NSG(ノンドープシリケートガラス)とは

Non-doped Silicate Glass (NSG)

最終更新:2026-09-28・CVD装置・PECVD(プラズマCVD)|用語集のExcel・PDF版をダウンロード

NSG(ノンドープシリケートガラス)とは?

NSG(ノンドープシリケートガラス)とは、ボロンやリンを添加せずにCVD法で成膜した酸化シリコン(SiO₂)膜で、USGとも呼ばれます。400℃前後以下で成膜できるため配線形成後の工程でも使え、層間絶縁膜・STIの埋め込み・ハードマスクなどに用いられます。エッチングやCMPの後に残る膜厚は「NSG残膜」として測定・管理されます。

定義・解説

NSG(Non-doped Silicate Glass、ノンドープシリケートガラス)とは、ボロン(B)やリン(P)などの不純物を添加せずにCVD法で成膜した酸化シリコン(SiO₂)膜のことです。USG(Undoped Silicate Glass)とも呼ばれます。リンを添加したPSGや、ボロンとリンを添加したBPSGと区別するための呼び名で、熱酸化で作るSiO₂膜とも区別して使われます。

成膜には、TEOS(テトラエトキシシラン)とオゾンを用いる常圧・準常圧CVD(O₃-TEOS)、TEOSや SiH₄ を原料とするプラズマCVD(PE-TEOSなど)、段差埋め込みに強い高密度プラズマCVD(HDP-CVD)などが使われます。いずれも400℃前後以下の比較的低い温度で成膜できるため、トランジスタや配線を形成した後の工程でも使えるのが特長です。

主な用途は、配線間や素子と配線の間を絶縁する層間絶縁膜(ILD・PMD)、STI(シャロートレンチアイソレーション)の溝の埋め込み、エッチングのハードマスク、ドープ膜からの不純物の外方拡散を防ぐキャップ膜やライナーなどです。不純物を含まないため膜質が安定し、BPSGのようなリフローによる平坦化はできない代わりに、CMPで平坦化して使われます。

CVDで成膜したNSGは熱酸化膜に比べて密度が低く、希フッ酸(DHF)やバッファードフッ酸(BHF)でのエッチレートが大きくなります。このため成膜後に熱処理(デンシファイ)を行って膜を緻密化することがあり、ウェット工程での膜減り量を見込むときにはこの違いを考慮します。

現場では、エッチバックやCMP、ウェットエッチングの後に残ったNSGの膜厚を「NSG残膜」と呼んで管理します。残膜が厚すぎればコンタクト開口不良や段差、薄すぎれば下地の露出や絶縁不良につながるため、光干渉式膜厚計やエリプソメータで測定し、エッチングやCMPの終点検出と組み合わせて狙いの厚さに収めます。

よくある質問(FAQ)

NSGとUSGは違うものですか?▾
同じものを指す呼び名です。NSGはNon-doped Silicate Glass、USGはUndoped Silicate Glassの略で、どちらもボロンやリンなどの不純物を添加していないCVD酸化膜を意味します。社内や装置メーカーの慣習によってどちらの呼び方を使うかが分かれます。
NSGとBPSGの違いは何ですか?▾
BPSGはボロンとリンを添加したシリケートガラスで、加熱すると軟化して流動(リフロー)するため、段差をならす平坦化に使われてきました。NSGは不純物を含まないためリフローはしませんが、膜質が安定し、不純物の拡散を気にせず使えます。現在はNSGを成膜してCMPで平坦化する方法が主流です。
NSG残膜とは何ですか?▾
エッチバックやCMP、ウェットエッチングの後に残っているNSG膜の厚さのことです。狙いより厚いとコンタクトの開口不良や段差の原因になり、薄いと下地が露出して絶縁不良につながります。光干渉式膜厚計などで測定し、エッチングやCMPの条件にフィードバックして管理します。

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