JP2006024670A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】他の膜へのダメージや膜剥がれを防ぐとともに、配線特性を劣化させることなく、膜強度を維持した状態で、誘電率2.5以下の層間絶縁膜を形成する半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】Si−O結合の環状構造を有する成膜ガスを用いたプラズマ処理により、Si−O結合の環状構造を維持するように、層間絶縁膜12を基板11上に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法である。また、シラン含有ガスと酸素ガスとを含む成膜ガスまたはSi−O結合含有ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマ処理により、Si−O結合の環状構造を有するように、層間絶縁膜12を基板11上に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【選択図】図1
【解決手段】Si−O結合の環状構造を有する成膜ガスを用いたプラズマ処理により、Si−O結合の環状構造を維持するように、層間絶縁膜12を基板11上に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法である。また、シラン含有ガスと酸素ガスとを含む成膜ガスまたはSi−O結合含有ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマ処理により、Si−O結合の環状構造を有するように、層間絶縁膜12を基板11上に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、層間絶縁膜にシリコン(Si)酸化膜よりも誘電率の低い絶縁膜を用いた多層配線構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
CMOS半導体デバイスの多層配線構造において、近年のデバイスの高速化・低消費電力化の要求に伴い、信号伝播遅延の問題が顕著になってきている。この信号伝播遅延の増大を抑制するためには、配線の低抵抗化および配線間容量ならびに配線層間容量の低減が必要である。
配線の低抵抗化については、従来用いられてきたアルミニウム合金配線と比較して、低抵抗である銅(Cu)配線を用いた半導体装置が実用化されている。
また、配線間容量および配線層間容量の低減については、以前は誘電率4強のSi酸化膜が層間絶縁膜として使われてきたが、低誘電率化の要求に従い、酸フッ化シリコン(SiOF)膜が実用化され、近年、誘電率3程度の酸炭化シリコン(SiOC)膜を層間絶縁膜として用いたものが実用化されている。
このSiOC膜は、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により成膜されており、SiO2膜よりも誘電率を下げるために、分極率が酸素(O)より低いメチル(CH3)基を導入している。しかし、今後の半導体装置の微細化にともない、層間絶縁膜の誘電率を2.5以下に低減する必要があり、CH3基の導入率をさらに多くする必要がある。
また、層間絶縁膜の誘電率を2.5以下に低減する方法として、メチルシルセスキオキサン(MSQ)等の有機膜の溶液中にポロジェン(Poregen)と呼ばれる空孔の元となる別材料を導入し、有機膜を形成した後に、ポロジェンを熱処理等で除去することで、有機膜中に空孔を導入する方法が提案されている。有機膜中に空孔が導入されることで、層間絶縁膜の膜密度が粗になり、低誘電率化が可能となる。この成膜には、回転塗布法とプラズマCVD法の両方が提案されている。
さらに、層間絶縁膜の誘電率を2.5以下に低減する方法として、プラズマCVD法により、フッ化炭素(CF)膜を形成することが提案されている。Fは分極率が非常に小さく、誘電率を下げるのに有効な元素であり、CF膜を用いることで、空孔を導入することなく、誘電率2程度の層間絶縁膜が達成出来る(例えば特許文献1参照)。
しかし、層間絶縁膜として、SiOC膜を成膜する場合には、CH3基の導入率が多くなるほど誘電率が低下する一方、膜密度が粗になるため、膜強度の低下を招く。上述したような多層配線構造を形成する場合には、層間絶縁膜に配線溝となる溝パターンを形成した後、この溝パターンを埋め込む状態で層間絶縁膜上に導電膜を形成し、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing(CMP))法等により層間絶縁膜の表面が露出するまで導電膜を除去して、溝パターン内に配線を形成する。このため、このような配線形成プロセスに耐えうる機械的強度を有する程度にCH3基の導入を抑えなければならず、シリコン酸化膜へのCH3基の導入では、誘電率を2.5以下に低減させることが出来なかった。また、通常のプラズマCVD法により成膜する場合には、成膜ガスを構成する成分の全ての結合が解離されるため、CH3基の導入率の制御が困難であった。
また、有機膜への空孔の導入は、膜強度を著しく低下させるため、上述したような配線形成プロセスやパッケージングの際に、層間絶縁膜の膜破壊や膜剥がれを引き起こす。これは、膜密度が低くなっていることに加えて、ポロジェンによって、本来結合する部分が断ち切られるため、構造的にも弱くなるためだと考えられる。さらに、回転塗布法により有機膜を成膜する場合には、この有機膜を硬化するための熱処理が必要であるが、配線として用いるCuは低温でも動き易く、Cuが動くことでボイドが生じ、マイグレーション耐性の劣化等、配線特性の劣化が生じ易い。
また、プラズマCVD法によりCF膜を形成する場合には、CF膜を構成するC−C結合やC−F結合は同じ程度の結合エネルギーを有するため、プラズマ中で成膜ガスを励起・解離させて成膜することにより、成膜中に、形成されたCF膜からFが解離し易い傾向にある。また、Fは空気中の水(H2O)や酸素(O2)と非常に反応し易いことから、解離したFが空気中の酸素やH2O等と反応して、HFやFの遊離を引き起こす。このため、このHFやFが拡散し、他の膜に取り込まれてダメージを与えたり、膜剥がれを引き起こすという問題があった。
以上のことから、CF膜を用いなくても、誘電率を2.5以下に低減することができ、膜強度の維持された層間絶縁膜を形成することができるとともに配線特性の劣化が防止できる半導体装置の製造方法が望まれていた。
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の第1の製造方法は、Si−O結合の環状構造を有する成膜ガスを用いたプラズマ処理により、このSi−O結合の環状構造を維持するように、絶縁膜を基板上に形成することを特徴としている。
このような構成の半導体装置の製造方法によれば、Si−O結合の環状構造を維持するように、絶縁膜を基板上に形成することから、Si−O結合の環状構造により、絶縁膜中に空孔が形成される。このため、膜密度が粗となり、背景技術で説明したようなCF膜を用いなくても、絶縁膜の低誘電率化が可能となる。また、このSi−O結合は結合エネルギーが高いため、Si−O結合の環状構造は構造的に安定であることから、膜強度も維持される。さらに、プラズマ処理により成膜することで、回転塗布法で成膜する場合と比較して、膜自体を硬化する熱処理工程を行わなくてもよいことから、この熱処理により例えばCuからなる配線中のCuが動くことによるボイドの発生を防ぎ、マイグレーション耐性などの配線特性の劣化が防止される。
また、成膜ガスが、Si−O結合の環状構造と少なくともSi−C結合およびC−O結合の一方とを有しており、プラズマ処理によりSi−O結合の環状構造を維持するとともにSi−C結合およびC−O結合を部分的に解離するように、絶縁膜を形成する場合には、Si−C結合およびC−O結合を部分的に解離することで、絶縁膜中にOよりも分極率の低いC含有基、すなわち、アルキル基やアルコキシル基が導入される。このため、C含有基の絶縁膜への導入によっても、絶縁膜の更なる低誘電率化が図れる。
また、本発明の半導体装置の第2の製造方法は、シラン含有ガスと酸素ガスとを含む成膜ガスまたはSi−O結合含有ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマ処理により、Si−O結合の環状構造を有するように、絶縁膜を基板上に形成することを特徴としている。
このような構成の半導体装置の製造方法によれば、プラズマ処理により、気相中でSi−O結合の環状構造を形成し、この環状構造を維持した状態で、絶縁膜を基板上に形成する。これにより、このSi−O結合の環状構造により、絶縁膜中に空孔が形成されるため、膜密度が粗となり、背景技術で説明したようなCF膜を用いなくても、絶縁膜の低誘電率化が可能となる。また、このSi−O結合は結合エネルギーが高いため、Si−O結合の環状構造は構造的に安定であることから、膜強度も維持される。さらに、プラズマ処理により成膜することで、第1の製造方法と同様に、マイグレーション耐性などの配線特性の劣化が防止される。
また、シラン含有ガスまたはSi−O結合含有ガスが、少なくともSi−C結合およびC−O結合の一方を有しており、プラズマ処理によりSi−C結合およびC−O結合を部分的に解離するとともに、Si−O結合の環状構造を有するように、絶縁膜を基板上に形成する場合には、Si−C結合およびC−O結合を部分的に解離することで、絶縁膜中にOよりも分極率の低いC含有基、すなわち、アルキル基やアルコキシル基が導入される。このため、C含有基の絶縁膜への導入によっても、絶縁膜の更なる低誘電率化が図れる。
以上説明したように、本発明の半導体装置の製造方法によれば、CF膜を用いなくても、絶縁膜の低誘電率化が図れ、誘電率が2.5以下の絶縁膜を形成することができることから、Fによる他の膜へのダメージや膜剥がれを防ぐとともに、配線間および配線層間容量が確実に低減できる。また、絶縁膜の膜強度も維持されることから、配線プロセスやパッケージングに耐えうる機械的強度を有した絶縁膜を形成することができるとともに、配線特性の劣化を防ぐことができる。
したがって、高密度、高速度CMOSデバイスが実現可能となり、コンピュータ、ゲーム機およびモバイル製品の性能を著しく向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の半導体装置に係わる実施の形態の一例を、図1の断面図によって説明する。本実施形態では、図1に示すように、半導体素子等が形成された基板11上に、例えばSi−O結合の4員環構造(シクロテトラシロキサン)を有する層間絶縁膜12を形成する。
この際、成膜ガスは、例えば、式(1)に示すオクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS)からなる有機系シランガスを含有することとする。OMCTSは、Si−O結合の4員環構造を有するとともに、4員環構造を構成するSi原子に2つのCH3基が結合しており、Si−C結合を有している。そして、このOMCTSを構成するSi−O結合は、Si−C結合よりも高い結合エネルギーを有している。
ここで、この層間絶縁膜12の成膜は、OMCTS中のSi−O結合を維持するとともに、Si−O結合よりも結合エネルギーの低いSi−C結合を部分的に解離するように、エネルギーを制御したプラズマCVD法により行う。
これにより、Si−O結合の4員環構造が維持された状態で層間絶縁膜12が成膜されるため、層間絶縁膜12中にこの環状構造による空孔が形成された状態となる。また、Si−C結合を部分的に解離することから、層間絶縁膜12中にCH3基からなるC含有基が導入される。この際、C含有基は、層間絶縁膜12の機械的強度が得られる範囲で導入されることが好ましく、具体的には、層間絶縁膜12中に約30%以下の導入率で導入されるように、Si−C結合を解離することが好ましい。
ここでは、プラズマCVD装置を用い、マイクロ(μ)波をオン、オフして出力することで、プラズマの発生をパルス状に繰り返して行うパルスプラズマ放電により、層間絶縁膜12を成膜することとする。これにより、通常のプラズマCVD法よりも電子温度が低く制御されるため、上述したようなエネルギーの制御が可能となる。
この成膜条件の一例としては、成膜ガスに、上述したOMCTS〔流量:100cm3/min〕と酸素(O2)〔流量:10cm3/min〕とを用い、成膜雰囲気の圧力を13Pa、CVD装置のRFパワーを1000W、μ波パワーを1000Wに設定する。そして、パルス放電の時間を20μsecとし、μ波印可時間の割合となるduty比を20%となるようにする。尚、ガス流量は標準状態における体積流量を示すものとする。上記成膜条件により成膜することで、基板11上に、Si−O結合の4員環構造を有する誘電率2.3の層間絶縁膜12が形成される。
ここで、上述したように、OMCTS中のSi−O結合の4員環構造を維持するとともに、Si−C結合を部分的に解離するように層間絶縁膜12を形成するには、上記成膜条件のRFパワー、μ波パワー、duty比を調整して、パルスプラズマ放電のエネルギーを制御する。特に、duty比を制御することで、パルスプラズマ放電のエネルギーを効果的に制御することが可能となる。また、Si−C結合の部分的な解離は、成膜ガス中のO2ガスの流量を調整することでも制御可能である。
この後の工程は、層間絶縁膜12に配線溝となる溝パターン13を形成し、この溝パターン13内の内壁を覆う状態で、層間絶縁膜12上にバリア層(図示省略)を成膜した後、溝パターン13内を埋め込む状態で、バリア層上に例えばCuからなる導電膜を形成する。その後、例えばCMP法により、層間絶縁膜12の表面が露出するまで研磨することで、溝パターン13内に、例えばCuからなる配線14を形成する。続いて、配線14上を含む層間絶縁膜12上に、配線14からの金属の拡散を防ぐための拡散防止膜15を形成し、この拡散防止膜15上に上層の層間絶縁膜(図示省略)を形成する。この上層の層間絶縁膜についても、上述したような環状構造を有するように形成することで、上層の層間絶縁膜の低誘電率化が図れるため、好ましい。
以上説明したように、このような構成の半導体装置の製造方法によれば、Si−O結合の4員環構造を有するOMCTSを含む成膜ガスに用い、Si−O結合の4員環構造を維持するように、層間絶縁膜12を基板11上に形成する。このため、層間絶縁膜12中にこの環状構造による空孔が形成されることで、膜密度が粗となり、層間絶縁膜12の低誘電率化が可能となる。さらに、Si−C結合を部分的に解離することで、層間絶縁膜12中に分極率の低いCH3基を導入することができるため、層間絶縁膜12のさらなる低誘電率化が可能である。したがって、背景技術で説明したようなCF膜を用いなくても、誘電率2.3の層間絶縁膜12を形成することができるため、Fによる他の膜へのダメージや膜剥がれを防ぐとともに、配線間および配線層間容量を確実に低減することができる。
また、このSi−O結合は結合エネルギーが高いため、構造的に安定であり、また、層間絶縁膜12へのCH3基の導入率も、層間絶縁膜12の膜強度が維持される範囲に制御される。これにより、CMP等の配線プロセスやパッケージングに耐えうる機械的強度を有した層間絶縁膜12を形成することができる。
さらに、パルスプラズマ放電により成膜することで、成膜の際の電子温度を低く制御できるとともに、回転塗布法で層間絶縁膜12を形成する場合と比較して、熱処理工程を行わなくてもよく、熱処理により配線14中のCuが動くことによるボイドの発生を防ぎ、マイグレーション耐性などの配線特性の劣化を防止することができる。
したがって、高密度、高速度CMOSデバイスが実現可能となり、コンピュータ、ゲーム機およびモバイル製品の性能を著しく向上させることができる。
なお、ここでは、Si−O結合の4員環構造を維持するとともに、Si−C結合を部分的に解離するようにエネルギーを制御したプラズマCVD法により、層間絶縁膜12を形成することとするが、Si−O結合の4員環構造を維持し、Si−C結合を全て解離するようにエネルギーを制御したプラズマCVD法により、層間絶縁膜12を形成してもよい。この場合であっても、Si−O結合の環状構造が維持されることで、層間絶縁膜12の膜密度は粗になるため、低誘電率化は図れる。ただし、Si−C結合を部分的に解離し、Si−C結合を残存させる方が、C含有基の導入によっても層間絶縁膜12の低誘電率化が図れるため、好ましい。
(変形例1)
第1実施形態では、OMCTSを含有する成膜ガスを用いることとしたが、Si-O結合の環状構造を有する成膜ガスとして、例えば、式(2)に示す、テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCTS)を含む成膜ガスを用いてもよい。TMCTSは、Si−O結合の4員環構造を有するとともに、4員環構造を構成するSi原子にCH3基とHが結合し、Si−C結合とSi-H結合を有して構成されている。ここで、Si−O結合は、Si−C結合およびSi-H結合よりも高い結合エネルギーを有している。
第1実施形態では、OMCTSを含有する成膜ガスを用いることとしたが、Si-O結合の環状構造を有する成膜ガスとして、例えば、式(2)に示す、テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCTS)を含む成膜ガスを用いてもよい。TMCTSは、Si−O結合の4員環構造を有するとともに、4員環構造を構成するSi原子にCH3基とHが結合し、Si−C結合とSi-H結合を有して構成されている。ここで、Si−O結合は、Si−C結合およびSi-H結合よりも高い結合エネルギーを有している。
この場合であっても、例えばTMCTSとO2を含む成膜ガスを用いて、第1実施形態と同様に、Si-O結合の4員環構造を維持するとともに、Si−C結合を部分的に解離するように、パルスプラズマ放電のエネルギーを制御して、層間絶縁膜12を形成する。この際、Si−H結合は、Si−C結合と同程度の結合エネルギーを有することから、Si−C結合とともに部分的に解離される。このような半導体装置の製造方法であっても、Si-O結合の4員環構造を維持した状態で、かつ膜強度が維持される範囲で層間絶縁膜12中にCH3基を導入できることから、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、第1実施形態および上述の変形例では、Si−O結合の4員環構造を有するとともに、SiとCH3基が結合したSi−C結合を有するOMCTSまたはTMCTSを含む成膜ガスを用いた例について説明したが、CH3基に限らず、Si−O結合の4員環構造を有するとともに、他のアルキル(CxHy)基からなるC含有基がSiと結合したSi−C結合を有する化合物を用いてもよい。
また、成膜ガスとして、Si−O結合の4員環構造を有するとともに、アルコキシル(CxHyO)基からなるC含有基がSiと結合したC−O結合を有する化合物を用いてもよい。この場合には、C−O結合はSi−C結合と同等の結合エネルギーを有し、Si−O結合はC−O結合よりも高い結合エネルギーを有することから、Si−O結合の環状構造を維持するとともに、C−O結合を部分的に解離するようにエネルギーを制御したプラズマCVD法により層間絶縁膜12を形成することで、第1実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、成膜ガスとして、Si−O結合の4員環構造を有するとともに、Siにアルキル(CxHy)基とアルコキシル(CxHyO)基の両方が結合したSi−C結合とC−O結合の両方を有する化合物を用いてもよい。このような化合物としては、例えばテトラメチルテトラメトキシシクロテトラシロキサンが挙げられる。この場合には、Si−O結合の環状構造を維持するとともに、Si−C結合およびC−O結合を部分的に解離するようにエネルギーを制御したプラズマCVD法により層間絶縁膜12を形成することで、第1実施形態と同様の効果を奏する。
(第2実施形態)
本実施形態では、図1を用いて、第1実施形態とは異なる成膜ガスを用いて、基板11上に、Si−O結合の4員環構造(シクロテトラシロキサン)を有する層間絶縁膜12を形成する例について説明する。本実施形態における基板11上に層間絶縁膜12を形成する際の成膜は、例えば式(3)に示すトリメチルシラン(3MS)からなるシラン(Si)含有ガスとO2ガスを含む成膜ガスを用いて行うこととする。
本実施形態では、図1を用いて、第1実施形態とは異なる成膜ガスを用いて、基板11上に、Si−O結合の4員環構造(シクロテトラシロキサン)を有する層間絶縁膜12を形成する例について説明する。本実施形態における基板11上に層間絶縁膜12を形成する際の成膜は、例えば式(3)に示すトリメチルシラン(3MS)からなるシラン(Si)含有ガスとO2ガスを含む成膜ガスを用いて行うこととする。
ここで、この層間絶縁膜12の成膜は、3MS中のSi−C結合を部分的に解離するとともに、気相中でSiとO2とを反応させることで、構造的に安定なSi−O結合の4員環構造を形成し、また、形成された4員環構造は維持されるように、エネルギーを制御したプラズマCVD法により行う。
これにより、Si−O結合の4員環構造を有するように層間絶縁膜12が成膜されるため、層間絶縁膜12中にこの環状構造による空孔が形成された状態となる。また、Si−C結合を部分的に解離することから、層間絶縁膜12中にCH3基からなるC含有基が導入される。この際、C含有基は、層間絶縁膜12の機械的強度が得られる範囲で導入されることが好ましく、具体的には、層間絶縁膜12中に約30%以下の導入率で導入されるように、Si−C結合を解離することが好ましい。
ここでは、第1実施形態と同様に、プラズマCVD装置を用いて、マイクロ(μ)波をオン、オフして出力することで、プラズマの発生をパルス状に繰り返して行うパルスプラズマ放電により、層間絶縁膜12を成膜することとする。これにより、通常のプラズマCVD法よりも電子温度が低く制御されるため、上述したようなエネルギーの制御が可能となる。
この成膜条件の一例としては、成膜ガスに、上述したように3MS〔流量:100cm3/min〕とO2〔流量:15cm3/min〕とを用い、成膜雰囲気の圧力を13Pa、CVD装置のRFパワーを1000W、μ波パワーを1000Wに設定する。そして、パルス放電の時間を20μsecとし、μ波印可時間の割合となるduty比を18%となるようにする。上記成膜条件により成膜することで、基板11上に、Si−O結合の4員環構造を有する誘電率2.3の層間絶縁膜12が形成される。
ここで、上述したように、Si−C結合を部分的に解離するとともに、Si−O結合の4員環構造を形成し、この環状構造を維持するように層間絶縁膜12を形成するには、上記成膜条件のRFパワー、μ波パワー、duty比を調整して、パルスプラズマ放電のエネルギーを制御する。特に、duty比を制御することで、パルスプラズマ放電のエネルギーを効果的に制御することが可能となる。また、Si−C結合の部分的な解離は、成膜ガス中のO2ガスの流量を調整することでも制御可能である。
この後の工程は、第1実施形態と同様に行い、多層配線構造を形成する。
このような半導体装置の製造方法によれば、3MSとO2を成膜ガスに用い、3MSとO2を気相中で反応させて、Si−O結合の4員環構造を形成し、この4員環構造を維持した状態で、層間絶縁膜12を基板11上に形成する。これにより、層間絶縁膜12中にこの環状構造による空孔が形成されることで、膜密度が粗となり、層間絶縁膜12の低誘電率化が可能となる。さらに、Si−C結合を部分的に解離することで、層間絶縁膜12中に分極率の低いCH3基を導入することができるため、層間絶縁膜12のさらなる低誘電率化が可能である。したがって、誘電率2.3の層間絶縁膜12を形成することができ、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、ここでは、Si−O結合の4員環構造を維持するとともに、Si−C結合を部分的に解離するようにエネルギーを制御したプラズマCVD法により、層間絶縁膜12を形成することとするが、Si−O結合の4員環構造を維持し、Si−C結合を全て解離するようにエネルギーを制御したプラズマCVD法により、層間絶縁膜12を形成してもよい。この場合であっても、Si−O結合の4員環構造が形成されることで、層間絶縁膜12の膜密度は粗になるため、低誘電率化は図れる。ただし、Si−C結合を部分的に解離し、Si−C結合を残存させる方が、C含有基の導入によっても層間絶縁膜12の低誘電率化が図れるため、好ましい。
また、ここでは、3MSからなるシラン含有ガスを用いたが、本発明はこれに限定されず、テトラメチルシラン(4MS)等の他のアルキルシランを用いても、同様の効果を奏する。
(変形例2)
さらに、式(4)に示すようなテトラエトキシシラン(TEOS)からなるSi−O結合含有ガスを成膜ガスに用いてもよい。ここで、TEOSは、Siに4つのエトキシ(C2H5O)基が結合されており、Si−O結合はC−O結合よりも高い結合エネルギーを有している。
さらに、式(4)に示すようなテトラエトキシシラン(TEOS)からなるSi−O結合含有ガスを成膜ガスに用いてもよい。ここで、TEOSは、Siに4つのエトキシ(C2H5O)基が結合されており、Si−O結合はC−O結合よりも高い結合エネルギーを有している。
この場合には、TEOSガスとO2ガスを含む成膜ガスを用いて、気相中でSi−O結合の4員環構造を形成し、この環状構造を維持するとともに、C−O結合を部分的に解離するようにエネルギーを制御したパルスプラズマ放電により、層間絶縁膜12を形成する。これにより、Si−O結合の4員環構造を有する層間絶縁膜12が形成されるとともに、層間絶縁膜12中にエトキシ(C2H5O)基からなるC含有基が、膜強度を維持可能な程度の導入率で導入される。したがって、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、ここではTEOSガスを用いた例について説明したが、このようなガスとしてテトラプロキシシラン(TPOS)等の他のアルコキシシランを用いても、同様の効果を奏する。
また、上述した第2実施形態および変形例2では、アルキルシランまたはアルコキシシランを有する成膜ガスを用いた例について説明したが、Siにアルキル(CxHy)基とアルコキシル(CxHyO)基の両方が結合したアルキルアルコキシシランを有する成膜ガスを用いてもよい。この場合には、アルキルアルコキシシランガスとO2ガスを含む成膜ガスを用いることで、成膜ガス中に、Si−C結合およびC−O結合の両方が含まれることから、Si−C結合およびC−O結合を部分的に解離するとともに、Si−O結合の環状構造を有するように、エネルギーを制御したプラズマCVD法により、層間絶縁膜12を形成する。これにより、Si−O結合の4員環構造を有する層間絶縁膜12が形成されるとともに、層間絶縁膜12中にアルキル(CxHy)基およびアルコキシル(CxHyO)基からなるC含有基が、膜強度を維持可能な程度の導入率で導入される。したがって、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
上述したようなアルキルアルコキシシランの具体例としては、メチルメトキシシラン、メチルエトキシシラン、ジメチルエトキシシランが挙げられる。
11…基板、12…層間絶縁膜
Claims (6)
- Si−O結合の環状構造を有する成膜ガスを用いたプラズマ処理により、前記Si−O結合の環状構造を維持するように、絶縁膜を基板上に形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記成膜ガスは、前記Si−O結合の環状構造と少なくともSi−C結合およびC−O結合の一方とを有しており、
前記プラズマ処理により、前記Si−O結合の環状構造を維持するとともに、前記Si−C結合および前記C−O結合を部分的に解離するように、前記絶縁膜を基板上に形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ処理は、プラズマの発生をパルス状に繰り返して行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - シラン含有ガスと酸素ガスとを含む成膜ガスまたはSi−O結合含有ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマ処理により、Si−O結合の環状構造を有するように、絶縁膜を基板上に形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4記載の半導体装置の製造方法において、
前記シラン含有ガスまたは前記Si−O結合含有ガスは、少なくともSi−C結合およびC−O結合の一方を有しており、
前記プラズマ処理により、前記Si−C結合および前記C−O結合を部分的に解離するとともに、前記Si−O結合の環状構造を有するように、前記絶縁膜を基板上に形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4記載の半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ処理は、プラズマの発生をパルス状に繰り返して行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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