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 |
|---|---|---|---|---|
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