JPH06326200A - 層間絶縁膜の形成方法 - Google Patents
層間絶縁膜の形成方法Info
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- JPH06326200A JPH06326200A JP10910193A JP10910193A JPH06326200A JP H06326200 A JPH06326200 A JP H06326200A JP 10910193 A JP10910193 A JP 10910193A JP 10910193 A JP10910193 A JP 10910193A JP H06326200 A JPH06326200 A JP H06326200A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有機シリコン系化合物と酸化剤との反応によ
り成膜した層間絶縁膜の膜質を向上させる方法を提供す
る。 【構成】 段差を有する基体上に、ＴＥＯＳ／Ｈ2Ｏ／
ＮＨ3系のガスを用いて、プラズマＣＶＤ法にて第２層
間絶縁膜４を形成する。その後、ＮＨ3ガスを用いてプ
ラズマ処理を施し、第２層間絶縁膜４中の脱水縮合を促
進させる。これにより、膜中の炭素原子は膜外に除去さ
れ、層間絶縁膜の膜質が向上する。
り成膜した層間絶縁膜の膜質を向上させる方法を提供す
る。 【構成】 段差を有する基体上に、ＴＥＯＳ／Ｈ2Ｏ／
ＮＨ3系のガスを用いて、プラズマＣＶＤ法にて第２層
間絶縁膜４を形成する。その後、ＮＨ3ガスを用いてプ
ラズマ処理を施し、第２層間絶縁膜４中の脱水縮合を促
進させる。これにより、膜中の炭素原子は膜外に除去さ
れ、層間絶縁膜の膜質が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、層間絶縁膜の形成方
法に関する。この発明に係る層間絶縁膜の形成方法は、
例えば、高度に微細化・集積化したメモリ素子などの半
導体装置の製造プロセスに利用することができる。
法に関する。この発明に係る層間絶縁膜の形成方法は、
例えば、高度に微細化・集積化したメモリ素子などの半
導体装置の製造プロセスに利用することができる。
【０００２】
【従来の技術及びこの発明が解決使用とする課題】近
年、デバイスの高密度化に伴って配線技術は、ますます
微細化、多層化の方向に進んでいる。しかし、この微細
化や多層化は、一方ではデバイスの信頼性を低下させる
要因となっている。この理由は、配線の微細化と多層化
の進展によって層間絶縁膜の段差は大きく且つ急峻とな
り、その上に形成される配線の加工精度、信頼性を低下
させるためである。Ａｌ配線の段差被覆性を大幅に改善
できない現在、層間絶縁膜の平坦性を向上させる必要が
ある。また、リソグラフィーの露光光の短波長化に伴う
焦点深度の低下の点からも、層間絶縁膜の平坦化は一層
重要になりつつある。
年、デバイスの高密度化に伴って配線技術は、ますます
微細化、多層化の方向に進んでいる。しかし、この微細
化や多層化は、一方ではデバイスの信頼性を低下させる
要因となっている。この理由は、配線の微細化と多層化
の進展によって層間絶縁膜の段差は大きく且つ急峻とな
り、その上に形成される配線の加工精度、信頼性を低下
させるためである。Ａｌ配線の段差被覆性を大幅に改善
できない現在、層間絶縁膜の平坦性を向上させる必要が
ある。また、リソグラフィーの露光光の短波長化に伴う
焦点深度の低下の点からも、層間絶縁膜の平坦化は一層
重要になりつつある。
【０００３】これまでに、下記の表１に示した各種の絶
縁膜の形成技術及び平坦化技術が開発されてきた（プレ
スジャーナル社刊 月刊 Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｗｏｒｌｄ １９８９年１１月 第８１頁）。
縁膜の形成技術及び平坦化技術が開発されてきた（プレ
スジャーナル社刊 月刊 Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｗｏｒｌｄ １９８９年１１月 第８１頁）。
【０００４】
【表１】
【０００５】しかしこれら従来技術を、微細化，多層化
した配線層に適用した場合、配線間隔が広い場所での平
坦化の不足や配線間隔における層間膜での“す”（中
空）の発生により、配線間における接続不良等が重大な
問題になっている。
した配線層に適用した場合、配線間隔が広い場所での平
坦化の不足や配線間隔における層間膜での“す”（中
空）の発生により、配線間における接続不良等が重大な
問題になっている。
【０００６】そこで、この問題を改善する手段として、
水を添加した有機シランのプラズマＣＶＤにより高アス
ペクト比のＡｌ配線上を平坦化する技術が注目されてい
る。この種の技術については、例えば応用物理学会１９
９１年第３８回応用物理学会関係連合講演会予稿集（第
６３２頁、２９Ｐ−Ｖ−８、２９Ｐ−Ｖ−９）に記載が
ある。しかし、水を添加した場合には、膜中の水酸基濃
度及び反応系内に副反応生成物であるアルコールの濃度
が高いことから、その後のアニール時に熱収縮率が大き
いためにクラックが発生する。このため、多層配線の信
頼性を低下させる懸念がある。これに対して膜質を向上
させる試みとして、加水分解が進んで水酸基が減少する
とされている有機シランと無機酸とをソースガスとする
ＣＶＤ法（特開平３−１１６８３５号）により低水酸基
含有量の層間平坦化膜の形成が可能なことが報告されて
いる。
水を添加した有機シランのプラズマＣＶＤにより高アス
ペクト比のＡｌ配線上を平坦化する技術が注目されてい
る。この種の技術については、例えば応用物理学会１９
９１年第３８回応用物理学会関係連合講演会予稿集（第
６３２頁、２９Ｐ−Ｖ−８、２９Ｐ−Ｖ−９）に記載が
ある。しかし、水を添加した場合には、膜中の水酸基濃
度及び反応系内に副反応生成物であるアルコールの濃度
が高いことから、その後のアニール時に熱収縮率が大き
いためにクラックが発生する。このため、多層配線の信
頼性を低下させる懸念がある。これに対して膜質を向上
させる試みとして、加水分解が進んで水酸基が減少する
とされている有機シランと無機酸とをソースガスとする
ＣＶＤ法（特開平３−１１６８３５号）により低水酸基
含有量の層間平坦化膜の形成が可能なことが報告されて
いる。
【０００７】しかし、逆に無機酸に代表される水素供与
体を添加した場合、プロトンが加水分解の触媒となり加
水分解が急速に進行するため、系内の水酸基温度が急増
することも報告されている（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎ
ｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎＳｏｈｄｓ ６３（１９８
４）１３〜２１Ｎｏｒｔｈ−Ｈｏｌｌａｎｄ．Ａｍａｔ
ｅｒｄａｍ）。このため、熱処理における収縮率や吸湿
性が高いなどの膜質に関する問題点については解決でき
ていないとも考えられている。また、セルフフロー（特
に平坦化手段を要さず、膜形成がそれ自体平坦に行われ
ることをいう）形状が得られるように分子量の高い反応
生成物をウェハ表面に形成するためには、無機酸の添加
では加水分解速度が非常に速く低分子の加水分解物が優
先的に生成することとなり、高分子化を妨げており、セ
ルフフロー形状が得られにくいと考えられる。
体を添加した場合、プロトンが加水分解の触媒となり加
水分解が急速に進行するため、系内の水酸基温度が急増
することも報告されている（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎ
ｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎＳｏｈｄｓ ６３（１９８
４）１３〜２１Ｎｏｒｔｈ−Ｈｏｌｌａｎｄ．Ａｍａｔ
ｅｒｄａｍ）。このため、熱処理における収縮率や吸湿
性が高いなどの膜質に関する問題点については解決でき
ていないとも考えられている。また、セルフフロー（特
に平坦化手段を要さず、膜形成がそれ自体平坦に行われ
ることをいう）形状が得られるように分子量の高い反応
生成物をウェハ表面に形成するためには、無機酸の添加
では加水分解速度が非常に速く低分子の加水分解物が優
先的に生成することとなり、高分子化を妨げており、セ
ルフフロー形状が得られにくいと考えられる。
【０００８】従って、セルフフローによるステップガバ
レージの向上が求められている現在、分子量の高い反応
生成物をウェハ表面に形成することが必要とされてお
り、加水分解速度に比べて脱水縮合の速度を著しく向上
できる塩基性の触媒を添加した成膜方法（特願平５−７
７０３９号）が考えられる。
レージの向上が求められている現在、分子量の高い反応
生成物をウェハ表面に形成することが必要とされてお
り、加水分解速度に比べて脱水縮合の速度を著しく向上
できる塩基性の触媒を添加した成膜方法（特願平５−７
７０３９号）が考えられる。
【０００９】しかし、この方法は、ある程度の分子量の
反応中間体の流動性を利用してセルフフロー形状を得て
いるために平坦性が向上するが、成膜後の絶縁膜中に有
機シリコン系化合物のアルキル基が含まれて残っている
ため、膜質が悪いという問題がある。
反応中間体の流動性を利用してセルフフロー形状を得て
いるために平坦性が向上するが、成膜後の絶縁膜中に有
機シリコン系化合物のアルキル基が含まれて残っている
ため、膜質が悪いという問題がある。
【００１０】この発明は、このような問題点に着目して
創案されたものである。この発明が解決しようとする課
題は、成膜後の膜中に有機シリコン系化合物の残留基を
含まず、良好な平坦化形状の層間絶縁膜を形成するに
は、どのような手段を講じればよいかという点にある。
創案されたものである。この発明が解決しようとする課
題は、成膜後の膜中に有機シリコン系化合物の残留基を
含まず、良好な平坦化形状の層間絶縁膜を形成するに
は、どのような手段を講じればよいかという点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項１記載
の発明は、有機シリコン系化合物と酸化剤との反応によ
り、基体上へ層間絶縁膜を成膜する層間絶縁膜の形成方
法において、前記層間絶縁膜の成膜後に、該層間絶縁膜
表面にプラズマ処理を行うことを、解決手段としてい
る。また、請求項２記載の発明は、上記プラズマ処理に
際して酸化性のガス又は塩基性のガスを添加して行うこ
とを特徴とする。さらに、請求項３記載の発明は、層間
絶縁膜の成膜後に、該層間絶縁膜を、酸化性雰囲気又は
塩基性雰囲気に晒すことを、解決手段としている。
の発明は、有機シリコン系化合物と酸化剤との反応によ
り、基体上へ層間絶縁膜を成膜する層間絶縁膜の形成方
法において、前記層間絶縁膜の成膜後に、該層間絶縁膜
表面にプラズマ処理を行うことを、解決手段としてい
る。また、請求項２記載の発明は、上記プラズマ処理に
際して酸化性のガス又は塩基性のガスを添加して行うこ
とを特徴とする。さらに、請求項３記載の発明は、層間
絶縁膜の成膜後に、該層間絶縁膜を、酸化性雰囲気又は
塩基性雰囲気に晒すことを、解決手段としている。
【００１２】
【作用】この出願の請求項１及び２記載の発明において
は、プラズマ処理を行うことにより、層間絶縁膜中に残
っている、有機シリコン系化合物の残留基（例えばアル
キル基，水酸基など）を除去する作用がある。例えばプ
ラズマ処理を、酸化性のガスを添加して行うと、酸化性
ガスがアルキル基の炭素原子を酸化させてＣＯ2，ＣＯ
の形で速やかに除去する作用がある。また、プラズマ処
理を、塩基性のガスを添加して行うと、成膜後の層間絶
縁膜中の有機シリコン系化合物と酸化剤とが、塩基性ガ
スの触媒作用によって脱水縮合が速く進み、層間絶縁膜
中に残っていた炭素原子が除去される。
は、プラズマ処理を行うことにより、層間絶縁膜中に残
っている、有機シリコン系化合物の残留基（例えばアル
キル基，水酸基など）を除去する作用がある。例えばプ
ラズマ処理を、酸化性のガスを添加して行うと、酸化性
ガスがアルキル基の炭素原子を酸化させてＣＯ2，ＣＯ
の形で速やかに除去する作用がある。また、プラズマ処
理を、塩基性のガスを添加して行うと、成膜後の層間絶
縁膜中の有機シリコン系化合物と酸化剤とが、塩基性ガ
スの触媒作用によって脱水縮合が速く進み、層間絶縁膜
中に残っていた炭素原子が除去される。
【００１３】また、この出願の請求項３記載の発明にお
いては、成膜後の層間絶縁膜を酸化性雰囲気に晒すこと
により、有機シリコン系化合物に起因して膜中に残留し
た炭素原子を酸化して除去する作用がある。また、塩基
性雰囲気に晒した場合は、脱水縮合が進むことにより膜
中の炭素が除去できる。
いては、成膜後の層間絶縁膜を酸化性雰囲気に晒すこと
により、有機シリコン系化合物に起因して膜中に残留し
た炭素原子を酸化して除去する作用がある。また、塩基
性雰囲気に晒した場合は、脱水縮合が進むことにより膜
中の炭素が除去できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係る層間絶縁膜の形成方法の
具体的な実施例について説明する。ここで、実際の絶縁
膜形成プロセスの説明に先立ち、本発明を実施するため
に使用したＣＶＤ装置について図２を参照しながら説明
する。なお、ウェハ載置の構成や使用方法の工夫につい
ては、特に限定されるものではない。
具体的な実施例について説明する。ここで、実際の絶縁
膜形成プロセスの説明に先立ち、本発明を実施するため
に使用したＣＶＤ装置について図２を参照しながら説明
する。なお、ウェハ載置の構成や使用方法の工夫につい
ては、特に限定されるものではない。
【００１５】反応容器１１の上部には有機シリコン系化
合物（例えばＴＥＯＳ）と酸化剤である水及び酸素ガス
及びガスプラズマ処理用のガスを矢印Ｂ１の方向から導
入するための導入管１２が設けられている。そして、反
応容器１１には導入したガスを高い面内均一性を確保で
きるように、均一にガスを分散できる分散板１３及びシ
ャワーヘッド１４が設けられている。さらに、反応容器
１１内部には、被処理基板であるウェハ１５を載置する
ウェハ載置台１６が設けられている。また、ウェハ載置
台には、ウェハ１５を所定の反応温度に保つためのヒー
タ１７が埋設されている。
合物（例えばＴＥＯＳ）と酸化剤である水及び酸素ガス
及びガスプラズマ処理用のガスを矢印Ｂ１の方向から導
入するための導入管１２が設けられている。そして、反
応容器１１には導入したガスを高い面内均一性を確保で
きるように、均一にガスを分散できる分散板１３及びシ
ャワーヘッド１４が設けられている。さらに、反応容器
１１内部には、被処理基板であるウェハ１５を載置する
ウェハ載置台１６が設けられている。また、ウェハ載置
台には、ウェハ１５を所定の反応温度に保つためのヒー
タ１７が埋設されている。
【００１６】（実施例１）本実施例は、Ａｌ配線層間を
平坦化した場合である。図１（Ａ）に示したようにシリ
コン等からなる半導体基板１上に酸化シリコン等からな
る第１層間絶縁膜２及びＡｌ配線層３が形成されたウェ
ハを用意し、次に図１（Ｂ）に示したように第２層間絶
縁膜４を形成する。
平坦化した場合である。図１（Ａ）に示したようにシリ
コン等からなる半導体基板１上に酸化シリコン等からな
る第１層間絶縁膜２及びＡｌ配線層３が形成されたウェ
ハを用意し、次に図１（Ｂ）に示したように第２層間絶
縁膜４を形成する。
【００１７】この第２層間絶縁膜２４の形成は図２の装
置を用いて以下の条件で行った。
置を用いて以下の条件で行った。
【００１８】 ガス流量：ＴＥＯＳ／Ｈ2Ｏ／ＮＨ3＝１５０／１００／
１０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ ここでは、プラズマＣＶＤを用いるため、下地に依ら
ず、セルフフロー形状が得られた。また、膜質もアンモ
ニアを加えたので、膜中のカーボンは減少していた。た
だし、完全には減少していなかったので次のプラズマ処
理を施した。装置は通常のプラズマＣＶＤ装置を用い
た。
１０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ ここでは、プラズマＣＶＤを用いるため、下地に依ら
ず、セルフフロー形状が得られた。また、膜質もアンモ
ニアを加えたので、膜中のカーボンは減少していた。た
だし、完全には減少していなかったので次のプラズマ処
理を施した。装置は通常のプラズマＣＶＤ装置を用い
た。
【００１９】 ガス流量： ＮＨ3＝１５０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ このように、プラズマ処理を成膜後に施した結果、アン
モニアが塩基性触媒として作用し脱水縮合結合が進んで
膜中に残っていたカーボンは全て除去された。
モニアが塩基性触媒として作用し脱水縮合結合が進んで
膜中に残っていたカーボンは全て除去された。
【００２０】本実施例では反応触媒として塩基性物質を
添加したが、特に添加した系に限定されるものではな
い。また、塩基系触媒もアンモニアに限られたものでは
ない。例えば有機塩基としてメチルアミンやエチルアミ
ン、イソプロピルアミン等を用いることも考えられる。
添加したが、特に添加した系に限定されるものではな
い。また、塩基系触媒もアンモニアに限られたものでは
ない。例えば有機塩基としてメチルアミンやエチルアミ
ン、イソプロピルアミン等を用いることも考えられる。
【００２１】（実施例２）本実施例も、Ａｌ配線層間を
平坦化した例である。本発明はプラズマを用いない減圧
ＣＶＤに応用した。
平坦化した例である。本発明はプラズマを用いない減圧
ＣＶＤに応用した。
【００２２】まず以下の条件で第２層間絶縁膜４を形成
した。
した。
【００２３】 ガス流量： ＴＥＯＳ／Ｈ2Ｏ／ＮＨ3＝５０／３０／３
（ｓｃｃｍ） 圧力 ： ０．６Ｐａ 温度 ： ３７５ ℃ ここでは、減圧ＣＶＤを用いているため、下地に依ら
ず、コンフォーマル形状が得られた。また、膜質もアン
モニアを加えているので、膜中のカーボンは減少してい
た。ただし、完全には減少していなかったため次のプラ
ズマ処理を施した。装置は通常のプラズマＣＶＤ装置を
用いた。
（ｓｃｃｍ） 圧力 ： ０．６Ｐａ 温度 ： ３７５ ℃ ここでは、減圧ＣＶＤを用いているため、下地に依ら
ず、コンフォーマル形状が得られた。また、膜質もアン
モニアを加えているので、膜中のカーボンは減少してい
た。ただし、完全には減少していなかったため次のプラ
ズマ処理を施した。装置は通常のプラズマＣＶＤ装置を
用いた。
【００２４】 ガス流量： ＮＨ3＝１５０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ このようにプラズマ処理を成膜後に施した結果、やはり
アンモニアによる脱水縮合が進んで膜中に残っていたカ
ーボンは全て除去された。本実施例でも反応触媒として
塩基性物質を添加したが特に添加した系に限定されるも
のではない。また、塩基系触媒もアンモニアに限られた
ものではない。例えば有機塩基としてメチルアミンやエ
チルアミン、イソプロピルアミン等を用いることも考え
られる。
アンモニアによる脱水縮合が進んで膜中に残っていたカ
ーボンは全て除去された。本実施例でも反応触媒として
塩基性物質を添加したが特に添加した系に限定されるも
のではない。また、塩基系触媒もアンモニアに限られた
ものではない。例えば有機塩基としてメチルアミンやエ
チルアミン、イソプロピルアミン等を用いることも考え
られる。
【００２５】（実施例３）本実施例も、Ａｌ配線層間を
平坦化した例である。本実施例はプラズマを用いない常
圧ＣＶＤに応用した。
平坦化した例である。本実施例はプラズマを用いない常
圧ＣＶＤに応用した。
【００２６】まず、以下の条件で第２層間絶縁膜４を形
成した。
成した。
【００２７】 ガス流量：ＴＥＯＳ／Ｈ2Ｏ／ＮＨ3／Ｈｅ＝３００／２
００／２０／１００（ｓｃｃｍ） 圧力 ： 常圧 温度 ： ３００ ℃ ここでは、常圧ＣＶＤを用いるため、下地に依存して、
セルフフロー形状が得られた。しかし、膜質もアンモニ
アを加えているため、膜中のカーボンは減少していた。
ただし、完全には減少していなかったため次のプラズマ
処理を施した。本実施例においても装置は通常のプラズ
マＣＶＤ装置を用いた。
００／２０／１００（ｓｃｃｍ） 圧力 ： 常圧 温度 ： ３００ ℃ ここでは、常圧ＣＶＤを用いるため、下地に依存して、
セルフフロー形状が得られた。しかし、膜質もアンモニ
アを加えているため、膜中のカーボンは減少していた。
ただし、完全には減少していなかったため次のプラズマ
処理を施した。本実施例においても装置は通常のプラズ
マＣＶＤ装置を用いた。
【００２８】 ガス流量： ＮＨ3＝１５０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ このようにプラズマ処理を成膜後に施した結果、やはり
アンモニアによる脱水縮合が進んで膜中に残っていたカ
ーボンは全て除去された。
アンモニアによる脱水縮合が進んで膜中に残っていたカ
ーボンは全て除去された。
【００２９】本実施例も反応触媒として塩基性物質を添
加したが特に添加した系に限定されるものではない。ま
た、塩基系触媒もアンモニアに限られたものではない。
例えば有機塩基としてメチルアミンやエチルアミン、イ
ソプロピルアミン等を用いることも考えられる。
加したが特に添加した系に限定されるものではない。ま
た、塩基系触媒もアンモニアに限られたものではない。
例えば有機塩基としてメチルアミンやエチルアミン、イ
ソプロピルアミン等を用いることも考えられる。
【００３０】なお、上記実施例２及び３では、特に図示
しなかったが、通常の減圧及び常圧ＣＶＤ装置を用いる
ことができる。
しなかったが、通常の減圧及び常圧ＣＶＤ装置を用いる
ことができる。
【００３１】また、本発明は当然のことながら本実施例
に限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範
囲内で構造、条件等は適宜変更可能である。
に限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範
囲内で構造、条件等は適宜変更可能である。
【００３２】（実施例４）本実施例もＡｌ配線層間を平
坦化する場合である。図１（Ａ）に示したように、シリ
コン等からなる半導体基板１上に酸化シリコン等からな
る層間絶縁膜２及びＡｌ配線層３が形成されたウェハを
用意した。
坦化する場合である。図１（Ａ）に示したように、シリ
コン等からなる半導体基板１上に酸化シリコン等からな
る層間絶縁膜２及びＡｌ配線層３が形成されたウェハを
用意した。
【００３３】次に、図１（Ｂ）に示したように、第２層
間絶縁膜４を形成した。この第２層間絶縁膜４の形成は
図２の装置を用いて以下の条件で行った。
間絶縁膜４を形成した。この第２層間絶縁膜４の形成は
図２の装置を用いて以下の条件で行った。
【００３４】 ガス流量：ＴＥＯＳ／Ｈ2Ｏ／ＮＨ3／１５０／１００／
１０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ［１０Ｔｏｒｒ］ 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ ここでは、プラズマＣＶＤを用いているため、下地に依
らず、セルフフロー形状が得られた。また、膜質もアン
モニアを加えているので、膜中のカーボンは減少してい
た。ただし、完全には減少していなかったため、次のプ
ラズマ処理を施した。装置のプラズマＣＶＤ装置を用い
た。
１０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ［１０Ｔｏｒｒ］ 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ ここでは、プラズマＣＶＤを用いているため、下地に依
らず、セルフフロー形状が得られた。また、膜質もアン
モニアを加えているので、膜中のカーボンは減少してい
た。ただし、完全には減少していなかったため、次のプ
ラズマ処理を施した。装置のプラズマＣＶＤ装置を用い
た。
【００３５】 ガス流量： Ｏ2＝１５０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ［１０Ｔｏｒｒ］ 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ このようにプラズマ処理を成膜後に施した結果、酸化性
ガスである酸素による酸化が進んで、膜中に残っていた
カーボンは全て除去された。
ガスである酸素による酸化が進んで、膜中に残っていた
カーボンは全て除去された。
【００３６】本実施例では反応触媒として塩基性物質を
添加したが特に添加した系に限定されるものではない。
また、酸性触媒も酸素に限られたものではない。例え
ば、ＳＯ2，ＳＯ3，Ｎ2Ｏ，Ｏ3，ＮＯ2等を使うことも
考えられる。また、本実施例では酸性触媒で行ったが、
酸性触媒を加えた後、更に塩基性触媒を加えて、膜質を
向上させることも考えられる。
添加したが特に添加した系に限定されるものではない。
また、酸性触媒も酸素に限られたものではない。例え
ば、ＳＯ2，ＳＯ3，Ｎ2Ｏ，Ｏ3，ＮＯ2等を使うことも
考えられる。また、本実施例では酸性触媒で行ったが、
酸性触媒を加えた後、更に塩基性触媒を加えて、膜質を
向上させることも考えられる。
【００３７】（実施例５）本実施例も、Ａｌ配線層間を
平坦化した場合である。図１（Ａ）に示したようにシリ
コン等からなる半導体基板１上に酸化シリコン等からな
る層間絶縁膜２及びＡｌ配線層３が形成されたウェハを
用意した。
平坦化した場合である。図１（Ａ）に示したようにシリ
コン等からなる半導体基板１上に酸化シリコン等からな
る層間絶縁膜２及びＡｌ配線層３が形成されたウェハを
用意した。
【００３８】次に図１（Ｂ）に示したように第２層間絶
縁膜４を以下の条件で形成した。
縁膜４を以下の条件で形成した。
【００３９】 ガス流量：ＴＥＯＳ／Ｈ2Ｏ／ＮＨ3／１５０／１００／
１０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ［１０Ｔｏｒｒ］ 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ ここでは、プラズマＣＶＤを用いているため、下地に依
らず、セルフフロー形状が得られた。また、膜質もアン
モニアを加えているので、膜中のカーボンは減少してい
た。ただし、完全には減少していなかったため、次の酸
性雰囲気処理を施した。装置は通常のアニール装置を用
いた。
１０（ｓｃｃｍ） 圧力 ： １３３０Ｐａ［１０Ｔｏｒｒ］ 温度 ： １５０ ℃ ＲＦ ： ３５０ Ｗ ここでは、プラズマＣＶＤを用いているため、下地に依
らず、セルフフロー形状が得られた。また、膜質もアン
モニアを加えているので、膜中のカーボンは減少してい
た。ただし、完全には減少していなかったため、次の酸
性雰囲気処理を施した。装置は通常のアニール装置を用
いた。
【００４０】 ガス流量：Ｏ2＝１５０ｓｃｃｍ 圧力 ： １３３０Ｐａ［１０Ｔｏｒｒ］ 温度 ： ４００ ℃ このように酸性雰囲気処理を成膜後に施した結果、やは
り酸素による脱水縮合が進んで膜中に残っていたカーボ
ンは全て除去された。
り酸素による脱水縮合が進んで膜中に残っていたカーボ
ンは全て除去された。
【００４１】本実施例では反応触媒として塩基性物質を
添加したが特に添加した系に限定されるものではない。
また、酸性触媒も酸素に限られたものではない。例え
ば、ＳＯ2，ＳＯ3，Ｎ2Ｏ，Ｏ3，ＮＯ2等を使うことも
考えられる。勿論、塩基性雰囲気処理でも同じ効果を出
すことができる。
添加したが特に添加した系に限定されるものではない。
また、酸性触媒も酸素に限られたものではない。例え
ば、ＳＯ2，ＳＯ3，Ｎ2Ｏ，Ｏ3，ＮＯ2等を使うことも
考えられる。勿論、塩基性雰囲気処理でも同じ効果を出
すことができる。
【００４２】なお、上記した実施例においては、有機シ
リコン化合物ガスとしては、ＴＥＯＳ｛Ｔｅｔｒａ Ｅ
ｔｈｏｘｙ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌａｎｅ：Ｓｉ（ＯＣ2
Ｈ5）4｝を用いたが、ＴＥＯＳも含め、好ましいＳｉア
ルコキシド及びその他使用できる有機シリコン系化合物
を、アルコキシシラン類、アルコキシアセトキシシラン
類、鎖状ポリシロキサン類、環状ポリシロキサンの４種
類について以下に列挙する。
リコン化合物ガスとしては、ＴＥＯＳ｛Ｔｅｔｒａ Ｅ
ｔｈｏｘｙ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌａｎｅ：Ｓｉ（ＯＣ2
Ｈ5）4｝を用いたが、ＴＥＯＳも含め、好ましいＳｉア
ルコキシド及びその他使用できる有機シリコン系化合物
を、アルコキシシラン類、アルコキシアセトキシシラン
類、鎖状ポリシロキサン類、環状ポリシロキサンの４種
類について以下に列挙する。
【００４３】（アルコキシシラン類） テトラメトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣＨ3）4 テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 テトライソプロポキシシラン：Ｓｉ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7）4 テトラターシャリブトキシシラン：Ｓｉ（ｔ−ＯＣ
4Ｈ9）4 （アルコキシアセトキシシラン類） ジイソプロポキシジアセトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ
3Ｈ7）2（ＯＣＯＣＨ3）2（ＤＡＤＢＳ） （鎖状ポリシロキサン類） ヘキサチメチルジシロキサン：Ｓｉ2Ｃ6Ｈ18Ｏ（ＨＭＤ
Ｓ） （環状ポリシロキサン類） オクタメチルシクロテトラシロキサン：Ｓｉ4Ｃ8Ｈ24Ｏ
2（ＯＭＣＴＳ） テトラメチルシクロテトラシロキサン：Ｓｉ4Ｃ4Ｈ16Ｏ
4（ＴＯＭＣＡＴＳ） また、反応触媒としては、水素イオン濃度制御可能な触
媒、例えば塩基性触媒を用いることができ、このような
ものとして、アンモニア、アルキルアミン、ヒドラジン
誘導体等のアミノ基を持つ化合物を挙げることができ
る。
4Ｈ9）4 （アルコキシアセトキシシラン類） ジイソプロポキシジアセトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ
3Ｈ7）2（ＯＣＯＣＨ3）2（ＤＡＤＢＳ） （鎖状ポリシロキサン類） ヘキサチメチルジシロキサン：Ｓｉ2Ｃ6Ｈ18Ｏ（ＨＭＤ
Ｓ） （環状ポリシロキサン類） オクタメチルシクロテトラシロキサン：Ｓｉ4Ｃ8Ｈ24Ｏ
2（ＯＭＣＴＳ） テトラメチルシクロテトラシロキサン：Ｓｉ4Ｃ4Ｈ16Ｏ
4（ＴＯＭＣＡＴＳ） また、反応触媒としては、水素イオン濃度制御可能な触
媒、例えば塩基性触媒を用いることができ、このような
ものとして、アンモニア、アルキルアミン、ヒドラジン
誘導体等のアミノ基を持つ化合物を挙げることができ
る。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この出
願の請求項１〜３記載の発明によれば、有機シリコン系
化合物と酸化剤との反応で形成されるため、平坦な層間
絶縁膜が形成できると共に、膜質を向上できる効果があ
る。特に、膜中の炭素原子が除去されため、電気的に高
耐圧をもつ層間絶縁膜の形成が可能となる効果がある。
したがって、超ＬＳＩを信頼性の良いプロセスで歩留ま
り良く製造できる効果がある。
願の請求項１〜３記載の発明によれば、有機シリコン系
化合物と酸化剤との反応で形成されるため、平坦な層間
絶縁膜が形成できると共に、膜質を向上できる効果があ
る。特に、膜中の炭素原子が除去されため、電気的に高
耐圧をもつ層間絶縁膜の形成が可能となる効果がある。
したがって、超ＬＳＩを信頼性の良いプロセスで歩留ま
り良く製造できる効果がある。
【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の各実施例の工程を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】実施例で用いたＣＶＤ装置の概略図。
１…半導体基板 ２…第１層間絶縁膜 ３…Ａｌ配線層 ４…第２層間絶縁膜
Claims (3)
- 【請求項１】 有機シリコン系化合物と酸化剤との反応
により、基体上へ層間絶縁膜を成膜する層間絶縁膜の形
成方法において、 前記層間絶縁膜の成膜後に、該層間絶縁膜表面にプラズ
マ処理を行うことを特徴とする層間絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記プラズマ処理は、酸化性のガス又は
塩基性のガスを添加して行う請求項１記載の層間絶縁膜
の形成方法。 - 【請求項３】 有機シリコン系化合物と酸化剤との反応
により基体上へ層間絶縁膜を成膜する層間絶縁膜の形成
方法において、 前記層間絶縁膜の成膜後に、該層間絶縁膜を、酸化性雰
囲気又は塩基性雰囲気に晒すことを特徴とする層間絶縁
膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10910193A JP3385647B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10910193A JP3385647B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326200A true JPH06326200A (ja) | 1994-11-25 |
| JP3385647B2 JP3385647B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=14501607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10910193A Expired - Fee Related JP3385647B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3385647B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100476127B1 (ko) * | 2000-07-12 | 2005-03-15 | 가부시끼가이샤 한도따이 프로세스 켄큐쇼 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
| JP2007221165A (ja) * | 2001-08-30 | 2007-08-30 | Tokyo Electron Ltd | プラズマｃｖｄ成膜方法及びプラズマｃｖｄ成膜装置 |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP10910193A patent/JP3385647B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100476127B1 (ko) * | 2000-07-12 | 2005-03-15 | 가부시끼가이샤 한도따이 프로세스 켄큐쇼 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
| JP2007221165A (ja) * | 2001-08-30 | 2007-08-30 | Tokyo Electron Ltd | プラズマｃｖｄ成膜方法及びプラズマｃｖｄ成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3385647B2 (ja) | 2003-03-10 |
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