JPS58194342A - プラズマｃｖｄ半導体装置の製造方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ半導体装置の製造方法Info
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- JPS58194342A JPS58194342A JP7662382A JP7662382A JPS58194342A JP S58194342 A JPS58194342 A JP S58194342A JP 7662382 A JP7662382 A JP 7662382A JP 7662382 A JP7662382 A JP 7662382A JP S58194342 A JPS58194342 A JP S58194342A
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-
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明ハ、プラズマＣＶＤ（プラズマ励起化学気相成長
）技術によりプラズマＣＶＤ膜を被着させた半導体装置
の製造方法に関し、特にプラズマＣＶ Ｄ膜とＦ地との
間の密着性を良くし、ＣＶＤ膜の耐クラ、り性を改良す
ることに係るものである。
）技術によりプラズマＣＶＤ膜を被着させた半導体装置
の製造方法に関し、特にプラズマＣＶ Ｄ膜とＦ地との
間の密着性を良くし、ＣＶＤ膜の耐クラ、り性を改良す
ることに係るものである。
Ｌ発明の技術的背景〕
プラズマＣＶ Ｄ膜は窒化シリコン膜が実用化され、そ
の他酸化シリコン膜、リンガラス膜、アルミナ膜、多結
晶ノリコン膜などが検討されている。
の他酸化シリコン膜、リンガラス膜、アルミナ膜、多結
晶ノリコン膜などが検討されている。
プラズマＣＶＤ’ｆｆｌ化シリコン膜は低温で形成でき
る長所をもつためアルミ配線形成後の保護膜あるいは絶
縁膜として賞月されている。従ってＣＶＤ膜を被着させ
る前の基板の表面処理は、アルミが侵されない方法で行
われなければならない。
る長所をもつためアルミ配線形成後の保護膜あるいは絶
縁膜として賞月されている。従ってＣＶＤ膜を被着させ
る前の基板の表面処理は、アルミが侵されない方法で行
われなければならない。
第１図には従来の代表的なプラズマＣＶＤ窒化シリコン
膜を被着させた半導体装置１を示す。２は素子を形成し
たシリコン基板で酸化シリコン膜（例えば膜厚０．３μ
ｍ）５が被覆され、酸化シリコン膜６の上［はアルミ配
線膜（例えば膜厚１．０μη２〕４が配線されている。
膜を被着させた半導体装置１を示す。２は素子を形成し
たシリコン基板で酸化シリコン膜（例えば膜厚０．３μ
ｍ）５が被覆され、酸化シリコン膜６の上［はアルミ配
線膜（例えば膜厚１．０μη２〕４が配線されている。
以上の酸化シリコン膜３とアルミ配線膜４には最終保護
膜としてプラズマＣＶＤ窒化シリコン膜（例えば膜厚１
０μｍ） ５が被覆されている。
膜としてプラズマＣＶＤ窒化シリコン膜（例えば膜厚１
０μｍ） ５が被覆されている。
第２図には従来一般的に行われているプラズマＣＶＤの
工程例を示す。上記のように基板２に酸化シリコン膜３
とアルミ配線膜４を施した基板は、第１工程としてトリ
クロルエチレン中で煮沸後乾燥する（水洗後乾燥するこ
ともある）前処理工程、第２工程として４００℃程度の
温度に保持されたプラズマＣＶＤ装置内に設置する工程
、第３工程としてＣＶＤ装置内をいったん真空引きをし
た後窒素ガス（窒素はプラズマＣＶＤ反応ガスのキャリ
アガスである）を用いてパージを行う工程、第４工程と
してＣＶＤ膜の・膜厚等の均一化を図るために１５〜６
０分間程度基板の均熱化を行う工程、第５工程としてＣ
ＶＤ装置内を真空引きする工程、第６エ程としてＣＶＤ
装置内に反応ガスを導入してＣＶＤ膜５を形成する工程
を行なっている。
工程例を示す。上記のように基板２に酸化シリコン膜３
とアルミ配線膜４を施した基板は、第１工程としてトリ
クロルエチレン中で煮沸後乾燥する（水洗後乾燥するこ
ともある）前処理工程、第２工程として４００℃程度の
温度に保持されたプラズマＣＶＤ装置内に設置する工程
、第３工程としてＣＶＤ装置内をいったん真空引きをし
た後窒素ガス（窒素はプラズマＣＶＤ反応ガスのキャリ
アガスである）を用いてパージを行う工程、第４工程と
してＣＶＤ膜の・膜厚等の均一化を図るために１５〜６
０分間程度基板の均熱化を行う工程、第５工程としてＣ
ＶＤ装置内を真空引きする工程、第６エ程としてＣＶＤ
装置内に反応ガスを導入してＣＶＤ膜５を形成する工程
を行なっている。
このように従来のプラズマＣＶＤ工程では、前処理方法
としてトリクロルエチレンのような溶剤による洗浄程度
のことしか行えないのに加えて、基板をプラズマ装置内
に設置する第２工程後、第５Ｌ程の真空引き工程までの
間、長時間高温に放置されているので、ＣＶＤ装置やガ
ス中からの汚染物が基板表面に付着若しくは吸着して、
第１図に示すようにプラズマＣＶＤ膜形成前に酸化シリ
コン膜６やアルミ配線膜４上には有機物や酸化物の汚染
物６が存在している。このためＣＶＤ膜５と酸化シリコ
ン膜６下地との密着性が悪くなり、特Ｖこ内部応力の大
きな膜、例えば窒化シリコン膜（内部応力＝ ４〜１０
Ｘ １０ ｄｙｎｅ／ｃＪ ）などは膜はがれ７を
生じたり、アルミ配線近傍力・らのき裂８を生じたりす
る。
としてトリクロルエチレンのような溶剤による洗浄程度
のことしか行えないのに加えて、基板をプラズマ装置内
に設置する第２工程後、第５Ｌ程の真空引き工程までの
間、長時間高温に放置されているので、ＣＶＤ装置やガ
ス中からの汚染物が基板表面に付着若しくは吸着して、
第１図に示すようにプラズマＣＶＤ膜形成前に酸化シリ
コン膜６やアルミ配線膜４上には有機物や酸化物の汚染
物６が存在している。このためＣＶＤ膜５と酸化シリコ
ン膜６下地との密着性が悪くなり、特Ｖこ内部応力の大
きな膜、例えば窒化シリコン膜（内部応力＝ ４〜１０
Ｘ １０ ｄｙｎｅ／ｃＪ ）などは膜はがれ７を
生じたり、アルミ配線近傍力・らのき裂８を生じたりす
る。
本発明の目的は、プラズマＣＶＤ膜を被着するに際【−
て、ＣＶＤ膜と下地との密着性を改善するプラズマＣＶ
Ｄ技術、そして改良したプラズマＣＶＤ技術による半導
体装置の製造方法を提供す ′１［５ ることにある。
て、ＣＶＤ膜と下地との密着性を改善するプラズマＣＶ
Ｄ技術、そして改良したプラズマＣＶＤ技術による半導
体装置の製造方法を提供す ′１［５ ることにある。
本発明は、プラズマＣＶＤ膜を被着させた半導体装置の
製造方法において、該ＣＶ’ＤＨ見を被着させる基板’
ｔｃＶＤ装置に設置してから、該ＣＶＤ膜を被着する直
前までの間に、酸素イオン、窒素イオン、フッ素イオン
、塩素イオン、アルゴンイオン、ヘリウムイオン及びネ
オンイオン力）らなる群力・ら選ばれた１種又は２種以
上のイオンを該ＣＶＤ装置中に発生させ、該イオンによ
り基板被着面を洗浄した後に該ＣＶＤ膜を被着させるこ
と全特徴とし、形成したＣＶＤ膜と基板との密着性を改
善するものである。
製造方法において、該ＣＶ’ＤＨ見を被着させる基板’
ｔｃＶＤ装置に設置してから、該ＣＶＤ膜を被着する直
前までの間に、酸素イオン、窒素イオン、フッ素イオン
、塩素イオン、アルゴンイオン、ヘリウムイオン及びネ
オンイオン力）らなる群力・ら選ばれた１種又は２種以
上のイオンを該ＣＶＤ装置中に発生させ、該イオンによ
り基板被着面を洗浄した後に該ＣＶＤ膜を被着させるこ
と全特徴とし、形成したＣＶＤ膜と基板との密着性を改
善するものである。
洗浄用プラズマに用いられるプラズマ種は、被着体、プ
ラズマＣＶＤ膜、基板に付着若［７〈は吸着している汚
染物の種類により、上に挙げたイオン種のうちから１種
又は２種以上のイオンが選択される。酸化シリコン膜、
アルミ配線膜からなる被着体に窒化シリコン膜を被着さ
せる場合には、Ｎ＜０＜Ａｒ（Ｈｅ、Ｎｅ）＜ＣＩ＜Ｆ
の順に密着能力が強くなる。特に汚染物が有機物である
ことが多いので、酸素イオン又はアルゴンイオンが好ま
しい・。
ラズマＣＶＤ膜、基板に付着若［７〈は吸着している汚
染物の種類により、上に挙げたイオン種のうちから１種
又は２種以上のイオンが選択される。酸化シリコン膜、
アルミ配線膜からなる被着体に窒化シリコン膜を被着さ
せる場合には、Ｎ＜０＜Ａｒ（Ｈｅ、Ｎｅ）＜ＣＩ＜Ｆ
の順に密着能力が強くなる。特に汚染物が有機物である
ことが多いので、酸素イオン又はアルゴンイオンが好ま
しい・。
プラズマ種の汚染物除去作用は、化学的効果と物理的効
果の両方が利用される。酸素プラズマは何機化合物を燃
焼させて除去する化学的効果が主であり、アルコンプラ
ズマは汚染物をスパッタする物理的効果が土であると考
えられる。
果の両方が利用される。酸素プラズマは何機化合物を燃
焼させて除去する化学的効果が主であり、アルコンプラ
ズマは汚染物をスパッタする物理的効果が土であると考
えられる。
洗浄のプラズマ条件は、汚染の種類と程度により決定さ
れるので以下の実施例において説明する。
れるので以下の実施例において説明する。
［−発明の実施例〕
第６図に、本発明の実施例の工程図を挙げる。
１ず、第１図に示したと同様のアルミ配線シリコン基板
を用意した。すなわち、シリコン基板１上に酸化シリコ
ン膜（０，３μｍ厚）及びアルミ配線膜（１０μη２厚
）を被覆したものである。このアルミ配線シリコン基板
に、最終的に窒化シリコン膜としてＩ Ｘ １０９ｄｙ
ｎｅ／Ｃｎ 、 ３ Ｘ １０９ｄｙｎｅ／ｃＪ及び６
Ｘ １０９ｄｙｎｅ／ｃ！の内部応力をもつものを被
覆する。
を用意した。すなわち、シリコン基板１上に酸化シリコ
ン膜（０，３μｍ厚）及びアルミ配線膜（１０μη２厚
）を被覆したものである。このアルミ配線シリコン基板
に、最終的に窒化シリコン膜としてＩ Ｘ １０９ｄｙ
ｎｅ／Ｃｎ 、 ３ Ｘ １０９ｄｙｎｅ／ｃＪ及び６
Ｘ １０９ｄｙｎｅ／ｃ！の内部応力をもつものを被
覆する。
第１工程としてアルミ配線基板は例えば４００℃に保持
されたＣＶＤ装置内に設置するゴー程、第２Ｌ程として
ＣＶＤ装置内を−たん真空引きをした後窒素ガスを用い
てパージをする工程、第３工程としてＣＶＤ膜厚等の均
一化を図るために１５〜６０分間程度均熱化する工程を
行う。
されたＣＶＤ装置内に設置するゴー程、第２Ｌ程として
ＣＶＤ装置内を−たん真空引きをした後窒素ガスを用い
てパージをする工程、第３工程としてＣＶＤ膜厚等の均
一化を図るために１５〜６０分間程度均熱化する工程を
行う。
第４工程として酸素プラズマ前処理を行うが、最終的に
はがれやき裂の発生がない膜を得ることのできるプラズ
マ出力とプラズマ処理時間は、窒化シリコン膜が６ Ｘ
１０９ｄｙｎｅ／Ｃ−の内部応力をもつ１．０μｍ厚
の膜を被覆する場合、第４図の密着安定領域の範囲の条
件である。例えば、プラズマ出時 力３００Ｗのときはプラズマ処９．ｎ ’ｋ ５分間以
上とすればよい。
はがれやき裂の発生がない膜を得ることのできるプラズ
マ出力とプラズマ処理時間は、窒化シリコン膜が６ Ｘ
１０９ｄｙｎｅ／Ｃ−の内部応力をもつ１．０μｍ厚
の膜を被覆する場合、第４図の密着安定領域の範囲の条
件である。例えば、プラズマ出時 力３００Ｗのときはプラズマ処９．ｎ ’ｋ ５分間以
上とすればよい。
このように必要最小処理時間は、窒化ンリコン膜の内部
応力とプラズマ出力とに主として依存する。この関係を
第５図に示す。すなわち、形成する窒化シリコン膜の内
部応力が１． ＯＸ １０ ｄｙｎｅ／２−１ｊ以下で
あるときには、必要最小処理時間が０分間、換Ｕすれば
プラズマ前処理を必要としないことになるが’１６ Ｘ
１０９ｄｙｎｅ／ｃ−窒化シリコン膜のときには、プ
ラズマ出力３００Ｗ−５分間、２００Ｗ−１０分間、１
００Ｗ−２０分間が必要である。この第５図をみれば、
窒化シリコン膜の内部応力が２０×１０９ｄｙｎｅ／Ｃ
ｊ以上であるときには本発明のプラズマ前処理工程が有
効であることがわかる。
応力とプラズマ出力とに主として依存する。この関係を
第５図に示す。すなわち、形成する窒化シリコン膜の内
部応力が１． ＯＸ １０ ｄｙｎｅ／２−１ｊ以下で
あるときには、必要最小処理時間が０分間、換Ｕすれば
プラズマ前処理を必要としないことになるが’１６ Ｘ
１０９ｄｙｎｅ／ｃ−窒化シリコン膜のときには、プ
ラズマ出力３００Ｗ−５分間、２００Ｗ−１０分間、１
００Ｗ−２０分間が必要である。この第５図をみれば、
窒化シリコン膜の内部応力が２０×１０９ｄｙｎｅ／Ｃ
ｊ以上であるときには本発明のプラズマ前処理工程が有
効であることがわかる。
前にも指摘したようにこのプラズマ条件は、汚染物の種
類・程度又は被着体若しくは被着させるＣＶＤ膜の種類
・膜厚によっても変るので、本発明は前記の条件に限定
されない。
類・程度又は被着体若しくは被着させるＣＶＤ膜の種類
・膜厚によっても変るので、本発明は前記の条件に限定
されない。
また第５図に示すようにフレオンプラズマのプラズマ条
件は、内部応力６ Ｘ １０ ｄｙｎｅ／ｄの窒化ンリ
コン膜（１，０μｍ厚〕を被着させて欠陥のない膜とす
るにはプラズマ出力２００Ｗ処理時間２分間で十分であ
った。
件は、内部応力６ Ｘ １０ ｄｙｎｅ／ｄの窒化ンリ
コン膜（１，０μｍ厚〕を被着させて欠陥のない膜とす
るにはプラズマ出力２００Ｗ処理時間２分間で十分であ
った。
以上実施例の条件である１μｍ膜厚の窒化シリコン膜を
被覆する場合、窒化シリコン膜の内部応力が２．ＯＸ
１０９ｄｙｎ ｅ／ｃ１以上であるときに、プラズマ前
処理によって密着性が極めて高められ膜欠陥
、（をなくすことができる。このことは、従来実用に供
することができなかった。内部応力の高いＣＶＤ膜質の
ものを電気的に安定な膜として利用できることを意味す
る。
被覆する場合、窒化シリコン膜の内部応力が２．ＯＸ
１０９ｄｙｎ ｅ／ｃ１以上であるときに、プラズマ前
処理によって密着性が極めて高められ膜欠陥
、（をなくすことができる。このことは、従来実用に供
することができなかった。内部応力の高いＣＶＤ膜質の
ものを電気的に安定な膜として利用できることを意味す
る。
例えば、第６図に示すように、ｎ形シリコン基板６１に
熱酸化膜（厚さ０．１μｍ ） ６２、窒化シリコンｋ
（厚さ０．１μｍ）６５、アルミニウム電極６４全構成
したＭＯＳバラクタ評価構造を、印加電圧１０ Ｖ／ｚ
、温度３００℃、時間１ｏ分間で評価したときに、△Ｎ
ｓｓ即ち表面準位濃度変動量が窒化シリコン膜６３の内
部応力に相関することがらもゎ力・る。すなわちΔＮ８
８は３ Ｘ １０”備３以下であることが望ましいがそ
のためには窒化シリコン膜の内部応力は４ Ｘ １０９
ｄｙｎｅ／揖以上とならざるを得ない。そしてこのよう
な内部応力の高い窒化シリコン膜をもつ半導体装置は本
発明の製造方法によって実現できることが理解できるで
あろう。
熱酸化膜（厚さ０．１μｍ ） ６２、窒化シリコンｋ
（厚さ０．１μｍ）６５、アルミニウム電極６４全構成
したＭＯＳバラクタ評価構造を、印加電圧１０ Ｖ／ｚ
、温度３００℃、時間１ｏ分間で評価したときに、△Ｎ
ｓｓ即ち表面準位濃度変動量が窒化シリコン膜６３の内
部応力に相関することがらもゎ力・る。すなわちΔＮ８
８は３ Ｘ １０”備３以下であることが望ましいがそ
のためには窒化シリコン膜の内部応力は４ Ｘ １０９
ｄｙｎｅ／揖以上とならざるを得ない。そしてこのよう
な内部応力の高い窒化シリコン膜をもつ半導体装置は本
発明の製造方法によって実現できることが理解できるで
あろう。
第１図は従来の窒化シリコンＣＶＤ膜を被覆した半導体
装置の問題点説明図、第゛２図は従来の窒化シリコンプ
ラズマＣＶＤ工程図、第６図は本発明のＣＶＤ工程図、
第４，５図は実施例のプラズマ前処理条件のグラフ、第
６図は実施例のＭＯＳバラクタ評価構造を示す図、第７
図は実施例の効果を説明するグラフである。 ２．６１・・・シリコン基板、６，６２・・・酸化シリ
コン膜、４．６４・・・アルミ配線膜、５，６６・・・
窒化シリコンＣＶＤ膜（プラズマＣＶＤ膜）、６・・・
汚染物。 第１図 第２図 ７３関 第４図 プラス７出力 （ｗｌ 第５図 りＦＫ′Ｊ部ん〃
装置の問題点説明図、第゛２図は従来の窒化シリコンプ
ラズマＣＶＤ工程図、第６図は本発明のＣＶＤ工程図、
第４，５図は実施例のプラズマ前処理条件のグラフ、第
６図は実施例のＭＯＳバラクタ評価構造を示す図、第７
図は実施例の効果を説明するグラフである。 ２．６１・・・シリコン基板、６，６２・・・酸化シリ
コン膜、４．６４・・・アルミ配線膜、５，６６・・・
窒化シリコンＣＶＤ膜（プラズマＣＶＤ膜）、６・・・
汚染物。 第１図 第２図 ７３関 第４図 プラス７出力 （ｗｌ 第５図 りＦＫ′Ｊ部ん〃
Claims (1)
- １ プラズマＣＶＤ膜を被着させた半導体装置の製造方
法において、該ＣＶＤ膜を被着させる基板’ｔｃＶＤ装
置に設置して力・ら該ＣＶＤ膜を被着する直前までの間
に、酸素イオン、窒素イオン、フッ素イオン、塩素イオ
ン、アルゴンイオン、ヘリウムイオン及びネオンイオン
からなる群から選ばれた１種又は２種以上のイオンを該
ＣＶＤ装置中に発生させ、該イオンにより基板被着面を
洗浄した後に該ＣＶＤ膜を被着することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7662382A JPS58194342A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | プラズマｃｖｄ半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7662382A JPS58194342A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | プラズマｃｖｄ半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58194342A true JPS58194342A (ja) | 1983-11-12 |
Family
ID=13610476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7662382A Pending JPS58194342A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | プラズマｃｖｄ半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58194342A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270817A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS6341014A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-22 | Sanyo Electric Co Ltd | エピタキシヤル成長方法 |
| JPH0239523A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Tokyo Electron Ltd | 半導体基板への成膜方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5419662A (en) * | 1977-07-15 | 1979-02-14 | Hitachi Ltd | Forming method of plasma cvd film |
-
1982
- 1982-05-10 JP JP7662382A patent/JPS58194342A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5419662A (en) * | 1977-07-15 | 1979-02-14 | Hitachi Ltd | Forming method of plasma cvd film |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270817A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS6341014A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-22 | Sanyo Electric Co Ltd | エピタキシヤル成長方法 |
| JPH0239523A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Tokyo Electron Ltd | 半導体基板への成膜方法 |
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