JPH113885A - Cvd反応のモニター方法 - Google Patents

Cvd反応のモニター方法

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JPH113885A
JPH113885A JP9155493A JP15549397A JPH113885A JP H113885 A JPH113885 A JP H113885A JP 9155493 A JP9155493 A JP 9155493A JP 15549397 A JP15549397 A JP 15549397A JP H113885 A JPH113885 A JP H113885A
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JP
Japan
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wafer
cvd reaction
film
thickness
insulating film
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Pending
Application number
JP9155493A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Saito
正樹 斎藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CVD反応条件の変動による下地依存性の変
動を把握し、歩留まり、信頼性の低下を抑止できるCV
D反応のモニター方法の提供。 【解決手段】 (i )第1ウエハー上に、一定反応条件
のCVD反応により絶縁膜を形成し、厚さを測定するス
テップと、(ii)前記第1ウエハーと異なる表面材質を
有する第2ウエハー上に、前記(i )ステップと同一の
CVD反応条件および原料で絶縁膜を形成し、厚さを測
定するステップと、(iii )前記第1および第2ウエハ
ー上の絶縁膜の膜厚比を算出するステップと、(iv)C
VD反応条件が変更された場合、その条件で前記(i )
〜(iii )のステップを繰り返し、得られた第1および
第2ウエハー上の絶縁膜の膜厚比が、(iii )ステップ
で算出された比と実質上同じである場合に、下地依存性
なくCVD反応が行われていると決定するステップと、
を少なくとも有する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
分野におけるCVD反応のモニター方法に関するもので
あり、詳しくは、CVD反応条件が変更された場合、下
地依存性なくCVD反応が行われているかどうかを決定
するCVD反応のモニター方法に関するものである。こ
の本発明の方法は、とくにテトラエトキシシランSi
(OC254 およびオゾンO3 を用いるCVD反応
により絶縁膜を形成する技術(O3 −TEOSCVD
法)に良好に適用することができる。
【0002】
【従来の技術】近年のデバイスの高集積化によって、素
子の表面段差はますます高アスペクト化および複雑化し
てきている。このようなデバイス構造の複雑化により、
ウエハー上の表面段差を絶縁膜で埋込み、良好に平坦化
する技術が厳しく求められてきている。そこでこの課題
を解決すべく、SOG(Spin on Glass )法やO3 −T
EOSCVD法等の種々の技術が提案され、また実用化
されてきている。しかしながらSOG法はウエハー上の
配線パターン面積により、堆積するSOG膜厚が大きく
変化し絶対段差を発生するために、平坦化の阻害要因と
なっている(1994年6月7−8日、VMIC Conferenc
e 1994 ISMIC - 103/94/137 )。
【0003】03 −TEOS CVD法は、O3 が分解
して発生する酸素ラジカルにより、テトラエトキシシラ
ン(TEOS)が分解し、ウエハー上で高分子量重合体
を形成し、この重合体の表面高流動性を利用してAl配
線間などのスペース部を良好に埋め、優れた平坦化をも
たらすものである。ところが、03 −TEOS CVD
法は、下地(ウエハーの表面)の影響を強く受ける、す
なわち強い下地依存性を有するという問題点がある。具
体的には、例えばTEOS−O2 プラズマシリコン酸化
膜や熱酸化シリコン酸化膜のような親水性表面への重合
体の成長膜厚は、他のものに比べ低下することが知られ
ている(月刊Semiconductor World 1992.1、p.140 〜15
3 )。このような下地依存性が生じると、デバイス上の
Al層間膜厚の変動等が生じてリソグラフィ焦点深度確
保が困難となったり、配線コンタクトホール深さにバラ
ツキが生じることにより電気的導通が取れなくなるなど
歩留まり低下の問題が生じる。この問題に対しては、C
VD反応の前に下地依存性を低減させるために下地表面
に対してプラズマ処理やエタノール塗布等の前処理が行
われている(月刊Semiconductor World 1992.1、p.140
〜153 )。
【0004】しかしながら、下地依存性は下地の表面材
質もさることながら、CVD反応条件の変動に対しても
影響を受け、たとえ前記のような下地表面への前処理を
行ったとしても、歩留まり低下等の問題が依然として生
じるという欠点がある。CVD反応条件としては、03
−TEOS CVD法を例にした場合、O3 /TEOS
ガス流量比、成膜温度、圧力、ガスノズルからウエハー
表面までの距離等の各種要因が挙げられ、中でもO3
TEOSガス流量比は、下地依存性の大きなパラメータ
ーである。すなわちO3 /TEOSガス流量比が変更さ
れた場合、重合体の堆積量や重合体の物性も変動してし
まう結果、絶縁膜の膜厚、被膜形状、膜応力、膜収縮
率、耐クラック性に影響を与える(月刊Semiconductor
World 1992.1、p.140 〜153)。したがってCVD装置
管理上注意を払う必要があるが、従来技術では、CVD
反応条件の変動への対策としてはもっぱら下地依存性の
ないBare−Si上に成膜する膜厚をモニターするこ
とだけであり、下地依存性に基づくCVD反応のモニタ
ーは全く行われていなかった。
【0005】したがって従来技術においては、デバイス
の工業的生産によりCVD反応条件が意識的に、あるい
は偶発的に変更された場合、その変更反応条件に対する
下地依存性の変動を測定する手法が存在しなかったた
め、絶縁膜の被膜形状、耐クラック性が不安定となり、
歩留まり、信頼性の低下を発生させる危険性が極めて高
いものであった。本発明は上記のような従来の課題を解
決し、CVD反応条件の変動による下地依存性の変動を
把握し、絶縁膜の被膜形状、膜応力、膜収縮率、耐クラ
ック性をコントロールすることにより、歩留まり、信頼
性の低下を抑止できるCVD反応のモニター方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
重ねた結果、上記のような従来の課題を解決することが
できた。すなわち本発明は、(i )第1ウエハー上に、
一定反応条件のCVD反応により絶縁膜を形成し、その
厚さを測定するステップと、(ii)前記第1ウエハーと
異なる表面材質を有する第2ウエハー上に、前記(i )
ステップと同一のCVD反応条件および原料で絶縁膜を
形成し、その厚さを測定するステップと、(iii )前記
第1ウエハー上の絶縁膜の膜厚と、前記第2ウエハー上
の絶縁膜の膜厚との比を算出するステップと、(iv)C
VD反応条件が変更された場合、その変更反応条件で前
記(i )〜(iii )のステップを再度繰り返し、得られ
た第1ウエハー上の絶縁膜の膜厚と第2ウエハー上の絶
縁膜の膜厚との比が、前記(iii )ステップで算出され
た比と実質上同じである場合に、下地依存性なくCVD
反応が行われていると決定するステップと、を少なくと
も有することを特徴とするCVD反応のモニター方法を
提供するものである。また本発明は、絶縁膜が、テトラ
エトキシシランSi(OC254 およびオゾンO3
を用いるCVD反応により形成される前記のCVD反応
のモニター方法を提供するものである。
【0007】
【作用】本発明は、CVD反応条件が変更された際に、
CVD反応が下地に依存するかどうかをモニターする方
法に関し、異なる表面材質を有する複数のウエハーで膜
厚モニターを行い、その成長膜厚比を管理することがポ
イントである。本発明のCVD反応のモニター方法は、
下地依存性が予想されるCVD反応ならばいずれも適用
することができるが、絶縁膜が、テトラエトキシシラン
Si(OC254 およびオゾンO3 を用いるCVD
反応により形成される場合にとくに好ましく適用され
る。また、本発明のCVD反応のモニター方法は、第1
および第2ウエハーの2種類だけを用いることに制限さ
れず、例えば第3、第4のウエハーを使用して、CVD
反応のモニターの精度を高めることもでき、これも本発
明の範囲内である。なお、本発明でいう“実質上同じ膜
厚比”とは、CVD反応条件、所望の膜厚、目的とする
信頼性の度合い等によって、適宜判断すればよいが、例
えば±1〜10%程度である。従来は、もっぱら下地依
存性がほとんどないBare−Si上に成膜する膜厚の
モニターしか行われておらず、先述の下地依存性のモニ
ターが行われていなかったが、本発明のCVD反応のモ
ニター方法により、CVD反応条件が変動した場合にC
VD反応の下地への依存性を把握することができ、歩留
まり、信頼性の向上等が得られるようになった。
【0008】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明す
る。 (実施例1)第1ウエハーとしてBare−Si、第2
ウエハーとしてP−TEOS膜付のウエハーを用いた場
合の本発明の一実施態様を説明する。図1は、Bare
−Si上とP−TEOS膜上のO3 −TEOS CVD
法成膜時間と成長膜厚を示している。成膜時間を350
秒と固定してBare−Si上とP−TEOS膜上のO
3 −TEOS CVD膜厚を比較した場合、同一反応条
件でBare−Si上は550nm、P−TEOS膜上
は475nmであるから成長膜厚比は550/475=
1.16となる。よって、CVD反応条件が変更された
場合、上記の手順を繰り返し、Bare−Si上の膜厚
とP−TEOS膜付ウエハー上の膜厚との比が1.16
になるとき、換言すればBare−Si上の成長膜厚の
1/1.16=0.86倍程度の膜厚がP−TEOS膜
付ウエハーに成膜されていれば、下地依存性は変化無し
と考え、O3 −TEOS CVD反応の状態は良好と判
断できる。
【0009】(実施例2)第1ウエハーとしてBare
−Si、第2ウエハーとして熱酸化膜付ウエハーを用い
た場合の本発明の別の実施態様について説明する。図2
はBare−Si上と熱酸化膜上のO3 −TEOS C
VD法成膜時間と成長膜厚を示している。成膜時間を6
分と固定してBare−Si上と熱酸化膜上のO3 −T
EOSCVD膜厚を比較した場合、Bare−Si上は
0.575μm 、熱酸化膜上は0.425μm であるか
ら成長膜厚比は0.575/0.425=1.35とな
る。よって、CVD反応条件が変更された場合、上記の
手順を繰り返し、Bare−Si上の膜厚と熱酸化膜付
ウエハー上の膜厚との比が1.35になるとき、換言す
ればBare−Si上の成長膜厚の1/1.35=0.
74倍程度の膜厚が熱酸化膜付ウエハーに成膜されてい
れば、下地依存性は変化無しと考え、O3 −TEOS
CVD反応の状態は良好と判断できる。
【0010】以上、本発明を2つの実施例に基づいて説
明したが、当然のことながら本発明は上述の実施例に限
定されるものではなく、モニターウエハー枚数、モニタ
ーウエハー表面状態や膜種、CVD装置や条件等のプロ
セス条件は、本発明の範囲を逸脱しない限り適宜選択で
きることは言うまでもない。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、CVD反応条件の変動
による下地依存性の変動の有無を把握し、絶縁膜の被膜
形状、膜応力、膜収縮率、耐クラック性をコントロール
することにより、歩留まり、信頼性の低下を抑止できる
CVD反応のモニター方法が提供される。本発明は、と
くにテトラエトキシシランSi(OC254 および
オゾンO3 を用いるCVD反応により絶縁膜を形成する
技術(O3 −TEOS CVD法)に良好に適用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Bare−Si上とP−TEOS膜上のO3
TEOS CVD成膜時間と成長膜厚を示す図である。
【図2】Bare−Si上と熱酸化膜上のO3 −TEO
S CVD成膜時間と成長膜厚を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(i )第1ウエハー上に、一定反応条件の
    CVD反応により絶縁膜を形成し、その厚さを測定する
    ステップと、 (ii)前記第1ウエハーと異なる表面材質を有する第2
    ウエハー上に、前記(i )ステップと同一のCVD反応
    条件および原料で絶縁膜を形成し、その厚さを測定する
    ステップと、 (iii )前記第1ウエハー上の絶縁膜の膜厚と、前記第
    2ウエハー上の絶縁膜の膜厚との比を算出するステップ
    と、 (iv)CVD反応条件が変更された場合、その変更反応
    条件で前記(i )〜(iii )のステップを再度繰り返
    し、得られた第1ウエハー上の絶縁膜の膜厚と第2ウエ
    ハー上の絶縁膜の膜厚との比が、前記(iii )ステップ
    で算出された比と実質上同じである場合に、下地依存性
    なくCVD反応が行われていると決定するステップと、 を少なくとも有することを特徴とするCVD反応のモニ
    ター方法。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜が、テトラエトキシシランS
    i(OC254およびオゾンO3 を用いるCVD反
    応により形成されることを特徴とする請求項1に記載の
    CVD反応のモニター方法。
JP9155493A 1997-06-12 1997-06-12 Cvd反応のモニター方法 Pending JPH113885A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010030062A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Wäschebehandlungsgerät und Verfahren zum Betreiben eines Wäschebehandlungsgeräts

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010030062A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Wäschebehandlungsgerät und Verfahren zum Betreiben eines Wäschebehandlungsgeräts

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