JPH10102253A - フッ素含有シリコン酸化膜の製造方法 - Google Patents
フッ素含有シリコン酸化膜の製造方法Info
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- JPH10102253A JPH10102253A JP29219996A JP29219996A JPH10102253A JP H10102253 A JPH10102253 A JP H10102253A JP 29219996 A JP29219996 A JP 29219996A JP 29219996 A JP29219996 A JP 29219996A JP H10102253 A JPH10102253 A JP H10102253A
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- silicon oxide
- oxide film
- fluorine
- compd
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置の低誘電率層間絶縁膜として、フ
ッ素含有シリコン酸化膜をＣＶＤ法で安定してつくる方
法を提供することにある。 【解決手段】 気相化学成長法により、基板の上にフッ
素含有シリコン酸化膜を形成する方法において、 Ｓｉ（ＯＲ１）４［式中、Ｒ１は炭素原子数２〜３の直
鎖または分岐を有するフルオロアルキル基を表す］で表
されるテトラキス（フルオロアルコキシ）シラン化合物
と酸化剤ガスを原料とするフッ素含有シリコン酸化膜を
製造する方法。フルオロアルコキシとしては、具体的に
は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロポ
キシや２，２，２−トリフルオロエトキシである。該化
合物は、適度な蒸気圧をもち、安定でかつ腐食性、危険
性の低い液体化合物で、安定して供給可能であるので、
フッ素含有シリコン酸化膜を量産することができる。
ッ素含有シリコン酸化膜をＣＶＤ法で安定してつくる方
法を提供することにある。 【解決手段】 気相化学成長法により、基板の上にフッ
素含有シリコン酸化膜を形成する方法において、 Ｓｉ（ＯＲ１）４［式中、Ｒ１は炭素原子数２〜３の直
鎖または分岐を有するフルオロアルキル基を表す］で表
されるテトラキス（フルオロアルコキシ）シラン化合物
と酸化剤ガスを原料とするフッ素含有シリコン酸化膜を
製造する方法。フルオロアルコキシとしては、具体的に
は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロポ
キシや２，２，２−トリフルオロエトキシである。該化
合物は、適度な蒸気圧をもち、安定でかつ腐食性、危険
性の低い液体化合物で、安定して供給可能であるので、
フッ素含有シリコン酸化膜を量産することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テトラキスフルオ
ロアルコキシシラン化合物と酸化剤ガスとを原料として
化学気相成長法によりフッ素含有シリコン酸化膜を製造
する方法に関する。
ロアルコキシシラン化合物と酸化剤ガスとを原料として
化学気相成長法によりフッ素含有シリコン酸化膜を製造
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化に伴い、信号
遅延時間を低減させるために、層間絶縁膜に低誘電率化
が求められている。その中でフッ素含有シリコン酸化膜
（以下ＳｉＯＦ膜と表す）が有効でその製法、特性に関
して、盛んに検討されている。ＳｉＯＦ膜の製法として
は、従来、ＳｉＨ４／ＳｉＦ４／酸化剤ガスやＳｉ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）４／Ｃ２Ｆ６／酸化剤ガス の系でプラズマ
ＣＶＤを行う方法が主に検討されてきた。ここで酸化剤
ガスとしてはＯ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏなどがあげられる。更
に第４３回応用物理学関係連合講演会講演予稿集（平成
８年３月２６日）では、ＨＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３／ＦＳ
ｉ（ＯＣ２Ｈ５）３／Ｏ２系のプラズマＣＶＤ（２６ｐ
−Ｎ−７、東亜合成、服部ら）やＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４
／（ＣＦ３）２ＣＨＯＨ／Ｏ３系の常圧ＣＶＤ（２６ｐ
−Ｎ−４、ＮＴＴ、池田ら）によるＳｉＯＦ膜の製法が
開示されている。しかしＣＶＤでも成膜の際、堆積時の
フロー特性や安定供給が期待されるＳｉ［ＯＣＨ（ＣＦ
３）２］４やＳｉ（ＯＣＨ２ＣＦ３）４などのテトラキ
ス（フルオロアルコキシ）シランを使ったＣＶＤによる
ＳｉＯＦ膜の製法はまだない。
遅延時間を低減させるために、層間絶縁膜に低誘電率化
が求められている。その中でフッ素含有シリコン酸化膜
（以下ＳｉＯＦ膜と表す）が有効でその製法、特性に関
して、盛んに検討されている。ＳｉＯＦ膜の製法として
は、従来、ＳｉＨ４／ＳｉＦ４／酸化剤ガスやＳｉ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）４／Ｃ２Ｆ６／酸化剤ガス の系でプラズマ
ＣＶＤを行う方法が主に検討されてきた。ここで酸化剤
ガスとしてはＯ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏなどがあげられる。更
に第４３回応用物理学関係連合講演会講演予稿集（平成
８年３月２６日）では、ＨＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３／ＦＳ
ｉ（ＯＣ２Ｈ５）３／Ｏ２系のプラズマＣＶＤ（２６ｐ
−Ｎ−７、東亜合成、服部ら）やＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４
／（ＣＦ３）２ＣＨＯＨ／Ｏ３系の常圧ＣＶＤ（２６ｐ
−Ｎ−４、ＮＴＴ、池田ら）によるＳｉＯＦ膜の製法が
開示されている。しかしＣＶＤでも成膜の際、堆積時の
フロー特性や安定供給が期待されるＳｉ［ＯＣＨ（ＣＦ
３）２］４やＳｉ（ＯＣＨ２ＣＦ３）４などのテトラキ
ス（フルオロアルコキシ）シランを使ったＣＶＤによる
ＳｉＯＦ膜の製法はまだない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在シリコン酸化膜を
つくるＣＶＤ原料として、最も一般的に用いられている
のは、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４である。この化合物に近い
物性をもち、取り扱い上安定な化合物でＳｉＯＦ膜が作
られれば、その工業的価値は大きい。Ｆ源としてフロン
のようなガスでなく、常温で液体で蒸気圧のある化合物
が好ましい。しかも一つの分子内にＳｉとＦが含まれて
いれば膜組成の制御も容易になり得る。この一つとし
て、Ｓｉ原子に直接Ｆ原子が結合した化合物、例えばＦ
Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３があるが、これは湿気や空気と反
応して変質しやすく、人体に対する影響も懸念されるの
で、工業的に充分ではなく、満足できるものではない。
つくるＣＶＤ原料として、最も一般的に用いられている
のは、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４である。この化合物に近い
物性をもち、取り扱い上安定な化合物でＳｉＯＦ膜が作
られれば、その工業的価値は大きい。Ｆ源としてフロン
のようなガスでなく、常温で液体で蒸気圧のある化合物
が好ましい。しかも一つの分子内にＳｉとＦが含まれて
いれば膜組成の制御も容易になり得る。この一つとし
て、Ｓｉ原子に直接Ｆ原子が結合した化合物、例えばＦ
Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３があるが、これは湿気や空気と反
応して変質しやすく、人体に対する影響も懸念されるの
で、工業的に充分ではなく、満足できるものではない。
【０００４】本発明の目的は、取り扱いし易い化合物で
あるテトラキス（フルオロアルコキシ）シラン化合物を
用いて、ＣＶＤ法によりＳｉＯＦ膜を成膜する方法を提
供することである。
あるテトラキス（フルオロアルコキシ）シラン化合物を
用いて、ＣＶＤ法によりＳｉＯＦ膜を成膜する方法を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは長年、Ｓｉ
（ＯＣ２Ｈ５）４を用いたシリコン酸化膜の形成につい
て研究を続けてきた。Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４のエトキシ
基を２，２，２−トリフルオロエトキシ基や１，１，
１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロポキシ基に置
換した化合物は、湿気や空気に比較的安定で、これらの
ＣＶＤによりＳｉＯＦ膜ができることを見いだし、本発
明を完成するに至った。すなわち本発明の最大の特徴
は、ＳｉＯＦ膜をＣＶＤ法でつくるための原料化合物と
してテトラキス（フルオロアルコキシ）シランを用いる
ことである。
（ＯＣ２Ｈ５）４を用いたシリコン酸化膜の形成につい
て研究を続けてきた。Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４のエトキシ
基を２，２，２−トリフルオロエトキシ基や１，１，
１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロポキシ基に置
換した化合物は、湿気や空気に比較的安定で、これらの
ＣＶＤによりＳｉＯＦ膜ができることを見いだし、本発
明を完成するに至った。すなわち本発明の最大の特徴
は、ＳｉＯＦ膜をＣＶＤ法でつくるための原料化合物と
してテトラキス（フルオロアルコキシ）シランを用いる
ことである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明におけるテトラキス（フル
オロアルコキシ）シランとしては、例えば、テトラキス
（２，２，２−トリフルオロエトキシ）シラン、テトラ
キス（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプ
ロポキシ）シラン等があげられる。
オロアルコキシ）シランとしては、例えば、テトラキス
（２，２，２−トリフルオロエトキシ）シラン、テトラ
キス（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプ
ロポキシ）シラン等があげられる。
【０００７】テトラキス（２，２，２−トリフルオロエ
トキシ）シランは、Ｋ．Ｃ．Ｋｕｍａｒａ Ｓｗａｍｙ
ら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１２，
２３４１（１９９０）によれば、テトラクロロシランと
トリフルオロエタノールとの反応で得られ、沸点１６２
〜１６４℃の液体である。テトラキス（１，１，１，
３，３，３−ヘキサフルオロイソプロポキシ）シラン
は、Ｋ．Ｓ．Ｍａｚｄｉｙａｓｎｉら、Ｉｎｏｒｇ．Ｃ
ｈｅｍ．，ｖｏｌ．１０，８９０（１９７１）によれ
ば、テトラクロロシランと（ヘキサフルオロイソプロポ
キシ）ナトリウムとの反応で得られ、沸点１５８℃の液
体である。またテトラキス（１，１，１，３，３，３−
ヘキサフルオロイソプロポキシ）シランは、特開平７−
２４２６７５によれば、テトラキス（ジメチルアミノ）
シランとヘキサフルオロイソプロパノールとの反応でも
得られ、沸点１６１．５℃である。
トキシ）シランは、Ｋ．Ｃ．Ｋｕｍａｒａ Ｓｗａｍｙ
ら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１２，
２３４１（１９９０）によれば、テトラクロロシランと
トリフルオロエタノールとの反応で得られ、沸点１６２
〜１６４℃の液体である。テトラキス（１，１，１，
３，３，３−ヘキサフルオロイソプロポキシ）シラン
は、Ｋ．Ｓ．Ｍａｚｄｉｙａｓｎｉら、Ｉｎｏｒｇ．Ｃ
ｈｅｍ．，ｖｏｌ．１０，８９０（１９７１）によれ
ば、テトラクロロシランと（ヘキサフルオロイソプロポ
キシ）ナトリウムとの反応で得られ、沸点１５８℃の液
体である。またテトラキス（１，１，１，３，３，３−
ヘキサフルオロイソプロポキシ）シランは、特開平７−
２４２６７５によれば、テトラキス（ジメチルアミノ）
シランとヘキサフルオロイソプロパノールとの反応でも
得られ、沸点１６１．５℃である。
【０００８】上記化合物は液体であり、現在シリコン酸
化物層間絶縁膜を作るのによく使用されているテトラエ
トキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４に蒸気圧が近いの
で、テトラエトキシシランと混合して安定して供給する
ことも可能である。それにより膜中のフッ素含有量を希
望するところに制御できる。またＦ原子が直接Ｓｉ原子
に結合しているトリエトキシフルオロシランＦＳｉ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）３に比べて、水や空気に対して安定であるの
で取り扱い易い。また腐食性も少ないので好ましい。
化物層間絶縁膜を作るのによく使用されているテトラエ
トキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４に蒸気圧が近いの
で、テトラエトキシシランと混合して安定して供給する
ことも可能である。それにより膜中のフッ素含有量を希
望するところに制御できる。またＦ原子が直接Ｓｉ原子
に結合しているトリエトキシフルオロシランＦＳｉ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）３に比べて、水や空気に対して安定であるの
で取り扱い易い。また腐食性も少ないので好ましい。
【０００９】本発明の酸化剤ガスとしては、酸素Ｏ２、
オゾンＯ３、酸化二窒素Ｎ２Ｏなどがあげられる。
オゾンＯ３、酸化二窒素Ｎ２Ｏなどがあげられる。
【００１０】ＣＶＤ法のうち、常圧ＣＶＤ、減圧ＣＶ
Ｄ、プラズマＣＶＤなどが使える。
Ｄ、プラズマＣＶＤなどが使える。
【００１１】
テトラキス（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ
イソプロポキシ）シランを用いたＳｉＯＦ膜の製造 テトラキス（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ
イソプロポキシ）シラン／テトラエトキシシラン／Ｏ２
のガスを用い、減圧プラズマＣＶＤ装置により２インチ
シリコン基板に成膜した。 条件 供給ガスとその供給量 Ｓｉ［ＯＣＨ（ＣＦ３）２］４ ３０ｓｃｃｍ Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４ ３０ｓｃｃｍ Ｏ２ １００ｓｃｃｍ 基板温度 ４００℃ 反応室圧力 １Ｔｏｒｒ 得られた膜のＦＴ−ＩＲスペクトルにおいて、９４０ｃ
ｍ−１の吸収から、ＳｉＦ結合が生成していることがわ
かった。
イソプロポキシ）シランを用いたＳｉＯＦ膜の製造 テトラキス（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ
イソプロポキシ）シラン／テトラエトキシシラン／Ｏ２
のガスを用い、減圧プラズマＣＶＤ装置により２インチ
シリコン基板に成膜した。 条件 供給ガスとその供給量 Ｓｉ［ＯＣＨ（ＣＦ３）２］４ ３０ｓｃｃｍ Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４ ３０ｓｃｃｍ Ｏ２ １００ｓｃｃｍ 基板温度 ４００℃ 反応室圧力 １Ｔｏｒｒ 得られた膜のＦＴ−ＩＲスペクトルにおいて、９４０ｃ
ｍ−１の吸収から、ＳｉＦ結合が生成していることがわ
かった。
【００１２】
【発明の効果】本発明により、危険性の少ない、安定度
の高い化合物を使うことにより、ＣＶＤ法で、より安定
してＳｉＯＦ膜をつくる方法を提供することができた。
の高い化合物を使うことにより、ＣＶＤ法で、より安定
してＳｉＯＦ膜をつくる方法を提供することができた。
Claims (2)
- 【請求項１】 化学気相成長法により基板の上にフッ素
含有シリコン酸化膜を形成する方法において、 Ｓｉ（ＯＲ１）４［式中、Ｒ１は炭素原子数２〜３の直
鎖または分岐を有するフルオロアルキル基を表す］で表
されるテトラキス（フルオロアルコキシ）シラン化合物
と酸化剤ガスを原料とするフッ素含有シリコン酸化膜の
製造方法。 - 【請求項２】 Ｒ１が１，１，１，３，３，３−ヘキサ
フルオロイソプロピルまたは、２，２，２−トリフルオ
ロエチルである請求項１記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29219996A JPH10102253A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | フッ素含有シリコン酸化膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29219996A JPH10102253A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | フッ素含有シリコン酸化膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10102253A true JPH10102253A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17778821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29219996A Pending JPH10102253A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | フッ素含有シリコン酸化膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10102253A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984591B1 (en) | 2000-04-20 | 2006-01-10 | International Business Machines Corporation | Precursor source mixtures |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP29219996A patent/JPH10102253A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984591B1 (en) | 2000-04-20 | 2006-01-10 | International Business Machines Corporation | Precursor source mixtures |
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