JPH01132128A - シリカ膜の製造法 - Google Patents
シリカ膜の製造法Info
- Publication number
- JPH01132128A JPH01132128A JP28931587A JP28931587A JPH01132128A JP H01132128 A JPH01132128 A JP H01132128A JP 28931587 A JP28931587 A JP 28931587A JP 28931587 A JP28931587 A JP 28931587A JP H01132128 A JPH01132128 A JP H01132128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica film
- silica
- film
- producing
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体基板上に形成したシリカ（ＳｉＯｚ）膜
の加熱処理時の耐クラツク性および耐湿性の向上に関す
る。
の加熱処理時の耐クラツク性および耐湿性の向上に関す
る。
ゾルゲル法によりバルクのシリカ（ＳｉＯｚ）を作成す
る過程において、ＨＦを加水分解の解媒として溶液中に
添加すると作成されたシリカのゲルが８００℃以下の熱
処理であまり焼締りを起さないという報告“ジャーナル
・オン・ノン−クリスタル・ソリッズ（ｇ 、 ｏｆ
Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ、 ５ｏｌｉｄｓ）。
る過程において、ＨＦを加水分解の解媒として溶液中に
添加すると作成されたシリカのゲルが８００℃以下の熱
処理であまり焼締りを起さないという報告“ジャーナル
・オン・ノン−クリスタル・ソリッズ（ｇ 、 ｏｆ
Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ、 ５ｏｌｉｄｓ）。
（８２（１９８６）７８）”がある、これはＨＦがゾル
中での脱水縮合反応を促進するためゲル化後この反応が
起り薙くなる為と考えられる。しかしＨＦ添加液ではゲ
ル化の反応が速い為安定性に劣り、これをＳＯＧ （ス
ピン・オン・グラス：Ｓ ｐｉｎ −Ｏｎ −Ｇ １ａ
ｓｓ）用に転用するのは困難であった。
中での脱水縮合反応を促進するためゲル化後この反応が
起り薙くなる為と考えられる。しかしＨＦ添加液ではゲ
ル化の反応が速い為安定性に劣り、これをＳＯＧ （ス
ピン・オン・グラス：Ｓ ｐｉｎ −Ｏｎ −Ｇ １ａ
ｓｓ）用に転用するのは困難であった。
つぎに、Ｆを含むガスのプラズマを用いてＳｉやＳｉＯ
２をエツチングする方法は現在広く行われている１′ジ
ヤーナル・オン・エレクトロケミカル・ソサエティー（
Ｊ 、 Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓａｃ、） （
１２９（１９８２）１７７０）”、しかし、Ｆをシリカ
中にドープする為にこの方法を用いた例は見当らない。
２をエツチングする方法は現在広く行われている１′ジ
ヤーナル・オン・エレクトロケミカル・ソサエティー（
Ｊ 、 Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓａｃ、） （
１２９（１９８２）１７７０）”、しかし、Ｆをシリカ
中にドープする為にこの方法を用いた例は見当らない。
また、ゾルゲル法で作成したシリカゲルをＳＦｓ気流中
で１３００〜１５００℃に加熱することによりグラスフ
ァイバー用Ｓ ｉ ＯｚにＦをドープする試み“ジャパ
ニーズ・ジャーナル・オン・アプライド・フィジックス
（Ｊ 、 Ｊ 、 ｏｆ Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ、） 。
で１３００〜１５００℃に加熱することによりグラスフ
ァイバー用Ｓ ｉ ＯｚにＦをドープする試み“ジャパ
ニーズ・ジャーナル・オン・アプライド・フィジックス
（Ｊ 、 Ｊ 、 ｏｆ Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ、） 。
（２５，Ｎα１１ （１９８６）Ｌ９０２”も行なわれ
ている。この場合Ｆドープの反応温度が１２００℃以上
と高く、Ｓｉデバイスの絶縁膜の処理には適さない。
ている。この場合Ｆドープの反応温度が１２００℃以上
と高く、Ｓｉデバイスの絶縁膜の処理には適さない。
半導体装置の層間絶縁やパッシベーションのために用い
るシリカ膜はりフロー温度を下げたり、その熱膨張係数
を大きくして、基板材料のＳｉや配線材料のＡＱのそれ
に近づける事によりクラックの発生を防ぐためにＰやＢ
等の元素を添加する。
るシリカ膜はりフロー温度を下げたり、その熱膨張係数
を大きくして、基板材料のＳｉや配線材料のＡＱのそれ
に近づける事によりクラックの発生を防ぐためにＰやＢ
等の元素を添加する。
しかし、これらの元素の酸化物が強い吸湿性を持つため
か、これらの元素を添加したシリカは耐湿性に劣り、し
ばしばこれを用いた半導体装置の特性劣化の原因となっ
ている。
か、これらの元素を添加したシリカは耐湿性に劣り、し
ばしばこれを用いた半導体装置の特性劣化の原因となっ
ている。
特にＳｉの有機化合物の溶液を塗布・加熱してガラス膜
とする塗布型ガラス（ＳＯＧ）膜においては上記の問題
点に加え、ガラス化に際して、収縮が起こり、これがク
ラック発生の原因となるためあまり厚いＳＯＧ膜は形成
できないという問題点もあった。
とする塗布型ガラス（ＳＯＧ）膜においては上記の問題
点に加え、ガラス化に際して、収縮が起こり、これがク
ラック発生の原因となるためあまり厚いＳＯＧ膜は形成
できないという問題点もあった。
本発明の目的は以上のようなシリカ膜の耐湿性と耐クラ
ツク性を改善する事にある。
ツク性を改善する事にある。
上記目的はシリカ膜をＦを含むガスの雰囲気中に置き、
シリカ膜に紫外線を照射することにより達成される。
シリカ膜に紫外線を照射することにより達成される。
上記紫外線照射の際に膜を徐々に加熱する事により、反
応が促進される。
応が促進される。
加熱方法としては、赤外線レーザや赤外線ランプにより
、シリカ膜を選択的に膜底部から加熱する方法が優れて
いる。
、シリカ膜を選択的に膜底部から加熱する方法が優れて
いる。
また、上記ガスに酸素を混合することにより。
シリカ膜の膜厚減少を防ぐことができる。
さらに、雰囲気ガス中の水分濃度を低下させるために乾
燥ガスを用いるとＦ置換反応の生成物である水分の膜か
らの離脱が加速される。
燥ガスを用いるとＦ置換反応の生成物である水分の膜か
らの離脱が加速される。
また、雰囲気ガスの気圧を１気圧より減圧することによ
りＦ置換反応を加速する事ができる。
りＦ置換反応を加速する事ができる。
本発明で目的としているＦドープはシリカ膜の０原子を
Ｆ原子で置換するのではなく、シリカ表面に多数存在す
るＯＨ基をＦ原子で置換する事により達成される。前で
述べたようにゾルゲル法により得られたシリカゲルをＳ
Ｆｏを含むガス気流中で１２００℃以上に加熱する事に
よりＦをドープする技術は知られているが、この場合に
はＦドープの時点では高温加熱のためほとんどのＯＨ基
はすでに失なわれていると考えられる。従ってこの場合
のＦドープはＯを置換する事により達成されていると考
えられるので本発明の目的には適さない。
Ｆ原子で置換するのではなく、シリカ表面に多数存在す
るＯＨ基をＦ原子で置換する事により達成される。前で
述べたようにゾルゲル法により得られたシリカゲルをＳ
Ｆｏを含むガス気流中で１２００℃以上に加熱する事に
よりＦをドープする技術は知られているが、この場合に
はＦドープの時点では高温加熱のためほとんどのＯＨ基
はすでに失なわれていると考えられる。従ってこの場合
のＦドープはＯを置換する事により達成されていると考
えられるので本発明の目的には適さない。
一方、低温のシリカ膜にＦをドープする方法としてＦ含
有ガスのプラズマにシリカ膜を晒す方法がある。Ｆ含有
ガスとしてはＣＦ ４ ＠ ＨＦ ｇ ＣｚＦｓ ＋Ｎ
Ｆａ等の炭素、水素、窒素の弗化物の他にＣＱやＳを含
んだＣＣＱ Ｆ ｓやＳＦｅさらにはＢＦａ。
有ガスのプラズマにシリカ膜を晒す方法がある。Ｆ含有
ガスとしてはＣＦ ４ ＠ ＨＦ ｇ ＣｚＦｓ ＋Ｎ
Ｆａ等の炭素、水素、窒素の弗化物の他にＣＱやＳを含
んだＣＣＱ Ｆ ｓやＳＦｅさらにはＢＦａ。
ＰＦＦＩ等がある。このようなガスのプラズマはＳｉや
シリカのエツチング用ガスとしと使用されている事から
も分るように、５ｉｆｔの膜厚減少の原因となっている
。これはＣの介在や高エネルギのＦイオンにより５ｉｎ
ｓ中の０とＦの置換が起るからである。この０置換を極
力防止し、ＯＨとＦとの置換反応を効率良く行うために
はＦを弱くイオン化する必要がある。このためにＦを含
むガス雰囲気中のシリカ膜に紫外線を照射する。この方
法によりＦの電離エネルギを必要最小限にとどめる事が
可能となる。
シリカのエツチング用ガスとしと使用されている事から
も分るように、５ｉｆｔの膜厚減少の原因となっている
。これはＣの介在や高エネルギのＦイオンにより５ｉｎ
ｓ中の０とＦの置換が起るからである。この０置換を極
力防止し、ＯＨとＦとの置換反応を効率良く行うために
はＦを弱くイオン化する必要がある。このためにＦを含
むガス雰囲気中のシリカ膜に紫外線を照射する。この方
法によりＦの電離エネルギを必要最小限にとどめる事が
可能となる。
ここで、上記の反応は膜を加熱しなくとも進行するが、
乾燥雰囲気中で１００℃以上に加熱することにより、反
応生成物である水を膜から離脱せしめる作用を促進し、
その結果としてＦのドーピングの反応を促進することが
できる。
乾燥雰囲気中で１００℃以上に加熱することにより、反
応生成物である水を膜から離脱せしめる作用を促進し、
その結果としてＦのドーピングの反応を促進することが
できる。
また、Ｆを含むガス雰囲気中でシリカ膜に紫外線を照射
しなからシリカ膜を徐々に加熱して最終ベーク温度まで
昇温する方法も有効である。
しなからシリカ膜を徐々に加熱して最終ベーク温度まで
昇温する方法も有効である。
さらに、雰囲気中の０２の濃度を増す事により、ＦとＯ
の置換反応を抑制する事ができる。
の置換反応を抑制する事ができる。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例１
シリコン基板に幅１μｍ、深さ２μｍの溝を形成し、東
京応化工業（株）社製の０ＣＤＰ−４８３４０（ＳｉＯ
ａ成分４．８ｗｔ％、ＰｚＯｓｏ、４ｇ ／ １００
ｍ Ｑ ）を塗布した。
京応化工業（株）社製の０ＣＤＰ−４８３４０（ＳｉＯ
ａ成分４．８ｗｔ％、ＰｚＯｓｏ、４ｇ ／ １００
ｍ Ｑ ）を塗布した。
ＳＦｅ、あるいはＨＦあるいはＦ２とＯｚの混合気体（
０２３０％）気流中で紫外線ランプで基板表面を照射し
、赤外線ランプで裏面を照射して５００℃まで加熱した
。加熱速度を遅くするために赤外線照射は間歇的に行な
った。昇温速度は１０℃／分である。上記の工程を４回
繰返して、深さ２μｍの溝を完全に充填した。その後、
Ｎ２中９００℃まで加熱して緻密化処理を行なった０以
上の方法によりＳＯＧによるクラックのない深溝の充填
が可能となった。このＳＯＧ充填の深溝をアイソレーシ
ョンとしてシリコン基板にＭＯＳデバイスを作成した。
０２３０％）気流中で紫外線ランプで基板表面を照射し
、赤外線ランプで裏面を照射して５００℃まで加熱した
。加熱速度を遅くするために赤外線照射は間歇的に行な
った。昇温速度は１０℃／分である。上記の工程を４回
繰返して、深さ２μｍの溝を完全に充填した。その後、
Ｎ２中９００℃まで加熱して緻密化処理を行なった０以
上の方法によりＳＯＧによるクラックのない深溝の充填
が可能となった。このＳＯＧ充填の深溝をアイソレーシ
ョンとしてシリコン基板にＭＯＳデバイスを作成した。
実施例２
Ｓｉ基板上に熱酸化５ｉＯｚ膜を形成し、ＡＱ導体層を
設置し、パターン化処理後、プラズマＣＶＤ法によるＰ
ＳＧ膜を厚さ０．２μｍｉ９［し、その上に実施例１と
同様のＯＣＤ塗布液を平坦部膜厚が０．２μｍとなる条
件でスピン塗布した。
設置し、パターン化処理後、プラズマＣＶＤ法によるＰ
ＳＧ膜を厚さ０．２μｍｉ９［し、その上に実施例１と
同様のＯＣＤ塗布液を平坦部膜厚が０．２μｍとなる条
件でスピン塗布した。
上記処理をしたＳｉ基板をサセプタ上に置き、高周波誘
導法により加熱した。雰囲気はＣＦ４と０ｘ（Ｏｚ４０
％）との混合気体気流である。紫外線レーザにより表面
を照射した。室温から徐々の昇温（２０℃／分）し、４
５０℃まで加熱し、その温度に３０分保持した。さらに
その上部に厚さ０．２μｍのプラズマＣＶＤ法によるＰ
ＳＧ膜を形成した。上記３層のシリカ膜を層間絶縁膜と
して用いその上に第２層のＡＱ配線層を設置した。
導法により加熱した。雰囲気はＣＦ４と０ｘ（Ｏｚ４０
％）との混合気体気流である。紫外線レーザにより表面
を照射した。室温から徐々の昇温（２０℃／分）し、４
５０℃まで加熱し、その温度に３０分保持した。さらに
その上部に厚さ０．２μｍのプラズマＣＶＤ法によるＰ
ＳＧ膜を形成した。上記３層のシリカ膜を層間絶縁膜と
して用いその上に第２層のＡＱ配線層を設置した。
以上の方法により、電気特性に優れた、クラックのない
層間絶縁膜を形成する事ができた。
層間絶縁膜を形成する事ができた。
上記実施例は主にＳＯＧ膜の耐湿性、耐クラツク性に注
目した検討結果であるが、他の方法で作製したシリカ膜
においても同様の検討を行い、同様の効果がある事を確
認した。特にＰＳＧ、ＢＰＳＧの耐湿性改善効果は著し
い。
目した検討結果であるが、他の方法で作製したシリカ膜
においても同様の検討を行い、同様の効果がある事を確
認した。特にＰＳＧ、ＢＰＳＧの耐湿性改善効果は著し
い。
Claims (5)
- １．基板上にシリカ膜を形成後、フッ素を含む常圧又は
減圧下のガス雰囲気中で該シリカ膜に紫外線を照射する
事を特徴とするシリカ膜の製造法。 - ２．シリカ膜を１０００℃以下の温度に加熱する事を特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のシリカ膜の製造法
。 - ３．赤外線を熱源として、基板を通して該シリカ膜を照
射加熱する事を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
シリカ膜の製造法。 - ４．フッ素を含むガスに酸素を混合する事を特徴とする
特許請求の範囲第１乃至第３項記載のシリカ膜の製造法
。 - ５．シリカ膜として塗布ガラス膜を用いる事を特徴とす
る特許請求の範囲第１乃至第４項記載のシリカ膜の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28931587A JPH01132128A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | シリカ膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28931587A JPH01132128A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | シリカ膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01132128A true JPH01132128A (ja) | 1989-05-24 |
Family
ID=17741595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28931587A Pending JPH01132128A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | シリカ膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01132128A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0226053A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0274779A (ja) * | 1988-09-10 | 1990-03-14 | Toyo Sash Co Ltd | カーテン付き扉 |
| US5763329A (en) * | 1996-01-26 | 1998-06-09 | Nec Corporation | Method for making semiconductor device by coating an SOG film in amine gas atmosphere |
| WO2014080841A1 (ja) * | 2012-11-22 | 2014-05-30 | Ａｚエレクトロニックマテリアルズマニュファクチャリング株式会社 | シリカ質膜の形成方法及び同方法で形成されたシリカ質膜 |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP28931587A patent/JPH01132128A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0226053A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0274779A (ja) * | 1988-09-10 | 1990-03-14 | Toyo Sash Co Ltd | カーテン付き扉 |
| US5763329A (en) * | 1996-01-26 | 1998-06-09 | Nec Corporation | Method for making semiconductor device by coating an SOG film in amine gas atmosphere |
| WO2014080841A1 (ja) * | 2012-11-22 | 2014-05-30 | Ａｚエレクトロニックマテリアルズマニュファクチャリング株式会社 | シリカ質膜の形成方法及び同方法で形成されたシリカ質膜 |
| JP2014103351A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-05 | Az Electronic Materials Mfg Co Ltd | シリカ質膜の形成方法及び同方法で形成されたシリカ質膜 |
| CN104885204A (zh) * | 2012-11-22 | 2015-09-02 | Az电子材料（卢森堡）有限公司 | 二氧化硅质膜的形成方法以及通过该方法形成的二氧化硅质膜 |
| CN104885204B (zh) * | 2012-11-22 | 2017-04-12 | Az电子材料（卢森堡）有限公司 | 二氧化硅质膜的形成方法以及通过该方法形成的二氧化硅质膜 |
| TWI600614B (zh) * | 2012-11-22 | 2017-10-01 | Ａｚ電子材料盧森堡有限公司 | 矽石質膜之形成方法及以相同方法形成之矽石質膜 |
| US10000386B2 (en) | 2012-11-22 | 2018-06-19 | AZ Electronic Materials (Luxembourg) S.à.r.l. | Method for forming of siliceous film and siliceous film formed using same |
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