酸化物薄膜のCVD合成及びエッチングプロセスの反応工学的解析と低誘導率化

氧化物薄膜CVD合成、刻蚀过程及降低电感的反应工程分析

• 批准号: 07750843
• 负责人: 霜垣 幸浩
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750843/
• 关键词: プラズマCVD; 低誘電率; エッチングプロセス

本研究ではプラズマCVDプロセスとエッチングプロセスの関連について反応工学的に検討することを目標とした。具体的には、SiH_4とN_2OからSiO_2薄膜を生成する系において、CF_4を混在させ、CVD反応にエッチング反応を取り込み、プロセスを制御することを試みた。まず、標準的な条件として、全圧1.0Torr,基板温度250℃,RFパワー:30Wにおいて、SiH_4:1.0sccm,N_2O:100sccm,Ar:100sccmに設定し、SiO_2薄膜を形成した。このとき、リソグラフィによりパタ-ニングして形成したミクロサイズのトレンチ基板にも薄膜を形成し、ステップカバレッジの観測を行ったところ、アスペクト比2.0のトレンチにおいて溝の底部と入口部分の膜厚化(ステップカバレッジ)は10%となった。この値は通常報告されているものとほぼ同等である。ここで、SiO_2をエッチングする作用のあるCF_4を添加することを試みた。具体的には、ガスの全流量およびSiH_4流量は固定のまま、CF_4を添加した分だけAr供給流量を減少させた。その結果、CF_4ガスの濃度の増加に伴って、製膜速度は減少し、ステップカバレッジは向上した。CF_4:100sccmのときには、ステップカバレッジはほぼ100%であった。さらにCF_4が過剰となる条件において製膜を試みても、ステップカバレッジは100%であった。エッチングが進行していれば、表面層のみ選択的にエッチングされる結果として、ステップカバレッジが100%以上になることも予想されるが、RFパワー:30Wの条件では100%に留まっていることから、本実験条件では、CVD反応は起こるがエッチング反応はさほど顕著ではないことが分る。しかし、RFパワーを100W程度に増加させると全く膜形成が起こらず、基板シリコンがエッチングされることも分かった。従って、CVDとエッチングが共存するような領域もあることが、明らかとなり、今後さらなる検討を行うこととした。一方、CF_4に由来するフッ素の膜中への取り込み状況についても分析を行った。XPSにより、評価を行ったところ、最大で20%のフッ素含有量を確認した。フッ素が酸化膜中に含有されると薄膜の誘導率が減少することが報告されている。また、酸化物薄膜の誘電率はデバイス高速化に際し、RC時定数に代表される信号伝達遅延を引き起こすため、なるべく誘電率の低い材料を用いる必要がある。そこで、ここで得られたSiO_2薄膜の誘電率を評価したところ、フッ素含有量の増大に伴って、誘電率は低下していることが分かった。

The purpose of this study is to investigate the relationship between CVD and anti-chemical engineering. In particular, SiH_4, N_2O and SiO_2 thin film formation system, CF_4, CVD reaction, reaction, reaction SiH_4: 1.0 sccm, N_2O:100 sccm,Ar:100 sccm, SiO_2 thin film was formed under the following conditions: substrate temperature 250℃,RF:30W, total pressure 1.0 Torr. The thickness of the film at the bottom of the trench at the entrance of the trench is 10% and the thickness of the film at the bottom of the trench at the entrance of the trench is 2.0%. This is usually reported in the same way. SiO_2 and CF_4 were added to the system. The total flow rate of CF_4 and SiH_4 is fixed and the Ar supply flow rate is decreased. As a result, the concentration of CF_4 increased, the film formation rate decreased, and the film formation rate increased. CF_4:100sccmのときには、ステップカバレッジはほぼ100%であった。The CF_4 is the best way to make a film. The results of the surface layer selection are as follows: RF:30W conditions are 100% or more; the original conditions are 100% or more; CVD is reversed. For example, if the RF is 100W, the film will be formed. The first is to discuss the future of CVD. The origin of CF_4 in the film is analyzed in detail. XPS, evaluation, maximum 20% of pigment content confirmed It is reported that the inductivity of thin films containing P-P in acidified films decreases. The dielectric constant of the acid film is higher than that of the sample, and the RC time is higher than that of the sample. The electrical conductivity of SiO_2 thin films was evaluated by the method of electron microscope.