JPH08203893A - Fabrication of semiconductor device - Google Patents

Fabrication of semiconductor device

Info

Publication number
JPH08203893A
JPH08203893A JP3134595A JP3134595A JPH08203893A JP H08203893 A JPH08203893 A JP H08203893A JP 3134595 A JP3134595 A JP 3134595A JP 3134595 A JP3134595 A JP 3134595A JP H08203893 A JPH08203893 A JP H08203893A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
film
ozone
plasma
helium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3134595A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2702430B2 (en
Inventor
Koji Kishimoto
光司 岸本
Isao Imaoka
功 今岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Japan Inc
NEC Corp
Original Assignee
Applied Materials Japan Inc
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Japan Inc, NEC Corp filed Critical Applied Materials Japan Inc
Priority to JP3134595A priority Critical patent/JP2702430B2/en
Publication of JPH08203893A publication Critical patent/JPH08203893A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2702430B2 publication Critical patent/JP2702430B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

PURPOSE: To deposit a high quality oxide with high planarization at low temperature as an interlayer insulation film. CONSTITUTION: An oxide film 10 is grown under low pressure using TEOS and ozone as principal materials and exposed, within one production system, to a plasma 11 containing oxygen, ozone, helium and water and a plasma 13 containing oxygen, ozone and helium, as required. The oxide film 10 does not absorb the atmospheric moisture when it is taken out of the production system and it is not affected by the following high temperature heat treatment. When high frequencies of 200 to 450kHz and 1MHz or above coexist at the time of plasma generation, a stabilized plasma can be generated and the corner of oxide is rounded better while enhancing the filling performance of the recess.

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の製造方法に
関し、特に、良質な層間絶縁膜を平坦性良く、低温で形
成せしめる半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device in which a high quality interlayer insulating film can be formed with good flatness at a low temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の微細化に伴い、半導体装置
の構成として、多層配線の採用、配線幅ならびに配線間
隔の縮小、アスペクト比(配線の膜厚(=配線の高さ)
/配線間隔)の増大が生じている。
2. Description of the Related Art With the miniaturization of semiconductor elements, the adoption of multilayer wiring, reduction of wiring width and wiring spacing, aspect ratio (wiring film thickness (= wiring height)) has been adopted as the construction of semiconductor devices.
/ Wiring interval) is increasing.

【0003】多層配線の採用にあたっては層間絶縁膜で
の分離が必要になるが、下層配線を埋め込んだ層間絶縁
膜表面にフォトリソグラフィ工程におけるフォーカス・
マージンを越える大きな段差があると、微細な上層配線
の形成が困難となる。
When multi-layered wiring is adopted, it is necessary to separate it with an interlayer insulating film, but the focus in the photolithography process is applied to the surface of the interlayer insulating film in which the lower wiring is embedded.
If there is a large step that exceeds the margin, it becomes difficult to form a fine upper layer wiring.

【0004】このため、最近の層間絶縁膜の形成におい
ては、下層配線の配線間における充填性と層間絶縁膜表
面の平滑性(平坦性)がことさら重要である。
Therefore, in the recent formation of the interlayer insulating film, the filling property between the lower layer wirings and the smoothness (flatness) of the surface of the interlayer insulating film are very important.

【0005】これらの要求を満たす従来の層間絶縁膜の
形成方法としては、特に、下層配線がポリシリコン膜あ
るいは高融点金属ポリサイド膜からなる場合には、例え
ば特開昭63−37638号公報等に開示されるよう
に、BPSG膜をリフローする方法が適用されてきた。
As a conventional method for forming an interlayer insulating film satisfying these requirements, especially when the lower wiring is composed of a polysilicon film or a refractory metal polycide film, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-37638 discloses. As disclosed, a method of reflowing a BPSG film has been applied.

【0006】より詳細には、図9(A)を参照して、シ
リコン基板1上に、ゲートポリシリコン膜3とチタンシ
リサイド膜7の積層からなるポリサイド構造を持つゲー
トと、ソースならびにドレインにn-拡散層4およびn+
拡散層6からなるライトリィ・ドープト・ドレイン(Li
ghtly Doped Drain、「LDD構造」という)が形成さ
れ、n+拡散層6上にチタンシリサイド膜8を備えたサ
リサイド構造が形成されたウェーハ上への層間絶縁膜の
形成を考える。
More specifically, referring to FIG. 9A, a gate having a polycide structure formed by stacking a gate polysilicon film 3 and a titanium silicide film 7 on a silicon substrate 1 and n and a source and a drain are formed. -Diffusion layer 4 and n +
Lightly Doped Drain (Li
Consider formation of an interlayer insulating film on a wafer in which a salicide structure having a titanium silicide film 8 on the n + diffusion layer 6 is formed by forming a ghtly Doped Drain (referred to as “LDD structure”).

【0007】ここで、図9(B)に示すように、シラン
と酸素を原料とした常圧化学気相成長(atmospheric pr
essure CVD、「APCVD」と略記する)法により約4
00℃で酸化膜9を形成する。
Here, as shown in FIG. 9B, atmospheric pressure chemical vapor deposition (atmospheric pr) using silane and oxygen as raw materials.
essure CVD, abbreviated as "APCVD")
The oxide film 9 is formed at 00 ° C.

【0008】次に、図9(C)に示すように、テトラエ
チルオルソシリケート(TEOS:Si(OC
254)及びトリメチルボレート(TMB:B(OC
33)、フォスフィン、酸素等を原料として、約1T
orr下の減圧化学気相成長(low pressure CVD、「L
PCVD」と略記する)法を用いて、約630℃でボロ
ンリン含有酸化シリコン(BPSG)膜71を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 9C, tetraethyl orthosilicate (TEOS: Si (OC
2 H 5 ) 4 ) and trimethylborate (TMB: B (OC
H 3) 3), phosphine, oxygen, etc. as raw materials, approximately 1T
low pressure chemical vapor deposition (low pressure CVD, "L
A boron phosphorus-containing silicon oxide (BPSG) film 71 is formed at about 630 ° C. by using the PCVD method.

【0009】最後に、図9(D)に示すように、窒素雰
囲気中で850℃で約30分間の熱処理を行い、BPS
G膜72をリフローして平坦化する。
Finally, as shown in FIG. 9 (D), heat treatment is performed at 850 ° C. for about 30 minutes in a nitrogen atmosphere, and BPS is performed.
The G film 72 is reflowed and flattened.

【0010】このような高温でのリフロー熱処理は、ゲ
ートポリシリコン膜3やn+拡散層6上のチタンシリサ
イド膜7及び8が凝集し、断線するという問題や、n+
拡散層6において不純物が再分布する等の問題を生じ
る。
The reflow heat treatment at such a high temperature causes the problem that the titanium silicide films 7 and 8 on the gate polysilicon film 3 and the n + diffusion layer 6 are aggregated and disconnected, and the n +
There arises a problem that impurities are redistributed in the diffusion layer 6.

【0011】リフロー温度はBやP濃度を上げれば80
0℃以下に下げることも可能であるが、高濃度のBやP
を含んだBPSG膜は空気中の水分を吸湿したり、アル
ミニウム配線層のパターン欠陥の原因につながる熱処理
に伴うB−P−シリコン−酸素からなる析出物の発生等
の問題がある。
The reflow temperature is 80 if the B or P concentration is increased.
It is possible to lower the temperature to 0 ° C or lower, but high concentrations of B and P
The BPSG film containing P has problems such as absorption of moisture in the air and generation of precipitates of BP-Silicon-Oxygen associated with heat treatment that causes pattern defects in the aluminum wiring layer.

【0012】以上の欠点を補うための方法として例えば
特開平4−167431号公報には低温の熱的CVD法
により形成された絶縁膜の膜質の改良を行なう方法が提
案されているが、同公報に開示された技術内容(「第1
の従来例」という)に沿って、図9(A)に示したサリ
サイド構造上へ適用した場合を考慮して以下に説明す
る。
As a method for compensating for the above-mentioned drawbacks, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-167431 proposes a method for improving the film quality of an insulating film formed by a low temperature thermal CVD method. Technical contents disclosed in (1st
The conventional example ”) will be described below in consideration of the application to the salicide structure shown in FIG. 9A.

【0013】TEOSとトリメチルフォスフェート(T
MPO:PO(OCH33)とトリエチルボレート(T
EB:B(OC253)とオゾン含有酸素を主原料と
して、350℃〜450℃で、APCVD法またはLP
CVD法を用いてBPSG膜71を堆積する(図9
(C)参照)。次に、別のプラズマ処理装置で、窒素そ
の他の不活性ガス、または酸素ガスをプラズマ化したも
のにこのBPSG膜71を曝し、350℃〜450℃で
膜質を改善する(図9(D)参照)。また、この堆積と
改質を2回以上繰り返すことを特徴としている。この方
法を用いることにより、BPSG膜の外部からの水分等
の侵入を防止することができる。
TEOS and trimethyl phosphate (T
MPO: PO (OCH 3 ) 3 ) and triethylborate (T
EB: B (OC 2 H 5 ) 3 ) and ozone-containing oxygen as main raw materials at 350 ° C. to 450 ° C. at APCVD method or LP
A BPSG film 71 is deposited by using the CVD method (FIG. 9).
(See (C)). Next, in another plasma processing apparatus, this BPSG film 71 is exposed to nitrogen or other inert gas or oxygen gas that has been turned into plasma, and the film quality is improved at 350 ° C. to 450 ° C. (see FIG. 9D). ). Further, it is characterized in that the deposition and the modification are repeated twice or more. By using this method, it is possible to prevent moisture or the like from entering from the outside of the BPSG film.

【0014】さらに、特願平4−501476号(特表
平4−812535号公報)に開示された技術内容
(「第2の従来例」という)を以下に説明する。同公報
には、反応室内の基板上で、有機シランまたは有機シロ
キサンガスとHおよびOH含有ガスを励起させて気相中
または基板上で反応させることにより、平坦な絶縁膜を
なすシリコン酸化膜を形成するための技術が提案されて
いる。
Further, the technical contents (referred to as "second conventional example") disclosed in Japanese Patent Application No. 4-501476 (Japanese Patent Publication No. 4-812535) will be described below. In the publication, a silicon oxide film forming a flat insulating film is formed on a substrate in a reaction chamber by exciting an organic silane or organic siloxane gas and a gas containing H and OH to react in a gas phase or on the substrate. Techniques for forming have been proposed.

【0015】これは反応室にTEOSとキャリアガスの
窒素と共に水を供給し、プラズマCVD法で、室温付近
にある低温の基板上に、有機基を含み流動性を持った酸
素膜を堆積する。
Water is supplied to the reaction chamber together with TEOS and nitrogen as a carrier gas, and a plasma-enhanced CVD method is used to deposit an oxygen film containing an organic group and having fluidity on a low-temperature substrate near room temperature.

【0016】この酸化膜は流動性があるため凹部への埋
め込み性が優れているものの充分に反応が進行しておら
ず膜質はきわめて悪い。
Since this oxide film has fluidity, it is excellent in embedding in recesses, but the reaction has not progressed sufficiently and the film quality is extremely poor.

【0017】そこで、次に、同一装置内で、TEOSを
絶ち、高周波を印加して水だけを供給した雰囲気でプラ
ズマ励起のもとに膜を処理し、膜の緻密化を行う。な
お、必要な膜厚を堆積するためには、上記した、堆積と
緻密化をパルス変調された高周波を用いて繰り返すこと
により、平坦で緻密な酸化膜を形成している。
Then, next, in the same apparatus, the TEOS is cut off, the high frequency is applied, and the film is processed under plasma excitation in an atmosphere in which only water is supplied to densify the film. In order to deposit the required film thickness, the above-described deposition and densification are repeated using a pulse-modulated high frequency to form a flat and dense oxide film.

【0018】さらに、特開平4−343456号公報に
は、基板等がプラズマによるダメージを受けることなく
比較的低温で平坦で緻密な良質のシリコン酸化膜を形成
することのできる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的として、有機シランガスと少なくとも水分子又は
水酸基と水素原子をガス状で含んだ雰囲気中で熱CVD
法のみによってシリコン酸化膜を形成する方法が開示さ
れている(「第3の従来例」という)。すなわち、同公
報には、基板温度を約450℃程度にして、TEOS等
の有機シランガスに、励起した水、酸素、オゾン、水酸
基、水素原子を同時供給するLPCVD法によれば、上
記した第1及び第2の従来例で必要とされた、成膜後の
熱処理を必要とせずに良質な層間絶縁膜が得られること
が示されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 4-343456 discloses a method of manufacturing a semiconductor device capable of forming a flat and dense high-quality silicon oxide film at a relatively low temperature without damaging a substrate or the like by plasma. Thermal CVD in an atmosphere containing organic silane gas and at least water molecules or hydroxyl groups and hydrogen atoms for the purpose of providing
A method of forming a silicon oxide film only by the method is disclosed (referred to as "third conventional example"). That is, in the publication, the substrate temperature is set to about 450 ° C., and the LPCVD method in which excited water, oxygen, ozone, hydroxyl groups, and hydrogen atoms are simultaneously supplied to an organic silane gas such as TEOS is used. It is shown that a good quality interlayer insulating film can be obtained without the need for heat treatment after film formation, which is required in the second conventional example.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】前記第1の従来例は、
成膜後の絶縁膜を窒素その他の不活性ガス、または酸素
ガスをプラズマ化したものに曝すことで酸化膜の改質を
行う方法であり、膜の表面近傍では脱水や酸化が進行
し、酸化膜の密度が高く、Si−Oの結合力の強い良質
な酸化膜に変質する。
The first conventional example is as follows.
This is a method of modifying the oxide film by exposing the insulating film after film formation to nitrogen or other inert gas or oxygen gas that has been converted to plasma. The quality of the oxide film is high and the quality of the oxide film is changed to a high-quality oxide film having a strong Si—O bond.

【0020】しかし、表面が良質な酸化膜に変質したた
めに膜の深部での脱水と酸化反応は阻害され、膜の深部
の改質が進まないという問題点がある。これは、400
℃程度の基板加熱のもとで酸素プラズマに曝しても、表
面層のシラノール結合(Si−OH)からは脱水が起こ
りシロキサン結合(Si−O)が形成されるが、深部の
シロキサン結合の組み替えは行われないことによる。
However, since the surface is transformed into a good quality oxide film, the dehydration and oxidation reactions in the deep part of the film are hindered, and there is a problem that the modification of the deep part of the film does not proceed. This is 400
Even when exposed to oxygen plasma under substrate heating at about ℃, dehydration occurs from the silanol bond (Si-OH) in the surface layer and a siloxane bond (Si-O) is formed. Is not done.

【0021】また、基板との熱膨張係数の差によって引
っ張り応力が加わったCVD膜は、プラズマ処理により
表面層は弱い圧縮応力へと変化する。その結果、膜質の
良い表面BPSG膜と膜質の悪い深層BPSG膜の界面
では歪んだシロキサン結合ができ、脱水縮合反応のみで
はこのシロキサン結合の組み替えは行われず、深い領域
の脱水と酸化が進行しない。
Further, in the CVD film to which tensile stress is applied due to the difference in thermal expansion coefficient from the substrate, the surface layer changes to weak compressive stress by the plasma treatment. As a result, a distorted siloxane bond is formed at the interface between the surface BPSG film having a good film quality and the deep BPSG film having a poor film quality, and the siloxane bond is not recombined only by the dehydration condensation reaction, and the dehydration and oxidation in the deep region do not proceed.

【0022】さらに、窒素その他の不活性ガスをプラズ
マ化したものにBPSG膜を曝す場合、酸化作用が無い
ことから、プラズマ衝撃や活性なプラズマ種からのエネ
ルギーのみでの脱水が期待されるだけであるため、改質
層はさらに薄くなり、逆に酸化剤がないために酸素欠陥
が発生する。
Further, when the BPSG film is exposed to a plasma of nitrogen or other inert gas, there is no oxidative effect, so that only plasma bombardment or dehydration with energy from active plasma species is expected. Therefore, the modified layer becomes thinner, and conversely, oxygen deficiency occurs because there is no oxidizing agent.

【0023】特に、窒素プラズマに晒した場合、最表面
層は強い圧縮応力を示す窒化膜が生成し、深い領域の膜
の改質を阻害する。
In particular, when exposed to nitrogen plasma, a nitride film showing a strong compressive stress is formed in the outermost surface layer, which hinders modification of the film in the deep region.

【0024】しかも、プラズマパワーを増しても深さ方
向にあまり影響が無く、返って表面の凹凸が激しくなる
という問題点もある。
Moreover, there is a problem that even if the plasma power is increased, the depth direction is not so much influenced, and the surface irregularities become severe.

【0025】次に、前記第2の従来例は、酸化膜の平坦
性という点において優れてはいるが膜質の問題を解決で
きるものではない。すなわち、未反応の有機基を含む流
動性を持った膜を堆積するため、当然のことながら埋め
込み性には優れたものである。
Next, although the second conventional example is excellent in the flatness of the oxide film, it cannot solve the problem of film quality. That is, since a film having fluidity containing an unreacted organic group is deposited, the filling property is naturally excellent.

【0026】しかし、水のみの雰囲気でプラズマ処理を
行うことにより、堆積膜中に多量に存在する有機物を加
水分解、脱水縮合を行うことを目的とした緻密化処理に
は以下の問題がある。
However, the densification treatment for hydrolyzing and dehydrating and condensing a large amount of organic substances present in the deposited film by performing the plasma treatment in an atmosphere of only water has the following problems.

【0027】すなわち、400℃程度の基板温度でのプ
ラズマ処理では脱水縮合反応が充分に進行せず、膜中に
多量のシラノール基を含んだままであることが赤外線吸
収スペクトルで観測される。さらに、狭い溝部におい
て、あるいは広い溝部においても、推積時に、その端部
には平坦部に比べて厚い膜が形成されるために、緻密化
処理を行っても前記した有機物の加水分解、脱水縮合反
応が充分に進行せず、その結果、このような部分で膜の
剥れや“す(鬆)”が発生し、層間絶縁膜としての信頼
性を損う結果となる。
That is, it is observed in the infrared absorption spectrum that the dehydration condensation reaction does not proceed sufficiently in the plasma treatment at the substrate temperature of about 400 ° C. and the film still contains a large amount of silanol groups. Further, even in a narrow groove portion or a wide groove portion, a thick film is formed at the end portion in comparison with the flat portion at the time of stacking. The condensation reaction does not proceed sufficiently, and as a result, film peeling or "voids" occur at such portions, resulting in a loss of reliability as an interlayer insulating film.

【0028】また、前記第3の従来例においては、膜堆
積後に別プロセスでの熱処理を行わずに、成長時に改質
作用を含ませたものである。この技術は配線幅が1μm
以上でアスペクト比が0.4程度のものに対しては、集
積回路プロセスに取り入れることの可能な平坦性を確保
できる層間絶縁膜を形成することが可能である。
In the third conventional example, the modifying action is included during the growth without performing a heat treatment in another process after the film deposition. This technology has a wiring width of 1 μm
As described above, for the aspect ratio of about 0.4, it is possible to form the interlayer insulating film capable of ensuring the flatness that can be incorporated into the integrated circuit process.

【0029】しかし、集積回路では現在、配線幅は0.
25μm以下になりつつあり、これに応じて例えばポリ
シリコンのゲートでは配線高さは0.15〜0.3μm
程度といわゆるアスペクト比で0.6〜1.2、または
Al配線では配線高さは0.5〜0.75μm程度とな
りアスペクト比で2〜3と大きくなり、さらに配線間隔
も配線幅と同程度になりつつある。
However, in the integrated circuit, the wiring width is currently 0.
It is becoming 25 μm or less, and accordingly, for example, in a gate of polysilicon, the wiring height is 0.15 to 0.3 μm.
The so-called aspect ratio is 0.6 to 1.2, or the Al wiring has a wiring height of 0.5 to 0.75 μm and an aspect ratio of 2 to 3, and the wiring interval is about the same as the wiring width. Is becoming.

【0030】このような微細化が進んだ半導体装置の構
造に対して前記第3の従来例を適用した場合、その平坦
性を後のリソグラフィ工程におけるフォーカスマージン
以内に確保することができないことが明らかになった。
従って、平坦性のみで判断するならば、再び前記第1及
び第2の従来例のように、膜の堆積プロセスとその膜質
改善のための熱処理プロセスを別個に行う方法が優れて
おり、1μmを切った配線幅を持った集積回路プロセス
にとって膜質と平坦性の両者を満たすような層間絶縁膜
の形成技術の確立は大きな技術課題である。
When the third conventional example is applied to the structure of the semiconductor device which has been miniaturized as described above, it is apparent that the flatness cannot be ensured within the focus margin in the subsequent lithography process. Became.
Therefore, if it is judged only by the flatness, the method of separately performing the film deposition process and the heat treatment process for improving the film quality is excellent as in the first and second conventional examples. For an integrated circuit process having a cut wiring width, establishment of a technique for forming an interlayer insulating film that satisfies both film quality and flatness is a major technical issue.

【0031】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であって、本発明の目的は、層間絶縁膜として、良質な
酸化膜を平坦性良く、低温で形成する半導体装置の製造
方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which a good quality oxide film is formed as an interlayer insulating film with good flatness and at low temperature. To provide.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、化学気相成長法により被形成体上に絶縁膜を
形成する工程と、該絶縁膜を酸素とオゾンと水とヘリウ
ムを導入したプラズマガスへの被曝工程とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a step of forming an insulating film on an object to be formed by a chemical vapor deposition method, the insulating film containing oxygen, ozone, water and helium. And a step of exposing to the introduced plasma gas, to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

【0033】本発明の半導体装置の製造方法は、好まし
くは、(a)減圧化学気相成長法を用いて、被形成体上に
テトラエチルオルソシリケート(TEOS:Si(OC
254)と酸素とオゾンとから酸化シリコン膜を形成
する工程と、(b)該酸化シリコン膜が形成された装置と
同一の装置内において該酸化シリコン膜形成時より低圧
下にて該酸化シリコン膜を、酸素、オゾン、水およびヘ
リウムを導入したプラズマガスへ被曝させる工程と、を
含むことを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, preferably, (a) low pressure chemical vapor deposition is used to form tetraethyl orthosilicate (TEOS: Si (OC) on the object to be formed.
2 H 5 ) 4 ), a step of forming a silicon oxide film from oxygen and ozone, and (b) under a lower pressure than when the silicon oxide film is formed in the same device in which the silicon oxide film is formed. Exposing the silicon oxide film to a plasma gas into which oxygen, ozone, water and helium have been introduced.

【0034】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
好ましくは、(a)減圧化学気相成長法を用いて、被形成
体上にテトラエチルオルソシリケート(TEOS:Si
(OC254)と酸素とオゾンとから酸化シリコン膜
を形成する工程と、(b)該酸化シリコン膜が形成された
装置と同一の装置内において該酸化シリコン膜形成時よ
り低圧下にて該酸化シリコン膜を、酸素、オゾン、水お
よびヘリウムを導入したプラズマガスへ被曝させる工程
と、(c)該同一装置内において該酸化シリコン膜形成時
より低圧下にて該酸化シリコン膜を、酸素、オゾンおよ
びヘリウムを導入したプラズマガスへ被曝させる工程
と、を含むことを特徴とする。
The semiconductor device manufacturing method of the present invention is
Preferably, (a) a reduced pressure chemical vapor deposition method is used to form tetraethyl orthosilicate (TEOS: Si on the substrate to be formed.
(OC 2 H 5 ) 4 ), a step of forming a silicon oxide film from oxygen and ozone, and (b) a lower pressure than that at the time of forming the silicon oxide film in the same device in which the silicon oxide film is formed. In the step of exposing the silicon oxide film to a plasma gas into which oxygen, ozone, water and helium are introduced, (c) the silicon oxide film is formed under a lower pressure than when the silicon oxide film is formed in the same apparatus. Exposure to a plasma gas into which oxygen, ozone and helium have been introduced.

【0035】さらに、本発明においては、減圧化学気相
成長法などの化学気相成長法を用いて、テトラエチルオ
ルソシリケート(TEOS:Si(OC254)と酸
素とオゾンなどの原料ガスを用いて絶縁膜を形成する工
程の後に、前記酸素とオゾンと水とヘリウムを導入した
プラズマガスに曝す工程、あるいは加えて酸素とオゾン
とヘリウムを導入したプラズマガスに曝す工程を複数回
繰り返し行うことも有効なことは言うまでもない。
Further, in the present invention, a source gas such as tetraethyl orthosilicate (TEOS: Si (OC 2 H 5 ) 4 ) and oxygen and ozone is used by using a chemical vapor deposition method such as a low pressure chemical vapor deposition method. After the step of forming an insulating film by using, the step of exposing to the plasma gas containing oxygen, ozone, water, and helium, or the step of exposing to the plasma gas containing oxygen, ozone, and helium is repeated a plurality of times. It goes without saying that this is also effective.

【0036】本発明においては、上記プロセスでのプラ
ズマ生成にあたって、好ましくは、平行平板形プラズマ
装置にて、プラズマ励起を1MHzを越える少なくとも
一周波数を有する高周波と、200kHzから450k
Hzの範囲にある少なくとも一周波数を有する高周波と
の、少なくとも二つの高周波にてなすことで、プラズマ
を安定に生成し、かつ前記形成された酸化膜のプラズマ
ガスへの被曝による改質を効率よく進めることができ
る。特に平行平板型プラズマ装置中での被曝工程におい
て、基板の温度を250℃から450℃の範囲、圧力を
0.1Torrから20Torrの範囲とした場合、効
率よく酸化膜の改質が行なわれる。
In the present invention, in plasma generation in the above process, preferably, in a parallel plate type plasma apparatus, plasma excitation is high frequency having at least one frequency exceeding 1 MHz, and 200 kHz to 450 kHz.
By forming at least two high frequencies having at least one frequency in the range of Hz, plasma is stably generated, and reforming of the formed oxide film by exposure to plasma gas is efficiently performed. You can proceed. Particularly, in the exposure process in the parallel plate type plasma device, when the substrate temperature is set in the range of 250 ° C. to 450 ° C. and the pressure is set in the range of 0.1 Torr to 20 Torr, the oxide film is efficiently modified.

【0037】[0037]

【作用】本発明は、低温で堆積した酸化膜を表面から改
質し、高温熱処理と同等の膜質を低温プロセスで得るよ
うにしたものであり、従来、表面から高々数10nmの
領域のみの改質に留まっていたのに対して、例えば数1
00nmの深部まで容易に改質することができる。
According to the present invention, an oxide film deposited at a low temperature is modified from the surface so as to obtain a film quality equivalent to a high temperature heat treatment by a low temperature process. Conventionally, only a region of several tens nm from the surface is modified. For example, the number 1
It can be easily modified to a depth of 00 nm.

【0038】これは、酸化膜の改質時における水の添加
が、シロキサン結合の加水、結合の組み替えを促進し、
オゾン添加及びプラズマ衝撃が、円滑なシラノール結合
からの脱水、酸化を促進するためと考えられる。
This is because the addition of water at the time of modifying the oxide film promotes hydration of the siloxane bond and rearrangement of the bond.
It is considered that ozone addition and plasma bombardment promote dehydration and oxidation from smooth silanol bonds.

【0039】また、本発明によれば、低真空でプラズマ
を安定に発生させることのできる13.56MHzの高
周波に加えて、200kHzから450kHzの高周波
を印加することにより、イオン衝撃による基板表面温度
の上昇をもたらし、酸化膜の改質を効果的に促進でき
る。
Further, according to the present invention, by applying a high frequency of 200 kHz to 450 kHz in addition to the high frequency of 13.56 MHz capable of stably generating plasma in a low vacuum, the substrate surface temperature due to ion bombardment can be improved. It is possible to raise the temperature and effectively promote the modification of the oxide film.

【0040】さらに、本発明によれば、膜成長とプラズ
マ改質を同一装置内で行なわれることから、高濃度にB
とPを添加したとしても大気中からの吸湿が無く、余剰
なBやPは改質工程で飛散するため、熱処理後の降温時
における析出も抑えられる。その結果、上層配線である
アルミニウムの前記析出物による断線や、余剰なPによ
り生成するリン酸によるアルミニウムの腐食の発生もな
い。
Further, according to the present invention, since the film growth and the plasma reforming are performed in the same apparatus, it is possible to increase the B concentration to a high level.
Even if P and P are added, there is no moisture absorption from the atmosphere, and the excess B and P scatter during the reforming process, so precipitation during temperature reduction after heat treatment can also be suppressed. As a result, there is no disconnection due to the above-mentioned precipitate of aluminum that is the upper layer wiring, and no corrosion of aluminum due to phosphoric acid generated by excess P.

【0041】本発明の作用を、本願発明者等が酸化膜
(「絶縁膜」ともいう)の改質効果について行った実験
に基づいて以下に詳説する。
The operation of the present invention will be described below in detail based on an experiment conducted by the inventors of the present invention on the effect of modifying an oxide film (also referred to as an "insulating film").

【0042】図5は実験用試料の断面を示す図であり、
図8は、成膜と熱処理に用いたLPCVD装置を示す。
また、図6と図7は本願発明者等による実験結果を示す
ものである。
FIG. 5 is a view showing a cross section of an experimental sample,
FIG. 8 shows an LPCVD apparatus used for film formation and heat treatment.
6 and 7 show experimental results by the inventors of the present application.

【0043】より詳細には、図5(A)を参照して、シ
リコン基板31表面に約980℃でウェット酸化膜32
を形成し、続いて図8に示すLPCVD装置により酸化
膜(BPSG膜)33を約600nm堆積した。LPC
VDはTEOSとオゾン含有酸素を原料として400
℃、60Torrで行った。
More specifically, referring to FIG. 5A, the wet oxide film 32 is formed on the surface of the silicon substrate 31 at about 980 ° C.
Was formed, and then an oxide film (BPSG film) 33 was deposited to a thickness of about 600 nm by the LPCVD apparatus shown in FIG. LPC
VD is 400 from TEOS and oxygen containing ozone
It was carried out at 60 ° C. and 60 Torr.

【0044】次に、同一装置内で連続してオゾン含有酸
素と水とヘリウムを含んでなるプラズマ34に基板温度
400℃で10分間曝すことにより酸化膜を改質する。
Next, the oxide film is modified by continuously exposing it to the plasma 34 containing ozone-containing oxygen, water and helium at the substrate temperature of 400 ° C. for 10 minutes in the same apparatus.

【0045】この改質のためのプラズマ発生は、図8を
参照して、シャワー電極620と基板626の間隔を5
mm、装置内圧力を3.0Torrとし、13.56M
Hz、200W、および450kHz、300Wの2種
類の高周波を同時に印加する。
For the generation of plasma for this modification, referring to FIG. 8, the distance between the showerhead electrode 620 and the substrate 626 is set to 5 mm.
mm, the internal pressure of the device is 3.0 Torr, 13.56M
Two types of high frequencies of Hz, 200 W, 450 kHz, and 300 W are applied simultaneously.

【0046】雰囲気には、オゾン濃度、9体積%のオゾ
ン含有酸素を2500sccm、ヘリウムをキャリアガ
スとして、ヘリウム換算で水蒸気を1000sccm導
入して行った(この試料を「試料イ」という)。
The atmosphere was measured by introducing 2500 sccm of ozone-containing oxygen having an ozone concentration of 9 vol% and 1000 sccm of helium-converted water vapor with helium as a carrier gas (this sample is referred to as "Sample A").

【0047】水の導入についてより詳しく説明するなら
ば、図8中の流量調節器(MFC)606dでヘリウム
を約400sccm、水の用意された恒温槽633に導
入すると流量計測器634で観測される流量は1400
sccmを示し、このことから水は水蒸気の形でヘリウ
ムガス換算で1000sccm装置に導入されたことに
なる。なお、別系統の流量調整器からもヘリウムを導入
し、水のキャリアガスであるヘリウムとの総流量を50
0sccmとなるように調節した。
To explain the introduction of water in more detail, when the flow rate controller (MFC) 606d shown in FIG. 8 introduces helium into the constant temperature bath 633 in which about 400 sccm of water is prepared, it is observed by the flow rate measuring instrument 634. Flow rate is 1400
sccm, which means that water was introduced into the 1000 sccm apparatus in the form of water vapor in terms of helium gas. In addition, helium was also introduced from the flow regulator of another system, and the total flow rate with helium, which is the carrier gas of water, was 50
It was adjusted to be 0 sccm.

【0048】比較のためにプラズマ処理をしない試料
(「試料ロ」という)、熱処理炉を用いて950℃窒素
中で60分間高温熱処理をした試料(「試料ハ」とい
う)、プラズマのガス種を酸素とヘリウムとした試料
(「試料ニ」という)、およびオゾン含有酸素とヘリウ
ムとした場合の試料(「試料ホ」という)を用意した。
For comparison, a sample without plasma treatment (referred to as “Sample B”), a sample subjected to high-temperature heat treatment in nitrogen at 950 ° C. for 60 minutes using a heat treatment furnace (referred to as “Sample C”), and plasma gas species were used. A sample containing oxygen and helium (referred to as “Sample D”) and a sample containing ozone-containing oxygen and helium (referred to as “Sample E”) were prepared.

【0049】酸化膜の膜質評価は、純水で30倍に薄め
られた緩衝希フッ酸液によるエッチングレート(図6参
照)と赤外吸収スペクトル(図7参照)で行った。
The film quality of the oxide film was evaluated by an etching rate (see FIG. 6) and an infrared absorption spectrum (see FIG. 7) using a buffered diluted hydrofluoric acid solution diluted 30 times with pure water.

【0050】図6を参照して、試料ニおよびホでは、試
料ロに対してエッチングレートが半分になる領域は表面
から僅かに数nmに過ぎず、各々40nmおよび約60
nmの深さでは改質効果はもはや見られない。
Referring to FIG. 6, in Samples D and E, the region where the etching rate is half that of Sample B is only a few nm from the surface, and 40 nm and about 60 nm, respectively.
At a depth of nm, the modifying effect is no longer visible.

【0051】一方、本発明の試料イでは、エッチングレ
ートが半分になる領域は40nmにも達し深部まで改質
が行われている。
On the other hand, in the sample B of the present invention, the region where the etching rate is halved reaches 40 nm and the modification is performed to the deep portion.

【0052】なお、950℃の高温熱処理した試料ハで
は、確実に膜質改善がなされるが、BやPを高濃度に添
加したBPSG膜の場合に熱処理後の降温時には、前記
したとおり、析出物が発生することからサリサイド構造
に適用できないことは言うまでもない。
Although the sample C subjected to the high temperature heat treatment at 950 ° C. certainly improved the film quality, in the case of the BPSG film to which B or P was added at a high concentration, when the temperature was lowered after the heat treatment, as described above, Needless to say, it cannot be applied to the salicide structure because of the occurrence of.

【0053】次に、各試料を成長後に大気中に放置し、
赤外吸収スペクトルにより膜の吸湿性を評価した結果を
図7に示す。
Next, each sample was left in the atmosphere after growth,
The results of evaluation of the hygroscopicity of the film by the infrared absorption spectrum are shown in FIG.

【0054】図7を参照して、3650cm-1付近には
孤立シラノール(図中Si−OHと表示)、3330c
-1付近の集合シラノール(図中H2Oと表示)による
吸収スペクトルが見られる。
Referring to FIG. 7, in the vicinity of 3650 cm -1 , isolated silanol (indicated as Si-OH in the figure), 3330c
An absorption spectrum due to the aggregated silanol (indicated as H 2 O in the figure) around m −1 can be seen.

【0055】試料ロやニでは、3330cm-1付近の集
合シラノールが明瞭に見られ、水が多量に含まれること
を示す。これに対し試料ホでは水に対応するピークは減
少するが3650cm-1の小波数側の裾が存在し、孤立
シラノールは減少していないことがわかる。これは、表
面近傍で脱水と酸化が行われるが、深部での酸化が進行
しないためと解釈される。
In samples B and D, aggregate silanol around 3330 cm -1 was clearly seen, indicating that a large amount of water was contained. On the other hand, in sample E, the peak corresponding to water decreases, but there is a skirt on the small wavenumber side of 3650 cm −1 , and it can be seen that the isolated silanol does not decrease. This is because the dehydration and oxidation are performed near the surface, but the oxidation does not proceed in the deep portion.

【0056】一方、本発明の試料イでは、3650cm
-1ピークの小波数側の裾が見られず孤立シラノールも減
少している。
On the other hand, in the sample B of the present invention, 3650 cm
The tail on the small wavenumber side of the -1 peak is not seen, and the isolated silanol is also reduced.

【0057】これは、プラズマ中に水を加えた結果、シ
ロキサン結合が加水分解されてシラノール結合を形成
し、かつ結合の切り替えが進行し、安定な結合角及び結
合長の近くで、オゾン及び酸素による脱水と酸化が行わ
れる結果、深部までも改質が進むと考えられる。
This is because, as a result of adding water to the plasma, the siloxane bond is hydrolyzed to form a silanol bond, and the switching of the bond progresses, and ozone and oxygen are generated near the stable bond angle and bond length. As a result of dehydration and oxidation due to, it is considered that the reforming proceeds even to the deep part.

【0058】また、改質後の酸化膜は400℃でストレ
スフリーの状態となり、室温に戻るとシリコン基板との
熱膨張率の差によって圧縮応力を示すようになる。
The modified oxide film is in a stress-free state at 400 ° C., and when it returns to room temperature, it exhibits a compressive stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion with the silicon substrate.

【0059】ちなみに、950℃の高温熱処理したサン
プルは、孤立シラノールと集合シラノールとも無くな
り、室温で圧縮応力を示す。
Incidentally, the sample subjected to the high temperature heat treatment at 950 ° C. has no isolated silanol and aggregate silanol, and exhibits compressive stress at room temperature.

【0060】[0060]

【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0061】[0061]

【実施例1】図1と図2を参照して、本発明の第1の実
施例を説明する。図1及び図2は本発明の第1の実施例
に係る製造方法を工程順に説明するための断面模式図を
示している。
First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are schematic cross-sectional views for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【0062】本実施例では、図8に概略構成を示すCV
D装置を用いて層間絶縁膜を形成している。まず、図8
を参照して、CVD装置について説明する。
In this embodiment, a CV whose schematic structure is shown in FIG.
An interlayer insulating film is formed using the D device. First, FIG.
The CVD apparatus will be described with reference to FIG.

【0063】図8に示すように、CVD装置には、成膜
のためにはTEOS、TMPO、TEB、オゾン含有酸
素が供給され、BPSG膜が形成できるように構成さ
れ、かつ、同一チャンバー内での膜の改質処理ができる
ように、水(H2O)とオゾン含有酸素とヘリウムが供
給できるものである。
As shown in FIG. 8, the CVD apparatus is supplied with TEOS, TMPO, TEB, and oxygen containing ozone to form a BPSG film, and is formed in the same chamber. Water (H 2 O), ozone-containing oxygen and helium can be supplied so that the film can be modified.

【0064】このCVD装置では、シリコン基板626
は、SiCサセプタ628上に装着され、石英板629
を通して加熱ランプ630から光加熱され、200〜4
50℃程度の温度に保持できる。
In this CVD apparatus, a silicon substrate 626 is used.
Mounted on a SiC susceptor 628 and a quartz plate 629.
Light is heated from the heating lamp 630 through 200 to 4
It can be maintained at a temperature of about 50 ° C.

【0065】また、排気管631は真空ポンプ632に
接続されており、反応室627の圧力は0.1〜数百T
orrに保持される。
The exhaust pipe 631 is connected to a vacuum pump 632, and the pressure in the reaction chamber 627 is 0.1 to several hundreds of T.
held in orr.

【0066】反応ガスとして、オゾン含有酸素は、流量
調整器601で流量調節された酸素(O2)を無声放電
型のオゾン発生器603に導入し、1〜10体積%のオ
ゾン(O3)を含有させて生成する。
As the reaction gas, ozone-containing oxygen was introduced into the silent discharge type ozone generator 603 by adjusting the flow rate of the oxygen (O 2 ) by the flow rate controller 601 to obtain 1 to 10% by volume of ozone (O 3 ). To be produced.

【0067】シリコンの原料となるTEOSおよびTM
PO、TEBはそれぞれに対応して設けられた不図示の
タンクから供給され、それぞれマスフロー型の液体流量
調節器604a、604b、604cにて流量調節さ
れ、蒸発器608a、608b、608cで完全に気化
され、流量調節器606a、606b、606cにて流
量調節されたヘリウムと混合され、それぞれ導入口61
2、613、614からマニホールド617に導入され
る。
TEOS and TM which are raw materials of silicon
PO and TEB are supplied from respective tanks (not shown) provided corresponding to each other, the flow rate is adjusted by the mass flow type liquid flow rate controllers 604a, 604b, 604c, and completely vaporized by the evaporators 608a, 608b, 608c. And mixed with the helium whose flow rate is adjusted by the flow rate adjusters 606a, 606b, 606c, and the respective inlets 61
It is introduced into the manifold 617 from 2, 613 and 614.

【0068】プラズマ改質に用いる水は、流量調節器6
06dで流量調節されたヘリウムをキャリアガスとし
て、バブリング法を用いて水導入口615からマニホー
ルド617に導入される。なお、水の流量は、流量計測
器634の流量値から、流量調節器606dの流量値を
差し引いた値であり、ヘリウム換算の値である。
The water used for plasma reforming is the flow rate controller 6
Helium whose flow rate is adjusted at 06d is used as a carrier gas and is introduced into the manifold 617 from the water inlet 615 by using the bubbling method. The flow rate of water is a value obtained by subtracting the flow rate value of the flow rate controller 606d from the flow rate value of the flow rate measuring device 634, and is a helium conversion value.

【0069】圧力調整およびプラズマ安定化のためにヘ
リウムを流量調節器609で流量調節し、別系統でHe
導入口616から反応室627に導入される。なお、ヘ
リウムの総流量が一定になるように流量調節器609を
調節する。マニホールド617内ではこれらのガスは混
合され、ガス拡散板618に当たることによってほぼ均
一に拡散する。そして、シャワー電極620に当たる
と、さらに均一に分散し、基板626の表面に吹き付け
られ成膜がなされる。
The flow rate of helium was adjusted by the flow rate controller 609 to adjust the pressure and stabilize the plasma.
It is introduced into the reaction chamber 627 from the inlet 616. The flow rate controller 609 is adjusted so that the total flow rate of helium becomes constant. In the manifold 617, these gases are mixed and hit the gas diffusion plate 618 to diffuse almost uniformly. Then, when it hits the shower electrode 620, it is more uniformly dispersed and sprayed on the surface of the substrate 626 to form a film.

【0070】また、酸化膜をプラズマ改質する場合、マ
ニホールド617内に、オゾン含有酸素ガス、H2Oガ
スおよびヘリウムが導入される。
When the oxide film is plasma modified, ozone-containing oxygen gas, H 2 O gas and helium are introduced into the manifold 617.

【0071】シャワー電極620は、絶縁リング619
によって他の部分と電気的に絶縁されており、13.5
6MHz高周波電源621及びハイパスフィルター(高
域通過フィルター)622、450kHz高周波電源6
23及びローパスフィルター(低域通過フィルター)6
24から供給される2つの周波数の高周波が、マッチン
グボックス625を介して同時に印加されるように構成
されている。
The shower electrode 620 is an insulating ring 619.
It is electrically insulated from other parts by 13.5.
6MHz high frequency power source 621 and high pass filter (high pass filter) 622, 450kHz high frequency power source 6
23 and low pass filter (low pass filter) 6
The two high frequencies supplied from 24 are configured to be simultaneously applied via the matching box 625.

【0072】図1及び図2を参照して、本実施例に係る
成膜を以下に説明する。
The film formation according to this embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

【0073】図1(A)は、従来例の説明に用いた図9
(A)と同様、サリサイド構造が完成した段階を示すも
のである。以下では、シリコン基板1上に、ゲートポリ
シリコン膜3とチタンシリサイド膜7の積層からなるポ
リサイド構造を持つゲートと、ソースならびにドレイン
にn-拡散層4およびn+拡散層6からなるLDD構造が
形成され、n+拡散層6上にチタンシリサイド膜8を備
えたサリサイド構造が形成されたウェーハ上への層間絶
縁膜の形成を説明する。
FIG. 1 (A) is the same as FIG. 9 used for explaining the conventional example.
Similar to (A), it shows a stage where the salicide structure is completed. In the following, a gate having a polycide structure formed by stacking a gate polysilicon film 3 and a titanium silicide film 7 on a silicon substrate 1 and an LDD structure formed by an n − diffusion layer 4 and an n + diffusion layer 6 in a source and a drain are formed. The formation of the interlayer insulating film on the wafer which is formed and has the salicide structure having the titanium silicide film 8 formed on the n + diffusion layer 6 will be described.

【0074】まず、図1(B)に示すように、全面にシ
ランと酸素を原料としてAPCVD法により約400℃
で酸化膜9を全面に約100nm堆積する。
First, as shown in FIG. 1B, silane and oxygen are used as raw materials on the entire surface by an APCVD method at about 400.degree.
Then, an oxide film 9 is deposited on the entire surface by about 100 nm.

【0075】さらに、図1(C)に示すように、TEO
Sとオゾン含有酸素とを原料として約400℃、60T
orr下でLPCVD法により酸化膜10を約800n
m堆積する。
Further, as shown in FIG. 1 (C), TEO
Approximately 400 ° C, 60T using S and ozone-containing oxygen as raw materials
Approximately 800 n of oxide film 10 by LPCVD under orr
m.

【0076】次に、図2(D)に示すように、同一装置
内にて、サンプルを、オゾン含有酸素(O3+O2)と水
(H2O)とヘリウム(He)とを含んでなるプラズマ
に曝すことにより、酸化膜10を改質する。
Next, as shown in FIG. 2D, a sample containing ozone-containing oxygen (O 3 + O 2 ), water (H 2 O), and helium (He) was prepared in the same apparatus. The oxide film 10 is modified by being exposed to the plasma.

【0077】プラズマを発生する条件として、3.0T
orr下で、13.56MHzと450kMzの2つの
周波数を用いてそれぞれのパワーを200Wと300W
とする。
As a condition for generating plasma, 3.0T
under orr, each power is 200W and 300W by using two frequencies of 13.56MHz and 450MHz.
And

【0078】オゾン濃度を9体積%として、オゾン含有
酸素流量を2500sccm導入し、ヘリウムをキャリ
アガスとして、前記したようにヘリウム換算で水150
0sccmを導入し、さらに別系統からヘリウムを加え
ることにより、装置に導入されるヘリウムの総流量を5
00sccmとする。ウェーハ温度は約400℃とし、
プラズマ改質処理を20分間行った。
With an ozone concentration of 9% by volume, an ozone-containing oxygen flow rate of 2500 sccm was introduced, and helium was used as a carrier gas.
By introducing 0 sccm and adding helium from another system, the total flow rate of helium introduced into the device is 5
00 sccm. The wafer temperature is about 400 ° C,
The plasma modification treatment was performed for 20 minutes.

【0079】次に、図2(E)に示すように、同一装置
内で、サンプルをオゾン含有酸素とヘリウムを含んでな
るプラズマに20分間曝すことで、さらに改質した酸化
膜14を形成する。この工程において、プラズマ発生条
件及び各種ガス流量、ウェーハ温度は、水(H2O)を
添加しない他は図2(D)を参照して説明で述べた条件
と同様とされる。
Next, as shown in FIG. 2 (E), the sample is exposed to a plasma containing ozone-containing oxygen and helium for 20 minutes in the same apparatus to form a further modified oxide film 14. . In this step, plasma generation conditions, various gas flow rates, and wafer temperatures are the same as those described in the description with reference to FIG. 2D except that water (H 2 O) is not added.

【0080】最後に、図2(F)に示すように、熱処理
炉を用いて、750℃の窒素雰囲気中で30分間熱処理
を行い、アニールした酸化膜15を形成する。
Finally, as shown in FIG. 2F, a heat treatment furnace is used to perform heat treatment for 30 minutes in a nitrogen atmosphere at 750 ° C. to form an annealed oxide film 15.

【0081】なお、本実施例では、図2(D)の工程に
おける加水分解、脱水縮合、酸化の工程に、図2(E)
に示すような脱水縮合、酸化の工程を加えたが、図2
(D)の工程で水分量を減らし、単位時間当たりの加水
分解反応を抑え、かつ処理時間を長くとれば図2(E)
の工程は不要とされる。
In this embodiment, the steps of hydrolysis, dehydration condensation and oxidation in the step of FIG.
The dehydration condensation and oxidation steps shown in Fig. 2 were added.
If the amount of water is reduced in the step (D), the hydrolysis reaction per unit time is suppressed, and the treatment time is lengthened, the result shown in FIG.
The step of is unnecessary.

【0082】また、本実施例では、図2(D)の加水分
解、脱水縮合、酸化の工程と、図2(E)の脱水縮合、
酸化の工程を1度だけ行っているが、これらの2工程を
繰り返し数回行うことにより、さらに厚い膜に対しても
改質効果を得られることは勿論である。
In this embodiment, the steps of hydrolysis, dehydration condensation and oxidation shown in FIG. 2D and dehydration condensation shown in FIG.
Although the oxidation process is performed only once, it goes without saying that a reforming effect can be obtained even for a thicker film by repeating these two processes several times.

【0083】[0083]

【実施例2】次に、図3及び図4を参照して、本発明の
第2の実施例を説明する。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0084】図3(A)と図3(B)は、前記第1の実
施例の説明に参照した図1(A)と図1(B)と同じで
あるため説明を省略し、以下では図3(C)の工程から
説明する。
Since FIGS. 3 (A) and 3 (B) are the same as FIGS. 1 (A) and 1 (B) referred to in the description of the first embodiment, the description thereof will be omitted. The process of FIG. 3C will be described.

【0085】図3(C)を参照して、まず、TEOSと
オゾン含有酸素を原料として、基板温度400℃、圧力
60Torrで、図8の装置にて酸化膜(BPSG膜)
21を約20nm堆積する。
Referring to FIG. 3C, first, an oxide film (BPSG film) is formed by using the apparatus of FIG. 8 using TEOS and oxygen containing ozone as raw materials at a substrate temperature of 400 ° C. and a pressure of 60 Torr.
21 is deposited to a thickness of about 20 nm.

【0086】次に、図4(D)に示すように、同一装置
内で、400℃で1分間、試料をオゾン含有酸素(O3
+O2)と水(H2O)とヘリウム(He)を含んでなる
プラズマ22に曝すことにより、改質した酸化膜23を
形成する。プラズマ発生条件は、圧力3.0Torr
で、13.56MHzと450kMzの2つの周波数を
用い、それぞれのパワーを200Wと300Wとする。
Next, as shown in FIG. 4 (D), the sample was subjected to ozone-containing oxygen (O 3 ) at 400 ° C. for 1 minute.
The modified oxide film 23 is formed by exposing the modified oxide film 23 to the plasma 22 containing + O 2 ), water (H 2 O), and helium (He). Plasma generation conditions are pressure 3.0 Torr
Then, two frequencies of 13.56 MHz and 450 kHz are used, and the respective powers are set to 200 W and 300 W.

【0087】雰囲気にはオゾン濃度9体積%のオゾン含
有酸素を2500sccm導入し、ヘリウムをキャリア
ガスとして、ヘリウム換算で水1000sccmを導入
し、さらに別系統からヘリウムを加え、総流量500s
ccmを装置に導入した。
2500 sccm of ozone-containing oxygen having an ozone concentration of 9% by volume was introduced into the atmosphere, 1000 sccm of water in terms of helium was introduced using helium as a carrier gas, and helium was added from another system to give a total flow rate of 500 s.
ccm was introduced into the device.

【0088】13.56MHzの高周波はもっぱら安定
なプラズマ発生を持続するに有効なものであるが、45
0kHzの高周波はゲートの肩部の酸化膜23をイオン
エッチングすると共に、イオン衝撃による酸化膜の表面
部の温度上昇をもたらし、表面形状の平坦化が進行す
る。
A high frequency of 13.56 MHz is effective only for sustaining stable plasma generation.
The high frequency of 0 kHz ion-etches the oxide film 23 on the shoulder portion of the gate and causes a temperature rise on the surface of the oxide film due to ion bombardment, and the surface shape is flattened.

【0089】なお、図4(E)に示すように、図3
(C)の酸化膜の堆積工程と、図4(D)の改質工程
を、同一装置内で数回繰り返し行うならば絶縁性に優れ
た厚い酸化膜24を形成することもできる。
Note that, as shown in FIG.
If the oxide film deposition step of (C) and the modification step of FIG. 4 (D) are repeated several times in the same apparatus, a thick oxide film 24 having excellent insulating properties can be formed.

【0090】最後に、図4(F)に示すように、熱処理
炉を用いて750℃の窒素雰囲気中で10分間熱処理を
行い、念のため膜の焼き締めを行うことで、酸化膜25
による層間絶縁膜形成工程を終了する。
Finally, as shown in FIG. 4F, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 750 ° C. for 10 minutes in a heat treatment furnace, and the oxide film 25 is tightened as a precaution.
Then, the interlayer insulating film forming step is completed.

【0091】なお、本実施例では、加水分解、脱水縮
合、酸化の工程だけで酸化膜の膜質改善を行ったが、前
記第1の実施例で示したように、最初に水分量の多い加
水分解反応を行った後に水を絶ち、脱水縮合、酸化の工
程を加えても同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the quality of the oxide film was improved only by the steps of hydrolysis, dehydration condensation, and oxidation. However, as shown in the first embodiment, the water content with a large amount of water was added first. The same effect can be obtained by removing water after the decomposition reaction and adding dehydration condensation and oxidation steps.

【0092】上記第1及び第2の実施例では、酸化膜の
改質工程である被曝工程における基板温度としては40
0℃の場合について述べたが、この基板温度としては2
50℃以上とした場合に、本発明の効果が得られた。
In the first and second embodiments, the substrate temperature in the exposure process, which is the process of modifying the oxide film, is 40.
The case of 0 ° C was described, but the substrate temperature is 2
The effect of the present invention was obtained when the temperature was 50 ° C. or higher.

【0093】また、下地にAl配線等がある場合、温度
の上限としては450℃以下であることが好ましい。
When the underlying layer has Al wiring or the like, the upper limit of the temperature is preferably 450 ° C. or lower.

【0094】上記実施例において被曝工程での圧力は3
Torrとしたが、0.1Torrから20Torrの
間で有効な結果を得た。
In the above embodiment, the pressure in the exposure process is 3
Although Torr was used, valid results were obtained between 0.1 Torr and 20 Torr.

【0095】プラズマ励起を、1MHzを越える少なく
とも一周波数を有する高周波と、200kHzから45
0kHzの範囲にある少なくとも一周波数を有する高周
波との、少なくとも二つの高周波にて行なうことによ
り、0.1Torrという極めて低い圧力まで安定した
プラズマが励起され、所望の効果が得られることが解
る。
Plasma excitation is carried out at a high frequency having at least one frequency exceeding 1 MHz and from 200 kHz to 45 kHz.
It is understood that stable plasma is excited up to an extremely low pressure of 0.1 Torr by performing at least two high frequencies having at least one frequency in the range of 0 kHz, and the desired effect is obtained.

【0096】酸化膜の改質効果は高い圧力ほど効果があ
るが、20Torrを越えると、安定なプラズマを立て
ることが難しくなり、下地にトランジスタ等があるとプ
ラズマ損傷による悪影響が生じる。
The higher the pressure is, the more effective the effect of modifying the oxide film is. However, if it exceeds 20 Torr, it becomes difficult to generate stable plasma, and if there is a transistor or the like under the base, the plasma is damaged.

【0097】なお、酸化膜の改質工程に装置に導入する
水の量としては、ヘリウム換算の水蒸気流量として10
0sccmから2000sccmの間で行えばよいこと
が実験的に求められた。
The amount of water introduced into the apparatus in the process of modifying the oxide film is 10 as a helium-equivalent steam flow rate.
It was experimentally sought that it should be performed between 0 sccm and 2000 sccm.

【0098】また、上記実施例では、酸化膜10又は2
1には、不純物を特に添加しなかったが、PH3、トリ
メチルフォスフェート(TMPO:PO(OC
33)、トリメチルフォスファイト(TMP:P(O
CH33)、トリエチルフォスファイト(TEP:P
(OC253)、TMPOなどを原料にPを添加した
り、BH3、トリエチルボレート(TEB:B(OC2
53)やトリメチルボレート(TMB:B(OC
33)等どを原料にBを添加した膜、あるいはPおよ
びBの両者を添加した膜などを用いてもよい。
In the above embodiment, the oxide film 10 or 2 is used.
No impurities were added to the sample No. 1, but PH 3 , trimethyl phosphate (TMPO: PO (OC
H 3) 3), trimethyl phosphite (TMP: P (O
CH 3 ) 3 ), triethylphosphite (TEP: P
(OC 2 H 5 ) 3 ), TMPO, or the like as a raw material to which P is added, or BH 3 or triethyl borate (TEB: B (OC 2 H 2
5 ) 3 ) and trimethylborate (TMB: B (OC
A film in which B is added to a raw material such as H 3 ) 3 ) or a film in which both P and B are added may be used.

【0099】以上本発明を上記実施例に即して説明した
が、本発明は、上記態様にのみ限定されるものでなく、
本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論であ
る。
Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments,
As a matter of course, it includes various aspects according to the principle of the present invention.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
温で堆積した酸化膜を表面から改質し、高温熱処理と同
等の膜質を低温プロセスで得る方法を示すものであり、
従来、表面から高々数10nmの領域のみの改質に留ま
っていたのに対して、容易に数100nmの深部まで改
質することができるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, there is shown a method of modifying an oxide film deposited at a low temperature from the surface to obtain a film quality equivalent to that of a high temperature heat treatment in a low temperature process,
Conventionally, the modification is limited to only a region of several tens nm at the most from the surface, but it has an effect that the modification can be easily performed to a deep part of several 100 nm.

【0101】これは、酸化膜の改質時における水の添加
が、シロキサン結合の加水、結合の組み替えを促進し、
オゾン添加及びプラズマ衝撃が、円滑なシラノール結合
からの脱水、酸化を促進するためと考えられる。
This is because the addition of water at the time of modifying the oxide film promotes hydration of the siloxane bond and rearrangement of the bond.
It is considered that ozone addition and plasma bombardment promote dehydration and oxidation from smooth silanol bonds.

【0102】本発明によれば、低真空でプラズマを安定
に発生させることのできる13.56MHzの高周波に
加えて、200kHzから450kHzの高周波を印加
することにより、イオン衝撃による基板表面温度の上昇
をもたらし、上記反応を効果的に促進できる。プラズマ
中のイオンは1MHz以上には追従できず、基板へのイ
オン衝撃効果は薄く膜の改質効果は小さい。一方、1M
Hz以下の高周波だけでは、プラズマの安定発振には真
空度は1Torr以下となり、基板に到達する酸素とオ
ゾンと水などの酸化種の絶対的な量が少なく、やはり改
質や平坦化効果を下げる。当然のことながら、200k
Hzから450kHzの高周波のパワー上昇は酸化膜の
改質ならびに平坦化の効果をより顕著にするものであ
る。また、本発明においては、ヘリウムのスパッタエッ
チング効果はゲート段での酸化膜の角取りおよび凹部へ
の埋め込みに寄与する。
According to the present invention, by applying a high frequency of 200 kHz to 450 kHz in addition to a high frequency of 13.56 MHz capable of stably generating plasma in a low vacuum, the substrate surface temperature rise due to ion bombardment. It is possible to effectively promote the above reaction. Ions in plasma cannot follow 1 MHz or more, and the ion bombarding effect on the substrate is thin and the film modifying effect is small. On the other hand, 1M
With only a high frequency of Hz or less, the degree of vacuum is 1 Torr or less for stable oscillation of plasma, and the absolute amount of oxidizing species such as oxygen, ozone, and water reaching the substrate is small, and the reforming and flattening effects are also reduced. . Naturally, 200k
The increase in the high frequency power from Hz to 450 kHz makes the effect of modifying and flattening the oxide film more remarkable. Further, in the present invention, the sputter etching effect of helium contributes to chamfering of the oxide film in the gate stage and filling of the recess.

【0103】さらに、本発明によれば、膜成長とプラズ
マ改質を同一装置内で行なうことから、高濃度にBとP
を添加したとしても大気中からの吸湿が無く、余剰なB
やPは改質工程で飛散するため、熱処理後の降温時にお
ける析出も抑えられる。その結果、上層配線であるアル
ミニウムの前記析出物による断線や、余剰なPにより生
成するリン酸によるアルミニウムの腐食の発生もない。
Further, according to the present invention, since film growth and plasma reforming are performed in the same apparatus, B and P can be highly concentrated.
Even if added, there is no moisture absorption from the atmosphere and excess B
Since P and P scatter in the reforming process, precipitation at the time of temperature reduction after heat treatment can also be suppressed. As a result, there is no disconnection due to the above-mentioned precipitate of aluminum that is the upper layer wiring, and no corrosion of aluminum due to phosphoric acid generated by excess P.

【0104】また、膜成長後の熱処理温度が750℃で
あることから、チタンシリサイド膜の凝集が無く、この
ため本発明に係る製造方法は、チタンシリサイド膜を用
いたサリサイド構造配線上にも適用できる。
Further, since the heat treatment temperature after the film growth is 750 ° C., there is no aggregation of the titanium silicide film. Therefore, the manufacturing method according to the present invention is applied to the salicide structure wiring using the titanium silicide film. it can.

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

【図1】本発明の第1の実施例を工程順に説明するため
の半導体装置の断面を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a semiconductor device for explaining a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本発明の第1の実施例を工程順に説明するため
の半導体装置の断面を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of a semiconductor device for explaining the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図3】本発明の第2の実施例を工程順に説明するため
の半導体装置の断面を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of a semiconductor device for explaining a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図4】本発明の第2の実施例を工程順に説明するため
の半導体装置の断面を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a cross section of a semiconductor device for explaining a second embodiment of the present invention in process order.

【図5】本発明に係る製造方法の実験用の試料を説明す
る断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a sample for an experiment of the manufacturing method according to the present invention.

【図6】本発明に係る製造方法による酸化膜のエッチン
グレートの実験結果を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an experimental result of an etching rate of an oxide film by a manufacturing method according to the present invention.

【図7】本発明に係る製造方法による酸化膜の赤外吸収
スペクトルの実験結果を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an experimental result of an infrared absorption spectrum of an oxide film according to the manufacturing method of the present invention.

【図8】本発明の実施例に用いられる化学気相成長装置
の構成を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a chemical vapor deposition apparatus used in an example of the present invention.

【図9】従来例の製造方法を工程順に説明するための断
面模式図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the conventional example in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 ゲート酸化膜 3 ゲートポリシリコン膜 4 n-拡散層 5 サイドウォール酸化膜 6 n+拡散層 7 チタンシリサイド膜 8 チタンシリサイド膜 9 酸化膜 10 酸化膜 11 プラズマ 12 改質した酸化膜 13 プラズマ 14 さらに改質した酸化膜 15 アニールした酸化膜 21 酸化膜 22 プラズマ 23 改質した酸化膜 24 改質した厚い酸化膜 25 アニールした酸化膜 31 シリコン基板 32 酸化膜 33 酸化膜(BPSG膜) 34 プラズマ 35 改質した酸化膜(BPSG膜) 601 流量調整器 602 バルブ 603 オゾン発生器 604a〜604c 液体流量調節器 605a〜605c バルブ 606a〜606d 流量調節器 607a〜607d バルブ 608a〜608c 蒸発器 609 流量調節器 610 バルブ 611 オゾン含有酸素導入口 612 TEOS導入口 613 TMPO導入口 614 TEB導入口 615 H2O導入口 616 He導入口 617 マニホールド 618 ガス拡散板 619 絶縁リング 620 シャワー電極 621 13.56MHz高周波電源 622 ハイパスフィルター 623 450kHz高周波電源 624 ローパスフィルター 625 マッチングボックス 626 基板 627 反応室 628 SiCサセプタ 629 石英板 630 加熱ランプ 631 排気管 632 真空ポンプ 633 恒温槽 634 流量計測器 71 BPSG膜 72 高温アニールしたBPSG膜 73 断線したチタンシリサイド膜 74 断線したチタンシリサイド膜DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Gate oxide film 3 Gate polysilicon film 4 n- Diffusion layer 5 Sidewall oxide film 6 n + Diffusion layer 7 Titanium silicide film 8 Titanium silicide film 9 Oxide film 10 Oxide film 11 Plasma 12 Modified oxide film 13 Plasma 14 Further modified oxide film 15 Annealed oxide film 21 Oxide film 22 Plasma 23 Modified oxide film 24 Modified thick oxide film 25 Annealed oxide film 31 Silicon substrate 32 Oxide film 33 Oxide film (BPSG film) 34 Plasma 35 Modified oxide film (BPSG film) 601 Flow rate controller 602 Valve 603 Ozone generator 604a to 604c Liquid flow rate controller 605a to 605c Valve 606a to 606d Flow rate controller 607a to 607d Valve 608a to 608c Evaporator 609 Flow rate control Bowl 610 Bed 611 ozone-containing oxygen inlet 612 TEOS inlet 613 TMPO inlet 614 TEB inlet 615 H 2 O inlet 616 the He inlet 617 manifold 618 gas diffusion plate 619 insulating ring 620 shower head electrode 621 13.56 MHz RF power source 622 pass filter 623 450 kHz high frequency power supply 624 Low pass filter 625 Matching box 626 Substrate 627 Reaction chamber 628 SiC susceptor 629 Quartz plate 630 Heating lamp 631 Exhaust pipe 632 Vacuum pump 633 Constant temperature chamber 634 Flow rate meter 71 BPSG film 72 High temperature annealed BPSG film 73 Silicide film 74 Broken titanium silicide film

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年2月1日[Submission date] February 1, 1996

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0021】また、基板との熱膨張係数の差によって引
っ張り応力を示すCVD膜は、プラズマ処理により表面
層は弱い圧縮応力へと変化する。その結果、膜質の良い
表面BPSG膜と膜質の悪い深層BPSG膜の界面では
歪んだシロキサン結合ができ、脱水縮合反応のみではこ
のシロキサン結合の組み替えは行われず、深い領域の脱
水と酸化が進行しない。
Further, in the CVD film which exhibits tensile stress due to the difference in thermal expansion coefficient from the substrate, the surface layer changes to weak compressive stress by the plasma treatment. As a result, a distorted siloxane bond is formed at the interface between the surface BPSG film having a good film quality and the deep BPSG film having a poor film quality, and the siloxane bond is not recombined only by the dehydration condensation reaction, and the dehydration and oxidation in the deep region do not proceed.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0037[Name of item to be corrected] 0037

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0037】[0037]

【作用】本発明は、低温で堆積した酸化膜を表面から改
質し、高温熱処理と同等の膜質を低温プロセスで得るよ
うにしたものであり、従来、表面から高々数10nmの
領域のみの改質に留まっていたのに対して、例えば
00nmの深部まで容易に改質することができる。
According to the present invention, an oxide film deposited at a low temperature is modified from the surface so as to obtain a film quality equivalent to a high temperature heat treatment by a low temperature process. Conventionally, only a region of several tens nm from the surface is modified. For example, about 1
It can be easily modified to a depth of 00 nm.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0098[Correction target item name] 0098

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0098】また、上記実施例では、酸化膜10又は2
1には、不純物を特に添加しなかったが、PH3、トリ
メチルフォスフェート(TMPO:PO(OC
33)、トリメチルフォスファイト(TMP:P(O
CH33)、トリエチルフォスファイト(TEP:P
(OC253)、TMPOなどを原料にPを添加した
り、BH3、トリエチルボレート(TEB:B(OC2
53)やトリメチルボレート(TMB:B(OC
33などを原料にBを添加した膜、あるいはPおよ
びBの両者を添加した膜などを用いてもよい。
In the above embodiment, the oxide film 10 or 2 is used.
No impurities were added to the sample No. 1, but PH 3 , trimethyl phosphate (TMPO: PO (OC
H 3) 3), trimethyl phosphite (TMP: P (O
CH 3 ) 3 ), triethylphosphite (TEP: P
(OC 2 H 5 ) 3 ), TMPO, or the like as a raw material to which P is added, or BH 3 or triethyl borate (TEB: B (OC 2 H 2
5 ) 3 ) and trimethylborate (TMB: B (OC
A film in which B is added to a raw material such as H 3 ) 3 ) or a film in which both P and B are added may be used.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0100[Correction target item name] 0100

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0100】[0100]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
温で堆積した酸化膜を表面から改質し、高温熱処理と同
等の膜質を低温プロセスで得る方法を示すものであり、
従来、表面から高々数10nmの領域のみの改質に留ま
っていたのに対して、容易に100nmの深部まで改
質することができるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, there is shown a method of modifying an oxide film deposited at a low temperature from the surface to obtain a film quality equivalent to that of a high temperature heat treatment in a low temperature process,
Conventionally, the modification has been limited to only a region of several tens nm at the most from the surface, but it has an effect that it can be easily modified to a deep portion of about 100 nm.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)化学気相成長法により被形成体上に絶
縁膜を形成する工程と、 (b)該絶縁膜を酸素とオゾンと水とヘリウムを導入した
プラズマガスへ被曝させる工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A process of forming an insulating film on an object to be formed by chemical vapor deposition, and a process of exposing the insulating film to a plasma gas containing oxygen, ozone, water and helium. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】層間絶縁膜を形成する半導体装置の製造方
法において、 (a)減圧化学気相成長法を用いて、被形成体上にテトラ
エチルオルソシリケート(TEOS:Si(OC25
4)と酸素とオゾンとから酸化シリコン膜を形成する工
程と、 (b)該酸化シリコン膜が形成された装置と同一の装置内
において該酸化シリコン膜形成時より低圧下にて該酸化
シリコン膜を、酸素、オゾン、水およびヘリウムを導入
したプラズマガスへ被曝させる工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor device for forming an interlayer insulating film, comprising: (a) using a low pressure chemical vapor deposition method to form tetraethyl orthosilicate (TEOS: Si (OC 2 H 5 )) on an object to be formed.
4 ), a step of forming a silicon oxide film from oxygen and ozone, and (b) the silicon oxide film under a lower pressure than when the silicon oxide film is formed in the same device in which the silicon oxide film is formed. Is exposed to a plasma gas into which oxygen, ozone, water, and helium are introduced, and a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】層間絶縁膜を形成する半導体装置の製造方
法において、 (a)減圧化学気相成長法を用いて、被形成体上にテトラ
エチルオルソシリケート(TEOS:Si(OC25
4)と酸素とオゾンとから酸化シリコン膜を形成する工
程と、 (b)該酸化シリコン膜が形成された装置と同一の装置内
において該酸化シリコン膜形成時より低圧下にて該酸化
シリコン膜を、酸素、オゾン、水およびヘリウムを導入
したプラズマガスへ被曝させる工程と、 (c)該同一装置内において該酸化シリコン膜形成時より
低圧下にて該酸化シリコン膜を、酸素、オゾンおよびヘ
リウムを導入したプラズマガスへ被曝させる工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor device for forming an interlayer insulating film, comprising: (a) using a low pressure chemical vapor deposition method to form tetraethyl orthosilicate (TEOS: Si (OC 2 H 5 )) on an object to be formed.
4 ), a step of forming a silicon oxide film from oxygen and ozone, and (b) the silicon oxide film under a lower pressure than when the silicon oxide film is formed in the same device in which the silicon oxide film is formed. Is exposed to a plasma gas into which oxygen, ozone, water and helium are introduced, and (c) the silicon oxide film is exposed to oxygen, ozone and helium under a lower pressure than when the silicon oxide film is formed in the same apparatus. And a step of exposing to a plasma gas into which is introduced.
【請求項4】前記酸化膜を酸素、オゾン、水およびヘリ
ウムを導入したプラズマガスへ被曝させる前記工程(b)
と、及び/又は、前記酸化膜を酸素、オゾンおよびヘリ
ウムを導入したプラズマガスへ被曝させる前記工程(c)
と、を複数回繰り返し行うことを特徴とする請求項3記
載の半導体装置の製造方法。
4. The step (b) of exposing the oxide film to a plasma gas containing oxygen, ozone, water and helium.
And / or, the step (c) of exposing the oxide film to a plasma gas into which oxygen, ozone and helium are introduced
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the step is repeated a plurality of times.
【請求項5】前記酸化膜の前記プラズマガスへの被曝工
程が、平行平板形プラズマ装置にて、プラズマ励起が、
1MHzを越える少なくとも一周波数を有する高周波
と、200kHzから450kHzの範囲にある少なく
とも一周波数を有する高周波とから成る少なくとも二つ
の高周波にてなされることを特徴とする請求項1〜4の
いずれか一に記載の半導体装置の製造方法。
5. The step of exposing the oxide film to the plasma gas is performed in a parallel plate type plasma apparatus by plasma excitation.
5. At least two high frequencies consisting of a high frequency having at least one frequency exceeding 1 MHz and a high frequency having at least one frequency in the range of 200 kHz to 450 kHz. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項6】前記酸化膜の前記プラズマガスへの被曝工
程が、平行平板型プラズマ装置にて、基板の温度が25
0℃から450℃の範囲とされ、圧力が0.1Torr
から20Torrの範囲とされることを特徴とする請求
項1〜5のいずれか一に記載の半導体装置の製造方法。
6. The step of exposing the oxide film to the plasma gas is performed in a parallel plate type plasma apparatus at a substrate temperature of 25.
The temperature is in the range of 0 ℃ to 450 ℃, and the pressure is 0.1Torr.
To 20 Torr. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the range is from 20 to 20 Torr.
【請求項7】請求項1〜6のいずれか一に記載の製造方
法を複数回繰り返し行うことにより被形成体上に絶縁膜
を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an insulating film is formed on an object to be formed by repeating the manufacturing method according to claim 1 a plurality of times.
JP3134595A 1995-01-27 1995-01-27 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP2702430B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3134595A JP2702430B2 (en) 1995-01-27 1995-01-27 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3134595A JP2702430B2 (en) 1995-01-27 1995-01-27 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08203893A true JPH08203893A (en) 1996-08-09
JP2702430B2 JP2702430B2 (en) 1998-01-21

Family

ID=12328648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3134595A Expired - Fee Related JP2702430B2 (en) 1995-01-27 1995-01-27 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2702430B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100286380B1 (en) * 1996-11-29 2001-05-02 다케모토 히데하루 Film deposition pretreatment method and semiconductor device manufacturing method
JP2002075692A (en) * 2000-04-26 2002-03-15 Unaxis Balzer Ag Plasma reactor
KR100480500B1 (en) * 2002-04-25 2005-04-06 학교법인 포항공과대학교 Process for depositing insulating film on substrate at low temperature
KR100462368B1 (en) * 1996-12-28 2005-04-06 매그나칩 반도체 유한회사 Manufacturing method of semiconductor device
KR100609993B1 (en) * 1999-02-03 2006-08-09 삼성전자주식회사 Method of planarization for semiconductor device
JP2007005627A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Sony Corp Method for manufacturing semiconductor device
CN110506325A (en) * 2017-04-28 2019-11-26 株式会社半导体能源研究所 The manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device
KR20200034605A (en) * 2018-09-21 2020-03-31 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and program

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100286380B1 (en) * 1996-11-29 2001-05-02 다케모토 히데하루 Film deposition pretreatment method and semiconductor device manufacturing method
KR100462368B1 (en) * 1996-12-28 2005-04-06 매그나칩 반도체 유한회사 Manufacturing method of semiconductor device
KR100609993B1 (en) * 1999-02-03 2006-08-09 삼성전자주식회사 Method of planarization for semiconductor device
JP2002075692A (en) * 2000-04-26 2002-03-15 Unaxis Balzer Ag Plasma reactor
JP2010067615A (en) * 2000-04-26 2010-03-25 Oc Oerlikon Balzers Ag Plasma reactor
US9045828B2 (en) 2000-04-26 2015-06-02 Tel Solar Ag RF plasma reactor having a distribution chamber with at least one grid
KR100480500B1 (en) * 2002-04-25 2005-04-06 학교법인 포항공과대학교 Process for depositing insulating film on substrate at low temperature
JP2007005627A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Sony Corp Method for manufacturing semiconductor device
CN110506325A (en) * 2017-04-28 2019-11-26 株式会社半导体能源研究所 The manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device
JPWO2018197988A1 (en) * 2017-04-28 2020-04-09 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
KR20200034605A (en) * 2018-09-21 2020-03-31 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and program
US11081362B2 (en) 2018-09-21 2021-08-03 Kokusai Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor device, and recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2702430B2 (en) 1998-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8187951B1 (en) CVD flowable gap fill
US7582555B1 (en) CVD flowable gap fill
KR100292456B1 (en) Method and apparatus for forming germanium doped BPSG thin film
JP3607438B2 (en) Method and apparatus for forming a good interface between a SACVD oxide film and a PECVD oxide film
JP2699695B2 (en) Chemical vapor deposition
KR100550351B1 (en) Method for forming a layer in a semiconductor device and apparatus for performing the same
TW518693B (en) In situ deposition and integration of silicon nitride in a high density plasma reactor
KR100453612B1 (en) Method for producing hydrogenated silicon oxycarbide films having low dielectric constant
US6171662B1 (en) Method of surface processing
CN100483646C (en) High-throughput HDP-CVD processes for advanced gapfill applications
US5336640A (en) Method of manufacturing a semiconductor device having an insulating layer composed of a BPSG film and a plasma-CVD silicon nitride film
JPH1174257A (en) Fluorine-containing silicon oxide film and its manufacture
US9257302B1 (en) CVD flowable gap fill
JP3178375B2 (en) Method of forming insulating film
US6345589B1 (en) Method and apparatus for forming a borophosphosilicate film
JPH11233512A (en) Method for base surface reformation and manufacture of semiconductor device
JPH098032A (en) Formation of insulation film
JP3532830B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2702430B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3749162B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100339820B1 (en) Film formation method and manufacturing method semiconductor device
JPH09167766A (en) Plasma chemical vapor growth device and manufacturing method of semiconductor device
JPH07161705A (en) Method of forming interlayer insulating film of multilayered wiring of semiconductor device
JPH04343456A (en) Manufacture of semiconductor device
US6432839B2 (en) Film forming method and manufacturing method of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19970819

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081003

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees