JP3348509B2 - Method of forming insulating film - Google Patents
Method of forming insulating filmInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置にお
いてウェハの最終保護膜あるいは層間絶縁膜として用い
られる絶縁膜の成膜方法に関し、特に有機Ｓｉ化合物を
用いてＳｉＮ系絶縁膜、ＳｉＯＮ系絶縁膜を成膜する方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an insulating film used as a final protective film or an interlayer insulating film on a wafer in, for example, a semiconductor device, and more particularly, to a SiN-based insulating film and an SiON-based insulating film using an organic Si compound. The present invention relates to a method for forming a film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、ウェハの最終保護膜、いわゆ
るパッシベーション膜には、ＳｉＮ系絶縁膜が広く用い
られている。このＳｉＮ系絶縁膜を成膜するに際して
は、既に形成されたＡｌ系配線等の低融点材料層にダメ
ージを与えないように、プラズマＣＶＤ法によって低温
での成膜が行われている。原料ガスとしては、従来、Ｓ
ｉＨ4 ／ＮＨ3 混合ガス、ＳｉＨ4 ／Ｎ2 混合ガス等が
用いられてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, a SiN-based insulating film has been widely used as a final protective film of a wafer, a so-called passivation film. When the SiN-based insulating film is formed, the film is formed at a low temperature by a plasma CVD method so as not to damage the already formed low-melting-point material layer such as the Al-based wiring. Conventionally, as the source gas, S
iH 4 / NH 3 mixed gas, SiH 4 / N 2 mixed gas and the like have been used.
【０００３】しかし、このようにして成膜されるＳｉＮ
系絶縁膜のカバレージは、半導体装置の微細化あるいは
多層配線化に伴う基板の表面段差の増大に追従できなく
なっている。図３に、Ｓｉ基板１上にＳｉＯ系層間絶縁
膜２およびＡｌ系配線３が形成され、この上にＳｉＮ系
絶縁膜１４を成膜したウェハを示すが、ＳｉＮ系絶縁膜
１４のステップカバレージ（断差被覆性）が悪いため
に、ボイド１５が形成されてしまっている。また、この
ようなＳｉＮ系絶縁膜１４にはクラックも発生しやすく
なる。However, the SiN film thus formed is
The coverage of the system insulating film cannot follow the increase in the surface step of the substrate accompanying the miniaturization of the semiconductor device or the multilayer wiring. FIG. 3 shows a wafer in which a SiO-based interlayer insulating film 2 and an Al-based wiring 3 are formed on a Si substrate 1 and a SiN-based insulating film 14 is formed thereon. Void 15 has been formed due to poor step coverage. Also, cracks are likely to occur in such a SiN-based insulating film 14.
【０００４】上記ステップカバレージを改善する方法と
しては、２周波法によってプラズマ状態を制御すること
が提案されている。これは、プラズマＣＶＤ装置の平行
平板電極において、ウェハを載置する側の電極には数百
ｋＨｚの低周波ＲＦ電圧を印加し、他の電極にはＭＨｚ
オーダーの高周波ＲＦ電圧を印加するものであり、低エ
ネルギーのイオンボンバードメントを増加させて、カバ
レージを向上させようとするものである。しかし、この
方法によっても、パターンの微細化や表面断差の増大に
十分に対応できるわけではなく、コンフォーマル成膜を
達成するには至っていない。As a method for improving the step coverage, it has been proposed to control the plasma state by a two-frequency method. This is because in a parallel plate electrode of a plasma CVD apparatus, a low-frequency RF voltage of several hundred kHz is applied to an electrode on a side on which a wafer is mounted, and MHz is applied to other electrodes.
A high-frequency RF voltage of the order is applied to increase the low-energy ion bombardment to improve the coverage. However, even with this method, it is not possible to sufficiently cope with the miniaturization of the pattern and the increase in the surface difference, and the conformal film formation has not yet been achieved.
【０００５】そこで、さらにカバレージに優れたＳｉＮ
系絶縁膜を成膜する方法として、原料ガスに有機Ｓｉ化
合物を用いてＣＶＤを行うことが提案された。ここで、
有機Ｓｉ化合物とは、［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］4 Ｓｉ、
［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 ＳｉＨ、［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］2 Ｓ
ｉＨ2 といった、Ｓｉ原子，Ｎ原子，Ｃ原子，Ｈ原子を
主な構成要素とし、Ｓｉ−Ｎ結合を有する化合物であ
る。これを原料ガスとして成膜を行うと、Ｓｉ−Ｎ結合
の存在により、効率のよいＳｉＮ系絶縁膜の成膜が可能
となる。また、炭素成分の存在により、成膜時に生成さ
れる中間生成物が高分子化されやすく、流動性が高くな
るために、カバレージに優れたＳｉＮ系絶縁膜が成膜で
きると考えられている。[0005] Therefore, SiN having even better coverage is provided.
As a method of forming a system insulating film, it has been proposed to perform CVD using an organic Si compound as a source gas. here,
Organic (Si) compounds include [(CH 3 ) 2 N] 4 Si,
[(CH 3 ) 2 N] 3 SiH, [(CH 3 ) 2 N] 2 S
It is a compound such as iH 2 having Si—N bonds with Si atoms, N atoms, C atoms, and H atoms as main components. When this is used as a source gas to form a film, the presence of Si—N bonds enables efficient formation of a SiN-based insulating film. Further, it is considered that the presence of the carbon component makes it easy to polymerize an intermediate product generated at the time of film formation and increases the fluidity, so that a SiN-based insulating film having excellent coverage can be formed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
を製造するためには非常に多くの工程を経るため、各工
程におけるスループットを向上させることは、生産性を
向上させ、コストを低減させる意味で重要な課題となっ
ている。このため、当然、層間絶縁膜として、またはパ
ッシベーション膜としてＳｉＮ系絶縁膜を成膜する工程
においても、成膜速度を高めることが必要である。By the way, since a large number of steps are required to manufacture a semiconductor device, improving the throughput in each step means improving the productivity and reducing the cost. It is an important issue. For this reason, it is a matter of course that it is necessary to increase the film forming speed also in the step of forming the SiN-based insulating film as the interlayer insulating film or the passivation film.
【０００７】成膜速度を高める手法として、成膜時に供
給する原料ガスの流量を増加したり、プラズマＣＶＤ装
置の電極に印加する電力を増大することが考えられる
が、このような操作により、不純物の取り込みが増大し
たり、カバレージが劣化したりといった問題が生じるこ
とがある。このため、一定水準以上の膜質やカバレージ
を確保するためには成膜速度に限界があった。As a technique for increasing the film forming rate, it is conceivable to increase the flow rate of the source gas supplied at the time of film forming or to increase the electric power applied to the electrode of the plasma CVD apparatus. In some cases, problems such as an increase in the number of captured images and a deterioration in coverage may occur. For this reason, there is a limit to the film formation rate in order to secure film quality and coverage above a certain level.
【０００８】そこで、本発明はかかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、原料ガスとして用いる有機Ｓ
ｉ化合物の化学構造を規定することにより、膜質を劣化
させることなく、成膜速度を高めることが可能な絶縁膜
の成膜方法を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and the organic S used as a source gas has been proposed.
An object of the present invention is to provide a method for forming an insulating film capable of increasing the film formation rate without deteriorating the film quality by defining the chemical structure of the i-compound.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者等は上述の目的
を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、有機Ｓｉ化合
物として、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有するものを用いることに
より成膜速度を高めることが可能となることを見い出
し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies on achieving the above object, and as a result, have increased the film forming rate by using an organic Si compound having a Si--Si bond. It has been found that this is possible, and the present invention has been completed.
【００１０】即ち、本発明に係る絶縁膜の成膜方法は、
ＣＶＤ装置の反応室内に原料ガスを導入して基板上に所
望の絶縁膜を形成するに際し、前記原料ガスとして、Ｓ
ｉ−Ｓｉ結合を有し、該Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成する少な
くともいずれかのＳｉ原子にＮ原子が少なくとも１つ結
合されてなる有機Ｓｉ化合物を用いるものである。これ
によって、非常に速い成膜速度にて効率的にＮ原子を含
有する絶縁膜を成膜することが可能となる。That is, the method for forming an insulating film according to the present invention comprises:
When a source gas is introduced into a reaction chamber of a CVD apparatus to form a desired insulating film on a substrate, the source gas is S
An organic Si compound having an i-Si bond and having at least one N atom bonded to at least one Si atom constituting the Si-Si bond is used. This makes it possible to efficiently form an insulating film containing N atoms at a very high film forming rate.
【００１１】上記有機Ｓｉ化合物において、Ｓｉ−Ｓｉ
結合は１つであっても、２つ以上であってもよい。Ｓｉ
−Ｓｉ結合が１つである場合、即ち、ジシラン系の化合
物である場合、６つの結合手に後述するような置換基を
結合させた構造とすればよい。Ｓｉ−Ｓｉ結合が２つ以
上である場合にも、即ち、Ｓｉn （ｎは３以上の整数）
を基本骨格とする場合も同様に、（２ｎ＋２）個の結合
手に後述の置換基を結合させた構造とすればよい。In the above organic Si compound, Si-Si
The number of bonds may be one, or two or more. Si
In the case where there is one -Si bond, that is, in the case of a disilane-based compound, a structure in which a substituent described later is bonded to six bonds may be used. When there are two or more Si—Si bonds, that is, Si n (n is an integer of 3 or more)
In the case where is used as a basic skeleton, a structure in which a substituent described later is bonded to (2n + 2) bonds may be used.
【００１２】上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳｉ原子に
結合するＮ原子は、成膜時にＳｉ−Ｎ結合を存続させて
効率のよい成膜を可能にするものであり、−ＮＲ2 基
（但し、Ｒは炭素数１以上の炭化水素基を示す）を構成
するＮ原子であっても、アジド基（以下、−Ｎ3 基とす
る。）を構成するＮ原子であってもよい。即ち、Ｓｉ原
子に結合する置換基として、−ＮＲ2 基および／または
−Ｎ3 基が結合されるとよい。但し、−ＮＲ2 基は、Ｓ
ｉ−Ｎ結合を存続させる効果が高いのみならず、カバレ
ージ改善効果も示すため、Ｓｉ原子に結合するＮ原子の
うち少なくとも１つは−ＮＲ2 基の構成原子とすると、
特に好ましい結果が得られる。[0012] the N atom bonded to Si atoms constituting the Si-Si bond, which survived the Si-N bond at the time of film formation to allow good film formation of efficiency, -NR 2 group (wherein , R represents be N atoms constituting the indicating) the number 1 or more hydrocarbon group having a carbon azide group (hereinafter referred to as -N 3 group.) may be a N atom constituting the. That is, a —NR 2 group and / or a —N 3 group may be bonded as a substituent bonded to the Si atom. However, the —NR 2 group is represented by S
effect of surviving i-N bond is not high only, to show even coverage improvement, when at least one constituent atom of -NR 2 group of the N atoms bonded to Si atoms,
Particularly favorable results are obtained.
【００１３】また、上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳｉ
原子に結合する他の置換基として、炭素数１以上のアル
キル基（以下、−Ｒ' 基とする。）もしくは炭素数１以
上のアルコキシル基（以下、−ＯＲ''基とする。）のう
ち少なくとも一方が結合されてもよい。特に、Ｓｉ原子
に−ＮＲ2 基が結合しない場合には、−Ｒ' 基および／
または−ＯＲ''基を結合させて、カバレージを改善する
とよい。また、Ｓｉ原子に−ＮＲ2 基が結合する場合に
も、−Ｒ' 基および／または−ＯＲ''基を結合させるこ
とにより、一層カバレージを向上させてもよい。Further, Si constituting the above-mentioned Si--Si bond
As another substituent bonded to the atom, an alkyl group having 1 or more carbon atoms (hereinafter, referred to as —R ′ group) or an alkoxyl group having 1 or more carbon atoms (hereinafter, referred to as —OR ″ group). At least one may be combined. In particular, when the —NR 2 group is not bonded to the Si atom, the —R ′ group and / or
Alternatively, an -OR '' group may be attached to improve coverage. Further, even when the —NR 2 group is bonded to the Si atom, the coverage may be further improved by bonding the —R ′ group and / or the —OR ″ group.
【００１４】なお、上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳｉ
原子に直接結合するＨ原子は、上述した−ＮＲ2 基，−
Ｎ3 基，−Ｒ' 基，−ＯＲ''基のように、成膜時にＳｉ
−Ｎ結合を存続させる効果やカバレージを改善する効果
が認められないので、Ｓｉ原子に１つも結合させない
か、結合させても少数とした方がよい。The Si constituting the Si—Si bond is
The H atom directly bonded to the atom is the aforementioned —NR 2 group,
Like the N 3 group, the —R ′ group, and the —OR ″ group, Si
Since the effect of maintaining the -N bond and the effect of improving the coverage are not recognized, it is better not to bond one Si atom to the Si atom, or to bond a few atoms.
【００１５】したがって、本発明にて使用される有機Ｓ
ｉ化合物のうち、最も望ましい構造を有するものは、下
記の一般式（１）にて示すことができる。Therefore, the organic S used in the present invention
Among the i compounds, those having the most desirable structure can be represented by the following general formula (1).
【００１６】 Ｓｉn （ＮＲ2 ）w （Ｎ3 ）x （Ｒ' ）y （ＯＲ''）z ・・・（１） （但し、ｗ，ｘ，ｙ，ｚは、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝２ｎ＋
２、０≦ｗ≦２ｎ＋２、０≦ｘ≦２ｎ＋２、１≦ｗ＋ｘ
≦２ｎ＋２、０≦ｙ≦２ｎ＋１、０≦ｚ≦２ｎ＋１を満
たす整数であり、ｎは、２以上の整数である。また、
Ｒ' およびＲ''は炭素数１以上の脂肪族飽和炭化水素基
を示し、Ｒは炭素数１以上の炭化水素基を示す。）[0016] Si n (NR 2) w ( N 3) x (R ') y (OR'') z ··· (1) ( where, w, x, y, z are, w + x + y + z = 2n +
2, 0 ≦ w ≦ 2n + 2, 0 ≦ x ≦ 2n + 2, 1 ≦ w + x
≦ 2n + 2, 0 ≦ y ≦ 2n + 1, 0 ≦ z ≦ 2n + 1, and n is an integer of 2 or more. Also,
R ′ and R ″ represent an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms, and R represents a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms. )
【００１７】なお、上記Ｒで示される炭化水素基の炭素
骨格は特に限定されず、飽和炭化水素であっても不飽和
炭化水素であってもよい。そして、それぞれの場合につ
いて、直鎖状，分枝状，環状の炭素骨格が考えられる
が、これらのいずれであってもよい。また、Ｒ' および
Ｒ''で示される脂肪族飽和炭化水素基も直鎖状，分岐
状，環状のうちいずれとされてもよい。The carbon skeleton of the hydrocarbon group represented by R is not particularly limited, and may be a saturated hydrocarbon or an unsaturated hydrocarbon. In each case, a linear, branched, or cyclic carbon skeleton is conceivable, but any of these may be used. The aliphatic saturated hydrocarbon groups represented by R ′ and R ″ may be any of linear, branched, and cyclic.
【００１８】上記一般式（１）において、ｚ＝０のと
き、即ち、−ＯＲ''基が結合されていない有機Ｓｉ化合
物であるとき、これを原料ガスとし、これに酸素系ガス
を混合しなければ、ＳｉＮ系絶縁膜が成膜されることと
なる。一方、ｘ≧１のとき、即ち−ＯＲ''基が結合され
ている有機Ｓｉ化合物であるとき、これを原料ガスとし
て用いると、成膜中に微量のＯ原子が取り込まれるの
で、結果的にＳｉＯＮ系絶縁膜が成膜されることとな
る。In the above general formula (1), when z = 0, that is, when the organic Si compound has no —OR ″ group bonded thereto, this is used as a raw material gas, and an oxygen-based gas is mixed with the raw material gas. If not, a SiN-based insulating film will be formed. On the other hand, when x ≧ 1, ie, when the compound is an organic Si compound to which an —OR ″ group is bonded, if this is used as a source gas, a small amount of O atoms will be taken in during the film formation. The SiON-based insulating film is formed.
【００１９】なお、上述のような有機Ｓｉ化合物には、
さらにＮＨ3 やＮ2 を混合してもよい。ＮＨ3 やＮ2 は
炭素成分の還元剤として働くため、堆積したＳｉＮ系絶
縁膜あるいはＳｉＯＮ系絶縁膜中の炭素成分を引き抜
き、これら絶縁膜中の炭素成分の含有量を低減させるこ
とができる。The above-mentioned organic Si compounds include:
Further, NH 3 or N 2 may be mixed. Since NH 3 and N 2 act as a reducing agent for the carbon component, the carbon component in the deposited SiN-based insulating film or SiON-based insulating film can be extracted, and the content of the carbon component in these insulating films can be reduced.
【００２０】ところで、上記絶縁膜の成膜に際しては、
Ａｌ系配線等にダメージを与えないように低温での処理
が行えることが必要であり、このため、反応室内にプラ
ズマを発生させながら成膜を行って好適である。また、
このときのプラズマＣＶＤ条件は、中間生成物の重合反
応を進行させるように適正化することが必要である。When forming the insulating film,
It is necessary to perform processing at a low temperature so as not to damage the Al-based wiring and the like. Therefore, it is preferable to perform film formation while generating plasma in the reaction chamber. Also,
At this time, it is necessary to optimize the plasma CVD conditions so that the polymerization reaction of the intermediate product proceeds.
【００２１】プラズマＣＶＤによる成膜時には、所望の
絶縁膜成分以外に中間生成物、副生成物、原料ガスの未
解離成分等も基板表面の近傍に存在しているため、特に
成膜速度が速い場合には、上記副生成物や原料ガスの未
解離成分等、不純物成分が取り込まれやすい。そこで、
前記プラズマを間欠的に発生させ、一定量の成膜を行っ
たらその度に基板表面近傍から上記不純物成分を排除す
ることが、膜質向上の観点から好適である。During film formation by plasma CVD, an intermediate product, a by-product, an undissociated component of a source gas, and the like are present near the substrate surface in addition to a desired insulating film component. In such a case, impurity components such as the by-products and undissociated components of the raw material gas are easily taken in. Therefore,
It is preferable from the viewpoint of improving the film quality that the above-mentioned impurity component is removed from the vicinity of the substrate surface each time the plasma is generated intermittently and a certain amount of film is formed.
【００２２】なお、プラズマを間欠的に発生させるに
は、ＲＦ電極への電流供給のオン／オフによってプラズ
マの発生と消滅を繰り返せばよい。さらに、原料ガスの
導入も間欠的に行えば、原料ガスを節約できると共に、
原料ガスの未解離成分が絶縁膜中に一層取り込まれにく
くなる。また、この方法により、原子層レベルの成膜制
御も可能となる。In order to generate the plasma intermittently, the generation and extinction of the plasma may be repeated by turning on / off the current supply to the RF electrode. Furthermore, if the source gas is introduced intermittently, the source gas can be saved,
Undissociated components of the source gas are less likely to be taken into the insulating film. In addition, this method also makes it possible to control the film formation at the atomic layer level.
【００２３】[0023]
【作用】本発明を適用し、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する有機
Ｓｉ化合物を用いることによって、成膜速度を大幅に速
くできる理由は以下のように説明できる。２原子間の結
合エネルギーを比較すると、Ｓｉ−Ｓｉ結合の結合エネ
ルギーは、Ｓｉ−Ｎ結合，Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｏ結合
に比して最も小さい。このため、分子内にこれらの結合
を同時に含む有機Ｓｉ化合物をプラズマ中で解離させる
と、Ｓｉ−Ｓｉ結合が優先的に切断される。例えばＳｉ
−Ｓｉ結合を１つ有する、即ちジシラン系の化合物を用
いると、同じ放電解離条件下でも、モノシラン系の化合
物を用いた場合に比して、１分子当りのＳｉ活性種の供
給量が単純計算で２倍となる。これにより、プラズマＣ
ＶＤ装置の電極へ必要以上に大きな電力を印加したり、
ガス流量を増大させたりすることなく、成膜速度を高め
ることが可能となる。The reason why the film formation rate can be greatly increased by applying the present invention and using an organic Si compound having a Si--Si bond can be explained as follows. Comparing the bond energies between the two atoms, the bond energy of the Si—Si bond is the smallest as compared with the Si—N bond, Si—C bond, and Si—O bond. Therefore, when an organic Si compound containing these bonds in a molecule is dissociated in plasma, the Si—Si bond is preferentially cut. For example, Si
-When a disilane compound having one Si bond is used, the amount of supply of the Si active species per molecule is simply calculated, even under the same discharge dissociation condition, as compared with the case where a monosilane compound is used. Is doubled. Thereby, the plasma C
Applying unnecessarily large electric power to the electrodes of the VD device,
The film forming rate can be increased without increasing the gas flow rate.
【００２４】また、上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳｉ
原子に、−ＮＲ2 基や−Ｎ3 基を結合させると、有機Ｓ
ｉ化合物にＳｉ−Ｎ結合を持たせることができるため、
成膜時に、Ｓｉ−Ｎ結合が保存された化学種が生成され
やすい。このため、膜中にＮ成分が取り込まれやすく、
効率的にＮ原子を含有する絶縁膜が形成できる。Further, Si constituting the above-mentioned Si--Si bond
When an -NR 2 group or -N 3 group is bonded to the atom, the organic S
Since the i-compound can have a Si—N bond,
During film formation, a chemical species in which Si—N bonds are preserved is likely to be generated. Therefore, the N component is easily taken into the film,
An insulating film containing N atoms can be formed efficiently.
【００２５】特に、上記Ｓｉ原子に−ＮＲ2 基を結合さ
せた場合には、Ｓｉ−Ｎ結合に比してＮ−Ｃ結合の結合
エネルギーが小さいことから、成膜時、−Ｒ基がＮ原子
から優先的に切断され、Ｓｉ−Ｎ結合が保存された化学
種が生成されやすく、効率的な成膜が行える。また、−
Ｒ基がＮ原子から切断されることにより、Ｓｉ−Ｎ結合
が保存された化学種同士が結合しやすくなるため、成膜
時に形成される中間生成物が高分子化して、基板上にて
高い流動性を示し、結果的に成膜された絶縁膜のカバレ
ージを向上させることもできる。In particular, when the —NR 2 group is bonded to the above Si atom, the bonding energy of the N—C bond is smaller than that of the Si—N bond. Chemical species that are preferentially cleaved from atoms and preserve Si-N bonds are easily generated, and efficient film formation can be performed. Also,-
When the R group is cleaved from the N atom, the chemical species in which the Si-N bond is preserved are easily bonded to each other, so that an intermediate product formed at the time of film formation is polymerized and high on the substrate It exhibits fluidity, and as a result, the coverage of the formed insulating film can be improved.
【００２６】さらに、上記Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成するＳ
ｉ原子に、−Ｒ' 基、−ＯＲ''基を結合させても、成膜
された絶縁膜のカバレージを向上させることができる
が、この理由も原子間の結合エネルギーによって説明で
きる。Ｓｉ−Ｎ結合の結合エネルギーは、Ｓｉ−Ｃ結合
やＳｉ−Ｏ結合より大きいことから、成膜時、−ＮＲ2
基や−Ｎ3 基に比して、−Ｒ' 基や−ＯＲ''基の方がＳ
ｉ原子から切断されやすい。そして、−Ｒ' 基や−Ｏ
Ｒ''基が切断されたＳｉ−Ｎ結合が保存された化学種同
士が結合しやすくなるため、成膜時に形成される中間生
成物が高分子化する。これにより、上記中間生成物が基
板上にて高い流動性を示すようになり、結果的に成膜さ
れた絶縁膜のカバレージが向上すると考えられる。Further, S constituting the above-mentioned Si--Si bond
Even when the -R 'group and the -OR''group are bonded to the i atom, the coverage of the formed insulating film can be improved. The reason can also be explained by the bonding energy between the atoms. Since the bond energy of the Si—N bond is larger than the bond energy of the Si—C bond or the Si—O bond, -NR 2
Compared to group or -N 3 radical, who -R 'group or -OR''groups S
It is easily cut from the i atom. And a -R 'group or -O
Since the chemical species in which the Si—N bond in which the R ″ group has been cut are conserved are easily bonded to each other, an intermediate product formed at the time of film formation is polymerized. Thus, it is considered that the intermediate product has high fluidity on the substrate, and as a result, the coverage of the formed insulating film is improved.
【００２７】なお、上記Ｓｉ原子に−ＮＲ2 基が結合
し、これにより十分なカバレージが得られる場合には、
必ずしも上記−Ｒ' 基や−ＯＲ''基をＳｉ原子に結合さ
せる必要はない。逆に、−ＮＲ2 基を持たず、カバレー
ジの改善効果が小さい場合、あるいは、Ｓｉ原子に−Ｎ
Ｒ2 基が結合していても、さらにカバレージを向上させ
たい場合、上記−Ｒ' 基や−ＯＲ''基を結合させればよ
く、本発明に使用できる有機Ｓｉ化合物の材料選択の自
由度は大きい。In the case where a --NR 2 group is bonded to the above Si atom and sufficient coverage can be obtained,
It is not always necessary to bond the -R 'group or -OR''group to the Si atom. Conversely, when the compound does not have a —NR 2 group and the effect of improving coverage is small,
Even if the R 2 group is bonded, if it is desired to further improve the coverage, the above-mentioned —R ′ group or —OR ″ group may be bonded, and the degree of freedom in selecting the material of the organic Si compound that can be used in the present invention. Is big.
【００２８】ところで、ＳｉＮ系絶縁膜あるいはＳｉＯ
Ｎ系絶縁膜を成膜するに際しては、プラズマＣＶＤ法を
適用すると、低温による成膜が可能となるため、既に形
成されたＡｌ系配線等の低融点材料層にダメージを与え
ることがない。また、ＲＦ電力等のプラズマの放電条件
を適正化することによって、有機Ｓｉ化合物において上
述したように所望の結合を優先的に切断し、所望の結合
を存続させることが可能となる。Incidentally, a SiN-based insulating film or SiO
When the N-based insulating film is formed, if a plasma CVD method is applied, the film can be formed at a low temperature, so that the already formed low-melting material layer such as an Al-based wiring is not damaged. Further, by optimizing the plasma discharge conditions such as RF power, it is possible to preferentially cut the desired bond in the organic Si compound as described above, and to maintain the desired bond.
【００２９】また、上記プラズマＣＶＤ法を用いた成膜
においては、プラズマを間欠的に発生させることによ
り、所望の絶縁膜中への不純物の混入を抑制し、膜質を
向上させることができる。これは、プラズマ発生時に基
板表面近傍に存在していた不純物成分を、プラズマ消滅
時に基板表面近傍から排除することができるからであ
る。In the film formation using the above-mentioned plasma CVD method, by intermittently generating plasma, it is possible to suppress impurities from being mixed into a desired insulating film and improve the film quality. This is because impurity components existing near the substrate surface when plasma is generated can be removed from near the substrate surface when the plasma is extinguished.
【００３０】[0030]
【実施例】以下、本発明に係る絶縁膜の成膜方法を具体
的な実施例を用いて説明する。ここでは、Ａｌ系配線上
のパッシベーション膜としてＳｉＮ系絶縁膜あるいはＳ
ｉＯＮ系絶縁膜を成膜した例について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for forming an insulating film according to the present invention will be described with reference to specific embodiments. Here, a SiN-based insulating film or S
An example in which an iON-based insulating film is formed will be described.
【００３１】なお、以下の各実施例ではＣＶＤ装置とし
て、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用いた。このプラ
ズマＣＶＤ装置においては、下部電極にウェハを載置
し、上部電極にＲＦ電力を印加するようになされてい
る。また、下部電極にはヒータが設けられることによ
り、ウェハ温度が調整可能とされている。一方、上部電
極は原料ガスを基板上に均一に供給するためのシャワー
電極となされている。In each of the following embodiments, a parallel plate type plasma CVD apparatus was used as the CVD apparatus. In this plasma CVD apparatus, a wafer is placed on a lower electrode, and RF power is applied to an upper electrode. The lower electrode is provided with a heater so that the wafer temperature can be adjusted. On the other hand, the upper electrode is a shower electrode for uniformly supplying the source gas onto the substrate.
【００３２】実施例１ 本実施例では、原料ガスである有機Ｓｉ化合物として、
トリジメチルアミノトリエチルジシラン［（ＣＨ3 ）2
Ｎ］3 Ｓｉ2 （Ｃ2 Ｈ5 ）3 を用いてＳｉＮ系絶縁膜を
形成した。 Embodiment 1 In this embodiment, as an organic Si compound as a raw material gas,
Tridimethylaminotriethyldisilane [(CH 3 ) 2
N] 3 Si 2 (C 2 H 5 ) 3 was used to form a SiN-based insulating film.
【００３３】具体的には、図１に示されるような、Ｓｉ
基板１上にＳｉＯ系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が
形成されたウェハに対して、以下の条件のプラズマＣＶ
ＤによりＳｉＮ系絶縁膜を１μｍなる膜厚に成膜した。Specifically, as shown in FIG.
A plasma CV under the following conditions is applied to a wafer on which a SiO-based interlayer insulating film 2 and an Al-based wiring 3 are formed on a substrate 1.
By using D, a SiN-based insulating film was formed to a thickness of 1 μm.
【００３４】 プラズマＣＶＤ条件 原料ガス ： ［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （Ｃ2 Ｈ5 ）3 １００ｓｃｃｍ ＲＦ電力 ： ３５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 圧力 ： １２００Ｐａ ウェハ温度 ： ４００℃ 電極間距離 ： １０ｍｍPlasma CVD conditions Raw material gas: [(CH 3 ) 2 N] 3 Si 2 (C 2 H 5 ) 3 100 sccm RF power: 350 W (13.56 MHz) Pressure: 1200 Pa Wafer temperature: 400 ° C. Distance between electrodes: 10 mm
【００３５】上述の条件による成膜は、例えば、ビスジ
メチルアミノジエチルシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］2 Ｓｉ
（Ｃ2 Ｈ5 ）2 なるモノシラン系化合物を用いた場合に
比して、約２倍の成膜速度にて行われた。また、成膜さ
れたＳｉＮ系絶縁膜４は、図２に示されるように、ボイ
ドやクラックを有さない、ステップカバレージに優れた
ものであった。The film formation under the above conditions is performed, for example, by using bisdimethylaminodiethylsilane [(CH 3 ) 2 N] 2 Si
The film formation rate was about twice as high as that when a monosilane compound (C 2 H 5 ) 2 was used. Further, as shown in FIG. 2, the formed SiN-based insulating film 4 did not have voids and cracks and had excellent step coverage.
【００３６】なお、成膜速度が向上したのは、用いた有
機Ｓｉ化合物がジシラン系化合物であったため、モノシ
ラン系化合物に比して、１分子当り、約２倍量のＳｉ活
性種が供給できたためであると考えられる。また、良好
なステップカバレージを達成できたのは、有機Ｓｉ化合
物において、エチル基がＳｉ原子から切断されやすく、
また、ジメチルアミノ基からもメチル基が遊離されやす
いため、中間生成物が高分子重合体を形成し、優れた流
動性を示したからであると考えられる。The reason why the film formation rate was improved was that the organic Si compound used was a disilane-based compound, so that about twice the amount of Si active species per molecule could be supplied as compared with the monosilane-based compound. It is considered that it is. In addition, good step coverage was achieved because, in the organic Si compound, the ethyl group was easily cut from the Si atom,
It is also considered that the methyl group is easily released from the dimethylamino group, so that the intermediate product formed a high-molecular polymer and exhibited excellent fluidity.
【００３７】続いて、下記の条件のアニール処理を行っ
た。 アニール条件 導入ガス ： 上記原料ガスを３％Ｈ2 含有Ｎ2 ガスにて希釈したもの ８０００ｓｃｃｍ アニール時間 ： ６０分 圧力 ： 大気圧 アニール温度 ： ４００℃Subsequently, an annealing process under the following conditions was performed. Annealing conditions Introduced gas: Diluting the above raw material gas with N 2 gas containing 3% H 2 8000 sccm Annealing time: 60 minutes Pressure: Atmospheric pressure Annealing temperature: 400 ° C.
【００３８】そして、上述のＳｉＮ系絶縁膜４が形成さ
れたウェハに対して腐蝕試験を行った。この腐蝕試験の
条件を下記に示す。Then, a corrosion test was performed on the wafer on which the SiN-based insulating film 4 was formed. The conditions of this corrosion test are shown below.
【００３９】腐蝕試験条件 塩酸濃度 ： ５％ 試験時間 ： ５分 溶液温度 ： ２５℃Corrosion test conditions Hydrochloric acid concentration: 5% Test time: 5 minutes Solution temperature: 25 ° C.
【００４０】この腐蝕試験の結果、Ａｌ系配線３には腐
蝕が見られず、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４は良好な耐
水性，耐腐蝕性を示すものであることがわかった。これ
は、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４がカバレージに優れ、
ボイドやクラックを有さないことを示している。As a result of this corrosion test, no corrosion was observed in the Al-based wiring 3 and it was found that the formed SiN-based insulating film 4 exhibited good water resistance and corrosion resistance. This is because the deposited SiN-based insulating film 4 has excellent coverage,
It has no voids or cracks.
【００４１】以上のように、本実施例によって成膜され
たＳｉＮ系絶縁膜４は、高速成膜されても良好なカバレ
ージを示すものであったため、パッシベーション膜とし
て用いられて好適である。As described above, the SiN-based insulating film 4 formed according to the present embodiment shows a good coverage even when formed at a high speed, and thus is suitable for use as a passivation film.
【００４２】実施例２ 本実施例では、原料ガスとして、トリジメチルアミノト
リエトキシジシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 とＮＨ3 との混合ガスを用いてＳｉＯＮ系絶
縁膜を形成した。 Embodiment 2 In this embodiment, tridimethylaminotriethoxydisilane [(CH 3 ) 2 N] 3 Si 2 (OC
An SiON-based insulating film was formed using a mixed gas of 2 H 5 ) 3 and NH 3 .
【００４３】具体的には、実施例１と同様にしてＳｉＯ
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＯＮ
系絶縁膜５を１μｍなる膜厚に成膜した。More specifically, as in the first embodiment,
The wafer on which the inter-layer insulating film 2 and the Al-based wiring 3 are formed is subjected to plasma CVD under the following conditions to form SiON.
A system insulating film 5 was formed to a thickness of 1 μm.
【００４４】 プラズマＣＶＤ条件 原料ガス ： ［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （ＯＣ2Ｈ5）3 １００ｓｃｃｍ ＮＨ3 ５０ｓｃｃｍ ＲＦ電力 ： ３５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 圧力 ： １２００Ｐａ ウェハ温度 ： ２００℃ 電極間距離 ： １０ｍｍPlasma CVD conditions Raw material gas: [(CH 3 ) 2 N] 3 Si 2 (OC 2 H 5 ) 3 100 sccm NH 3 50 sccm RF power: 350 W (13.56 MHz) Pressure: 1200 Pa Wafer temperature: 200 ° C. Between electrodes Distance: 10mm
【００４５】上述の条件による成膜はビスジメチルアモ
ノジエトキシシラン［（ＣＨ3 ）2Ｎ］2 Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ
5）2 なるモノシラン系ガスを用いた場合より２倍程度
成膜速度が速かった。また、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁
膜５はボイドやクラックを有さない、ステップカバレー
ジに優れたものであった。Film formation under the above conditions is performed by using bisdimethylammonodiethoxysilane [(CH 3 ) 2 N] 2 Si (OC 2 H
5 ) The film formation rate was about twice as high as that when two monosilane-based gases were used. The formed SiON-based insulating film 5 had no voids or cracks and was excellent in step coverage.
【００４６】なお、成膜速度が向上したのは、実施例１
同様、ジシラン系化合物を原料ガスとして用いたためで
あり、良好なステップカバレージを達成できたのは、エ
トキシ基がＳｉ原子から切断されやすく、また、ジメチ
ルアミノ基からもメチル基が遊離されやすいため、中間
生成物が優れた流動性を示したからであると考えられ
る。また、原料ガスにはＮＨ3 が含有されていたため、
Ｎ原子による炭素成分の引き抜き効果が働き、ＳｉＯＮ
系絶縁膜５中の炭素成分の含有を低減させることができ
た。It should be noted that the film formation rate was improved in Example 1.
Similarly, because the disilane compound was used as the source gas, good step coverage was achieved because the ethoxy group was easily cut from the Si atom, and the methyl group was easily released from the dimethylamino group. This is probably because the intermediate product exhibited excellent fluidity. Also, since the source gas contained NH 3 ,
The effect of extracting the carbon component by N atoms works, and SiON
The content of the carbon component in the system insulating film 5 could be reduced.
【００４７】続いて、実施例１と同様、原料ガスを希釈
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、腐蝕試験を
行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られず、成膜
されたＳｉＯＮ系絶縁膜５は良好な耐水性，耐腐蝕性を
示すものであることがわかった。Subsequently, in the same manner as in Example 1, an annealing treatment was performed by using an introduced gas obtained by diluting the raw material gas, and a corrosion test was performed. As a result, no corrosion was found on the Al-based wiring 3 and a film was formed. It was found that the SiON-based insulating film 5 exhibited good water resistance and corrosion resistance.
【００４８】以上のように、本実施例によって成膜され
たＳｉＯＮ系絶縁膜５は、高速成膜されても良好なカバ
レージを示すものであったため、パッシベーション膜と
して用いられて好適である。As described above, the SiON-based insulating film 5 formed according to the present embodiment shows good coverage even when formed at a high speed, and thus is suitable for use as a passivation film.
【００４９】実施例３ 本実施例では、原料ガスとして、オクタジメチルアミノ
トリシラン［（ＣＨ3）2 Ｎ］8 Ｓｉ3 とＮＨ3 との混
合ガスを用いてＳｉＮ系絶縁膜を形成した。 Example 3 In this example, a SiN-based insulating film was formed using a mixed gas of octadimethylaminotrisilane [(CH 3 ) 2 N] 8 Si 3 and NH 3 as a source gas.
【００５０】具体的には、実施例１と同様にしてＳｉＯ
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＮ系
絶縁膜４を１μｍなる膜厚に成膜した。Specifically, as in the first embodiment,
On the wafer on which the system interlayer insulating film 2 and the Al system wiring 3 were formed, an SiN system insulating film 4 was formed to a thickness of 1 μm by plasma CVD under the following conditions.
【００５１】 プラズマＣＶＤ条件 原料ガス ： ［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］8 Ｓｉ3 １００ｓｃｃｍ ＮＨ3 ５０ｓｃｃｍ ＲＦ電力 ： ３５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 圧力 ： １２００Ｐａ ウェハ温度 ： ２００℃ 電極間距離 ： １０ｍｍPlasma CVD conditions Raw material gas: [(CH 3 ) 2 N] 8 Si 3 100 sccm NH 3 50 sccm RF power: 350 W (13.56 MHz) Pressure: 1200 Pa Wafer temperature: 200 ° C. Distance between electrodes: 10 mm
【００５２】上述の条件による成膜は、テトラジメチル
アミノシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］4Ｓｉなるモノシラン
系化合物より成膜速度が速いのはもちろん、ヘキサジメ
チルアミノジシラン［（ＣＨ3 ）2 Ｎ］6 Ｓｉ2 なるジ
シラン系化合物を用いた場合に比しても、さらに成膜速
度が速かった。また、成膜されたＳｉＮ系絶縁膜４はボ
イドやクラックを有さない、ステップカバレージに優れ
たものであった。In the film formation under the above-described conditions, the film formation rate is higher than that of a monosilane compound such as tetradimethylaminosilane [(CH 3 ) 2 N] 4 Si, and, of course, hexadimethylaminodisilane [(CH 3 ) 2 N]. The film formation rate was even higher than when a disilane-based compound of 6 Si 2 was used. Moreover, the formed SiN-based insulating film 4 had no voids or cracks and was excellent in step coverage.
【００５３】なお、成膜速度が向上したのは、用いた有
機Ｓｉ化合物がトリシラン系化合物であったため、１分
子が供給するＳｉ活性種がジシラン系化合物よりさらに
多いためであると考えられる。また、良好なステップカ
バレージを達成できたのは、有機Ｓｉ化合物におけるジ
メチルアミノ基からメチル基が遊離されやすく、中間生
成物が優れた流動性を示したからであると考えられる。
また、原料ガスにはＮＨ3 が含有されていたため、Ｓｉ
Ｎ系絶縁膜４中の炭素成分の含有も低減させることがで
きた。It is considered that the reason why the film formation rate was improved is that the organic Si compound used was a trisilane-based compound, and thus more Si active species were supplied by one molecule than the disilane-based compound. It is considered that the good step coverage was achieved because the methyl group was easily released from the dimethylamino group in the organic Si compound, and the intermediate product showed excellent fluidity.
Further, since NH 3 was contained in the source gas, Si 3
The content of the carbon component in the N-based insulating film 4 was also reduced.
【００５４】続いて、実施例１と同様、原料ガスを希釈
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、腐蝕試験を
行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られず、成膜
されたＳｉＮ系絶縁膜４は良好な耐水性，耐腐蝕性を示
すものであることがわかった。Subsequently, as in Example 1, an annealing treatment was performed using an introduced gas diluted with a source gas, and a corrosion test was performed. As a result, no corrosion was found on the Al-based wiring 3 and a film was formed. It has been found that the SiN-based insulating film 4 exhibits good water resistance and corrosion resistance.
【００５５】以上のように、本実施例によって成膜され
たＳｉＮ系絶縁膜４は、高速成膜されても良好なカバレ
ージを示すものであったため、パッシベーション膜とし
て用いられて好適である。As described above, the SiN-based insulating film 4 formed according to the present embodiment shows good coverage even when formed at a high speed, and thus is suitable for use as a passivation film.
【００５６】実施例４ 本実施例では、原料ガスとして、トリジエチルアミノジ
エトキシジシリルアジド［（Ｃ2Ｈ5）2 Ｎ］3 Ｓｉ
2 （Ｎ3 ）（ＯＣ2Ｈ5）2 を用い、プラズマを間欠的に
発生させてＳｉＯＮ系絶縁膜の成膜を行った。 Example 4 In this example, tridiethylaminodiethoxydisilyl azide [(C 2 H 5 ) 2 N] 3 Si was used as a source gas.
Using 2 (N 3 ) (OC 2 H 5 ) 2 , plasma was generated intermittently to form a SiON-based insulating film.
【００５７】具体的には、実施例１と同様にしてＳｉＯ
系層間絶縁膜２およびＡｌ系配線３が形成されたウェハ
に対して、以下の条件のプラズマＣＶＤによりＳｉＯＮ
系絶縁膜５を１μｍなる膜厚に成膜した。More specifically, as in the first embodiment,
The wafer on which the inter-layer insulating film 2 and the Al-based wiring 3 are formed is subjected to plasma CVD under the following conditions to form SiON.
A system insulating film 5 was formed to a thickness of 1 μm.
【００５８】 プラズマＣＶＤ条件 原料ガス ： ［（Ｃ2Ｈ5）2 Ｎ］3 Ｓｉ2 （Ｎ3 ）（ＯＣ2Ｈ5）2 １００ｓｃｃｍ ＮＨ3 ５０ｓｃｃｍ ＲＦ電力 ： ３５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 圧力 ： １２００Ｐａ ウェハ温度 ： ２００℃ 電極間距離 ： １０ｍｍ 成膜時間／回： ２秒 成膜回数 ： １０回Plasma CVD conditions Source gas: [(C 2 H 5 ) 2 N] 3 Si 2 (N 3 ) (OC 2 H 5 ) 2 100 sccm NH 3 50 sccm RF power: 350 W (13.56 MHz) Pressure: 1200 Pa Wafer Temperature: 200 ° C. Distance between electrodes: 10 mm Film formation time / times: 2 seconds Number of times of film formation: 10 times
【００５９】上述の条件にて、原料ガスの導入とＲＦ電
力の印加とを交互に繰り返すことにより、一定量の成膜
がなされる毎に不純物をウェハ近傍から排除しながら、
ＳｉＯＮ系絶縁膜５を成膜した。なお、この条件による
成膜は、例えばビスジエチルアミノエトキシシリルアジ
ド［（Ｃ2Ｈ5）2 Ｎ］2 Ｓｉ（Ｎ3 ）（ＯＣ2Ｈ5）を原
料ガスとして用いた場合より約２倍も成膜速度が速かっ
た。また、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁膜５はボイドやク
ラックを有さない、ステップカバレージに優れたもので
あり、且つ、不純物の取り込みが少なく膜質に優れたも
のであった。Under the above conditions, the introduction of the source gas and the application of the RF power are alternately repeated, so that the impurities are removed from the vicinity of the wafer every time a fixed amount of film is formed.
An SiON-based insulating film 5 was formed. Film formation under these conditions is about twice as large as, for example, using bisdiethylaminoethoxysilyl azide [(C 2 H 5 ) 2 N] 2 Si (N 3 ) (OC 2 H 5 ) as a source gas. The film speed was fast. Further, the formed SiON-based insulating film 5 had no voids or cracks, was excellent in step coverage, and was excellent in film quality with little incorporation of impurities.
【００６０】なお、成膜速度が向上したのは、用いた有
機Ｓｉ化合物がジシラン系化合物であったため、多くの
Ｓｉ活性種を供給できるためであり、良好なステップカ
バレージを達成できたのは、エトキシ基がＳｉ原子から
切断されやすく、またジエチルアミノ基からもエタン基
が遊離されやすいため、中間生成物が優れた流動性を示
したからであると考えられる。また、原料ガスにはＮＨ
3 が含有されていたため、ＳｉＯＮ系絶縁膜５中の炭素
成分の含有量が低減された。The reason why the film formation rate was improved was that a large amount of active Si species could be supplied because the organic Si compound used was a disilane compound, and good step coverage was achieved. This is probably because the ethoxy group was easily cleaved from the Si atom and the ethane group was easily released from the diethylamino group, so that the intermediate product showed excellent fluidity. The source gas is NH
Since 3 was contained, the content of the carbon component in the SiON-based insulating film 5 was reduced.
【００６１】続いて、実施例１と同様、原料ガスを希釈
した導入ガスを用いてアニール処理を行い、その後、腐
蝕試験を行ったところ、Ａｌ系配線３には腐蝕が見られ
ず、成膜されたＳｉＯＮ系絶縁膜５は良好な耐水性，耐
腐蝕性を示すものであることがわかった。Subsequently, as in the first embodiment, an annealing treatment was performed using an introduction gas obtained by diluting a source gas, and a corrosion test was performed. The obtained SiON-based insulating film 5 was found to exhibit good water resistance and corrosion resistance.
【００６２】以上のように、本実施例によって成膜され
たＳｉＯＮ系絶縁膜５は、高速成膜されても良好なカバ
レージを示すものであったため、パッシベーション膜と
して用いられて好適である。As described above, the SiON-based insulating film 5 formed according to the present embodiment shows good coverage even when formed at a high speed, and thus is suitable for use as a passivation film.
【００６３】以上、本発明に係る絶縁膜の成膜方法を適
用した例について説明したが、本発明は上述の実施例に
限定されるものではない。例えば、本発明により成膜さ
れるＳｉＮ系絶縁膜やＳｉＯＮ系絶縁膜はパッシベーシ
ョン膜以外に層間絶縁膜として適用することもできる。
また、ＳｉＯＮ系薄膜については、エキシマ・レーザ・
リソグラフィにおける反射防止膜として利用することも
できる。Although the example in which the method for forming an insulating film according to the present invention is applied has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, a SiN-based insulating film or a SiON-based insulating film formed by the present invention can be applied as an interlayer insulating film other than the passivation film.
For SiON-based thin films, excimer laser
It can also be used as an antireflection film in lithography.
【００６４】また、絶縁膜を成膜するためのＣＶＤ装置
の構成も実施例に示された平行平板型プラズマＣＶＤ装
置に限られず、例えばＥＣＲ−ＣＶＤ装置であってもよ
い。さらに、ＣＶＤ条件、アニール条件、絶縁膜を形成
するウェハの構成においても特に限定されない。The configuration of the CVD apparatus for forming the insulating film is not limited to the parallel plate type plasma CVD apparatus shown in the embodiment, but may be, for example, an ECR-CVD apparatus. Furthermore, there are no particular limitations on the CVD conditions, annealing conditions, and the configuration of the wafer on which the insulating film is formed.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
を適用すると、速い成膜速度により成膜しても、ステッ
プカバレージに優れたＳｉＮ系絶縁膜あるいはＳｉＯＮ
系絶縁膜が得られる。As is apparent from the above description, when the present invention is applied, even if a film is formed at a high film forming speed, a SiN-based insulating film or SiON having excellent step coverage can be obtained.
A system insulating film is obtained.
【００６６】これら絶縁膜は絶縁性が確保され、耐水
性、耐腐蝕性にも優れたものであるので、これをパッシ
ベーション膜あるいは層間絶縁膜として用いると、デバ
イス特性の劣化が防止された信頼性の高い半導体装置を
製造することができる。Since these insulating films have good insulation properties and are excellent in water resistance and corrosion resistance, when they are used as a passivation film or an interlayer insulating film, reliability in which device characteristics are prevented from deteriorating is prevented. Semiconductor device with high reliability can be manufactured.
【００６７】また、本発明を適用することにより、成膜
速度が大幅に高められるので、パッシベーション膜ある
いは層間絶縁膜といった絶縁膜の成膜工程のスループッ
トを大幅に向上させることができ、半導体装置の製造プ
ロセスにおける生産性の向上およびコストの低減に貢献
できる。Further, by applying the present invention, the film formation rate can be greatly increased, so that the throughput of the step of forming an insulating film such as a passivation film or an interlayer insulating film can be greatly improved, and It can contribute to improvement of productivity and reduction of cost in the manufacturing process.
【図１】本発明の一実施例において、Ｓｉ基板上にＳｉ
Ｏ系層間絶縁膜とＡｌ系配線が形成されたウェハの断面
を示す模式図である。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section of a wafer on which an O-based interlayer insulating film and an Al-based wiring are formed.
【図２】図１のウェハに対してＳｉＮ系絶縁膜あるいは
ＳｉＯＮ系絶縁膜を成膜した状態を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a state where a SiN-based insulating film or a SiON-based insulating film is formed on the wafer of FIG. 1;
【図３】従来法によりＳｉＮ系絶縁膜が成膜されたウェ
ハの断面を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of a wafer on which a SiN-based insulating film is formed by a conventional method.
１ Ｓｉ基板 ２ ＳｉＯ系層間絶縁膜 ３ Ａｌ系配線 ４ ＳｉＮ系絶縁膜 ５ ＳｉＯＮ系絶縁膜 REFERENCE SIGNS LIST 1 Si substrate 2 SiO-based interlayer insulating film 3 Al-based wiring 4 SiN-based insulating film 5 SiON-based insulating film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/318 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 16/00-16/56 H01L 21/318
Claims (8)
して基板上に所望の絶縁膜を成膜するに際し、 前記原料ガスとして、少なくとも１つのＳｉ−Ｓｉ結合
を有し、該Ｓｉ−Ｓｉ結合を構成する少なくともいずれ
かのＳｉ原子にＮ原子が少なくとも１つ結合されてなる
有機Ｓｉ化合物を用いることを特徴とする絶縁膜の成膜
方法。When a source gas is introduced into a reaction chamber of a CVD apparatus to form a desired insulating film on a substrate, the source gas has at least one Si—Si bond, A method for forming an insulating film, comprising using an organic Si compound in which at least one N atom is bonded to at least one Si atom constituting a bond.
くとも１つは、−ＮＲ 2 基（但し、Ｒは炭素数１以上の
炭化水素基を示す）の一部を構成することを特徴とする
請求項１記載の絶縁膜の成膜方法。2. The method according to claim 1, wherein the number of N atoms bonded to the Si atoms is small.
At least one is -NR TwoGroup (where R is a group having 1 or more carbon atoms)
A hydrocarbon group).
A method for forming an insulating film according to claim 1.
くとも１つは、アジド基の一部を構成することを特徴と
する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の絶
縁膜の成膜方法。3. The insulating film according to claim 1, wherein at least one of the N atoms bonded to the Si atom forms a part of an azide group. Film formation method.
ル基もしくは炭素数１以上のアルコキシル基のうち少な
くとも一方が少なくとも１つ結合されることを特徴とす
る請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁
膜の成膜方法。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein at least one of an alkyl group having 1 or more carbon atoms and an alkoxyl group having 1 or more carbon atoms is bonded to the Si atom. The method for forming an insulating film according to claim 1.
ることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか
１項に記載の絶縁膜の成膜方法。5. The method for forming an insulating film according to claim 1, wherein the desired insulating film is a SiN-based insulating film.
あることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
か１項に記載の絶縁膜の成膜方法。6. The method according to claim 1, wherein the desired insulating film is a SiON-based insulating film.
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１
項に記載の絶縁膜の成膜方法。7. The method according to claim 1, wherein the film is formed by a plasma CVD method.
3. The method for forming an insulating film according to item 1.
ながら行うことを特徴とする請求項７記載の絶縁膜の成
膜方法。8. The method according to claim 7, wherein the film is formed while generating plasma intermittently.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06107994A JP3348509B2 (en) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | Method of forming insulating film |
Applications Claiming Priority (1)
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