JPH0758100A - 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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- JPH0758100A JPH0758100A JP19836993A JP19836993A JPH0758100A JP H0758100 A JPH0758100 A JP H0758100A JP 19836993 A JP19836993 A JP 19836993A JP 19836993 A JP19836993 A JP 19836993A JP H0758100 A JPH0758100 A JP H0758100A
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- film
- teos
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた膜質を有すると共に、段差への埋込み
性能及び平坦性に優れた半導体装置の製造方法を提供す
る。 【構成】 酸素／TEOSの比を２以上に設定してプラズマ
CVD により第１の絶縁膜(14)を形成し、次に有機化合物
を含む処理流体で下地処理した後化学気相成長により第
２の絶縁膜(15)を形成する。
性能及び平坦性に優れた半導体装置の製造方法を提供す
る。 【構成】 酸素／TEOSの比を２以上に設定してプラズマ
CVD により第１の絶縁膜(14)を形成し、次に有機化合物
を含む処理流体で下地処理した後化学気相成長により第
２の絶縁膜(15)を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法、
特に半導体基体と第１層金属配線との間の１次絶縁膜、
金属配線間の層間絶縁膜およびパッシベーション膜とし
て作用する最終絶縁膜や電界効果トランジスタのゲート
のサイドウォールとして使用することができる絶縁膜を
化学気相成長により形成する方法に関するものである。
特に半導体基体と第１層金属配線との間の１次絶縁膜、
金属配線間の層間絶縁膜およびパッシベーション膜とし
て作用する最終絶縁膜や電界効果トランジスタのゲート
のサイドウォールとして使用することができる絶縁膜を
化学気相成長により形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、VLSIデバイスの高集積化、高密度
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、層間絶縁膜の平坦化技術
である。
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、層間絶縁膜の平坦化技術
である。
【０００３】このような要求を満たす層間絶縁膜の形成
方法として、半導体基体上にプラズマ−TEOS CVDによっ
て絶縁膜を形成し、この絶縁膜上にオゾン−TEOS CVDに
よって絶縁膜を形成する方法が知られている。この絶縁
膜の形成方法では、一般的に埋込性を改善するため下地
となるプラズマ−TEOS絶縁膜の形成に際して酸素とTEOS
の比が１以下に設定して膜形成が行なわれている。
方法として、半導体基体上にプラズマ−TEOS CVDによっ
て絶縁膜を形成し、この絶縁膜上にオゾン−TEOS CVDに
よって絶縁膜を形成する方法が知られている。この絶縁
膜の形成方法では、一般的に埋込性を改善するため下地
となるプラズマ−TEOS絶縁膜の形成に際して酸素とTEOS
の比が１以下に設定して膜形成が行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】プラズマ−TEOS CVDに
よって絶縁膜を形成する際、酸素／TEOSの比を１以下と
すると、酸素の分圧が小さいため形成される膜質が悪く
形成される膜中に多量の水分やカーボンが残存する不都
合が生じてしまう。この結果、その上に形成されるオゾ
ン−TEOS CVD膜の膜質も悪く、しかも下地依存性により
オゾン−TEOS膜の埋込性及び平坦性にも難点があった。
よって絶縁膜を形成する際、酸素／TEOSの比を１以下と
すると、酸素の分圧が小さいため形成される膜質が悪く
形成される膜中に多量の水分やカーボンが残存する不都
合が生じてしまう。この結果、その上に形成されるオゾ
ン−TEOS CVD膜の膜質も悪く、しかも下地依存性により
オゾン−TEOS膜の埋込性及び平坦性にも難点があった。
【０００５】このような欠点を解消する方法として、本
願人により、下地表面を有機化合物を含む処理流体で処
理した後オゾン−TEOS CVD膜を形成する方法が提案され
ている。この絶縁膜の形成方法は、下地依存性を低減し
埋込性を改善する上で極めて有益な効果が達成される。
しかしながら、プラズマ−TEOS CVD膜の形成において酸
素の分圧が小さいと、下地表面のシラノールの吸着サイ
トの密度が低いため、有機化合物処理による効果が十分
に発揮されないおそれがある。
願人により、下地表面を有機化合物を含む処理流体で処
理した後オゾン−TEOS CVD膜を形成する方法が提案され
ている。この絶縁膜の形成方法は、下地依存性を低減し
埋込性を改善する上で極めて有益な効果が達成される。
しかしながら、プラズマ−TEOS CVD膜の形成において酸
素の分圧が小さいと、下地表面のシラノールの吸着サイ
トの密度が低いため、有機化合物処理による効果が十分
に発揮されないおそれがある。
【０００６】従って、本発明の目的は、有機化合物によ
る処理効果を一層改善し、段差間における埋込み性やボ
イドの発生防止を一層改善した半導体装置の製造方法を
提案することにある。
る処理効果を一層改善し、段差間における埋込み性やボ
イドの発生防止を一層改善した半導体装置の製造方法を
提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、有機シラン及び酸素を原料ガスとするプ
ラズマCVD によって形成した絶縁膜上に、有機シランを
原料ガスとする化学気相成長によって半導体装置の絶縁
膜を形成するに当たり、前記プラズマCVD における酸素
と有機シランとの比を２以上とし、プラズマCVD によっ
て形成した絶縁膜の表面を有機化合物を含む処理流体で
処理した後前記絶縁膜を化学気相成長によって形成する
ことを特徴とするものである。本発明においては、前記
絶縁膜を、有機シランを原料として用いる化学気相成長
によって形成するのが好適である。この有機シランとし
ては、例えば上述したTEOS, TMOS, OMCTS, HMDS, SOB,
DADBS またはSOP とすることができるが、他のシラン化
合物を原料とすることもできる。さらに、本発明による
半導体装置の製造方法においては、前記処理流体の有機
化合物を、OH基、CO基、COC 基、CN基、NO2 基およびNR
(R=Hまたはアルキル基)の内の少なくとも１種の官能基
を有する有機化合物または複素環式化合物とするのが好
適である。これらの有機化合物の内、OH基を有するアル
コール、特にエタノールまたはメタノールとするのが好
適である。また、有機化合物の水溶液または有機溶媒溶
液を処理流体として用いることもできる。さらに、後述
する実施例のように、化学気相成長によって絶縁膜を形
成する前に下地絶縁膜を形成し、この下地絶縁膜を処理
流体で処理したり、ポリシリコンパターンを形成し、そ
の表面を処理流体で処理することができる。
の製造方法は、有機シラン及び酸素を原料ガスとするプ
ラズマCVD によって形成した絶縁膜上に、有機シランを
原料ガスとする化学気相成長によって半導体装置の絶縁
膜を形成するに当たり、前記プラズマCVD における酸素
と有機シランとの比を２以上とし、プラズマCVD によっ
て形成した絶縁膜の表面を有機化合物を含む処理流体で
処理した後前記絶縁膜を化学気相成長によって形成する
ことを特徴とするものである。本発明においては、前記
絶縁膜を、有機シランを原料として用いる化学気相成長
によって形成するのが好適である。この有機シランとし
ては、例えば上述したTEOS, TMOS, OMCTS, HMDS, SOB,
DADBS またはSOP とすることができるが、他のシラン化
合物を原料とすることもできる。さらに、本発明による
半導体装置の製造方法においては、前記処理流体の有機
化合物を、OH基、CO基、COC 基、CN基、NO2 基およびNR
(R=Hまたはアルキル基)の内の少なくとも１種の官能基
を有する有機化合物または複素環式化合物とするのが好
適である。これらの有機化合物の内、OH基を有するアル
コール、特にエタノールまたはメタノールとするのが好
適である。また、有機化合物の水溶液または有機溶媒溶
液を処理流体として用いることもできる。さらに、後述
する実施例のように、化学気相成長によって絶縁膜を形
成する前に下地絶縁膜を形成し、この下地絶縁膜を処理
流体で処理したり、ポリシリコンパターンを形成し、そ
の表面を処理流体で処理することができる。
【０００８】上述したように、下地処理を行うための有
機化合物としては、脂肪族飽和一価アルコール類、脂肪
族不飽和一価アルコール類、芳香族アルコール類、脂肪
族飽和多価アルコール類およびその誘導体、アルデヒ
ド、エーテル、ケトン・ケトアルコール、カルボン酸、
ニトロアルカン、アミン、アシルニトリル、酸アミド、
複素環式化合物が挙げられ、具体的に以下のような物質
を用いることができる。 脂肪族飽和一価アルコール類(OH 基) ：メタノール、エ
タノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−
ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタ
ノール、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノ
ール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−
ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサ
ノール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類(OH 基) ：アリルアルコ
ール、プロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン
−２−オール 芳香族アルコール類(OH 基) ：ベンジルアルコール、フ
ルフリルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体(OH 基) ：
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノｎブチルエーテル、エチレングリコール
モノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル アルデヒド(CO 基) ：ホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド、グリオキザール エーテル(COC基) ：ジエチルエーテル、ジオキサン、テ
トラヒドロフラン、テトラヒドロフルフリルアルコール ケトン・ケトアルコール(CO 基) ：アセトン、２−ブタ
ノン、ジアセトンアルコール、γブチロラクトン、炭酸
プロピレン カルボン酸(CO 基) ：ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリ
コール酸、乳酸、乳酸エチル ニトロアルカン(NO2基) ：ニトロメタン、ニトロエタ
ン、ニトロプロパン、ニトロベンゼン アミン(NR:R=H) エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、
ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミン、アニ
リン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチルアミ
ン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピ
ルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ
プロピルアミン、トリｎブチルアミン アシルニトリル類(CN 基) ：アセトニトリル、プロピオ
ノニトリル、ブチロニトリル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、ベンゾニトリル 酸アミド(NR:R=アルキル基) ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物 ピリジン、キノリン、ピロール、ピペリジン、ピペラジ
ン、モルホリン、２−ピロリジノン、１−メチル−２−
ピロリジノン 本発明においては、このような有機化合物の１種で下地
処理するかまたは２種以上の有機化合物で同時にもしく
は順次に処理することができる。
機化合物としては、脂肪族飽和一価アルコール類、脂肪
族不飽和一価アルコール類、芳香族アルコール類、脂肪
族飽和多価アルコール類およびその誘導体、アルデヒ
ド、エーテル、ケトン・ケトアルコール、カルボン酸、
ニトロアルカン、アミン、アシルニトリル、酸アミド、
複素環式化合物が挙げられ、具体的に以下のような物質
を用いることができる。 脂肪族飽和一価アルコール類(OH 基) ：メタノール、エ
タノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−
ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタ
ノール、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノ
ール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−
ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサ
ノール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類(OH 基) ：アリルアルコ
ール、プロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン
−２−オール 芳香族アルコール類(OH 基) ：ベンジルアルコール、フ
ルフリルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体(OH 基) ：
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノｎブチルエーテル、エチレングリコール
モノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル アルデヒド(CO 基) ：ホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド、グリオキザール エーテル(COC基) ：ジエチルエーテル、ジオキサン、テ
トラヒドロフラン、テトラヒドロフルフリルアルコール ケトン・ケトアルコール(CO 基) ：アセトン、２−ブタ
ノン、ジアセトンアルコール、γブチロラクトン、炭酸
プロピレン カルボン酸(CO 基) ：ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリ
コール酸、乳酸、乳酸エチル ニトロアルカン(NO2基) ：ニトロメタン、ニトロエタ
ン、ニトロプロパン、ニトロベンゼン アミン(NR:R=H) エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、
ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミン、アニ
リン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチルアミ
ン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピ
ルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ
プロピルアミン、トリｎブチルアミン アシルニトリル類(CN 基) ：アセトニトリル、プロピオ
ノニトリル、ブチロニトリル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、ベンゾニトリル 酸アミド(NR:R=アルキル基) ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物 ピリジン、キノリン、ピロール、ピペリジン、ピペラジ
ン、モルホリン、２−ピロリジノン、１−メチル−２−
ピロリジノン 本発明においては、このような有機化合物の１種で下地
処理するかまたは２種以上の有機化合物で同時にもしく
は順次に処理することができる。
【０００９】また、前記絶縁膜を化学気相成長によって
形成する際の原料となる有機ケイ素化合物としては以下
のようなものを用いることができる。 テトラアルコキシシラン( オルトケイ酸エステル):テト
ラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEO
S)、テトラｎプロポキシシラン、テトライソプロポキシ
シラン、テトラｎブトキシシラン アルキルアルコキシシラン:メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎプロポキ
シシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリｎプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ
ｎプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラ
ン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエ
トキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエト
キシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチル
ビニルエトキシシラン ポリシロキサン:テトラキス（ジメチルシロキシ）シラ
ン シクロシキサン:オクタメチルシクロテトラシロキサン
(OMCTS) 、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、テト
ラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロ
トリシロキサン、トリメチルシクロトリシロキサン ジシロキサン:ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)、テト
ラメチルジメトキシジシロキサン、ジメチルテトラメト
キシジシロキサン、ヘキサメトキシジシロキサン アルキルシラン:モノメチルシラン、ジメチルシラン、
トリメチルシラン、トリエチルシラン、テトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン、アリルトリメチルシラン、
ヘキサメチルジシラン シリルアミン:ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエ
チルトリメチルシリルアミン シラン窒素誘導体:アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナ
イド シラザン:ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシ
ラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメ
チルシクロトリシラザン ハロゲン化シランおよび誘導体:トリメチルクロロシラ
ン、トリエチルクロロシラン、トリｎプロピルクロロシ
ラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリ
メチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、
クロロプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジクロロ
シラン、ジエチルジクロロシラン、メチルビニルジクロ
ロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロ
シラン、ビニルトリクロロシラン、トリフロロプロピル
トリクロロシラン、トリフロロプロピルトリメトキシシ
ラン、トリメチルシリルアイオダイド さらに、有機ケイ素化合物としては、トリス( トリメチ
ルシロキシ) ボラン(SOB) 、トリス( トリメチルシロキ
シ) ホスホリル(SOP) 、ジアセトキシジ-tert-ブトキシ
シラン(DADBS) なども用いることができる。本発明にお
いては、上述した有機ケイ素化合物を単独で用いるかあ
るいは２以上の有機ケイ素化合物を混合して用いること
ができる。混合して用いる場合の混合割合は適当に定め
れば良い。
形成する際の原料となる有機ケイ素化合物としては以下
のようなものを用いることができる。 テトラアルコキシシラン( オルトケイ酸エステル):テト
ラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEO
S)、テトラｎプロポキシシラン、テトライソプロポキシ
シラン、テトラｎブトキシシラン アルキルアルコキシシラン:メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎプロポキ
シシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリｎプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ
ｎプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラ
ン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエ
トキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエト
キシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチル
ビニルエトキシシラン ポリシロキサン:テトラキス（ジメチルシロキシ）シラ
ン シクロシキサン:オクタメチルシクロテトラシロキサン
(OMCTS) 、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、テト
ラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロ
トリシロキサン、トリメチルシクロトリシロキサン ジシロキサン:ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)、テト
ラメチルジメトキシジシロキサン、ジメチルテトラメト
キシジシロキサン、ヘキサメトキシジシロキサン アルキルシラン:モノメチルシラン、ジメチルシラン、
トリメチルシラン、トリエチルシラン、テトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン、アリルトリメチルシラン、
ヘキサメチルジシラン シリルアミン:ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエ
チルトリメチルシリルアミン シラン窒素誘導体:アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナ
イド シラザン:ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシ
ラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメ
チルシクロトリシラザン ハロゲン化シランおよび誘導体:トリメチルクロロシラ
ン、トリエチルクロロシラン、トリｎプロピルクロロシ
ラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリ
メチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、
クロロプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジクロロ
シラン、ジエチルジクロロシラン、メチルビニルジクロ
ロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロ
シラン、ビニルトリクロロシラン、トリフロロプロピル
トリクロロシラン、トリフロロプロピルトリメトキシシ
ラン、トリメチルシリルアイオダイド さらに、有機ケイ素化合物としては、トリス( トリメチ
ルシロキシ) ボラン(SOB) 、トリス( トリメチルシロキ
シ) ホスホリル(SOP) 、ジアセトキシジ-tert-ブトキシ
シラン(DADBS) なども用いることができる。本発明にお
いては、上述した有機ケイ素化合物を単独で用いるかあ
るいは２以上の有機ケイ素化合物を混合して用いること
ができる。混合して用いる場合の混合割合は適当に定め
れば良い。
【００１０】また、前記表面処理としては、前記有機化
合物もしくはその水溶液またはその有機溶媒溶液のスピ
ンコータによる塗布処理、または浸漬処理、あるいは前
記有機化合物もしくはその水溶液またはその有機溶媒溶
液の蒸気による暴露処理、スプレー処理、シャワー処
理、カーテンフローコート処理などを挙げることができ
る。本発明の好適実施例においては、半導体装置の層間
絶縁膜として作用する絶縁膜を形成するに当たり、下地
としてプラズマ−CVD TEOS NSG膜を形成し、その表面を
スピンコータによるエタノール処理を行った後に、TEOS
を原料ガスとする常圧オゾン−CVD 法によってAP O3-TE
OS CVD NSG膜を形成する。
合物もしくはその水溶液またはその有機溶媒溶液のスピ
ンコータによる塗布処理、または浸漬処理、あるいは前
記有機化合物もしくはその水溶液またはその有機溶媒溶
液の蒸気による暴露処理、スプレー処理、シャワー処
理、カーテンフローコート処理などを挙げることができ
る。本発明の好適実施例においては、半導体装置の層間
絶縁膜として作用する絶縁膜を形成するに当たり、下地
としてプラズマ−CVD TEOS NSG膜を形成し、その表面を
スピンコータによるエタノール処理を行った後に、TEOS
を原料ガスとする常圧オゾン−CVD 法によってAP O3-TE
OS CVD NSG膜を形成する。
【００１１】
【作用】ブラズマCVD による下地絶縁膜を形成する際、
酸素／TEOSの比を種々の値に設定して実験及び検討を行
なった結果、その比を２以上に設定した場合形成される
膜質が一層改善され良好な結果が得られた。すなわち、
酸素／TEOSの比を２未満に設定すると、プラズマ−TEOS
CVD膜の膜質が悪く、しかも炭化物及び水が含有され素
子特性も悪いものとなってしまった。
酸素／TEOSの比を種々の値に設定して実験及び検討を行
なった結果、その比を２以上に設定した場合形成される
膜質が一層改善され良好な結果が得られた。すなわち、
酸素／TEOSの比を２未満に設定すると、プラズマ−TEOS
CVD膜の膜質が悪く、しかも炭化物及び水が含有され素
子特性も悪いものとなってしまった。
【００１２】さらに、酸素／TEOSの比を２以上の大きな
値に設定すると、形成されるプラズマ−TEOS CVD膜の表
面にシラノールが高密度に形成されるため、その後行な
われる有機化合物処理において有機溶剤分子が良好に吸
着され、ほとんどのシラノールがＳｉ−Ｏ−Ｒに変換さ
れる。このアルキル化されたシラノールは、オゾン−TE
OS常圧CVD の際に下地膜の表面性状を平滑にし、膜質を
改善し埋込性を著しく向上させる。従って、プラズマCV
D による下地絶縁膜の形成に際し酸素／TEOS比を２以上
に設定すると共に、下地絶縁膜に有機化合物処理してか
ら化学気相成長により絶縁膜を形成することにより表面
性状及び膜質に優れると共に埋込性にも優れ、ボイドの
発生が防止された絶縁膜を形成することができる。
値に設定すると、形成されるプラズマ−TEOS CVD膜の表
面にシラノールが高密度に形成されるため、その後行な
われる有機化合物処理において有機溶剤分子が良好に吸
着され、ほとんどのシラノールがＳｉ−Ｏ−Ｒに変換さ
れる。このアルキル化されたシラノールは、オゾン−TE
OS常圧CVD の際に下地膜の表面性状を平滑にし、膜質を
改善し埋込性を著しく向上させる。従って、プラズマCV
D による下地絶縁膜の形成に際し酸素／TEOS比を２以上
に設定すると共に、下地絶縁膜に有機化合物処理してか
ら化学気相成長により絶縁膜を形成することにより表面
性状及び膜質に優れると共に埋込性にも優れ、ボイドの
発生が防止された絶縁膜を形成することができる。
【００１３】また、プラズマ処理に用いるプラズマ源と
して、RF又はマイクロ波のプラズマ源を用いることがで
き、プラズマ生成用のガスとしてアンモニア、窒素、水
素、酸素など、又はこれらの混合ガスを用いることがで
きる。特に、アンモニアのプラズマは極めて有効であ
る。
して、RF又はマイクロ波のプラズマ源を用いることがで
き、プラズマ生成用のガスとしてアンモニア、窒素、水
素、酸素など、又はこれらの混合ガスを用いることがで
きる。特に、アンモニアのプラズマは極めて有効であ
る。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例および
比較例について説明する。図１(a) 及び(b) は本発明に
よる半導体装置の製造方法の一連の工程におけるシリコ
ン基板を示す断面図である。本例では、第１配線上に絶
縁膜を形成する例について説明する。図１(a) に示すよ
うにシリコン基板11上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成
し、さらにその上に高さ１μm のアルミ配線13をライン
巾0.5 μm、スペース巾0.5 μm で形成し、このBPSG膜
およびアルミ配線の上にプラズマ−TEOS CVD NSG膜14を
3000Åの厚さに形成した。このプラズマ−TEOS CVD NSG
膜14の成膜条件としては、成膜温度を400 ℃、成膜圧力
を2.2Torr とし、TEOSを200sccm の割合で供給し、酸素
ガスを4000sccmの割合で供給し、RFパワーとしては400K
Hz, 500Wと13.56MHz, 500Wの合計１KWを使用し、成膜時
間を20秒とした。このプラズマ−TEOS CVD NSG膜14の膜
厚はアルミ配線13上で3000Åであるが、その側壁には10
00〜1500Å程度形成される。
比較例について説明する。図１(a) 及び(b) は本発明に
よる半導体装置の製造方法の一連の工程におけるシリコ
ン基板を示す断面図である。本例では、第１配線上に絶
縁膜を形成する例について説明する。図１(a) に示すよ
うにシリコン基板11上に膜厚が6000ÅのBPSG膜12を形成
し、さらにその上に高さ１μm のアルミ配線13をライン
巾0.5 μm、スペース巾0.5 μm で形成し、このBPSG膜
およびアルミ配線の上にプラズマ−TEOS CVD NSG膜14を
3000Åの厚さに形成した。このプラズマ−TEOS CVD NSG
膜14の成膜条件としては、成膜温度を400 ℃、成膜圧力
を2.2Torr とし、TEOSを200sccm の割合で供給し、酸素
ガスを4000sccmの割合で供給し、RFパワーとしては400K
Hz, 500Wと13.56MHz, 500Wの合計１KWを使用し、成膜時
間を20秒とした。このプラズマ−TEOS CVD NSG膜14の膜
厚はアルミ配線13上で3000Åであるが、その側壁には10
00〜1500Å程度形成される。
【００１５】次に、このシリコン基体の下地表面をエタ
ノール処理した。本例のエタノール処理においては、シ
リコン基板をスピンコータに載せ、2000rpm で回転させ
ながら５cc/minの流量でエチルアルコールを３秒間塗布
した後、2000rpm で10秒乾燥させた。次に、シリコンウ
エファを示す反応チャンバ内に搬入し、常圧CVD 法によ
り以下の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜15を6000Å
の膜厚に形成した。なお、この明細書では、ガス流量は
０℃、１気圧の標準状態での流量を示すものである。
ノール処理した。本例のエタノール処理においては、シ
リコン基板をスピンコータに載せ、2000rpm で回転させ
ながら５cc/minの流量でエチルアルコールを３秒間塗布
した後、2000rpm で10秒乾燥させた。次に、シリコンウ
エファを示す反応チャンバ内に搬入し、常圧CVD 法によ
り以下の成膜条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜15を6000Å
の膜厚に形成した。なお、この明細書では、ガス流量は
０℃、１気圧の標準状態での流量を示すものである。
【００１６】 成膜温度 413 ℃ 成膜圧力 大気圧 ガスバブラへの窒素ガス流量 1.7 SLM 恒温槽温度 65 ℃ オゾン発生装置への酸素流量 7.5 SLM オゾン濃度 120 gNm -3 キャリアN2ガス流量 18 SLM
【００１７】このようにして形成したオゾン−TEOS CVD
NSG膜15はアルミ配線13間の狭いスペースを滑らかに埋
め、良好なステップカバレージを有している。
NSG膜15はアルミ配線13間の狭いスペースを滑らかに埋
め、良好なステップカバレージを有している。
【００１８】本発明は上述した実施例だけに限定されず
種々の変形が可能である。例えば、上述した実施例で
は、アルミ配線上にTEOS CVD NSG膜を形成する例につい
て説明したが、有機シランCVD 膜を層間絶縁膜として形
成する場合にも本発明を適用することができ、さらに最
終パッシベーション膜の形成及びFET のゲート電極等の
側面にサイドウォール膜を形成する際にも適用すること
ができ、さらにポリシリコン多層配線を形成する際にも
適用することができる。
種々の変形が可能である。例えば、上述した実施例で
は、アルミ配線上にTEOS CVD NSG膜を形成する例につい
て説明したが、有機シランCVD 膜を層間絶縁膜として形
成する場合にも本発明を適用することができ、さらに最
終パッシベーション膜の形成及びFET のゲート電極等の
側面にサイドウォール膜を形成する際にも適用すること
ができ、さらにポリシリコン多層配線を形成する際にも
適用することができる。
【００１９】さらに、導電性配線の構成する金属は上述
した実施例にのみ限定されるものではなく、例えばAl,
Cu, Mo, Ｗ，Ti, TiN, TiW又はそれらの合金を用いるこ
ともできる。
した実施例にのみ限定されるものではなく、例えばAl,
Cu, Mo, Ｗ，Ti, TiN, TiW又はそれらの合金を用いるこ
ともできる。
【００２０】さらに、上述した実施例は、エタノール処
理を施した後にオゾン−TEOS CVD NSG膜を形成するよう
にしたが、反応チャンバに供給するオゾンとTEOSの混合
ガスにTMOP（trimethylphoshate)およびTMB （trimethy
lborate)などの燐およびホウ素のアルコキシドガスをド
ーパントとして加えることによってオゾン−TEOS CVDPS
G膜やBPSG膜を形成することもできる。さらに、有機シ
ラン原料化合物としてはTEOSだけでなく、上述したTMO
S、OMCTS 、HMDS、SOB 、DADBS 、SOP などを用いるこ
ともできる。
理を施した後にオゾン−TEOS CVD NSG膜を形成するよう
にしたが、反応チャンバに供給するオゾンとTEOSの混合
ガスにTMOP（trimethylphoshate)およびTMB （trimethy
lborate)などの燐およびホウ素のアルコキシドガスをド
ーパントとして加えることによってオゾン−TEOS CVDPS
G膜やBPSG膜を形成することもできる。さらに、有機シ
ラン原料化合物としてはTEOSだけでなく、上述したTMO
S、OMCTS 、HMDS、SOB 、DADBS 、SOP などを用いるこ
ともできる。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、酸素
／TEOSの比を２以上に設定して下地絶縁膜を形成し、下
地表面に有機化合物を含む処理流体で処理し、次に有機
シランを用いて化学気相成長により絶縁膜を形成してい
るから、パラズマ−TEOS絶縁膜を膜質を一層向上させる
ことができると共に、有機化合物処理の効果を一層向上
させることができ、この結果膜質、埋込性及び平坦性に
一層優れた絶縁膜を形成することができる。
／TEOSの比を２以上に設定して下地絶縁膜を形成し、下
地表面に有機化合物を含む処理流体で処理し、次に有機
シランを用いて化学気相成長により絶縁膜を形成してい
るから、パラズマ−TEOS絶縁膜を膜質を一層向上させる
ことができると共に、有機化合物処理の効果を一層向上
させることができ、この結果膜質、埋込性及び平坦性に
一層優れた絶縁膜を形成することができる。
【図１】本発明による半導体装置の製造方法の一連の行
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
11 シリコン基板 12 BPSG膜 13 アルミ配線 14 プラズマ−TEOS CVD NSG膜 15 オゾン−TEOS CVD NSG膜
Claims (1)
- 【請求項１】 有機シラン及び酸素を原料ガスとするプ
ラズマCVD によって形成した絶縁膜上に、有機シランを
原料ガスとする化学気相成長によって半導体装置の絶縁
膜を形成するに当たり、 前記プラズマCVD における酸素と有機シランとの比を２
以上とし、プラズマCVD によって形成した絶縁膜の表面
を有機化合物を含む処理流体で処理した後前記絶縁膜を
化学気相成長によって形成することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19836993A JPH0758100A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19836993A JPH0758100A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758100A true JPH0758100A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16389969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19836993A Pending JPH0758100A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758100A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6558756B2 (en) | 1996-08-29 | 2003-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| JP2003515674A (ja) * | 1999-12-03 | 2003-05-07 | エイエスエム マイクロケミストリ オーワイ | 二酸化ケイ素を含む膜の原子層化学蒸着 |
| US6900144B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-05-31 | Canon Sales Co., Inc. | Film-forming surface reforming method and semiconductor device manufacturing method |
| US8323737B2 (en) | 1996-08-16 | 2012-12-04 | Asm International N.V. | Sequential chemical vapor deposition |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP19836993A patent/JPH0758100A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8323737B2 (en) | 1996-08-16 | 2012-12-04 | Asm International N.V. | Sequential chemical vapor deposition |
| US6558756B2 (en) | 1996-08-29 | 2003-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| US7060323B2 (en) | 1996-08-29 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| JP2003515674A (ja) * | 1999-12-03 | 2003-05-07 | エイエスエム マイクロケミストリ オーワイ | 二酸化ケイ素を含む膜の原子層化学蒸着 |
| US9514956B2 (en) | 1999-12-03 | 2016-12-06 | Asm International N.V. | Method of growing oxide thin films |
| US6900144B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-05-31 | Canon Sales Co., Inc. | Film-forming surface reforming method and semiconductor device manufacturing method |
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