フルオロ
シリケートガラス（ＦＳＧ：fluoro silicate glass）
とも呼ばれている。上記の米国特許出願第０８／５３
８，６９６号及び米国特許出願第０８／５４８，３９１
号では、ヘリウムキャリアガス、酸素（Ｏ2）、及び弗
素源と共にテトラエトキシシランないしＴＥＯＳ（Ｓｉ
（ＯＣ2Ｈ5）4）を混合して含むプロセスガスによりＦ
ＳＧ膜を堆積することを開示している。これら米国特許
出願のそれぞれでは、ヘリウムキャリアガスを流量４０
０〜１５００ｓｃｃｍで導入していることを開示してい
るが、これらの出願のいずれやその他の従来技術は、ヘ
リウムを特定の流量で導入することの利点を認識してい
ない。
【０００７】メタル間シリコン酸化物層に弗素を包含さ
せることは、誘電定数を低減するだけはなく、半導体構
造体で近接して配置されるギャップを充填するなど、小
さな幾何的関係のデバイスを製造する際に生じる共通の
問題を解決するためにも役に立つ。弗素はエッチング種
であるため、弗素をドープすることにより成長中の膜に
エッチング効果が持ち込まれると考えられる。このよう
に堆積とエッチングを同時に行う効果により、ＦＳＧ膜
のギャップ充填の性能を向上することが可能になり、ア
スペクト比が１．８以上のメタル層が隣接しあうところ
を膜が適正に覆うことができるようになる。
せることは、誘電定数を低減するだけはなく、半導体構
造体で近接して配置されるギャップを充填するなど、小
さな幾何的関係のデバイスを製造する際に生じる共通の
問題を解決するためにも役に立つ。弗素はエッチング種
であるため、弗素をドープすることにより成長中の膜に
エッチング効果が持ち込まれると考えられる。このよう
に堆積とエッチングを同時に行う効果により、ＦＳＧ膜
のギャップ充填の性能を向上することが可能になり、ア
スペクト比が１．８以上のメタル層が隣接しあうところ
を膜が適正に覆うことができるようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、製造者は
弗素を様々な誘電層に包含させようとし、特にメタル間
誘電層に包含させようとする。ＦＳＧ層の堆積において
生じる問題の１つに膜の安定性がある。ＦＳＧ膜によっ
ては、その格子構造の中に緩く結合した弗素原子によ
り、膜が吸湿し易くなることがある。吸湿により、膜の
誘電定数は上昇し、膜がアニール等の熱プロセスに曝露
されたときに更に問題を生じさせることがある。熱プロ
セスの高温が、吸収された水の分子や緩く結合している
弗素原子を酸化物層から追い出してメタル層やその他次
に堆積する層の中へ移動させる。このような態様で分子
や原子が移動することを、アウトガスと称する。
弗素を様々な誘電層に包含させようとし、特にメタル間
誘電層に包含させようとする。ＦＳＧ層の堆積において
生じる問題の１つに膜の安定性がある。ＦＳＧ膜によっ
ては、その格子構造の中に緩く結合した弗素原子によ
り、膜が吸湿し易くなることがある。吸湿により、膜の
誘電定数は上昇し、膜がアニール等の熱プロセスに曝露
されたときに更に問題を生じさせることがある。熱プロ
セスの高温が、吸収された水の分子や緩く結合している
弗素原子を酸化物層から追い出してメタル層やその他次
に堆積する層の中へ移動させる。このような態様で分子
や原子が移動することを、アウトガスと称する。
【０００９】上記より、低い誘電定数を有する酸化物膜
が、進歩する技術と歩調を合わせる必要があることが理
解されよう。また、ハロゲンドープ酸化物膜の安定性を
向上させて、膜における吸湿の及びアウトガスを低減す
るような方法が望まれることが理解されよう。
が、進歩する技術と歩調を合わせる必要があることが理
解されよう。また、ハロゲンドープ酸化物膜の安定性を
向上させて、膜における吸湿の及びアウトガスを低減す
るような方法が望まれることが理解されよう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、低い誘電定数
を有し且つ予期せぬような高い安定性を有するハロゲン
ドープ層を与えるものである。また、本発明は、このよ
うな層を形成するための方法及び装置を与える。プラズ
マ堆積操作中にヘリウムをプロセスチャンバ内に高い流
量導入することにより、膜の安定性が向上する。ヘリウ
ムの流量が高くなることによりプラズマ中に存在するヘ
リウムイオンの量が豊富にあるため、これが、このイオ
ンのサイズの小ささ及び軽さとあいまって、成長中の膜
にスパッタリング効果を有することとなり、膜の安定性
に悪影響を与える緩く結合した原子を取り除く。
を有し且つ予期せぬような高い安定性を有するハロゲン
ドープ層を与えるものである。また、本発明は、このよ
うな層を形成するための方法及び装置を与える。プラズ
マ堆積操作中にヘリウムをプロセスチャンバ内に高い流
量導入することにより、膜の安定性が向上する。ヘリウ
ムの流量が高くなることによりプラズマ中に存在するヘ
リウムイオンの量が豊富にあるため、これが、このイオ
ンのサイズの小ささ及び軽さとあいまって、成長中の膜
にスパッタリング効果を有することとなり、膜の安定性
に悪影響を与える緩く結合した原子を取り除く。
【００１１】本発明の方法の具体例の１つでは、プロセ
スガスよりプラズマを形成し、プロセスチャンバ内の基
板の上にハロゲンドープのシリコン酸化物層を堆積させ
る。プロセスがステップには、珪素と、酸素と、ハロゲ
ン元素と、ヘリウムが含まれる。ヘリウムをチャンバに
導入する流量は、堆積層を少なくとも４５０℃の温度に
加熱したとき層からＨＦがアウトガスにより実質的に放
出されないように、堆積層が安定化するように、選択さ
れた流量である。
スガスよりプラズマを形成し、プロセスチャンバ内の基
板の上にハロゲンドープのシリコン酸化物層を堆積させ
る。プロセスがステップには、珪素と、酸素と、ハロゲ
ン元素と、ヘリウムが含まれる。ヘリウムをチャンバに
導入する流量は、堆積層を少なくとも４５０℃の温度に
加熱したとき層からＨＦがアウトガスにより実質的に放
出されないように、堆積層が安定化するように、選択さ
れた流量である。
【００１２】本発明の方法好ましい具体例では、プロセ
スガスはハロゲン元素として弗素を含有し、基板上にＦ
ＳＧ層を堆積させる。また別の具体例では、プロセスガ
スはＳｉＦ4で与えられる弗素と、ＴＥＯＳで与えられ
る珪素を含有している。堆積中は、ＳｉＦ4は、２．５
％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成するに十分な流量で導入さ
れ、チャンバは４００〜４５０℃に加熱される。この具
体例でのヘリウムとＴＥＯＳの導入量の比は、少なくと
も１．６：１以上である。
スガスはハロゲン元素として弗素を含有し、基板上にＦ
ＳＧ層を堆積させる。また別の具体例では、プロセスガ
スはＳｉＦ4で与えられる弗素と、ＴＥＯＳで与えられ
る珪素を含有している。堆積中は、ＳｉＦ4は、２．５
％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成するに十分な流量で導入さ
れ、チャンバは４００〜４５０℃に加熱される。この具
体例でのヘリウムとＴＥＯＳの導入量の比は、少なくと
も１．６：１以上である。
【００１３】また、本発明の別の特徴によれば、層が、
５００℃未満で堆積され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が少
なくとも０．６２：１である。更に好ましくは、層が、
４５０℃未満で堆積され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が少
なくとも０．７８：１である。
５００℃未満で堆積され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が少
なくとも０．６２：１である。更に好ましくは、層が、
４５０℃未満で堆積され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が少
なくとも０．７８：１である。
【００１４】また、本発明の更に別の特徴に従えば、層
が５００℃未満で堆積され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が
少なくとも２．０８：１である。更に好ましくは、層が
４５０℃未満で堆積され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が少
なくとも２．３４：１である。
が５００℃未満で堆積され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が
少なくとも２．０８：１である。更に好ましくは、層が
４５０℃未満で堆積され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が少
なくとも２．３４：１である。
【００１５】本発明の以上の具体例及びその他の具体例
を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（１．代表的なＣＶＤリアクタチャンバ）図１は、本発
明に従った誘電層を堆積できる真空チャンバ１５を有す
る平行平板プラズマ励起化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）シ
ステム１０を例示する。リアクタ１０は、堆積のための
ガスを、サセプタ１２に置かれるウエハ（図示せず）に
散布するためのガス散布マニホールド１１を有してい
る。サセプタ１２は、熱応答性が非常に高い。また、サ
セプタ１２は支持フィンガ１３上に載置され、サセプタ
１２（及びサセプタ１２の上面で支持されるウエハ）
が、下方の搬入出のポジションと、マニホールド１１に
近接した上方の処理のポジション１４の間で、制御によ
り移動できるようになっている。
明に従った誘電層を堆積できる真空チャンバ１５を有す
る平行平板プラズマ励起化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）シ
ステム１０を例示する。リアクタ１０は、堆積のための
ガスを、サセプタ１２に置かれるウエハ（図示せず）に
散布するためのガス散布マニホールド１１を有してい
る。サセプタ１２は、熱応答性が非常に高い。また、サ
セプタ１２は支持フィンガ１３上に載置され、サセプタ
１２（及びサセプタ１２の上面で支持されるウエハ）
が、下方の搬入出のポジションと、マニホールド１１に
近接した上方の処理のポジション１４の間で、制御によ
り移動できるようになっている。
【００１７】サセプタ１２とウエハが処理のポジション
１４にあるときは、これらは、間隔をおいて配置される
複数の穴ないしポート２３を有するバッフル板によって
包囲される。この穴２３から、環状の真空マニホールド
２４の中へと排気される。堆積ガスとキャリアガスが、
ガスライン１８を通じてミキシングチャンバ１９内に供
給され、そこで、これらは混合されマニホールド１１へ
と送られる。処理中に、マニホールド１１に供給された
ガスは、矢印２１に示されるように、ウエハ表面全体に
放射状に、均一に散布される。そして、ガスは真空ポン
プシステム（図示せず）により、ポート２３を介して円
形の真空マニホールド２４内へと排気され、更に、排気
ライン３１へと出て行く。排気ライン３１を通じてガス
が放出される流量は、スロットルバルブ３２によって制
御される。
１４にあるときは、これらは、間隔をおいて配置される
複数の穴ないしポート２３を有するバッフル板によって
包囲される。この穴２３から、環状の真空マニホールド
２４の中へと排気される。堆積ガスとキャリアガスが、
ガスライン１８を通じてミキシングチャンバ１９内に供
給され、そこで、これらは混合されマニホールド１１へ
と送られる。処理中に、マニホールド１１に供給された
ガスは、矢印２１に示されるように、ウエハ表面全体に
放射状に、均一に散布される。そして、ガスは真空ポン
プシステム（図示せず）により、ポート２３を介して円
形の真空マニホールド２４内へと排気され、更に、排気
ライン３１へと出て行く。排気ライン３１を通じてガス
が放出される流量は、スロットルバルブ３２によって制
御される。
【００１８】ＲＦ電源２５からマニホールド１１に印加
されるＲＦエネルギーにより、プラズマがウエハに近隣
に形成され制御される。ここでガス散布マニホールドは
ＲＦ電極であり、サセプタ１２は接地されている。ＲＦ
電源２５は、チャンバ１５内に導入される反応性の化学
種の分解を促進するために、単一の周波数のＲＦ電力又
は混合周波数（あるいはその他の変形）のＲＦ電力をマ
ニホールド１１に供給することができる。混合周波数の
ＲＦ電力は、高周波（例えば１３．５６ＭＨｚ）のＲＦ
ジェネレータ４０及び対応する整合回路４２と、低周波
（例えば３５０ｋＨｚ）のＲＦジェネレータ４４及び対
応する整合回路４６によって発生する。高周波フィルタ
４８により、高周波ジェネレータ４０で発生する電圧が
低周波ジェネレータを損傷させることが防止される。
されるＲＦエネルギーにより、プラズマがウエハに近隣
に形成され制御される。ここでガス散布マニホールドは
ＲＦ電極であり、サセプタ１２は接地されている。ＲＦ
電源２５は、チャンバ１５内に導入される反応性の化学
種の分解を促進するために、単一の周波数のＲＦ電力又
は混合周波数（あるいはその他の変形）のＲＦ電力をマ
ニホールド１１に供給することができる。混合周波数の
ＲＦ電力は、高周波（例えば１３．５６ＭＨｚ）のＲＦ
ジェネレータ４０及び対応する整合回路４２と、低周波
（例えば３５０ｋＨｚ）のＲＦジェネレータ４４及び対
応する整合回路４６によって発生する。高周波フィルタ
４８により、高周波ジェネレータ４０で発生する電圧が
低周波ジェネレータを損傷させることが防止される。
【００１９】円形の外部ランプモジュール２６により、
クオーツウィンドウ２８を介しサセプタ１２の環状外縁
部分の上に、光を、コリメートされた環状のパターン２
７で与える。この熱分布により、サセプタの自然の熱損
失のパターンを補償し、且つ、堆積を行うためにサセプ
タ及びウエハを迅速且つ均一に加熱する。
クオーツウィンドウ２８を介しサセプタ１２の環状外縁
部分の上に、光を、コリメートされた環状のパターン２
７で与える。この熱分布により、サセプタの自然の熱損
失のパターンを補償し、且つ、堆積を行うためにサセプ
タ及びウエハを迅速且つ均一に加熱する。
【００２０】モータ（図示せず）により、サセプタ１２
が処理のポジション１４と下側のウエハ搬入のポジショ
ンとの間で昇降する。モータと、ガスライン１８に接続
するガス供給バルブと、スロットルバルブと、ＲＦ電源
２５とが、制御ライン３６を介してプロセッサ３４によ
って制御される。制御ライン３６は、一部のみ図示され
る。プロセッサ３４は、メモリ３８に格納されたコンピ
ュータプログラムによる制御を受けて動作する。ここで
のコンピュータプログラムは、特定のプロセスに対して
タイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温
度、ＲＦ電力レベル、サセプタのポジションその他のパ
ラメータの命令を行う。
が処理のポジション１４と下側のウエハ搬入のポジショ
ンとの間で昇降する。モータと、ガスライン１８に接続
するガス供給バルブと、スロットルバルブと、ＲＦ電源
２５とが、制御ライン３６を介してプロセッサ３４によ
って制御される。制御ライン３６は、一部のみ図示され
る。プロセッサ３４は、メモリ３８に格納されたコンピ
ュータプログラムによる制御を受けて動作する。ここで
のコンピュータプログラムは、特定のプロセスに対して
タイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温
度、ＲＦ電力レベル、サセプタのポジションその他のパ
ラメータの命令を行う。
【００２１】典型的には、チャンバライニング、ガス流
入マニホールドフェース板、支持フィンガ１３その他の
リアクタのハードウェアの一部又は全部が、アルミニウ
ムや陽極酸化アルミニウム（アノーダイズドアルミニウ
ム）等の材料でできている。このようなＰＥＣＶＤの装
置の例が、標題 "Thermal CVD/PECVD Reactor and Use
for Thermal Chemical Vapor Deposition of Silicon D
ioxide and In-situ Multistep Planarized Process"
（二酸化珪素の熱ＣＶＤ及びインシチュウマルチステッ
プ平坦化プロセスのための熱ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤリアク
タ及びその使用法）である米国特許第５,０００,１１３
号に記載されている。
入マニホールドフェース板、支持フィンガ１３その他の
リアクタのハードウェアの一部又は全部が、アルミニウ
ムや陽極酸化アルミニウム（アノーダイズドアルミニウ
ム）等の材料でできている。このようなＰＥＣＶＤの装
置の例が、標題 "Thermal CVD/PECVD Reactor and Use
for Thermal Chemical Vapor Deposition of Silicon D
ioxide and In-situ Multistep Planarized Process"
（二酸化珪素の熱ＣＶＤ及びインシチュウマルチステッ
プ平坦化プロセスのための熱ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤリアク
タ及びその使用法）である米国特許第５,０００,１１３
号に記載されている。
【００２２】上述のリアクタの説明は主に例示のための
ものであり、本発明には、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ：electron cyclotron reasonance ）プラズマＣＶ
Ｄ装置や、誘導結合ＲＦ高密度プラズマＣＶＤ装置等、
その他のＣＶＤ装置を用いてもよい。上述のシステムの
変形、例えばサセプタデザイン、ヒータデザイン、ＲＦ
電力接続部の配置その他に関する変形も可能である。例
えば、抵抗加熱サセプタによりウエハを支持し加熱して
もよい。本発明の層やこの層を形成する方法は、特定の
装置や特定のプラズマ励起法に限定されるものではな
い。
ものであり、本発明には、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ：electron cyclotron reasonance ）プラズマＣＶ
Ｄ装置や、誘導結合ＲＦ高密度プラズマＣＶＤ装置等、
その他のＣＶＤ装置を用いてもよい。上述のシステムの
変形、例えばサセプタデザイン、ヒータデザイン、ＲＦ
電力接続部の配置その他に関する変形も可能である。例
えば、抵抗加熱サセプタによりウエハを支持し加熱して
もよい。本発明の層やこの層を形成する方法は、特定の
装置や特定のプラズマ励起法に限定されるものではな
い。
【００２３】（２．安定なハロゲンドープシリコン酸化
物膜の堆積）本発明は、低い誘電性、良好なギャップ充
填性能及び高い安定性を有する共形なハロゲンドープ層
を提供する。ＰＥＣＶＤの工程中にヘリウム等の不活性
なガスを高い流量でチャンバ内に導入することにより、
安定性が向上する。実験では、堆積工程中にヘリウムを
導入する流量を上げれば、ハロゲン含有量が高いレベル
である場合においても、安定した膜を堆積させることが
できるとの予期せぬ結果が得られた。この安定性の向上
は主に、イオン衝突が増えることによると考えられ、こ
のイオン衝突の増加は、下記に詳細を説明するように、
ヘリウム流量の増加やその他の要因により引き起こされ
るものである。イオン衝突を増加させれば、シリコン酸
化物中で、ハロゲンドープ層の安定性を低下させる、緩
く結合している原子（例えば、Ｆ、ＯＨ及び弱いＳｉ−
Ｓｉ結合）を取り除く。また、ヘリウム希釈流量はさら
に安定なプラズマを与え、堆積膜の均一性を向上させ
る。ヘリウム以外の不活性なガスを用いてもよい。例え
ば、水素、窒素又はアルゴンを別々の具体例で用いても
よい。しかし、好ましい具体例ではヘリウムを用いてお
り、その理由は様々な性質の中でもそのサイズと質量の
ためである。
物膜の堆積）本発明は、低い誘電性、良好なギャップ充
填性能及び高い安定性を有する共形なハロゲンドープ層
を提供する。ＰＥＣＶＤの工程中にヘリウム等の不活性
なガスを高い流量でチャンバ内に導入することにより、
安定性が向上する。実験では、堆積工程中にヘリウムを
導入する流量を上げれば、ハロゲン含有量が高いレベル
である場合においても、安定した膜を堆積させることが
できるとの予期せぬ結果が得られた。この安定性の向上
は主に、イオン衝突が増えることによると考えられ、こ
のイオン衝突の増加は、下記に詳細を説明するように、
ヘリウム流量の増加やその他の要因により引き起こされ
るものである。イオン衝突を増加させれば、シリコン酸
化物中で、ハロゲンドープ層の安定性を低下させる、緩
く結合している原子（例えば、Ｆ、ＯＨ及び弱いＳｉ−
Ｓｉ結合）を取り除く。また、ヘリウム希釈流量はさら
に安定なプラズマを与え、堆積膜の均一性を向上させ
る。ヘリウム以外の不活性なガスを用いてもよい。例え
ば、水素、窒素又はアルゴンを別々の具体例で用いても
よい。しかし、好ましい具体例ではヘリウムを用いてお
り、その理由は様々な性質の中でもそのサイズと質量の
ためである。
【００２４】本発明に従ってハロゲンドープ膜を形成す
るため、真空ロックドアを介してウエハを真空チャンバ
１５内に搬送し、サセプタ１２上に配置させる（図２、
ステップ２００）。次いで、サセプタは処理のポジショ
ン１４に移動する（ステップ２０５）。処理のポジショ
ン１４では、ウエハはガス散布マニホールド１１から２
００〜６００ｍｉｌ（１ｍｉｌ＝約２５．４μｍ）に配
置されている。
るため、真空ロックドアを介してウエハを真空チャンバ
１５内に搬送し、サセプタ１２上に配置させる（図２、
ステップ２００）。次いで、サセプタは処理のポジショ
ン１４に移動する（ステップ２０５）。処理のポジショ
ン１４では、ウエハはガス散布マニホールド１１から２
００〜６００ｍｉｌ（１ｍｉｌ＝約２５．４μｍ）に配
置されている。
【００２５】ウエハを適正に配置した後、ウエハ及びサ
セプタは２００〜５００℃の温度に加熱され、ガス散布
マニホールドからプロセスガス反応チャンバ内に導入さ
れる（ステップ２１０及び２１５）。ここでプロセスガ
スは珪素と、酸素と、ハロゲン元素と、ヘリウムとを含
んでいる。下記に詳細を説明するが、ヘリウムは高い流
量で導入される。
セプタは２００〜５００℃の温度に加熱され、ガス散布
マニホールドからプロセスガス反応チャンバ内に導入さ
れる（ステップ２１０及び２１５）。ここでプロセスガ
スは珪素と、酸素と、ハロゲン元素と、ヘリウムとを含
んでいる。下記に詳細を説明するが、ヘリウムは高い流
量で導入される。
【００２６】ヘリウムは高い流量で、ＴＥＯＳ等の気化
液体から発している薬剤のためのキャリアガスとして導
入されてもよく、あるいは、ヘリウムは、別個に専用の
ガス供給ラインを介して導入されてもよい。別個のガス
供給ラインを用いることにより、ヘリウムがチャンバに
導入される流量を更に正確に制御することができるよう
になり、本発明の具体例のいくつかではこの方法を採用
する。しかし、これらとは別の具体例では、ヘリウムは
気化したＴＥＯＳのためのキャリアガスラインと第２の
別個のガスラインの両方によりチャンバに導入される。
液体から発している薬剤のためのキャリアガスとして導
入されてもよく、あるいは、ヘリウムは、別個に専用の
ガス供給ラインを介して導入されてもよい。別個のガス
供給ラインを用いることにより、ヘリウムがチャンバに
導入される流量を更に正確に制御することができるよう
になり、本発明の具体例のいくつかではこの方法を採用
する。しかし、これらとは別の具体例では、ヘリウムは
気化したＴＥＯＳのためのキャリアガスラインと第２の
別個のガスラインの両方によりチャンバに導入される。
【００２７】反応チャンバ内に１〜１００トールの圧力
を選択してこれを設定し、スロットルバルブ３２を真空
ポンプと協働して用い更にプロセスガスを導入すること
により、これを維持する（ステップ２２０）。処理条件
を設定した後、混合周波数ＲＦ電源を用いてプラズマを
生成する（ステップ２２５）。所望の厚さまで層を堆積
するための時間を選択して、その時間の間プラズマを維
持する。
を選択してこれを設定し、スロットルバルブ３２を真空
ポンプと協働して用い更にプロセスガスを導入すること
により、これを維持する（ステップ２２０）。処理条件
を設定した後、混合周波数ＲＦ電源を用いてプラズマを
生成する（ステップ２２５）。所望の厚さまで層を堆積
するための時間を選択して、その時間の間プラズマを維
持する。
【００２８】電源の駆動は、１３〜１４ＭＨｚの高周波
数、好ましくは１３．５６ＭＨｚでは５０〜１２００ワ
ットで行われ、約５００ｋＨｚより低い低周波数、好ま
しくは約３５０ｋＨｚでは１００ワット以上で行われ
る。低周波数の電力供給により、膜の堆積中におけるイ
オン衝突を制御する。低周波数の供給を駆動させる電力
を上昇させれば、イオン衝突が増加して、成長中の膜を
更に安定させる。従って、低周波数の電力供給は、４０
０ワット以上の電力で駆動させるのが好ましく、特定の
ハードウェアの構成に対して適切であるならば、低周波
数の電力供給を約８００ワット以上で駆動することが更
に好ましい。
数、好ましくは１３．５６ＭＨｚでは５０〜１２００ワ
ットで行われ、約５００ｋＨｚより低い低周波数、好ま
しくは約３５０ｋＨｚでは１００ワット以上で行われ
る。低周波数の電力供給により、膜の堆積中におけるイ
オン衝突を制御する。低周波数の供給を駆動させる電力
を上昇させれば、イオン衝突が増加して、成長中の膜を
更に安定させる。従って、低周波数の電力供給は、４０
０ワット以上の電力で駆動させるのが好ましく、特定の
ハードウェアの構成に対して適切であるならば、低周波
数の電力供給を約８００ワット以上で駆動することが更
に好ましい。
【００２９】堆積が完了した後、珪素、酸素及びハロゲ
ン元素の導入を停止し、プラズマを消失させる。ヘリウ
ムの流入を更に１０〜１２０秒継続して、膜を更に安定
化させる（ステップ２３０）。このヘリウムの流入は、
少なくとも２０秒継続することが好ましい。この時間の
間は、チャンバ温度と圧力は変えないまま維持する。こ
のヘリウムのみの流入のステップにより、膜をアニール
し、緩く結合している原子に対して、より強い結合を形
成させ、及び／又は堆積膜から放出させると考えられ
る。堆積膜から原子がいったんアウトガスにより放出さ
れた後、ヘリウムの流入によりアウトガス原子を掃引し
て持ち去り、これら原子が膜の表面で他の原子と反応や
結合をしないようにして、別の緩い結合を形成しないよ
うにする。このヘリウムアニールのステップの間、チャ
ンバを堆積温度（例えば〜６００℃）よりも高い温度に
加熱して膜を更に安定化させることも可能である。しか
し、堆積したメタルラインに損傷を与えないように、チ
ャンバ温度は約４５０℃以下に維持される。
ン元素の導入を停止し、プラズマを消失させる。ヘリウ
ムの流入を更に１０〜１２０秒継続して、膜を更に安定
化させる（ステップ２３０）。このヘリウムの流入は、
少なくとも２０秒継続することが好ましい。この時間の
間は、チャンバ温度と圧力は変えないまま維持する。こ
のヘリウムのみの流入のステップにより、膜をアニール
し、緩く結合している原子に対して、より強い結合を形
成させ、及び／又は堆積膜から放出させると考えられ
る。堆積膜から原子がいったんアウトガスにより放出さ
れた後、ヘリウムの流入によりアウトガス原子を掃引し
て持ち去り、これら原子が膜の表面で他の原子と反応や
結合をしないようにして、別の緩い結合を形成しないよ
うにする。このヘリウムアニールのステップの間、チャ
ンバを堆積温度（例えば〜６００℃）よりも高い温度に
加熱して膜を更に安定化させることも可能である。しか
し、堆積したメタルラインに損傷を与えないように、チ
ャンバ温度は約４５０℃以下に維持される。
【００３０】プロセスガスの構成成分全てを同時に導入
するステップ２１５に代えて、本発明の好ましい具体例
では堆積チャンバ内にヘリウムを導入し、ＴＥＯＳとハ
ロゲン源を導入するに先立ちプラズマを生成する。１９
９６年２月６日に出願の、発明者Anand Gupta ,Virendr
a V.S.Rana,Amrita Verma,Mohan K.Bhan及びSudhakarSu
brahmanyamによる米国特許出願０８／５９９２７０号、
標題"METHOD AND APPARATUS FOR IMPROVING THE FILM Q
UALITY OF PLASMA ENHANCED CVD FILMS AT THE INTERFA
CE"に記載されるように、プラズマがフルパワーに至っ
てからＴＥＯＳとハロゲン源を導入する。この米国特許
出願０８／５９９２７０号は、本願出願人に譲渡された
ものである。このようなプロセスのシーケンスにより、
プラズマを発生させている間に反応性ガス同士の間で生
じ得る不完全な反応を最小にすることができ、このよう
に膜の品質と安定性を更に向上することができる。
するステップ２１５に代えて、本発明の好ましい具体例
では堆積チャンバ内にヘリウムを導入し、ＴＥＯＳとハ
ロゲン源を導入するに先立ちプラズマを生成する。１９
９６年２月６日に出願の、発明者Anand Gupta ,Virendr
a V.S.Rana,Amrita Verma,Mohan K.Bhan及びSudhakarSu
brahmanyamによる米国特許出願０８／５９９２７０号、
標題"METHOD AND APPARATUS FOR IMPROVING THE FILM Q
UALITY OF PLASMA ENHANCED CVD FILMS AT THE INTERFA
CE"に記載されるように、プラズマがフルパワーに至っ
てからＴＥＯＳとハロゲン源を導入する。この米国特許
出願０８／５９９２７０号は、本願出願人に譲渡された
ものである。このようなプロセスのシーケンスにより、
プラズマを発生させている間に反応性ガス同士の間で生
じ得る不完全な反応を最小にすることができ、このよう
に膜の品質と安定性を更に向上することができる。
【００３１】プロセスガスには様々な種類の不活性なガ
スを用いることができるが、本発明の好ましい具体例で
は、ヘリウムを不活性なガスとして用いる。ヘリウム原
子のサイズと質量は、低周波数ＲＦ電源によりこの原子
やイオンを制御して迅速に加速できるようにするような
サイズと質量である。この現象は、ヘリウム導入速度の
上昇によりプラズマ中に存在するヘリウムの数が多い事
とあいまって、成長中の膜へのスパッタリングの効果を
有し、膜安定性に悪影響を与える緩く結合する原子を取
り除くと考えられる。加速されたヘリウムの原子やイオ
ンは、ハロゲンドープ膜内の緩く結合した原子、例えば
フリーな弗素、ＳｉＦのラジカル、ＯＨ結合、Ｓｉ−Ｏ
Ｈ結合、弱いＳｉ−Ｓｉ結合その他を追い出すに十分な
エネルギーを有していると考えられる。いったん追い出
された後は、これら原子はヘリウムの流れにより膜表面
から掃引されて取り去られ、膜内のらの原子と反応や結
合ができないようにされる。
スを用いることができるが、本発明の好ましい具体例で
は、ヘリウムを不活性なガスとして用いる。ヘリウム原
子のサイズと質量は、低周波数ＲＦ電源によりこの原子
やイオンを制御して迅速に加速できるようにするような
サイズと質量である。この現象は、ヘリウム導入速度の
上昇によりプラズマ中に存在するヘリウムの数が多い事
とあいまって、成長中の膜へのスパッタリングの効果を
有し、膜安定性に悪影響を与える緩く結合する原子を取
り除くと考えられる。加速されたヘリウムの原子やイオ
ンは、ハロゲンドープ膜内の緩く結合した原子、例えば
フリーな弗素、ＳｉＦのラジカル、ＯＨ結合、Ｓｉ−Ｏ
Ｈ結合、弱いＳｉ−Ｓｉ結合その他を追い出すに十分な
エネルギーを有していると考えられる。いったん追い出
された後は、これら原子はヘリウムの流れにより膜表面
から掃引されて取り去られ、膜内のらの原子と反応や結
合ができないようにされる。
【００３２】このヘリウムスパッタリングは、マトリク
ス中の強く結合した原子、例えば強いＳｉＦ結合等に大
きな影響を与えることはない。従って、成長中の膜に
は、ＳｉＦ結合構成の形成が好適である。緩く結合した
原子は、その後の処理のステップ中に湿気及び／又はア
ウトガスと最も反応しやすいため、これらの原子を取り
除くことにより、膜の安定性を高めることができる。ま
た、加速されたヘリウムの原子やイオンは、サイズが小
さいため、成長中の膜の中に浸透して、膜表面から２０
〜３０オングストローム下のところで緩く結合した原子
を更に取り除く。
ス中の強く結合した原子、例えば強いＳｉＦ結合等に大
きな影響を与えることはない。従って、成長中の膜に
は、ＳｉＦ結合構成の形成が好適である。緩く結合した
原子は、その後の処理のステップ中に湿気及び／又はア
ウトガスと最も反応しやすいため、これらの原子を取り
除くことにより、膜の安定性を高めることができる。ま
た、加速されたヘリウムの原子やイオンは、サイズが小
さいため、成長中の膜の中に浸透して、膜表面から２０
〜３０オングストローム下のところで緩く結合した原子
を更に取り除く。
【００３３】本発明は、プロセスガスの中でヘリウムの
流入量をその他のガスと比較して多くすることにより、
このヘリウムスパッタリングの効果を最大にする方法を
研究する。また、好ましい具体例では、プラズマ中のヘ
リウムイオンの速度を最大にし、すなわちヘリウムイオ
ンのエネルギーを最大にするための条件を設定する。安
定した膜を与えるためのヘリウムを導入する実際の流量
は、プロセスガスに用いる構成物、チャンバ温度、ハロ
ゲン濃度その他の因子に依拠する。ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜
及びＣ2Ｆ6膜を含む実施例をいかに示し、本発明の例示
の助けとする。
流入量をその他のガスと比較して多くすることにより、
このヘリウムスパッタリングの効果を最大にする方法を
研究する。また、好ましい具体例では、プラズマ中のヘ
リウムイオンの速度を最大にし、すなわちヘリウムイオ
ンのエネルギーを最大にするための条件を設定する。安
定した膜を与えるためのヘリウムを導入する実際の流量
は、プロセスガスに用いる構成物、チャンバ温度、ハロ
ゲン濃度その他の因子に依拠する。ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜
及びＣ2Ｆ6膜を含む実施例をいかに示し、本発明の例示
の助けとする。
【００３４】
（ＳｉＦ4の実施例）ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜は、本発明に従
って、ＴＥＯＳ、ヘリウムキャリアガス、Ｏ2及びＳｉ
Ｆ4を含むプロセスガスを用いて堆積してもよい。ＴＥ
ＯＳは室温で液体の形態であり、液体注入バルブ等を用
いて気化され、ヘリウムキャリアガスと混合される。ア
プライドマテリアルズ社製のＰ５０００リアクタにおけ
る２００ｍｍウエハ用のランプ加熱ＤＣＶＤチャンバで
代表的なＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を製造する場合は、ヘリウ
ムキャリアガスのプロセスチャンバへの導入流量は、少
なくとも約１５００ｓｃｃｍである。ＴＥＯＳを液体注
入バルブへ流量約５００〜２０００ｍｇｍ（正味の流量
で９６１．５〜３８４６．２ｓｃｃｍと等しい）で導入
し、Ｏ2を流量約２００〜１０００ｓｃｃｍで導入す
る。ＳｉＦ4をチャンバ内に導入する流量は、ＦＳＧ膜
の弗素濃度をどの程度にしようとするかによるが、０．
５〜５．０パーセントＳｉＦ4−ＦＳＧ含有（フーリエ
変換赤外（ＦＴＩＲ）分光のＳｉＦ結合とＳｉＦ＋Ｓｉ
Ｏ結合のピーク比により測定）の膜に対しては一般に約
１００〜２５００ｓｃｃｍである。
って、ＴＥＯＳ、ヘリウムキャリアガス、Ｏ2及びＳｉ
Ｆ4を含むプロセスガスを用いて堆積してもよい。ＴＥ
ＯＳは室温で液体の形態であり、液体注入バルブ等を用
いて気化され、ヘリウムキャリアガスと混合される。ア
プライドマテリアルズ社製のＰ５０００リアクタにおけ
る２００ｍｍウエハ用のランプ加熱ＤＣＶＤチャンバで
代表的なＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を製造する場合は、ヘリウ
ムキャリアガスのプロセスチャンバへの導入流量は、少
なくとも約１５００ｓｃｃｍである。ＴＥＯＳを液体注
入バルブへ流量約５００〜２０００ｍｇｍ（正味の流量
で９６１．５〜３８４６．２ｓｃｃｍと等しい）で導入
し、Ｏ2を流量約２００〜１０００ｓｃｃｍで導入す
る。ＳｉＦ4をチャンバ内に導入する流量は、ＦＳＧ膜
の弗素濃度をどの程度にしようとするかによるが、０．
５〜５．０パーセントＳｉＦ4−ＦＳＧ含有（フーリエ
変換赤外（ＦＴＩＲ）分光のＳｉＦ結合とＳｉＦ＋Ｓｉ
Ｏ結合のピーク比により測定）の膜に対しては一般に約
１００〜２５００ｓｃｃｍである。
【００３５】この代表的なプロセスで安定なＳｉＦ4−
ＦＳＧ膜を生成するためのヘリウム導入流量は、とりわ
け、チャンバ温度、ＳｉＦ4のパーセント、低周波数Ｒ
Ｆ電力及びチャンバの容量によって決まる。具体例のい
くつかでは、ヘリウムを１５００ｓｃｃｍ未満の流量で
チャンバに導入している。しかし、これらの具体例及び
その他の具体例でヘリウム対ＴＥＯＳの比は、少なくと
も０．５２：１であることが好ましい。更に好ましく
は、ヘリウム対ＴＥＯＳの比は、約０．８５：１以上で
ある。
ＦＳＧ膜を生成するためのヘリウム導入流量は、とりわ
け、チャンバ温度、ＳｉＦ4のパーセント、低周波数Ｒ
Ｆ電力及びチャンバの容量によって決まる。具体例のい
くつかでは、ヘリウムを１５００ｓｃｃｍ未満の流量で
チャンバに導入している。しかし、これらの具体例及び
その他の具体例でヘリウム対ＴＥＯＳの比は、少なくと
も０．５２：１であることが好ましい。更に好ましく
は、ヘリウム対ＴＥＯＳの比は、約０．８５：１以上で
ある。
【００３６】ＳｉＦ4、ＴＥＯＳ、Ｏ2及びヘリウムプロ
セスガスを用いた実験では、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が
約０．８５：１以上である場合に、温度４４０℃で安定
した２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成した。この実験
では、ヘリウムを流量１５００ｓｃｃｍで導入し、ＴＥ
ＯＳを９１５ｍｇｍ（正味の流量１７５９．６ｓｃｃｍ
と等価）で導入した。Ｏ2を６００ｓｃｃｍで導入し、
ＳｉＦ4 は５５０ｓｃｃｍで導入した。チャンバ圧力を
４トールに設定してこれを維持し、基板をガス散布マニ
ホールドから２５０ｍｉｌのところに配置し、混合周波
数のＲＦ電力を、１３．５６ＭＨｚで１１０ワット、３
５０ｋＨｚで４００ワット供給する。
セスガスを用いた実験では、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が
約０．８５：１以上である場合に、温度４４０℃で安定
した２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成した。この実験
では、ヘリウムを流量１５００ｓｃｃｍで導入し、ＴＥ
ＯＳを９１５ｍｇｍ（正味の流量１７５９．６ｓｃｃｍ
と等価）で導入した。Ｏ2を６００ｓｃｃｍで導入し、
ＳｉＦ4 は５５０ｓｃｃｍで導入した。チャンバ圧力を
４トールに設定してこれを維持し、基板をガス散布マニ
ホールドから２５０ｍｉｌのところに配置し、混合周波
数のＲＦ電力を、１３．５６ＭＨｚで１１０ワット、３
５０ｋＨｚで４００ワット供給する。
【００３７】弗素を高いパーセントで含有するＦＳＧ膜
では、膜を安定化するためには、ヘリウムをかなり高い
流量で導入する必要がある。このような高い弗素パーセ
ントの膜は、ヘリウムスパッタリングで取り除くべき緩
く結合した原子をかなり有している。実験では、上記の
条件で５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成するためには、ヘ
リウム対ＴＥＯＳの比が２．６：１以上であるべきであ
ることがわかった。用途によっては、２〜３パーセント
のＳｉＦ4−ＦＳＧ膜が要求される場合もある。このよ
うな弗素濃度のレベルでは、ヘリウム対ＴＥＯＳの比
は、４００℃のプロセスでは少なくとも１．５６：１で
あるべきであり、４４０℃のプロセスでは０．７３：１
であるべきである。
では、膜を安定化するためには、ヘリウムをかなり高い
流量で導入する必要がある。このような高い弗素パーセ
ントの膜は、ヘリウムスパッタリングで取り除くべき緩
く結合した原子をかなり有している。実験では、上記の
条件で５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成するためには、ヘ
リウム対ＴＥＯＳの比が２．６：１以上であるべきであ
ることがわかった。用途によっては、２〜３パーセント
のＳｉＦ4−ＦＳＧ膜が要求される場合もある。このよ
うな弗素濃度のレベルでは、ヘリウム対ＴＥＯＳの比
は、４００℃のプロセスでは少なくとも１．５６：１で
あるべきであり、４４０℃のプロセスでは０．７３：１
であるべきである。
【００３８】イオン衝突が増してもこれを制御すること
が可能であり、それはとりわけ、チャンバ圧力を低下さ
せ、低周波数ＲＦ電力を上げ、ウエハとガス散布マニホ
ールドの間の距離を小さくし、チャンバ温度を上げるこ
とによって行うことが可能である。例えば、実験では、
実験では、温度４００℃でＳｉＦ4の流量が７５０ｓｃ
ｃｍで安定した２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成する
ためには、ＴＥＯＳを９１５ｍｇｍ、ヘリウムを３００
０ｓｃｃｍで導入すればよいことがわかった。従って、
この実験では、安定した２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜
は、ヘリウム対ＴＥＯＳの比を約１．７１：１として生
成された。堆積温度４４０℃で２．５％ＳｉＦ4−ＦＳ
Ｇ膜を安定化させるために必要なヘリウムの流量は４０
０℃で必要な流量よりも低いと考えられ、その理由は、
堆積温度が高くなれば、プラズマ堆積工程中の膜へのイ
オン衝突が増加するからである。このイオン衝突の増加
により、ヘリウムスパッタリングの効果が向上し、膜か
ら更に緩く結合した原子を取り除く。
が可能であり、それはとりわけ、チャンバ圧力を低下さ
せ、低周波数ＲＦ電力を上げ、ウエハとガス散布マニホ
ールドの間の距離を小さくし、チャンバ温度を上げるこ
とによって行うことが可能である。例えば、実験では、
実験では、温度４００℃でＳｉＦ4の流量が７５０ｓｃ
ｃｍで安定した２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成する
ためには、ＴＥＯＳを９１５ｍｇｍ、ヘリウムを３００
０ｓｃｃｍで導入すればよいことがわかった。従って、
この実験では、安定した２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜
は、ヘリウム対ＴＥＯＳの比を約１．７１：１として生
成された。堆積温度４４０℃で２．５％ＳｉＦ4−ＦＳ
Ｇ膜を安定化させるために必要なヘリウムの流量は４０
０℃で必要な流量よりも低いと考えられ、その理由は、
堆積温度が高くなれば、プラズマ堆積工程中の膜へのイ
オン衝突が増加するからである。このイオン衝突の増加
により、ヘリウムスパッタリングの効果が向上し、膜か
ら更に緩く結合した原子を取り除く。
【００３９】更に実験を行い、２００℃と５００℃で安
定した２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成するために
は、ヘリウム対ＴＥＯＳの比をそれぞれ、２．６：１以
上と０．７６：１以上とすればよいことがわかった。ま
た更に実験を行い、チャンバ圧力を１〜５トール、サセ
プタの間隔を１５０〜３００ｍｉｌに維持することによ
り膜の安定性が上昇することがわかった。また、Ｏ2と
ＴＥＯＳの比を０．１３〜０．５２：１としたときに、
膜の安定性が向上する。Ｏ2対ＴＥＯＳの比は、０．１
７：１であれば好ましい。
定した２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜を生成するために
は、ヘリウム対ＴＥＯＳの比をそれぞれ、２．６：１以
上と０．７６：１以上とすればよいことがわかった。ま
た更に実験を行い、チャンバ圧力を１〜５トール、サセ
プタの間隔を１５０〜３００ｍｉｌに維持することによ
り膜の安定性が上昇することがわかった。また、Ｏ2と
ＴＥＯＳの比を０．１３〜０．５２：１としたときに、
膜の安定性が向上する。Ｏ2対ＴＥＯＳの比は、０．１
７：１であれば好ましい。
【００４０】（Ｃ2Ｆ6の実施例）本発明に従い、ＴＥＯ
Ｓ、ヘリウムキャリアガス、Ｏ2及びＣ2Ｆ6を含むプロ
セスガスから、安定なＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜を堆積すること
が可能である。Ｃ2Ｆ6に含まれる炭素は、このプロセス
において、緩く結合する原子をＦＳＧマトリクス中に生
じさせ得る不純物添加の発生源となる。従って、特定の
弗素濃度でＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜を安定化させるためのヘリ
ウムを導入する流量は、概して、同様の弗素濃度のＳｉ
Ｆ4−ＦＳＧ膜を安定化させるための導入流量よりも高
い。実験では、チャンバ圧力を５トール、サセプタ間隔
が３００ｍｉｌ、温度が４４０℃の場合に、２．５％Ｃ
2Ｆ6−ＦＳＧ膜を安定化させるためには、ヘリウム対Ｔ
ＥＯＳの比が４．６５：１（４３００ｓｃｃｍ対９２５
ｍｇｍ（１７７８．８ｓｃｃｍ））が必要であることが
わかり、これらの実験では、Ｏ2を８４０ｓｃｃｍでチ
ャンバに導入しＣ2Ｆ6を４００ｓｃｃｍで導入した。１
３．５６ＭＨｚの高周波数を１５０ワットで駆動し３５
０ｋＨｚの低周波数を５５０ワットで駆動して、プラズ
マを生成した。これらの実験では、アプライドマテリア
ルズ製のＰ５０００リアクタシステムの２００ｍｍウエ
ハ専用の抵抗加熱ＤｘＺチャンバで行われた。
Ｓ、ヘリウムキャリアガス、Ｏ2及びＣ2Ｆ6を含むプロ
セスガスから、安定なＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜を堆積すること
が可能である。Ｃ2Ｆ6に含まれる炭素は、このプロセス
において、緩く結合する原子をＦＳＧマトリクス中に生
じさせ得る不純物添加の発生源となる。従って、特定の
弗素濃度でＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜を安定化させるためのヘリ
ウムを導入する流量は、概して、同様の弗素濃度のＳｉ
Ｆ4−ＦＳＧ膜を安定化させるための導入流量よりも高
い。実験では、チャンバ圧力を５トール、サセプタ間隔
が３００ｍｉｌ、温度が４４０℃の場合に、２．５％Ｃ
2Ｆ6−ＦＳＧ膜を安定化させるためには、ヘリウム対Ｔ
ＥＯＳの比が４．６５：１（４３００ｓｃｃｍ対９２５
ｍｇｍ（１７７８．８ｓｃｃｍ））が必要であることが
わかり、これらの実験では、Ｏ2を８４０ｓｃｃｍでチ
ャンバに導入しＣ2Ｆ6を４００ｓｃｃｍで導入した。１
３．５６ＭＨｚの高周波数を１５０ワットで駆動し３５
０ｋＨｚの低周波数を５５０ワットで駆動して、プラズ
マを生成した。これらの実験では、アプライドマテリア
ルズ製のＰ５０００リアクタシステムの２００ｍｍウエ
ハ専用の抵抗加熱ＤｘＺチャンバで行われた。
【００４１】更に実験を行い、ヘリウムの導入流量を５
００ｓｃｃｍに上げてヘリウム対ＴＥＯＳの比を２．８
１：１となるようにすることにより、４００℃で安定な
２．５％Ｃ2Ｆ6−ＦＳＧ膜を堆積することができること
がわかった。
００ｓｃｃｍに上げてヘリウム対ＴＥＯＳの比を２．８
１：１となるようにすることにより、４００℃で安定な
２．５％Ｃ2Ｆ6−ＦＳＧ膜を堆積することができること
がわかった。
【００４２】（３．試験結果）本発明の有効性を示すた
め、本発明の方法の利益を用いる場合と用いない場合で
様々なＦＳＧ膜を堆積する実験を行った。
め、本発明の方法の利益を用いる場合と用いない場合で
様々なＦＳＧ膜を堆積する実験を行った。
【００４３】（Ａ．ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜堆積の実験）第
１の組の実験では、本発明の利益を受けずに堆積した
２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜（ＦＴＩＲ分光分析のＳｉ
Ｆ結合対ＳｉＦ＋ＳｉＯ結合のピーク面積比により測
定）を、本発明の方法に従って堆積した２．５％ＳｉＦ
4−ＦＳＧ膜と比較した。これら両者の膜を、上述のラ
ンプ加熱ＤＣＶＤチャンバにおいて、低抵抗基板の上に
堆積させた。
１の組の実験では、本発明の利益を受けずに堆積した
２．５％ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜（ＦＴＩＲ分光分析のＳｉ
Ｆ結合対ＳｉＦ＋ＳｉＯ結合のピーク面積比により測
定）を、本発明の方法に従って堆積した２．５％ＳｉＦ
4−ＦＳＧ膜と比較した。これら両者の膜を、上述のラ
ンプ加熱ＤＣＶＤチャンバにおいて、低抵抗基板の上に
堆積させた。
【００４４】本発明の利益を受けない膜の堆積では、ウ
エハを処理チャンバ内に搬入し、ガス散布マニホールド
から２５０ｍｉｌの処理のポジションへ移動させた。適
正に配置した後、ウエハを温度４００℃に加熱し、ＴＥ
ＯＳ、ヘリウム、Ｏ2 及びＳｉＦ4を含むプロセスガス
をチャンバに導入した。チャンバ内の圧力を５トールに
設定してこれを維持し、１３．５６ＭＨｚの高周波数を
１１０ワットで駆動し３５０ｋＨｚの低周波数を３４０
ワットで駆動して、プラズマを生成した。ＴＥＯＳは、
流量９１５ｍｇｍでチャンバに導入されるが、液体注入
システムを用いて気化され、流量７００ｓｃｃｍで導入
されるヘリウムキャリアガスに混合された。Ｏ2は流量
７００ｓｃｃｍでチャンバに導入され、ＳｉＦ4は流量
７２５ｓｃｃｍで導入された。ＦＳＧ層が１．０ミクロ
ンの厚さに堆積するまでプラズマを維持した。
エハを処理チャンバ内に搬入し、ガス散布マニホールド
から２５０ｍｉｌの処理のポジションへ移動させた。適
正に配置した後、ウエハを温度４００℃に加熱し、ＴＥ
ＯＳ、ヘリウム、Ｏ2 及びＳｉＦ4を含むプロセスガス
をチャンバに導入した。チャンバ内の圧力を５トールに
設定してこれを維持し、１３．５６ＭＨｚの高周波数を
１１０ワットで駆動し３５０ｋＨｚの低周波数を３４０
ワットで駆動して、プラズマを生成した。ＴＥＯＳは、
流量９１５ｍｇｍでチャンバに導入されるが、液体注入
システムを用いて気化され、流量７００ｓｃｃｍで導入
されるヘリウムキャリアガスに混合された。Ｏ2は流量
７００ｓｃｃｍでチャンバに導入され、ＳｉＦ4は流量
７２５ｓｃｃｍで導入された。ＦＳＧ層が１．０ミクロ
ンの厚さに堆積するまでプラズマを維持した。
【００４５】本発明に従った膜の堆積では、同様にウエ
ハを処理チャンバに搬入し、ガス散布マニホールドから
２５０ｍｉｌの処理のポジションへ移動させた。ウエハ
を適正に配置した後、ヘリウムガスと酸素ガスをチャン
バ内に導入した。ヘリウムは、ＴＥＯＳ導入のために用
いる液体注入システムに接続するラインを介して、流量
１５００ｓｃｃｍという高い流量で導入し、Ｏ2 は流量
６００ｓｃｃｍで導入した。次に、ウエハを温度４４０
℃に加熱し、チャンバ内の圧力を４トールに維持した。
ハを処理チャンバに搬入し、ガス散布マニホールドから
２５０ｍｉｌの処理のポジションへ移動させた。ウエハ
を適正に配置した後、ヘリウムガスと酸素ガスをチャン
バ内に導入した。ヘリウムは、ＴＥＯＳ導入のために用
いる液体注入システムに接続するラインを介して、流量
１５００ｓｃｃｍという高い流量で導入し、Ｏ2 は流量
６００ｓｃｃｍで導入した。次に、ウエハを温度４４０
℃に加熱し、チャンバ内の圧力を４トールに維持した。
【００４６】次いで、１３．５６ＭＨｚの高周波数を１
１０ワットで駆動し３５０ｋＨｚの低周波数を４００ワ
ットで駆動して、プラズマを生成した。ＲＦ電力がフル
パワーに達した後、気化したＴＥＯＳを流量９１５ｍｇ
ｍで導入し、ヘリウムキャリアガスの流れと混合した。
２秒後、ＳｉＦ4 を流量５５０ｓｃｃｍで導入した。Ｆ
ＳＧ層が１．０ミクロンの厚さに堆積するまで、プラズ
マを維持した。ヘリウムアニールのステップを上記の方
法に従って６０秒間行った。
１０ワットで駆動し３５０ｋＨｚの低周波数を４００ワ
ットで駆動して、プラズマを生成した。ＲＦ電力がフル
パワーに達した後、気化したＴＥＯＳを流量９１５ｍｇ
ｍで導入し、ヘリウムキャリアガスの流れと混合した。
２秒後、ＳｉＦ4 を流量５５０ｓｃｃｍで導入した。Ｆ
ＳＧ層が１．０ミクロンの厚さに堆積するまで、プラズ
マを維持した。ヘリウムアニールのステップを上記の方
法に従って６０秒間行った。
【００４７】それぞれの膜からのＨＦ（原子質量２０）
の放出を示す熱脱着スペクトル（ＴＤＳ：thermal deso
rption spectrum）のデータが、図３（ａ）及び（ｂ）
に示される。図３の（ａ）には、本発明の利益を受けな
いで堆積したＳｉＦ4−ＦＳＧ膜に対するＦ及びＨＦの
ＴＤＳデータを示し、（ｂ）には、本発明に従って堆積
したＳｉＦ4−ＦＳＧ膜に対するＦ及びＨＦのＴＤＳデ
ータを示す。図３（ａ）と３（ｂ）の比較から明らかな
ように、第１の膜からＦ及びＨＦがそれぞれ２７５℃付
近及び３２５℃付近でアウトガスによる放出を開始する
一方、本発明に従って堆積した膜はおよそ少なくとも６
００℃まで安定（例えば、実質的にＦ及びＨＦのアウト
ガスがない）である。この相違は、熱サイクルの多くが
４００〜４５０℃の温度で行われる点において顕著であ
る。膜によっては、この程度の温度で安定性を維持する
ことは重要である。ＩＭＤ層では特に一般的であるこの
ような熱サイクルでは、本発明の方法に従って堆積した
ＦＳＧ層でＦ又はＨＦのアウトガスが生じない。
の放出を示す熱脱着スペクトル（ＴＤＳ：thermal deso
rption spectrum）のデータが、図３（ａ）及び（ｂ）
に示される。図３の（ａ）には、本発明の利益を受けな
いで堆積したＳｉＦ4−ＦＳＧ膜に対するＦ及びＨＦの
ＴＤＳデータを示し、（ｂ）には、本発明に従って堆積
したＳｉＦ4−ＦＳＧ膜に対するＦ及びＨＦのＴＤＳデ
ータを示す。図３（ａ）と３（ｂ）の比較から明らかな
ように、第１の膜からＦ及びＨＦがそれぞれ２７５℃付
近及び３２５℃付近でアウトガスによる放出を開始する
一方、本発明に従って堆積した膜はおよそ少なくとも６
００℃まで安定（例えば、実質的にＦ及びＨＦのアウト
ガスがない）である。この相違は、熱サイクルの多くが
４００〜４５０℃の温度で行われる点において顕著であ
る。膜によっては、この程度の温度で安定性を維持する
ことは重要である。ＩＭＤ層では特に一般的であるこの
ような熱サイクルでは、本発明の方法に従って堆積した
ＦＳＧ層でＦ又はＨＦのアウトガスが生じない。
【００４８】本発明の利益を更に例証するものとして
は、図４（ａ）と（ｂ）の比較が挙げられ、これらは、
質量分析ガスクロマトグラフィー（ＧＣＭＳ：gas chro
matography mass spectroscopy）の測定により測定した
それぞれの膜からのＳｉＦ3 のアウトガスを例示するも
のである。図４（ａ）には、従来技術の膜からのＳｉＦ
3 のアウトガスを示し、本発明に従って堆積した膜から
のＳｉＦ3 のアウトガスは図４（ｂ）に示される。それ
ぞれの図におけるＳｉＦ3 アウトガスの量は任意の単位
で測定さたが、この測定では、図４（ａ）の膜のＳｉＦ
3 イオンのアウトガスの量を図４（ｂ）の膜のアウトガ
スの量と相対的に例示するものである。このように、図
４（ａ）及び４（ｂ）に示すように、本発明の利益を受
けずに堆積した膜からは、本発明の方法に従って堆積し
た膜からの５倍以上のＳｉＦ3 のアウトガスが検出され
た。図４（ｂ）で示される結果の試験を行ったウエハ上
に堆積した膜の品質の方が高いのは、ヘリウム流量を高
めることにより緩く結合した原子が取り除かれたからで
あると考えられる。
は、図４（ａ）と（ｂ）の比較が挙げられ、これらは、
質量分析ガスクロマトグラフィー（ＧＣＭＳ：gas chro
matography mass spectroscopy）の測定により測定した
それぞれの膜からのＳｉＦ3 のアウトガスを例示するも
のである。図４（ａ）には、従来技術の膜からのＳｉＦ
3 のアウトガスを示し、本発明に従って堆積した膜から
のＳｉＦ3 のアウトガスは図４（ｂ）に示される。それ
ぞれの図におけるＳｉＦ3 アウトガスの量は任意の単位
で測定さたが、この測定では、図４（ａ）の膜のＳｉＦ
3 イオンのアウトガスの量を図４（ｂ）の膜のアウトガ
スの量と相対的に例示するものである。このように、図
４（ａ）及び４（ｂ）に示すように、本発明の利益を受
けずに堆積した膜からは、本発明の方法に従って堆積し
た膜からの５倍以上のＳｉＦ3 のアウトガスが検出され
た。図４（ｂ）で示される結果の試験を行ったウエハ上
に堆積した膜の品質の方が高いのは、ヘリウム流量を高
めることにより緩く結合した原子が取り除かれたからで
あると考えられる。
【００４９】本発明に従って堆積した膜の安定性を更に
示すものとしては、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）に示され、これらは順に、Ｓ
ＩＦ4イオン、ＳｉＦ3 イオン、ＳｉＦ2 イオン、Ｓｉ
Ｆイオン、ＨＦ及びＨ2０の放出を示すＧＣＭＳスペク
トルデータのグラフである。図５（ａ）〜（ｆ）に示さ
れるＧＣＭＳ試験は、本発明に従って堆積した２．５％
ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜について行われた。それぞれの試験
では、基板を真空（およそ２ミリトール）雰囲気内に配
置し、最初の１０分間で室温から４００℃まで基板をゆ
っくりと加熱した。次いで、次の３０分間、温度を４０
０℃に維持し、その後の１０分間でゆっくりと６００℃
まで上昇させた。図５（ａ）〜（ｃ）のそれぞれに示さ
れるように、試験中はＳＩＦ4、ＳｉＦ3 、ＳｉＦ2 の
放出はほとんど生じず、従って、膜は６００℃まで安定
であったことが示された。
示すものとしては、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）に示され、これらは順に、Ｓ
ＩＦ4イオン、ＳｉＦ3 イオン、ＳｉＦ2 イオン、Ｓｉ
Ｆイオン、ＨＦ及びＨ2０の放出を示すＧＣＭＳスペク
トルデータのグラフである。図５（ａ）〜（ｆ）に示さ
れるＧＣＭＳ試験は、本発明に従って堆積した２．５％
ＳｉＦ4−ＦＳＧ膜について行われた。それぞれの試験
では、基板を真空（およそ２ミリトール）雰囲気内に配
置し、最初の１０分間で室温から４００℃まで基板をゆ
っくりと加熱した。次いで、次の３０分間、温度を４０
０℃に維持し、その後の１０分間でゆっくりと６００℃
まで上昇させた。図５（ａ）〜（ｃ）のそれぞれに示さ
れるように、試験中はＳＩＦ4、ＳｉＦ3 、ＳｉＦ2 の
放出はほとんど生じず、従って、膜は６００℃まで安定
であったことが示された。
【００５０】図５（ｄ）及び（ｅ）の更なるＧＣＭＳに
示されるように、この試験中は６００℃まではＳｉＦや
ＨＦの放出は顕著ではなかったことが示される。図５
（ｆ）には、この試験中にＨ2Ｏの放出のＧＣＭＳ測定
を示し、図５（ｇ）は、この試験の前に行われたバック
グラウンドの湿気のレベルの測定としてのＨ2ＯのＧＣ
ＭＳ測定を示す。図５（ｆ）と図５（ｇ）を比較すれ
ば、本発明の方法に従って堆積した膜からはＨ2Ｏの顕
著な放出はみられず、あったとしても、測定されたＨ2
Ｏの大部分はバックグラウンド湿気レベルによるもので
ある。
示されるように、この試験中は６００℃まではＳｉＦや
ＨＦの放出は顕著ではなかったことが示される。図５
（ｆ）には、この試験中にＨ2Ｏの放出のＧＣＭＳ測定
を示し、図５（ｇ）は、この試験の前に行われたバック
グラウンドの湿気のレベルの測定としてのＨ2ＯのＧＣ
ＭＳ測定を示す。図５（ｆ）と図５（ｇ）を比較すれ
ば、本発明の方法に従って堆積した膜からはＨ2Ｏの顕
著な放出はみられず、あったとしても、測定されたＨ2
Ｏの大部分はバックグラウンド湿気レベルによるもので
ある。
【００５１】（Ｂ．Ｃ2Ｆ6−ＦＳＧの実験）第２の組の
実験では、本発明の利益を受けずに堆積した２．５％Ｃ
2Ｆ6−ＦＳＧ膜（ＦＴＩＲ分光分析のＳｉＦ結合対Ｓｉ
Ｆ＋ＳｉＯ結合のピーク面積比により測定）を、本発明
の方法に従って堆積した２．５％Ｃ2Ｆ6−ＦＳＧ膜と比
較した。これら両方のＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜は、アプライド
マテリアルズ製のＰ５０００リアクタシステムの２００
ｍｍウエハ専用の抵抗加熱ＤＣＶＤチャンバで堆積し
た。
実験では、本発明の利益を受けずに堆積した２．５％Ｃ
2Ｆ6−ＦＳＧ膜（ＦＴＩＲ分光分析のＳｉＦ結合対Ｓｉ
Ｆ＋ＳｉＯ結合のピーク面積比により測定）を、本発明
の方法に従って堆積した２．５％Ｃ2Ｆ6−ＦＳＧ膜と比
較した。これら両方のＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜は、アプライド
マテリアルズ製のＰ５０００リアクタシステムの２００
ｍｍウエハ専用の抵抗加熱ＤＣＶＤチャンバで堆積し
た。
【００５２】本発明の利益を受けない膜の堆積では、ウ
エハを処理チャンバ内に搬入し、ガス散布マニホールド
から３００ｍｉｌの処理のポジションへ移動させた。適
正に配置した後、ウエハを温度４００℃に加熱し、ＴＥ
ＯＳ、Ｏ2 及びＣ2Ｆ6を含むプロセスガスをチャンバに
導入した。チャンバ内の圧力を５トールに設定してこれ
を維持し、１３．５６ＭＨｚの高周波数を１５０ワット
で駆動し３５０ｋＨｚの低周波数を５５０ワットで駆動
して、プラズマを生成した。ＴＥＯＳは、流量９２５ｍ
ｇｍでチャンバに導入されるが、液体注入システムを用
いて気化され、流量１５００ｓｃｃｍで導入されるヘリ
ウムキャリアガスに混合された。Ｏ2は流量８４０ｓｃ
ｃｍでチャンバに導入され、Ｃ2Ｆ6は流量４００ｓｃｃ
ｍで導入された。ＦＳＧ層が１．０ミクロンの厚さに堆
積するまでプラズマを維持した。
エハを処理チャンバ内に搬入し、ガス散布マニホールド
から３００ｍｉｌの処理のポジションへ移動させた。適
正に配置した後、ウエハを温度４００℃に加熱し、ＴＥ
ＯＳ、Ｏ2 及びＣ2Ｆ6を含むプロセスガスをチャンバに
導入した。チャンバ内の圧力を５トールに設定してこれ
を維持し、１３．５６ＭＨｚの高周波数を１５０ワット
で駆動し３５０ｋＨｚの低周波数を５５０ワットで駆動
して、プラズマを生成した。ＴＥＯＳは、流量９２５ｍ
ｇｍでチャンバに導入されるが、液体注入システムを用
いて気化され、流量１５００ｓｃｃｍで導入されるヘリ
ウムキャリアガスに混合された。Ｏ2は流量８４０ｓｃ
ｃｍでチャンバに導入され、Ｃ2Ｆ6は流量４００ｓｃｃ
ｍで導入された。ＦＳＧ層が１．０ミクロンの厚さに堆
積するまでプラズマを維持した。
【００５３】本発明に従った膜の堆積では、同様にウエ
ハを処理チャンバに搬入し、ガス散布マニホールドから
３００ｍｉｌの処理のポジションへ移動させた。ウエハ
を適正に配置した後、２つの別々のラインからヘリウム
ガスをチャンバ内に導入した。第１の供給ラインでは、
ＴＥＯＳ導入のために用いる液体注入システムに接続す
るラインを介して、流量２８００ｓｃｃｍで導入し、第
２のラインでは、ヘリウムを流量１５００ｓｃｃｍで導
入した。ヘリウムの導入流量のトータルは、４３００ｓ
ｃｃｍであった。次に、ウエハを温度４４０℃に加熱
し、チャンバ内の圧力を５トールに維持した。
ハを処理チャンバに搬入し、ガス散布マニホールドから
３００ｍｉｌの処理のポジションへ移動させた。ウエハ
を適正に配置した後、２つの別々のラインからヘリウム
ガスをチャンバ内に導入した。第１の供給ラインでは、
ＴＥＯＳ導入のために用いる液体注入システムに接続す
るラインを介して、流量２８００ｓｃｃｍで導入し、第
２のラインでは、ヘリウムを流量１５００ｓｃｃｍで導
入した。ヘリウムの導入流量のトータルは、４３００ｓ
ｃｃｍであった。次に、ウエハを温度４４０℃に加熱
し、チャンバ内の圧力を５トールに維持した。
【００５４】次いで、１３．５６ＭＨｚの高周波数を１
５０ワットで駆動し３５０ｋＨｚの低周波数を５５０ワ
ットで駆動して、プラズマを生成した。ＲＦ電力がフル
パワーに達した後、気化したＴＥＯＳを流量９２５ｍｇ
ｍで導入し、ヘリウムキャリアガスの流れと混合した。
５．５秒後、Ｃ2Ｆ6を流量３６０ｓｃｃｍで導入した。
ＦＳＧ層が１．０ミクロンの厚さに堆積するまで、プラ
ズマを維持した。堆積の操作を完了した後、ヘリウムア
ニールのステップを２５秒間行った。
５０ワットで駆動し３５０ｋＨｚの低周波数を５５０ワ
ットで駆動して、プラズマを生成した。ＲＦ電力がフル
パワーに達した後、気化したＴＥＯＳを流量９２５ｍｇ
ｍで導入し、ヘリウムキャリアガスの流れと混合した。
５．５秒後、Ｃ2Ｆ6を流量３６０ｓｃｃｍで導入した。
ＦＳＧ層が１．０ミクロンの厚さに堆積するまで、プラ
ズマを維持した。堆積の操作を完了した後、ヘリウムア
ニールのステップを２５秒間行った。
【００５５】それぞれの膜からのＨＦ（原子質量２０）
の放出を示す熱脱着スペクトル（ＴＤＳ：thermal deso
rption spectrum）のデータが、図６（ａ）及び（ｂ）
に示される。図６の（ａ）には、本発明の利益を受けな
いで堆積したＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜に対するＦ及びＨＦのＴ
ＤＳデータを示し、（ｂ）には、本発明に従って堆積し
たＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜に対するＦ及びＨＦのＴＤＳデータ
を示す。図６（ａ）から明らかなように、第１の膜から
のＦのアウトガスによる放出は非常に低い温度から始ま
っており、他方、ＨＦのアウトガスによる放出は、１２
５℃付近で開始している。これとは対照的に、図６
（ｂ）に示されるように、本発明に従って堆積した膜は
およそ少なくとも６００℃まで安定である。前述の如
く、この相違は、熱サイクルの多くが４００〜４５０℃
の温度で行われる点において顕著である。ＩＭＤ層では
特に一般的であるこのような熱サイクルでは、本発明の
方法に従って堆積したＦＳＧ層でＦ又はＨＦのアウトガ
スが生じない。上述の例及び態様は、例示目的のためだ
けのものであり、特許請求の範囲の制限を意図するもの
ではない。
の放出を示す熱脱着スペクトル（ＴＤＳ：thermal deso
rption spectrum）のデータが、図６（ａ）及び（ｂ）
に示される。図６の（ａ）には、本発明の利益を受けな
いで堆積したＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜に対するＦ及びＨＦのＴ
ＤＳデータを示し、（ｂ）には、本発明に従って堆積し
たＣ2Ｆ6−ＦＳＧ膜に対するＦ及びＨＦのＴＤＳデータ
を示す。図６（ａ）から明らかなように、第１の膜から
のＦのアウトガスによる放出は非常に低い温度から始ま
っており、他方、ＨＦのアウトガスによる放出は、１２
５℃付近で開始している。これとは対照的に、図６
（ｂ）に示されるように、本発明に従って堆積した膜は
およそ少なくとも６００℃まで安定である。前述の如
く、この相違は、熱サイクルの多くが４００〜４５０℃
の温度で行われる点において顕著である。ＩＭＤ層では
特に一般的であるこのような熱サイクルでは、本発明の
方法に従って堆積したＦＳＧ層でＦ又はＨＦのアウトガ
スが生じない。上述の例及び態様は、例示目的のためだ
けのものであり、特許請求の範囲の制限を意図するもの
ではない。
【００５６】（４．代表的な構造体）図７は、本発明に
従った集積回路２００の簡略化した断面図である。図示
の如く、集積回路２００はＮＭＯＳトランジスタ２０３
とＰＭＯＳトランジスタ２０６とを有しており、これら
は、フィールド酸化物領域２２０によって分離し電気的
に絶縁される。トランジスタ２０３と２０６はそれぞ
れ、ソース領域２１２と、ドレイン領域２１５と、ゲー
ト領域２１８とを有している。
従った集積回路２００の簡略化した断面図である。図示
の如く、集積回路２００はＮＭＯＳトランジスタ２０３
とＰＭＯＳトランジスタ２０６とを有しており、これら
は、フィールド酸化物領域２２０によって分離し電気的
に絶縁される。トランジスタ２０３と２０６はそれぞ
れ、ソース領域２１２と、ドレイン領域２１５と、ゲー
ト領域２１８とを有している。
【００５７】プリメタル誘電層２２１が、トランジスタ
２０３とトランジスタ２０６をメタル層Ｍ１から隔て、
コンタクト２２４によりメタル層Ｍ１とこれらトランジ
スタの間を接続している。メタル層Ｍ１は、集積回路２
００に含まれる４つのメタル層Ｍ１〜Ｍ４の中の１つで
ある。メタル層Ｍ１〜Ｍ４のそれぞれは、メタル間誘電
層ＩＭＤ１、ＩＭＤ２、ＩＭＤ３によりそれぞれ、隣接
メタル層から隔てられている。この隣接メタル層は、バ
イア２２６によって所定の開口に接続される。メタル層
Ｍ４の上には、平坦化されたパッシベーション層２３０
が堆積する。
２０３とトランジスタ２０６をメタル層Ｍ１から隔て、
コンタクト２２４によりメタル層Ｍ１とこれらトランジ
スタの間を接続している。メタル層Ｍ１は、集積回路２
００に含まれる４つのメタル層Ｍ１〜Ｍ４の中の１つで
ある。メタル層Ｍ１〜Ｍ４のそれぞれは、メタル間誘電
層ＩＭＤ１、ＩＭＤ２、ＩＭＤ３によりそれぞれ、隣接
メタル層から隔てられている。この隣接メタル層は、バ
イア２２６によって所定の開口に接続される。メタル層
Ｍ４の上には、平坦化されたパッシベーション層２３０
が堆積する。
【００５８】本発明の誘電層を、集積回路２００に示さ
れるそれぞれの誘電層に用いてもよいが、この場合は、
好ましい具体例の形成に用いられるＰＥＣＶＤと共に、
低い誘電定数、良好なギャップ充填性質等の膜の物理的
性質が、ＩＭＤ１〜ＩＭＤ３のメタル間誘電層で示され
ている隣接メタル層同士の間の絶縁層として更に有用で
ある。典型的には、このようなメタル間誘電層は、厚さ
０．２〜０．３ミクロンである。
れるそれぞれの誘電層に用いてもよいが、この場合は、
好ましい具体例の形成に用いられるＰＥＣＶＤと共に、
低い誘電定数、良好なギャップ充填性質等の膜の物理的
性質が、ＩＭＤ１〜ＩＭＤ３のメタル間誘電層で示され
ている隣接メタル層同士の間の絶縁層として更に有用で
ある。典型的には、このようなメタル間誘電層は、厚さ
０．２〜０．３ミクロンである。
【００５９】また、本発明の誘電層は、集積回路によっ
ては含まれていることもあるダマシーン層(damascene l
ayers)に用いてもよい。ダマシーン層では、ブランケッ
トＦＳＧ層（リンフルオロ珪酸ガラス）が基板上に形成
され選択的に基板までのエッチングがなされた後メタル
で充填され、エッチバック又は研磨がなされて、Ｍ１の
ようなメタルコンタクトを形成する。メタル層を堆積し
た後、第２のブランケットＦＳＧ層を堆積し、選択的に
エッチングする。そして、エッチング領域をメタルで充
填し、エッチバック又は研磨を行いバイア２２６を形成
する。
ては含まれていることもあるダマシーン層(damascene l
ayers)に用いてもよい。ダマシーン層では、ブランケッ
トＦＳＧ層（リンフルオロ珪酸ガラス）が基板上に形成
され選択的に基板までのエッチングがなされた後メタル
で充填され、エッチバック又は研磨がなされて、Ｍ１の
ようなメタルコンタクトを形成する。メタル層を堆積し
た後、第２のブランケットＦＳＧ層を堆積し、選択的に
エッチングする。そして、エッチング領域をメタルで充
填し、エッチバック又は研磨を行いバイア２２６を形成
する。
【００６０】この簡略化した集積回路２００は、例示の
目的のみのためのものであることが理解されよう。いわ
ゆる当業者は、本発明の方法を用いてマイクロプロセッ
サ、アプリケーションスペシフィック集積回路（ＡＳＩ
ＣＳ）、メモリーデバイス等のその他の集積回路を製造
することができる。
目的のみのためのものであることが理解されよう。いわ
ゆる当業者は、本発明の方法を用いてマイクロプロセッ
サ、アプリケーションスペシフィック集積回路（ＡＳＩ
ＣＳ）、メモリーデバイス等のその他の集積回路を製造
することができる。
【００６１】本発明のいくつかの具体例について充分に
説明したが、当業者には、本発明に従って低誘電定数の
酸化物層を堆積する他の均等な方法又は代替的な方法が
明らかであろう。例えば、ここに説明した具体例はＴＥ
ＯＳを珪素のソースとして用いＯ2 を酸素のソースとし
て用いているが、シラン等の他の珪素ソースＮ2Ｏ 、Ｃ
Ｏなどの他の酸素ソースなど、他のソースを用いること
も可能である。ｍたＳｉＦ4やＣ2Ｆ6以外の弗素源（例
えばＴＥＦＳ）を用いてもよい。このような代替なもの
や均等なものは、本発明の範囲に含まれる。
説明したが、当業者には、本発明に従って低誘電定数の
酸化物層を堆積する他の均等な方法又は代替的な方法が
明らかであろう。例えば、ここに説明した具体例はＴＥ
ＯＳを珪素のソースとして用いＯ2 を酸素のソースとし
て用いているが、シラン等の他の珪素ソースＮ2Ｏ 、Ｃ
Ｏなどの他の酸素ソースなど、他のソースを用いること
も可能である。ｍたＳｉＦ4やＣ2Ｆ6以外の弗素源（例
えばＴＥＦＳ）を用いてもよい。このような代替なもの
や均等なものは、本発明の範囲に含まれる。
【００６２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
プラズマ堆積操作中にヘリウムをプロセスチャンバ内に
高い流量導入することにより、膜の安定性が向上する。
ヘリウムの流量を高くすることにより、プラズマ中に存
在するヘリウムイオンの量が豊富となるため、これが、
このイオンのサイズの小ささ及び軽さとあいまって、成
長中の膜にスパッタリング効果を有することとなり、膜
の安定性に悪影響を与える緩く結合した原子を取り除
く。
プラズマ堆積操作中にヘリウムをプロセスチャンバ内に
高い流量導入することにより、膜の安定性が向上する。
ヘリウムの流量を高くすることにより、プラズマ中に存
在するヘリウムイオンの量が豊富となるため、これが、
このイオンのサイズの小ささ及び軽さとあいまって、成
長中の膜にスパッタリング効果を有することとなり、膜
の安定性に悪影響を与える緩く結合した原子を取り除
く。
【００６３】これにより、ハロゲンドープ酸化物膜の安
定性を向上させて、膜における吸湿の及びアウトガスを
低減するような方法が提供される。
定性を向上させて、膜における吸湿の及びアウトガスを
低減するような方法が提供される。
【図１】本発明に従った簡略化された化学気相堆積装置
の一具体例の縦断面図である。
の一具体例の縦断面図である。
【図２】本発明の方法の具体例に従ったハロゲンドープ
シリコン酸化物膜の形成のプロセスステップを例示する
フローチャートである。
シリコン酸化物膜の形成のプロセスステップを例示する
フローチャートである。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の利益がある場合
とない場合の、ＳｉＦ4 −ＦＳＧ膜の弗素（Ｆ）の放出
及び弗化水素ガス（ＨＦ）の放出を示すグラフである。
とない場合の、ＳｉＦ4 −ＦＳＧ膜の弗素（Ｆ）の放出
及び弗化水素ガス（ＨＦ）の放出を示すグラフである。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の利益がある場合
とない場合の、ＳｉＦ4 −ＦＳＧ膜のＳｉＦ4の放出を
示すグラフである。
とない場合の、ＳｉＦ4 −ＦＳＧ膜のＳｉＦ4の放出を
示すグラフである。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は
順に、本発明に従って堆積した２．５％ＳｉＦ4 −ＦＳ
Ｇ膜における、ＳｉＦ4、ＳｉＦ3、ＳｉＦ2、ＳｉＦ並
びにＨＦの放出を示すグラフであり、（ｆ）、（ｇ）
は、本発明に従って堆積した２．５％ＳｉＦ4 −ＦＳＧ
膜における、Ｈ2Ｏの放出を示すグラフである。
順に、本発明に従って堆積した２．５％ＳｉＦ4 −ＦＳ
Ｇ膜における、ＳｉＦ4、ＳｉＦ3、ＳｉＦ2、ＳｉＦ並
びにＨＦの放出を示すグラフであり、（ｆ）、（ｇ）
は、本発明に従って堆積した２．５％ＳｉＦ4 −ＦＳＧ
膜における、Ｈ2Ｏの放出を示すグラフである。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の利益がある場合
とない場合の、Ｃ2Ｆ6−ＦＳＧ膜のF及ヒ゛HFの放出を示
すグラフである。
とない場合の、Ｃ2Ｆ6−ＦＳＧ膜のF及ヒ゛HFの放出を示
すグラフである。
【図７】本発明の方法に従って製造された半導体デバイ
スの簡略化断面図である。
スの簡略化断面図である。
１０…化学気相堆積システム、１１…ガス散布マニホー
ルド、１２…サセプタ、１３…支持フィンガ、１４…処
理のポジション、１５…真空チャンバ、２１…矢印、２
３…ポート、２４…真空マニホールド、２５…ＲＦ電
源、２６…ランプモジュール、３１…排気ライン、３２
…スロットルバルブ、３４…プロセッサ、３６…制御ラ
イン、３８…メモリ、２００…集積回路、２０３…ＮＭ
ＯＳトランジスタ、２０６…ＰＭＯＳトランジスタ、２
１２…ソース領域、２１５…ドレイン領域、２１８…ゲ
ート領域、２２１…プリメタル層、２２４…コンタク
ト、２２６…バイア、２３０…パッシベーション層。
ルド、１２…サセプタ、１３…支持フィンガ、１４…処
理のポジション、１５…真空チャンバ、２１…矢印、２
３…ポート、２４…真空マニホールド、２５…ＲＦ電
源、２６…ランプモジュール、３１…排気ライン、３２
…スロットルバルブ、３４…プロセッサ、３６…制御ラ
イン、３８…メモリ、２００…集積回路、２０３…ＮＭ
ＯＳトランジスタ、２０６…ＰＭＯＳトランジスタ、２
１２…ソース領域、２１５…ドレイン領域、２１８…ゲ
ート領域、２２１…プリメタル層、２２４…コンタク
ト、２２６…バイア、２３０…パッシベーション層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スッダーカ スーブラーマンヤム アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェール， ワイルドウッド アヴ ェニュー 1235， ナンバー168 (72)発明者 アナンド ギュプタ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ブライアクリーク コート 1270 (72)発明者 ヴィレン ヴィ． エス． ラナ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス ガトス， アンドレ コート 101
Claims (26)
- 【請求項１】 リアクタチャンバ内で基板上に層を堆積
するためのプロセスであって、 珪素と、酸素と、ハロゲン元素と、不活性なガスとを含
有するプロセスガスを、前記チャンバ内へ導入するステ
ップと、 第２の周波数信号と、前記第２の周波数信号よりも高い
周波数を有する第１の周波数信号とを用いて、前記プロ
セスガスからプラズマを形成して、前記基板上に前記層
を堆積するステップとを有し、前記不活性なガスが、少
なくとも４００℃で前記堆積層を安定化するに十分な流
量を選択して、チャンバ内に導入されるプロセス。 - 【請求項２】 前記不活性なガスがヘリウムを有する請
求項１に記載のプロセス。 - 【請求項３】 前記珪素の源が、テトラエトキシシラン
（ＴＥＯＳ）を含む請求項２に記載のプロセス。 - 【請求項４】 前記ハロゲン元素が、弗素を含む請求項
３に記載のプロセス。 - 【請求項５】 前記弗素がＳｉＦ4によって与えられる
請求項４に記載のプロセス。 - 【請求項６】 前記層が、５００℃未満で堆積され、ヘ
リウム対ＴＥＯＳの比が少なくとも０．６２：１である
請求項５に記載のプロセス。 - 【請求項７】 前記層が、４５０℃未満で堆積され、ヘ
リウム対ＴＥＯＳの比が少なくとも０．７８：１である
請求項６に記載のプロセス。 - 【請求項８】 ヘリウムが前記チャンバ内に約１５００
ｓｃｃｍ以上の流量で導入される請求項７に記載のプロ
セス。 - 【請求項９】 前記第２の周波数信号が、５００ｋＨｚ
未満で１００ワット以上で与えられる請求項６に記載の
プロセス。 - 【請求項１０】前記第２の周波数信号が、約３５０ｋＨ
ｚで４００ワット以上で与えられる請求項９に記載のプ
ロセス。 - 【請求項１１】 前記層の堆積の間、圧力を約１〜５ト
ールに設定してこれを維持するステップを更に有する請
求項１０に記載のプロセス。 - 【請求項１２】 前記層が４００〜５００の温度で堆積
され、ヘリウム対ＴＥＯＳの比が少なくとも０．７３：
１であり、前記堆積層が少なくとも２％ＳｉＦ4−ＦＳ
Ｇをが含有する請求項５に記載のプロセス。 - 【請求項１３】 前記弗素がＣ2Ｆ6で与えられる請求項
５に記載のプロセス。 - 【請求項１４】 前記層が５００℃未満で堆積され、ヘ
リウム対ＴＥＯＳの比が少なくとも２．０８：１である
請求項１３に記載のプロセス。 - 【請求項１５】 前記層が４５０℃未満で堆積され、ヘ
リウム対ＴＥＯＳの比が少なくとも２．３４：１である
請求項１４に記載のプロセス。 - 【請求項１６】 ヘリウムが約４０００ｓｃｃｍ以上の
流量で前記チャンバに導入される請求項１５に記載のプ
ロセス。 - 【請求項１７】 前記ヘリウムが、第１のヘリウム源
と、第２のヘリウム源とから供給され、前記第１のヘリ
ウム源は、前記ＴＥＯＳのためのキャリアガスとして用
いられ、前記第２のヘリウム源は、前記第１のヘリウム
とは別のガス供給部から前記チャンバ内に導入される請
求項３に記載のプロセス。 - 【請求項１８】 前記層の堆積が完了した後、少なくと
も１０秒間チャンバ内へのヘリウムの流入を維持するス
テップを更に有する請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項１９】 前記プラズマが消された後少なくとも
２０秒間前記ヘリウムの流入を維持する請求項１３に記
載のプロセス。 - 【請求項２０】 請求項１、５、８又は１２のいずれか
に記載のプロセスにより形成された集積回路。 - 【請求項２１】 基板処理システムであって、 真空チャンバを形成するハウジングと、 前記ハウジング内に配置される、基板を保持するための
基板ホルダと、 プロセスガスを前記真空チャンバ内に導入して前記基板
の上に層を堆積するためのガスディストリビュータと、 前記ガスディストリビュータにつながり、内部で複数の
ガスを混合してプロセスガスを形成する、ガスミキシン
グチャンバと、 前記ガスミキシングチャンバにつながり、前記複数のガ
スを前記ガスミキシングチャンバへと導入するための、
ガスディストリビューションシステムと、 前記基板を加熱するためのヒータと、 前記真空チャンバの内部の圧力レベルを設定してこれを
維持するための真空システムと、 第１の高周波数ＲＦ電力信号と第２の低周波数信号とを
与えることができ、前記プロセスガスからプラズマを形
成するためのＲＦ電源と、 前記ガスディストリビューションシステムと、前記ヒー
タと、前記ＲＦ電源と、前記真空システムとを制御する
ためのコントローラと、 前記コントローラにつながりプログラムを保存する、前
記化学気相堆積システムの動作を指示するためのメモリ
であって、前記プログラムは、 前記ヒータを制御して前記基板を約２００〜５００℃に
加熱するための第１の指示のセットと、 前記真空システムを制御して前記真空チャンバを約１〜
１００トールの圧力に設定し維持するための第２の指示
のセットと、 前記ガスディストリビューションシステムを制御して、
珪素と、酸素と、ハロゲンと、ヘリウムとを有するガス
を前記ガスミキシングチャンバへと導入させるための第
３の指示のセットと前記第１のＲＦ電力信号を約２５〜
５００ワットで駆動し前記第２のＲＦ電力信号を１００
ワット以上で駆動して、前記プロセスガスからプラズマ
を生成し前記基板上に前記層を堆積させるための、第４
の指示のセットとを有し、 前記第３の指示のセットは前記ガスディストリビューシ
ョンシステムを制御し、前記堆積層を安定化させるに十
分な流量を選択して前記チャンバにヘリウムを導入し、
前記層が実質的に少なくとも４５０℃までの温度に加熱
された際には前記層からのＨＦのアウトガスによる放出
が実質的に発生しない、 前記メモリとを備える基板処理システム。 - 【請求項２２】前記第３の指示のセットが、前記ガスデ
ィストリビューションシステムを制御して、気化ＴＥＯ
Ｓを導入して前記ガスミキシングチャンバ内へ前記珪素
を与える請求項２１に記載の基板処理システム。 - 【請求項２３】 前記第３の指示のセットが、前記ガス
ディストリビューションシステムを制御して、ＳｉＦ4
を導入して前記ガスミキシングチャンバ内へ前記ハロゲ
ンを与える請求項２１に記載の基板処理システム。 - 【請求項２４】 前記プログラムが、前記ガスディスト
リビューションシステムと、前記ヒータと、前記真空シ
ステムと、前記ＲＦ電源とを制御して、少なくとも２％
ＳｉＦ4−ＦＳＧ含有のＦＳＧ膜を堆積させる指示を有
する請求項２３に記載の基板処理システム。 - 【請求項２５】 前記第３の指示のセットが、前記ガス
ディストリビューションシステムを制御して、ヘリウム
とＴＥＯＳを、少なくとも０．７３：１の比で前記ガス
ミキシングチャンバ内に導入し、前記第１の指示のセッ
トが、前記ヒータを制御して、前記基板を４００〜５０
０℃の温度に加熱する、請求項２４に記載の基板処理シ
ステム。 - 【請求項２６】 前記第３の指示のセットが、前記ガス
ディストリビューションシステムを制御してＣ2Ｆ6を導
入し前記ガスミキシングチャンバに前記ハロゲンを与え
る請求項２２に記載の基板処理システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/616,707 US6001728A (en) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Method and apparatus for improving film stability of halogen-doped silicon oxide films |
| US08/616707 | 1996-03-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09330926A true JPH09330926A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=24470636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9063547A Pending JPH09330926A (ja) | 1996-03-15 | 1997-03-17 | ハロゲンドープシリコン酸化物膜の安定性向上のための方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6001728A (ja) |
| JP (1) | JPH09330926A (ja) |
| KR (1) | KR100300177B1 (ja) |
Cited By (3)
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| US6998340B2 (en) | 2002-05-17 | 2006-02-14 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
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