JPH0737872A - Semiconductor and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor and its manufacturing method

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JPH0737872A
JPH0737872A JP18135693A JP18135693A JPH0737872A JP H0737872 A JPH0737872 A JP H0737872A JP 18135693 A JP18135693 A JP 18135693A JP 18135693 A JP18135693 A JP 18135693A JP H0737872 A JPH0737872 A JP H0737872A
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和之 八尋
Kenichi Tomita
健一 冨田
Koichi Mase
康一 間瀬
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Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing a semiconductor device having a plasma CVD insulation film composed of a single film having low stress feature and high passivation capability and excellent resistance and SM resistance against contamination such as an alkali metal, etc. CONSTITUTION:This embodiment comprises: a step of forming a wiring 3 having specific patterns on a semiconductor substrate 1a; and a step of depositing and forming a plasma CVD insulation film 6 composed of a single film by a method wherein, on a semiconductor substrate containing on this wiring, by a plasma CVD method, a first film part 4 having minute film quality with high passivation capability and a second film part 5 having film quality with low stress to be given to groundwork are alternately deposited.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に係り、特に半導体基板上に堆積される絶縁膜
およびその形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and its manufacturing method, and more particularly to an insulating film deposited on a semiconductor substrate and its forming method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、多層配線を有する半導体装置の製
造に際して、所定のパターンを有する配線上に、プラズ
マCVD(化学気相成長)法により半導体基板上に絶縁
膜を堆積する工程では、プラズマCVD絶縁膜の用途に
応じて定められたプラズマ条件を絶縁膜堆積の初期から
終了まで保持したまま同じ材質の膜を連続的に堆積し、
単膜として形成している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the process of manufacturing a semiconductor device having a multi-layered wiring, plasma CVD is used in a step of depositing an insulating film on a semiconductor substrate by a plasma CVD (chemical vapor deposition) method on a wiring having a predetermined pattern. A film of the same material is continuously deposited while maintaining the plasma conditions determined according to the application of the insulating film from the initial stage to the end of the insulating film deposition,
It is formed as a single film.

【0003】ところで、プラズマCVD絶縁膜の特性と
して、下地に与えるストレスの程度と、Na(ナトリウ
ム)ブロッキング性に代表されるアルカリ金属などの汚
染に対する耐性(パッシベーション能力)が重要視さ
れ、上記ストレスは低く、パッシベーション能力は高い
方が望ましい場合がある。
By the way, as the characteristics of the plasma CVD insulating film, the degree of stress applied to the underlayer and the resistance (passivation ability) to the contamination such as alkali metal typified by Na (sodium) blocking property are emphasized. It may be desirable to have low and high passivation capabilities.

【0004】しかし、前記した従来の方法により単膜と
して形成されたプラズマCVD絶縁膜は、低ストレス性
と高パッシベーション能力とがトレードオフの関係にあ
り、ストレス性とパッシベーション能力とに対する要求
を同時に満たすことは困難である。
However, the plasma CVD insulating film formed as a single film by the above-mentioned conventional method has a trade-off relationship between low stress property and high passivation capability, and simultaneously satisfies the requirements for stress property and passivation capability. Is difficult.

【0005】図5は、従来の方法により形成された例え
ばプラズマSiON膜について、SIMS(二次イオン
質量)分析により、膜表面から深さ方向(基板との界面
方向)におけるNa濃度のプロファイルを測定した結果
の一例を示している。
FIG. 5 shows a profile of Na concentration in the depth direction (interface direction with the substrate) from the film surface by SIMS (secondary ion mass) analysis of a plasma SiON film formed by a conventional method. An example of the result is shown.

【0006】図5において、プラズマSiON膜のNa
濃度は、膜表面から基板界面付近まで全体的に1×10
9 atom/cc以上と高く、十分なNaブロッキング
性が得られているが、ストレスが800〜1000MP
aと高くなる。
In FIG. 5, the Na of the plasma SiON film is
The concentration is 1 x 10 overall from the film surface to the vicinity of the substrate interface.
High as 9 atom / cc or more and sufficient Na blocking property is obtained, but stress is 800 to 1000MP
It becomes as high as a.

【0007】このようにストレスが高いと、ストレスが
低い場合と比べて、プラズマSiON膜の下層に形成さ
れる例えばAl(アルミニウム)配線のSM(ストレス
・マイグレーション)寿命が1/4以下になり、しか
も、上記Al配線にノッチが発生し、EM(エレクトロ
・マイグレーション)寿命も低下してしまう。
When the stress is high as described above, the SM (stress migration) life of the Al (aluminum) wiring formed in the lower layer of the plasma SiON film becomes 1/4 or less as compared with the case where the stress is low. Moreover, a notch is generated in the Al wiring, and the EM (electro-migration) life is also shortened.

【0008】これに対して、ストレスが低いプラズマS
iON膜は、前記したようなストレスが高い場合と同様
の十分なNaブロッキング性が得られない。なお、半導
体基板上の表面保護のために堆積されるパッシベーショ
ン膜として、通常、相異なる複数種類のプラズマCVD
絶縁膜を積層している。この場合、パッシベーション能
力に優れたプラズマSiN膜と、下地に与えるストレス
が低いプラズマSiO膜とを積層する場合が多く、プラ
ズマSiN膜の堆積工程中はSiN膜堆積用のプラズマ
条件を保持し、プラズマSiO膜の堆積工程中はSiO
膜堆積用のプラズマ条件を保持する必要がある。
On the other hand, plasma S with low stress
The iON film cannot obtain the sufficient Na blocking property as in the case where the stress is high as described above. As a passivation film deposited for protecting the surface of the semiconductor substrate, a plurality of different types of plasma CVD are usually used.
The insulating film is laminated. In this case, a plasma SiN film having an excellent passivation ability and a plasma SiO film having a low stress applied to the underlying layer are often stacked, and the plasma conditions for depositing the SiN film are maintained during the deposition process of the plasma SiN film. SiO during the deposition process of the SiO film
It is necessary to maintain the plasma conditions for film deposition.

【0009】しかし、このようにパッシベーション膜と
して二種類の絶縁膜を積層することは、工程数が多くな
る。また、上記プラズマSiN膜は紫外線を通さないの
で、紫外線消去型不揮発性半導体メモリ(EPROM)
のパッシベーション膜として使用できない。
However, stacking two kinds of insulating films as the passivation film in this way increases the number of steps. Further, since the plasma SiN film does not pass ultraviolet rays, an ultraviolet erasable nonvolatile semiconductor memory (EPROM)
Cannot be used as a passivation film.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
方法により形成されたプラズマCVD絶縁膜は、低スト
レス性と高パッシベーション能力とがトレードオフの関
係にあり、ストレス性とパッシベーション能力とに対す
る要求を同時に満たすことは困難であるという問題があ
った。
As described above, in the plasma CVD insulating film formed by the conventional method, there is a trade-off relationship between low stress property and high passivation capability, and there is a demand for stress property and passivation capability. There is a problem that it is difficult to satisfy both at the same time.

【0011】また、従来の方法により複数種類のプラズ
マCVD絶縁膜が積層されて形成されたパッシベーショ
ン膜は、その堆積工程数が多くなり、プラズマSiN膜
を含む場合にはEPROMのパッシベーション膜として
使用できないという問題があった。
Further, a passivation film formed by laminating a plurality of types of plasma CVD insulating films by the conventional method has a large number of deposition steps and cannot be used as a passivation film for an EPROM when a plasma SiN film is included. There was a problem.

【0012】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、低ストレス性と高パッシベーション能力とを
併せ持つ単膜からなるプラズマCVD絶縁膜を有し、ア
ルカリ金属などの汚染に対する耐性およびSM耐性が優
れた半導体装置およびその製造方法を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and has a plasma CVD insulating film composed of a single film having both low stress property and high passivation ability, and has resistance to contamination by alkali metal and SM. An object of the present invention is to provide a semiconductor device having excellent durability and a method for manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体素子が形成された半導体基板と、この半導体基板
上に形成された所定のパターンを有する配線と、この配
線上を含む半導体基板上に堆積形成され、パッシベーシ
ョン能力の高い緻密な膜質を有する第1の膜部と下地に
与えるストレスが低い膜質を有する第2の膜部とが交互
に重なるように堆積された単膜からなるプラズマCVD
絶縁膜とを具備することを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention comprises:
A semiconductor substrate on which a semiconductor element is formed, a wiring having a predetermined pattern formed on the semiconductor substrate, and a dense film having a high passivation ability deposited on the semiconductor substrate including the wiring. CVD consisting of a single film deposited so that the film part of the second film part and the second film part having a film quality with low stress applied to the underlayer are alternately overlapped.
And an insulating film.

【0014】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に所定のパターンを有する配線を形成する
工程と、この配線上を含む半導体基板上に、プラズマC
VD法により、パッシベーション能力の高い緻密な膜質
を有する第1の膜部と下地に与えるストレスが低い膜質
を有する第2の膜部とを交互に堆積することにより、単
膜からなるプラズマCVD絶縁膜を堆積形成する工程と
を具備することを特徴とする。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
A step of forming a wiring having a predetermined pattern on the semiconductor substrate, and plasma C on the semiconductor substrate including the wiring.
A plasma CVD insulating film formed of a single film by alternately depositing a first film portion having a dense film quality with high passivation ability and a second film portion having a film quality with low stress applied to a base by the VD method. And a step of depositing and forming.

【0015】[0015]

【作用】本発明において堆積形成されたプラズマCVD
絶縁膜は、パッシベーション能力の高い緻密な膜質を有
する第1の膜部と下地に与えるストレスが低い膜質を有
する第2の膜部とが交互に重なるように堆積された単膜
からなる。このようなプラズマCVD絶縁膜を使用すれ
ば、アルカリ金属などの汚染に対する耐性および配線の
SM耐性が優れた半導体装置を実現することができる。
Operation: Plasma CVD deposited and formed in the present invention
The insulating film is formed of a single film in which a first film portion having a dense film quality having a high passivation ability and a second film portion having a film quality having a low stress applied to a base are alternately stacked. By using such a plasma CVD insulating film, it is possible to realize a semiconductor device having excellent resistance to contamination by alkali metals and the SM resistance of wiring.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明の第1実施例に係る半導体
装置の製造方法で使用されるプラズマCVD装置の一例
(ロードロック室を有するコールドウォール型プラズマ
CVD装置)の構成を概略的に示す断面図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of an example of a plasma CVD apparatus (a cold wall type plasma CVD apparatus having a load lock chamber) used in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. is there.

【0017】図1において、ステンレスにより囲まれた
反応室10内には、第1の上部電極111および第2の
上部電極112が並設され、この2個の上部電極(シャ
ワーヘッド)に選択的に対向するように平行に移動可能
なように下部電極12が設けられている。
In FIG. 1, a first upper electrode 111 and a second upper electrode 112 are arranged side by side in a reaction chamber 10 surrounded by stainless steel, and these two upper electrodes (shower heads) are selective. The lower electrode 12 is provided so as to be movable in parallel so as to face the.

【0018】上部電極111、112に高周波電力を供
給するための高周波電源14が反応室外に設けられてお
り、反応室外から第1の上部電極111の下方に反応ガ
スを導入するための第1の反応ガス導入部151および
第2の上部電極112の下方に反応ガスを導入するため
の第2の反応ガス導入部152が設けられている。
A high frequency power source 14 for supplying high frequency power to the upper electrodes 111 and 112 is provided outside the reaction chamber, and a first gas for introducing a reaction gas from outside the reaction chamber to below the first upper electrode 111 is provided. A second reaction gas introduction part 152 for introducing a reaction gas is provided below the reaction gas introduction part 151 and the second upper electrode 112.

【0019】前記下部電極12は、その上に半導体ウェ
ハー1が載置されるものであり、その電極本体は接地電
位に接続されており、電極本体とは電気的に絶縁された
ヒーター13を内蔵している。
The lower electrode 12 is one on which the semiconductor wafer 1 is placed, the electrode body is connected to the ground potential, and a heater 13 electrically insulated from the electrode body is built-in. is doing.

【0020】また、前記反応室10には、反応室外に設
けられた真空ポンプ(図示せず)により反応室内から排
気を行うための真空排気口16が設けられている。な
お、反応室10に隣接して反応室10との間でウェハー
1を出し入れするためにロードロック室20が設けられ
ており、このロードロック室20には、ウェハー搬送ア
ーム21、大気圧の不活性ガス(例えばN2 ガス)を導
入するためのガス導入口22、真空排気口23、外部か
らウェハー1を出し入れするための扉24が設けられて
いる。
Further, the reaction chamber 10 is provided with a vacuum exhaust port 16 for exhausting from the reaction chamber by a vacuum pump (not shown) provided outside the reaction chamber. A load lock chamber 20 is provided adjacent to the reaction chamber 10 for loading / unloading the wafer 1 to / from the reaction chamber 10. The load lock chamber 20 has a wafer transfer arm 21 and an atmospheric pressure. A gas inlet 22 for introducing an active gas (for example, N 2 gas), a vacuum exhaust port 23, and a door 24 for taking in and out the wafer 1 from the outside are provided.

【0021】次に、図1の構成のプラズマCVD装置を
用いてプラズマCVD膜を堆積する方法の一例につい
て、図2を参照しながら説明する。まず、前記ウェハー
1として、各チップ領域の半導体基板1a上に半導体素
子(図示せず)を形成した後に、層間絶縁膜2上に所定
のパターンを有する配線3を形成したものを用意する。
Next, an example of a method of depositing a plasma CVD film by using the plasma CVD apparatus having the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIG. First, as the wafer 1, a semiconductor element (not shown) is formed on the semiconductor substrate 1a in each chip area, and then the wiring 3 having a predetermined pattern is formed on the interlayer insulating film 2 is prepared.

【0022】そして、上記ウェハー1を下部電極12上
に載置し、このウェハー1を例えば第1の上部電極11
1に対向させるように下部電極12を移動させ、反応室
10の温度を例えば300℃、室内の圧力を例えば40
Paに保ち、高周波電源14から上部電極111、11
2に例えば1000Wの高周波電力を供給し、第1の反
応ガス導入部151から反応ガスを導入することによ
り、対向電極(111、12)間にプラズマを誘起させ
る。
Then, the wafer 1 is placed on the lower electrode 12, and the wafer 1 is, for example, the first upper electrode 11.
1, the lower electrode 12 is moved so as to face the reaction chamber 1, the temperature of the reaction chamber 10 is, for example, 300 ° C., and the pressure in the chamber is, for example, 40 ° C.
Keeping at Pa, the high frequency power supply 14 to the upper electrodes 111, 11
A high-frequency electric power of, for example, 1000 W is supplied to 2 and the reaction gas is introduced from the first reaction gas introduction part 151 to induce plasma between the counter electrodes (111, 12).

【0023】この場合、反応ガスとして、例えばSiH
4 /N2 O/NH3 ガスの流量が対応して200/50
0/2000sccmに制御された混合された第1の混合ガ
スを使用することにより、前記配線3を含む半導体基板
上にプラズマSiN膜に近い膜質を有する第1のプラズ
マSiON膜4を薄く(10nm〜100nmの範囲
内、例えば10nm)堆積する。
In this case, as the reaction gas, for example, SiH
The flow rate of 4 / N 2 O / NH 3 gas is 200/50
By using the mixed first mixed gas controlled to 0/2000 sccm, the first plasma SiON film 4 having a film quality close to that of the plasma SiN film is thinly formed (10 nm to 10 nm-on the semiconductor substrate including the wiring 3). In the range of 100 nm, for example, 10 nm) is deposited.

【0024】このように堆積された第1のプラズマSi
ON膜4は、ストレス値は高い(例えば800MPa)
が、緻密な膜質を有するのでNaブロッキング性が優れ
ている。
The first plasma Si thus deposited
The ON film 4 has a high stress value (for example, 800 MPa).
However, since it has a dense film quality, it has an excellent Na blocking property.

【0025】次に、ウェハー1を第2の上部電極112
に対向させるように下部電極12を移動させ、反応室1
0内の温度、圧力、高周波電力を前記と同じ条件とし、
第2の反応ガス導入部152から反応ガスを導入するこ
とにより、対向電極(112、12)間にプラズマを誘
起させる。
Next, the wafer 1 is attached to the second upper electrode 112.
The lower electrode 12 is moved to face the reaction chamber 1
The temperature, pressure and high frequency power in 0 are the same as above,
By introducing a reaction gas from the second reaction gas introduction unit 152, plasma is induced between the counter electrodes (112, 12).

【0026】この場合、前記反応ガスの一部のガスの流
量を変化させ、前記SiH4 /N2O/NH3 ガスの流
量が対応して240/2000/300sccmに制御され
た第2の混合ガスを使用することにより、前記第1のプ
ラズマSiON膜4上に第2のプラズマSiON膜5を
薄く(10nm〜100nmの範囲内、例えば90n
m)堆積する。このように堆積された第2のプラズマS
iON膜5は、下地に与えるストレスの値が低い(例え
ば5〜10MPa)。
In this case, the flow rate of a part of the reaction gas is changed, and the flow rate of the SiH 4 / N 2 O / NH 3 gas is correspondingly controlled to 240/2000/300 sccm for the second mixing. By using the gas, the second plasma SiON film 5 is thinly formed on the first plasma SiON film 4 (within the range of 10 nm to 100 nm, for example, 90 nm).
m) Deposit. The second plasma S deposited in this way
The iON film 5 has a low stress value applied to the base (for example, 5 to 10 MPa).

【0027】以下、ウェハー1を第1の上部電極111
および第2の上部電極112に交互に対向させるように
下部電極12を移動させ、前記したようにプラズマ条件
を交互に変化させることにより、ブロッキング性の高い
緻密な膜質を有する10nm程度の第1のプラズマSi
ON膜4と下地に与えるストレスが低い膜質を有する9
0nm程度の第2のプラズマSiON膜5とを一定周期
で交互に例えば5回(合計10層分)堆積することによ
り、プラズマSiON膜6を形成する。
Hereinafter, the wafer 1 is set to the first upper electrode 111.
The lower electrode 12 is moved so as to alternately face the second upper electrode 112 and the second upper electrode 112, and the plasma conditions are alternately changed as described above, so that the first film having a high blocking property and a dense film quality of about 10 nm is formed. Plasma Si
The ON film 4 and the base have a film quality with low stress 9
The plasma SiON film 6 is formed by alternately depositing the second plasma SiON film 5 having a thickness of about 0 nm at regular intervals, for example, 5 times (for a total of 10 layers).

【0028】図3は、上記のように形成されたプラズマ
SiON膜6について、SIMS分析により、膜表面か
ら深さ方向(基板との界面方向)におけるNa濃度のプ
ロファイルを測定した結果の一例を示している。
FIG. 3 shows an example of the result of measuring the Na concentration profile of the plasma SiON film 6 formed as described above by SIMS analysis in the depth direction (interface direction with the substrate) from the film surface. ing.

【0029】図3において、プラズマSiON膜のNa
濃度は、膜表面付近では1×109atom/cc以上
であるが、基板界面に近づくにつれて低下している。上
記実施例により堆積形成されたプラズマSiON膜6
は、ブロッキング性の高い緻密な膜質を有するプラズマ
SiON膜4と下地に与えるストレスが低い膜質を有す
るプラズマSiON膜5とが交互に堆積された単膜から
なり、そのストレス値は例えば80MPaであり、従来
例のプラズマCVD絶縁膜のストレス値(800〜10
00MPa)より低く、かつ、Naブロッキング性は優
れている。
In FIG. 3, the Na of the plasma SiON film is
The concentration is 1 × 10 9 atom / cc or more near the film surface, but decreases as it approaches the substrate interface. Plasma SiON film 6 deposited and formed by the above embodiment
Is composed of a single film in which a plasma SiON film 4 having a high blocking property and a dense film quality and a plasma SiON film 5 having a film quality having a low stress applied to the base are alternately deposited, and the stress value is, for example, 80 MPa, Stress value of the conventional plasma CVD insulating film (800 to 10
00 MPa) and is excellent in Na blocking property.

【0030】このようなプラズマSiON膜6を使用し
た半導体装置によれば、従来例のプラズマCVD絶縁膜
を使用した半導体装置と比べて、プラズマSiON膜6
の下層に形成される例えばAl配線3のSM寿命が4倍
以上になり、上記Al配線3にノッチが発生しなくな
り、EM寿命も約30%向上することが確認された。
According to the semiconductor device using the plasma SiON film 6 as described above, the plasma SiON film 6 is different from the conventional semiconductor device using the plasma CVD insulating film.
It was confirmed that, for example, the SM life of the Al wiring 3 formed in the lower layer is four times or more, no notch is formed in the Al wiring 3, and the EM life is improved by about 30%.

【0031】また、上記実施例により堆積形成されたプ
ラズマSiON膜6は、紫外線を通すので、EPROM
のパッシベーション膜として使用できる。なお、上記実
施例においては、ブロッキング性の高い膜4の膜厚と下
地に与えるストレスが低い膜5の膜厚を対応して10n
mおよび90nmに形成したが、この膜厚比は限定され
るものではない。
Further, since the plasma SiON film 6 deposited and formed according to the above-mentioned embodiment allows ultraviolet rays to pass therethrough, EPROM
Can be used as a passivation film. In the above embodiment, the film thickness of the film 4 having a high blocking property and the film thickness of the film 5 having a low stress applied to the base are 10 n in correspondence.
m and 90 nm, the film thickness ratio is not limited.

【0032】また、上記実施例においては、ブロッキン
グ性の高い膜4および下地に与えるストレスが低い膜5
としてプラズマSiON膜を堆積したが、これに限ら
ず、他の膜(プラズマSiN膜、プラズマSiO膜な
ど)を堆積してもよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the film 4 having a high blocking property and the film 5 having a low stress applied to the underlayer.
Although the plasma SiON film is deposited as the above, the invention is not limited to this, and other films (plasma SiN film, plasma SiO film, etc.) may be deposited.

【0033】また、上記第1実施例では、ウェハー1を
第1の上部電極111および第2の上部電極112に交
互に対向させるように下部電極12を移動させたが、こ
れに限らず、他の方法により、ウェハー1付近のプラズ
マ条件(膜形成条件)を交互に変化させるようにしても
よい。
In the first embodiment, the lower electrode 12 is moved so that the wafer 1 is alternately opposed to the first upper electrode 111 and the second upper electrode 112, but the present invention is not limited to this. The plasma condition (film forming condition) in the vicinity of the wafer 1 may be alternately changed by the method described above.

【0034】図4は、本発明の第2実施例に係る半導体
装置の製造方法で使用されるプラズマCVD装置の一例
を概略的に示す断面図である。図4において、30は反
応室、31は上部電極(シャワーヘッド)、32はこの
上部電極に対向するように設けられて接地電位に接続さ
れた下部電極、33は下部電極33に内蔵されたヒータ
ー、34は上部電極31に高周波電力を供給するための
高周波電源、35は反応室外から上部電極31の下方に
反応ガスを導入するための反応ガス導入部、36は反応
室内から排気を行うための真空排気口、20はロードロ
ック室、21はウェハー搬送アーム、22はガス導入
口、23は真空排気口、24は扉である。なお、前記下
部電極32上に載置された半導体ウェハー1は、各チッ
プ領域の半導体基板上に半導体素子を形成した後に所定
のパターンを有する配線が形成されたものである。
FIG. 4 is a sectional view schematically showing an example of a plasma CVD apparatus used in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, 30 is a reaction chamber, 31 is an upper electrode (shower head), 32 is a lower electrode which is provided so as to face the upper electrode and is connected to the ground potential, and 33 is a heater incorporated in the lower electrode 33. , 34 is a high-frequency power source for supplying high-frequency power to the upper electrode 31, 35 is a reaction gas introducing portion for introducing a reaction gas from outside the reaction chamber to below the upper electrode 31, and 36 is for exhausting the reaction chamber. A vacuum exhaust port, 20 is a load lock chamber, 21 is a wafer transfer arm, 22 is a gas introduction port, 23 is a vacuum exhaust port, and 24 is a door. The semiconductor wafer 1 placed on the lower electrode 32 is one in which wiring having a predetermined pattern is formed after forming a semiconductor element on the semiconductor substrate in each chip region.

【0035】次に、図4の構成のプラズマCVD装置を
用いて前記したようなプラズマSiON膜を堆積する方
法の一例について説明する。まず、反応室30内の温度
を例えば300℃、室内の圧力を例えば40Paに保
ち、高周波電源34から上部電極31に例えば1000
Wの高周波電力を供給し、反応ガス導入部35から反応
ガスを導入することにより、対向電極間にプラズマを誘
起させる。この場合、反応ガスとして、例えばSiH4
/N2 O/NH3 ガスの流量が対応して200/500
/2000sccmに制御された混合された第1の混合ガス
を使用することにより、ウェハー1上にプラズマSiN
膜に近い膜質を有する第1のプラズマSiON膜を例え
ば10nm堆積する。
Next, an example of a method for depositing the above-described plasma SiON film using the plasma CVD apparatus having the structure shown in FIG. 4 will be described. First, the temperature in the reaction chamber 30 is kept at 300 ° C. and the pressure in the chamber is kept at 40 Pa, for example, and the high frequency power source 34 is connected to the upper electrode 31 at 1000 ° C., for example.
By supplying high-frequency power of W and introducing the reaction gas from the reaction gas introduction part 35, plasma is induced between the opposing electrodes. In this case, as the reaction gas, for example, SiH 4
/ N 2 O / NH 3 gas flow rate corresponding to 200/500
Plasma SiN on the wafer 1 by using the mixed first mixed gas controlled at / 2000sccm
For example, a first plasma SiON film having a film quality close to that of the film is deposited to a thickness of 10 nm.

【0036】次に、反応室30内の温度、圧力、高周波
電力を前記と同じ条件とし、反応ガスを導入することに
より、対向電極間にプラズマを誘起させる。この場合、
前記反応ガスの一部のガスの流量を変化させ、前記Si
4 /N2 O/NH3 ガスの流量が対応して240/2
000/300sccmに制御された第2の混合ガスを使用
することにより、第2のプラズマSiON膜を例えば9
0nm堆積する。
Next, the temperature, pressure, and high-frequency power in the reaction chamber 30 are set to the same conditions as above, and a reaction gas is introduced to induce plasma between the opposing electrodes. in this case,
By changing the flow rate of a part of the reaction gas,
The flow rate of H 4 / N 2 O / NH 3 gas is 240/2
By using the second mixed gas controlled at 000/300 sccm, the second plasma SiON film can be formed, for example, 9 times.
Deposit 0 nm.

【0037】以下、前記第1の混合ガス、第2の混合ガ
スを交互に供給することにより膜形成条件を切換え制御
する(ウェハー1付近のプラズマ条件を交互に変化させ
る)ことにより、ブロッキング性の高い緻密な膜質を有
する10nm程度の第1のプラズマSiON膜と下地に
与えるストレスが低い膜質を有する90nm程度の第2
のプラズマSiON膜とを一定周期で交互に堆積するこ
とにより、プラズマSiON膜を堆積形成することが可
能になる。
Hereinafter, by alternately supplying the first mixed gas and the second mixed gas, the film forming conditions are switched and controlled (the plasma conditions in the vicinity of the wafer 1 are alternately changed) to obtain the blocking property. A first plasma SiON film of about 10 nm having a high and dense film quality and a second plasma film of about 90 nm having a low stress on the base
It is possible to deposit and form the plasma SiON film by alternately depositing the plasma SiON film and the plasma SiON film at constant intervals.

【0038】[0038]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、低スト
レス性と高パッシベーション能力とを併せ持つ単膜から
なるプラズマCVD絶縁膜を有し、アルカリ金属などの
汚染に対する耐性およびSM耐性が優れた半導体装置お
よびその製造方法を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the plasma CVD insulating film composed of a single film having both low stress property and high passivation ability is provided, and the resistance to contamination by alkali metal and the SM resistance is excellent. A semiconductor device and its manufacturing method can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る半導体装置の製造方
法で使用されるプラズマCVD装置の一例を概略的に示
す断面図。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a plasma CVD apparatus used in a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例に係る半導体装置の製造方
法により形成された半導体装置の一例を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a semiconductor device formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2に示した半導体装置中のプラズマCVD膜
の特性の一例を示す図。
3 is a diagram showing an example of characteristics of a plasma CVD film in the semiconductor device shown in FIG.

【図4】本発明の第2実施例に係る半導体装置の製造方
法で使用されるプラズマCVD装置の一例を概略的に示
す断面図。
FIG. 4 is a sectional view schematically showing an example of a plasma CVD apparatus used in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the invention.

【図5】従来の半導体装置の製造方法により形成された
プラズマCVD膜の特性の一例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of characteristics of a plasma CVD film formed by a conventional semiconductor device manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体ウェハー、1a…半導体基板、2…層間絶縁
膜、3…配線、4…第1のプラズマSiON膜、5…第
2のプラズマSiON膜、6…プラズマSiON膜、1
0、30…反応室、111、112、31…上部電極
(シャワーヘッド)、12、32…下部電極、13、3
3…ヒーター、14、34…高周波電源、151、15
2、35…反応ガス導入部、16、36…真空排気口、
20…ロードロック室、21…ウェハー搬送アーム、2
2…ガス導入口、23…真空排気口、24…扉。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor wafer, 1a ... Semiconductor substrate, 2 ... Interlayer insulating film, 3 ... Wiring, 4 ... 1st plasma SiON film, 5 ... 2nd plasma SiON film, 6 ... Plasma SiON film, 1
0, 30 ... Reaction chamber, 111, 112, 31 ... Upper electrode (shower head), 12, 32 ... Lower electrode, 13, 3
3 ... Heater, 14, 34 ... High frequency power supply, 151, 15
2, 35 ... Reaction gas introduction part, 16, 36 ... Vacuum exhaust port,
20 ... Load lock chamber, 21 ... Wafer transfer arm, 2
2 ... Gas inlet port, 23 ... Vacuum exhaust port, 24 ... Door.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 正泰 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝多摩川工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masayasu Abe 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Tamagawa factory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体素子が形成された半導体基板と、 この半導体基板上に形成された所定のパターンを有する
配線と、 この配線上を含む半導体基板上に堆積形成され、パッシ
ベーション能力の高い緻密な膜質を有する第1の膜部と
下地に与えるストレスが低い膜質を有する第2の膜部と
が交互に重なるように堆積された単膜からなる絶縁膜と
を具備することを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate on which a semiconductor element is formed, a wiring having a predetermined pattern formed on the semiconductor substrate, and a dense and highly-passivated layer formed by deposition on the semiconductor substrate including the wiring. A semiconductor device, comprising: a first film portion having a film quality and an insulating film made of a single film deposited so as to alternately overlap a second film portion having a film quality having a low stress applied to a base. .
【請求項2】 前記絶縁膜がパッシベーション膜として
使用されていることを特徴とする請求項1記載の半導体
装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film is used as a passivation film.
【請求項3】 前記第1の膜部と前記第2の膜部とがそ
れぞれの膜厚が10nm〜100nmの範囲内となるよ
うに交互に重なるように堆積されていることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。
3. The first film portion and the second film portion are deposited so as to alternately overlap with each other so that the thickness of each of the first film portion and the second film portion is within a range of 10 nm to 100 nm. Item 1. The semiconductor device according to item 1.
【請求項4】 前記絶縁膜がプラズマCVD絶縁膜であ
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film is a plasma CVD insulating film.
【請求項5】 半導体基板上に所定のパターンを有する
配線を形成する工程と、 この配線上を含む半導体基板上に、パッシベーション能
力の高い緻密な膜質を有する第1の膜部と下地に与える
ストレスが低い膜質を有する第2の膜部とを交互に堆積
することにより、単膜からなる絶縁膜を堆積形成する工
程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
5. A step of forming a wiring having a predetermined pattern on a semiconductor substrate, and a stress applied to a first film portion having a dense film quality having a high passivation ability and a base on the semiconductor substrate including the wiring. And a second film portion having a low film quality are alternately deposited to form an insulating film composed of a single film.
【請求項6】 前記第1の膜部および第2の膜部をそれ
ぞれの膜厚が10nm〜100nmの範囲内となるよう
に形成することを特徴とする請求項5記載の半導体装置
の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein each of the first film portion and the second film portion is formed so that a film thickness thereof is within a range of 10 nm to 100 nm. .
【請求項7】 前記第1の膜部と前記第2の膜部との堆
積がプラズマCVD法によりに行われることを特徴とす
る請求項5記載の半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the deposition of the first film portion and the second film portion is performed by a plasma CVD method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006283119A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Dainippon Printing Co Ltd Film-forming apparatus and film-forming method
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JP2006316299A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Dainippon Printing Co Ltd Film deposition apparatus, and film deposition method

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