JPH05304147A - 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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- JPH05304147A JPH05304147A JP10752792A JP10752792A JPH05304147A JP H05304147 A JPH05304147 A JP H05304147A JP 10752792 A JP10752792 A JP 10752792A JP 10752792 A JP10752792 A JP 10752792A JP H05304147 A JPH05304147 A JP H05304147A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に
多層配線構造を有する半導体装置におけるＣＶＤ膜形成
方法に関し、吸水性の小さなＣＶＤ膜を形成することが
できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】ＣＶＤ法を用いて半導体基板上にシリコン化合
物からなる薄膜を形成する工程と、形成された薄膜を酸
化する酸化工程と、酸化された薄膜を重縮合する重縮合
工程とを有するように構成する。
多層配線構造を有する半導体装置におけるＣＶＤ膜形成
方法に関し、吸水性の小さなＣＶＤ膜を形成することが
できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】ＣＶＤ法を用いて半導体基板上にシリコン化合
物からなる薄膜を形成する工程と、形成された薄膜を酸
化する酸化工程と、酸化された薄膜を重縮合する重縮合
工程とを有するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特に多層配線構造を有する半導体装置における
ＣＶＤ膜形成方法に関する。
に係り、特に多層配線構造を有する半導体装置における
ＣＶＤ膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化に伴い、多層
配線構造を有する半導体装置の開発が進んでいる。この
多層配線構造の層間絶縁膜にはＣＶＤ法を用いて形成さ
れたシリコン酸化膜等のＣＶＤ膜（以下、層間ＣＶＤ膜
という）が利用されるが、この層間ＣＶＤ膜の吸水性が
大きな問題となってきている。
配線構造を有する半導体装置の開発が進んでいる。この
多層配線構造の層間絶縁膜にはＣＶＤ法を用いて形成さ
れたシリコン酸化膜等のＣＶＤ膜（以下、層間ＣＶＤ膜
という）が利用されるが、この層間ＣＶＤ膜の吸水性が
大きな問題となってきている。
【０００３】図４を用いて層間ＣＶＤ膜の吸水性の問題
を説明する。図４（ａ）に示すように半導体基板２上に
下層金属配線層４を形成し、半導体基板２及び下層金属
配線層４を覆うように、ＣＶＤ法を用いて例えばシリコ
ン酸化膜の層間ＣＶＤ膜６を形成する。ＣＶＤ法による
シリコン酸化膜の形成は、モノシラン（ＳｉＨ4 ）−酸
素系が多く用いられるが、この反応においてシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2 ）が成長すると共に水（Ｈ2 Ｏ）が生成
される。この生成される水は、シリコン酸化膜の成長時
に膜中に混入し、形成された層間ＣＶＤ膜６中に含まれ
てしまう。
を説明する。図４（ａ）に示すように半導体基板２上に
下層金属配線層４を形成し、半導体基板２及び下層金属
配線層４を覆うように、ＣＶＤ法を用いて例えばシリコ
ン酸化膜の層間ＣＶＤ膜６を形成する。ＣＶＤ法による
シリコン酸化膜の形成は、モノシラン（ＳｉＨ4 ）−酸
素系が多く用いられるが、この反応においてシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2 ）が成長すると共に水（Ｈ2 Ｏ）が生成
される。この生成される水は、シリコン酸化膜の成長時
に膜中に混入し、形成された層間ＣＶＤ膜６中に含まれ
てしまう。
【０００４】次に、図４（ｂ）に示すように、下層金属
配線層４上の層間ＣＶＤ膜６にコンタクトホール８を開
口し、層間ＣＶＤ膜６上にコンタクトホール８を介して
下層金属配線層４とコンタクトする上層金属配線層１０
を形成する。この上層金属配線層１０の形成時に、水を
含んだ層間ＣＶＤ膜６から水が脱水し、図４（ｂ）の矢
印のごとく層間ＣＶＤ膜６表面及びコンタクトホール内
壁から放出される。
配線層４上の層間ＣＶＤ膜６にコンタクトホール８を開
口し、層間ＣＶＤ膜６上にコンタクトホール８を介して
下層金属配線層４とコンタクトする上層金属配線層１０
を形成する。この上層金属配線層１０の形成時に、水を
含んだ層間ＣＶＤ膜６から水が脱水し、図４（ｂ）の矢
印のごとく層間ＣＶＤ膜６表面及びコンタクトホール内
壁から放出される。
【０００５】層間ＣＶＤ膜６のコンタクトホール内壁か
ら放出された水は、下層金属配線層４と上層金属配線層
１０の層間コンタクトにおいてコンタクト抵抗の増加等
の不良を生じさせる原因となり、特に素子の微細化に伴
ってコンタクトホールが微細化されてくると大きな問題
となる。また、形成される配線の総数は素子の微細化に
伴い増加するが、それと共に層間ＣＶＤ膜６の吸水量も
増加する。従って、上層金属配線層１０を形成するため
の金属層の成長中に、層間ＣＶＤ膜６からの脱水による
水が金属層に混入してしまう割合が増加する。形成中の
金属層に水が混入すると、形成される上層金属配線層１
０の金属のグレーンサイズが小さくなってしまい、エレ
クトロマイグレーション耐性やストレスマイグレーショ
ン耐性が劣化する結果、良好な膜質の上層金属配線層１
０を得ることができないという問題も生じる。
ら放出された水は、下層金属配線層４と上層金属配線層
１０の層間コンタクトにおいてコンタクト抵抗の増加等
の不良を生じさせる原因となり、特に素子の微細化に伴
ってコンタクトホールが微細化されてくると大きな問題
となる。また、形成される配線の総数は素子の微細化に
伴い増加するが、それと共に層間ＣＶＤ膜６の吸水量も
増加する。従って、上層金属配線層１０を形成するため
の金属層の成長中に、層間ＣＶＤ膜６からの脱水による
水が金属層に混入してしまう割合が増加する。形成中の
金属層に水が混入すると、形成される上層金属配線層１
０の金属のグレーンサイズが小さくなってしまい、エレ
クトロマイグレーション耐性やストレスマイグレーショ
ン耐性が劣化する結果、良好な膜質の上層金属配線層１
０を得ることができないという問題も生じる。
【０００６】このようなことから、従来のモノシラン
（ＳｉＨ4 ）−酸素系を原料ガスとして用いたＣＶＤ法
によるシリコン酸化膜の形成の際は、プラズマ励起によ
る反応を利用したり、Ｏ3 等の活性ガスを利用したりし
て、形成されるシリコン酸化膜中の未反応基（Ｓｉ−
Ｈ）を減少させるようにして、吸水性を抑制させるよう
にしていた。
（ＳｉＨ4 ）−酸素系を原料ガスとして用いたＣＶＤ法
によるシリコン酸化膜の形成の際は、プラズマ励起によ
る反応を利用したり、Ｏ3 等の活性ガスを利用したりし
て、形成されるシリコン酸化膜中の未反応基（Ｓｉ−
Ｈ）を減少させるようにして、吸水性を抑制させるよう
にしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、素子の微細
化により多層配線構造が多段になると、上記の方法によ
り未反応基を減少させ吸水性を低減させた層間ＣＶＤ膜
であっても、その吸水量の総量は無視できなくなり、上
層金属配線の膜質の劣化や層間コンタクトの不良を抑え
られなくなるという問題を生じる。
化により多層配線構造が多段になると、上記の方法によ
り未反応基を減少させ吸水性を低減させた層間ＣＶＤ膜
であっても、その吸水量の総量は無視できなくなり、上
層金属配線の膜質の劣化や層間コンタクトの不良を抑え
られなくなるという問題を生じる。
【０００８】さらに、近年、良好なステップカバレッジ
を示すことから注目されているＴＥＯＳ（テトラエトキ
シシラン）等、シリコンアルコキシドを原料ガスに用い
て形成した層間ＣＶＤ膜の場合は、上記プラズマ励起に
よる反応を利用したり、Ｏ3や酸素ラジカル等の活性ガ
スを利用したりする方法を用いても、シラン系原料ガス
の場合に比べて未反応基（ＯＲ基、ＯＨ基等）を減少さ
せることができない。これは、ＯＲ基例えばＴＥＯＳの
Ｃ2 Ｈ5 は、Ｏとよく結合する未反応基（Ｓｉ−Ｈ）に
比較してさらにＯと結合しやすいからである。このよう
に、ＴＥＯＳを原料ガスとして形成した層間ＣＶＤ膜の
吸水性を抑制することができないという問題があった。
を示すことから注目されているＴＥＯＳ（テトラエトキ
シシラン）等、シリコンアルコキシドを原料ガスに用い
て形成した層間ＣＶＤ膜の場合は、上記プラズマ励起に
よる反応を利用したり、Ｏ3や酸素ラジカル等の活性ガ
スを利用したりする方法を用いても、シラン系原料ガス
の場合に比べて未反応基（ＯＲ基、ＯＨ基等）を減少さ
せることができない。これは、ＯＲ基例えばＴＥＯＳの
Ｃ2 Ｈ5 は、Ｏとよく結合する未反応基（Ｓｉ−Ｈ）に
比較してさらにＯと結合しやすいからである。このよう
に、ＴＥＯＳを原料ガスとして形成した層間ＣＶＤ膜の
吸水性を抑制することができないという問題があった。
【０００９】従って、従来のシランやシリコンアルコキ
シドを原料ガスに用い、酸素、オゾン、水、窒素、アン
モニア、酸化窒素等を反応ガスとしてシリコン酸化膜等
のシリコン化合膜を形成するＣＶＤ技術においては、吸
水性の大きなシリコン化合膜しか形成することができ
ず、このシリコン化合膜上に良好な膜質を有する上部金
属配線層を形成することができなかった。さらに、この
シリコン化合膜にコンタクトホール等を開口した場合、
コンタクトホールの側壁のシリコン化合膜から水が放出
され、配線間コンタクトに不良を引き起こすという問題
があった。
シドを原料ガスに用い、酸素、オゾン、水、窒素、アン
モニア、酸化窒素等を反応ガスとしてシリコン酸化膜等
のシリコン化合膜を形成するＣＶＤ技術においては、吸
水性の大きなシリコン化合膜しか形成することができ
ず、このシリコン化合膜上に良好な膜質を有する上部金
属配線層を形成することができなかった。さらに、この
シリコン化合膜にコンタクトホール等を開口した場合、
コンタクトホールの側壁のシリコン化合膜から水が放出
され、配線間コンタクトに不良を引き起こすという問題
があった。
【００１０】本発明の目的は、吸水性の小さなＣＶＤ膜
を形成することができる半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
を形成することができる半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＣＶＤ法を用
いて半導体基板上にシリコン化合物からなる薄膜を形成
する薄膜形成工程と、形成された薄膜を酸化する酸化工
程と、酸化された薄膜を重縮合する重縮合工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
いて半導体基板上にシリコン化合物からなる薄膜を形成
する薄膜形成工程と、形成された薄膜を酸化する酸化工
程と、酸化された薄膜を重縮合する重縮合工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１２】また、本発明は上記半導体装置の製造方法
において、重縮合工程が、温度１００℃〜６００℃のア
ルカリ性雰囲気で薄膜を熱処理する工程であることを特
徴とする半導体装置の製造方法である。さらに、本発明
は上記半導体装置の製造方法において、酸化工程及び重
縮合工程が、温度１００℃〜６００℃の水蒸気雰囲気又
は３０％以上の酸素雰囲気で薄膜を熱処理する工程であ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
において、重縮合工程が、温度１００℃〜６００℃のア
ルカリ性雰囲気で薄膜を熱処理する工程であることを特
徴とする半導体装置の製造方法である。さらに、本発明
は上記半導体装置の製造方法において、酸化工程及び重
縮合工程が、温度１００℃〜６００℃の水蒸気雰囲気又
は３０％以上の酸素雰囲気で薄膜を熱処理する工程であ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１３】またさらに、本発明は上記半導体装置の製
造方法において、薄膜を形成した後、熱処理を行う前
に、薄膜をＯ2 プラズマにさらすことを特徴とする半導
体装置の製造方法である。また、本発明は、薄膜を形成
する原料ガスにシリコンアルコキシドを用いることを特
徴とする半導体装置の製造方法である。
造方法において、薄膜を形成した後、熱処理を行う前
に、薄膜をＯ2 プラズマにさらすことを特徴とする半導
体装置の製造方法である。また、本発明は、薄膜を形成
する原料ガスにシリコンアルコキシドを用いることを特
徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１４】このような製造方法を採ることにより、例
えばモノシラン（ＳｉＨ4 ）−酸素系を原料ガスとして
用いたＣＶＤ法、或いはＴＥＯＳ等シリコンアルコキシ
ドを原料ガスに用いてＣＶＤ法によるシリコン酸化膜の
形成の際、酸化することによりＳｉ−Ｈ或いはＯＲ基等
の未反応基を、ＯＨ基或いはダングリングボンドを有す
る状態にし、この状態で重縮合することにより、Ｈ2 Ｏ
又はＨとして放出させてＨ基等の未反応基を減少させる
ことができる。したがって、ＣＶＤ膜は脱水されて緻密
化され、吸水性の低いＣＶＤ膜を形成することができ
る。
えばモノシラン（ＳｉＨ4 ）−酸素系を原料ガスとして
用いたＣＶＤ法、或いはＴＥＯＳ等シリコンアルコキシ
ドを原料ガスに用いてＣＶＤ法によるシリコン酸化膜の
形成の際、酸化することによりＳｉ−Ｈ或いはＯＲ基等
の未反応基を、ＯＨ基或いはダングリングボンドを有す
る状態にし、この状態で重縮合することにより、Ｈ2 Ｏ
又はＨとして放出させてＨ基等の未反応基を減少させる
ことができる。したがって、ＣＶＤ膜は脱水されて緻密
化され、吸水性の低いＣＶＤ膜を形成することができ
る。
【００１５】なお、本発明の酸化工程としては、水蒸気
雰囲気又は３０％以上の酸素雰囲気で薄膜を熱処理する
工程の他に酸素プラズマにより処理するようにしてもよ
い。また、本発明の重縮合工程における触媒としては、
アルカリ性雰囲気で処理する他に単に熱を加えるように
してもよい。ＣＶＤ膜の脱水量の熱処理温度に対する依
存性を図１に示す。用いた試験用ウェーハは直径１００
ｍｍ（４インチ）である。原料ガスにはＴＥＯＳを用い
てＳｉＯ2 膜を成長させ、圧力１気圧、温度１００℃〜
６００℃で水蒸気雰囲気中、又は３０％以上の酸素雰囲
気中でＳｉＯ2 膜を酸化させ重縮合させる場合、及び３
０％以上の酸素雰囲気中で酸化させ、ｐＨ＞７のアルカ
リ性ガス雰囲気中で重縮合させる場合のいずれかの雰囲
気中でＳｉＯ2 膜を熱処理した後、この試験用ウェーハ
を真空中で５００℃に加熱して脱水量を測定したもので
ある。図中△は酸素を含んだ水蒸気雰囲気中で熱処理し
た場合、□は３０％の酸素雰囲気中で熱処理した場合、
○はＮＨ3 を２０〜５０ｃｃ／ｍｉｎ、Ｎ2 を５ｌ／ｍ
ｉｎの割合で供給したｐＨ＞７のアルカリ性ガス雰囲気
中での熱処理が加えられた場合であり、それぞれの雰囲
気中でウェーハに３０分間の熱処理を施した場合の値を
示している。図１に示されたように熱処理温度１００℃
〜６００℃で、温度が高くなるほどＳｉＯ2 膜の吸水性
が極端に抑えられることがわかる。従って、本発明によ
る方法を用いて形成したＳｉＯ2 膜上に真空中で金属膜
を成長させれば、ＳｉＯ2 膜からの脱水量が低く抑えら
れるので、良好な膜質を有する金属配線層を得ることが
可能となる。
雰囲気又は３０％以上の酸素雰囲気で薄膜を熱処理する
工程の他に酸素プラズマにより処理するようにしてもよ
い。また、本発明の重縮合工程における触媒としては、
アルカリ性雰囲気で処理する他に単に熱を加えるように
してもよい。ＣＶＤ膜の脱水量の熱処理温度に対する依
存性を図１に示す。用いた試験用ウェーハは直径１００
ｍｍ（４インチ）である。原料ガスにはＴＥＯＳを用い
てＳｉＯ2 膜を成長させ、圧力１気圧、温度１００℃〜
６００℃で水蒸気雰囲気中、又は３０％以上の酸素雰囲
気中でＳｉＯ2 膜を酸化させ重縮合させる場合、及び３
０％以上の酸素雰囲気中で酸化させ、ｐＨ＞７のアルカ
リ性ガス雰囲気中で重縮合させる場合のいずれかの雰囲
気中でＳｉＯ2 膜を熱処理した後、この試験用ウェーハ
を真空中で５００℃に加熱して脱水量を測定したもので
ある。図中△は酸素を含んだ水蒸気雰囲気中で熱処理し
た場合、□は３０％の酸素雰囲気中で熱処理した場合、
○はＮＨ3 を２０〜５０ｃｃ／ｍｉｎ、Ｎ2 を５ｌ／ｍ
ｉｎの割合で供給したｐＨ＞７のアルカリ性ガス雰囲気
中での熱処理が加えられた場合であり、それぞれの雰囲
気中でウェーハに３０分間の熱処理を施した場合の値を
示している。図１に示されたように熱処理温度１００℃
〜６００℃で、温度が高くなるほどＳｉＯ2 膜の吸水性
が極端に抑えられることがわかる。従って、本発明によ
る方法を用いて形成したＳｉＯ2 膜上に真空中で金属膜
を成長させれば、ＳｉＯ2 膜からの脱水量が低く抑えら
れるので、良好な膜質を有する金属配線層を得ることが
可能となる。
【００１６】図２もＳｉＯ2 膜の脱水量の熱処理温度に
対する依存性を示したものであるが、ＳｉＯ2 膜を形成
した後熱処理を行う前に、ＳｉＯ2 膜をＯ2 プラズマに
さらした場合とＯ2 プラズマにさらさない場合の脱水量
の熱処理温度に対する依存性を比較したものである。図
中△は図１に示すものと同じ酸素を含んだ水蒸気雰囲気
中で熱処理した場合、●は熱処理を行う前にＳｉＯ2 膜
をＯ2 プラズマにさらした後に酸素を含んだ水蒸気雰囲
気中でＳｉＯ2 膜を熱処理した場合である。Ｏ 2 プラズ
マは、圧力０．２Ｔｏｒｒの下で、出力４５０ＷでＳｉ
Ｏ2 膜上に３０分間照射した。
対する依存性を示したものであるが、ＳｉＯ2 膜を形成
した後熱処理を行う前に、ＳｉＯ2 膜をＯ2 プラズマに
さらした場合とＯ2 プラズマにさらさない場合の脱水量
の熱処理温度に対する依存性を比較したものである。図
中△は図１に示すものと同じ酸素を含んだ水蒸気雰囲気
中で熱処理した場合、●は熱処理を行う前にＳｉＯ2 膜
をＯ2 プラズマにさらした後に酸素を含んだ水蒸気雰囲
気中でＳｉＯ2 膜を熱処理した場合である。Ｏ 2 プラズ
マは、圧力０．２Ｔｏｒｒの下で、出力４５０ＷでＳｉ
Ｏ2 膜上に３０分間照射した。
【００１７】図１によりＳｉＯ2 膜の熱処理は１００℃
から脱水の効果が現れ、高温になるほどその効果が顕著
になることがわかるが、図２においては、熱処理の前に
Ｏ2プラズマをＳｉＯ2 膜に照射すると、１００℃程度
の低温でも顕著な脱水の効果を得ることができるように
なることがわかる。ＳｉＯ2 膜の脱水量の熱処理時の圧
力に対する依存性を示したのが図３である。図中○は、
熱処理温度３００℃で酸素を含んだ水蒸気雰囲気中で熱
処理を行い、炉内の圧力を変化させて脱水量の圧力に対
する依存性を調べたものである。図３から解るように、
処理圧力によっても吸水性は変動し、高圧下で熱処理す
るほうが脱水量が増加する。また、熱処理温度が低温で
も圧力が高ければ、高温度低圧力での熱処理と同等の効
果を得ることが可能となる。
から脱水の効果が現れ、高温になるほどその効果が顕著
になることがわかるが、図２においては、熱処理の前に
Ｏ2プラズマをＳｉＯ2 膜に照射すると、１００℃程度
の低温でも顕著な脱水の効果を得ることができるように
なることがわかる。ＳｉＯ2 膜の脱水量の熱処理時の圧
力に対する依存性を示したのが図３である。図中○は、
熱処理温度３００℃で酸素を含んだ水蒸気雰囲気中で熱
処理を行い、炉内の圧力を変化させて脱水量の圧力に対
する依存性を調べたものである。図３から解るように、
処理圧力によっても吸水性は変動し、高圧下で熱処理す
るほうが脱水量が増加する。また、熱処理温度が低温で
も圧力が高ければ、高温度低圧力での熱処理と同等の効
果を得ることが可能となる。
【００１８】但し、上記の熱処理において、特に高温水
蒸気雰囲気等を用いてＳｉＯ2 膜の脱水を行うと、形成
される素子の特性が影響を受ける場合があることに注意
を要する。また、アルカリガス雰囲気による熱処理等は
減圧で行うほうが安全上及び装置構成上都合がよい。従
って、本発明によりＳｉＯ2 膜の脱水を行うには、処理
される基板上に形成される素子の諸特性や熱処理装置の
構成上から選択する必要がある。
蒸気雰囲気等を用いてＳｉＯ2 膜の脱水を行うと、形成
される素子の特性が影響を受ける場合があることに注意
を要する。また、アルカリガス雰囲気による熱処理等は
減圧で行うほうが安全上及び装置構成上都合がよい。従
って、本発明によりＳｉＯ2 膜の脱水を行うには、処理
される基板上に形成される素子の諸特性や熱処理装置の
構成上から選択する必要がある。
【００１９】また、本発明の効果はＳｉＯ2 膜中のダン
グリングボンドを補償したり、プロトン、アルコキシド
を効果的に分解することに対して寄与しており、酸性ガ
ス雰囲気中でもアルカリ性雰囲気中には劣るものの効果
は見られるが、装置及び治具の腐食の点からも、水蒸気
雰囲気もしくはアルカリ性ガス雰囲気を用いる方が望ま
しい。
グリングボンドを補償したり、プロトン、アルコキシド
を効果的に分解することに対して寄与しており、酸性ガ
ス雰囲気中でもアルカリ性雰囲気中には劣るものの効果
は見られるが、装置及び治具の腐食の点からも、水蒸気
雰囲気もしくはアルカリ性ガス雰囲気を用いる方が望ま
しい。
【００２０】
（実施例１）多層配線構造の１層目のＡｌ配線を形成
後、ＴＥＯＳとオゾンを４００℃で熱反応させてシリコ
ン酸化膜を厚さ１μｍ成長させ、その後４５０℃の水蒸
気雰囲気中で熱処理を行った。次にシリコン酸化膜にコ
ンタクトホールを開口し２層目の金属配線層を蒸着した
ところ、２層目の金属層に水の混入による変化は生じな
かった。 （実施例２）金属配線層を形成後、ＴＥＯＳとアンモニ
アを原料ガスとして基板温度３００℃でプラズマＣＶＤ
法を用いシリコン窒化膜を厚さ０．５μｍ成長させ、そ
の後Ｏ2 プラズマ中に３０分間放置した後、４５０℃の
水蒸気雰囲気中で熱処理した。次にシリコン窒化膜にボ
ンディングホールを開口して、ボンディングを行った結
果、ボンディングはオール内壁のシリコン窒化膜からの
水の放出はなく、良好なボンディングを行うことができ
た。 （比較例）多層配線構造の１層目のＡｌ配線を形成後、
ＴＥＯＳとオゾンを４００℃で熱反応させてシリコン酸
化膜を厚さ１μｍ成長させた。次にシリコン酸化膜にコ
ンタクトホールを開口し２層目の金属層を蒸着したとこ
ろ、金属膜が水の混入により白濁した。
後、ＴＥＯＳとオゾンを４００℃で熱反応させてシリコ
ン酸化膜を厚さ１μｍ成長させ、その後４５０℃の水蒸
気雰囲気中で熱処理を行った。次にシリコン酸化膜にコ
ンタクトホールを開口し２層目の金属配線層を蒸着した
ところ、２層目の金属層に水の混入による変化は生じな
かった。 （実施例２）金属配線層を形成後、ＴＥＯＳとアンモニ
アを原料ガスとして基板温度３００℃でプラズマＣＶＤ
法を用いシリコン窒化膜を厚さ０．５μｍ成長させ、そ
の後Ｏ2 プラズマ中に３０分間放置した後、４５０℃の
水蒸気雰囲気中で熱処理した。次にシリコン窒化膜にボ
ンディングホールを開口して、ボンディングを行った結
果、ボンディングはオール内壁のシリコン窒化膜からの
水の放出はなく、良好なボンディングを行うことができ
た。 （比較例）多層配線構造の１層目のＡｌ配線を形成後、
ＴＥＯＳとオゾンを４００℃で熱反応させてシリコン酸
化膜を厚さ１μｍ成長させた。次にシリコン酸化膜にコ
ンタクトホールを開口し２層目の金属層を蒸着したとこ
ろ、金属膜が水の混入により白濁した。
【００２１】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ＣＶＤ法
により従来のシラン系ガスやシリコンアルコキシドを原
料ガスに用い、酸素、オゾン、水、窒素、アンモニア、
酸化窒素等を反応ガスとして形成したシリコン化合膜の
膜質を吸水性の少ない膜に改質することができる。従っ
て、良好な膜質の金属層をシリコン化合膜直上に形成す
ることができ、またシリコン化合膜にコンタクトホール
等を開口しても、コンタクトホールの側壁のシリコン化
合膜から水が放出されないので、配線間コンタクトに不
良を引き起こすことがなく、半導体装置の信頼性向上に
寄与することができる。
により従来のシラン系ガスやシリコンアルコキシドを原
料ガスに用い、酸素、オゾン、水、窒素、アンモニア、
酸化窒素等を反応ガスとして形成したシリコン化合膜の
膜質を吸水性の少ない膜に改質することができる。従っ
て、良好な膜質の金属層をシリコン化合膜直上に形成す
ることができ、またシリコン化合膜にコンタクトホール
等を開口しても、コンタクトホールの側壁のシリコン化
合膜から水が放出されないので、配線間コンタクトに不
良を引き起こすことがなく、半導体装置の信頼性向上に
寄与することができる。
【図１】ＳｉＯ2 膜の脱水量の熱処理温度に対する依存
性を示す図である。
性を示す図である。
【図２】ＳｉＯ2 膜の脱水量の熱処理温度に対する依存
性を示す図である。
性を示す図である。
【図３】ＳｉＯ2 膜の脱水量の熱処理時の圧力に対する
依存性を示す図である。
依存性を示す図である。
【図４】層間ＣＶＤ膜の吸水性を説明する図である。
２…半導体基板 ４…下層金属配線層 ６…層間ＣＶＤ膜 ８…コンタクトホール １０…上層金属配線層
Claims (6)
- 【請求項１】 ＣＶＤ法を用いて半導体基板上にシリコ
ン化合物からなる薄膜を形成する薄膜形成工程と、 前記薄膜を酸化する酸化工程と、 酸化された前記薄膜を重縮合する重縮合工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記重縮合工程は、温度１００℃〜６００℃のアルカリ
性雰囲気で前記薄膜を熱処理する工程であることを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記酸化工程及び前記重縮合工程は、温度１００℃〜６
００℃の水蒸気雰囲気で前記薄膜を熱処理する工程であ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記酸化工程及び前記重縮合工程は、温度１００℃〜６
００℃の３０％以上の酸素雰囲気で前記薄膜を熱処理す
る工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法において、 前記薄膜を形成した後、前記酸化工程の前に、前記薄膜
をＯ2 プラズマにさらすことを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法において、 前記薄膜を形成する原料ガスにシリコンアルコキシドを
用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10752792A JPH05304147A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10752792A JPH05304147A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304147A true JPH05304147A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=14461457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10752792A Pending JPH05304147A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05304147A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07288252A (ja) * | 1994-04-18 | 1995-10-31 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | Ｃｖｄ装置 |
| US6548426B1 (en) | 1999-09-01 | 2003-04-15 | Canon Sales Co., Ltd. | Method for improving a quality of dielectric layer and semiconductor device |
| JP2009152551A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-07-09 | Applied Materials Inc | ボイドフリーギャップ充填に対する誘電体膜品質を向上させる方法及びシステム |
| JP2012516578A (ja) * | 2009-01-28 | 2012-07-19 | マイクロリンク デバイセズ， インク． | 酸化窓層を備えた高効率のｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の太陽電池装置 |
| US8889566B2 (en) | 2012-09-11 | 2014-11-18 | Applied Materials, Inc. | Low cost flowable dielectric films |
| US8980382B2 (en) | 2009-12-02 | 2015-03-17 | Applied Materials, Inc. | Oxygen-doping for non-carbon radical-component CVD films |
| US9018108B2 (en) | 2013-01-25 | 2015-04-28 | Applied Materials, Inc. | Low shrinkage dielectric films |
| US9285168B2 (en) | 2010-10-05 | 2016-03-15 | Applied Materials, Inc. | Module for ozone cure and post-cure moisture treatment |
| US9404178B2 (en) | 2011-07-15 | 2016-08-02 | Applied Materials, Inc. | Surface treatment and deposition for reduced outgassing |
| US9412581B2 (en) | 2014-07-16 | 2016-08-09 | Applied Materials, Inc. | Low-K dielectric gapfill by flowable deposition |
| US10283321B2 (en) | 2011-01-18 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing system and methods using capacitively coupled plasma |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP10752792A patent/JPH05304147A/ja active Pending
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| US10283321B2 (en) | 2011-01-18 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing system and methods using capacitively coupled plasma |
| US9404178B2 (en) | 2011-07-15 | 2016-08-02 | Applied Materials, Inc. | Surface treatment and deposition for reduced outgassing |
| US8889566B2 (en) | 2012-09-11 | 2014-11-18 | Applied Materials, Inc. | Low cost flowable dielectric films |
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