JP3369622B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP3369622B2 JP3369622B2 JP05241293A JP5241293A JP3369622B2 JP 3369622 B2 JP3369622 B2 JP 3369622B2 JP 05241293 A JP05241293 A JP 05241293A JP 5241293 A JP5241293 A JP 5241293A JP 3369622 B2 JP3369622 B2 JP 3369622B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法、
特に半導体基体と第１層金属配線との間の１次絶縁膜、
金属配線間の層間絶縁膜およびパッシベーション膜とし
て作用する最終絶縁膜や電界効果トランジスタのゲート
のサイドウォールとして使用することができる絶縁膜を
化学気相成長により形成する方法に関するものである。
特に半導体基体と第１層金属配線との間の１次絶縁膜、
金属配線間の層間絶縁膜およびパッシベーション膜とし
て作用する最終絶縁膜や電界効果トランジスタのゲート
のサイドウォールとして使用することができる絶縁膜を
化学気相成長により形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、VLSIデバイスの高集積化、高密度
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、層間絶縁膜の平坦化技術
である。
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、層間絶縁膜の平坦化技術
である。
【０００３】サブミクロンデバイス用の層間絶縁膜に要
求される特性としては、サブミクロンオーダーのスペー
スを形成することおよび高アスペクト比を持つパターン
に対する優れたステップカバレージを実現することなど
がある。このような要求を満たす層間絶縁膜の形成方法
として有機シランおよび無機シランを原料ガスに用いる
化学気相成長法(CVD法) が知られている。また、CVD 法
としてはプラズマCVD,常圧CVD 法、減圧CVD 法、加圧CV
D 法、光励起CVD 法などが従来より提案されている。
求される特性としては、サブミクロンオーダーのスペー
スを形成することおよび高アスペクト比を持つパターン
に対する優れたステップカバレージを実現することなど
がある。このような要求を満たす層間絶縁膜の形成方法
として有機シランおよび無機シランを原料ガスに用いる
化学気相成長法(CVD法) が知られている。また、CVD 法
としてはプラズマCVD,常圧CVD 法、減圧CVD 法、加圧CV
D 法、光励起CVD 法などが従来より提案されている。
【０００４】これらの内、有機シランを原料ガスとし、
これにオゾンガスを加えて常圧CVD法で形成した絶縁
膜、すなわち常圧オゾン−有機シランCVD シリコン酸化
膜は、その平坦性が特に優れていることから最も期待さ
れている方法の一つである。このようなオゾン−有機シ
ランの混合ガスを用いる常圧CVD 法は、例えば特開昭61
-77695号公報や「電気化学」56, No.7(1988), 527 〜53
2 頁などに記載されている。有機シランとしてはTEOS(t
etraethoxyorthosilicate), TMOS(tetramethoxyorthosi
licate),OMCTS(octamethylcyclotetrasiloxane), HMDS
(hexamethyldisiloxane), TMCTS(tetramethylcyclotetr
asiloxane), SOB(trimethylsilyl borate),DADBS(diace
toxydi-tertiary-butoxysilane), SOP(trimethylsilyl
phosphate)などが知られている。
これにオゾンガスを加えて常圧CVD法で形成した絶縁
膜、すなわち常圧オゾン−有機シランCVD シリコン酸化
膜は、その平坦性が特に優れていることから最も期待さ
れている方法の一つである。このようなオゾン−有機シ
ランの混合ガスを用いる常圧CVD 法は、例えば特開昭61
-77695号公報や「電気化学」56, No.7(1988), 527 〜53
2 頁などに記載されている。有機シランとしてはTEOS(t
etraethoxyorthosilicate), TMOS(tetramethoxyorthosi
licate),OMCTS(octamethylcyclotetrasiloxane), HMDS
(hexamethyldisiloxane), TMCTS(tetramethylcyclotetr
asiloxane), SOB(trimethylsilyl borate),DADBS(diace
toxydi-tertiary-butoxysilane), SOP(trimethylsilyl
phosphate)などが知られている。
【０００５】また、最終保護膜として用いられる絶縁膜
においても、VLSIデバイスの高集積化、高密度化に伴
い、その平坦性と、素子の信頼性に影響を与える膜質の
向上が強く要求されている。これは主に素子外部からの
水分等の侵入を防ぐためである。
においても、VLSIデバイスの高集積化、高密度化に伴
い、その平坦性と、素子の信頼性に影響を与える膜質の
向上が強く要求されている。これは主に素子外部からの
水分等の侵入を防ぐためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
有機シランを原料ガスとするCVD 法による絶縁膜の形成
方法においては、成膜速度の下地依存性により、下地材
質によっては段差間( 配線間) の埋め込み性が悪くなる
とともに膜中にボイドが発生するという欠点がある。特
に素子構造が微細化されるに伴ってアスペクト比の大き
な段差が形成されるようになるので、このようなボイド
が発生される可能性が大きくなっている。このように有
機シラン−CVD 膜が大きな下地依存性を有することは、
例えば平成３年に発行された「電気学会論文Ａ」, 111
巻７号の652 〜658 頁に記載されている。このように埋
め込み性が悪化したりボイドが形成されると、配線間の
リーク電流が増加したりして素子特性に悪影響を及ぼす
ことになる。
有機シランを原料ガスとするCVD 法による絶縁膜の形成
方法においては、成膜速度の下地依存性により、下地材
質によっては段差間( 配線間) の埋め込み性が悪くなる
とともに膜中にボイドが発生するという欠点がある。特
に素子構造が微細化されるに伴ってアスペクト比の大き
な段差が形成されるようになるので、このようなボイド
が発生される可能性が大きくなっている。このように有
機シラン−CVD 膜が大きな下地依存性を有することは、
例えば平成３年に発行された「電気学会論文Ａ」, 111
巻７号の652 〜658 頁に記載されている。このように埋
め込み性が悪化したりボイドが形成されると、配線間の
リーク電流が増加したりして素子特性に悪影響を及ぼす
ことになる。
【０００７】さらに、従来の有機シランを用いたCVD 膜
は、膜中に水分等を含む多量の炭素化合物（未反応物）
が混入しているため、膜質が悪く、耐吸湿性が悪いとと
もにクラックが発生する欠点がある。耐吸湿性を補うた
めに厚膜とすると膜中に一層クラックが発生し易くな
り、素子の信頼性を損なう欠点がある。
は、膜中に水分等を含む多量の炭素化合物（未反応物）
が混入しているため、膜質が悪く、耐吸湿性が悪いとと
もにクラックが発生する欠点がある。耐吸湿性を補うた
めに厚膜とすると膜中に一層クラックが発生し易くな
り、素子の信頼性を損なう欠点がある。
【０００８】上述した従来の絶縁膜の形成方法の欠点を
軽減するために、下地表面のプラズマ酸化膜をN2, NH3
等のガスを用いてプラズマ処理し、その後で有機シラン
による常圧CVD 膜を形成することが提案されているが、
プラズマダメージの問題が懸念されている。
軽減するために、下地表面のプラズマ酸化膜をN2, NH3
等のガスを用いてプラズマ処理し、その後で有機シラン
による常圧CVD 膜を形成することが提案されているが、
プラズマダメージの問題が懸念されている。
【０００９】本発明の目的は上述した従来の絶縁膜形成
方法の欠点を解消し、プラズマダメージを与えることな
く、段差間の埋め込み性および膜中のボイドの解消にお
いて優れており、特にサブミクロンデバイスの絶縁膜と
して使用するのに有効であるとともに優れた膜質を有
し、クラックの発生もなく、しかも製造工程を減らすこ
とによってスループットを向上することができる絶縁膜
の形成方法を提供しようとするものである。
方法の欠点を解消し、プラズマダメージを与えることな
く、段差間の埋め込み性および膜中のボイドの解消にお
いて優れており、特にサブミクロンデバイスの絶縁膜と
して使用するのに有効であるとともに優れた膜質を有
し、クラックの発生もなく、しかも製造工程を減らすこ
とによってスループットを向上することができる絶縁膜
の形成方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、化学気相成長によって半導体装置の絶縁
膜を形成するに当たり、下地表面を有機化合物を含む処
理流体で処理した後、絶縁膜を有機シランを原料として
用いる化学気相成長によって形成するものである。この
有機シランとしては、例えば上述したTEOS, TMOS, OMCT
S, HMDS, SOB,DADBS またはSOP とすることができる
が、他のシラン化合物を原料とすることもできる。さら
に、本発明による半導体装置の製造方法においては、前
記処理流体の有機化合物を、OH基、CO基、COC 基、CN
基、NO2 基およびNR(R=Hまたはアルキル基)の内の少な
くとも１種の官能基を有する有機化合物または複素環式
化合物とするのが好適である。これらの有機化合物の
内、OH基を有するアルコール、特にエタノールまたはメ
タノールとするのが好適である。また、有機化合物の水
溶液または有機溶媒溶液を処理流体として用いることも
できる。さらに、後述する実施例のように、化学気相成
長によって絶縁膜を形成する前に下地絶縁膜を形成し、
この下地絶縁膜を処理流体で処理したり、ポリシリコン
パターンを形成し、その表面を処理流体で処理すること
ができる。
の製造方法は、化学気相成長によって半導体装置の絶縁
膜を形成するに当たり、下地表面を有機化合物を含む処
理流体で処理した後、絶縁膜を有機シランを原料として
用いる化学気相成長によって形成するものである。この
有機シランとしては、例えば上述したTEOS, TMOS, OMCT
S, HMDS, SOB,DADBS またはSOP とすることができる
が、他のシラン化合物を原料とすることもできる。さら
に、本発明による半導体装置の製造方法においては、前
記処理流体の有機化合物を、OH基、CO基、COC 基、CN
基、NO2 基およびNR(R=Hまたはアルキル基)の内の少な
くとも１種の官能基を有する有機化合物または複素環式
化合物とするのが好適である。これらの有機化合物の
内、OH基を有するアルコール、特にエタノールまたはメ
タノールとするのが好適である。また、有機化合物の水
溶液または有機溶媒溶液を処理流体として用いることも
できる。さらに、後述する実施例のように、化学気相成
長によって絶縁膜を形成する前に下地絶縁膜を形成し、
この下地絶縁膜を処理流体で処理したり、ポリシリコン
パターンを形成し、その表面を処理流体で処理すること
ができる。
【００１１】上述したように、下地処理を行うための有
機化合物としては、脂肪族飽和一価アルコール類、脂肪
族不飽和一価アルコール類、芳香族アルコール類、脂肪
族飽和多価アルコール類およびその誘導体、アルデヒ
ド、エーテル、ケトン・ケトアルコール、カルボン酸、
ニトロアルカン、アミン、アシルニトリル、酸アミド、
複素環式化合物が挙げられ、具体的に以下のような物質
を用いることができる。 脂肪族飽和一価アルコール類(OH 基) ：メタノール、エ
タノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−
ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタ
ノール、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノ
ール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−
ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサ
ノール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類(OH 基) ：アリルアルコ
ール、プロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン
−２−オール 芳香族アルコール類(OH 基) ：ベンジルアルコール、フ
ルフリルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体(OH 基) ：
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノｎブチルエーテル、エチレングリコール
モノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル アルデヒド(CO 基) ：ホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド、グリオキザール エーテル(COC基) ：ジエチルエーテル、ジオキサン、テ
トラヒドロフラン、テトラヒドロフルフリルアルコール ケトン・ケトアルコール(CO 基) ：アセトン、２−ブタ
ノン、ジアセトンアルコール、γブチロラクトン、炭酸
プロピレン カルボン酸(CO 基) ：ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリ
コール酸、乳酸、乳酸エチル ニトロアルカン(NO2基) ：ニトロメタン、ニトロエタ
ン、ニトロプロパン、ニトロベンゼン アミン(NR:R=H) エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、
ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミン、アニ
リン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチルアミ
ン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピ
ルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ
プロピルアミン、トリｎブチルアミン アシルニトリル類(CN 基) ：アセトニトリル、プロピオ
ノニトリル、ブチロニトリル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、ベンゾニトリル 酸アミド(NR:R=アルキル基) ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物 ピリジン、キノリン、ピロール、ピペリジン、ピペラジ
ン、モルホリン、２−ピロリジノン、１−メチル−２−
ピロリジノン 本発明においては、このような有機化合物の１種で下地
処理するかまたは２種以上の有機化合物で同時にもしく
は順次に処理することができる。
機化合物としては、脂肪族飽和一価アルコール類、脂肪
族不飽和一価アルコール類、芳香族アルコール類、脂肪
族飽和多価アルコール類およびその誘導体、アルデヒ
ド、エーテル、ケトン・ケトアルコール、カルボン酸、
ニトロアルカン、アミン、アシルニトリル、酸アミド、
複素環式化合物が挙げられ、具体的に以下のような物質
を用いることができる。 脂肪族飽和一価アルコール類(OH 基) ：メタノール、エ
タノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−
ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタ
ノール、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノ
ール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−
ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサ
ノール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類(OH 基) ：アリルアルコ
ール、プロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン
−２−オール 芳香族アルコール類(OH 基) ：ベンジルアルコール、フ
ルフリルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体(OH 基) ：
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノｎブチルエーテル、エチレングリコール
モノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル アルデヒド(CO 基) ：ホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド、グリオキザール エーテル(COC基) ：ジエチルエーテル、ジオキサン、テ
トラヒドロフラン、テトラヒドロフルフリルアルコール ケトン・ケトアルコール(CO 基) ：アセトン、２−ブタ
ノン、ジアセトンアルコール、γブチロラクトン、炭酸
プロピレン カルボン酸(CO 基) ：ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリ
コール酸、乳酸、乳酸エチル ニトロアルカン(NO2基) ：ニトロメタン、ニトロエタ
ン、ニトロプロパン、ニトロベンゼン アミン(NR:R=H) エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、
ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミン、アニ
リン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチルアミ
ン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピ
ルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ
プロピルアミン、トリｎブチルアミン アシルニトリル類(CN 基) ：アセトニトリル、プロピオ
ノニトリル、ブチロニトリル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、ベンゾニトリル 酸アミド(NR:R=アルキル基) ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物 ピリジン、キノリン、ピロール、ピペリジン、ピペラジ
ン、モルホリン、２−ピロリジノン、１−メチル−２−
ピロリジノン 本発明においては、このような有機化合物の１種で下地
処理するかまたは２種以上の有機化合物で同時にもしく
は順次に処理することができる。
【００１２】また、前記絶縁膜を化学気相成長によって
形成する際の原料となる有機ケイ素化合物としては以下
のようなものを用いることができる。 テトラアルコキシシラン( オルトケイ酸エステル):テト
ラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEO
S)、テトラｎプロポキシシラン、テトライソプロポキシ
シラン、テトラｎブトキシシラン アルキルアルコキシシラン:メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎプロポキ
シシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリｎプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ
ｎプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラ
ン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエ
トキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエト
キシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチル
ビニルエトキシシラン ポリシロキサン:テトラキス（ジメチルシロキシ）シラ
ン シクロシキサン:オクタメチルシクロテトラシロキサン
(OMCTS) 、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、テト
ラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロ
トリシロキサン、トリメチルシクロトリシロキサン ジシロキサン:ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)、テト
ラメチルジメトキシジシロキサン、ジメチルテトラメト
キシジシロキサン、ヘキサメトキシジシロキサン アルキルシラン:モノメチルシラン、ジメチルシラン、
トリメチルシラン、トリエチルシラン、テトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン、アリルトリメチルシラン、
ヘキサメチルジシラン シリルアミン:ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエ
チルトリメチルシリルアミン シラン窒素誘導体:アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナ
イド シラザン:ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシ
ラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメ
チルシクロトリシラザン ハロゲン化シランおよび誘導体:トリメチルクロロシラ
ン、トリエチルクロロシラン、トリｎプロピルクロロシ
ラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリ
メチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、
クロロプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジクロロ
シラン、ジエチルジクロロシラン、メチルビニルジクロ
ロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロ
シラン、ビニルトリクロロシラン、トリフロロプロピル
トリクロロシラン、トリフロロプロピルトリメトキシシ
ラン、トリメチルシリルアイオダイド さらに、有機ケイ素化合物としては、トリス( トリメチ
ルシロキシ) ボラン(SOB) 、トリス( トリメチルシロキ
シ) ホスホリル(SOP) 、ジアセトキシジ-tert-ブトキシ
シラン(DADBS) なども用いることができる。本発明にお
いては、上述した有機ケイ素化合物を単独で用いるかあ
るいは２以上の有機ケイ素化合物を混合して用いること
ができる。混合して用いる場合の混合割合は適当に定め
れば良い。
形成する際の原料となる有機ケイ素化合物としては以下
のようなものを用いることができる。 テトラアルコキシシラン( オルトケイ酸エステル):テト
ラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEO
S)、テトラｎプロポキシシラン、テトライソプロポキシ
シラン、テトラｎブトキシシラン アルキルアルコキシシラン:メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎプロポキ
シシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリｎプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ
ｎプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラ
ン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエ
トキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエト
キシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチル
ビニルエトキシシラン ポリシロキサン:テトラキス（ジメチルシロキシ）シラ
ン シクロシキサン:オクタメチルシクロテトラシロキサン
(OMCTS) 、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、テト
ラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロ
トリシロキサン、トリメチルシクロトリシロキサン ジシロキサン:ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)、テト
ラメチルジメトキシジシロキサン、ジメチルテトラメト
キシジシロキサン、ヘキサメトキシジシロキサン アルキルシラン:モノメチルシラン、ジメチルシラン、
トリメチルシラン、トリエチルシラン、テトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン、アリルトリメチルシラン、
ヘキサメチルジシラン シリルアミン:ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエ
チルトリメチルシリルアミン シラン窒素誘導体:アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナ
イド シラザン:ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシ
ラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメ
チルシクロトリシラザン ハロゲン化シランおよび誘導体:トリメチルクロロシラ
ン、トリエチルクロロシラン、トリｎプロピルクロロシ
ラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリ
メチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、
クロロプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジクロロ
シラン、ジエチルジクロロシラン、メチルビニルジクロ
ロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロ
シラン、ビニルトリクロロシラン、トリフロロプロピル
トリクロロシラン、トリフロロプロピルトリメトキシシ
ラン、トリメチルシリルアイオダイド さらに、有機ケイ素化合物としては、トリス( トリメチ
ルシロキシ) ボラン(SOB) 、トリス( トリメチルシロキ
シ) ホスホリル(SOP) 、ジアセトキシジ-tert-ブトキシ
シラン(DADBS) なども用いることができる。本発明にお
いては、上述した有機ケイ素化合物を単独で用いるかあ
るいは２以上の有機ケイ素化合物を混合して用いること
ができる。混合して用いる場合の混合割合は適当に定め
れば良い。
【００１３】また、前記表面処理としては、前記有機化
合物もしくはその水溶液またはその有機溶媒溶液のスピ
ンコータによる塗布処理、または浸漬処理、あるいは前
記有機化合物もしくはその水溶液またはその有機溶媒溶
液の蒸気による暴露処理、スプレー処理、シャワー処
理、カーテンフローコート処理などを挙げることができ
る。本発明の好適実施例においては、半導体装置の層間
絶縁膜として作用する絶縁膜を形成するに当たり、下地
としてプラズマ−CVD TEOS NSG膜を形成し、その表面を
スピンコータによるエタノール処理を行った後に、TEOS
を原料ガスとする常圧オゾン−CVD 法によってAP O3-TE
OS CVD NSG膜を形成する。
合物もしくはその水溶液またはその有機溶媒溶液のスピ
ンコータによる塗布処理、または浸漬処理、あるいは前
記有機化合物もしくはその水溶液またはその有機溶媒溶
液の蒸気による暴露処理、スプレー処理、シャワー処
理、カーテンフローコート処理などを挙げることができ
る。本発明の好適実施例においては、半導体装置の層間
絶縁膜として作用する絶縁膜を形成するに当たり、下地
としてプラズマ−CVD TEOS NSG膜を形成し、その表面を
スピンコータによるエタノール処理を行った後に、TEOS
を原料ガスとする常圧オゾン−CVD 法によってAP O3-TE
OS CVD NSG膜を形成する。
【００１４】
【作用】このような本発明による半導体装置の製造方法
によれば、有機ケイ素化合物を原料ガスとするCVD 法に
よって絶縁膜を形成する前に、下地表面を前述の有機化
合物もしくはその水溶液または有機溶媒溶液で処理( 以
下有機物処理とも云う)するというきわめて簡単な処理
を行うことによって下地依存性を大幅に緩和することが
でき、埋め込み性および平坦性に優れているとともにク
ラックやボイドのない優れた膜質を有する絶縁膜を形成
することができ、しかも下地処理は有機化合物による処
理という簡単なものであるので、製造装置が簡単になる
とともにスループットも改善されることになる。
によれば、有機ケイ素化合物を原料ガスとするCVD 法に
よって絶縁膜を形成する前に、下地表面を前述の有機化
合物もしくはその水溶液または有機溶媒溶液で処理( 以
下有機物処理とも云う)するというきわめて簡単な処理
を行うことによって下地依存性を大幅に緩和することが
でき、埋め込み性および平坦性に優れているとともにク
ラックやボイドのない優れた膜質を有する絶縁膜を形成
することができ、しかも下地処理は有機化合物による処
理という簡単なものであるので、製造装置が簡単になる
とともにスループットも改善されることになる。
【００１５】このように下地表面を有機物処理すること
によって段差間への埋め込み性が良好で膜質の良好な絶
縁膜が形成される理由は明確には解明できていないが、
次のように考えることができる。 １．下地絶縁膜表面のエタノール処理による変成 絶縁膜として使われるSiH4あるいはTEOSベースのプラズ
マCVD 酸化膜や熱CVD酸化膜、Siの熱酸化膜はいずれも
非晶質のSiO2あるいはSiO2に近い組成のものである。非
晶質SiO2の最も上側の表面は、プロセス中あるいは大気
雰囲気中の水によって容易に水和され、Si-OH のシラノ
ール型の構造となっていることが多い。このように表面
に存在するSi-OH は、電気陰性度の高いSi側に電子が引
きつけられているため、全体として
によって段差間への埋め込み性が良好で膜質の良好な絶
縁膜が形成される理由は明確には解明できていないが、
次のように考えることができる。 １．下地絶縁膜表面のエタノール処理による変成 絶縁膜として使われるSiH4あるいはTEOSベースのプラズ
マCVD 酸化膜や熱CVD酸化膜、Siの熱酸化膜はいずれも
非晶質のSiO2あるいはSiO2に近い組成のものである。非
晶質SiO2の最も上側の表面は、プロセス中あるいは大気
雰囲気中の水によって容易に水和され、Si-OH のシラノ
ール型の構造となっていることが多い。このように表面
に存在するSi-OH は、電気陰性度の高いSi側に電子が引
きつけられているため、全体として
【化１】
の形に強く分極しており、大きな双極子モーメントを持
っている。Si-OH には、この分極のために極性の高い分
子である水やアルコールなどを強く吸着する性質があ
る。比表面積を大きくすることでSi-OH の吸着能を最大
限に高めた重要な応用例が乾燥剤のシリカゲルである。
表面がSi-OH で覆われているSiO2質の絶縁膜に、気体の
有機化合物を吹き付けたり、液体の有機化合物を塗布や
浸漬して作用させることを想定する。多くの有機化合物
はSi-OH の分極の作用で表面に吸着されるが、その吸着
される強さは有機化合物の側の極性で異なってくる。シ
クロヘキサンやベンゼン等の無極性物質は表面に吸着さ
れにくく、低級アルコールやアセトニトリル、低級カル
ボン酸など高い極性の物質は強く吸着される。中程度の
極性を有するジオキサンやケトン類はその中間の強さで
吸着されると予想される。
っている。Si-OH には、この分極のために極性の高い分
子である水やアルコールなどを強く吸着する性質があ
る。比表面積を大きくすることでSi-OH の吸着能を最大
限に高めた重要な応用例が乾燥剤のシリカゲルである。
表面がSi-OH で覆われているSiO2質の絶縁膜に、気体の
有機化合物を吹き付けたり、液体の有機化合物を塗布や
浸漬して作用させることを想定する。多くの有機化合物
はSi-OH の分極の作用で表面に吸着されるが、その吸着
される強さは有機化合物の側の極性で異なってくる。シ
クロヘキサンやベンゼン等の無極性物質は表面に吸着さ
れにくく、低級アルコールやアセトニトリル、低級カル
ボン酸など高い極性の物質は強く吸着される。中程度の
極性を有するジオキサンやケトン類はその中間の強さで
吸着されると予想される。
【００１６】一方、Si-OH は、プロトンを放出するLewi
s 酸としても働き、他の活性な水酸基を持つ有機化学物
質と相互作用する。典型的な例がアルコールとの間で起
きるアルコキシル基の交換反応であり、例えばエタノー
ル：C2H5OHとの間で
s 酸としても働き、他の活性な水酸基を持つ有機化学物
質と相互作用する。典型的な例がアルコールとの間で起
きるアルコキシル基の交換反応であり、例えばエタノー
ル：C2H5OHとの間で
【化２】Si-OH ＋C2H5OH＝Si-OC2H5＋H2O
のようなエステル化反応が起こる。ここで形成されるSi
-OC2H5の結合は極めて強固であり、Siの自然酸化膜の上
に形成されたSi-OC2H5は400 ℃の酸化性雰囲気でも数十
分以上の寿命を有する。したがって、有機化合物による
気相あるいは液相での処理によって、当該有機化合物分
子の化学的吸着が起こり、さらにエタノールのようなア
ルコール類による処理ではエステル化反応も起こるもの
と考えられる。いずれにしても、このように吸着ないし
はエステル化されたシラノールは、以後吸着能力を失
い、不活性な表面状態に変わることになる。絶縁膜表面
への吸着の強さの程度を評価するには、吸着化学種の脱
離温度が目安となり、概ね吸着化学種の極性と同じ傾向
になるが、エステル化反応を起こすようなアルコール類
では特に高い脱離温度を示す。
-OC2H5の結合は極めて強固であり、Siの自然酸化膜の上
に形成されたSi-OC2H5は400 ℃の酸化性雰囲気でも数十
分以上の寿命を有する。したがって、有機化合物による
気相あるいは液相での処理によって、当該有機化合物分
子の化学的吸着が起こり、さらにエタノールのようなア
ルコール類による処理ではエステル化反応も起こるもの
と考えられる。いずれにしても、このように吸着ないし
はエステル化されたシラノールは、以後吸着能力を失
い、不活性な表面状態に変わることになる。絶縁膜表面
への吸着の強さの程度を評価するには、吸着化学種の脱
離温度が目安となり、概ね吸着化学種の極性と同じ傾向
になるが、エステル化反応を起こすようなアルコール類
では特に高い脱離温度を示す。
【００１７】
２．O3-TEOS 系の気相化学反応と気相中の成膜化学種
O3-TEOS の熱CVD 反応では、成膜に寄与する二種類の中
間化学物質（成膜化学種）が気相中に存在するとされて
いる。一つはシラノール基を有するシラノール中間体：
HO-Si(OC2H5)3 （Ａ）で、次のようなTEOS（Si(OC
2H5)4）と原子状酸素〔Ｏ〕の化学反応で生成すると考
えられる。なお、TEOSとO3は直接は反応せず、反応の開
始はO3の熱分解で発生する原子状酸素〔Ｏ〕から起こる
とされている。
間化学物質（成膜化学種）が気相中に存在するとされて
いる。一つはシラノール基を有するシラノール中間体：
HO-Si(OC2H5)3 （Ａ）で、次のようなTEOS（Si(OC
2H5)4）と原子状酸素〔Ｏ〕の化学反応で生成すると考
えられる。なお、TEOSとO3は直接は反応せず、反応の開
始はO3の熱分解で発生する原子状酸素〔Ｏ〕から起こる
とされている。
【化３】
Si(OC2H5)4＋６〔Ｏ〕＝HO-Si(OC2H5)3 ＋２CO2 ＋２H2O ─(1)
すなわちSiに結合しているエトキシ基が酸素原子による
酸化を受けて分解し、シラノールを残す反応である。
(1) 式では最終的な酸化生成物をCO2 とH2O としたが、
実際にはその中間段階として、エタノール（C2H5OH）、
メタノール（CH3OH ）、アセトアルデヒド（CH3CHO）、
フォルムアルデヒド（HCHO）、酢酸（CH3COOH ）、ギ酸
（HCOOH ）などを経由するものと考えられる。もう一つ
の中間体は、シロキサン重合体：(C2H5O)3 Si-O-Si(OC2
H5)3（Ｂ）である。これば上記(1) 式で生成するシラノ
ール中間体（Ａ）の縮合によって(2)あるいは(2′) の
ような反応によって形成されるものと考えられる。
酸化を受けて分解し、シラノールを残す反応である。
(1) 式では最終的な酸化生成物をCO2 とH2O としたが、
実際にはその中間段階として、エタノール（C2H5OH）、
メタノール（CH3OH ）、アセトアルデヒド（CH3CHO）、
フォルムアルデヒド（HCHO）、酢酸（CH3COOH ）、ギ酸
（HCOOH ）などを経由するものと考えられる。もう一つ
の中間体は、シロキサン重合体：(C2H5O)3 Si-O-Si(OC2
H5)3（Ｂ）である。これば上記(1) 式で生成するシラノ
ール中間体（Ａ）の縮合によって(2)あるいは(2′) の
ような反応によって形成されるものと考えられる。
【化４】
２HO-Si(OC2H5)3 ＝(C2H5O)3 Si-O-Si(OC2H5)3＋H2O ─(2)
Si(OC2H5)4＋HO-Si(OC2H5)3 ＝(C2H5O)3 Si-O-Si(OC2H5)3＋C2H5OH ─(2′)
【００１８】気相中でのシラノールの寿命は一般に短い
と考えられるので、シラノール中間体（Ａ）は、比較的
短命で、(2),(2′) などの縮合反応によって容易にシロ
キサン重合体（Ｂ）に変化するものと考えられる。
と考えられるので、シラノール中間体（Ａ）は、比較的
短命で、(2),(2′) などの縮合反応によって容易にシロ
キサン重合体（Ｂ）に変化するものと考えられる。
【化５】
Si(OC2H5)4→HO-Si(OC2H5)3 （Ａ）→(C2H5O)3 Si-O-Si(OC2H5)3 （Ｂ）
シラノール中間体（Ａ）は分子内に活性なSi-OH 基を持
っているため高活性であり、重合しやすいという性質が
ある他、分子内の分極も大きく、基板表面に対して吸着
されやすい。一方シロキサン中間体（Ｂ）は、低活性で
あり、また高沸点・低蒸気圧なので成膜温度程度では液
状になっている可能性が高い。分極も小さいので吸着は
されにくいと考えられる。
っているため高活性であり、重合しやすいという性質が
ある他、分子内の分極も大きく、基板表面に対して吸着
されやすい。一方シロキサン中間体（Ｂ）は、低活性で
あり、また高沸点・低蒸気圧なので成膜温度程度では液
状になっている可能性が高い。分極も小さいので吸着は
されにくいと考えられる。
【００１９】したがってシラノール中間体（Ａ）が成膜
に主に寄与する機構においては、（Ａ）の基板表面への
吸着が速やかに起こり、次いで吸着された分子の余った
エトキシ基のオゾン酸化によるポリシラノール（Si(OH)
n ，ｎ＞１）化、そして生成したシラノールが新たな吸
着サイトとなり、ここへ気相中成膜種（Ａ）が再び吸着
する、というように進むと考えられる（吸着−分解機
構）。（Ａ）は反応活性であるために中間体のライフタ
イムが短く、付着係数が大きくなり、（Ａ）の供給され
やすい部位への吸着が高速に起こり、ステップカバレッ
ジは悪化することになる。またシラノールがそのまま膜
内に残存する確率も上がるので、膜質やその均一性は相
対的に悪く、表面などに吸着される水分量も多い傾向に
ある。
に主に寄与する機構においては、（Ａ）の基板表面への
吸着が速やかに起こり、次いで吸着された分子の余った
エトキシ基のオゾン酸化によるポリシラノール（Si(OH)
n ，ｎ＞１）化、そして生成したシラノールが新たな吸
着サイトとなり、ここへ気相中成膜種（Ａ）が再び吸着
する、というように進むと考えられる（吸着−分解機
構）。（Ａ）は反応活性であるために中間体のライフタ
イムが短く、付着係数が大きくなり、（Ａ）の供給され
やすい部位への吸着が高速に起こり、ステップカバレッ
ジは悪化することになる。またシラノールがそのまま膜
内に残存する確率も上がるので、膜質やその均一性は相
対的に悪く、表面などに吸着される水分量も多い傾向に
ある。
【００２０】これと対照的にシロキサン重合体中間体
（Ｂ）が成膜に主に寄与する場合、吸着が起こりにくい
ため、基板表面への重合体の界面張力による拡散（流
動）が成膜を支配するものと考えられる。表面に拡がっ
た重合体は再度オゾン酸化によるシラノール化と重合を
受けるが、表面に現れるフリーのシラノール密度は小さ
いと考えられるので、気相中成膜種（Ｂ）は再び流動で
堆積されると考えられる（重合−流動機構）。中間体
（Ｂ）のライフタイムが長いので、ステップカバレッジ
が上がり、フローライクな形状となる。膜表面及び内部
の残存シラノールは減少するため、膜質は相対的に良く
なる。
（Ｂ）が成膜に主に寄与する場合、吸着が起こりにくい
ため、基板表面への重合体の界面張力による拡散（流
動）が成膜を支配するものと考えられる。表面に拡がっ
た重合体は再度オゾン酸化によるシラノール化と重合を
受けるが、表面に現れるフリーのシラノール密度は小さ
いと考えられるので、気相中成膜種（Ｂ）は再び流動で
堆積されると考えられる（重合−流動機構）。中間体
（Ｂ）のライフタイムが長いので、ステップカバレッジ
が上がり、フローライクな形状となる。膜表面及び内部
の残存シラノールは減少するため、膜質は相対的に良く
なる。
【００２１】上述した（Ａ），（Ｂ）いずれの中間体が
支配するにおいても、熱あるいは過剰のオゾンによって
堆積された化学種は最終的に分解・酸化されてSi-O-Si
のネットワークを形成し、化学量論比に近い非晶質SiO2
に近づく。ただし、（Ａ），（Ｂ）のどちらか一方だけ
が成膜に関与するということはなく、常に２種の化学種
が関与していると考えられ、オゾン濃度や成膜温度など
の成膜パラメータや下地の表面状態によって（Ａ），
（Ｂ）の成膜に関与するバランスが変化するものと考え
られる。
支配するにおいても、熱あるいは過剰のオゾンによって
堆積された化学種は最終的に分解・酸化されてSi-O-Si
のネットワークを形成し、化学量論比に近い非晶質SiO2
に近づく。ただし、（Ａ），（Ｂ）のどちらか一方だけ
が成膜に関与するということはなく、常に２種の化学種
が関与していると考えられ、オゾン濃度や成膜温度など
の成膜パラメータや下地の表面状態によって（Ａ），
（Ｂ）の成膜に関与するバランスが変化するものと考え
られる。
【００２２】３．下地の表面状態と気相化学反応の関係
上記メカニズムの説明から明らかなように、気相中の成
膜化学種のバランスによって成膜後の形状は大きな変化
を受けることがわかる。基板にSi-OH 吸着サイトが高い
密度で分布している場合、気相中化学種のうち、シラノ
ール中間体（Ａ）はその大きな分極のため、重合反応を
待たずに直ちに表面に吸着されるものと考えられる。吸
着されたシラノールは、直ちにオゾンあるいは熱による
酸化を受けて新たな吸着サイトとなりうるシラノールが
生成したり、他のシラノール中間体（Ａ）による付加を
受けることで、以後ずっとシラノール中間体（Ａ）が支
配的な吸着−分解機構による膜堆積が継続して進行す
る。シロキサン重合体（Ｂ）による堆積も、割合は少な
いがシラノール中間体（Ａ）と平行して進行すると考え
られ、二つの成膜種の混在による膜質の局部的な変動が
起こり、これがBHF でエッチングしたときのむらの原因
となっている可能性がある。エタノール未処理の酸化膜
上でのO3-TEOS の成膜機構はこのタイプであると考えら
れる。
膜化学種のバランスによって成膜後の形状は大きな変化
を受けることがわかる。基板にSi-OH 吸着サイトが高い
密度で分布している場合、気相中化学種のうち、シラノ
ール中間体（Ａ）はその大きな分極のため、重合反応を
待たずに直ちに表面に吸着されるものと考えられる。吸
着されたシラノールは、直ちにオゾンあるいは熱による
酸化を受けて新たな吸着サイトとなりうるシラノールが
生成したり、他のシラノール中間体（Ａ）による付加を
受けることで、以後ずっとシラノール中間体（Ａ）が支
配的な吸着−分解機構による膜堆積が継続して進行す
る。シロキサン重合体（Ｂ）による堆積も、割合は少な
いがシラノール中間体（Ａ）と平行して進行すると考え
られ、二つの成膜種の混在による膜質の局部的な変動が
起こり、これがBHF でエッチングしたときのむらの原因
となっている可能性がある。エタノール未処理の酸化膜
上でのO3-TEOS の成膜機構はこのタイプであると考えら
れる。
【００２３】本発明のように下地絶縁膜を有機化合物で
処理し、吸着活性なシラノールを全て潰した場合は、シ
ラノール中間体（Ａ）が基板に吸着されることはなくな
る。したがって気相中での滞留時間が伸び、シロキサン
重合体（Ｂ）に変化する確率が上がるため、気相中成膜
化学種の中でシロキサン重合体（Ｂ）の割合が高くな
る。シロキサン重合体（Ｂ）は、基板表面を界面張力に
よって覆うように拡がる。このシロキサン重合体（Ｂ）
は活性なシラノールを持っていないので、膜表面がシロ
キサン重合体（Ｂ）で一度覆われると、シラノール中間
体（Ａ）は以降も吸着されず、以後の堆積は全てシロキ
サン重合体（Ｂ）の流動が主体となって進行することに
なる。
処理し、吸着活性なシラノールを全て潰した場合は、シ
ラノール中間体（Ａ）が基板に吸着されることはなくな
る。したがって気相中での滞留時間が伸び、シロキサン
重合体（Ｂ）に変化する確率が上がるため、気相中成膜
化学種の中でシロキサン重合体（Ｂ）の割合が高くな
る。シロキサン重合体（Ｂ）は、基板表面を界面張力に
よって覆うように拡がる。このシロキサン重合体（Ｂ）
は活性なシラノールを持っていないので、膜表面がシロ
キサン重合体（Ｂ）で一度覆われると、シラノール中間
体（Ａ）は以降も吸着されず、以後の堆積は全てシロキ
サン重合体（Ｂ）の流動が主体となって進行することに
なる。
【００２４】すなわち、成膜前の基板の状態は、後の成
膜機構に最後まで決定的な影響を与え得ることになる。
有機化合物による成膜前処理は、上記メカニズムから推
測されることによれば、活性吸着サイトにすべて吸着さ
れれば完全な効果が得られ、約400 ℃の成膜温度におい
て脱落されない化合物ならばいずれでも構わないのであ
るが、極性の高いアセトニトリルやエステル化作用のあ
る低級アルコールは、この成膜温度においても脱離され
ず安定に残存しており、最も適切なものであろうと考え
られる。
膜機構に最後まで決定的な影響を与え得ることになる。
有機化合物による成膜前処理は、上記メカニズムから推
測されることによれば、活性吸着サイトにすべて吸着さ
れれば完全な効果が得られ、約400 ℃の成膜温度におい
て脱落されない化合物ならばいずれでも構わないのであ
るが、極性の高いアセトニトリルやエステル化作用のあ
る低級アルコールは、この成膜温度においても脱離され
ず安定に残存しており、最も適切なものであろうと考え
られる。
【００２５】ただし、界面張力によってシロキサン重合
体（Ｂ）が流動する最も初期の過程において、シロキサ
ン重合体と基板表面の間の界面張力の絶対値は、最終の
フロー形状に影響を与える可能性が高い。すなわちシロ
キサン重合体と処理済み基板の濡れ性が問題となり、有
機化合物の処理によって、シロキサン重合体に良く濡れ
る化学種を吸着あるいはエステル化させることが、良い
フロー形状を得るためには望ましい。シロキサン重合体
と同一の官能基を持つエタノールやエチレングリコール
モノエチルエーテルによる処理が好ましい結果を与えて
いることが実験的に確かめられているのも、そのためで
あろうと推測される。上述した所は理論および実験の結
果に基づいたものではあるが、あくまでも推論であり、
本発明はこのような推論によって技術的範囲が限定され
るものではないことは勿論である。
体（Ｂ）が流動する最も初期の過程において、シロキサ
ン重合体と基板表面の間の界面張力の絶対値は、最終の
フロー形状に影響を与える可能性が高い。すなわちシロ
キサン重合体と処理済み基板の濡れ性が問題となり、有
機化合物の処理によって、シロキサン重合体に良く濡れ
る化学種を吸着あるいはエステル化させることが、良い
フロー形状を得るためには望ましい。シロキサン重合体
と同一の官能基を持つエタノールやエチレングリコール
モノエチルエーテルによる処理が好ましい結果を与えて
いることが実験的に確かめられているのも、そのためで
あろうと推測される。上述した所は理論および実験の結
果に基づいたものではあるが、あくまでも推論であり、
本発明はこのような推論によって技術的範囲が限定され
るものではないことは勿論である。
【００２６】また、下地表面の有機物処理は、半導体ウ
ェファをスピンさせながら塗布するスピンコート処理
（塗布処理）、有機化合物の蒸気を半導体ウェファに吹
き付ける蒸気処理、半導体ウェファを有機化合物の溶液
中に浸漬する浸漬処理、有機化合物の溶液をスプレーす
るスプレー処理、有機化合物の液膜に半導体基板を通過
させるカーテンフローコート処理など種々の処理法が可
能であるが、いずれも簡単に実施することができる。
ェファをスピンさせながら塗布するスピンコート処理
（塗布処理）、有機化合物の蒸気を半導体ウェファに吹
き付ける蒸気処理、半導体ウェファを有機化合物の溶液
中に浸漬する浸漬処理、有機化合物の溶液をスプレーす
るスプレー処理、有機化合物の液膜に半導体基板を通過
させるカーテンフローコート処理など種々の処理法が可
能であるが、いずれも簡単に実施することができる。
【００２７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例および
比較例について説明する。図１は以下に説明する本発明
による半導体装置の製造方法の実施例および比較例にお
いて有機シラン−CVD 膜を形成する装置として共通に使
用することができる装置の一例の構成を示すものであ
る。反応チャンバ１の内部にはヒータ２を設け、サセプ
タ３によって支持されたシリコンウエファ４を加熱する
ようにする。さらに、反応チャンバ１の外部にはオゾン
発生装置５と、恒温槽６を設け、この恒温槽の内部には
ガスバブラー７を配置する。オゾン発生装置５には酸素
ガスを供給し、オゾンを生成するようにする。このオゾ
ン発生装置５のオゾン生成率は4.0%である。恒温槽６内
に配置したガスバブラー７には窒素ガスを供給し、ガス
バブラー内に収容した有機シラン、本例ではTEOSのガス
を発生させる。このTEOSガスはオゾン発生装置５で発生
させたオゾンと一緒に窒素ガスをキャリアガスとして反
応チャンバ１に供給する。反応チャンバ１内にはディス
パージョンヘッド８を配置し、オゾンとTEOSガスとの混
合ガスを層流としてシリコンウエファ４の表面に当てて
シリコンウエファの表面全面に亘って均一な成膜が行わ
れるようにする。さらに、このためにヒータ２およびサ
セプタ３とともにシリコンウエファ４をその平面内で揺
動させて成膜の均一性を確保するようにしている。
比較例について説明する。図１は以下に説明する本発明
による半導体装置の製造方法の実施例および比較例にお
いて有機シラン−CVD 膜を形成する装置として共通に使
用することができる装置の一例の構成を示すものであ
る。反応チャンバ１の内部にはヒータ２を設け、サセプ
タ３によって支持されたシリコンウエファ４を加熱する
ようにする。さらに、反応チャンバ１の外部にはオゾン
発生装置５と、恒温槽６を設け、この恒温槽の内部には
ガスバブラー７を配置する。オゾン発生装置５には酸素
ガスを供給し、オゾンを生成するようにする。このオゾ
ン発生装置５のオゾン生成率は4.0%である。恒温槽６内
に配置したガスバブラー７には窒素ガスを供給し、ガス
バブラー内に収容した有機シラン、本例ではTEOSのガス
を発生させる。このTEOSガスはオゾン発生装置５で発生
させたオゾンと一緒に窒素ガスをキャリアガスとして反
応チャンバ１に供給する。反応チャンバ１内にはディス
パージョンヘッド８を配置し、オゾンとTEOSガスとの混
合ガスを層流としてシリコンウエファ４の表面に当てて
シリコンウエファの表面全面に亘って均一な成膜が行わ
れるようにする。さらに、このためにヒータ２およびサ
セプタ３とともにシリコンウエファ４をその平面内で揺
動させて成膜の均一性を確保するようにしている。
【００２８】（実施例１）図２に示すようにシリコン基
板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにそ
の上に高さ１μm のアルミ配線13をライン巾0.5 μm 、
スペース巾0.5 μm で形成し、このBPSG膜およびアルミ
配線の上にプラズマ−TEOS CVD NSG膜14を3000Åの厚さ
に形成した。このプラズマ−TEOS CVD NSG膜14の成膜条
件としては、成膜温度を35０℃、成膜圧力を2.2Torr と
し、TEOSを1.8ml/分の割合で供給し、酸素ガスを4.0ml/
分の割合で供給し、RFパワーとしては400KHz, 500Wと1
3.56MHz, 500Wの合計１KWを使用し、成膜時間を20秒と
した。このプラズマ−TEOS CVDNSG膜14の膜厚はアルミ
配線13の上で3000Åであるが、その側壁には1000Å程度
しか形成されていない。
板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにそ
の上に高さ１μm のアルミ配線13をライン巾0.5 μm 、
スペース巾0.5 μm で形成し、このBPSG膜およびアルミ
配線の上にプラズマ−TEOS CVD NSG膜14を3000Åの厚さ
に形成した。このプラズマ−TEOS CVD NSG膜14の成膜条
件としては、成膜温度を35０℃、成膜圧力を2.2Torr と
し、TEOSを1.8ml/分の割合で供給し、酸素ガスを4.0ml/
分の割合で供給し、RFパワーとしては400KHz, 500Wと1
3.56MHz, 500Wの合計１KWを使用し、成膜時間を20秒と
した。このプラズマ−TEOS CVDNSG膜14の膜厚はアルミ
配線13の上で3000Åであるが、その側壁には1000Å程度
しか形成されていない。
【００２９】次に、シリコンウエファの下地表面をエタ
ノール処理した。本例のエタノール処理においては、シ
リコンウエファをスピンコータに載せ、1000rpm で回転
させながら100ml/min の流量でエチルアルコールを10秒
間塗布した後、2000rpm で60秒乾燥させた。次に、シリ
コンウエファを図１に示す反応チャンバ内に搬入し、以
下の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜15を10000 Åの
膜厚に形成した。なお、この明細書では、ガス流量は０
℃、１気圧の標準状態での流量を示すものである。
ノール処理した。本例のエタノール処理においては、シ
リコンウエファをスピンコータに載せ、1000rpm で回転
させながら100ml/min の流量でエチルアルコールを10秒
間塗布した後、2000rpm で60秒乾燥させた。次に、シリ
コンウエファを図１に示す反応チャンバ内に搬入し、以
下の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜15を10000 Åの
膜厚に形成した。なお、この明細書では、ガス流量は０
℃、１気圧の標準状態での流量を示すものである。
【表１】
成膜温度 400 ℃
成膜圧力 大気圧
成膜時間 545 秒
ガスバブラへの窒素ガス流量 1.5 l/min
恒温槽温度 65 ℃
オゾン発生装置への酸素流量 7.5 l/min
オゾン濃度 5 重量%
キャリアN2ガス流量 18 l/min
このようにして形成したオゾン−TEOS CVD NSG膜15はア
ルミ配線13間の狭いスペースを埋め、良好なステップカ
バレージを有しているとともに平坦性も優れており、ボ
イドも形成されていない良好の膜質を有するものであっ
た。
ルミ配線13間の狭いスペースを埋め、良好なステップカ
バレージを有しているとともに平坦性も優れており、ボ
イドも形成されていない良好の膜質を有するものであっ
た。
【００３０】（比較例１）比較例１として図３に示すよ
うにシリコン基板11の上にBPSG膜12を形成し、さらにそ
の上にアルミ配線13を形成し、BPSG膜およびアルミ配線
上にプラズマ−TEOS CVD NSG 膜14を3000Åの厚さに形
成した。ここまでは上述した実施例１と同様であり、ア
ルミ配線13のライン巾、スペースおよび高さも実施例１
と同様である。その後、エタノール処理を施すことな
く、図１に示す反応チャンバ内に入れ、実施例１と同様
の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜16を10000 Åの厚
さに形成した。比較例１ではオゾン−TEOS CVD NSG膜16
のアルミ配線13間の埋め込みが不良であって多数のボイ
ド17が形成されており、素子特性を劣化させるものであ
った。
うにシリコン基板11の上にBPSG膜12を形成し、さらにそ
の上にアルミ配線13を形成し、BPSG膜およびアルミ配線
上にプラズマ−TEOS CVD NSG 膜14を3000Åの厚さに形
成した。ここまでは上述した実施例１と同様であり、ア
ルミ配線13のライン巾、スペースおよび高さも実施例１
と同様である。その後、エタノール処理を施すことな
く、図１に示す反応チャンバ内に入れ、実施例１と同様
の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜16を10000 Åの厚
さに形成した。比較例１ではオゾン−TEOS CVD NSG膜16
のアルミ配線13間の埋め込みが不良であって多数のボイ
ド17が形成されており、素子特性を劣化させるものであ
った。
【００３１】（実施例２）図４に示すようにシリコン基
板21の表面にプラズマ−TEOS CVD NSG 膜22を形成し、
その上に高さ１μm のアルミ配線23をライン巾0.5 μm
、スペース巾0.5μm で形成した。さらにアルミ配線23
の上にはTiN(チタンナイトライド) 膜24を50Åの厚さに
形成した。次に、エタノール処理を施した後、シリコン
ウエファを図１に示す反応チャンバ内に入れ、実施例１
と同様の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜25を10000
Åの厚さに形成した。図４に示すように、オゾン−TEOS
CVD NSG膜25は良好なステップカバレージを示し、平坦
性も非常に良好であり、ボイドも認められなかった。
板21の表面にプラズマ−TEOS CVD NSG 膜22を形成し、
その上に高さ１μm のアルミ配線23をライン巾0.5 μm
、スペース巾0.5μm で形成した。さらにアルミ配線23
の上にはTiN(チタンナイトライド) 膜24を50Åの厚さに
形成した。次に、エタノール処理を施した後、シリコン
ウエファを図１に示す反応チャンバ内に入れ、実施例１
と同様の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜25を10000
Åの厚さに形成した。図４に示すように、オゾン−TEOS
CVD NSG膜25は良好なステップカバレージを示し、平坦
性も非常に良好であり、ボイドも認められなかった。
【００３２】（比較例２）図５に示すようにシリコン基
板21の上にBPSG膜22を形成し、さらにその上にアルミ配
線23を実施例２と同様に形成し、さらにアルミ配線の上
にTiN 膜24を形成した後、エタノール処理を施すことな
く、シリコンウエファを図１に示す反応チャンバ内に入
れ、実施例２と同様の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG
膜26を10000 Åの厚さに形成した。このようにして形成
したオゾン−TEOS CVD NSG膜26には多くのボイド27が発
生しており、素子特性が劣化する恐れがあった。
板21の上にBPSG膜22を形成し、さらにその上にアルミ配
線23を実施例２と同様に形成し、さらにアルミ配線の上
にTiN 膜24を形成した後、エタノール処理を施すことな
く、シリコンウエファを図１に示す反応チャンバ内に入
れ、実施例２と同様の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG
膜26を10000 Åの厚さに形成した。このようにして形成
したオゾン−TEOS CVD NSG膜26には多くのボイド27が発
生しており、素子特性が劣化する恐れがあった。
【００３３】上述した実施例１，２および比較例１，２
によって形成したオゾン−TEOS CVDNSG膜をTDS(Thermal
Desortion Spectroscopy) 評価装置を用いて評価し
た。このTDS 評価装置は、ウエファを加熱したときに放
出されるガスをQ-Massで評価するものである。ウエファ
を評価室に入れ、内部を10-9Torrまで真空に引き、ヒー
タによってウエファを室温から500 ℃の温度まで30分間
かけて加熱する。この加熱中にウエファから放出される
脱ガスをQ-Massへ導いて分析するものである。このよう
なTDS 評価装置を用いて主として水(Mass No.18)を分析
したが、実施例１，２のオゾン−TEOS CVD NSG膜からは
水は殆ど放出されなかったが、比較例１，２のオゾン−
TEOS CVD NSG膜からは１桁以上多くの水が放出された。
によって形成したオゾン−TEOS CVDNSG膜をTDS(Thermal
Desortion Spectroscopy) 評価装置を用いて評価し
た。このTDS 評価装置は、ウエファを加熱したときに放
出されるガスをQ-Massで評価するものである。ウエファ
を評価室に入れ、内部を10-9Torrまで真空に引き、ヒー
タによってウエファを室温から500 ℃の温度まで30分間
かけて加熱する。この加熱中にウエファから放出される
脱ガスをQ-Massへ導いて分析するものである。このよう
なTDS 評価装置を用いて主として水(Mass No.18)を分析
したが、実施例１，２のオゾン−TEOS CVD NSG膜からは
水は殆ど放出されなかったが、比較例１，２のオゾン−
TEOS CVD NSG膜からは１桁以上多くの水が放出された。
【００３４】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例ではエタノール処理を施した後にオ
ゾン−TEOS CVD NSG膜を形成するようにしたが、反応チ
ャンバに供給するオゾンとTEOSの混合ガスにTMOP(trime
thylphosphate)およびTMB(trimethylborate)などの燐お
よびホウ素のアルコキシドガスをドーパントとして加え
ることによってオゾン-TEOS CVD PSG 膜やBPSG膜を形成
することもできる。さらに、有機シラン原料化合物とし
てはTEOSだけでなく、上述したTMOS、OMCTS 、HMDS、TM
CTS 、SOB 、DADBS 、SOP などを用いることもできる。
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例ではエタノール処理を施した後にオ
ゾン−TEOS CVD NSG膜を形成するようにしたが、反応チ
ャンバに供給するオゾンとTEOSの混合ガスにTMOP(trime
thylphosphate)およびTMB(trimethylborate)などの燐お
よびホウ素のアルコキシドガスをドーパントとして加え
ることによってオゾン-TEOS CVD PSG 膜やBPSG膜を形成
することもできる。さらに、有機シラン原料化合物とし
てはTEOSだけでなく、上述したTMOS、OMCTS 、HMDS、TM
CTS 、SOB 、DADBS 、SOP などを用いることもできる。
【００３５】（実施例３）図２に示した実施例１と同様
にシリコン基板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成
し、さらにその上に高さ１μm のアルミ配線13をライン
巾0.5 μm 、スペース巾0.5 μm で形成し、このBPSG膜
およびアルミ配線の上にプラズマ−TEOS CVD NSG膜14を
3000Åの厚さに形成した。このプラズマ−TEOS CVD NSG
膜14の成膜条件としては、成膜温度を350 ℃、成膜圧力
を2.2 Torrとし、TEOSを1.8 ml/ 分の割合で供給し、酸
素ガスを4.0 l/分の割合で供給し、RFパワーとしては40
0KHz, 500Wと13.56MHz, 500Wの合計1KW を使用し、成膜
時間を20秒とした。このプラズマ−TEOS CVD NSG膜14の
膜厚はアルミ配線13の上で3000Åであるが、その側壁に
は1500Å程度しか形成されていない。
にシリコン基板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成
し、さらにその上に高さ１μm のアルミ配線13をライン
巾0.5 μm 、スペース巾0.5 μm で形成し、このBPSG膜
およびアルミ配線の上にプラズマ−TEOS CVD NSG膜14を
3000Åの厚さに形成した。このプラズマ−TEOS CVD NSG
膜14の成膜条件としては、成膜温度を350 ℃、成膜圧力
を2.2 Torrとし、TEOSを1.8 ml/ 分の割合で供給し、酸
素ガスを4.0 l/分の割合で供給し、RFパワーとしては40
0KHz, 500Wと13.56MHz, 500Wの合計1KW を使用し、成膜
時間を20秒とした。このプラズマ−TEOS CVD NSG膜14の
膜厚はアルミ配線13の上で3000Åであるが、その側壁に
は1500Å程度しか形成されていない。
【００３６】次に、シリコンウエファの下地表面をメタ
ノール処理した。本例のメタノール処理においては、シ
リコンウエファをスピンコータに載せ、1000rpm で回転
させながら100ml/min の流量でメタノールを５秒間塗布
した後、回転数を2000rpm まで上げて60秒間乾燥させ
た。次に、シリコンウエファを図１に示す反応チャンバ
内に搬入し、以下の成膜条件でオゾン−TMOS CVD NSG膜
を8000Åの膜厚に形成した。
ノール処理した。本例のメタノール処理においては、シ
リコンウエファをスピンコータに載せ、1000rpm で回転
させながら100ml/min の流量でメタノールを５秒間塗布
した後、回転数を2000rpm まで上げて60秒間乾燥させ
た。次に、シリコンウエファを図１に示す反応チャンバ
内に搬入し、以下の成膜条件でオゾン−TMOS CVD NSG膜
を8000Åの膜厚に形成した。
【表２】
成膜温度 400 ℃
成膜圧力 大気圧
成膜時間 360 秒
ガスバブラへの窒素ガス流量 1.5 l/min
恒温槽温度 65 ℃
オゾン発生装置への酸素流量 7.5 l/min
オゾン濃度 5 重量%
キャリアN2ガス流量 18 l/min
このようにして形成したオゾン−TMOS CVD NSG膜15はア
ルミ配線13間の狭いスペースを埋め、良好なステップカ
バレージを有しているとともに平坦性も優れており、ボ
イドも形成されていない良好の膜質を有するものであっ
た。
ルミ配線13間の狭いスペースを埋め、良好なステップカ
バレージを有しているとともに平坦性も優れており、ボ
イドも形成されていない良好の膜質を有するものであっ
た。
【００３７】（比較例３）比較例３として上述した実施
例３と同様にシリコン基板11の上にBPSG膜12を形成し、
さらにその上に高さ１μm 、ライン巾0.5 μm 、スペー
ス巾0.5 μm のアルミ配線13を形成し、BPSG膜およびア
ルミ配線上にプラズマ−TEOS CVD 膜14を3000Åの厚さ
に形成した。ここまでは上述した実施例３と同様であ
る。その後、メタノール処理を施すことなく、図１に示
す反応チャンバ内に入れ、以下の成膜条件でオゾン−TM
OS CVD NSG膜を8000Åの厚さに形成した。
例３と同様にシリコン基板11の上にBPSG膜12を形成し、
さらにその上に高さ１μm 、ライン巾0.5 μm 、スペー
ス巾0.5 μm のアルミ配線13を形成し、BPSG膜およびア
ルミ配線上にプラズマ−TEOS CVD 膜14を3000Åの厚さ
に形成した。ここまでは上述した実施例３と同様であ
る。その後、メタノール処理を施すことなく、図１に示
す反応チャンバ内に入れ、以下の成膜条件でオゾン−TM
OS CVD NSG膜を8000Åの厚さに形成した。
【表３】
成膜温度 400 ℃
成膜圧力 大気圧
成膜時間 545 秒
ガスバブラへの窒素ガス流量 1.5 l/min
恒温槽温度 65 ℃
オゾン発生装置への酸素流量 7.5 l/min
オゾン濃度 5 重量%
キャリアN2ガス流量 18 l/min
この比較例３ではオゾン−TMOS CVD NSG膜のアルミ配線
13間の埋め込みが不良であり多数のボイドが形成されて
おり、素子特性を劣化させるものであった。
13間の埋め込みが不良であり多数のボイドが形成されて
おり、素子特性を劣化させるものであった。
【００３８】上述した実施例３および比較例３によって
形成したオゾン−TMOS CVD NSG膜を上述したTDS 評価装
置を用い、上述したところと同様に主として水(Mass N
o.18)を分析したが、実施例３のオゾン−TMOS CVD NSG
膜からは水は殆ど放出されなかったが、比較例３のオゾ
ン−TMOS CVD NSG膜からは多くの水が放出された。
形成したオゾン−TMOS CVD NSG膜を上述したTDS 評価装
置を用い、上述したところと同様に主として水(Mass N
o.18)を分析したが、実施例３のオゾン−TMOS CVD NSG
膜からは水は殆ど放出されなかったが、比較例３のオゾ
ン−TMOS CVD NSG膜からは多くの水が放出された。
【００３９】（実施例４）この実施例４においては下地
処理を行う有機化合物としてエタノールを用い、これを
溶媒として作用するシクロヘキサンに溶かした１容積％
エタノールシクロヘキサン溶液を用いるものである。図
２に示した第１の実施例１と同様にシリコン基板11の上
に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に高
さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.5
μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を3000
Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14
の形成条件は実施例１と同様である。次に、1%エタノー
ルシクロヘキサン溶液をスピンコート処理した後、O3-T
EOS CVD NSG 膜を1 μm の厚さに形成した。この成膜条
件は実施例１と同じである。このようにして形成したO3
-TEOS CVD NSG 膜は埋め込み性が良く、ボイドの無い良
好な膜質を示すものであった。
処理を行う有機化合物としてエタノールを用い、これを
溶媒として作用するシクロヘキサンに溶かした１容積％
エタノールシクロヘキサン溶液を用いるものである。図
２に示した第１の実施例１と同様にシリコン基板11の上
に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に高
さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.5
μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を3000
Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14
の形成条件は実施例１と同様である。次に、1%エタノー
ルシクロヘキサン溶液をスピンコート処理した後、O3-T
EOS CVD NSG 膜を1 μm の厚さに形成した。この成膜条
件は実施例１と同じである。このようにして形成したO3
-TEOS CVD NSG 膜は埋め込み性が良く、ボイドの無い良
好な膜質を示すものであった。
【００４０】（実施例５）この実施例５では、CN基を有
する有機化合物処理の例としてアセトニトリルを用い、
これにテトラヒドロフラン（THF)を有機溶媒として加え
た溶液で処理を行うものである。図２に示した実施例と
同様にシリコン基板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を
形成し、さらにその上に高さ1 μm のAl配線をライン幅
0.5 μm 、スペース幅0.5 μm で形成し、次にプラズマ
-TEOS CVD NSG 膜14を3000Åの厚さに形成した。このプ
ラズマ-TEOS CVD NSG 膜14の成膜条件は実施例１と同様
である。次に、1%アセトニトリルTHF 溶液をスピンコー
ト処理した後、O3-OMCTS CVD NSG膜を1 μm の厚さに形
成した。この成膜条件は第２のガスバブラの温度を75℃
とすること以外は実施例１と同じである。このようにし
て形成したO3-OMCTS CVD NSG膜も埋め込み性が良く、ボ
イドの無い良好な膜質を示すものであった。
する有機化合物処理の例としてアセトニトリルを用い、
これにテトラヒドロフラン（THF)を有機溶媒として加え
た溶液で処理を行うものである。図２に示した実施例と
同様にシリコン基板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を
形成し、さらにその上に高さ1 μm のAl配線をライン幅
0.5 μm 、スペース幅0.5 μm で形成し、次にプラズマ
-TEOS CVD NSG 膜14を3000Åの厚さに形成した。このプ
ラズマ-TEOS CVD NSG 膜14の成膜条件は実施例１と同様
である。次に、1%アセトニトリルTHF 溶液をスピンコー
ト処理した後、O3-OMCTS CVD NSG膜を1 μm の厚さに形
成した。この成膜条件は第２のガスバブラの温度を75℃
とすること以外は実施例１と同じである。このようにし
て形成したO3-OMCTS CVD NSG膜も埋め込み性が良く、ボ
イドの無い良好な膜質を示すものであった。
【００４１】（実施例６）この実施例６では、ON2 基を
有する有機化合物処理の例としてニトロメタン溶液を用
いたものである。図２に示した実施例と同様にシリコン
基板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらに
その上に高さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペ
ース幅0.5 μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG
膜14を3000Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CV
D NSG 膜14の成膜条件は実施例１と同様である。次に、
ニトロメタン溶液をスピンコート処理した後、O3-TEOS
CVD NSG 膜を1 μm の厚さに形成した。この成膜条件は
実施例１と同じである。このようにして形成したO3-TEO
S CVD NSG 膜も埋め込み性が良いとともにボイドが無い
良好な膜質のものであった。
有する有機化合物処理の例としてニトロメタン溶液を用
いたものである。図２に示した実施例と同様にシリコン
基板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらに
その上に高さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペ
ース幅0.5 μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG
膜14を3000Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CV
D NSG 膜14の成膜条件は実施例１と同様である。次に、
ニトロメタン溶液をスピンコート処理した後、O3-TEOS
CVD NSG 膜を1 μm の厚さに形成した。この成膜条件は
実施例１と同じである。このようにして形成したO3-TEO
S CVD NSG 膜も埋め込み性が良いとともにボイドが無い
良好な膜質のものであった。
【００４２】（実施例７）この実施例７では、COOH基を
有するギ酸を下地処理用の有機化合物として用いるもの
である。図２の実施例と同様にシリコン基板11の上に膜
厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に高さ1
μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.5 μm
で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を3000Åの
厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14の形
成条件は実施例１と同様である。次に、ギ酸をスピンコ
ート処理し、O3-TEOS CVD NSG 膜を1 μm の厚さに形成
した。この成膜条件は実施例１と同じである。このよう
にして形成したO3-TEOS CVD NSG 膜も埋め込み性が良
く、ボイドが無い良好な膜質を示すものであった。
有するギ酸を下地処理用の有機化合物として用いるもの
である。図２の実施例と同様にシリコン基板11の上に膜
厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に高さ1
μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.5 μm
で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を3000Åの
厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14の形
成条件は実施例１と同様である。次に、ギ酸をスピンコ
ート処理し、O3-TEOS CVD NSG 膜を1 μm の厚さに形成
した。この成膜条件は実施例１と同じである。このよう
にして形成したO3-TEOS CVD NSG 膜も埋め込み性が良
く、ボイドが無い良好な膜質を示すものであった。
【００４３】（実施例８）この実施例８では、N 基を有
する下地処理用の有機化合物としてピリジンを用い、こ
れにベンゼン溶媒を加えて得られる有機溶媒溶液を用い
るものである。図２に示した実施例と同様にシリコン基
板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにそ
の上に高さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペー
ス幅0.5 μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜
14を3000Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD
NSG 膜14の形成条件は実施例１と同様である。次に、ピ
リジン: ベンゼン( 容積比＝1:1)溶液をスピンコート処
理した後、O3-TEOS CVDNSG 膜を1 μm の厚さに形成し
た。この成膜条件は実施例１と同じである。このように
して形成したO3-TEOS CVD NSG 膜も埋め込み性が良く、
ボイドが無い良好な膜質を示すものであった。
する下地処理用の有機化合物としてピリジンを用い、こ
れにベンゼン溶媒を加えて得られる有機溶媒溶液を用い
るものである。図２に示した実施例と同様にシリコン基
板11の上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにそ
の上に高さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペー
ス幅0.5 μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜
14を3000Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD
NSG 膜14の形成条件は実施例１と同様である。次に、ピ
リジン: ベンゼン( 容積比＝1:1)溶液をスピンコート処
理した後、O3-TEOS CVDNSG 膜を1 μm の厚さに形成し
た。この成膜条件は実施例１と同じである。このように
して形成したO3-TEOS CVD NSG 膜も埋め込み性が良く、
ボイドが無い良好な膜質を示すものであった。
【００４４】（実施例９）この実施例９では、エタノー
ルを用いて下地処理する際に浸漬処理を用いるものであ
る。図２に示す実施例１と同様に、シリコン基板11の上
に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に高
さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.5
μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を3000
Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14
の形成条件は実施例１と同様である。次に、エタノール
が10リットル入った溶液槽にウエファを１分間漬け、ス
ピンドライヤ（500rpm）で５分間乾燥させた後、図１に
示す反応チャンバ内に入れてO3-TEOSCVD NSG 膜を1 μm
の厚さに形成した。この成膜条件は実施例１と同じで
ある。このようにして形成したO3-TEOS CVD NSG 膜も埋
め込み性が良いとともにボイドが無く、良好な膜質を示
すものであった。
ルを用いて下地処理する際に浸漬処理を用いるものであ
る。図２に示す実施例１と同様に、シリコン基板11の上
に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に高
さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.5
μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を3000
Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14
の形成条件は実施例１と同様である。次に、エタノール
が10リットル入った溶液槽にウエファを１分間漬け、ス
ピンドライヤ（500rpm）で５分間乾燥させた後、図１に
示す反応チャンバ内に入れてO3-TEOSCVD NSG 膜を1 μm
の厚さに形成した。この成膜条件は実施例１と同じで
ある。このようにして形成したO3-TEOS CVD NSG 膜も埋
め込み性が良いとともにボイドが無く、良好な膜質を示
すものであった。
【００４５】（実施例10）この実施例10では、エタノー
ルを用いて下地処理する際に蒸気暴露処理を用いるもの
である。図２の実施例１と同様にシリコン基板11の上に
膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に高さ
1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.5 μ
m で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を3000Å
の厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14の
形成条件は実施例１と同様である。次に、エタノールに
よる蒸気暴露処理を行った。図６は蒸気暴露処理を行う
装置の一例を示すものである。図６に示すように石英製
の容器31の下部からパイプ32を経てエタノールを導入
し、容器の下部および側部に配置したヒータ33によって
エタノールを100 ℃に加熱するようにする。また、容器
31の上部にはエタノール回収用の冷却コイル34を設け、
下部にはエタノールを回収するための廃液パイプ35を設
ける。また、容器31の最上部には排気用パイプ36を設
け、さらに排水パイプ37を設ける。ヒータ33を78.5℃の
温度に加熱してエタノールを気化し、容易内をエタノー
ル蒸気で満たすようにする。25枚のウエファをカセット
に収納し、このカセットを容器31内に入れ、５分間エタ
ノール蒸気に曝す。この場合、エタノール蒸気がウエフ
ァ間を通るときウエファ表面に形成された高アスペクト
比のパターン間に十分入り込むようにする。また、エタ
ノールガスの濃度は25% LEL 以上とする。その後、容器
31内に窒素ガスを5 l/min の流量で流し、窒素圧力を3
Kg/cm2の圧力して10分間乾燥する。このような装置を用
いてシリコン基板を100 ℃に加熱したエタノール蒸気中
に５分間保持し、続いて10分間の乾燥を行った。その後
シリコン基板を図１に示す反応チャンバ内に搬送して
O3-TEOS CVD NSG 膜を1 μm の厚さに形成した。この成
膜条件は実施例１と同じである。このようにして形成し
たO3-TEOS CVD NSG膜も埋め込み性が良く、ボイドが無
い良好な膜質を示すものであった。
ルを用いて下地処理する際に蒸気暴露処理を用いるもの
である。図２の実施例１と同様にシリコン基板11の上に
膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に高さ
1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.5 μ
m で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を3000Å
の厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14の
形成条件は実施例１と同様である。次に、エタノールに
よる蒸気暴露処理を行った。図６は蒸気暴露処理を行う
装置の一例を示すものである。図６に示すように石英製
の容器31の下部からパイプ32を経てエタノールを導入
し、容器の下部および側部に配置したヒータ33によって
エタノールを100 ℃に加熱するようにする。また、容器
31の上部にはエタノール回収用の冷却コイル34を設け、
下部にはエタノールを回収するための廃液パイプ35を設
ける。また、容器31の最上部には排気用パイプ36を設
け、さらに排水パイプ37を設ける。ヒータ33を78.5℃の
温度に加熱してエタノールを気化し、容易内をエタノー
ル蒸気で満たすようにする。25枚のウエファをカセット
に収納し、このカセットを容器31内に入れ、５分間エタ
ノール蒸気に曝す。この場合、エタノール蒸気がウエフ
ァ間を通るときウエファ表面に形成された高アスペクト
比のパターン間に十分入り込むようにする。また、エタ
ノールガスの濃度は25% LEL 以上とする。その後、容器
31内に窒素ガスを5 l/min の流量で流し、窒素圧力を3
Kg/cm2の圧力して10分間乾燥する。このような装置を用
いてシリコン基板を100 ℃に加熱したエタノール蒸気中
に５分間保持し、続いて10分間の乾燥を行った。その後
シリコン基板を図１に示す反応チャンバ内に搬送して
O3-TEOS CVD NSG 膜を1 μm の厚さに形成した。この成
膜条件は実施例１と同じである。このようにして形成し
たO3-TEOS CVD NSG膜も埋め込み性が良く、ボイドが無
い良好な膜質を示すものであった。
【００４６】また、上述した実施例では下地表面を有機
化合物で処理した後、常圧オゾン−TEOS CVD NSG膜を形
成するようにしたが、減圧CVD 法、加圧CVD 、プラズマ
CVD法または光励起CVD 法を採用してオゾン-TEOS CVD N
SG 膜を形成することもできる。さらに、上述した実施
例においては、有機シランCVD 膜を層間絶縁膜として形
成したが、半導体基板と金属配線との間の１次絶縁膜や
最終パッシベーション膜として形成することもでき、ま
たゲート電極等の側面にサイドウォール膜を形成する際
にも適用することができる。以下その例を示す。
化合物で処理した後、常圧オゾン−TEOS CVD NSG膜を形
成するようにしたが、減圧CVD 法、加圧CVD 、プラズマ
CVD法または光励起CVD 法を採用してオゾン-TEOS CVD N
SG 膜を形成することもできる。さらに、上述した実施
例においては、有機シランCVD 膜を層間絶縁膜として形
成したが、半導体基板と金属配線との間の１次絶縁膜や
最終パッシベーション膜として形成することもでき、ま
たゲート電極等の側面にサイドウォール膜を形成する際
にも適用することができる。以下その例を示す。
【００４７】（実施例11）
図７Ａに示すようにシリコンウエファ41の上に膜厚が 3
00Åのゲート酸化膜42を形成し、さらにその上にポリシ
リコンより成るゲート電極43を形成した。次に、ゲート
酸化膜42およびゲート電極43の表面をエタノール処理し
た。本例のエタノール処理においては、シリコンウエフ
ァをスピンコータに載せ、2000rpm で回転させながら１
CC/secの流量でエチルアルコールを３秒間塗布した後、
40秒乾燥させた。次に、シリコンウエファ41を図１に示
す反応チャンバ内に搬入し、以下の成膜条件で常圧オゾ
ン−TEOS CVD NSGより成るサイドウォール膜44を4000Å
の膜厚に形成した。
00Åのゲート酸化膜42を形成し、さらにその上にポリシ
リコンより成るゲート電極43を形成した。次に、ゲート
酸化膜42およびゲート電極43の表面をエタノール処理し
た。本例のエタノール処理においては、シリコンウエフ
ァをスピンコータに載せ、2000rpm で回転させながら１
CC/secの流量でエチルアルコールを３秒間塗布した後、
40秒乾燥させた。次に、シリコンウエファ41を図１に示
す反応チャンバ内に搬入し、以下の成膜条件で常圧オゾ
ン−TEOS CVD NSGより成るサイドウォール膜44を4000Å
の膜厚に形成した。
【表４】
成膜温度 400 ℃
成膜圧力 大気圧
成膜時間 360 秒
キャリア窒素ガスの流量 18 l/min
ガスバブラへの窒素ガス流量 1.5 l/min
恒温槽温度 65 ℃
オゾン発生装置への酸素流量 7.5 l/min
オゾン濃度 5 重量%
次に、このようにして形成したオゾン−TEOS CVD NSGよ
り成るサイドウォール膜44を全面を異方性エッチバック
してゲート電極43の側面にサイドウォール45を形成した
状態を図７Ｂに示す。このように下地表面をエタノール
処理した後に形成した常圧オゾン−TEOS CVDNSGより成
るサイドウォール45はボイドも形成されていないととも
にサイドウォールからの脱ガスは後述する比較例に比べ
て１桁も小さいものであった。また、サイドウォール膜
44をエッチバックする際、膜堆積時のサイドウォール形
状が良好であり、このため従来の被エッチング膜よりも
薄くでき、その分ドライエッチング時間を短縮できるの
で、素子へのダメージを軽減することができる。
り成るサイドウォール膜44を全面を異方性エッチバック
してゲート電極43の側面にサイドウォール45を形成した
状態を図７Ｂに示す。このように下地表面をエタノール
処理した後に形成した常圧オゾン−TEOS CVDNSGより成
るサイドウォール45はボイドも形成されていないととも
にサイドウォールからの脱ガスは後述する比較例に比べ
て１桁も小さいものであった。また、サイドウォール膜
44をエッチバックする際、膜堆積時のサイドウォール形
状が良好であり、このため従来の被エッチング膜よりも
薄くでき、その分ドライエッチング時間を短縮できるの
で、素子へのダメージを軽減することができる。
【００４８】（比較例４）
比較例４として図８に示すようにシリコン基板41の上に
ゲート酸化膜42を形成し、さらにその上にポリシリコン
より成るゲート電極43を形成した。ここまでは上述した
実施例11と同様であるが、比較例においてはエタノール
処理を施すことなく、図１に示す反応チャンバ内に入
れ、実施例11と同様の成膜条件で常圧オゾン−TEOS CVD
NSGより成るサイドウォール膜を6000Åの厚さに形成
し、さらに全面エッチバックを施してゲート電極43の側
面にサイドウォール46を形成した。比較例で形成された
オゾン−TEOS CVD NSGより成るサイドウォール膜44には
図８に示すように多数のボイド47が形成されており、上
述したところと同様の脱ガス評価(TDS評価) によるサイ
ドウォール膜からの脱ガスは上述した本発明の実施例に
比べて１桁も大きかった。このようなTDS 評価装置を用
いて主として水(Mass No.18)を分析したが、実施例11の
常圧オゾン−TEOS CVD NSGより成るサイドウォール45か
らは水は殆ど放出されなかったが、比較例の常圧オゾン
−TEOS CVD NSGより成るサイドウォール46からは１桁以
上多くの水が放出された。
ゲート酸化膜42を形成し、さらにその上にポリシリコン
より成るゲート電極43を形成した。ここまでは上述した
実施例11と同様であるが、比較例においてはエタノール
処理を施すことなく、図１に示す反応チャンバ内に入
れ、実施例11と同様の成膜条件で常圧オゾン−TEOS CVD
NSGより成るサイドウォール膜を6000Åの厚さに形成
し、さらに全面エッチバックを施してゲート電極43の側
面にサイドウォール46を形成した。比較例で形成された
オゾン−TEOS CVD NSGより成るサイドウォール膜44には
図８に示すように多数のボイド47が形成されており、上
述したところと同様の脱ガス評価(TDS評価) によるサイ
ドウォール膜からの脱ガスは上述した本発明の実施例に
比べて１桁も大きかった。このようなTDS 評価装置を用
いて主として水(Mass No.18)を分析したが、実施例11の
常圧オゾン−TEOS CVD NSGより成るサイドウォール45か
らは水は殆ど放出されなかったが、比較例の常圧オゾン
−TEOS CVD NSGより成るサイドウォール46からは１桁以
上多くの水が放出された。
【００４９】上述した本発明による半導体装置の製造方
法の実施例11におけるスループット、サイドウォール膜
の均一性、BHF エッチャント(10:1)に対するエッチング
レート、加工均一性、形状および総合評価を、比較例４
に示した従来の製造方法と対比して表５に示す。ここ
で、本発明の方法としては、上述した実施例のように有
機シランとしてTEOSを用い、常圧オゾン−CVD 法を採用
したもの（本発明の方法１）と、TEOSを用い、減圧CVD
法を採用したもの（本発明の方法２）を示しており、両
者とも下地表面をエタノール処理したものである。ま
た、従来の方法としては、SiH4を原料として用いる減圧
CVD 法を採用したもの（従来の方法１）、上述した比較
例のようにTEOSを用い、常圧CVD 法を採用したもの（従
来の方法２）と、TEOSを用い、減圧CVD 法を採用したも
の（従来の方法３）とを示してあり、いずれもエタノー
ル処理は行っていない。
法の実施例11におけるスループット、サイドウォール膜
の均一性、BHF エッチャント(10:1)に対するエッチング
レート、加工均一性、形状および総合評価を、比較例４
に示した従来の製造方法と対比して表５に示す。ここ
で、本発明の方法としては、上述した実施例のように有
機シランとしてTEOSを用い、常圧オゾン−CVD 法を採用
したもの（本発明の方法１）と、TEOSを用い、減圧CVD
法を採用したもの（本発明の方法２）を示しており、両
者とも下地表面をエタノール処理したものである。ま
た、従来の方法としては、SiH4を原料として用いる減圧
CVD 法を採用したもの（従来の方法１）、上述した比較
例のようにTEOSを用い、常圧CVD 法を採用したもの（従
来の方法２）と、TEOSを用い、減圧CVD 法を採用したも
の（従来の方法３）とを示してあり、いずれもエタノー
ル処理は行っていない。
【００５０】
【表５】
【００５１】上述した表５から明らかなように、本発明
の製造方法によれば、膜厚均一性、加工均一性および形
状が良好であるとともにエッチングレートも速いサイド
ウォール膜を形成することができ、しかも上述した脱ガ
ス量も少なく、ボイドの発生もないものであり、従来の
方法に比べて総合評価が高くなっている。このような本
発明による半導体装置の製造方法の利点は実施例11以外
の実施例においても同様に得られるものである。
の製造方法によれば、膜厚均一性、加工均一性および形
状が良好であるとともにエッチングレートも速いサイド
ウォール膜を形成することができ、しかも上述した脱ガ
ス量も少なく、ボイドの発生もないものであり、従来の
方法に比べて総合評価が高くなっている。このような本
発明による半導体装置の製造方法の利点は実施例11以外
の実施例においても同様に得られるものである。
【００５２】（実施例12）実施例11と同様に図１に示す
装置を用いるが、本例においてはガスバブラー７にTMOS
を収容する。シリコンウエファの上に膜厚が 300Åのゲ
ート酸化膜を形成し、さらにその上にポリシリコンより
成るゲート電極を形成した。続いてゲート酸化膜および
ゲート電極の表面をメタノール処理した。このメタノー
ル処理は、シリコンウエファをスピンコータに載せ、20
00rpm で回転させながら１CC/secの流量でメチルアルコ
ールを３秒間塗布した後、40秒乾燥させた。次に、シリ
コンウエファを図１に示す反応チャンバ内に搬入し、以
下の成膜条件で常圧オゾン−TMOS CVD NSGより成るサイ
ドウォール膜を4000Åの膜厚に形成した。
装置を用いるが、本例においてはガスバブラー７にTMOS
を収容する。シリコンウエファの上に膜厚が 300Åのゲ
ート酸化膜を形成し、さらにその上にポリシリコンより
成るゲート電極を形成した。続いてゲート酸化膜および
ゲート電極の表面をメタノール処理した。このメタノー
ル処理は、シリコンウエファをスピンコータに載せ、20
00rpm で回転させながら１CC/secの流量でメチルアルコ
ールを３秒間塗布した後、40秒乾燥させた。次に、シリ
コンウエファを図１に示す反応チャンバ内に搬入し、以
下の成膜条件で常圧オゾン−TMOS CVD NSGより成るサイ
ドウォール膜を4000Åの膜厚に形成した。
【表６】
成膜温度 400 ℃
成膜圧力 大気圧
成膜時間 360 秒
キャリア窒素ガスの流量 18 l/min
ガスバブラへの窒素ガス流量 1.5 l/min
恒温槽温度 65 ℃
オゾン発生装置への酸素流量 7.5 l/min
オゾン濃度 5 重量%
次に、このようにして形成したオゾン−TMOS CVD NSGよ
り成るサイドウォール膜を全面を異方性エッチバックし
てゲート電極の側面にサイドウォールを形成した。この
ように下地表面をメタノール処理した後に形成した常圧
オゾン−TMOS CVDNSGより成るサイドウォールにはボイ
ドも形成されていないとともにサイドウォールからの脱
ガスも前述した実施例11と同程度であった。また、サイ
ドウォール膜をエッチバックする際、膜堆積時のサイド
ウォール形状が良好であり、このため従来の被エッチン
グ膜よりも薄くでき、その分ドライエッチング時間を短
縮できるので、素子へのダメージを軽減することができ
る。
り成るサイドウォール膜を全面を異方性エッチバックし
てゲート電極の側面にサイドウォールを形成した。この
ように下地表面をメタノール処理した後に形成した常圧
オゾン−TMOS CVDNSGより成るサイドウォールにはボイ
ドも形成されていないとともにサイドウォールからの脱
ガスも前述した実施例11と同程度であった。また、サイ
ドウォール膜をエッチバックする際、膜堆積時のサイド
ウォール形状が良好であり、このため従来の被エッチン
グ膜よりも薄くでき、その分ドライエッチング時間を短
縮できるので、素子へのダメージを軽減することができ
る。
【００５３】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例11ではエタノール処理を施した後に
常圧オゾン−TEOS CVD NSGまたは常圧オゾン−TMOS CVD
NSGより成るサイドウォール膜を形成するようにした
が、反応チャンバに供給するTEOSとオゾンの混合ガスに
TMOP(trimethylphosphate)およびTMB(trimethylborate)
などの燐およびホウ素のアルコキシドガスをドーパント
として加えることによってオゾン-TEOS CVD PSG やオゾ
ン-TEOS CVD BPSGより成るサイドウォール膜を形成する
こともできる。また、上述した実施例11ではエタノール
処理後、常圧オゾン−CVD 法によってサイドウォール膜
を形成するようにしたが、減圧CVD 法、加圧CVD 、プラ
ズマCVD 法または光励起CVD 法を採用してサイドウォー
ル膜を形成することもできる。上述した実施例において
は、下地処理した後に形成する絶縁膜として層間絶縁膜
およびサイドウォールを形成するようにしたが、本発明
によれば半導体基板と第１層配線との間の１次絶縁膜を
形成することもできる。以下、この１次絶縁膜を形成す
る実施例について説明する。
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例11ではエタノール処理を施した後に
常圧オゾン−TEOS CVD NSGまたは常圧オゾン−TMOS CVD
NSGより成るサイドウォール膜を形成するようにした
が、反応チャンバに供給するTEOSとオゾンの混合ガスに
TMOP(trimethylphosphate)およびTMB(trimethylborate)
などの燐およびホウ素のアルコキシドガスをドーパント
として加えることによってオゾン-TEOS CVD PSG やオゾ
ン-TEOS CVD BPSGより成るサイドウォール膜を形成する
こともできる。また、上述した実施例11ではエタノール
処理後、常圧オゾン−CVD 法によってサイドウォール膜
を形成するようにしたが、減圧CVD 法、加圧CVD 、プラ
ズマCVD 法または光励起CVD 法を採用してサイドウォー
ル膜を形成することもできる。上述した実施例において
は、下地処理した後に形成する絶縁膜として層間絶縁膜
およびサイドウォールを形成するようにしたが、本発明
によれば半導体基板と第１層配線との間の１次絶縁膜を
形成することもできる。以下、この１次絶縁膜を形成す
る実施例について説明する。
【００５４】（実施例13）図10は本発明による半導体装
置の製造方法の実施例13によって製造した半導体装置の
一部分を示すものである。シリコン基板51の上に膜厚が
300 Åの熱酸化膜52を形成し、さらにその上に高さ0.5
μm 、ライン巾0.3 μm 、スペース巾0.3μm のポリシ
リコン53の段差を形成する。このポリシリコン53が第１
層の配線を構成するものである。次に、熱酸化膜52およ
びポリシリコン53の上に膜厚が200Åの熱酸化膜54を形
成し、その表面をエタノール処理した後、シリコンウエ
ファを図１に示す反応チャンバ内に搬送し、膜厚が5000
Åのオゾン-TEOS CVD NSG 膜55を形成した状態を示すも
のである。本例のエタノール処理は、スピンコータを使
用するもので、シリコンウエファをスピンコータの上に
載置し、これを2000 rpmで回転させながら３CCのエタノ
ールを３秒間に亘って塗布した後、2000 rpmで40秒間回
転させて乾燥させた。
置の製造方法の実施例13によって製造した半導体装置の
一部分を示すものである。シリコン基板51の上に膜厚が
300 Åの熱酸化膜52を形成し、さらにその上に高さ0.5
μm 、ライン巾0.3 μm 、スペース巾0.3μm のポリシ
リコン53の段差を形成する。このポリシリコン53が第１
層の配線を構成するものである。次に、熱酸化膜52およ
びポリシリコン53の上に膜厚が200Åの熱酸化膜54を形
成し、その表面をエタノール処理した後、シリコンウエ
ファを図１に示す反応チャンバ内に搬送し、膜厚が5000
Åのオゾン-TEOS CVD NSG 膜55を形成した状態を示すも
のである。本例のエタノール処理は、スピンコータを使
用するもので、シリコンウエファをスピンコータの上に
載置し、これを2000 rpmで回転させながら３CCのエタノ
ールを３秒間に亘って塗布した後、2000 rpmで40秒間回
転させて乾燥させた。
【００５５】上述したように熱酸化膜54の下地表面をエ
タノール処理した後、シリコンウエファを図１に示す反
応チャンバ内に搬送し、以下の成膜条件でオゾン-TEOS
CVDNSG 膜55を5000Åの膜厚に形成した。
タノール処理した後、シリコンウエファを図１に示す反
応チャンバ内に搬送し、以下の成膜条件でオゾン-TEOS
CVDNSG 膜55を5000Åの膜厚に形成した。
【表７】
成膜温度 400 ℃
成膜圧力 大気圧
成膜時間 300 秒
ガスバブラへの窒素ガス流量 1.5 l/min
恒温槽温度 65 ℃
オゾン発生装置への酸素流量 7.5 l/min
オゾン濃度 5 重量%
キャリア窒素ガスの流量 18 l/min
このようにして形成したオゾン-TEOS CVD NSG 膜55は高
アスペクト比の段差間への埋め込み性に優れており、良
好な平坦性を有しているとともにボイドやクラックも形
成されていない優れた膜質を有するものであった。
アスペクト比の段差間への埋め込み性に優れており、良
好な平坦性を有しているとともにボイドやクラックも形
成されていない優れた膜質を有するものであった。
【００５６】（比較例５）図11は比較例５によって製造
した半導体装置の一部分の構成を示す断面図である。こ
の比較例５では、シリコン基板61の上に膜厚が300 Åの
熱酸化膜62を形成し、さらにその上に高さ0.5 μm 、ラ
イン巾0.3 μm 、スペース巾0.3 μm のポリシリコン63
の段差を形成する。次に、熱酸化膜62およびポリシリコ
ン63の上に膜厚が200 Åの熱酸化膜64を形成し、その表
面をエタノール処理することなくシリコンウエファを図
１に示す反応チャンバ内に搬送し、膜厚が5000Åのオゾ
ン-TEOS CVD NSG 膜65を形成したものである。すなわ
ち、熱酸化膜64の表面をエタノール処理しないという点
以外は上述した本発明の実施例13と同じ条件で処理した
ものである。比較例５ではオゾン-TEOS CVD NSG 膜65に
多くのボイド66が発生しており、表面にも多くの凹凸67
が形成されており、高アスペクト比の段差間への埋め込
み性も悪いものであった。さらに、TDS 評価装置を用い
て脱ガス( 主としてMass No. 18 の水) 評価を行ったと
ころ、比較例５によるオゾン-TEOS CVD NSG 膜65からの
脱ガスは上述した実施例13によるオゾン-TEOS CVD NSG
膜55からの脱ガスに比べて１桁以上も大きかった。
した半導体装置の一部分の構成を示す断面図である。こ
の比較例５では、シリコン基板61の上に膜厚が300 Åの
熱酸化膜62を形成し、さらにその上に高さ0.5 μm 、ラ
イン巾0.3 μm 、スペース巾0.3 μm のポリシリコン63
の段差を形成する。次に、熱酸化膜62およびポリシリコ
ン63の上に膜厚が200 Åの熱酸化膜64を形成し、その表
面をエタノール処理することなくシリコンウエファを図
１に示す反応チャンバ内に搬送し、膜厚が5000Åのオゾ
ン-TEOS CVD NSG 膜65を形成したものである。すなわ
ち、熱酸化膜64の表面をエタノール処理しないという点
以外は上述した本発明の実施例13と同じ条件で処理した
ものである。比較例５ではオゾン-TEOS CVD NSG 膜65に
多くのボイド66が発生しており、表面にも多くの凹凸67
が形成されており、高アスペクト比の段差間への埋め込
み性も悪いものであった。さらに、TDS 評価装置を用い
て脱ガス( 主としてMass No. 18 の水) 評価を行ったと
ころ、比較例５によるオゾン-TEOS CVD NSG 膜65からの
脱ガスは上述した実施例13によるオゾン-TEOS CVD NSG
膜55からの脱ガスに比べて１桁以上も大きかった。
【００５７】（実施例14)この実施例14においては、下
地処理を行う有機化合物としてエタノールを用い、その
水溶液をシリコンウエファ表面に塗布するものでる。図
１に示した第１の実施例１と同様に、シリコン基板11の
上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に
高さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.
5 μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を30
00Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜
14の成膜条件は実施例１と同様である。次に、80% エタ
ノール水溶液をスピンコート処理した後、シリコンウエ
ファを図１に示す反応チャンバ内に搬送してO3-TEOS CV
D NSG 膜を1 μm の厚さに形成した。この成膜条件も実
施例１と同じである。このようにして形成したO3-TEOSC
VD NSG 膜も埋め込み性が良く、ボイドが無い良好な膜
質を示すものであった。本実施例のようにエタノール水
溶液を下地処理溶液として使用する場合、エタノールの
濃度は70% 以上、特に80% 以上とするのが好適あり、濃
度を余り低くすると、所期の目的を達成することができ
ない場合もある。
地処理を行う有機化合物としてエタノールを用い、その
水溶液をシリコンウエファ表面に塗布するものでる。図
１に示した第１の実施例１と同様に、シリコン基板11の
上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成し、さらにその上に
高さ1 μm のAl配線をライン幅0.5 μm 、スペース幅0.
5 μm で形成し、次にプラズマ-TEOS CVD NSG 膜14を30
00Åの厚さに形成した。このプラズマ-TEOS CVD NSG 膜
14の成膜条件は実施例１と同様である。次に、80% エタ
ノール水溶液をスピンコート処理した後、シリコンウエ
ファを図１に示す反応チャンバ内に搬送してO3-TEOS CV
D NSG 膜を1 μm の厚さに形成した。この成膜条件も実
施例１と同じである。このようにして形成したO3-TEOSC
VD NSG 膜も埋め込み性が良く、ボイドが無い良好な膜
質を示すものであった。本実施例のようにエタノール水
溶液を下地処理溶液として使用する場合、エタノールの
濃度は70% 以上、特に80% 以上とするのが好適あり、濃
度を余り低くすると、所期の目的を達成することができ
ない場合もある。
【００５８】（実施例15）この実施例は実施例13と同様
に、１次絶縁膜を形成するものであるが、図12に示すよ
うに、第１層の金属配線の上に直接１次絶縁膜を形成し
たものである。すなわち、シリコン基板51の上に300 Å
の熱酸化膜52を形成した後、その上にTi膜53-1、TiN 膜
53-2、アルミニウム膜53-3およびTiN 膜53-4を順次に堆
積した導電性配線を形成する。これらのTi膜およびTiN
膜は、反射防止膜またはバリアメタルとして作用するも
のである。次に、表面を実施例13と同様の条件で下地処
理した後、同じく実施例13と同様の条件でオゾン-TEOS
CVD NSG 膜55を形成したものである。本例においても、
オゾン-TEOS CVD NSG 膜55は優れた段差被覆性および平
坦性を有するとともにボイドの形成もなく、さらに水分
の含有量も少ないものであった。本発明によれば、導電
性配線を構成する金属は上述した実施例にのみ限定され
るものではなく、例えばＡl, Cu, Mo, W, Ti, TiN, TiW
またはその合金を用いることができる。
に、１次絶縁膜を形成するものであるが、図12に示すよ
うに、第１層の金属配線の上に直接１次絶縁膜を形成し
たものである。すなわち、シリコン基板51の上に300 Å
の熱酸化膜52を形成した後、その上にTi膜53-1、TiN 膜
53-2、アルミニウム膜53-3およびTiN 膜53-4を順次に堆
積した導電性配線を形成する。これらのTi膜およびTiN
膜は、反射防止膜またはバリアメタルとして作用するも
のである。次に、表面を実施例13と同様の条件で下地処
理した後、同じく実施例13と同様の条件でオゾン-TEOS
CVD NSG 膜55を形成したものである。本例においても、
オゾン-TEOS CVD NSG 膜55は優れた段差被覆性および平
坦性を有するとともにボイドの形成もなく、さらに水分
の含有量も少ないものであった。本発明によれば、導電
性配線を構成する金属は上述した実施例にのみ限定され
るものではなく、例えばＡl, Cu, Mo, W, Ti, TiN, TiW
またはその合金を用いることができる。
【００５９】(実施例16)この実施例においては、図13に
示すようにシリコン基板71を酸素雰囲気中で1000℃の温
度で30分間加熱してその上に膜厚が 200Åの熱酸化膜72
を形成した。次に、高さ0.5 μm 、ライン巾0.5 μm 、
スペース巾0.5 μm の第１のポリシリコン配線73-1を形
成した。この第１のポリシリコン配線73-1は、配線加工
前にリンを堆積した後、拡散させて30Ω/ □のシート抵
抗となるように処理した。すなわち、ポリシリコン膜を
形成した後、その上にPOCl3 のバブリング温度を25℃と
し、バブリング用窒素の流量を400 ml/minとし、酸素ガ
スの流量を500 ml/minとし、窒素キャリアガスの流量を
5 l/min とし、850 ℃の温度で10分間リンの堆積を行っ
た。引き続いて窒素ガスを10 l/minの流量で供給しなが
ら30分間、850 ℃の温度に加熱してリン拡散を行った。
示すようにシリコン基板71を酸素雰囲気中で1000℃の温
度で30分間加熱してその上に膜厚が 200Åの熱酸化膜72
を形成した。次に、高さ0.5 μm 、ライン巾0.5 μm 、
スペース巾0.5 μm の第１のポリシリコン配線73-1を形
成した。この第１のポリシリコン配線73-1は、配線加工
前にリンを堆積した後、拡散させて30Ω/ □のシート抵
抗となるように処理した。すなわち、ポリシリコン膜を
形成した後、その上にPOCl3 のバブリング温度を25℃と
し、バブリング用窒素の流量を400 ml/minとし、酸素ガ
スの流量を500 ml/minとし、窒素キャリアガスの流量を
5 l/min とし、850 ℃の温度で10分間リンの堆積を行っ
た。引き続いて窒素ガスを10 l/minの流量で供給しなが
ら30分間、850 ℃の温度に加熱してリン拡散を行った。
【００６０】次に、表面をエタノールによって処理し
た。この下地処理はスピンコータを用い、シリコンウエ
ファを2000 rpmで回転させながら３CCのエタノールを２
秒間塗布し、さらに10秒間回転させて乾燥を行った。こ
のような下地処理を行った後に、シリコンウエファをCV
D 反応チャンバへ搬送して膜厚が6000Åの第１のオゾン
-TEOS CVD NSG 膜74-1を形成した。この際の成膜条件は
以下のようにした。
た。この下地処理はスピンコータを用い、シリコンウエ
ファを2000 rpmで回転させながら３CCのエタノールを２
秒間塗布し、さらに10秒間回転させて乾燥を行った。こ
のような下地処理を行った後に、シリコンウエファをCV
D 反応チャンバへ搬送して膜厚が6000Åの第１のオゾン
-TEOS CVD NSG 膜74-1を形成した。この際の成膜条件は
以下のようにした。
【表８】
成膜温度 400 ℃
成膜圧力 大気圧
成膜時間 360 秒
ガスバブラへの窒素ガス流量 1.7 l/min
恒温槽温度 65 ℃
オゾン発生装置への酸素流量 7.5 l/min
オゾン濃度 5 重量%
キャリア窒素ガスの流量 18 l/min
【００６１】次に、上述したようにして形成した第１の
オゾン-TEOS CVD NSG 膜74-1の上に高さ0.6 μm 、ライ
ン巾0.6 μm 、スペース巾0.6 μm の第２のポリシリコ
ン配線73-2を形成する。この第２のポリシリコン配線73
-2の形成方法は上述した第１のポリシリコン配線73-1の
形成方法と同様であり、配線加工前にリンの堆積および
拡散を行ってシート抵抗を30Ω/ □となるようにした。
次に、第２ポリシリコン配線73-2の表面を上述したとこ
ろと同じ条件でエタノール処理した後、CVD 反応チャン
バへ搬入して上述したところと同じ条件で第２のオゾン
-TEOS CVD NSG 膜74-2を6000Åの膜厚に形成した。さら
に、この第２のオゾン-TEOS CVD NSG 膜74-2の上に高さ
1.0 μm 、ライン巾0.7 μm 、スペース巾0.7 μm の第
３のポリシリコン配線73-3を上述したところと同様の条
件で形成した。次に、第３のポリシリコン配線73-3の表
面を上述したところと同様にエタノール処理した後、第
３のオゾン-TEOS CVD NSG 膜74-3を6000Åの膜厚に形成
した。この第３のオゾン-TEOS CVD NSG 膜74-3の成膜条
件も上述した第１および第２のオゾン-TEOS CVD NSG 膜
74-1, 74-2の成膜条件と同じとした。以上のようにして
形成されたポリシリコン多層配線間にはオゾン-TEOS CV
D NSG 膜が完全に埋め込まれており、さらに内部にボイ
ドも発生していない良好な膜質を有するものであった。
したがって、ポリシリコン配線73-1〜73-3も良好な形状
を有するものであった。
オゾン-TEOS CVD NSG 膜74-1の上に高さ0.6 μm 、ライ
ン巾0.6 μm 、スペース巾0.6 μm の第２のポリシリコ
ン配線73-2を形成する。この第２のポリシリコン配線73
-2の形成方法は上述した第１のポリシリコン配線73-1の
形成方法と同様であり、配線加工前にリンの堆積および
拡散を行ってシート抵抗を30Ω/ □となるようにした。
次に、第２ポリシリコン配線73-2の表面を上述したとこ
ろと同じ条件でエタノール処理した後、CVD 反応チャン
バへ搬入して上述したところと同じ条件で第２のオゾン
-TEOS CVD NSG 膜74-2を6000Åの膜厚に形成した。さら
に、この第２のオゾン-TEOS CVD NSG 膜74-2の上に高さ
1.0 μm 、ライン巾0.7 μm 、スペース巾0.7 μm の第
３のポリシリコン配線73-3を上述したところと同様の条
件で形成した。次に、第３のポリシリコン配線73-3の表
面を上述したところと同様にエタノール処理した後、第
３のオゾン-TEOS CVD NSG 膜74-3を6000Åの膜厚に形成
した。この第３のオゾン-TEOS CVD NSG 膜74-3の成膜条
件も上述した第１および第２のオゾン-TEOS CVD NSG 膜
74-1, 74-2の成膜条件と同じとした。以上のようにして
形成されたポリシリコン多層配線間にはオゾン-TEOS CV
D NSG 膜が完全に埋め込まれており、さらに内部にボイ
ドも発生していない良好な膜質を有するものであった。
したがって、ポリシリコン配線73-1〜73-3も良好な形状
を有するものであった。
【００６２】(実施例17)この実施例は上述した実施例16
の変形であって、図14に示すように第１〜第３のポリシ
リコン配線73-1〜73-3を形成した後、酸素雰囲気中で30
分間1000℃の温度で酸化を行って膜厚が 300Åの熱酸化
膜75-1〜75-3を形成した点以外は上述した実施例16と全
く同様に処理した。本例においても、図14に示すよう
に、ポリシリコン配線73-1〜73-3間はオゾン-TEOS CVD
NSG 膜74-1〜74-3によって完全に埋め込まれ、これらの
オゾン-TEOS CVD NSG 膜の内部にはボイドも発生してお
らず、このためポリシリコン配線の良好な形状となっ
た。
の変形であって、図14に示すように第１〜第３のポリシ
リコン配線73-1〜73-3を形成した後、酸素雰囲気中で30
分間1000℃の温度で酸化を行って膜厚が 300Åの熱酸化
膜75-1〜75-3を形成した点以外は上述した実施例16と全
く同様に処理した。本例においても、図14に示すよう
に、ポリシリコン配線73-1〜73-3間はオゾン-TEOS CVD
NSG 膜74-1〜74-3によって完全に埋め込まれ、これらの
オゾン-TEOS CVD NSG 膜の内部にはボイドも発生してお
らず、このためポリシリコン配線の良好な形状となっ
た。
【００６３】（比較例６)この比較例６においては、上
述した実施例16において、第１〜第３のオゾン-TEOS CV
D NSG 膜を形成する以前に下地処理を行わないものであ
り、その他の条件は実施例16と全く同様とした。図15に
示すようにオゾン-TEOS CVD NSG 膜には多くのボイド76
が形成されており、また図面では表現されていないが、
第２および第３のポリシリコン配線731-2, 73-3 の形状
も幾分乱れたものであった。
述した実施例16において、第１〜第３のオゾン-TEOS CV
D NSG 膜を形成する以前に下地処理を行わないものであ
り、その他の条件は実施例16と全く同様とした。図15に
示すようにオゾン-TEOS CVD NSG 膜には多くのボイド76
が形成されており、また図面では表現されていないが、
第２および第３のポリシリコン配線731-2, 73-3 の形状
も幾分乱れたものであった。
【００６４】（比較例７）この比較例７は上述した実施
例17と対比すべきものであり、ポリシリコン配線の上に
形成した熱酸化膜の表面を下地処理することなくオゾン
-TEOS CVD NSG 膜を成膜したものであり、その他の条件
は上述した実施例17と同一である。この比較例７におい
ては、図16に示すようにオゾン-TEOS CVD NSG 膜74-1〜
74-3には多くのボイド76が形成され、またポリシリコン
配線73-2, 73-3の形状も乱れたものであった。
例17と対比すべきものであり、ポリシリコン配線の上に
形成した熱酸化膜の表面を下地処理することなくオゾン
-TEOS CVD NSG 膜を成膜したものであり、その他の条件
は上述した実施例17と同一である。この比較例７におい
ては、図16に示すようにオゾン-TEOS CVD NSG 膜74-1〜
74-3には多くのボイド76が形成され、またポリシリコン
配線73-2, 73-3の形状も乱れたものであった。
【００６５】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。特に、
絶縁膜を形成するための有機ケイ素化合物や下地処理を
行うための有機化合物は上述した実施例に示されたもの
だけに限定されるものではなく、それぞれ上述した種々
の有機ケイ素化合物および有機化合物を用いることもで
きる。さらに、下地の材質に関しても上述した実施例に
記載された材質にのみ限定されるものではなく、通常の
半導体装置において用いられている材質は勿論のこと種
々の下地材質に適用することができる。また、化学気相
成長の方法も上述した実施例にのみ限定されるものでは
なく、種々の方法を採用することができる。
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。特に、
絶縁膜を形成するための有機ケイ素化合物や下地処理を
行うための有機化合物は上述した実施例に示されたもの
だけに限定されるものではなく、それぞれ上述した種々
の有機ケイ素化合物および有機化合物を用いることもで
きる。さらに、下地の材質に関しても上述した実施例に
記載された材質にのみ限定されるものではなく、通常の
半導体装置において用いられている材質は勿論のこと種
々の下地材質に適用することができる。また、化学気相
成長の方法も上述した実施例にのみ限定されるものでは
なく、種々の方法を採用することができる。
【００６６】
【発明の効果】上述したように、本発明による半導体装
置の製造方法においては、化学気相成長法によって絶縁
膜を形成する前に、下地表面を有機物処理するといった
きわめて簡単な処理によって高アスペクト比の段差への
埋め込み性や平坦性が良く、内部にボイドもなく、しか
も水分の含有量も少ない良質の絶縁膜を形成することが
できる。また、このようにして形成された絶縁膜は耐吸
湿性も優れたものとなるとともに後処理においてクラッ
クが発生する恐れがなく、素子特性を改善することがで
きる。さらに、下地処理は簡単に行うことができるの
で、スループットを改善することもできる。
置の製造方法においては、化学気相成長法によって絶縁
膜を形成する前に、下地表面を有機物処理するといった
きわめて簡単な処理によって高アスペクト比の段差への
埋め込み性や平坦性が良く、内部にボイドもなく、しか
も水分の含有量も少ない良質の絶縁膜を形成することが
できる。また、このようにして形成された絶縁膜は耐吸
湿性も優れたものとなるとともに後処理においてクラッ
クが発生する恐れがなく、素子特性を改善することがで
きる。さらに、下地処理は簡単に行うことができるの
で、スループットを改善することもできる。
【図１】 図１は、本発明による半導体装置の製造方法
において、オゾン−有機シランCVD 膜を形成する化学気
相成長装置の構成を示す線図である。
において、オゾン−有機シランCVD 膜を形成する化学気
相成長装置の構成を示す線図である。
【図２】 図２は、本発明による半導体装置の製造方法
の第１の実施例によって形成した半導体装置を示す断面
図である。
の第１の実施例によって形成した半導体装置を示す断面
図である。
【図３】 図３は、第１の比較例によって形成した半導
体装置を示す断面図である。
体装置を示す断面図である。
【図４】 図４は、本発明による第２の実施例によって
形成した半導体装置を示す断面図である。
形成した半導体装置を示す断面図である。
【図５】 図５は、第２の比較例によって形成した半導
体装置を示す断面図である。
体装置を示す断面図である。
【図６】 図６は、エタノール処理を蒸気暴露処理で行
う装置の構成を示す線図である。
う装置の構成を示す線図である。
【図７】 図７は本発明による実施例11における工程を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図８】 図８は比較例４で製造したサイドウォールを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図９】 図９は比較例４において製造したサイドウォ
ールを示す断面図である。
ールを示す断面図である。
【図１０】 図１０は本発明による実施例13において製
造した半導体装置の一部分を示す断面図である。
造した半導体装置の一部分を示す断面図である。
【図１１】 図１１は比較例５において製造した半導体
装置の一部分を示す断面図である。
装置の一部分を示す断面図である。
【図１２】 図１２は本発明による実施例15において製
造した半導体装置の一部分を示す断面図である。
造した半導体装置の一部分を示す断面図である。
【図１３】 図１３は本発明による実施例16において製
造した半導体装置の一部分を示す断面図である。
造した半導体装置の一部分を示す断面図である。
【図１４】 図１４は本発明による実施例17において製
造した半導体装置の一部分を示す断面図である。
造した半導体装置の一部分を示す断面図である。
【図１５】 図１５は比較例６において製造した半導体
装置の一部分を示す断面図である。
装置の一部分を示す断面図である。
【図１６】 図１６は比較例７において製造した半導体
装置の一部分を示す断面図である。
装置の一部分を示す断面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(31)優先権主張番号 特願平4−329397
(32)優先日 平成４年12月９日(1992．12．9)
(33)優先権主張国 日本（ＪＰ）
(31)優先権主張番号 特願平5−5147
(32)優先日 平成５年１月14日(1993．1．14)
(33)優先権主張国 日本（ＪＰ）
(72)発明者 山本 浩
千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎
製鉄株式会社技術研究本部内
(56)参考文献 特開 平４−61335（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−182955（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−21044（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−140390（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−69197（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/316
H01L 21/768
Claims (15)
- 【請求項１】 化学気相成長によって半導体装置の絶縁
膜を形成するに当たり、下地表面を有機化合物を含む処
理流体で処理した後、絶縁膜を有機シラン化合物を原料
として用いる化学気相成長によって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２】 前記有機シラン化合物を、TEOS, TMOS,
OMCTS, HMDS, SOB, DADBS またはSOP とすることを特徴
とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 下地表面を、OH基、CO基、COC 基、CN
基、NO2基およびNR(R=Hまたはアルキル基) の内の少な
くとも１種の官能基を有する有機化合物または複素環式
化合物を含む処理流体で処理することを特徴とする請求
項１または２の何れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記有機化合物または複素環式化合物を
エタノールまたはメタノールとすることを特徴とする請
求項３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記絶縁膜を、オゾンを加えた酸素ガス
を反応ガスとする熱化学気相成長によって形成したオゾ
ン有機シランCVD 膜として形成することを特徴とする請
求項１〜４の何れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 下地絶縁膜を形成した下地表面を有機化
合物を含む処理流体で処理した後、有機シラン化合物を
原料として用いる化学気相成長によって絶縁膜を形成す
ることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記下地絶縁膜を、プラズマ有機シラン
CVD で形成す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。 - 【請求項８】 シラノールを有する下地表面を有機化合
物を含む処理流体で処理し、該シラノールと有機化合物
との間のエステル反応によって該有機化合物の吸着を行
った後、有機シラン化合物を原料として用いる化学気相
成長によって絶縁膜を形成することを特徴とする請求項
１〜７の何れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記有機化合物を、前記化学気相成長の
成膜温度において脱離しない強度で吸着させることを特
徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 前記下地処理を行う以前に、半導体基
板あるいは絶縁膜の上に導電配線を形成し、この導電配
線の表面を下地処理することを特徴とする請求項１〜
５，８または９のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項１１】 前記下地処理を行う以前に、半導体基
板あるいは絶縁膜の上に導電配線を形成し、さらにその
上に下地絶縁膜を形成し、この下地絶縁膜の表面を下地
処理することを特徴とする請求項１〜５，８または９の
いずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記下地絶縁膜を、有機シランを原料
とするプラズマCVD で形成することを特徴とする請求項
１１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 前記下地絶縁膜を、熱酸化膜または熱
CVD 膜で形成することを特徴とする請求項１１記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項１４】 前記下地処理流体を、前記有機化合物
の水溶液または有機溶媒溶液とすることを特徴とする請
求項１〜１３の何れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１５】 前記半導体基板の上にポリシリコン配
線を形成し、その表面を下地処理した後、前記絶縁膜を
形成し、さらに全面に異方性エッチングを行って電界効
果トランジスタのゲートにサイドウォールを形成するこ
とを特徴とする請求項１０記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05241293A JP3369622B2 (ja) | 1992-03-13 | 1993-03-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5533692 | 1992-03-13 | ||
| JP15684592 | 1992-06-16 | ||
| JP26624792 | 1992-10-05 | ||
| JP32939792 | 1992-12-09 | ||
| JP4-55336 | 1993-01-14 | ||
| JP4-266247 | 1993-01-14 | ||
| JP4-156845 | 1993-01-14 | ||
| JP514793 | 1993-01-14 | ||
| JP4-329397 | 1993-01-14 | ||
| JP5-5147 | 1993-01-14 | ||
| JP05241293A JP3369622B2 (ja) | 1992-03-13 | 1993-03-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267939A JPH06267939A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3369622B2 true JP3369622B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=27547895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05241293A Expired - Fee Related JP3369622B2 (ja) | 1992-03-13 | 1993-03-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3369622B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153840A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP3229294B2 (ja) | 1999-06-04 | 2001-11-19 | キヤノン販売株式会社 | 被成膜面の改質方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP3549193B2 (ja) | 2000-03-31 | 2004-08-04 | キヤノン販売株式会社 | 被成膜面の改質方法及び半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP05241293A patent/JP3369622B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH06267939A (ja) | 1994-09-22 |
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