JPH04320338A - Ｐｓｇの気相成長に関わる半導体装置の製造方法 - Google Patents
Ｐｓｇの気相成長に関わる半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH04320338A JPH04320338A JP8795991A JP8795991A JPH04320338A JP H04320338 A JPH04320338 A JP H04320338A JP 8795991 A JP8795991 A JP 8795991A JP 8795991 A JP8795991 A JP 8795991A JP H04320338 A JPH04320338 A JP H04320338A
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- Japan
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- oxygen
- psg
- teos
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマＣＶＤ法による
ＰＳＧ層の堆積処理に関わり、特に半導体集積回路装置
の形成に適したＰＳＧ層の堆積処理に関わる。
ＰＳＧ層の堆積処理に関わり、特に半導体集積回路装置
の形成に適したＰＳＧ層の堆積処理に関わる。
【０００２】原料ガスをプラズマ化し、反応させること
によって種々の絶縁材料層や導電材料層を堆積形成する
プラズマＣＶＤ法は、減圧で実施されることから凹凸の
ある基板表面に対する被覆性が良く、集積回路などの半
導体装置の製造に広く利用されている。
によって種々の絶縁材料層や導電材料層を堆積形成する
プラズマＣＶＤ法は、減圧で実施されることから凹凸の
ある基板表面に対する被覆性が良く、集積回路などの半
導体装置の製造に広く利用されている。
【０００３】
【従来の技術】プラズマＣＶＤ法によって燐シリケート
ガラス（ＰＳＧ）を堆積する場合、従前はシラン系の化
学物質を原料として用いることが多かったが、最近はテ
トラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ， Ｓｉ（ＯＣ
２Ｈ５）４）も用いられるようになっている。これはＴ
ＥＯＳの被覆性が優れていることによるものであるが、
燐を添加する原料として従来通りトリメチルフォスファ
イト（ＴＭＰ， Ｐ（ＯＣＨ３）３）を用いると、形成
したＰＳＧ膜に問題の生じることが判明した。
ガラス（ＰＳＧ）を堆積する場合、従前はシラン系の化
学物質を原料として用いることが多かったが、最近はテ
トラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ， Ｓｉ（ＯＣ
２Ｈ５）４）も用いられるようになっている。これはＴ
ＥＯＳの被覆性が優れていることによるものであるが、
燐を添加する原料として従来通りトリメチルフォスファ
イト（ＴＭＰ， Ｐ（ＯＣＨ３）３）を用いると、形成
したＰＳＧ膜に問題の生じることが判明した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者が得た新規の
知見によると、ＴＥＯＳおよびＴＭＰ、酸素を原料とし
てプラズマＣＶＤ法により形成したＰＳＧ膜は、日時の
経過に伴って表面に燐を分離析出する。その形状は恰も
発汗したように微小滴が付着した形であり、暗視野顕微
鏡で観察すれば輝点として見ることができる。
知見によると、ＴＥＯＳおよびＴＭＰ、酸素を原料とし
てプラズマＣＶＤ法により形成したＰＳＧ膜は、日時の
経過に伴って表面に燐を分離析出する。その形状は恰も
発汗したように微小滴が付着した形であり、暗視野顕微
鏡で観察すれば輝点として見ることができる。
【０００５】このような燐の析出は、熱エネルギを利用
するＣＶＤ法で形成したＰＳＧ膜では起こらず、シラン
系の原料を用いてプラズマＣＶＤ法で形成したＰＳＧ膜
でも発生しないものであるが、上記の如くＴＥＯＳ、Ｔ
ＭＰ、酸素を原料とするプラズマＣＶＤ形成のＰＳＧ膜
で発生することについては未だ報告されていないようで
ある。
するＣＶＤ法で形成したＰＳＧ膜では起こらず、シラン
系の原料を用いてプラズマＣＶＤ法で形成したＰＳＧ膜
でも発生しないものであるが、上記の如くＴＥＯＳ、Ｔ
ＭＰ、酸素を原料とするプラズマＣＶＤ形成のＰＳＧ膜
で発生することについては未だ報告されていないようで
ある。
【０００６】ＰＳＧ膜表面に燐が析出し大気に曝される
と、酸化，吸湿して表面の絶縁性が低下する他、Ａｌ配
線が腐食されることにもなる。析出が明確に認められる
のは形成後１週間程度の日時が経過してからであり、そ
れ迄に保護膜で被覆するなど大気との接触を絶つように
すれば実質的に無影響とし得るが、ＡＳＩＣのようにウ
エハプロセスの途中に待ち時間のある場合には、燐析出
の影響が大きく、何らかの対策が必要である。
と、酸化，吸湿して表面の絶縁性が低下する他、Ａｌ配
線が腐食されることにもなる。析出が明確に認められる
のは形成後１週間程度の日時が経過してからであり、そ
れ迄に保護膜で被覆するなど大気との接触を絶つように
すれば実質的に無影響とし得るが、ＡＳＩＣのようにウ
エハプロセスの途中に待ち時間のある場合には、燐析出
の影響が大きく、何らかの対策が必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明の半導体装置の製造方法に包含されるプラズマ
ＣＶＤ処理に於いては、ＴＥＯＳ、酸素と共に用いる燐
の原料ガスを、ＴＭＰに代えてトリメチルオキシフォス
ファイト（ＴＭＯＰ， ＰＯ（ＯＣＨ３）３）とし、プ
ラズマエンハンストＣＶＤ法によってＰＳＧを堆積する
ことが行われる。
、本発明の半導体装置の製造方法に包含されるプラズマ
ＣＶＤ処理に於いては、ＴＥＯＳ、酸素と共に用いる燐
の原料ガスを、ＴＭＰに代えてトリメチルオキシフォス
ファイト（ＴＭＯＰ， ＰＯ（ＯＣＨ３）３）とし、プ
ラズマエンハンストＣＶＤ法によってＰＳＧを堆積する
ことが行われる。
【０００８】更に、該ＣＶＤ処理は、■酸素とＴＥＯＳ
の供給量の比率が、酸素の流量と室温近傍のＴＥＯＳを
バブリングする不活性ガスの流量の比率で表現して ２
．５以上であり、且つ■該堆積処理室内の圧力が２．５
Ｔｏｒｒ以下であり、更に■該プラズマを発生させる
平行平板電極の間隔が１５ｍｍ以上、という条件の下に
該ＰＳＧの堆積を行うものである。
の供給量の比率が、酸素の流量と室温近傍のＴＥＯＳを
バブリングする不活性ガスの流量の比率で表現して ２
．５以上であり、且つ■該堆積処理室内の圧力が２．５
Ｔｏｒｒ以下であり、更に■該プラズマを発生させる
平行平板電極の間隔が１５ｍｍ以上、という条件の下に
該ＰＳＧの堆積を行うものである。
【０００９】
【作用】ＴＭＳに代えてＴＭＯＰを用いることにより、
ＰＳＧ中の燐の析出が抑制される理由は未解明であるが
、プラズマ化した際の燐と酸素の結合状態に違いがあり
、そのためシリケートガラス中での安定度に差が生じて
いるものと推定される。また、上記処理条件に関わる構
成要件は、本発明者が経験的に得たものであり、その根
拠となる実験結果は図１〜図３に示されている。
ＰＳＧ中の燐の析出が抑制される理由は未解明であるが
、プラズマ化した際の燐と酸素の結合状態に違いがあり
、そのためシリケートガラス中での安定度に差が生じて
いるものと推定される。また、上記処理条件に関わる構
成要件は、本発明者が経験的に得たものであり、その根
拠となる実験結果は図１〜図３に示されている。
【００１０】図１は酸素とＴＥＯＳの比率Ｒを変えて形
成したＰＳＧ膜に燐が析出するまでの経過日数を示した
ものである。ここでは、Ｒは酸素の流量とＴＥＯＳをバ
ブリングする不活性ガスの流量の比率で表されている。 Ｒ＝２の場合には５日目に燐の析出が生じたのに対し、
Ｒ＝２．５ 或いはそれ以上の場合には１４日を経過し
ても燐の析出は認められなかった。
成したＰＳＧ膜に燐が析出するまでの経過日数を示した
ものである。ここでは、Ｒは酸素の流量とＴＥＯＳをバ
ブリングする不活性ガスの流量の比率で表されている。 Ｒ＝２の場合には５日目に燐の析出が生じたのに対し、
Ｒ＝２．５ 或いはそれ以上の場合には１４日を経過し
ても燐の析出は認められなかった。
【００１１】ここで判定基準を２週間としたのは、既に
述べた如くウエハプロセスが終了してしまえばＰＳＧの
表面は保護膜で被覆され、燐の析出の影響を受けない状
態になると考えてよく、最表面にＰＳＧ膜が形成された
状態で２週間以上経過する事態への配慮は不要という判
断に基づいている。
述べた如くウエハプロセスが終了してしまえばＰＳＧの
表面は保護膜で被覆され、燐の析出の影響を受けない状
態になると考えてよく、最表面にＰＳＧ膜が形成された
状態で２週間以上経過する事態への配慮は不要という判
断に基づいている。
【００１２】図２は処理室の圧力（即ち原料ガスの圧力
）を変化させた場合の燐析出迄の経過日数を示している
。 この圧力を３Ｔｏｒｒにして形成したＰＳＧ膜には７日
後に燐の析出が生じたのに対し、２．５ Ｔｏｒｒ及び
２Ｔｏｒｒで形成したＰＳＧ膜では１４日を経過しても
燐の析出はなかった。
）を変化させた場合の燐析出迄の経過日数を示している
。 この圧力を３Ｔｏｒｒにして形成したＰＳＧ膜には７日
後に燐の析出が生じたのに対し、２．５ Ｔｏｒｒ及び
２Ｔｏｒｒで形成したＰＳＧ膜では１４日を経過しても
燐の析出はなかった。
【００１３】図３には原料ガスのプラズマ化電極である
平行平板電極の間隔が１３ｍｍと１５ｍｍの場合の燐析
出状況の違いが示されている。電極間隔１３ｍｍで形成
した場合には５日後に燐が析出したのに対し、１５ｍｍ
で形成したものには２週間経過しても燐の析出は見られ
なかった。
平行平板電極の間隔が１３ｍｍと１５ｍｍの場合の燐析
出状況の違いが示されている。電極間隔１３ｍｍで形成
した場合には５日後に燐が析出したのに対し、１５ｍｍ
で形成したものには２週間経過しても燐の析出は見られ
なかった。
【００１４】図１〜図３データを得た実験の基準的な実
施条件は次の通りである。 ＴＥＯＳ供給量：毎分 ２００ｓｃｃｍ （バブリング
Ｈｅの流速） 酸素供給速量 ：毎分 ５００ｓｃｃｍＴＭＯＰ供給
量：バブリングＨｅ中のＰの分率を６％（重量比）に調
整 基板の温度 ：４００ ℃ 雰囲気の圧力 ：２．５ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力密度 ：１．６ Ｗ／ｃｍ２ （１３．５６
ＭＨｚ）電極間隔 ：１５ ｍｍ 経時変化環境 ：温度 ２３ ℃， 湿度 ４０ ％
上記データ採取のための処理条件変更では、この基準条
件の中、該当する項目のみを変化させている。また、本
実験ではＴＥＯＳの温度は３５℃であるが、通常の処理
に於いては室温から＋２０℃程度の温度範囲に保持され
る。
施条件は次の通りである。 ＴＥＯＳ供給量：毎分 ２００ｓｃｃｍ （バブリング
Ｈｅの流速） 酸素供給速量 ：毎分 ５００ｓｃｃｍＴＭＯＰ供給
量：バブリングＨｅ中のＰの分率を６％（重量比）に調
整 基板の温度 ：４００ ℃ 雰囲気の圧力 ：２．５ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力密度 ：１．６ Ｗ／ｃｍ２ （１３．５６
ＭＨｚ）電極間隔 ：１５ ｍｍ 経時変化環境 ：温度 ２３ ℃， 湿度 ４０ ％
上記データ採取のための処理条件変更では、この基準条
件の中、該当する項目のみを変化させている。また、本
実験ではＴＥＯＳの温度は３５℃であるが、通常の処理
に於いては室温から＋２０℃程度の温度範囲に保持され
る。
【００１５】不活性ガスとしてはＨｅの他にＡｒ，Ｎ２
などが利用可能であり、その場合のＴＥＯＳバブリン
グ条件もＨｅを用いた場合に近似した結果が得られてい
る。
などが利用可能であり、その場合のＴＥＯＳバブリン
グ条件もＨｅを用いた場合に近似した結果が得られてい
る。
【００１６】
【実施例】本発明の構成要件を満たすものの中、最も好
適と考えられる次の処理条件を設定してＰＳＧ膜を堆積
成長させ、燐の析出状況を観察した。
適と考えられる次の処理条件を設定してＰＳＧ膜を堆積
成長させ、燐の析出状況を観察した。
【００１７】
ＴＥＯＳ供給量：毎分 ２００ ｓｃｃｍ （バブリン
グＨｅの流速） 酸素供給量度 ：毎分 ８００ ｓｃｃｍＴＭＯＰ供
給量：バブリングＨｅ中のＰの分率を７％（重量比）に
調整 基板の温度 ：３９０ ℃ 雰囲気の圧力 ：２．５ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力密度 ：０．６ Ｗ／ｃｍ２ （１３．５６
ＭＨｚ）電極間隔 ：１５ ｍｍ これを、温度 ２３ ℃， 湿度 ４０ ％ の大気中
に放置したところ、１ヶ月経過しても燐の析出は見られ
なかった。
グＨｅの流速） 酸素供給量度 ：毎分 ８００ ｓｃｃｍＴＭＯＰ供
給量：バブリングＨｅ中のＰの分率を７％（重量比）に
調整 基板の温度 ：３９０ ℃ 雰囲気の圧力 ：２．５ Ｔｏｒｒ ＲＦ電力密度 ：０．６ Ｗ／ｃｍ２ （１３．５６
ＭＨｚ）電極間隔 ：１５ ｍｍ これを、温度 ２３ ℃， 湿度 ４０ ％ の大気中
に放置したところ、１ヶ月経過しても燐の析出は見られ
なかった。
【００１８】
【発明の効果】本発明ではＴＭＰに代えてＴＭＯＰを用
いることにより、被覆性の良いＰＳＧ膜を堆積すること
が可能になると共に、処理条件を特許請求の範囲に記載
された通りに限定することによって、燐析出のような経
時変化を生ずることのない良質のＰＳＧ膜を形成するこ
とが可能となる。
いることにより、被覆性の良いＰＳＧ膜を堆積すること
が可能になると共に、処理条件を特許請求の範囲に記載
された通りに限定することによって、燐析出のような経
時変化を生ずることのない良質のＰＳＧ膜を形成するこ
とが可能となる。
【図１】 酸素／ＴＥＯＳの比率と燐析出時間の関係
を示す図
を示す図
Claims (2)
- 【請求項１】 テトラエチルオルソシリケート（ＴＥ
ＯＳ， Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、酸素（Ｏ２）および
トリメチルオキシフォスファイト（ＴＭＯＰ， ＰＯ（
ＯＣＨ３）３）を原料ガスとし、プラズマエンハンスト
ＣＶＤ法によって燐シリケートガラス（ＰＳＧ）を基板
上に堆積する行程を包含することを特徴とする半導体装
置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１の半導体装置の製造方法であ
って、酸素とＴＥＯＳの供給量の比率が、酸素の流量と
室温近傍のＴＥＯＳをバブリングする不活性ガスの流量
の比率で表現して ２．５以上であり、且つ該堆積処理
室内の圧力が２．５ Ｔｏｒｒ以下であり、且つ該プラ
ズマを発生させる平行平板電極の間隔が１５ｍｍ以上で
ある条件の下に該ＰＳＧ層の堆積を行うことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8795991A JPH04320338A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | Ｐｓｇの気相成長に関わる半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8795991A JPH04320338A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | Ｐｓｇの気相成長に関わる半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04320338A true JPH04320338A (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=13929408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8795991A Withdrawn JPH04320338A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | Ｐｓｇの気相成長に関わる半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04320338A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432839B2 (en) | 2000-03-31 | 2002-08-13 | Canon Sales Co., Inc. | Film forming method and manufacturing method of semiconductor device |
| JP2009164613A (ja) * | 1997-02-19 | 2009-07-23 | Applied Materials Inc | Ｈｄｐ−ｃｖｄｐｓｇ膜の形成方法および装置 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP8795991A patent/JPH04320338A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009164613A (ja) * | 1997-02-19 | 2009-07-23 | Applied Materials Inc | Ｈｄｐ−ｃｖｄｐｓｇ膜の形成方法および装置 |
| US6432839B2 (en) | 2000-03-31 | 2002-08-13 | Canon Sales Co., Inc. | Film forming method and manufacturing method of semiconductor device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |