JP3463416B2 - Method of manufacturing insulating film and semiconductor device - Google Patents
Method of manufacturing insulating film and semiconductor deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の絶縁膜の
形成技術に関し、特に、０．２５μｍ以下の設計ルール
のデバイスプロセスに用いられる化学的気相成長法によ
る絶縁膜の製造方法およびその製造方法により形成され
た絶縁膜を備えた半導体装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for forming an insulating film of a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing an insulating film by a chemical vapor deposition method used in a device process having a design rule of 0.25 μm or less, and a method thereof Formed by the manufacturing method
The present invention relates to a semiconductor device including an insulating film .
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の微細化、低消費電力化およ
び高速化などの要求にともない、それらを実現するため
の手段の一つとして層間絶縁膜の低誘電率化が検討され
ている。現在開示されている低誘電率材料は、炭素原子
またはフッ素原子を含有することで誘電率を下げてい
る。現在のところ、誘電率１．５〜２．５程度のものが
実現されている。2. Description of the Related Art With the demand for miniaturization, low power consumption, and high speed of semiconductor devices, reduction of the dielectric constant of an interlayer insulating film has been studied as one of the means for realizing them. The currently disclosed low dielectric constant materials have a low dielectric constant by containing carbon atoms or fluorine atoms. At present, a dielectric constant of about 1.5 to 2.5 has been realized.
【０００３】炭素原子を含む低誘電率材料では、有機Ｓ
ＯＧ（ＳＯＧはSpin on glass の略）、ポリイミド、ポ
リパラキシリレンなどが知られている。これらの材料
は、炭素原子をアルキル基として含むことで、材料の密
度を下げること、および分子自身の分極率を低くするこ
とで、低誘電率になっているといわれている。また、こ
れらの材料は、単に誘電率が低いだけではなく、半導体
装置の材料として不可欠な耐熱性を有している。有機Ｓ
ＯＧはシロキサン構造を持つことで、ポリイミドはイミ
ド結合を有することで、ポリパラキシリレンはベンゼン
環を有することで、それぞれ耐熱性を有している。In a low dielectric constant material containing carbon atoms, organic S
OG (SOG is an abbreviation for Spin on glass), polyimide, polyparaxylylene and the like are known. It is said that these materials have a low dielectric constant by containing a carbon atom as an alkyl group to reduce the density of the material and reduce the polarizability of the molecule itself. Further, these materials not only have a low dielectric constant but also have heat resistance which is indispensable as a material for semiconductor devices. Organic S
OG has a siloxane structure, polyimide has an imide bond, and polyparaxylylene has a benzene ring, so that each has heat resistance.
【０００４】フッ素原子を含む低誘電率材料は酸フッ化
シリコン（ＳｉＯＦ）が知られている。この材料はシリ
コン−酸素−シリコン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）結合をフッ素
（Ｆ）原子により終端することで、密度を下げること、
フッ素自身の分極率が低いことなどが原因で誘電率を下
げている。もちろん、この材料は耐熱性にも優れてい
る。Silicon oxyfluoride (SiOF) is known as a low dielectric constant material containing a fluorine atom. This material reduces the density by terminating the silicon-oxygen-silicon (Si-O-Si) bond with a fluorine (F) atom,
The dielectric constant is lowered due to the low polarizability of fluorine itself. Of course, this material also has excellent heat resistance.
【０００５】一方、低誘電率膜に限らず絶縁膜は、配線
間を埋め込むためにいわゆるギャップフィル能力および
グローバル平坦化能力が必要である。ギャップフィル能
力に優れている方法として注目されているのが、いわゆ
るＡＰＬ（Advanced Planarization Layerの略称）技術
である。このＡＰＬ技術は、原料ガスに用いている全て
のガスが沸点以下になるように基板温度を設定して、基
板表面で原料ガスを液状化させることによって、狭い配
線間に液体を流し込むようにして埋め込む方法である。On the other hand, not only the low dielectric constant film but also the insulating film is required to have so-called gap fill ability and global flattening ability in order to fill the space between the wirings. What is attracting attention as a method having excellent gap fill capability is a so-called APL (abbreviation of Advanced Planarization Layer) technology. In this APL technology, the substrate temperature is set so that all the gases used as the source gas are below the boiling point, and the source gas is liquefied on the substrate surface so that the liquid is poured between the narrow wirings. This is the embedding method.
【０００６】すなわち、原料ガスには、モノシラン（Ｓ
ｉＨ4 ）と過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）とを用い、基板温度
を０℃前後に保持して化学的気相成長を行う方法であ
る。そのため、基板表面は、液体を滴下して盛った状態
のような形状に酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）からなる絶縁
膜が形成される。このＡＰＬ技術では、アスペクト比が
４程度の段差まで埋め込むギャップフィル能力があり、
１０μｍ平方をほぼ平坦に埋め込むグローバル平坦化能
力がある。そして基板温度を１０℃以上に上げると、液
体のような挙動を示さなくなるため、ギャップフィル能
力やグローバル平坦化能力は低下することが知られてい
る。That is, monosilane (S
iH 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) are used to hold the substrate temperature at around 0 ° C. and perform chemical vapor deposition. Therefore, on the surface of the substrate, an insulating film made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed in a shape like a state in which the liquid is dropped and piled up. In this APL technology, there is a gap fill ability to embed up to a step with an aspect ratio of about 4,
There is a global flattening ability to embed a 10 μm square almost flatly. It is known that when the substrate temperature is raised to 10 ° C. or higher, the liquid-like behavior is not exhibited, so that the gap fill ability and the global flattening ability decrease.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術で説明
したＡＰＬ技術は、成膜表面の形状に関しては優れた技
術ではあるが、低誘電率膜を形成するという点では不十
分である。ＡＰＬ技術によって形成した絶縁膜の比誘電
率は４〜５程度であるため、一般に知られているＳＯＧ
（Spin on glass ）膜やオゾン（Ｏ3 ）−テトラエトキ
シシラン（ＴＥＯＳ）を用いた化学的気相成長（以下Ｃ
ＶＤという、ＣＶＤはChemical Vapour Depositionの略
である）法によって成膜したシリコン系酸化膜と同程度
の比誘電率しか得られない。それは、ＡＰＬ技術によっ
て成膜された膜は酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）であるた
め、理想的に誘電率を下げたとしても、３．８程度まで
しか比誘電率は下がらない。また、ＡＰＬ技術によって
成膜された膜は、膜中に比誘電率を高める効果を有する
水酸基（−ＯＨ）が含まれているため、当然のことなが
ら酸化シリコンより誘電率が高くなる。The APL technique described in the above-mentioned conventional technique is an excellent technique for the shape of the film-forming surface, but is insufficient in terms of forming a low dielectric constant film. Since the dielectric constant of the insulating film formed by the APL technique is about 4 to 5, it is generally known as SOG.
Chemical vapor deposition using a (Spin on glass) film or ozone (O 3 ) -tetraethoxysilane (TEOS) (hereinafter C
VD, which is an abbreviation for Chemical Vapor Deposition, is a VD, and only a relative dielectric constant comparable to that of a silicon oxide film formed by the method is obtained. Since the film formed by the APL technique is silicon oxide (SiO 2 ), even if the dielectric constant is ideally lowered, the relative dielectric constant only drops to about 3.8. Further, a film formed by the APL technique naturally has a higher dielectric constant than silicon oxide because the film contains a hydroxyl group (—OH) having an effect of increasing the relative dielectric constant.
【０００８】そこでＳｉＯ2 膜の比誘電率を３．８より
低くするために、最近では、膜中にフッ素（Ｆ）原子を
混合させて比誘電率を３．０程度まで下げる技術が検討
されている。しかしながら、フッ素（Ｆ）が半導体デバ
イスに及ぼす影響が明らかになっていないため、フッ素
（Ｆ）を用いないでしかも埋め込み能力が高い絶縁膜の
形成技術が求められている。Therefore, in order to lower the relative permittivity of the SiO 2 film below 3.8, recently, a technique of mixing fluorine (F) atoms into the film to lower the relative permittivity to about 3.0 has been studied. ing. However, since the influence of fluorine (F) on the semiconductor device has not been clarified, there is a demand for a technique for forming an insulating film that does not use fluorine (F) and has a high embedding capacity.
【０００９】本発明は、埋め込み能力が高くかつ比誘電
率が低いいわゆる低誘電率膜を形成するのに優れた化学
的気相成長法による絶縁膜の製造方法を提供することを
目的とする。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an insulating film by a chemical vapor deposition method which is excellent in forming a so-called low dielectric constant film having a high filling ability and a low relative dielectric constant.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた絶縁膜の製造方法および半導体装
置である。すなわち、本発明の第１の絶縁膜の製造方法
は、化学的気相成長法によるメチル基を含む絶縁膜の製
造方法において、前記化学的気相成長法で用いる原料ガ
スは、ジメチルジフロロシランおよびメチルトリフロロ
シランと、水および過酸化水素のうちのいずれか一方を
含む。本発明の第２の絶縁膜の製造方法は、化学的気相
成長法によるメチル基を含む絶縁膜の製造方法におい
て、前記化学的気相成長法で用いる原料ガスは、メチル
基数が異なる２種類のメチルシランと、過酸化水素とを
含み、前記２種類のメチルシランの混合比を制御するこ
とにより、前記絶縁膜のメチル基含有量を制御する。本
発明の第３の絶縁膜の製造方法は、化学的気相成長法に
よるメチル基を含む絶縁膜の製造方法において、前記化
学的気相成長法で用いる原料ガスは、メチル基数が異な
る２種類のメチルクロロシランと、水および過酸化水素
のうちのいずれか一方とを含み、前記２種類のメチルク
ロロシランの混合比を制御することにより、前記絶縁膜
のメチル基含有量を制御する。本発明の半導体装置は、
上記第１乃至第３の絶縁膜の製造方法により製造された
絶縁膜を備えたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method of manufacturing an insulating film and a semiconductor device, which are made to achieve the above object. That is, the manufacturing method of the first insulating film of the present invention is the manufacturing method of the insulating film including the methyl group by chemical vapor deposition, the material gas used in the chemical vapor deposition method, dimethyl fluorosilane and including methyl trifluoropropyl <br/> Sila down, either hand of the water and hydrogen peroxide. The second method for producing an insulating film according to the present invention is the method for producing an insulating film containing a methyl group by a chemical vapor deposition method, wherein the source gases used in the chemical vapor deposition method are two types having different numbers of methyl groups. methylsilane of, look <br/> contains a peroxide hydrogen, controls child the mixing ratio of the two kinds of methylsilane
By, the content of methyl group in the insulating film is controlled . A third method for producing an insulating film according to the present invention is the method for producing an insulating film containing a methyl group by a chemical vapor deposition method, wherein the source gases used in the chemical vapor deposition method are two types having different numbers of methyl groups. methyl chlorosilane, and any hand of water and hydrogen peroxide seen including, the two Mechiruku
By controlling the mixing ratio of lolosilane, the insulating film
Control the methyl group content of . The semiconductor device of the present invention is
It is provided with an insulating film manufactured by the first to third insulating film manufacturing methods.
【００１１】[0011]
【作用】低誘電率膜の一つとして、有機ＳＯＧ（Spin o
n glass ）が知られている。これはシリコン（Ｓｉ）原
子の４つの結合手のうちの少なくとも一つをアルキル基
に置き換えたもので、いわゆるシリコーン樹脂である。
有機ＳＯＧが低誘電率になるのは、シリコン原子にアル
キル基が結合することによって結合のネットワークが断
ち切られ、分子間の電子の行き来がなくなるためであ
る。また、化学的な結合が切れるため、膜の密度も低く
なっている。前者は、電子分極率が小さくなることで、
後者は分極する単位体積当たりの分子数が少なくなるこ
とで、誘電率が低くなっている。[Function] As one of the low dielectric constant films, organic SOG (Spin o
n glass) is known. This is a so-called silicone resin in which at least one of four bonds of a silicon (Si) atom is replaced with an alkyl group.
The reason why the organic SOG has a low dielectric constant is that the bond network is cut off by the bonding of the alkyl group to the silicon atom, and the transfer of electrons between molecules is lost. Further, since the chemical bond is broken, the density of the film is low. The former is because the electronic polarizability is small,
The latter has a low dielectric constant because the number of polarized molecules per unit volume decreases.
【００１２】上記ＣＶＤ法による絶縁膜の製造方法は、
有機ＳＯＧをＣＶＤによって形成する方法であって、メ
チルフロロシラン、メチルシランまたはメチルクロロシ
ランを原料ガスに用いてＣＶＤにより成膜することか
ら、ギャップフィル能力とグローバル平坦化能力とを有
する低誘電率膜が形成される。すなわち、上記ＣＶＤに
よる絶縁膜の製造方法に用いる原料ガスにアルキル基を
含むガスが用いられることから、ＣＶＤ反応によってシ
リコン原子の４つの結合手のうちの少なくとも一つがア
ルキル基に置き換えられる。The method of manufacturing an insulating film by the above CVD method is
A method for forming an organic SOG by CVD, which uses a methylfluorosilane, methylsilane, or methylchlorosilane as a raw material gas to form a film by CVD, thereby providing a low dielectric constant film having a gap fill capability and a global planarization capability. It is formed. That is, since a gas containing an alkyl group is used as the raw material gas used in the method for producing an insulating film by the above-mentioned CVD, at least one of the four bonds of the silicon atom is replaced with the alkyl group by the CVD reaction.
【００１３】上記ＣＶＤ法による有機ＳＯＧ膜の形成過
程の一例を、メチルフロロシラン〔Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｆ
2 〕と水（Ｈ2 Ｏ）とを用いた場合で以下に説明する。
原料ガスのメチルフロロシランおよびＨ2 Ｏは加熱して
気化させて別々に反応室に導入する。反応室中における
反応は、以下のようになる。An example of the process of forming the organic SOG film by the above-mentioned CVD method will be described with reference to methylfluorosilane [Si (CH 3 ) 2 F
2 ] and water (H 2 O) will be described below.
The raw material gases methylfluorosilane and H 2 O are heated and vaporized, and then introduced separately into the reaction chamber. The reaction in the reaction chamber is as follows.
【００１４】[0014]
【化１】 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｆ2 ＋２Ｈ2 Ｏ →Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＯＨ）2 ＋２ＨＦ↑ ・・・（１）Embedded image Si (CH 3 ) 2 F 2 + 2H 2 O → Si (CH 3 ) 2 (OH) 2 + 2HF ↑ (1)
【００１５】[0015]
【化２】 ２Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＯＨ）2 →ＨＯＳｉ（ＣＨ3 ）2 ＯＳｉ（ＣＨ3 ）2 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ ・・・（２）Embedded image 2Si (CH 3 ) 2 (OH) 2 → HOSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OH + H 2 O (2)
【００１６】またメチルシランと過酸化水素とを用いた
場合には以下のようになる。When methylsilane and hydrogen peroxide are used, the following is obtained.
【００１７】[0017]
【化３】 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｈ2 ＋２Ｈ2 Ｏ2 →Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＯＨ）2 ＋２Ｈ2 Ｏ ・・・（３）Embedded image Si (CH 3 ) 2 H 2 + 2H 2 O 2 → Si (CH 3 ) 2 (OH) 2 + 2H 2 O (3)
【００１８】[0018]
【化４】 ２Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＯＨ）2 →ＨＯＳｉ（ＣＨ3 ）2 ＯＳｉ（ＣＨ3 ）2 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ ・・・（４）Embedded image 2Si (CH 3 ) 2 (OH) 2 → HOSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OH + H 2 O (4)
【００１９】またメチルクロロシランと水とを用いた場
合には以下のようになる。When methylchlorosilane and water are used, the following is obtained.
【００２０】[0020]
【化５】 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃｌ2 ＋２Ｈ2 Ｏ →Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＯＨ）2 ＋２ＨＣｌ↑ ・・・（５）Embedded image Si (CH 3 ) 2 Cl 2 + 2H 2 O → Si (CH 3 ) 2 (OH) 2 + 2HCl ↑ (5)
【００２１】[0021]
【化６】 ２Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＯＨ）2 →ＨＯＳｉ（ＣＨ3 ）2 ＯＳｉ（ＣＨ3 ）2 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ ・・・（６）Embedded image 2Si (CH 3 ) 2 (OH) 2 → HOSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OH + H 2 O (6)
【００２２】このような重合反応を繰り返すことによっ
て、アルキル基（ここではメチル基）を含んだシリコン
系酸化膜が形成されることになる。このようにアルキル
基を含むため、このシリコン系酸化膜の比誘電率は、ア
ルキル基を含まない酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜よりも
低くなる。また上記重合反応は、比較的反応が遅いた
め、重合が進まないうちは、この膜は液体のように振る
舞う。したがって、このＣＶＤ法では、ギャップフィル
能力とグローバル平坦化能力の両方を有することにな
る。上記説明では、Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｆ2 、Ｓｉ（ＣＨ
3 ）2 Ｈ2 、Ｓｉ（ＣＨ3）2 Ｃｌ2 に関して説明した
が、他にＳｉ（ＣＨ3 ）Ｃｌ3 、Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｆ3 、
Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 等であっても同様の反応となる。By repeating such a polymerization reaction, a silicon oxide film containing an alkyl group (here, a methyl group) is formed. Since the silicon oxide film contains an alkyl group, the relative dielectric constant of this silicon oxide film is lower than that of a silicon oxide (SiO 2 ) film containing no alkyl group. Further, since the above-mentioned polymerization reaction is relatively slow, the film behaves like a liquid while the polymerization does not proceed. Therefore, this CVD method has both a gap fill capability and a global planarization capability. In the above description, Si (CH 3 ) 2 F 2 and Si (CH
3 ) 2 H 2 , Si (CH 3 ) 2 Cl 2 has been described, but in addition, Si (CH 3 ) Cl 3 , Si (CH 3 ) F 3 ,
The same reaction occurs even with Si (CH 3 ) H 3 or the like.
【００２３】また、水（Ｈ2 Ｏ）の代わりに過酸化水素
（Ｈ2 Ｏ2 ）を用いた場合には、（１）式においてはフ
ッ化水素（ＨＦ）とともに酸素（Ｏ2 ）が発生する。ま
た（５）式においては塩化水素（ＨＣｌ）とともに酸素
（Ｏ2 ）が発生する。When hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is used instead of water (H 2 O), oxygen (O 2 ) is generated together with hydrogen fluoride (HF) in the formula (1). To do. Further, in the formula (5), oxygen (O 2 ) is generated together with hydrogen chloride (HCl).
【００２４】[0024]
【実施例】第１発明の実施例として、本発明の低誘電率
な絶縁膜の製造方法とその前後のプロセス工程とを併せ
て、図１の製造工程図によって説明する。この図１は、
本発明の製造方法を用いて成膜した絶縁膜を用いた配線
構造の断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a first embodiment of the present invention, a method of manufacturing an insulating film having a low dielectric constant of the present invention and process steps before and after the method will be described together with reference to the manufacturing process chart of FIG. This Figure 1
It is sectional drawing of the wiring structure using the insulating film formed using the manufacturing method of this invention.
【００２５】図１の（１）に示すように、配線材料の成
膜工程、リソグラフィー工程、エッチング工程等からな
る既知の配線形成技術によって、基板１１上に複数の配
線１２を形成した。上記基板１１は、例えば、半導体基
板上に素子（図示省略）が形成され、その素子を覆う状
態に絶縁膜（図示省略）が形成されたものである。続い
て各配線１２を覆う状態に保護膜１３を形成した。この
保護膜１３は、その上面側に形成される本発明のシリコ
ン系酸化膜を形成する際に生成される水成分やアルコー
ル成分などから基板１１や配線１２を保護するもので、
それによって、例えばコロージョンの防止が図られ、ト
ランジスタのホットキャリア耐性が確保される。As shown in FIG. 1A, a plurality of wirings 12 are formed on the substrate 11 by a known wiring forming technique including a wiring material film forming step, a lithography step, an etching step and the like. The substrate 11 has, for example, an element (not shown) formed on a semiconductor substrate and an insulating film (not shown) formed so as to cover the element. Subsequently, a protective film 13 was formed so as to cover each wiring 12. The protective film 13 protects the substrate 11 and the wiring 12 from water components and alcohol components generated when the silicon-based oxide film of the present invention formed on the upper surface side thereof is formed.
Thereby, for example, corrosion is prevented and the hot carrier resistance of the transistor is secured.
【００２６】次に上記保護膜１３の製造方法の一例を説
明する。原料ガスにシリコン原子を含むガスとして例え
ばモノシラン（ＳｉＨ4 ）と酸素原子（Ｏ）を含むガス
として例えば酸化二窒素（Ｎ2 Ｏ）とを用い、それに希
釈（搬送）ガスとして例えばヘリウム（Ｈｅ）を混合し
て、容量結合型のプラズマＣＶＤ装置（図示省略）に導
入した。そしてプラズマＣＶＤ装置の電極間に高周波電
力を供給し、このプラズマＣＶＤ装置内に配置された上
記基板１１上に保護膜１３を例えば５０ｎｍの厚さに形
成した。保護膜１３の形成時は、このプラズマＣＶＤ装
置内の真空度は例えば１００Ｐａとし、基板１１は例え
ば３５０℃に加熱し、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を
例えば１．０Ｗ／ｃｍ2 の密度で印加した。Next, an example of a method of manufacturing the protective film 13 will be described. As a raw material gas, for example, monosilane (SiH 4 ) is used as a gas containing silicon atoms and, for example, dinitrogen oxide (N 2 O) is used as a gas containing oxygen atoms (O), and for example, helium (He) is used as a dilution (carrier) gas. Were mixed and introduced into a capacitively coupled plasma CVD apparatus (not shown). Then, high-frequency power was supplied between the electrodes of the plasma CVD apparatus, and the protective film 13 was formed to a thickness of 50 nm on the substrate 11 arranged in the plasma CVD apparatus. When forming the protective film 13, the degree of vacuum in the plasma CVD apparatus is, for example, 100 Pa, the substrate 11 is heated to, for example, 350 ° C., and high frequency power of 13.56 MHz is applied at a density of, for example, 1.0 W / cm 2 . .
【００２７】次に、上記保護膜１３上に本発明の方法に
よって酸化シリコン系の絶縁膜１４を形成した。Next, a silicon oxide type insulating film 14 was formed on the protective film 13 by the method of the present invention.
【００２８】上記絶縁膜１４の製造方法の一例を説明す
る。原料ガスに、シリコン原子を含むガスとして例えば
メチルフロロシラン〔Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｆ2 ，Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3 ）Ｆ3 等〕、ハロゲンを分解するための物質として
例えば水（Ｈ2 Ｏ）とを混合したものを用い、その原料
ガスを一般の低圧ＣＶＤ装置（図示省略）に導入した。
上記原料ガスの流量は、ジメチルジフロロシラン〔Ｓｉ
（ＣＨ3 ）2 Ｆ2 〕：２５ｓｃｃｍ、メチルトリフロロ
シラン〔Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｆ3 〕：２５ｓｃｃｍ、水（Ｈ
2 Ｏ）：２００ｓｃｃｍとした。以下、ｓｃｃｍは標準
状態における体積流量（ｃｍ3 ／分）を表す。An example of a method of manufacturing the insulating film 14 will be described. For example, methyl fluorosilane [Si (CH 3 ) 2 F 2 , Si (C
H 3 ) F 3 etc.], a material for decomposing halogen, for example, mixed with water (H 2 O) was used, and the raw material gas was introduced into a general low pressure CVD apparatus (not shown).
The flow rate of the source gas is dimethyldifluorosilane [Si
(CH 3 ) 2 F 2 ]: 25 sccm, methyltrifluorosilane [Si (CH 3 ) F 3 ]: 25 sccm, water (H
2 O): 200 sccm. Hereinafter, sccm represents the volumetric flow rate (cm 3 / min) in the standard state.
【００２９】この低圧ＣＶＤ装置内には導入ガスを拡散
するための拡散板（図示省略）が設けられている。そし
て上記拡散板を例えば１００℃に保持して、絶縁膜１４
を例えば８００ｎｍの厚さに形成した。絶縁膜１４の形
成時には、低圧ＣＶＤ装置内の真空度を例えば２００Ｐ
ａとし、基板１１は０℃に冷却した。A diffusion plate (not shown) for diffusing the introduced gas is provided in the low pressure CVD apparatus. Then, by holding the diffusion plate at 100 ° C., for example, the insulating film 14
Was formed to a thickness of 800 nm, for example. When forming the insulating film 14, the degree of vacuum in the low pressure CVD apparatus is set to, for example, 200 P.
and the substrate 11 was cooled to 0 ° C.
【００３０】このようにして成膜した絶縁膜１４におい
ては、シリコンにアルキル基（ここではメチル基）が結
合されたため、結合のネットワークが断ち切られるので
電子分極率が小さくなる。また膜の密度が低くなるた
め、分極する単位体積当たりの分子数が少なくなる。そ
れによって、膜の比誘電率が低くなる。また本発明の原
料ガスによるＣＶＤ反応は比較的反応が遅いため、重合
が進まないうちは、この膜は液体のように振る舞う。そ
のため、絶縁膜１４においては、比誘電率は２．５〜
３．５となり、ギャップフィル能力はアスペクト比＝４
まであり、グローバル平坦化度は配線間隔が１０μｍま
でほぼ平坦な形状を保つことができた。In the insulating film 14 thus formed, since the alkyl group (here, methyl group) is bonded to silicon, the bond network is cut off, and the electronic polarizability is reduced. In addition, since the density of the film becomes low, the number of polarized molecules per unit volume decreases. Thereby, the relative permittivity of the film is lowered. Further, since the CVD reaction by the source gas of the present invention is relatively slow, the film behaves like a liquid while the polymerization does not proceed. Therefore, in the insulating film 14, the relative dielectric constant is 2.5 to
3.5, the gap fill ability is 4 aspect ratio
As for the global flatness, the wiring interval can maintain a substantially flat shape up to 10 μm.
【００３１】次いで図１の（２）に示すように、上記絶
縁膜１４の上面に別の絶縁膜１５として、ＣＶＤ法によ
って、厚さが０．３μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜
を形成した。この堆積方法としては、ＣＶＤ法以外にも
あり、例えばスパッタリング法または塗布法がある。Then, as shown in FIG. 1B, a silicon oxide (SiO 2 ) film having a thickness of 0.3 μm is formed as another insulating film 15 on the upper surface of the insulating film 14 by the CVD method. . As the deposition method, there is a method other than the CVD method, for example, a sputtering method or a coating method.
【００３２】次に、上記絶縁膜１４中の水分を除去する
ためにアニーリングを行った。このアニーリングでは、
例えば一般に用いられているファーネスアニール炉を用
い、不活性な雰囲気として例えば４００℃の窒素
（Ｎ2 ）雰囲気で１５分間のアニーリングを行った。Next, annealing was performed to remove the moisture in the insulating film 14. In this annealing,
For example, using a generally used furnace annealing furnace, annealing was performed for 15 minutes in a nitrogen (N 2 ) atmosphere at 400 ° C. as an inert atmosphere.
【００３３】さらに多層配線を形成する場合には、概略
断面図で表した図２に示すように、上記図１で説明した
保護膜１３，絶縁膜１４および別の絶縁膜１５に、必要
に応じてコンタクトホール１６を開口する。続いてこの
コンタクトホール１６内に導電性のプラグ１７を形成す
る。次いで上記別の絶縁膜１５上に配線２１、保護膜２
２を上記図１を用いて説明したのと同様の方法によって
形成する。そして、本発明の方法によって絶縁膜２３
（図１の絶縁膜１４に相当）を形成する。続いて上記図
１の（２）を用いて説明したのと同様の方法によって別
の絶縁膜２４を形成する。その後アニーリングを行って
絶縁膜２３中の水分を除去する。このように、上記図１
で説明した工程を繰り返して行えば多層配線が形成でき
る。When a multilayer wiring is further formed, as shown in FIG. 2 which is a schematic sectional view, the protective film 13, the insulating film 14 and the other insulating film 15 described in FIG. To open the contact hole 16. Then, a conductive plug 17 is formed in the contact hole 16. Next, the wiring 21 and the protective film 2 are formed on the another insulating film 15.
2 is formed by the same method as described with reference to FIG. The insulating film 23 is formed by the method of the present invention.
(Corresponding to the insulating film 14 in FIG. 1) is formed. Subsequently, another insulating film 24 is formed by the same method as described with reference to FIG. Thereafter, annealing is performed to remove the water content in the insulating film 23. Thus, as shown in FIG.
A multilayer wiring can be formed by repeating the process described in the above.
【００３４】上記第１の発明の実施例では、２種類のメ
チルフロロシランを用いたが、これは膜中のメチル基の
混合比を制御するためである。Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｆ2 を
増やせばメチル基の割合は増加して誘電率が下がるが、
その分、膜質は劣化する。一方、Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｆ3 を
増やせばメチル基の割合は減少するが、膜質は良くな
る。さらに膜質が要求される場合は、四フッ化ケイ素
（ＳｉＦ4 ）を導入すればよい。また、ハロゲンを分解
するための物質として水（Ｈ2 Ｏ）を用いたが、例えば
過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）を用いることも可能である。そ
のときの条件は水と同様である。In the embodiment of the first invention, two kinds of methylfluorosilane were used, but this is for controlling the mixing ratio of the methyl groups in the film. If Si (CH 3 ) 2 F 2 is increased, the proportion of methyl groups will increase and the dielectric constant will decrease.
The film quality deteriorates accordingly. On the other hand, if Si (CH 3 ) F 3 is increased, the proportion of methyl groups decreases, but the film quality improves. If further film quality is required, silicon tetrafluoride (SiF 4 ) may be introduced. Although water (H 2 O) is used as the substance for decomposing halogen, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) can also be used, for example. The conditions at that time are the same as those for water.
【００３５】さらに上記基板温度を０℃に設定したが、
この基板温度は、原料ガスのうちの少なくとも１種類の
ガスが液状化する温度に設定されていればよい。したが
って、基板温度は、原料ガスのうちの少なくとも１種類
のガスの凝固点より高く設定され、上限は５０℃に設定
される。もし凝固点以下に設定された場合には、原料ガ
スは昇華して液状化しない。また５０℃より高い温度で
は気化して液状化しない。したがって、基板温度は上記
温度範囲に設定される。Further, the substrate temperature was set to 0 ° C.,
The substrate temperature may be set to a temperature at which at least one kind of raw material gas is liquefied. Therefore, the substrate temperature is set higher than the freezing point of at least one of the source gases, and the upper limit is set to 50 ° C. If it is set below the freezing point, the source gas does not sublimate and liquefy. Further, at a temperature higher than 50 ° C., it vaporizes and does not liquefy. Therefore, the substrate temperature is set within the above temperature range.
【００３６】次に第２発明の実施例を説明する。この実
施例は、上記図１によって説明した絶縁膜１４の製造方
法以外は、上記第１発明の実施例と同様なので、ここで
は、上記図１を用いて、絶縁膜１４の製造方法を説明
し、他の構成部品の説明は省略する。Next, an embodiment of the second invention will be described. This embodiment is the same as the embodiment of the first invention except for the method of manufacturing the insulating film 14 described with reference to FIG. 1 above. Therefore, here, the method of manufacturing the insulating film 14 will be described with reference to FIG. Description of other components will be omitted.
【００３７】以下、絶縁膜１４の製造方法の一例を説明
する。原料ガスにシリコン原子を含むガスとして例えば
メチルシラン〔Ｓｉ（ＣＨ3）2 Ｈ2 ，Ｓｉ（ＣＨ3 ）
Ｈ3 等〕、水素を酸化するための物質として例えば過酸
化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）とを混合したものを用い、その原料
ガスを一般の低圧ＣＶＤ装置（図示省略）に導入した。
上記原料ガスの流量は、ジメチルシラン〔Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3 ）2 Ｈ2 〕：２５ｓｃｃｍ、モノメチルシラン〔Ｓ
ｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 〕：２５ｓｃｃｍ、過酸化水素（Ｈ2
Ｏ2 ）：２００ｓｃｃｍとした。An example of the method of manufacturing the insulating film 14 will be described below. As a gas containing silicon atoms in the raw material gas, for example, methylsilane [Si (CH 3 ) 2 H 2 , Si (CH 3 )
H 3 and the like], a mixture of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) as a substance for oxidizing hydrogen was used, and the source gas thereof was introduced into a general low pressure CVD apparatus (not shown).
Flow rate of the raw material gas, di methylsilane [Si (C
H 3) 2 H 2]: 25sccm, mono methylsilane [S
i (CH 3 ) H 3 ]: 25 sccm, hydrogen peroxide (H 2
O 2 ): 200 sccm.
【００３８】この低圧ＣＶＤ装置内には導入ガスを拡散
するための拡散板（図示省略）が設けられている。そし
て上記拡散板を例えば１００℃に保持して、絶縁膜１４
を例えば８００ｎｍの厚さに形成した。絶縁膜１４の形
成時には、低圧ＣＶＤ装置内の真空度を例えば２００Ｐ
ａとし、基板１１は０℃に冷却した。A diffusion plate (not shown) for diffusing the introduced gas is provided in the low pressure CVD apparatus. Then, by holding the diffusion plate at 100 ° C., for example, the insulating film 14
Was formed to a thickness of 800 nm, for example. When forming the insulating film 14, the degree of vacuum in the low pressure CVD apparatus is set to, for example, 200 P.
and the substrate 11 was cooled to 0 ° C.
【００３９】このようにして成膜した絶縁膜１４におい
ては、シリコンにアルキル基（ここではメチル基）が結
合されたため、結合のネットワークが断ち切られるので
電子分極率が小さくなる。また膜の密度が低くなるた
め、分極する単位体積当たりの分子数が少なくなる。そ
れによって、膜の比誘電率が低くなる。また本発明の原
料ガスによるＣＶＤ反応は比較的反応が遅いため、重合
が進まないうちは、この膜は液体のように振る舞う。そ
のため、絶縁膜１４においては、比誘電率は２．５〜
３．５となり、ギャップフィル能力はアスペクト比＝４
まであり、グローバル平坦化度は配線間隔が１０μｍま
でほぼ平坦な形状を保つことができた。In the insulating film 14 thus formed, since the alkyl group (here, methyl group) is bonded to silicon, the bond network is cut off, so that the electronic polarizability becomes small. In addition, since the density of the film becomes low, the number of polarized molecules per unit volume decreases. Thereby, the relative permittivity of the film is lowered. Further, since the CVD reaction by the source gas of the present invention is relatively slow, the film behaves like a liquid while the polymerization does not proceed. Therefore, in the insulating film 14, the relative dielectric constant is 2.5 to
3.5, the gap fill ability is 4 aspect ratio
As for the global flatness, the wiring interval can maintain a substantially flat shape up to 10 μm.
【００４０】以下、上記図１によって説明したのと同様
にして、例えばＣＶＤ法によって、絶縁膜１４の上面に
別の絶縁膜１５として厚さが０．３μｍの酸化シリコン
（ＳｉＯ2 ）膜を形成した。この堆積方法としては、Ｃ
ＶＤ法以外にもあり、例えばスパッタリング法または塗
布法がある。In the same manner as described above with reference to FIG. 1, a silicon oxide (SiO 2 ) film having a thickness of 0.3 μm is formed as another insulating film 15 on the upper surface of the insulating film 14 by the CVD method, for example. did. As this deposition method, C
Other than the VD method, there is a sputtering method or a coating method, for example.
【００４１】次に、上記絶縁膜１４中の水分を除去する
ためにアニーリングを行った。このアニーリングでは、
例えば一般に用いられているファーネスアニール炉を用
い、不活性な雰囲気として例えば４００℃の窒素
（Ｎ2 ）雰囲気で１５分間のアニーリングを行った。Next, annealing was performed to remove the moisture in the insulating film 14. In this annealing,
For example, using a generally used furnace annealing furnace, annealing was performed for 15 minutes in a nitrogen (N 2 ) atmosphere at 400 ° C. as an inert atmosphere.
【００４２】そして多層配線を形成する場合には、上記
説明した工程を繰り返して行えばよい。その結果、上記
図２に示したような構造の多層配線構造が形成できる。When forming a multi-layer wiring, the steps described above may be repeated. As a result, a multilayer wiring structure having the structure shown in FIG. 2 can be formed.
【００４３】上記第２発明の実施例では、２種類のメチ
ルシランを用いたが、これは膜中のメチル基の混合比を
制御するためである。Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｈ2 を増やせば
メチル基の割合は増加して誘電率が下がるが、その分、
膜質は劣化する。一方、Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 を増やせば
メチル基の割合は減少するが、膜質は良くなる。さらに
膜質が要求される場合は、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ4 ）
を導入すればよい。In the embodiment of the second invention, two kinds of methylsilane were used, but this is to control the mixing ratio of methyl groups in the film. If Si (CH 3 ) 2 H 2 is increased, the proportion of methyl groups will increase and the dielectric constant will decrease.
The film quality deteriorates. On the other hand, if Si (CH 3 ) H 3 is increased, the proportion of methyl groups decreases, but the film quality improves. If more film quality is required, silicon tetrafluoride (SiF 4 )
Should be introduced.
【００４４】さらに上記基板温度を０℃に設定したが、
この基板温度は、原料ガスのうちの少なくとも１種類の
ガスが液状化する温度に設定されていればよい。したが
って、基板温度は、原料ガスのうちの少なくとも１種類
のガスの凝固点より高く設定され、上限は５０℃に設定
される。もし凝固点以下に設定された場合には、原料ガ
スは昇華して液状化しない。また５０℃より高い温度で
は気化して液状化しない。したがって、基板温度は上記
温度範囲に設定される。Further, the substrate temperature was set to 0 ° C.,
The substrate temperature may be set to a temperature at which at least one kind of raw material gas is liquefied. Therefore, the substrate temperature is set higher than the freezing point of at least one of the source gases, and the upper limit is set to 50 ° C. If it is set below the freezing point, the source gas does not sublimate and liquefy. Further, at a temperature higher than 50 ° C., it vaporizes and does not liquefy. Therefore, the substrate temperature is set within the above temperature range.
【００４５】次に第３発明の実施例を説明する。この実
施例は、上記図１によって説明した絶縁膜１４の製造方
法以外は、上記第１発明の実施例と同様なので、ここで
は、上記図１を用いて、絶縁膜１４の製造方法を説明
し、他の構成部品の説明は省略する。Next, an embodiment of the third invention will be described. This embodiment is the same as the embodiment of the first invention except for the method of manufacturing the insulating film 14 described with reference to FIG. 1 above. Therefore, here, the method of manufacturing the insulating film 14 will be described with reference to FIG. Description of other components will be omitted.
【００４６】以下、絶縁膜１４の製造方法の一例を説明
する。原料ガスにシリコン原子を含むガスとして例えば
メチルクロロシラン〔Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃｌ2 〕と、ハ
ロゲンを分解するための物質として例えば水（Ｈ2 Ｏ）
とを混合したものを用い、その原料ガスを一般の低圧Ｃ
ＶＤ装置（図示省略）に導入した。上記原料ガスの流量
は、メチルクロロシラン〔Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃｌ2 〕：
５０ｓｃｃｍ、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）：２００ｓｃｃ
ｍとした。An example of a method of manufacturing the insulating film 14 will be described below. For example, methylchlorosilane [Si (CH 3 ) 2 Cl 2 ] is used as a raw material gas containing silicon atoms, and water (H 2 O) is used as a substance for decomposing halogen.
And a mixture of
It was introduced into a VD device (not shown). The flow rate of the above-mentioned source gas is methylchlorosilane [Si (CH 3 ) 2 Cl 2 ]:
50 sccm, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ): 200 sccc
m.
【００４７】この低圧ＣＶＤ装置内には導入ガスを拡散
するための拡散板（図示省略）が設けられている。そし
て上記拡散板を例えば１００℃に保持して、絶縁膜１４
を例えば８００ｎｍの厚さに形成した。絶縁膜１４の形
成時には、低圧ＣＶＤ装置内の真空度を例えば２００Ｐ
ａとし、基板１１は０℃に冷却した。A diffusion plate (not shown) for diffusing the introduced gas is provided in the low pressure CVD apparatus. Then, by holding the diffusion plate at 100 ° C., for example, the insulating film 14
Was formed to a thickness of 800 nm, for example. When forming the insulating film 14, the degree of vacuum in the low pressure CVD apparatus is set to, for example, 200 P.
and the substrate 11 was cooled to 0 ° C.
【００４８】このようにして成膜した絶縁膜１４におい
ては、シリコンにアルキル基（ここではメチル基）が結
合されたため、結合のネットワークが断ち切られるので
電子分極率が小さくなる。また膜の密度が低くなるた
め、分極する単位体積当たりの分子数が少なくなる。そ
れによって、膜の比誘電率が低くなる。また本発明の原
料ガスによるＣＶＤ反応は比較的反応が遅いため、重合
が進まないうちは、この膜は液体のように振る舞う。そ
のため、絶縁膜１４においては、比誘電率は２．５〜
３．５となり、ギャップフィル能力はアスペクト比＝４
まであり、グローバル平坦化度は配線間隔が１０μｍま
でほぼ平坦な形状を保つことができた。In the insulating film 14 thus formed, since an alkyl group (here, a methyl group) is bonded to silicon, the bond network is cut off, and the electronic polarizability is reduced. In addition, since the density of the film becomes low, the number of polarized molecules per unit volume decreases. Thereby, the relative permittivity of the film is lowered. Further, since the CVD reaction by the source gas of the present invention is relatively slow, the film behaves like a liquid while the polymerization does not proceed. Therefore, in the insulating film 14, the relative dielectric constant is 2.5 to
3.5, the gap fill ability is 4 aspect ratio
As for the global flatness, the wiring interval can maintain a substantially flat shape up to 10 μm.
【００４９】以下、上記図１によって説明したのと同様
にして、例えばＣＶＤ法によって、絶縁膜１４の上面に
別の絶縁膜１５として厚さが０．３μｍの酸化シリコン
（ＳｉＯ2 ）膜を形成した。この堆積方法としては、Ｃ
ＶＤ法以外にもあり、例えばスパッタリング法または塗
布法がある。In the same manner as described above with reference to FIG. 1, a silicon oxide (SiO 2 ) film having a thickness of 0.3 μm is formed as another insulating film 15 on the upper surface of the insulating film 14 by, for example, the CVD method. did. As this deposition method, C
Other than the VD method, there is a sputtering method or a coating method, for example.
【００５０】次に、上記絶縁膜１４中の水分を除去する
ためにアニーリングを行った。このアニーリングでは、
例えば一般に用いられているファーネスアニール炉を用
い、不活性な雰囲気として例えば４００℃の窒素
（Ｎ2 ）雰囲気で１５分間のアニーリングを行った。Next, annealing was performed to remove the moisture in the insulating film 14. In this annealing,
For example, using a generally used furnace annealing furnace, annealing was performed for 15 minutes in a nitrogen (N 2 ) atmosphere at 400 ° C. as an inert atmosphere.
【００５１】そして多層配線を形成する場合には、上記
説明した工程を繰り返して行えばよい。その結果、上記
図２に示したような構造の多層配線構造が形成できる。When forming a multi-layer wiring, the steps described above may be repeated. As a result, a multilayer wiring structure having the structure shown in FIG. 2 can be formed.
【００５２】この第３発明の実施例では、１種類のメチ
ルクロロシランを用いたが、例えば２種類のメチルクロ
ロシラン〔Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃｌ2 とＳｉ（ＣＨ3 ）Ｃ
ｌ3〕を用いることも可能である。これは膜中のメチル
基の混合比を制御するためであり、Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃ
ｌ2 を増やせばメチル基の割合は増加して誘電率が下が
るが、その分、膜質は劣化する。一方、Ｓｉ（ＣＨ3 ）
Ｃｌ3 を増やせばメチル基の割合は減少して膜質は良く
なるが、塩素（Ｃｌ）によって誘電率が高くなる。さら
に膜質が要求される場合は、四フッ化ケイ素（Ｓｉ
Ｆ4 ）を導入すればよい。また、ハロゲンを分解するた
めの物質として水（Ｈ2 Ｏ）を用いたが、例えば過酸化
水素（Ｈ2 Ｏ2 ）を用いることも可能である。そのとき
の条件は水と同様である。さらに上記基板温度を０℃に
設定したが、この基板温度は、原料ガスのうちの少なく
とも１種類のガスが液状化する温度に設定されていれば
よい。したがって、基板温度は、原料ガスのうちの少な
くとも１種類のガスの凝固点より高く設定され、上限は
５０℃に設定される。もし凝固点以下に設定された場合
には、原料ガスは昇華して液状化しない。また５０℃よ
り高い温度では気化して液状化しない。したがって、基
板温度は上記温度範囲に設定される。 In the embodiment of the third invention, one kind of methylchlorosilane was used. For example, two kinds of methylchlorosilane [Si (CH 3 ) 2 Cl 2 and Si (CH 3 ) C are used.
It is also possible to use l 3 ]. This is to control the mixing ratio of methyl groups in the film, and Si (CH 3 ) 2 C
When l 2 is increased, the proportion of methyl groups increases and the dielectric constant decreases, but the film quality deteriorates accordingly. On the other hand, Si (CH 3 )
When Cl 3 is increased, the proportion of methyl groups decreases and the film quality improves, but chlorine (Cl) increases the dielectric constant. If further film quality is required, silicon tetrafluoride (Si
F 4 ) should be introduced. Although water (H 2 O) is used as the substance for decomposing halogen, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) can also be used, for example. The conditions at that time are the same as those for water. Furthermore, the substrate temperature is set to 0 ° C.
However, this substrate temperature is less than that of the raw material gas.
If both are set to a temperature at which one type of gas liquefies,
Good. Therefore, the substrate temperature is less than that of the source gas.
It is set higher than the freezing point of at least one type of gas, and the upper limit is
Set to 50 ° C. If set below freezing point
The raw material gas does not sublimate and liquefy. Also 50 ° C
It vaporizes at higher temperatures and does not liquefy. Therefore,
The plate temperature is set within the above temperature range.
【００５３】また、本発明の半導体装置は、上記第１乃
至第３の実施例で説明した絶縁膜の製造方法により製造
された絶縁膜を層間絶縁膜として備えたものである。こ
のような半導体装置は、半導体装置の絶縁膜として歩留
りおよび信頼性の向上が図れ、また比誘電率が低いた
め、半導体装置の配線間容量を低減することができるの
で素子の高速化、低消費電力化が図れる。 The semiconductor device of the present invention is the same as the first device described above.
Manufactured by the method for manufacturing an insulating film described in the third to third embodiments
The obtained insulating film is provided as an interlayer insulating film. This
Semiconductor devices such as
And the reliability was improved, and the relative dielectric constant was low.
Therefore, the inter-wiring capacitance of the semiconductor device can be reduced.
Can speed up the device and reduce power consumption.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
ＣＶＤ法においてアルキル基を有する原料ガスを用いた
め、シリコン原子にアルキル基が結合することによって
低い比誘電率の絶縁膜を形成することができる。また本
発明の原料ガスによるＣＶＤ反応は比較的反応が遅いた
め、重合反応が進まないうちは、この膜は液体のように
振る舞う。そのため、ギャップフィル能力およびグロー
バル平坦化能力に優れた絶縁膜を形成することができ
る。したがって、本発明の絶縁膜は埋め込み能力が優れ
ているので、半導体装置の絶縁膜として歩留りおよび信
頼性の向上が図れ、また比誘電率が低いため、半導体装
置の配線間容量を低減することができるので素子の高速
化、低消費電力化が図れる。As described above, according to the present invention,
Since the source gas having an alkyl group is used in the CVD method, the insulating film having a low relative dielectric constant can be formed by bonding the alkyl group to the silicon atom. Further, since the CVD reaction by the source gas of the present invention is relatively slow, the film behaves like a liquid while the polymerization reaction does not proceed. Therefore, it is possible to form an insulating film having excellent gap fill ability and global planarization ability. Therefore, since the insulating film of the present invention has excellent embedding ability, the yield and reliability of the insulating film of the semiconductor device can be improved, and the low relative permittivity can reduce the inter-wiring capacitance of the semiconductor device. As a result, the speed of the device and the power consumption can be reduced.
【図１】本発明の実施例の製造工程図である。FIG. 1 is a manufacturing process diagram of an example of the present invention.
【図２】多層配線の形成例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of forming a multilayer wiring.
１４ 絶縁膜 14 Insulating film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/316 H01L 21/768 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/316 H01L 21/768
Claims (12)
絶縁膜の製造方法において、 前記化学的気相成長法で用いる原料ガスは、ジメチルジ
フロロシランおよびメチルトリフロロシランと、水およ
び過酸化水素のうちのいずれか一方を含むことを特徴と
する絶縁膜の製造方法。1. A manufacturing method of the insulating film including the methyl group by chemical vapor deposition, the material gas used in the chemical vapor deposition method, and dimethyldiallylammonium <br/> fluorosilane and methyl trifluoropropyl silane, manufacturing method of the insulating film, which comprises either hand of the water and hydrogen peroxide.
絶縁膜の製造方法において、 前記化学的気相成長法で用いる原料ガスは、メチル基数
が異なる２種類のメチルシランと、過酸化水素とを含
み、 前記２種類のメチルシランの混合比を制御することによ
り、前記絶縁膜のメチル基含有量を制御することを特徴
とする絶縁膜の製造方法。2. A manufacturing method of the insulating film including the methyl group by chemical vapor deposition, the material gas used in the chemical vapor deposition method, two types of methylsilane methyl groups are different, peroxide Hydrogen The method for producing an insulating film, comprising: controlling the methyl group content of the insulating film by controlling the mixing ratio of the two types of methylsilane.
絶縁膜の製造方法において、 前記化学的気相成長法で用いる原料ガスは、メチル基数
が異なる２種類のメチルクロロシランと、水および過酸
化水素のうちのいずれか一方とを含み、 前記２種類のメチルクロロシランの混合比を制御するこ
とにより、前記絶縁膜のメチル基含有量を制御すること
を特徴とする化学的気相成長法による絶縁膜の製造方
法。3. A method of manufacturing an insulating film containing a methyl group by a chemical vapor deposition method, wherein the raw material gases used in the chemical vapor deposition method are two types of methylchlorosilanes having different numbers of methyl groups, water and a peroxide. and a one hand of the hydrogen peroxide, the by controlling the mixing ratio of two kinds of methylchlorosilanes, chemical vapor deposition, characterized by controlling the methyl group content of the insulating film Method for manufacturing insulating film by.
ことを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の製造方法。4. The method of manufacturing an insulating film according to claim 1, wherein the source gas contains silicon tetrafluoride.
ことを特徴とする請求項２記載の絶縁膜の製造方法。5. The method of manufacturing an insulating film according to claim 2, wherein the source gas contains silicon tetrafluoride.
ことを特徴とする請求項３記載の絶縁膜の製造方法。6. The method for manufacturing an insulating film according to claim 3, wherein the source gas contains silicon tetrafluoride.
は前記原料ガスのうちの１種類のガスの凝固点より高く
５０℃以下に設定されることを特徴とする請求項１記載
の絶縁膜の製造方法。7. The insulating film according to claim 1, wherein the substrate temperature in the chemical vapor deposition method is set to 50 ° C. or lower, which is higher than the freezing point of one of the source gases. Production method.
は前記原料ガスのうちの１種類のガスの凝固点より高く
５０℃以下に設定されることを特徴とする請求項２記載
の絶縁膜の製造方法。8. The insulating film according to claim 2, wherein the substrate temperature in the chemical vapor deposition method is set to 50 ° C. or lower, which is higher than the freezing point of one of the source gases. Production method.
は前記原料ガスのうちの１種類のガスの凝固点より高く
５０℃以下に設定されることを特徴とする請求項３記載
の絶縁膜の製造方法。9. The insulating film according to claim 3, wherein the substrate temperature in the chemical vapor deposition method is set to 50 ° C. or lower, which is higher than the freezing point of one of the source gases. Production method.
チル基を含む絶縁膜を備えた半導体装置において、 前記化学的気相成長法で用いる原料ガスに、ジメチルジ
フロロシランおよびメチルトリフロロシランと、水およ
び過酸化水素のうちのいずれか一方を含むものが用いら
れたことを特徴とする半導体装置。10. A semiconductor device having an insulating film comprising a methyl group produced by chemical vapor deposition, the raw material gas used in the chemical vapor deposition method, dimethyl <br/> fluorosilane and methyl Trifluorosilane, water and
The semiconductor device characterized by what is used comprising either hand of beauty hydrogen peroxide.
チル基を含む絶縁膜を備えた半導体装置において、 前記化学的気相成長法で用いる原料ガスに、メチル基数
が異なる２種類の少なくともメチルシランと、過酸化水
素とを含むものが用いられ、 前記２種類のメチルシランの混合比を制御することによ
り、前記絶縁膜のメチル基含有量が制御されたことを特
徴とする半導体装置。11. A semiconductor device provided with an insulating film containing a methyl group produced by a chemical vapor deposition method, wherein the source gas used in the chemical vapor deposition method is at least two types of methylsilane having different numbers of methyl groups. And peroxide water
Those containing the element is used, the two kinds of by controlling the mixing ratio of methylsilane, wherein a methyl group content of the insulating film is controlled.
チル基を含む絶縁膜を備えた半導体装置において、 前記化学的気相成長法で用いる原料ガスに、メチル基数
が異なる２種類の少なくともメチルクロロシランと、水
および過酸化水素のうちのいずれか一方を含むものが用
いられ、 前記２種類のメチルクロロシランの混合比を制御するこ
とにより、前記絶縁膜のメチル基含有量が制御されたこ
とを特徴とする半導体装置。12. A semiconductor device provided with an insulating film containing a methyl group produced by a chemical vapor deposition method, wherein the source gas used in the chemical vapor deposition method has at least two types of methyl groups having different numbers of methyl groups. chlorosilane, is used to include any hand of water <br/> and hydrogen peroxide, by controlling the mixing ratio of the two kinds of methylchlorosilanes, containing a methyl group of the insulating layer A semiconductor device having a controlled amount.
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