JP2002164346A - 成膜方法、半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線の腐食やリーク電流の増大を防止しつ
つ、層間絶縁膜全体として吸湿による誘電率の変動を抑
制し、かつ誘電率を低くすることができる成膜方法、半
導体装置及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ化合
物、又はＳｉ−Ｈ結合を有するシロキサンと、Ｏ₂、Ｎ₂
Ｏ、ＮＯ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、又はＨ₂Ｏのうち何れか一の
酸素含有ガスとからなる成膜ガスをプラズマ化し、反応
させて、シリコン含有絶縁膜２４を形成することを特徴
とする成膜方法による。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成膜方法、半導体
装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、配線を被
覆して低誘電率を有する層間絶縁膜を形成する成膜方
法、半導体装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置の高集積度
化、高密度化に伴い、パターンの微細化、薄膜化が要望
されている。さらに、データ転送速度の高速化が要求さ
れている。そのため、ＲＣディレイの小さい低誘電率を
有する絶縁膜（以下、低誘電率絶縁膜と称する。）が用
いられている。そのような絶縁膜として、例えば、比誘
電率３．５〜３．８のＳｉＯＦ膜や比誘電率３．０〜
３．１の多孔質ＳｉＯ₂膜や、スピン塗布法により低誘
電率の絶縁材料を塗布して得られる塗布絶縁膜などがあ
る。

【０００３】しかしながら、低誘電率絶縁膜は、元来水
分を含み易く、かつ外来の水分を通し易い。このため、
単独で層間絶縁膜として用いた場合、配線の腐食やリー
ク電流の増大が発生し易い。これを防止するため、配線
と低誘電率絶縁膜との間にSiN系又はSiC系のバリア絶縁
膜を介在させることが多い。即ち、多層配線を有する半
導体装置では、上部配線と下部配線の間にＳｉ及びＮを
含む、又はＳｉ及びＣを含むバリア絶縁膜（下部保護
層）と、低誘電率絶縁膜と、Ｓｉ及びＮを含む、又はＳ
ｉ及びＣを含むバリア絶縁膜（上部保護層）とが順に積
層されてなる層間絶縁膜を形成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｓｉ及
びＮを含む絶縁膜は比誘電率が高いため、Ｓｉ及びＮを
含む絶縁膜の膜厚を薄くしてバリア絶縁膜として用いた
場合でも、層間絶縁膜全体の誘電率が高くなってしま
う。また、Ｓｉ及びＣを含むバリア絶縁膜は、Ｓｉ及び
Ｎを含むバリア絶縁膜と比較して比誘電率が５程度と比
較的低いが、リーク電流の増大を十分に抑制することが
できない。

【０００５】本発明は、係る従来例の問題点に鑑みて創
作されたものであり、配線の腐食やリーク電流の増大を
防止しつつ、層間絶縁膜全体として吸湿による誘電率の
変動を抑制し、かつ誘電率を低くすることができる成膜
方法、半導体装置及びその製造方法を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、第１の
発明である、Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ化合物、
又はＳｉ−Ｈ結合を有するシロキサンと、Ｏ₂、Ｎ₂Ｏ、
ＮＯ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、又はＨ₂Ｏのうち何れか一の酸素
含有ガスとからなる成膜ガスをプラズマ化し、反応させ
て、シリコン含有絶縁膜を形成することを特徴とする成
膜方法によって解決する。

【０００７】又は、第２の発明である、前記成膜ガスに
Ｎ₂又はＨ₂のうち何れか一を添加することを特徴とする
第１の発明に記載の成膜方法によって解決する。又は、
第３の発明である、前記Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキ
シ化合物は、トリメトキシシラン（ＴＭＳ：SiH(OC
H₃)₃）であることを特徴とする第１の発明又は第２の発
明に記載の成膜方法によって解決する。

【０００８】又は、第４の発明である、前記Ｓｉ−Ｈ結
合を有するシロキサンは、テトラメチルジシロキサン
（ＴＭＤＳＯ：(CH₃)₂HSi-O-SiH(CH₃)₂）であることを
特徴とする第１の発明乃至第３の発明の何れか一に記載
の成膜方法によって解決する。又は、第５の発明であ
る、プラズマ生成手段として平行平板型の電極を用い、
かつ前記プラズマ化の際に、前記基板を保持する電極に
周波数１００ｋＨｚ乃至１ＭＨｚの高周波電力を印加
し、かつ前記基板を保持する電極に対向する電極に周波
数１ＭＨｚ以上の高周波電力を印加することを特徴とす
る第１の発明乃至第４の発明の何れか一に記載の成膜方
法によって解決する。

【０００９】又は、第６の発明である、基板上に配線を
形成する工程と、第１の発明乃至第５の発明の何れか一
に記載の成膜方法を用いて、前記配線を被覆するシリコ
ン含有絶縁膜を形成する工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法によって解決する。又は、第７
の発明である、前記配線を被覆するシリコン含有絶縁膜
は保護層であることを特徴とする第６の発明に記載の半
導体装置の製造方法によって解決する。

【００１０】又は、第８の発明である、前記配線を被覆
する保護層を形成する工程の後に、前記保護層上に該保
護層よりも膜厚の厚い絶縁膜を形成する工程を有するこ
とを特徴とする第７の発明に記載の半導体装置の製造方
法によって解決する。又は、第９の発明である、赤外線
の吸収強度のピークが波数２２７０乃至２３５０ｃｍ^-1
の範囲にあり、膜密度が２．２５乃至２．４０ｇ／ｃｍ
³の範囲に有り、かつ比誘電率が３．３乃至４．３の範
囲にあるシリコン含有絶縁膜が基板上に形成されている
ことを特徴とする半導体装置によって解決する。

【００１１】又は、第１０の発明である、前記基板の表
面に配線を有し、前記シリコン含有絶縁膜は前記配線と
接するように該配線を被覆していることを特徴とする第
９の発明に記載の半導体装置によって解決する。又は、
第１１の発明である、前記基板の表面に配線と、前記配
線と接するように該配線を被覆する絶縁膜とを有し、前
記絶縁膜上に前記シリコン含有絶縁膜からなる上部保護
層が形成されていることを特徴とする第９の発明に記載
の半導体装置によって解決する。

【００１２】又は、第１２の発明である、前記基板の表
面に配線と、該配線と接するように前記配線を被覆する
下部保護層と、該下部保護層と接するように該下部保護
層上に積層された主たる絶縁膜と、該主たる絶縁膜と接
するように該主たる絶縁膜上に積層された上部保護層と
を有し、前記下部保護層と上部保護層とは、ともに前記
シリコン含有絶縁膜からなることを特徴とする第９の発
明に記載の半導体装置によって解決する。

【００１３】又は、第１３の発明である、前記主たる絶
縁膜は、ＳｉＯＦ膜、又は多孔質絶縁膜のうち何れか一
であることを特徴とする第１２の発明に記載の半導体装
置によって解決する。又は、第１４の発明である、前記
基板上に上部配線及び下部配線と、該上下部配線の間に
介在する層間絶縁膜とを有し、前記層間絶縁膜は前記シ
リコン含有絶縁膜からなることを特徴とする第９の発明
に記載の半導体装置によって解決する。

【００１４】又は、第１５の発明である、前記上下部配
線は前記層間絶縁膜の開口部を介して接続され、前記開
口部の側壁に前記シリコン含有絶縁膜からなる側壁保護
層を有することを特徴とする第１４の発明に記載の半導
体装置によって解決する。又は、第１６の発明である、
前記基板上に上部配線及び下部配線と、該上下部配線の
間に介在する層間絶縁膜とを有し、前記層間絶縁膜は、
前記下部配線と接するように該下部配線を被覆する下部
保護層と、前記下部保護層と接するように該下部保護層
上に積層された主たる絶縁膜と、前記主たる絶縁膜と接
するように該主たる絶縁膜上に積層された上部保護層と
から構成されてなり、前記下部保護層と上部保護層と
は、ともに前記シリコン含有絶縁膜からなることを特徴
とする第９の発明に記載の半導体装置によって解決す
る。

【００１５】又は、第１７の発明である、前記主たる絶
縁膜は、ＳｉＯＦ膜又は多孔質絶縁膜の何れか一である
ことを特徴とする第１６の発明に記載の半導体装置によ
って解決する。又は、第１８の発明である、前記上下部
配線は前記層間絶縁膜の開口部を介して接続され、前記
開口部の側壁に前記シリコン含有絶縁膜からなる側壁保
護層を有することを特徴とする第１６の発明に記載の半
導体装置によって解決する。次に、本発明の作用につい
て説明する。

【００１６】本発明の成膜方法においては、Ｓｉ−Ｈ結
合を有するアルコキシ化合物、又はＳｉ−Ｈ結合を有す
るシロキサンと、Ｏ₂、Ｎ₂Ｏ、ＮＯ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、又
はＨ ₂Ｏの何れか一の酸素含有ガスとからなる成膜ガス
をプラズマ化し、反応させて、シリコン含有絶縁膜を形
成している。実験によれば、Ｓｉ−Ｈ結合を有するアル
コキシ化合物、又はＳｉ−Ｈ結合を有するシロキサンの
何れか一と、Ｏ₂、Ｎ₂Ｏ、ＮＯ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、又はＨ
₂Ｏの何れか一の酸素含有ガスとからなる成膜ガスをプ
ラズマ化し、反応させて形成したシリコン含有絶縁膜
は、緻密で、耐水性に優れ、膜中の水分含有量が少な
く、かつ比誘電率が小さいことが分かった。

【００１７】従って、上記シリコン含有絶縁膜を、特
に、上部配線と下部配線の間に介在させる層間絶縁膜を
構成する、低誘電率絶縁膜を挟むバリア絶縁膜（下部保
護層及び上部保護層）として用いた場合、配線の腐食や
リーク電流の増大を防止しつつ、層間絶縁膜全体として
誘電率を小さくすることができる。この発明の半導体装
置によれば、赤外線の吸収強度のピークが波数２２７０
乃至２３５０ｃｍ^-1の範囲にあり、膜密度が２．２５乃
至２．４０ｇ／ｃｍ³の範囲に有り、かつ比誘電率が
３．３乃至４．３の範囲にあるシリコン含有絶縁膜が基
板上に形成されている。

【００１８】本願発明者の実験によれば、このような特
性を有するシリコン含有絶縁膜は、シリコン窒化膜と同
じように、機械的強度が高く、緻密で、耐水性に優れ、
膜中の水分含有量が少なく、かつシリコン窒化膜と比べ
て比誘電率が小さいことが分かった。この発明のシリコ
ン含有絶縁膜を半導体装置に適用した構成では、上記シ
リコン含有絶縁膜は配線と接するように配線を被覆して
形成され、或いは上記シリコン含有絶縁膜は配線を被覆
する絶縁膜の上に保護層として形成されている。

【００１９】この発明のシリコン含有絶縁膜は、低い誘
電率を有し、膜自体の水分含有量が少なく、緻密で、耐
水性に優れているため、配線等を被覆する保護層として
用いることにより、配線間の寄生容量を低減しつつ、外
来の水分の浸入を防いで配線の腐食を防止することがで
きる。また、基板上に上下部配線と、上下部配線の間に
介在する層間絶縁膜とを有し、層間絶縁膜はこの発明に
係るシリコン含有絶縁膜からなる。

【００２０】また、その層間絶縁膜は、下層から順に、
この発明に係るシリコン含有絶縁膜からなる下部保護層
と、主たる絶縁膜と、この発明に係るシリコン含有絶縁
膜からなる上部保護層とから構成されている。主たる絶
縁膜がＳｉＯＦ膜である場合、この発明が適用されるシ
リコン含有絶縁膜の外側周辺部へのフッ素（Ｆ）元素の
拡散を防止することができる。また、主たる絶縁膜が吸
湿性の高い多孔質絶縁膜である場合、多孔質絶縁膜中へ
の水分の到来を防止し、吸湿による誘電率の増加を防止
することができる。

【００２１】また、主たる絶縁膜の上下部保護層として
シリコン窒化膜を用いずに、比誘電率が低いシリコン含
有絶縁膜を用いているので、層間絶縁膜全体として誘電
率を低減することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の実施の形態に係
る半導体装置の製造方法に用いられる平行平板型のプラ
ズマ成膜装置１０１の構成を示す側面図である。

【００２３】このプラズマ成膜装置１０１は、プラズマ
ガスにより被成膜基板２０上にシリコン含有絶縁膜を形
成する場所である成膜部１０１Ａと、成膜ガスを構成す
る複数のガスの供給源を有する成膜ガス供給部１０１Ｂ
とから構成されている。成膜部１０１Ａは、図１に示す
ように、減圧可能なチャンバ１を備え、チャンバ１は排
気配管４を通して排気装置６と接続されている。排気配
管４の途中にはチャンバ１と排気装置６の間の導通及び
非導通を制御する開閉バルブ５が設けられている。チャ
ンバ１にはチャンバ１内の圧力を監視する不図示の真空
計などの圧力計測手段が設けられている。

【００２４】チャンバ１内には対向する一対の上部電極
（第１の電極）２と下部電極（第２の電極）３とが備え
られ、上部電極２に周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を供給する高周波電力供給電源（ＲＦ電源）７が接続
され、下部電極３に周波数３８０ｋＨｚの低周波電力を
供給する低周波電力供給電源８が接続されている。これ
らの電源７、８から上部電極２及び下部電極３に電力を
供給して、成膜ガスをプラズマ化する。上部電極２、下
部電極３及び電源７、８が成膜ガスをプラズマ化するプ
ラズマ生成手段を構成する。図中、１３は、不図示の抵
抗素子や容量素子を備えた第１のマッチングボックス
で、高周波電力のインピーダンス整合を図るように機能
する。同様に、１４は、第２のマッチングボックスであ
り、不図示の抵抗素子や容量素子を備えて、低周波電力
のインピーダンス整合を図るように機能する。

【００２５】なお、プラズマ生成手段として、例えば平
行平板型の上部電極２と、下部電極３によりプラズマを
生成する手段、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonanc
e）法によりプラズマを生成する手段、アンテナからの
高周波電力の放射によりヘリコンプラズマを生成する手
段等がある。上部電極２は成膜ガスの分散具を兼ねてい
る。上部電極２には複数の貫通孔が形成され、下部電極
３との対向面における貫通孔の開口部が成膜ガスの放出
口（導入口）となる。この成膜ガス等の放出口は成膜ガ
ス供給部１０１Ｂと配管９ａで接続されている。また、
場合により、上部電極２には図示しないヒータが備えら
れることもある。成膜中に上部電極２を温度凡そ１００
℃程度に加熱しておくことにより、成膜ガス等の反応生
成物からなるパーティクルが上部電極２に付着するのを
防止するためである。

【００２６】下部電極３は被成膜基板２０の保持台を兼
ね、また、保持台上の被成膜基板２０を加熱するヒータ
１２を備えている。成膜ガス供給部１０１Ｂには、Ｓｉ
−Ｈ結合を有するアルコキシ化合物の供給源と、Ｓｉ−
Ｈ結合を有するシロキサンの供給源と、酸素（Ｏ₂）、
一酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ₂）、一酸化炭
素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、又は水（Ｈ₂Ｏ）の
うちの何れか一の酸素含有ガスの供給源と、水素
（Ｈ₂）の供給源と、及び窒素（Ｎ₂）の供給源とが設け
られている。

【００２７】本発明が適用される成膜ガスであるＳｉ−
Ｈ結合を有するアルコキシ化合物、又はＳｉ−Ｈ結合を
有するシロキサンについては、代表例として以下に示す
ものを用いることができる。 （ｉ）Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ化合物 トリメトキシシラン（ＴＭＳ：SiH(OCH₃)₃） （ii）Ｓｉ−Ｈ結合を有するシロキサン テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ：(CH₃)₂HSi-O-
SiH(CH₃)₂） これらのガスは適宜分岐配管９ｂ乃至９ｆ及びこれらす
べての分岐配管９ｂ乃至９ｆが接続された配管９ａを通
して成膜部１０１Ａのチャンバ１内に供給される。分岐
配管９ｂ乃至９ｆの途中に流量調整手段１１ａ乃至１１
ｅや、分岐配管９ｂ乃至９ｆの導通及び非導通を制御す
る開閉手段１０ｂ乃至１０ｋが設置され、配管９ａの途
中に配管９ａの導通及び非導通を行う開閉手段１０ａが
設置されている。また、Ｎ₂ガスを流通させて分岐配管
９ｂ乃至９ｅ内の残留ガスをパージするため、Ｎ₂ガス
の供給源と接続された分岐配管９ｆとその他の分岐配管
９ｂ乃至９ｅの間の導通及び非導通を制御する開閉手段
１０ｌ乃至１０ｎ，１０ｐが設置されている。なお、Ｎ
₂ガスは分岐配管９ｂ乃至９ｅ内のほかに、配管９ａ内
及びチャンバ１内の残留ガスをパージする。

【００２８】以上のような成膜装置１０１によれば、Ｓ
ｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ化合物又はＳｉ−Ｈ結合
を有するシロキサンのうち少なくとも何れか一の供給源
と、酸素含有ガスの供給源とを備え、さらに成膜ガスを
プラズマ化するプラズマ生成手段２、３、７、８を備え
ている。上記プラズマＣＶＤ装置を用いて、プラズマＣ
ＶＤ法（以下、PE-CVD法とも言う）によりＳｉ，Ｏ，
Ｃ，Ｈを含む絶縁膜を形成することができる。このた
め、下記の第２の実施の形態に示すように、低い誘電率
を有し、かつ水分含有量が少なく、緻密で、耐水性に優
れた絶縁膜を形成することができる。また、この絶縁膜
は、有機塗布絶縁膜或いは無機塗布絶縁膜との密着性が
良く、銅（Ｃｕ）の拡散を阻止する能力も高い。

【００２９】特に、平行平板型の上部電極２及び下部電
極３にそれぞれ高低２つの周波数の電力を供給する電源
７、８が接続されているので、これら高低２つの周波数
の電力をそれぞれ各電極２、３に印加してプラズマを生
成することができ、このようにして作成した絶縁膜は緻
密である。 （第２の実施の形態）以下に、上記のプラズマＣＶＤ装
置を用いて成膜したシリコン含有絶縁膜に関し、本願発
明者の行なった調査実験について説明する。

【００３０】まず、上記のプラズマＣＶＤ装置のうち良
く知られた平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を用いた。
上部電極２、下部電極３のうち下部電極３が基板保持具
を兼ね、下部電極３は基板加熱を行なうためのヒータ１
２を内蔵している。 （試料の作成）図２（ａ）〜（ｄ）、及び図３は、この
発明のシリコン酸化膜を有する試料について示す断面図
である。

【００３１】試料Ｓ１は、図２（ａ）に示すように、シ
リコン基板４１上にトリメトキシシラン（ＴＭＳ）を含
む成膜ガスを用いたＰＥ−ＣＶＤ法により形成したシリ
コン酸化膜（シリコン含有絶縁膜のことであり、以下、
PE-CVD TMS SiO₂膜と称する。）４２ａを有するもので
ある。なお、比較のため、シリコン基板４１上にテトラ
エトキシシラン（ＴＥＯＳ）を含む成膜ガスを用いたＰ
Ｅ−ＣＶＤ法により形成したシリコン酸化膜（以下、PE
-CVD TEOS SiO₂膜と称する。）５１ａを有する比較試料
ＣＳ１と、シリコン基板４１上にモノシラン（Ｓｉ
Ｈ₄）を含む成膜ガスを用いたＰＥ−ＣＶＤ法により形
成したシリコン酸化膜（以下、PE-CVD SiH₄SiO₂膜と称
する。）５２ａを有する比較試料ＣＳ２とを作成した。

【００３２】試料Ｓ１Ａは、図３に示すように、シリコ
ン基板４１上にPE-CVD TMS SiO₂膜４２ａを形成した試
料Ｓ１において、さらにPE-CVD TMS SiO₂膜４２ａ上に
電極４５を形成することにより、作成した。電極４５と
して水銀プローブを用い、それとPE-CVD TMS SiO₂膜４
２ａとの接触面積は０．０２３０ｃｍ²である。試料Ｓ
２、Ｓ３は、図２（ｂ）に示すように、シリコン基板
（Ｓｉ基板）４１上にリン含有量７mol％、膜厚約５０
０ｎｍのＢＰＳＧ膜４３と調査用のPE-CVDTMS SiO₂膜４
２ｂとを順に形成することにより作成した。試料Ｓ２で
は、PE-CVDTMS SiO₂膜４２ｂの膜厚を１００ｎｍとし、
試料Ｓ３では、PE-CVD TMS SiO₂膜４２ｂの膜厚を２０
０ｎｍとした。なお、比較のため、PE-CVD TMS SiO₂膜
４２ｂの代わりに、膜厚２００ｎｍのPE-CVD TEOS SiO₂
膜５１ｂを用いた比較試料ＣＳ３と、同じく膜厚２００
ｎｍのPE-CVD SiH₄ SiO₂膜５２ｂを用いた比較試料ＣＳ
４と、同じくＳｉＨ₄、ＮＨ₃及びＮ₂を含む成膜ガスを
用いたプラズマＣＶＤ法により作成した膜厚２００ｎｍ
のシリコン窒化膜（以下、PE-CVD SiN膜と称する。）５
３を用いた比較試料ＣＳ５とを作成した。

【００３３】試料Ｓ４、Ｓ５は、図２（ｃ）に示すよう
に、シリコン基板（Ｓｉ基板）４１上に低誘電率絶縁膜
４４ａ，４４ｂとPE-CVD TMS SiO₂膜４２ｃとを順に形
成することにより作成した。試料Ｓ４では、低誘電率絶
縁膜として無機塗布絶縁膜４４ａを用い、試料Ｓ５で
は、同じく、有機塗布絶縁膜４４ｂを用いた。なお、比
較のため、PE-CVD TMS SiO₂膜５２ｃの代わりに、PE-CV
D TEOS SiO₂膜６１ｃを用いた比較試料ＣＳ６，ＣＳ７
を作成した。比較試料ＣＳ６では、低誘電率絶縁膜とし
て無機塗布絶縁膜４４ａを用い、比較試料ＣＳ７では、
同じく、有機塗布絶縁膜４４ｂを用いた。

【００３４】なお、無機塗布絶縁膜とは、ＨＳＱ（商品
名，ダウコーニング社製），ＭＳＱ（商品名），Ｒ７
（商品名，日立化成工業社製）など塗布液を塗布して形
成された絶縁膜である。塗布液中の成分化合物として炭
素が一つ以下の化合物を含むことを特徴とするものであ
る。有機塗布絶縁膜とは、ＦＬＡＲＥ（商品名，アライ
ドシグナル社製），ＳｉＬＫ（商品名，ダウケミカル社
製）などの塗布液を塗布して形成されたものである。塗
布液中の成分化合物として炭素が二つ以上の化合物を含
むことを特徴とするものである。

【００３５】試料Ｓ６は、図２（ｄ）に示すように、シ
リコン基板４１上に、膜厚約１５０ｎｍのPE-CVD TMS S
iO₂膜（下部保護層）４２ｄと膜厚約４５０ｎｍの無機
塗布絶縁膜（中間層）４４ｃと膜厚約２００ｎｍのPE-C
VD TMS SiO₂膜（上部保護層）４２ｅとを下層から順に
形成したものである。無機塗布絶縁膜４４ｃは、ＨＳＱ
（Hydrogen silsesquioxane）を溶媒に溶かして生成さ
れた塗布液（ＦＯｘ（商品名））をスピンコートして被
着し、その後、窒素中、温度１５０，２００，３５０℃
で、それぞれ１分間ずつベークし、さらに窒素中、温度
４００℃で、５０分間キュアして形成した。なお、比較
のため、下部保護層であるPE-CVD TMS SiO₂膜４２ｄの
代わりにPE-CVD TEOS SiO₂膜５１ｄを形成した比較試料
ＣＳ８と、上下部保護層であるPE-CVD TMS SiO₂膜４２
ｄ、４２ｅの代わりにPE-CVD TEOSSiO₂膜５１ｄ，５１
ｅを形成した比較試料ＣＳ９とを作成した。

【００３６】上記プラズマＣＶＤ装置を用いて、以下の
成膜条件で各試料Ｓ１乃至Ｓ６のPE-CVD TMS SiO₂膜４
２ａ乃至４２ｅを作成した。 成膜ガス：ＴＭＳ＋Ｎ₂Ｏ ＴＭＳガス流量：１００ｓｃｃｍ Ｎ₂Ｏガス流量：３０００ｓｃｃｍ ガス圧力：０．７Ｔｏｒｒ プラズマ化条件 上部電極２への印加電力：０．３Ｗ／ｃｍ²（周波数１
３．５６ＭＨｚ） 下部電極３への印加電力：０．３Ｗ／ｃｍ²（周波数３
８０ｋＨｚ） この成膜装置の場合、上記電力密度はいずれも電極への
印加電力７５０Ｗに相当する。

【００３７】基板温度：３００乃至４００℃ 成膜膜厚：ｔｎｍ なお、同じプラズマ成膜装置１０１は、比較試料ＣＳ１
のPE-CVD TEOS SiO₂膜５１ａ、比較試料ＣＳ２のPE-CVD
SiH₄ SiO₂膜５２ａ、比較試料ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ６
乃至ＣＳ９のPE-CVD TEOS SiO₂膜５１ｂ乃至５１ｅ、比
較試料ＣＳ５のPE-CVD SiN膜５３の形成にも用いられ
る。

【００３８】上記のようにして作成したPE-CVD TMS SiO
₂膜４２ａ乃至４２ｅについて以下の特性を調査した。 （ｉ）基本特性 上記成膜条件で、成膜レートは約１６０乃至１７０ｎｍ
／分であった。また、成膜後のPE-CVD TMS SiO₂膜４２
ａの屈折率は１．４７７乃至１．４８であり、膜応力は
−３００ＭＰａ乃至−２５０ＭＰａであった（マイナス
記号は圧縮応力を表す）。屈折率を測定する場合は、エ
リプソメータで６３３８オングストロームのＨｅ−Ｎｅ
レーザを用いた。また、膜応力を測定する場合、オプテ
ィレバーレーザースキャン方式を用いた。

【００３９】また、膜厚（ｔ）５００ｎｍでPE-CVD TMS
SiO₂膜４２ａの比誘電率は３．９であった。比誘電率
の調査用試料として試料Ｓ１Ａを用いた。調査用試料Ｓ
１Ａのシリコン基板４１と電極４５間に直流電圧（Ｖ）
を印加し、さらに直流電圧（Ｖ）に周波数１ＭＨｚの微
小信号を重畳して、直流電圧（Ｖ）変化に対する容量
（Ｃ）変化を測定し、その結果から比誘電率を算出し
た。

【００４０】（ii） 膜中の炭素及び窒素の濃度 試料Ｓ１を用いて、ＡＥＳ法（オージェ電子分光法）に
より、PE-CVD TMS SiO ₂膜４２ａ中の炭素及び窒素の濃
度を測定した。それによれば、炭素の濃度は１．０atom
s％であり、窒素の濃度は２．１atoms％であった。

【００４１】（iii）膜密度 試料Ｓ１を用いて、良く知られたＸ線干渉法、及び重量
測定法により、PE-CVDTMS SiO₂膜４２ａの膜密度を調査
した。比較のため、PE-CVD TMS SiO₂膜４２ａの代わり
に、熱酸化膜（thermal-SiO₂膜）と、PE-CVD TEOS SiO₂
膜５１ａを用いた比較試料ＣＳ１と、PE-CVD SiH₄ SiO₂
膜５２ａを用いた比較試料ＣＳ２とにより同様な調査を
行なった。

【００４２】図４に示すように、PE-CVD TMS SiO₂膜４
２ａは２．３３と他の絶縁膜と比べて膜密度が高く、緻
密であることが分かった。 （iv）膜中水分含有量 試料Ｓ１を用いて、ＴＤＳ法（Thermal Desorption Mas
s Spectroscopy：昇温離脱質量分析法）により成膜直後
と大気中２週間経過後の膜中の水分含有量を測定した。
ＴＤＳ法とは、試料を加熱してそこから出てくる分子を
測定する方法である。比較のため、PE-CVD TMS SiO₂膜
４２ａの代わりに、PE-CVD TEOS SiO₂膜５１ａを用いた
比較試料ＣＳ１により同様な調査を行なった。

【００４３】調査方法は、ＴＤＳ分析装置で、室温から
８００℃まで加熱し、試料からの水分量を定量化するこ
とにより行なった。図５は、その結果を示すグラフであ
る。図５において、縦軸は線形目盛りで表した水分量
（ｗｔ％）を示し、横軸は線形目盛りで表した温度
（℃）を示す。成膜直後の測定では、室温から８００℃
まで昇温したときの水分量はPE-CVD TMS SiO₂膜４２ａ
で０．１１ｗｔ％であるのに対して、PE-CVD TEOS SiO₂
膜５１ａでは０．４９ｗｔ％であった。さらに、PE-CVD
TMS SiO₂膜４２ａでは２週間後の測定でも、＋０．２
乃至０．３の増加にとどまり、あまり変化がなかった。

【００４４】以上のように、PE-CVD TMS SiO₂膜４２ａ
はPE-CVD TEOS SiO₂膜５１ａに比較して構造水（成膜直
後に成膜ガス及び膜構造に起因して膜中に含まれる水
分）、物理吸着水（物理的に吸着及び吸収した外来の水
分）ともに少ないことが分かった。 （ｖ）ＦＴ−ＩＲの吸収強度 次に、上記試料Ｓ１について、ＦＴ−ＩＲ分析法により
赤外線の吸収強度を調査した結果を図６に示す。上記比
較試料ＣＳ１、ＣＳ２について、同様に調査した結果を
図７に示す。

【００４５】図６の縦軸は線形目盛りで表した吸収強度
（任意単位）を示し、横軸は線形目盛りで表した波数
（ｃｍ^-1）を表す。図７も同様である。図６に示すよう
に、波数２２７０乃至２３５０ｃｍ^-1の範囲に中心波数
を有する赤外線吸収強度のピークが確認された。一方、
比較試料ＣＳ１、ＣＳ２では、図７に示すようにそのよ
うなそのピークは観察されなかった。

【００４６】（vi）耐水性 図２（ｂ）に示す試料Ｓ２、Ｓ３を用いて、加圧加湿試
験（プレッシャークッカーテスト）により、PE-CVD TMS
SiO₂膜４２ｂの耐水性を調査した。比較のため、PE-CV
D TMS SiO₂膜４２ｂの代わりに、PE-CVD TEOS SiO₂膜５
１ｂを用いた比較試料ＣＳ３と、同じくPE-CVD SiN膜５
３を用いた比較試料ＣＳ５とにより同様な調査を行なっ
た。

【００４７】加圧加湿試験の条件は以下の通りである。
放置時間をパラメータにとっている。 温度：１２１℃ 圧力：２．０ａｔｍ 湿度：１００％Ｒ．Ｔ．（Room Temperature） 耐水性の評価は、加圧加湿試験後に調査用絶縁膜中に含
まれるＰ＝Ｏ結合の量を評価することにより行なった。
ＢＰＳＧ膜４３中に含まれるＰ＝Ｏ結合の量を評価する
ため、ＦＴＩＲ分析法（Fourier Transform Infra Red
分析法）によりＰ＝Ｏの吸収係数を測定した。ＢＰＳＧ
膜４３中に水分が侵入することで膜中のＰ＝Ｏの結合が
反応して壊れるが、ＢＰＳＧ膜４３をカバーするPE-CVD
TMS SiO ₂膜４２ｂの耐水性が高ければ、水分を通さず
ＢＰＳＧ膜４３中のＰ＝Ｏの結合が壊れることがない。
従って、Ｐ＝Ｏ吸収係数の経時変化が小さいほど耐水性
が高いといえる。

【００４８】図８は、加圧加湿試験時間に対する試験後
の絶縁膜中のリン含有量の経時変化を示すグラフであ
る。縦軸は線型目盛りで表したＰ＝Ｏ吸収係数（任意単
位）を示し、横軸は線型目盛りで表した放置時間（Ｈ
（hour））を示す。図８に示す結果より、PE-CVD TMS S
iO₂膜４２ｂは膜厚の厚薄にかかわりなく、試料Ｓ２、
Ｓ３ともに、比較試料ＣＳ５のPE-CVD SiN膜５３と同じ
ように、１５０時間程度放置しても初期のＰ＝Ｏ吸収係
数に比べてほとんど変化がない。即ち、PE-CVD TMS SiO
₂膜４２ｂはPE-CVD SiN膜５３と同等な耐水性を有する
ことが分かった。

【００４９】また、調査用試料Ｓ３及び比較試料ＣＳ
３、ＣＳ４を用いて、別の加圧加湿試験（プレッシャー
クッカーテスト）により、耐水性を調査した。加圧加湿
試験の条件は上記と同じである。結果を図９に示す。図
９の縦軸は線形目盛りで表した耐水性（％）を示し、横
軸は線形目盛りで表した放置時間（Ｈ（hour））を示
す。試料Ｓ３、比較試料ＣＳ３、ＣＳ４をパラメータに
とっている。

【００５０】耐水性の評価は、上記と同じく、加圧加湿
試験後に調査用絶縁膜中に含まれるＰ＝Ｏ結合の量を評
価することにより行なった。図９における耐水性とは、
放置前のＰ＝Ｏ吸収係数を１００とし、これを基準とし
て加圧加湿試験後におけるＰ＝Ｏ吸収係数を算出したも
のである。図９に示すように、試料Ｓ３は比較試料ＣＳ
３、ＣＳ４を上回る９７．４％（１００ｈｒ）の耐水性
を有することが分かった。

【００５１】（vii）膜のリーク電流 図３のような調査用試料Ｓ１Ａを作成した。即ち、試料
Ｓ１において、この発明に係る膜厚（ｔ）２００ｎｍの
PE-CVD TMS SiO₂膜４２ａの上に電極４５を形成した。
シリコン基板４１と電極４５との間に電圧を印加し、シ
リコン基板４１と電極４５との間に流れるリーク電流を
測定した。シリコン基板４１を接地するとともに、電極
４５に負の電圧を印加する。

【００５２】その結果によれば、PE-CVD TMS SiO₂膜４
２ａ単体のリーク電流は５ＭＶ／ｃｍの電界強度で、１
０^-8Ａ／ｃｍ²台であり、ブレークダウン電圧は電界に
換算して約１０ＭＶ／ｃｍであった。 （viii）膜の密着性 試料Ｓ４、Ｓ５を用いて、この発明に係るPE-CVD TMS S
iO₂膜４２ｃと、下地の低誘電率絶縁膜４４ａ，４４ｂ
との密着性について調査した。また、成膜前の表面処理
を行なった試料と同処理を行なわなかった試料を作成し
て同様な調査を行なった。成膜前の表面処理とは、
Ｎ₂，ＮＨ₃，Ｈ₂などのプラズマを用いて処理膜の表面
を改質する処理である。

【００５３】また、比較のため、PE-CVD TMS SiO₂膜４
２ｃの代わりにPE-CVD TEOS SiO₂膜５１ｃを用い、かつ
低誘電率絶縁膜として無機塗布絶縁膜４４ａ（比較試料
ＣＳ６）、及び有機塗布絶縁膜４４ｂ（比較試料ＣＳ
７）を用いて同様な調査を行なった。膜の密着性を調査
するための試験として、試料面の数ｃｍ×数ｃｍにわた
って格子状に傷を入れ、テープによる剥離試験、及びＣ
ＭＰ（Chemical MechanicalPolishing）によるウエハ前
面での剥離試験を行なった。

【００５４】この結果を図１０に示す。図１０に示すよ
うに、PE-CVD TMS SiO₂膜４２ｃでは、成膜前の表面処
理の有無にかかわらず、無機塗布絶縁膜４４ａ、及び有
機塗布絶縁膜４４ｂとの密着性は良好だった。一方、PE
-CVD TEOS SiO₂膜５１ｃでは、全体的に密着性の程度は
PE-CVD TMS SiO₂膜４２ｃよりも劣る。そして、成膜前
の表面処理の有無で差が出ており、表面処理を行なった
試料が同処理を行なわなかった試料に比べて密着性が高
かった。

【００５５】（ix）ヒートサイクルによる不良発生率 試料Ｓ６及び比較試料ＣＳ８、ＣＳ９について、ヒート
サイクルによる不良発生率について調査した。各試料は
パッケージに封入した。ヒートサイクルの試験条件は以
下の通りである。サイクル数をパラメータにとってい
る。 高い温度（保持時間）：１５０℃（２０分間） 低い温度（保持時間）：−５５℃（２０分間） サイクル数：１００、２００、３００、５００Ｃ（Ｃ：
Ｃｙｃｌｅ） 膜剥がれや膜のクラックが生じたものを不良とした。結
果を図１１に示す。図１１の縦軸は線形目盛りで表した
不良発生率（％）を示し、横軸は試料の種類を示す。試
料の種類は、左側から上記説明した試料Ｓ６、比較試料
ＣＳ８、ＣＳ９の順となっている。棒グラフの区分領域
は特定のサイクル数での不良率を示し、横線で表した区
分領域は１００Ｃでの不良率を示し、縦線で表した区分
領域は２００Ｃでの不良率を示し、斜線で表した区分領
域は３００Ｃでの不良率を示し、白抜きの区分領域は５
００Ｃでの不良率を示す。

【００５６】図１１に示すように、下部保護層及び上部
保護層ともにこの発明のシリコン酸化膜を用いた試料Ｓ
６では、３００Ｃ以上で不良が発生するが、３００Ｃ及
び５００Ｃでの不良発生率を合わせても２乃至３％程度
である。下部保護層及び上部保護層のうち下部保護層の
みがこの発明のシリコン酸化膜４２ｄである比較試料Ｃ
Ｓ８の場合、１００Ｃから５００Ｃまでほぼ均等に不良
が発生しており、不良発生率は合わせて約２５％程度で
あった。下部保護層及び上部保護層ともにこの発明のシ
リコン酸化膜４２ｄ、４２ｅを用いない比較試料ＣＳ９
の場合、１００Ｃから５００Ｃまで不良が発生し、特に
３００Ｃ及び５００Ｃでの不良発生率が高くなってお
り、不良発生率は合わせて約５３％であった。

【００５７】（ｘ）銅（Ｃｕ）に対するバリア性調査 （ａ）ＴＤＤＢ（Time Dependent Dielectric Break Do
wn）試験 ＴＤＤＢ試験は、試料に電圧を印加して絶縁破壊に至る
までの時間を計測する試験である。調査用試料は、Ｓｉ
基板上に、この発明に係るPE-CVD TMS SiO₂膜とＣｕ膜
とを順に積層することにより作成した。比較のため、PE
-CVD TMS SiO₂膜の代わりにPE-CVD TEOS SiO₂膜を用い
た試料、及びＣｕ膜とPE-CVD TEOS SiO₂膜との間にＴｉ
Ｎ膜を介在させた試料についても同様な調査を行なっ
た。

【００５８】調査結果によれば、電界強度８ＭＶ／ｃｍ
において、１０×１０⁵秒のブレークダウンライフタイ
ムが得られた。一方、PE-CVD TEOS SiO₂膜を用いた試料
では、１０×１０⁵秒台のブレークダウンライフタイム
が得られるのは、電界強度５ＭＶ／ｃｍであった。この
ことは、PE-CVD TMS SiO₂膜を用いた試料の方がPE-CVD
TEOS SiO₂膜を用いた試料に比べてブレークダウンライ
フタイムは６桁程度長いことを表している。

【００５９】Ｃｕ膜とPE-CVD TEOS SiO₂膜との間にＴｉ
Ｎ膜を介在させた試料では、１０×１０⁵秒台のブレー
クダウンライフタイムが得られるのは、電界強度７．５
ＭＶ／ｃｍであった。以上より、PE-CVD TMS SiO₂膜を
用いた試料はPE-CVD TEOS SiO₂膜を用いた試料に比べて
６桁程度長いブレークダウンライフタイムを有し、Ｔｉ
Ｎ膜と同等以上のＣｕに対するバリア性を有するといえ
る。

【００６０】（ｂ）耐熱性調査 調査用試料は、図１２に示すように、不図示のＳｉ基板
上に、この発明に係る膜厚１２５ｎｍのPE-CVD TMS SiO
₂膜とＣｕ膜とを隣接して積層することにより作成し
た。調査は、成膜直後の状態（図１２中、点線で示
す。）を基準にして温度４７０℃で所定時間（１時間
（二点鎖線）、７時間（実線）、１５時間（一点鎖線）
の３種類）処理した後のPE-CVD TMS SiO₂膜中のＣｕの
分布状態を測定することにより行なった。

【００６１】図１２は調査結果を示すグラフである。図
１２において、左側の縦軸は対数目盛りで表したＣｕ濃
度及びＳｉ濃度（ｃｍ^-3）を示す。横軸は線形目盛りで
表したPE-CVD TMS SiO₂膜の片面からＣｕ膜の側に向か
って測った深さ（ｎｍ）を示す。図１２に示すように、
成膜直後の分布とほとんど変化がなかった。即ち、PE-C
VD TMS SiO₂膜はＣｕに対して十分なバリア性を有する
ことが分かった。

【００６２】なお、上記では、成膜ガス中のシリコン含
有ガスとして、Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ化合物
（ＴＭＳ）を用いているが、Ｓｉ−Ｈ結合を有するシロ
キサンを用いることができる。また、酸素含有ガスとし
てＮ₂Ｏを用いているが、他に酸素（Ｏ₂）、二酸化窒素
（ＮＯ₂）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ₂）、又は水（Ｈ₂Ｏ）のうちの何れか一を用いること
ができる。

【００６３】また、上記の成膜ガスに水素（Ｈ₂）、又
は窒素（Ｎ₂）の少なくとも何れか一を添加することに
より、緻密性を更に高めることができる。 （第３の実施の形態）次に、図１３（ａ），（ｂ）を参
照して、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置及
びその製造方法を説明する。

【００６４】図１３（ｂ）は、第３の実施の形態に係る
半導体装置を示す断面図である。図１３（ｂ）に示すよ
うに、下地基板２１上に下地絶縁膜２２と配線２３が形
成された被成膜基板２０ａ上に、配線２３を被覆してこ
の発明に係るシリコン酸化膜（シリコン含有絶縁膜）２
４が形成されている。この発明に係るシリコン酸化膜２
４では、赤外線の吸収強度のピークが波数２２７０乃至
２３５０ｃｍ^-1の範囲にあり、膜密度が２．２５乃至
２．４０ｇ／ｃｍ³の範囲に有り、かつ比誘電率が３．
３乃至４．３の範囲にある。

【００６５】なお、下地基板２１としてシリコン基板や
シリコン基板に配線や絶縁膜が形成されたものを用いる
ことができ、配線２３の材料としてアルミニウムや銅な
どの導電材料を用いることができる。このように、この
発明に係るシリコン酸化膜２４をアルミニウムや銅など
の導電材料からなる配線２３を被覆する絶縁膜として用
いることができる。

【００６６】以上、第３の実施の形態の半導体装置によ
れば、この発明に係るシリコン含有絶縁膜２４は配線２
３と接するように配線２３を被覆して形成されている。
上記のシリコン含有絶縁膜２４は緻密で、耐水性に優
れ、膜中の水分含有量が少ないというシリコン窒化膜と
同等な性質を有し、かつシリコン窒化膜に比較して比誘
電率が小さい。従って、配線２３等を被覆する保護層２
４としてこの発明が適用されるシリコン含有絶縁膜を用
いることにより、配線２３間の寄生容量を低減しつつ、
外来の水分の浸入を防いで配線２３の腐食を防止するこ
とができる。

【００６７】図１３（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の
実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。この発明が適用されるPE-CVD TMS SiO₂膜の成膜
ガスとしてＴＭＳ＋Ｎ₂Ｏを用いている。まず、図１３
（ａ）に示すように、シリコン基板（下地基板）２１上
に、成膜ガスとしてＴＭＳ＋Ｎ₂Ｏを用いたプラズマＣ
ＶＤ法によりPE-CVD TMS SiO₂膜からなる下地絶縁膜２
２を形成する。

【００６８】PE-CVD TMS SiO₂膜を形成するには、ま
ず、シリコン基板２１を成膜装置１０１のチャンバ１内
に導入し、下部電極３に保持する。続いて、シリコン基
板２１を加熱し、温度３５０℃に保持する。ＴＭＳを流
量１００sccmで、Ｎ₂Ｏガスを流量３０００sccmで、図
１に示すプラズマ成膜装置１０１のチャンバ１内に導入
し、圧力を０．７Torrに保持する。次いで、下部電極３
に周波数３８０ＫＨｚの電力０．３Ｗ／ｃｍ²を印加
し、上部電極２にも周波数1３．５６ＭＨｚの電力０．
３Ｗ／ｃｍ²を印加する。

【００６９】これにより、ＴＭＳとＮ₂Ｏがプラズマ化
する。この状態を所定時間保持して、膜厚約２００ｎｍ
のPE-CVD TMS SiO₂膜２２を形成する。調査によれば、
成膜されたPE-CVD TMS SiO₂膜２２は、周波数１ＭＨｚ
で測定した比誘電率が凡そ３．９であり、電界強度５Ｍ
Ｖ／ｃｍのときリーク電流が１０^-8Ａ／ｃｍ²であっ
た。

【００７０】次いで、下地絶縁膜２２上に配線（下部配
線）２３を形成した後、図１３（ｂ）に示すように、上
記PE-CVD TMS SiO₂膜２２を形成したときと同じプラズ
マＣＶＤ法により、膜厚約５００ｎｍのPE-CVD TMS SiO
₂膜２４を形成する。以上のように、この発明の第３の
実施の形態の製造方法によれば、配線２３を形成する前
にシリコン基板２２上にPE-CVD TMS SiO₂膜からなる下
地絶縁膜２２を形成している。PE-CVD TMS SiO₂膜は緻
密で、耐水性が良く、膜中の水分含有量が少ない。従っ
て、下地絶縁膜２２中の水分や外来の水分がシリコン基
板２１に到達するのを防止することができる。

【００７１】また、配線２３とシリコン基板２１の間の
リーク電流を抑制することができるので、シリコン基板
２１にトランジスタや記憶素子のキャパシタンス等が形
成されているような場合、それらがPE-CVD TMS SiO₂膜
により被覆されることになり、そのため、蓄積電荷の流
出を防止することができ、素子の信頼性を向上させるこ
とができる。

【００７２】また、配線２３を被覆してPE-CVD TMS SiO
₂膜２４を形成しているので、膜２４中の水分や外来の
水分に起因する配線２３の腐食を防止することができ
る。さらに、PE-CVD TMS SiO₂膜２４はシリコン窒化膜
に比較して比誘電率が低く、リーク電流が小さいので、
複数の配線を隣接して配置したり、多層配線を形成する
ような場合、配線間のリーク電流を抑制し、配線間の寄
生容量を小さくすることができる。 （第４の実施の形態）次に、図１４（ａ）乃至図１４
（ｃ）を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る半
導体装置及びその製造方法を説明する。

【００７３】図１４（ｃ）は、第４の実施の形態に係る
半導体装置を示す断面図である。図１４（ｃ）に示すよ
うに、配線２３を被覆して多孔質絶縁膜やＳｉＯＦ膜等
の低誘電率の絶縁膜２５が形成され、さらに絶縁膜２５
上にこの発明のシリコン酸化膜（シリコン含有絶縁膜）
からなる保護層２６が形成されている。この発明のシリ
コン酸化膜２６は、赤外線の吸収強度のピークが波数２
２７０乃至２３５０ｃｍ^-1の範囲にあり、膜密度が２．
２５乃至２．４０ｇ／ｃｍ³の範囲に有り、かつ比誘電
率が３．３乃至４．３の範囲にある。

【００７４】上記の特性を有するシリコン酸化膜２６は
比誘電率が小さく、かつ緻密で、耐水性に優れ、膜中の
水分含有量が少ないというシリコン窒化膜と同等な性質
を有する。従って、配線２３等を被覆する保護層２６と
してこの発明が適用されるシリコン含有絶縁膜を用いる
ことにより、配線２３間の寄生容量を低減しつつ、外来
の水分の浸入を防いで配線２３の腐食を防止することが
できる。

【００７５】特に、配線２３を被覆する絶縁膜２５とし
て吸湿性の高い多孔質絶縁膜を用いた場合、多孔質絶縁
膜中への水分の到来を防止し、吸湿による誘電率の増加
を防止することができる。図１４（ａ）乃至図１４
（ｃ）は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置
及びその製造方法を示す断面図である。成膜ガスとして
ＴＭＳ＋Ｎ₂Ｏを用いている。

【００７６】まず、第３の実施の形態と同様にして、図
１４（ａ）に示すように、シリコン基板２１上に、成膜
ガスとしてＴＭＳ＋Ｎ₂Ｏを用いたプラズマＣＶＤ法に
よりPE-CVD TMS SiO₂膜からなる下地絶縁膜２２を形成
する。成膜されたPE-CVD TMS SiO₂膜２２は、周波数１
ＭＨｚで測定した比誘電率が凡そ３．９であり、電界強
度５ＭＶ／ｃｍのときリーク電流が１０^-8Ａ／ｃｍ²で
あった。

【００７７】次いで、下地絶縁膜２２上に配線（下部配
線）２３を形成した後、図１４（ｂ）に示すように、良
く知られた方法により、低誘電率を有する膜厚約５００
ｎｍの多孔質絶縁膜２５を形成する。以上が被成膜基板
２０ｂを構成する。次いで、図１４（ｃ）に示すよう
に、上記PE-CVD TMS SiO₂膜２２を形成したときと同じ
プラズマＣＶＤ法により、膜厚約２００ｎｍのPE-CVD T
MS SiO₂膜からなる保護膜２６を形成する。

【００７８】以上のように、この第４の実施の形態によ
れば、配線２３を被覆する多孔質絶縁膜２５上にPE-CVD
TMS SiO₂膜からなる保護膜２６を形成している。PE-CV
D TMS SiO₂膜は緻密で、耐水性が良く、膜中の水分含有
量が少ない。従って、外来の水分が配線２３に到達する
のを防止することができる。また、多孔質絶縁膜２５を
含む層間絶縁膜全体のリーク電流を抑制することができ
る。 （第５の実施の形態）次に、図１５（ａ）乃至（ｄ）、
及び図１６（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の第５の
実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法を説明す
る。

【００７９】図１６（ｂ）は、本発明の第５の実施の形
態に係る半導体装置を示す断面図である。その半導体装
置においては、図１６（ｂ）に示すように、下地基板３
１上に下地絶縁膜３２が形成され、その上に下部配線３
３が形成されている。更に、下部配線３３と接するよう
に下部配線３３を被覆して層間絶縁膜が形成されてい
る。下地基板３１は図１３（ｂ）の下地基板２１と同じ
ものを用いることができる。層間絶縁膜は、下層から順
にこの発明に係るシリコン含有絶縁膜からなる下部保護
層３４と、主たる絶縁膜３５と、この発明に係るシリコ
ン含有絶縁膜からなる上部保護層３６とが積層されてな
る。この発明に係るシリコン含有絶縁膜では、赤外線の
吸収強度のピークが波数２２７０乃至２３５０ｃｍ^-1の
範囲にあり、膜密度が２．２５乃至２．４０ｇ／ｃｍ³
の範囲に有り、かつ比誘電率が３．３乃至４．３の範囲
にある。なお、主たる絶縁膜３５として低誘電率を有す
る絶縁膜である多孔質絶縁膜やＳｉＯＦ膜を用いること
ができる。また、下部配線３３上方の層間絶縁膜にビア
ホール３７が形成されている。このビアホール３７を通
して、下部配線３３と上部配線３８とが接続されてい
る。

【００８０】以上のように、この第５の実施の形態によ
れば、下部配線３３を被覆してPE-CVD TMS SiO₂膜から
なる下部保護層３４を形成しているので、下部保護層３
４中の水分や外来の水分に起因する下部配線３３の腐食
を防止することができる。さらに、主たる絶縁膜３５を
挟んでPE-CVD TMS SiO₂膜からなる上下部保護層３４、
３６が形成されている。

【００８１】主たる絶縁膜３５がＳｉＯＦ膜である場
合、上下部保護層３４、３６の外側周辺部へのフッ素
（Ｆ）元素の拡散を防止することができる。或いは、主
たる絶縁膜３５が多孔質絶縁膜である場合、吸湿性が高
く、吸湿により誘電率が変動し易いが、その主たる絶縁
膜３５を上下部保護層３４、３６で挟むことにより、外
来の水分が主たる絶縁膜３５まで浸透するのを抑制し、
層間絶縁膜の誘電率を低く安定化させることができる。
また、多孔質絶縁膜３５を含む層間絶縁膜全体のリーク
電流を抑制することができる。

【００８２】さらに、PE-CVD TMS SiO₂膜３４、３６は
シリコン窒化膜に比較して比誘電率が低く、リーク電流
が小さいので、複数の配線を隣接して配置したり、多層
配線を形成するような場合、配線間のリーク電流を抑制
し、配線間の寄生容量を小さくすることができる。な
お、下地基板３１上の下地絶縁膜３２をこの発明に係る
PE-CVD TMS SiO₂膜で形成することにより、下地絶縁膜
３２中の水分や外来の水分が基板３１に到達するのを防
止することができる。また、下地基板３１としてシリコ
ン基板を用いた場合、下部配線３３と基板３１の間のリ
ーク電流を抑制することができる。従って、シリコン基
板にトランジスタや記憶素子のキャパシタンス等が形成
されているような場合、それらがPE-CVD TMS SiO₂膜に
より被覆されることになる。これにより、蓄積電荷の流
出を防止することができ、素子の信頼性を向上させるこ
とができる。

【００８３】図１５（ａ）乃至（ｄ）、及び図１６
（ａ）、（ｂ）は、本発明の第５の実施の形態に係る半
導体装置の製造方法を示す断面図である。この場合も第
３の実施の形態と同様に成膜ガスとしてＴＭＳ＋Ｎ₂Ｏ
を用いる。図１５（ａ）は、配線を形成した後の状態を
示す断面図である。図中、符号３１はシリコン基板（下
地基板）、３２は下地絶縁膜、３３は配線（下部配線）
である。なお、配線３３が銅配線の場合には、図示して
いないが、下地絶縁膜３２と配線（下部配線）３３の間
には下層から下地絶縁膜２２に対する銅のバリアとして
のＴａＮ膜と、スパッタにより形成されたＣｕ膜とが形
成されている。これらが被成膜基板２０ｃを構成する。

【００８４】このような状態で、図１５（ｂ）に示すよ
うに、ＴＭＳ＋Ｎ₂Ｏを用いたプラズマＣＶＤ法により
配線３３上に膜厚約５０ｎｍのPE-CVD TMS SiO₂膜から
なるバリア絶縁膜（下部保護層）３４を形成する。バリ
ア絶縁膜３４は、第３の実施の形態の下地絶縁膜２２と
同じ製造方法により成膜する。ここでは、同じ成膜条件
であるので、その説明を省略する。調査によれば、成膜
されたバリア絶縁膜３４は、周波数１ＭＨｚで測定した
比誘電率が凡そ３．９であり、電界強度５ＭＶ／ｃｍの
ときリーク電流が１０^-8Ａ／ｃｍ²であった。

【００８５】次に、図１５（ｃ）に示すように、よく知
られたプラズマＣＶＤ法により、低誘電率を有する膜厚
約５００ｎｍの多孔質絶縁膜３５を形成する。多孔質絶
縁膜の形成方法として、例えば、減圧熱ＣＶＤ法による
成膜とプラズマＣＶＤ法による成膜を繰り返して多層の
絶縁膜を形成する方法、有機膜とＳｉＯ₂膜とを交互に
積層した後、酸素プラズマによりアッシングして有機物
を除去する方法等がある。

【００８６】続いて、図１５（ｄ）に示すように、アッ
シングやエッチングにおける多孔質絶縁膜３５の保護膜
（上部保護層）３６である、薄くて緻密性の高いＮＳＧ
膜（不純物を含まないシリコン酸化膜）を形成する。保
護膜３６がない場合、フォトレジスト膜をアッシングす
る際、或いは多孔質シリコン含有絶縁膜３５の下のバリ
ア絶縁膜３４をエッチングする際に処理ガスにより多孔
質絶縁膜３５が変質し、低誘電率特性が劣化する恐れが
ある。なお、場合により、保護膜３６を省略してもよ
い。

【００８７】次いで、図１６（ａ）に示すように、不図
示のフォトレジスト膜を形成した後、パターニングし、
ビアホールを形成すべき領域にフォトレジスト膜の開口
部を形成する。続いて、ＣＦ₄＋ＣＨＦ₃を含む混合ガス
をプラズマ化したものを用いた反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）によりフォトレジスト膜の開口部を通してま
ず保護膜３６をエッチングし、除去する。続いて、保護
膜３６のエッチングに用いたガスと組成比を変えたＣＦ
₄＋ＣＨＦ₃を含む混合ガスにより多孔質絶縁膜３５をエ
ッチングし、除去する。これにより、開口部が形成され
てバリア絶縁膜３４が表出する。その後、フォトレジス
ト膜をアッシングする。このとき、上記多孔質絶縁膜３
５のエッチングガス及びフォトレジスト膜のアッシング
ガスに対してバリア絶縁膜３４はエッチング耐性を有す
る。従って、配線３３がエッチングガス等による悪影響
を受けない。ＣＦ₄＋ＣＨＦ₃を含む混合ガスは、ＣＦ₄
＋ＣＨＦ₃のほかにＡｒ＋Ｏ₂等を加えて濃度調整を行っ
てもよい。

【００８８】次に、上記保護膜３６のエッチングに用い
たガスと同じ組成比を有するＣＦ₄＋ＣＨＦ₃を含む混合
ガスをプラズマ化したものを用いた反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）により、保護膜３６の開口部及び多孔質
絶縁膜３５の開口部を通してバリア絶縁膜３４をエッチ
ングし、除去する。これにより、ビアホール３７が形成
されてその底部に下部配線３３が表出する。このとき、
上記バリア絶縁膜３４のエッチングガスに対して下部配
線３３はエッチング耐性を有する。従って、下部配線３
３がエッチングガスによる悪影響を受けない。なお、下
部配線３３の表面は酸化されるが、レジスト膜のアッシ
ング工程を経てバリア膜のエッチング工程の後に還元性
ガス、例えばＮＨ₃や、アルゴン、窒素等の不活性ガス
で希釈した水素のプラズマに曝して除去する。

【００８９】次いで、図１６（ｂ）に示すように、ビア
ホール３７内に導電膜を埋め込む。次いで、導電膜を通
して下部配線３３と接続するように銅又はアルミニウム
からなる上部配線３８を形成する。上部配線３８が銅配
線の場合には、ビアホール３７内に導電膜、例えば窒化
タンタル（ＴａＮ）等のバリア金属膜とスパッタ法によ
り形成した銅膜とからなる下地導電膜を敷き、この上に
導電膜を埋め込むことになる。

【００９０】以上により、保護膜３６、多孔質絶縁膜３
５及びバリア絶縁膜３４のビアホール３７を通して下部
配線３３と接続する上部配線３８の形成が完了する。以
上のように、第５の実施の形態によれば、この発明が適
用されるPE-CVD TMSSiO₂膜からなるバリア絶縁膜３４に
より下部配線３３が被覆されている。ところで、この発
明が適用されるPE-CVD TMS SiO₂膜は、第２の実施の形
態の調査結果に示すように、緻密で、耐水性に優れ、膜
中の水分含有量が少ないというシリコン窒化膜と同等な
性質を有する。従って、外来の水分の浸入を防止して下
部配線３３が腐食するのを防止することができる。

【００９１】さらに、下地絶縁膜３２もこの発明が適用
されるPE-CVD TMS SiO₂膜とすることによって下部配線
３３はPE-CVD TMS SiO₂膜によって周辺がすべて保護さ
れるので、下部配線３３のすべての周辺部からの水分の
浸透を防止して下部配線３３が腐食するのをより一層防
止することができる。また、低誘電率を有する多孔質絶
縁膜３５がPE-CVD TMS SiO₂膜からなるバリア絶縁膜３
４と同じくPE-CVD TMS SiO₂膜からなる保護膜３６とに
よって上下面を保護されている。従って、多孔質絶縁膜
３５中に外来の水分が侵入するのを防止することがで
き、このため、多孔質絶縁膜３５の、水分の含有に起因
する比誘電率の変動を抑制することができる。

【００９２】さらに、当初から多孔質絶縁膜３５中に水
分が含まれていた場合、その水分が周辺部に流出するの
を防止することができ、このため、下部配線３３等が腐
食するのを防止することができる。さらに、PE-CVD TMS
SiO₂膜は、緻密性という点でシリコン窒化膜と同等な
性質を有するが、シリコン窒化膜と大きく異なり、比誘
電率が小さいという性質を有する。従って、層間絶縁膜
として用いても、より小さい比誘電率を維持することが
できる。特に、多孔質絶縁膜３５の上下面を保護するバ
リア絶縁膜及び保護膜として用いることにより、これら
をすべて含む層間絶縁膜全体としてより小さい比誘電率
を維持することができる。

【００９３】なお、上記第５の実施の形態では、下地絶
縁膜３２としてはシリコン基板３１を酸素を含む雰囲気
中で加熱して酸化し、形成した熱酸化膜や有機シリコン
含有ガスを用いてＣＶＤ法により形成したＮＳＧ膜、Ｂ
ＰＳＧ膜（Boro-Phospho-Silicate Glass膜）等を用い
ることができるが、この発明が適用されるプラズマＣＶ
Ｄ法により成膜したPE-CVD TMS SiO₂膜を用いてもよ
い。

【００９４】（第６の実施の形態）次に、図１７（ａ）
乃至（ｃ）を参照して、本発明の第６の実施の形態に係
る半導体装置及びその製造方法について説明する。図１
７（ｃ）は、本発明の第６の実施の形態に係る半導体装
置を示す断面図である。

【００９５】この半導体装置において、第５の実施の形
態と異なるところは、ビアホール３７内の側壁がこの発
明が適用されるPE-CVD TMS SiO₂膜３９ａによって覆わ
れており、ビアホール３７内に多孔質絶縁膜３５が露出
していない点である。このように、図１６（ｂ）の半導
体装置にPE-CVD TMS SiO₂膜からなる側壁保護層３９ａ
を付加することにより、多孔質絶縁膜３５がこの発明に
係るPE-CVD TMS SiO₂膜により外部からほぼ完全に遮断
されることになる。このため、水分の流入・流出に関
し、第５の実施の形態で説明した効果を一層高めること
ができる。

【００９６】上記構造を実現するために、図１６（ａ）
に示す工程の後に、図１７（ａ）に示すように、ビアホ
ール３７を被覆するように、保護膜３６上にこの発明が
適用されるPE-CVD TMS SiO₂膜３９を形成する。続い
て、図１７（ｂ）に示すように、PE-CVD TMS SiO₂膜３
９を異方性エッチングすることによりビアホール３７内
の側壁にPE-CVD TMS SiO₂膜３９ａを残すようにする。
その後、図１７（ｃ）に示すように、導電膜を通して下
部配線３３と接続するように銅又はアルミニウムからな
る上部配線３８を形成する。

【００９７】以上、実施の形態によりこの発明を詳細に
説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に具体的
に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を
逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範
囲に含まれる。例えば、上記ではPE-CVD TMS SiO₂膜の
みからなる下地絶縁膜２２又は３２をシリコン基板２１
又は３１上に直接形成しているが、図１８（ａ）に示す
ように、下層から順にＢＰＳＧ膜や熱酸化膜６１とPE-C
VD TMS SiO₂膜６２とを積層した２層或いはそれ以上の
多層構造で下地絶縁膜２２又は３２としてもよい。この
場合、最上層にPE-CVD TMS SiO₂膜を配置することが重
要である。

【００９８】また、図１８（ｂ）に示すように、下部配
線３３と上部配線６５の間に単層の層間絶縁膜６３が形
成されてもよい。この場合、層間絶縁膜６３をこの発明
に係るシリコン含有絶縁膜で形成する。さらに、下部配
線３３と上部配線６５は層間絶縁膜６３を貫通する開口
部６４を通して接続されてもよい。更にまた、低周波電
力供給源８の周波数は、上記の３８０ｋＨｚに限られ
ず、１００ｋＨｚ乃至１ＭＨｚの周波数でも上記と同様
の効果が得られる。そして、高周波電力供給源７の周波
数も、上記の１３．５６ＭＨｚに限られず、１ＭＨｚの
周波数でも上記と同様の効果が得られる。

【００９９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｓｉ−
Ｈ結合を有するアルコキシ化合物、又はＳｉ−Ｈ結合を
有するシロキサンのうちの何れか一と、Ｏ₂、Ｎ₂Ｏ、Ｎ
Ｏ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、又はＨ₂Ｏのうちの何れか一の酸素
含有ガスとからなる成膜ガスをプラズマ化し、反応させ
て、シリコン含有絶縁膜を形成している。

【０１００】また、赤外線の吸収強度のピークが波数２
２７０乃至２３５０ｃｍ^-1の範囲にあり、膜密度が２．
２５乃至２．４０ｇ／ｃｍ³の範囲に有り、かつ比誘電
率が３．３乃至４．３の範囲にあるシリコン含有絶縁膜
が基板上に形成されている。実験によれば、上記成膜ガ
スにより形成したシリコン含有絶縁膜や、赤外線の吸収
強度のピーク及び膜密度が上記範囲にあるシリコン含有
絶縁膜は、緻密で、比誘電率が小さく、かつ膜中の水分
量が少ない。

【０１０１】従って、上記シリコン含有絶縁膜を、特
に、配線を被覆する絶縁膜として、或いは上部配線と下
部配線の間に介在させる層間絶縁膜を構成する、低誘電
率絶縁膜を挟むバリア絶縁膜として用いることにより、
配線の腐食やリーク電流の増大を防止しつつ、層間絶縁
膜全体として誘電率を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である成膜方法に用
いられるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成を示す側面図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態である成膜方法により作成
されたシリコン含有絶縁膜の特性調査に用いた試料及び
比較試料の構成を示す断面図（その１）である。

【図３】本発明の実施の形態である成膜方法により作成
されたシリコン含有絶縁膜の特性調査に用いた試料及び
比較試料の構成を示す断面図（その２）である。

【図４】本発明の第２の実施の形態である成膜方法によ
り作成されたシリコン含有絶縁膜の膜密度について、図
２（ａ）に示す試料を用いて調査した結果を示す表であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態である成膜方法によ
り作成されたシリコン含有絶縁膜中の水分含有量及び耐
水性について、図２（ａ）に示す試料を用いて調査した
結果を示すグラフである。

【図６】本発明の第２の実施の形態である成膜方法によ
り作成されたシリコン含有絶縁膜の赤外線吸収強度を、
図２（ａ）に示す試料を用いて調査した結果を示すグラ
フである。

【図７】図２（ａ）に示す比較試料を用いてシリコン含
有絶縁膜の赤外線吸収強度を調査した結果を示すグラフ
である。

【図８】本発明の第２の実施の形態である成膜方法によ
り作成されたシリコン含有絶縁膜の耐水性について、図
２（ａ）に示す試料を用いて調査した結果を示すグラフ
である。

【図９】本発明の第２の実施の形態である成膜方法によ
り作成されたシリコン含有絶縁膜の耐水性について、図
２（ｂ）に示す試料を用いて調査した結果を示すグラフ
である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態である成膜方法に
より作成されたシリコン含有絶縁膜の塗布絶縁膜に対す
る密着性について、図２（C）に示す試料を用いて調査
した結果を示す表である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態である成膜方法に
より作成されたヒートサイクルによる不良発生率を、図
２（ｄ）の試料を用いて調査した結果を示すグラフであ
る。

【図１２】本発明の第２の実施の形態である成膜方法に
より作成されたシリコン含有絶縁膜の銅に対するバリア
性について調査した結果を示すグラフである。

【図１３】本発明の第３の実施の形態である半導体装置
の製造方法について示す断面図である。

【図１４】本発明の第４の実施の形態である半導体装置
の製造方法について示す断面図である。

【図１５】本発明の第５の実施の形態である半導体装置
の製造方法について示す断面図（その１）である。

【図１６】本発明の第５の実施の形態である半導体装置
の製造方法について示す断面図（その２）である。

【図１７】本発明の第６の実施の形態である半導体装置
の製造方法について示す断面図である。

【図１８】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法について示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・チャンバ、 ２・・・上部電極（第１の電極）、 ３・・・下部電極（第２の電極）、 ４・・・排気配管、 ５・・・開閉バルブ、 ６・・・排気装置、 ７・・・高周波電力供給電源（ＲＦ電源）、 ８・・・低周波電力供給電源、 ９ａ・・・配管、 ９ｂ〜９ｆ・・・分岐配管、 １０ａ〜１０ｋ・・・開閉手段、 １１ａ〜１１ｅ・・・流量調整手段、 １２・・・ヒータ、 １３・・・第１のマッチングボックス、 １４・・・第２のマッチングボックス、 ２０、２０ａ、２０b、２０c・・・被成膜基板、 ２１、３１・・・下地基板、 ２２、３２・・・下地絶縁膜、 ２３・・・配線、 ２４・・・シリコン酸化膜（シリコン含有絶縁膜）、 ２５、３５・・・絶縁膜、 ２６、３４・・・保護層、 ３３、６５・・・下部配線、 ３６・・・上部保護層、 ３７・・・ビアホール、 ３８・・・上部配線、 ３９・・・PE-CVD TMS SiO₂膜、 ３９ａ・・・側壁保護層、 ４１・・・シリコン基板、 ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、５２ｃ、６
２・・・PE-CVD TMS SiO ₂膜、 ４３・・・ＢＰＳＧ膜、 ４４ａ、４４ｃ・・・無機塗布絶縁膜、 ４４ｂ・・・有機塗布絶縁膜、 ４５・・・電極、 ５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、６
１ｃ・・・PE-CVD TEOSSiO₂膜、 ５２ａ、５２ｂ・・・PE-CVD SiH₄ SiO₂膜、 ５３・・・PE-CVD SiN膜、 ６１・・・熱酸化膜、 ６３・・・層間絶縁膜、 ６４・・・開口部、 １０１・・・プラズマ成膜装置、 １０１Ａ・・・成膜部、 １０１Ｂ・・・成膜ガス供給部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 於久 泰三 東京都港区三田３−11−28 キヤノン販売 株式会社内 (72)発明者 青木 淳一 東京都港区三田３−11−28 キヤノン販売 株式会社内 (72)発明者 衣川 貴志 東京都港区三田３−11−28 キヤノン販売 株式会社内 (72)発明者 前田 和夫 東京都港区港南２−13−29 株式会社半導 体プロセス研究所内 Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA14 AA17 AA18 BA45 BA48 CA04 FA01 JA18 LA02 LA15 5F033 HH08 HH11 HH32 JJ08 JJ11 JJ32 KK11 KK32 MM05 MM13 NN06 NN07 QQ37 RR11 RR12 RR29 SS01 SS03 SS15 TT01 WW00 WW04 XX18 XX24 5F058 BD02 BD04 BD06 BD10 BD19 BF07 BF09 BF22 BF27 BF29 BF30 BF31 BF34

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ化合
   物、又はＳｉ−Ｈ結合を有するシロキサンと、Ｏ₂、Ｎ₂
   Ｏ、ＮＯ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、又はＨ₂Ｏのうち何れか一の
   酸素含有ガスとからなる成膜ガスをプラズマ化し、反応
   させて、シリコン含有絶縁膜を形成することを特徴とす
   る成膜方法。
2. 【請求項２】 前記成膜ガスにＮ₂又はＨ₂のうち何れか
   一を添加することを特徴とする請求項１記載の成膜方
   法。
3. 【請求項３】 前記Ｓｉ−Ｈ結合を有するアルコキシ化
   合物は、トリメトキシシラン（ＴＭＳ：SiH(OCH₃)₃）で
   あることを特徴とする請求項１又は２記載の成膜方法。
4. 【請求項４】 前記Ｓｉ−Ｈ結合を有するシロキサン
   は、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ：(CH₃)₂HS
   i-O-SiH(CH₃)₂）であることを特徴とする請求項１乃至
   ３の何れか一に記載の成膜方法。
5. 【請求項５】 プラズマ生成手段として平行平板型の電
   極を用い、かつ前記プラズマ化の際に、前記基板を保持
   する電極に周波数１００ｋＨｚ乃至１ＭＨｚの高周波電
   力を印加し、かつ前記基板を保持する電極に対向する電
   極に周波数１ＭＨｚ以上の高周波電力を印加することを
   特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の成膜方
   法。
6. 【請求項６】 基板上に配線を形成する工程と、 請求項１乃至５の何れか一に記載の成膜方法を用いて、
   前記配線を被覆するシリコン含有絶縁膜を形成する工程
   とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記配線を被覆するシリコン含有絶縁膜
   は保護層であることを特徴とする請求項６記載の半導体
   装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記配線を被覆する保護層を形成する工
   程の後に、 前記保護層上に該保護層よりも膜厚の厚い絶縁膜を形成
   する工程を有することを特徴とする請求項７記載の半導
   体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 赤外線の吸収強度のピークが波数２２７
   ０乃至２３５０ｃｍ ^-1の範囲にあり、膜密度が２．２５
   乃至２．４０ｇ／ｃｍ³の範囲に有り、かつ比誘電率が
   ３．３乃至４．３の範囲にあるシリコン含有絶縁膜が基
   板上に形成されていることを特徴とする半導体装置。
10. 【請求項１０】 前記基板の表面に配線を有し、前記シ
    リコン含有絶縁膜は前記配線と接するように該配線を被
    覆していることを特徴とする請求項９記載の半導体装
    置。
11. 【請求項１１】 前記基板の表面に配線と、前記配線と
    接するように該配線を被覆する絶縁膜とを有し、前記絶
    縁膜上に前記シリコン含有絶縁膜からなる上部保護層が
    形成されていることを特徴とする請求項９記載の半導体
    装置。
12. 【請求項１２】 前記基板の表面に配線と、該配線と接
    するように前記配線を被覆する下部保護層と、該下部保
    護層と接するように該下部保護層上に積層された主たる
    絶縁膜と、該主たる絶縁膜と接するように該主たる絶縁
    膜上に積層された上部保護層とを有し、前記下部保護層
    と上部保護層とは、ともに前記シリコン含有絶縁膜から
    なることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
13. 【請求項１３】 前記主たる絶縁膜は、ＳｉＯＦ膜、又
    は多孔質絶縁膜のうち何れか一であることを特徴とする
    請求項１２記載の半導体装置。
14. 【請求項１４】 前記基板上に上部配線及び下部配線
    と、該上下部配線の間に介在する層間絶縁膜とを有し、
    前記層間絶縁膜は前記シリコン含有絶縁膜からなること
    を特徴とする請求項９記載の半導体装置。
15. 【請求項１５】 前記上下部配線は前記層間絶縁膜の開
    口部を介して接続され、前記開口部の側壁に前記シリコ
    ン含有絶縁膜からなる側壁保護層を有することを特徴と
    する請求項１４記載の半導体装置。
16. 【請求項１６】 前記基板上に上部配線及び下部配線
    と、該上下部配線の間に介在する層間絶縁膜とを有し、 前記層間絶縁膜は、前記下部配線と接するように該下部
    配線を被覆する下部保護層と、前記下部保護層と接する
    ように該下部保護層上に積層された主たる絶縁膜と、前
    記主たる絶縁膜と接するように該主たる絶縁膜上に積層
    された上部保護層とから構成されてなり、前記下部保護
    層と上部保護層とは、ともに前記シリコン含有絶縁膜か
    らなることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
17. 【請求項１７】 前記主たる絶縁膜は、ＳｉＯＦ膜又は
    多孔質絶縁膜の何れか一であることを特徴とする請求項
    １６記載の半導体装置。
18. 【請求項１８】 前記上下部配線は前記層間絶縁膜の開
    口部を介して接続され、前記開口部の側壁に前記シリコ
    ン含有絶縁膜からなる側壁保護層を有することを特徴と
    する請求項１６記載の半導体装置。