JPH02148730A - 薄膜の堆積装置および堆積方法 - Google Patents
薄膜の堆積装置および堆積方法Info
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- JPH02148730A JPH02148730A JP30119088A JP30119088A JPH02148730A JP H02148730 A JPH02148730 A JP H02148730A JP 30119088 A JP30119088 A JP 30119088A JP 30119088 A JP30119088 A JP 30119088A JP H02148730 A JPH02148730 A JP H02148730A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (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
本発明は薄膜堆積装置、及び薄膜堆積方法に関するもの
である。
である。
従来の技術
現在、LSI等ではその素子の外部からのしゃ断、なら
びにその信頼性を向上させる為にパッシベーション膜を
基板表面に最終被覆させている。
びにその信頼性を向上させる為にパッシベーション膜を
基板表面に最終被覆させている。
材料さしてはPSG (リンガラス)、プラズマS i
02.プラズマSiN等が使われているが、なかでも
プラズマSiN膜は、その緻密性と、耐水性、耐イオン
性における信頼性が大きい為、半導体プロセスのパッシ
ベーション膜として広く利用されている。
02.プラズマSiN等が使われているが、なかでも
プラズマSiN膜は、その緻密性と、耐水性、耐イオン
性における信頼性が大きい為、半導体プロセスのパッシ
ベーション膜として広く利用されている。
発明が解決しようとする課題
上記に示すメリットを持つプラズマSiN膜ではあるが
、LSI等の微細化配線が進みAe配線の配線幅が狭く
なるに従って、新たな問題を生じてきている。
、LSI等の微細化配線が進みAe配線の配線幅が狭く
なるに従って、新たな問題を生じてきている。
プラズマSiN膜は下地Si基板との熱膨張率が違うこ
と及び、硬度が強(弾力性がないことにより、シリコン
ウェハーを曲げ、ウェハー上に形成されたAe配線に応
力(ストレス)をかける。
と及び、硬度が強(弾力性がないことにより、シリコン
ウェハーを曲げ、ウェハー上に形成されたAe配線に応
力(ストレス)をかける。
応力のかけられたl配線は、ある程度の温度以上でAe
構成粒子の移動(ストレスマイグレーション)を起こし
、ボイドやスリットを形成し、ついには断線に至ってし
まうという問題点を有していた。
構成粒子の移動(ストレスマイグレーション)を起こし
、ボイドやスリットを形成し、ついには断線に至ってし
まうという問題点を有していた。
本発明はかかる点に鑑み、Ae配線にストレスのかから
ないパッシベーション膜の形成方法と膜堆積装置を提供
することを目的とする。
ないパッシベーション膜の形成方法と膜堆積装置を提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、ウェハーの表裏両面を同時に、同様なる膜種
、同様なる膜質の薄膜をプラズマ化学気相成長法で堆積
する方法と、2つの対称かつ相対向する電極とを備えた
真空チェンバーにおいて前記2つの電極の中央に電極に
平行にウェハーを挿入し、プラズマ化学気相堆積法にて
、ウェハー両面に膜堆積を行うことのできる装置である
。
、同様なる膜質の薄膜をプラズマ化学気相成長法で堆積
する方法と、2つの対称かつ相対向する電極とを備えた
真空チェンバーにおいて前記2つの電極の中央に電極に
平行にウェハーを挿入し、プラズマ化学気相堆積法にて
、ウェハー両面に膜堆積を行うことのできる装置である
。
作用
本発明は前記した方法と装置により、ウェハー両面に膜
堆積を行うことにより、ウェハーにかかるストレスを軽
減し、そりをな(す。
堆積を行うことにより、ウェハーにかかるストレスを軽
減し、そりをな(す。
実施例
第1図に本発明のプラズマCVD堆積装置の外型構成図
を示す。
を示す。
本体チェンバー10には、ロードロック室11が接続さ
れており、2つの室の間はゲートバルブ12でしきられ
ている。本体チェンバー10には、メカニカルブースタ
ーポンプとロータリーポンプを有するメインポンプ13
と、材料となるガス、及びクリーニング用のガスが導入
できる。第1ガス導入系15と、基板加熱用電源17.
交流電源18が付加されている。
れており、2つの室の間はゲートバルブ12でしきられ
ている。本体チェンバー10には、メカニカルブースタ
ーポンプとロータリーポンプを有するメインポンプ13
と、材料となるガス、及びクリーニング用のガスが導入
できる。第1ガス導入系15と、基板加熱用電源17.
交流電源18が付加されている。
ロードロック室11には、メカニカルブースターポンプ
とロータリーポンプを有するロードロックポンプ14と
N N 2ガスの導入できる第2ガス導入系16とが付
加されている。被堆積物のウェハー20は、ロードロッ
ク室11の端面にあるウェハー搬入口19より、挿入さ
れてウェハー搬送系13によって、ロードロック室11
から、本体チェンバー10に搬送される。
とロータリーポンプを有するロードロックポンプ14と
N N 2ガスの導入できる第2ガス導入系16とが付
加されている。被堆積物のウェハー20は、ロードロッ
ク室11の端面にあるウェハー搬入口19より、挿入さ
れてウェハー搬送系13によって、ロードロック室11
から、本体チェンバー10に搬送される。
ウェハー20が本体チェンバー10の中央で固定された
後、ウェハー搬送系13はロードロック室11に戻り、
ゲートバルブ12は閉じられ、本体チェンバー10では
、堆積プロセスが実行される。
後、ウェハー搬送系13はロードロック室11に戻り、
ゲートバルブ12は閉じられ、本体チェンバー10では
、堆積プロセスが実行される。
第2図には、本体チェンバー10の詳細を示す。本体チ
ェンバー10の上面には、上部電極23aが研石22を
介して取付けられている。
ェンバー10の上面には、上部電極23aが研石22を
介して取付けられている。
又、下面にも同様に下部電極23bが取付けられており
、両者の電極は、平行に対向して置かれている。電極2
3a、23bは本体チェンバー10の外部にて、その電
極自体を交流電源18に接続されており、電極23a、
23bの内部にあるヒーター26は、電極自体とは電気
的に絶縁されつつ、本体チェンバー10の外部にて、基
板加熱用電源17に接続されている。又、電極23a。
、両者の電極は、平行に対向して置かれている。電極2
3a、23bは本体チェンバー10の外部にて、その電
極自体を交流電源18に接続されており、電極23a、
23bの内部にあるヒーター26は、電極自体とは電気
的に絶縁されつつ、本体チェンバー10の外部にて、基
板加熱用電源17に接続されている。又、電極23a。
23bは、本体チェンバー10との側壁、及び上面、下
面と放電を起さないようにアースa27と接続されたシ
ールド板25にて、図のように包囲されている。
面と放電を起さないようにアースa27と接続されたシ
ールド板25にて、図のように包囲されている。
ウェハー20は、上部電極23aと下部電極23bの丁
度真中に、アースb28と接続されたサセプター24に
て固定されている。本実験に用いた装置においては、上
部電極23aとウェハー20との間隔りを3CI11と
しているが、必要に応じてこの間隔りは変化することが
できる。本装置の特徴は、ウェハー20を中心として、
上部電極23aと下部電極23bとが完全対称であるこ
とである。
度真中に、アースb28と接続されたサセプター24に
て固定されている。本実験に用いた装置においては、上
部電極23aとウェハー20との間隔りを3CI11と
しているが、必要に応じてこの間隔りは変化することが
できる。本装置の特徴は、ウェハー20を中心として、
上部電極23aと下部電極23bとが完全対称であるこ
とである。
第3図には、本体チェンバー10内に挿入されている。
ウェハー20の状態を上面図で示したものである。ウェ
ハー20は、ファセット29の方向をゲートバルブ12
の方向に向けて置かれ、サセプター24にて、3ケ所で
固定される。
ハー20は、ファセット29の方向をゲートバルブ12
の方向に向けて置かれ、サセプター24にて、3ケ所で
固定される。
ウェハー20の端的1 cmはシリコン表面が露出する
ように予めエツチングされており、エツチングされた部
分をサセプター24がはさみこむ。これによりウェハ−
20自体はアース電位となり、電極23a、23bと放
電を起こすことができる。
ように予めエツチングされており、エツチングされた部
分をサセプター24がはさみこむ。これによりウェハ−
20自体はアース電位となり、電極23a、23bと放
電を起こすことができる。
実際に、本装置でSiN膜を堆積した例を次に示す。ウ
ェハー20が、本体チェンバー10内にセットされた後
、本体チェンバーは、10−5Torr以下に真空排気
され、ウェハー10は、電極23a、23bからの熱輻
射で300℃に暖められる。次に第1ガス導入系からは
、SiSiH420se、 N H350SCCI1.
N2100sccmがそれぞれ流され、0.30To
r rに本体チェンバーの真空度は保たれる。放電は
、交流電源400KHz。
ェハー20が、本体チェンバー10内にセットされた後
、本体チェンバーは、10−5Torr以下に真空排気
され、ウェハー10は、電極23a、23bからの熱輻
射で300℃に暖められる。次に第1ガス導入系からは
、SiSiH420se、 N H350SCCI1.
N2100sccmがそれぞれ流され、0.30To
r rに本体チェンバーの真空度は保たれる。放電は
、交流電源400KHz。
100Wの電力注入を2つの電極にすることによって堆
積が行なわれる。
積が行なわれる。
5000AのプラズマSiN膜を堆積後のウェハーをニ
ュートンリング法による、ウエノ\−ソリ測定器で測定
した。その結果を第4図に示す。
ュートンリング法による、ウエノ\−ソリ測定器で測定
した。その結果を第4図に示す。
ウェハー上に見られる等高線は1μm高さ間隔のウェハ
ーのソリの状態を示しており、堆積前のソリ量と比較し
て計算すれば、Total 5tress2 X 10
’ (dyn/cm )の圧縮応力、膜厚を片側だけ堆
積しているとして換算するとS tress値は5 X
10B(dye/cd)以下という結果となる。従来
の片面のみ、堆積したP−8iN膜のS tress値
X 109(dyn/c+J)と比較すると、1ケタ
近く、みかけ状のS tress値がさがっている。
ーのソリの状態を示しており、堆積前のソリ量と比較し
て計算すれば、Total 5tress2 X 10
’ (dyn/cm )の圧縮応力、膜厚を片側だけ堆
積しているとして換算するとS tress値は5 X
10B(dye/cd)以下という結果となる。従来
の片面のみ、堆積したP−8iN膜のS tress値
X 109(dyn/c+J)と比較すると、1ケタ
近く、みかけ状のS tress値がさがっている。
また同様にして、6インチウェハーSi基板30上に、
常圧CVDで堆積を行ったNSCSC膜用μm積後、A
e−8i膜を0.8μmスパッタ法にて堆積し、写真食
刻法を用いて、Ae−3i配線32を形成する。Ae−
8i配線32は配線幅1μm、折り返して全長30cI
Ilあり、両端には測定パッドを有している。
常圧CVDで堆積を行ったNSCSC膜用μm積後、A
e−8i膜を0.8μmスパッタ法にて堆積し、写真食
刻法を用いて、Ae−3i配線32を形成する。Ae−
8i配線32は配線幅1μm、折り返して全長30cI
Ilあり、両端には測定パッドを有している。
この構造を持つウェハーに、プラズマSiN膜33 (
0,8μm)を上面のみ堆積したもの(A)と裏表両面
同時に堆積したもの(B)とを作成し、150℃N2ガ
ス雰囲気にて、1000hの高温保持試験を行った。
0,8μm)を上面のみ堆積したもの(A)と裏表両面
同時に堆積したもの(B)とを作成し、150℃N2ガ
ス雰囲気にて、1000hの高温保持試験を行った。
第6図には、横軸にはAe配線の抵抗、縦軸にはウェハ
ー内65コの測定用配線の度数頻度である。上図より、
SiNなしの状態でのリファレンス試料(Ref、)、
中段が上面のみSiN膜を堆積した試料(A)、下段が
両面にSiN膜を堆積した試料(B)である。図に示す
ように(Ref)の試料と比較して、(A)の試料は、
配線の断線(OPEN)に至っているものが、約25%
はどあり、抵抗値の増大している個数も多い。それに対
して(B)の試料は、断線によって故障する個数はなく
、抵抗値の分布も(Re f )の試料とほとんどかわ
らなかった。
ー内65コの測定用配線の度数頻度である。上図より、
SiNなしの状態でのリファレンス試料(Ref、)、
中段が上面のみSiN膜を堆積した試料(A)、下段が
両面にSiN膜を堆積した試料(B)である。図に示す
ように(Ref)の試料と比較して、(A)の試料は、
配線の断線(OPEN)に至っているものが、約25%
はどあり、抵抗値の増大している個数も多い。それに対
して(B)の試料は、断線によって故障する個数はなく
、抵抗値の分布も(Re f )の試料とほとんどかわ
らなかった。
発明の効果
以上、上記に示すとおり、完全対称構造のプラズマCV
D装置において、ウェハーの両面に堆積物を均一に堆積
することが可能であり、いかなる膜種、膜厚であっても
、ウェハーにそりを起こさないように堆積を行うことが
できる。又、両面を同時に堆積するので、ウェハーの曲
げを起こす状態を含まず、又、堆積後のいかなる温度の
熱ストレスに対しても、ウェハーの曲げを生じるような
ことはありえない。
D装置において、ウェハーの両面に堆積物を均一に堆積
することが可能であり、いかなる膜種、膜厚であっても
、ウェハーにそりを起こさないように堆積を行うことが
できる。又、両面を同時に堆積するので、ウェハーの曲
げを起こす状態を含まず、又、堆積後のいかなる温度の
熱ストレスに対しても、ウェハーの曲げを生じるような
ことはありえない。
この結果、ウェハー上にLSI等の微細化された素子等
が形成されている場合には、ウエノ\−のソリから生じ
る配線の断線や、酸化膜等に与えるダメージを軽減でき
る。
が形成されている場合には、ウエノ\−のソリから生じ
る配線の断線や、酸化膜等に与えるダメージを軽減でき
る。
また、思違の実験結果によれば本発明により、プラズマ
SiN膜をウェハー両面にパッシベーションした配線の
信頼性は著しく向上し、その実用的効果は極めて大きい
。
SiN膜をウェハー両面にパッシベーションした配線の
信頼性は著しく向上し、その実用的効果は極めて大きい
。
第1図は本発明における装置構成図、第2図は同装置の
本体チェンバーの詳細断面構造図、第3図は本発明にお
ける装置の本体チェンバー内部の上面図、第4図はSi
ウェハー基板のそり量分布特性図、第5図はSiウェハ
ー基板のそり量を示す概略断面構造図、第6図は配線抵
抗に対する度数分布図である。 10・・・・・・本体チェンバー、27・・・・・・ア
ースa、11・・・・・・ロードロック室、28・・・
・・・アースb112・・・・・・ゲートバルブ、29
・・・・・・ファセット、13・・・・・・ウェハー搬
送系、30・・・・・・6インチウェハーSi基板、1
4・・・・・・ロードロックポンプ、31・・・・・・
NSG、15・・・・・・第1ガス導入系、32・・・
・・・Ae−3i配線、16・・・・・・第2ガス導入
系、33・・・・・・プラズマSiN膜、17・・・・
・・基板加熱用電源、18・・・・・・交流電源、19
・・・・・・ウェハー取出口、20・・・・・・ウェハ
ー、21・・・・・・マツチング用コイル。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第 図 第 図 6インチ 第 図 (Aン (B)
本体チェンバーの詳細断面構造図、第3図は本発明にお
ける装置の本体チェンバー内部の上面図、第4図はSi
ウェハー基板のそり量分布特性図、第5図はSiウェハ
ー基板のそり量を示す概略断面構造図、第6図は配線抵
抗に対する度数分布図である。 10・・・・・・本体チェンバー、27・・・・・・ア
ースa、11・・・・・・ロードロック室、28・・・
・・・アースb112・・・・・・ゲートバルブ、29
・・・・・・ファセット、13・・・・・・ウェハー搬
送系、30・・・・・・6インチウェハーSi基板、1
4・・・・・・ロードロックポンプ、31・・・・・・
NSG、15・・・・・・第1ガス導入系、32・・・
・・・Ae−3i配線、16・・・・・・第2ガス導入
系、33・・・・・・プラズマSiN膜、17・・・・
・・基板加熱用電源、18・・・・・・交流電源、19
・・・・・・ウェハー取出口、20・・・・・・ウェハ
ー、21・・・・・・マツチング用コイル。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第 図 第 図 6インチ 第 図 (Aン (B)
Claims (2)
- (1)真空排気系とガス導入系と2つの対称かつ相対向
する電極とをかねそなえた真空チェンバーにおいて、前
記2つの電極の中央に該電極に平行にウェハーを挿入し
、前記2つの電極内部に埋めこめられたヒーターによっ
てウェハーを加熱する機構と、前記2つの電極に外部よ
り接続された交流電源から前記真空チェンバー内に電力
を送る機構と、前記ガス導入系より薄膜の材料となる原
料ガスを導入する機構とをかね備えた薄膜の堆積装置。 - (2)ウェハーの表裏両面に同時に、同様なる膜種、同
様なる膜質の薄膜をプラズマ化学気相成長法で堆積する
堆積方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30119088A JPH02148730A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 薄膜の堆積装置および堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30119088A JPH02148730A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 薄膜の堆積装置および堆積方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02148730A true JPH02148730A (ja) | 1990-06-07 |
Family
ID=17893858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30119088A Pending JPH02148730A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 薄膜の堆積装置および堆積方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02148730A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013030959A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 三菱電機株式会社 | プラズマ成膜装置およびプラズマ成膜方法 |
CN113445029A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-09-28 | 拓荆科技股份有限公司 | 双面沉积设备及方法 |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP30119088A patent/JPH02148730A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013030959A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 三菱電機株式会社 | プラズマ成膜装置およびプラズマ成膜方法 |
CN103597115A (zh) * | 2011-08-30 | 2014-02-19 | 三菱电机株式会社 | 等离子体成膜装置以及等离子体成膜方法 |
JPWO2013030959A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2015-03-23 | 三菱電機株式会社 | プラズマ成膜装置およびプラズマ成膜方法 |
US9297075B2 (en) | 2011-08-30 | 2016-03-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Plasma deposition apparatus and plasma deposition method |
CN113445029A (zh) * | 2020-03-25 | 2021-09-28 | 拓荆科技股份有限公司 | 双面沉积设备及方法 |
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