JPH06168930A - 化学気相成長法と化学気相成長装置および多層配線の製造方法 - Google Patents

化学気相成長法と化学気相成長装置および多層配線の製造方法

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JPH06168930A
JPH06168930A JP4320973A JP32097392A JPH06168930A JP H06168930 A JPH06168930 A JP H06168930A JP 4320973 A JP4320973 A JP 4320973A JP 32097392 A JP32097392 A JP 32097392A JP H06168930 A JPH06168930 A JP H06168930A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】段差被覆性が良く、アスペクト比が１．０以上
のサブミクロン設計ルールのアルミ配線をボイド無く埋
設でき、かつ、膜中水分が少なく、耐クラック性、耐ス
トレスマイグレーション性，スルーホール性，絶縁性に
優れた多層配線層間膜用化学気相成長絶縁膜を提供し、
工程数の低域による歩留り向上およびコスト低減と、多
層配線の高信頼性化を達成する。 【構成】反応ガスとしてＴＥＯＳとオゾンと過酸化水素
（Ｈ2 Ｏ2 ）を用い、パルス発生器２４２から、周期１
秒，デューティー３０％のパルスを送り、ＲＦ発振器２
４１からシャワー電極２２９に印加する高周波電力をオ
ン・オフする事により、約２ｎｍのＴＥＯＳとオゾンと
Ｈ2 Ｏ2 の熱ＣＶＤ膜の形成、熱ＣＶＤ膜のプラズマ膜
への改質，約５ｎｍのプラズマＴＥＯＳ・ＣＶＤ膜の形
成が繰り返される。これにより、プラズマＴＥＯＳ・Ｃ
ＶＤ膜と同等の膜質を持ち、段差被覆性，微細配線埋め
込み性の優れた、層間絶縁膜が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学気相成長法と化学
気相成長装置および多層配線の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプラズマ化学気相成長法は、反応
ガスにＴＥＯＳ及び酸素を用い、反応容器内の対向電極
間に、一定出力の高周波電力を印加し、一定強度のプラ
ズマを発生させながら、被処理基板上に所望の薄膜を形
成していた。
【０００３】図９に、従来のプラズマ気相成長装置の概
略図を示す。
【０００４】シリコン原料となるＴＥＯＳ（テトラエチ
ルオルソシリケート）ガスは、バブラー１３２に入れた
液体状のＴＥＯＳ１３１を、流量調節器１２３にて流量
調節されたヘリウム（Ｈｅ）ガスにてバブリングし、Ｔ
ＥＯＳを蒸発させて生成する。オゾン含有酸素は、流量
調節器１２０で流量調節された酸素ガスをオゾン発生器
１６５を通過させ、濃度１０％程度のオゾンを含有させ
て生成する。ＴＥＯＳガス及びオゾン含有酸素ガスは、
ＴＥＯＳ導入口１３８及び酸素・オゾン導入口１３９よ
りマニホールド１３６に導入され、マニホールド１３６
内で混合されて、ガス拡散板１４０に当たり拡散し、シ
ャワー電極１４２を通ってさらに均一に分散し、基板１
４７の表面に吹き付けられる。基板１４７は、ＳｉＣサ
セプタ１４４上に装着され、石英板１４５を通して加熱
ランプ１４６から光加熱され、３５０℃程度の温度に保
持されている。シャワー電極１４２は、絶縁リング１４
１によって他の部分と電気的に絶縁されており、１３．
５６ＭＨｚ高周波電源１２９およびハイパスフィルター
１３０、４５０ｋＨｚ高周波電源１３３およびローパス
フィルター１３４で生成された２つの周波数の高周波電
圧が、マッチングボックス１３５を介して印加されてい
る。排気管１４８は真空ポンプ１４９に接続されてお
り、反応室１４３の圧力は、数Ｔｏｒｒに保持されてい
る。
【０００５】通常、上記のような装置では、まず、ＴＥ
ＯＳガスと酸素の混合ガスをシャワー電極１４２から基
板１４７に吹き付け、圧力等の安定を確認した後、一定
の高周波電圧をシャワー電極１４２に印加し、ＴＥＯＳ
及び酸素を分解させて基板１４７上に所望の膜を形成す
る。
【０００６】このような単純な方法では、形成された膜
の下地段差に対する段差被覆性（ステップカバレッジ）
が悪い（約５０％）事が判っており、プラズマ化学気相
成長法と、オゾンとＴＥＯＳの熱化学気相成長法とを交
互に行うことが試みられている。図１０に、そのような
方法を行う際に、シャワー電極１４２に印加される高周
波電力と、プラズマ中の酸素イオン数と、原料ガス中の
オゾン濃度の、成膜時間に対する変化を示している。プ
ラズマ化学気相成長を行なっており、高周波電力が印加
されている期間は、酸素イオン数が最大値を示すが、オ
ゾン熱化学気相成長を行っており、高周波電力がゼロの
期間は、酸素イオン数もゼロになっている。また、高周
波電力をゼロにしてから、オゾンを流し始めるため、オ
ゾン濃度が上昇するまでに一定時間が必要である。上記
のように、プラズマ化学気相成長法とオゾン熱化学気相
成長法を交互に行なった場合、膜がどのように形成され
るかを、図１１（ａ）〜（ｄ）に示す。下地基板上に形
成されたアルミ配線１５３上に、まず（ｂ）の様に、プ
ラズマＣＤＶ膜１５４が形成される。次に、（ｃ）の様
に、アルミ配線間の狭いスペースを埋め込むために、第
１の熱ＣＶＤ膜１５５が形成される。さらに、（ｄ）の
様に、第２のプラズマＣＶＤ膜１５６が形成される。こ
のような工程が繰り返されて所望の膜厚まで膜形成が行
われ、図１１（ｄ）の様に、多層構造の膜が形成され
る。特に、このような方法では、オゾン熱ＣＶＤ膜１５
５がそのままの形で残っている事が重要である。なぜな
らば、オゾン熱ＣＶＤ膜１５５の成膜条件が適正でない
と膜中に水分が多く残存し、アルミ配線の層間接続孔か
ら水蒸気が噴出したり、水蒸気によって層間膜の剥離が
生じたり、アルミ配線の層間接続孔での接続不良（スル
ーホール不良）が発生したりという問題が生じる。これ
らの問題に対して、オゾン熱ＣＶＤ膜１５５の成膜を高
オゾン濃度条件で行うことが有効であることが知られて
いる。しかし、そのような高オゾン濃度条件下では、第
１のプラズマＣＶＤ膜１５４上でのオゾン熱ＣＶＤ膜１
５５のステップカバレッジが劣化することも知られてい
る。これは、第１のプラズマＣＶＤ膜１５４の膜質が、
アルミ配線１５３の上面と側面で異なるために起こると
考えられている。
【０００７】図１２は、従来のプラズマ化学気相成長法
とシリカ塗布法を用いた、多層配線用平坦化絶縁膜の形
成方法を示している。まず、図１２（ａ），（ｂ）の様
に、基板１５７上に形成されたアルミ配線１５８の上
に、プラズマＣＶＤ膜１５９を、配線間スペースに鬆
（ボイド）ができない程度の厚さだけ形成する。次に、
図１２（ｃ）の様にシリカ塗布液を塗布し、溶剤蒸発の
為の１００℃の熱処理、膜質改善の為の３００℃前後の
熱処理を行い、シリカ塗布膜（１回塗布）１６０を形成
する。このままでは、平坦性が不十分なので、図１２
（ｄ）の様に、図１２（ｃ）で行なったシリカ塗布及び
熱処理の工程を、２回以上繰り返して、シリカ塗布膜
（複数回塗布）１６１を形成する。さらに、通常の反応
性イオンエッチング法（ＲＩＥ）を用いてエッチバック
する。この時、アルミ配線上のプラズマＣＶＤ酸化膜が
露出すると、酸化膜から酸素原子が供給されるため、シ
リカ塗布膜のエッチングレートが大きくなり、図１２
（ｅ）の様に、エッチバック後のシリカ塗布膜１６２
は、アルミ配線段差間のスペース部がへこんでしまう事
が知られている。最後に、再度、プラズマＣＶＤ膜１６
３を形成して層間膜が完成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のプラズマ
化学気相成長法は、段差被覆性（ステップカバレッジ）
が悪く、サブミクロンのアルミ配線間スペースを埋設す
る事ができなかった。サブミクロンのアルミ配線間スペ
ースを埋設する為には、図１１のように、プラズマ化学
気相成長法と、オゾンとＴＥＯＳの熱化学気相成長法と
を交互に行ったり、図１２の様に、シリカ塗布膜を多数
回形成する必要がある。しかし、１０Ｔｏｒｒ程度の減
圧下で形成されたオゾン−ＴＥＯＳ熱ＣＶＤ膜やシリカ
塗布膜は、膜中に含まれる水分が多く、機会的強度、絶
縁特性等に問題があり、特に、下層アルミ配線と上層ア
ルミ配線を接続するスルーホールの接続不良が生じると
いう欠点があった。また、高オゾン濃度条件で成膜する
と膜中水分は減少するが、ステップカバレッジが劣化
し、完全な埋め込みが出来なくなる不具合があった。さ
らにまた、図１２のようなシリカ塗布膜をエッチバック
する方法では、シリカ塗布膜を形成する工程や、エッチ
バックする工程が非常に複雑で、工程数の増加や、歩留
まり低下を招くという欠点も有った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の化学気相成長法
は、原料ガスとして、有機シランと、酸素あるいはオゾ
ンとを含み、さらに過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ），水素（Ｈ
2 ），水（Ｈ2 Ｏ），炭化水素，アルコール，カルボニ
ル化合物，カルボン酸の内の少なくとも１種類を含んで
いる。また、本発明のプラズマ化学気相成長法は、原料
ガスの少なくとも一部分に有機シランと酸素或いはオゾ
ン含有酸素を含み、基板表面へのプラズマ照射強度を周
期的に変化させながら所望の膜を形成する。この際、プ
ラズマ照射強度を変化させる手段として、プラズマの発
生状態と非発生状態を繰り返して行ったり、基板表面へ
のプラズマの照射および非照射を繰り返したり、反応容
器内の対向する電極に、２種以上の周波数の高周波電圧
を印加し、その内の一部或いは全部の高周波電力を周期
的に変化させる。
【００１０】また、本発明の化学気相成長装置は、有機
シランを供給する機構と、オゾン含有酸素を供給する機
構と、過酸化水素，水素，水，炭化水素，アルコール，
カルボニル化合物，カルボン酸の内の少なくとも１種類
をガス状態にして供給する機構とを有している。また、
本発明の化学気相成長装置は、有機シランを供給する機
構と、酸素或いはオゾン含有酸素を供給する機構と、プ
ラズマ発生強度を周期的に変化させる機構、或いは、１
つの反応容器内に設けられたプラズマ強度の異なる複数
のプラズマ照射機構と、この複数のプラズマ照射機構の
間で基板を移動させる機構とを有している。さらに、本
発明の化学気相成長装置は、ウェハー表面に有機シラン
およびオゾン含有酸素を供給する機構と、酸素プラズマ
イオン源と、プラズマ照射強度を周期的に変化させるた
めの機械的或いは電磁的なシャッターとを有している。
また、本発明の化学気相成長装置は、反応容器内の対向
する電極に、２種以上の周波数の高周波電圧を印加し、
その内の一部或いは全部の高周波電力を周期的に変化さ
せる機構を有している。
【００１１】さらに、本発明の多層配線の製造方法は、
原料ガスに有機シランと、オゾンあるいは酸素とを含
み、さらに、過酸化水素，水素，水，炭化水素，アルコ
ール，カルボニル化合物，カルボン酸の内の少なくとも
ひとつを添加する化学気相成長法により、金属配線上に
絶縁膜を金属配線の高さ以上の膜厚だけ形成する工程
と、レジスト膜，有機シリカ膜等の平坦化膜を形成する
工程と、反応性イオンエッチング法によりエッチバック
する工程を含んでいる。また、本発明の多層配線の製造
方法は、有機シランとオゾンあるいは酸素を原料ガスと
し、基板表面へのプラズマ照射強度を周期的に変化させ
金属配線上に絶縁膜を金属配線の高さ以上の膜厚だけ形
成する工程と、レジスト膜，有機シリカ膜等の平坦化膜
を形成する工程と、反応性イオンエッチング法によりエ
ッチバックする工程を含んでいる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明について、図面を参照して説明
する。
【００１３】図１は、本発明の第１の実施例を表すプラ
ズマ化学気相成長装置の概略縦断面図であり、図２は、
図１のプラズマ化学気相成長相違の動作を、印加高周波
電力，酸素イオン数，オゾン濃度の時間変化について表
したものであり、図３は、本発明の原理の概略を表すモ
デル図であり、図４は、図２のような動作を行った際
の、時間経過と膜の成長過程を表す縦断面図であり、図
５は、図２のような動作を行った際、高周波オン時間
（ｔON）の割合（デューティＤ）と膜成長速度、ステッ
プカバレッジ、ＯＨ基の吸収係数の関係を示す。
【００１４】図１は、本発明の実施例１のプラズマ化学
気相成長装置の概略縦断面図である。本実施例の装置で
は、シリコン原料となる珪酸エチル（以下ＴＥＯＳと呼
ぶ）ガスは、この図では表されていないＴＥＯＳタンク
から供給される、液体状のＴＥＯＳを、マスフロー型の
液体流量調節器３で流量調節し、蒸発期１２で完全に気
化させ、流量調節器４で流量調節されたヘリウムと混合
されて生成される。オゾン含有酸素は、流量調節器２で
流量調節された酸素を、無声放電型オゾン発生器１１に
導入し、１〜１０％のオゾンを含有させて生成される。
このようにして生成された、ＴＥＯＳガス及びオゾン含
有酸素ガスは、ＴＥＯＳ導入口１４及びオゾン導入口１
３からマニホールド１５に導入される。マニホールド内
では、これらのガスは混合され、ガス拡散板１７に当た
る事によって、ほぼ均一に拡散する。さらに、シャワー
電極１９に当たると、さらに均一に分散し、基板２８の
表面に吹き付けられる。基板２８は、ＳｉＣサセプタ２
１上に装着され、石英板２２を通して加熱ランプ２３か
ら光加熱され、２００〜４５０℃程度の温度に保持され
ている。シャワー電極１９は、絶縁リング１８によって
他の部分と電気的に絶縁されており、１３．５６ＭＨｚ
高周波電源３９およびハイパスフィルター３８、４５０
ｋＨｚ高周波で源３６およびローパスフィルター３５で
生成された２つの周波数の高周波電圧が、マッチングボ
ックス３７を介して印加されている。排気管２４は真空
ポンプ２６に接続されており、反応室２０の圧力は、
０．１〜数十Ｔｏｒｒに保持されている。
【００１５】本実施例では、シャワー電極１９に接続さ
れているマッチングボックス３７の内部に、２つの周波
数の高周波電圧を混合する混合器部と、インピーダンス
整合を行うマッチング部と、ダミーロードと、半導体ス
イッチがあり、シャワー電極１９に印加する高周波電圧
をオン・オフ出来るようになっている。また、パルスジ
ェネレータ４０の発生するパスルに同期して、高周波電
源３５，３６の出力を変化させ、シャワー電極１９に印
加される高周波電圧を変化させる事も可能である。これ
らの動作は、基板温度、反応室圧力等も含めて、プロセ
スコントローラー４１で制御される。これらの制御信号
やパルス等の伝達路は、図１中では破線で示されてい
る。
【００１６】ここで、シャワー電極１９に印加する高周
波電圧を、周期１秒でオン・オフした場合の本装置の動
作を、図２，図３，図４及び、図５を用いて説明する。
【００１７】図２最下断は、成膜時間と高周波電力の関
係を示している。高周波電力がオンになっている時間ｔ
ONの間、シャワー電極１９と基板２８或いはＳｉＣサセ
プタ２１の間にプラズマが発生し、酸素或いはオゾンが
分解し酸素イオンが発生する。図２中段は、その酸素イ
オン数の変化を表している。高周波電力を印加し始めて
からプラズマ状態が安定するまでには、ある一定の時間
が必要で、なで肩の波形になっている。オゾンは酸素よ
り不安定であるため、高周波電力の印加によるイオン化
効率は高い。そのため、プラズマ中のオゾン分子数は、
図２上段のように、高周波電力がオンの時、かなり低下
する。
【００１８】図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ、高周波
オンおよびオフの時の基板表面近傍の様子を表すモデル
図である。高周波イオンの時、図１のシャワー電極１９
と基板２８の間にプラズマが発生する。プラズマ中で
は、酸素分子やＴＥＯＳ分子は、電子４５，酸素イオン
４７，ＴＥＯＳ解離分子４６，酸素ラジカル５５等に解
離する。また、プラズマと基板の間には、シース電圧が
発生し、酸素イオン４７は、この電圧により加速され、
ドリフトし、基板表面に衝突する。ＴＥＯＳ解離分子４
６も基板表面に向かって拡散し、形成膜表面で、熱分解
或いは酸素イオン衝撃による分解によって膜形成前駆体
５０になる。さらに、形成膜表面で酸素ラジカル等と反
応し、形成膜５１が形成される。この際、形成膜５１の
表面には、非常に多くの酸素イオン衝撃があるため、膜
形成前駆体５０の寿命はかなり短く、形成膜表面での密
度は低い。また、酸素イオン衝撃は、形成膜５１を硬化
させる作用があり、膜質が良好で、圧縮応力の膜の形成
に役立っている。
【００１９】さて、一旦高周波がオフになると（図３
（ｂ）参照）、電子および酸素イオン数は速やかに減少
するが、ＴＥＯＳ解離分子４６や酸素ラジカル５５は、
なおも残っている。これらは、形成膜５１の表面に拡散
して膜形成前駆体５０となりやがて減少する。さらに、
ＴＥＯＳ分子５４とオゾン分子５６も膜表面に向かって
拡散し、反応してＴＥＯＳ解離分子や膜形成前駆体とな
る。形成膜５１の表面では、膜形成反応が熱化学反応の
みであるため、形成膜表面に、膜形成前駆体が高密度で
存在し、膜形成前駆体擬液体層５９が形成される。この
膜形成前駆体擬液体層５９は、液体の性質を示すため、
基板５２に形成されている段差の側面低部の膜厚が厚く
なり、段差側面の傾きを緩和する。
【００２０】図４は、図２のように高周波電力を印加し
たときの時間経過と膜形成の様子をモデル的に示した縦
断面図である。まず、図４（ａ）のように、時間ｔ
ON（図２では０．５秒）の間、高周波がオンになり、約
１０ｎｍの第１のプラズマＣＶＤ膜６０が形成される。
次に、図４（ｂ）の様に、時間ｔOFF （０．５秒）の間
に第１の熱ＣＶＤ膜６２が形成される。時間ｔOFF は
０．５秒と非常に短く、第１の熱ＣＶＤ膜６２の膜厚は
１ｎｍ程度である。そのため、次のｔONの初期に酸素イ
オン衝撃等で改質され、プラズマＣＶＤ膜と同等の膜質
になってしまう。よって、図４（ｃ）のように、改質さ
れた第１の熱ＣＶＤ膜６２は、第１のプラズマＣＶＤ膜
６０と区別がつかなくなってしまい、第１のプラズマＣ
ＶＤ膜６０に取り込まれてしまう。熱ＣＶＤ膜は、膜形
成前駆体擬液体層の効果で、配線間の狭小なスペースや
段差低部の角を埋め込み、形状をスムースにする事が出
来るので、続くプラズマＣＶＤ膜成長初期のプラズマ照
射により、熱ＣＶＤと同等の形状でプラズマＣＶＤと同
等の膜質の第２プラズマＣＶＤ膜成長前の形成膜６４を
形成した事になる。第２プラズマＣＶＤ膜成長前の形成
膜６４により、段差低部は丸みを帯びた形状になってい
るため、この上に形成される第２のプラズマＣＶＤ膜６
３の形状も、図４（ｃ）の様に、丸みを帯びる。第２プ
ラズマＣＶＤ膜成長前の形成膜６４と第２のプラズマＣ
ＶＤ膜６３も区別がつかないため、続く第２の熱ＣＶＤ
膜６５の成長段階（ｄ）では、下層膜は第２プラズマＣ
ＶＤ膜成長後の形成膜６６になる。
【００２１】以上のような段階を、多数回繰り返すこと
により、図４（ｅ）のように、アルミ配線６１の間のス
ペース部に鬆（ボイド）無く、プラズマＣＶＤ膜とほぼ
同等の、良好な膜質の形成膜を埋め込む事が出来る。
【００２２】図５は、図２中のｔONとｔOFF から計算さ
れるデューティー比Ｄ（Ｄ＝ｔON／（ｔON＋ｔOFF ）×
１００（％））の値と、成長速度、ステップカバレッ
ジ、膜中のＯＨ基の吸収係数との関係を示している。図
５最下段から、成長速度はＤが大きいほど増加する事が
判り、中断から、ステップカバレッジは、Ｄが５０％を
超えると悪化し始める事が判り、上段から、ＯＨ基は、
Ｄが４０％を越えれば十分小さくなる事が判る。図４か
ら、ステップカバレッジと膜中水分量（膜中ＯＨ基吸収
係数）は相反する傾向にあるが、デューティー比Ｄの値
を適当な範囲（本実施例の場合は４０から６０パーセン
ト）に設定することにより両者とも損なわないようにす
る事が出来る事が判る。
【００２３】尚、本実施例では、有機シランガスとし
て、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ）を用いたが、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式
Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ），テトラメチルシクロテトラシロキ
サン（ＴＭＣＴＳ），オクタメチルシクロテトラシロキ
サン（ＯＭＣＴＳ），ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｓ），トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 ），トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ
（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）3 ）等のシリコン含有化合物を用い
ても同様の結果が得られる。
【００２４】また、反応ガス中のオゾンが存在しなくて
も、酸素ラジカルやＴＥＯＳ解離分子の寿命はかなり長
いので、デューティー比の値を適当に選べば、同様の結
果が得られる。さらに、反応ガス中に、シラン等のシリ
コン無機化合物やアンモニア等窒素化合物や、リン，ホ
ウ素，砒素，アンチモン等の水素化物や有機化合物を混
入させた場合にも同様の結果が得られる。
【００２５】さらにまた、本実施例では、シャワー電極
１９に印加する高周波電力のみを変化させたが、パルス
ジェネレータ４０の生成するパルスに同期して、高周波
電力，反応室圧力，基板温度，ガス流量等を変化させる
と、より良好な段差被覆性が得られる。
【００２６】図６（ａ）は、本発明の第２の実施例のプ
ラズマ化学気相成長装置の反応室の概略平面図であり、
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ′線に沿った縦断面
図である。尚、図６（ａ）は、図６（ｂ）のＢ−Ｂ′線
に沿った平面図を表している。
【００２７】反応室７２は、６つの扇型の領域に分けら
れ、時計の３時の方向の扇型が熱ＣＶＤ領域７０になっ
ており、時計回りに、プラズマＣＶＤ領域、熱ＣＶＤ領
域、プラズマＣＶＤ領域１６６と交互に配置されてい
る。基板６９は、回転軸７９を軸として回転するサセプ
ター７１の上に装着され、熱ＣＶＤ領域と、プラズマＣ
ＶＤ領域を交互に通過するようになっている。
【００２８】熱ＣＶＤ領域７０には、ＴＥＯＳ導入口７
３とオゾン導入口７５から、ＴＥＯＳガス及びオゾン含
有酸素が導入され、ガス分散板８３とシャワーインジェ
クター８１で均一に分散された後、基板６９の表面へ供
給される。基板６９はサセプター７１の裏側に設置され
たヒーター８０によって約３５０℃に加熱されているた
め、基板上でオゾンとＴＥＯＳによる熱ＣＶＤ膜が成長
する。
【００２９】プラズマＣＶＤ領域１６６には、ＴＥＯＳ
導入口７３と酸素導入口７４からＴＥＯＳガス及び酸素
ガスが導入され、ガス分散板８３′とシャワー電極７８
で均一に分散され、基板６９′の表面に供給される。シ
ャワー電極７８は、絶縁リング８２及び絶縁体７６によ
って、反応室の他の部分から電気的に絶縁されており、
ＲＦ導入端子７７から１３．５６ＭＨｚ或いは４５０ｋ
Ｈｚの高周波電圧が印加される。これらの高周波電圧の
印加によって、シャワー電極７８と基板６９′或いは、
サセプター７１の間にプラズマが励起され、プラズマＣ
ＶＤ膜が形成される。
【００３０】前述したように、基板６９は、回転するサ
セプター７１とともに、プラズマＣＶＤ領域と熱ＣＶＤ
領域を交互に通過するため、プラズマＣＶＤ膜と熱ＣＶ
Ｄ膜が交互に形成される。この際、サセプター７１の回
転速度を毎分１０回転程度にすると、熱ＣＶＤ領域７０
で形成される熱ＣＶＤ膜の膜厚は約２ｎｍ程度となり、
隣合うプラズマＣＶＤ領域の成膜初期でプラズマ照射さ
れ、膜質はプラズマＣＶＤ膜と同様になる。このように
して、図４で述べたのと同様に膜質はプラズマＣＶＤ膜
と同様で、ステップカバレッジ及び段差埋め込み性に優
れたＣＶＤ膜が形成される。
【００３１】尚、本実施例では、反応室を６つの領域に
分割したが、これは２つ以上であれば幾つでも構わな
い。また、成膜領域の種類を熱ＣＶＤ領域とプラズマＣ
ＶＤ領域の２種類にしたが、プラズマＣＶＤ領域を印加
する高周波の周波数や印加電力によって２種以上設けて
も良い。
【００３２】さらに、本実施例では、サセプター７１を
平面のターンテーブル状にし、上方に、シャワーインジ
ェクターやシャワー電極を設けたが、サセプターを円筒
或いは多角柱状にし、その外側面に基板を装着し、基板
と対向してシャワー電極等を設けても同様の結果が得ら
れる。
【００３３】また、本実施例では、有機シランガスとし
て、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ）を用いたが、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式
Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ），テトラメチルシクロテトラシロキ
サン（ＴＭＣＴＳ），オクタメチルシクロテトラシロキ
サン（ＯＭＣＴＳ），ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｓ），トリエトキシシラン（化学式ＳｉＨ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 ），トリスジメチルアミノシラン（化学式Ｓ
ｉＨ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）3 ）等のシリコン含有化合物を
用いても同様の結果が得られる。
【００３４】また、反応ガス中にオゾンが存在しなくて
も、酸素ラジカルやＴＥＯＳ解離分子の寿命はかなり長
いので、デューティー比の値を適当に選べば、同様の結
果が得られる。さらに、反応ガス中に、シラン等のシリ
コン無機化合物やアンモニア等窒素化合物や、リン，ホ
ウ素，砒素，アンチモン等の水素化物や有機化合物を混
入させた場合にも同様の結果が得られる。
【００３５】図７は、本発明の第３の実施例のプラズマ
化学気相成長装置の概略を表す総断面図である。
【００３６】イオン源空洞９３には、流量調節器１０３
で流量調節された酸素ガスＯ2 と、流量調節器８７で流
量調節されたアルゴンガスＡｒが供給され、圧力は、ｐ
＝１ｍＴｏｒｒに保たれている。また、マイクロ波電源
８４から、導波管８５及び透過窓８６を経由して、周波
数２．５４ＧＨｚのマイクロ波が供給されている。さら
に、主電磁石コイル９４の作る８７５ガウスの磁場によ
って、イオン源空洞９３内では電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）が起こっており、イオン化率の高い酸素プラ
ズマが発生する。酸素イオンは主電磁石コイル９４の発
散磁界及び補助コイル９６によって反応室９５へ引き出
され、基板１０６へ照射される。シリコン原料となるＴ
ＥＯＳガスは、８０℃に保たれた恒温容器１１２内に保
温されたＴＥＯＳ１１１から蒸発したＴＥＯＳガスを、
流量調節器１１３で流量調節してＴＥＯＳ導入口１０７
から反応室へ導入される。また、流動調節器１０１で流
量調節された酸素ガスが、オゾン発生器９８を通過して
オゾン含有酸素になり、オゾン導入口９７から供給され
る。基板１０６は、サセプター１０９上に装着され、ヒ
ーター１１０によって３００℃に加熱されている。ま
た、反応室の圧力は、流量調節器８８によって流量調節
され、Ａｒ導入口１０８から供給される希釈用アルゴン
ガスと真空ポンプ１０５によって、約１ｍＴｏｒｒに保
たれている。
【００３７】本実施例のプラズマＣＶＤ装置では、ま
ず、イオン源空洞９３内に酸素プラズマを発生させる。
補助コイル９６，９６′に流す電流は、イオン源から基
板に向かう磁場を発生させる向きで小さな値にしてお
き、酸素プラズマの照射が均一になる程度にしておく。
また、反射磁石コイル１０２，１０２′に流す電流も、
イオン源から基板に向かう磁場を発生させる向きで小さ
な値にしておく。この状態で、基板１０６表面に酸素イ
オンを照射させ、ＴＥＯＳガスを供給すると、ＥＣＲプ
ラズマ気相成長が起こり、膜質の良いプラズマＣＶＤ膜
が形成される。を約１０ｎｍ形成する。次に、補助コイ
ル９６，９６′に流す電流の値を強くして、イオン源空
洞出口付近にミラー型磁場が形成されるようにし、主電
磁石コイル９４，９４′の発散磁界によってプラズマか
ら流れ出す電子及びイオンが跳ね返るようにする。する
と、基板１０６上には、ＴＥＯＳガスとイオン源から拡
散してくる酸素ラジカル、酸素分子等の中性粒子のみが
供給され、熱ＣＶＤ的な反応のみが起こり、ステップカ
バレッジの良い成膜が行われる。そこで、補助コイル９
６，９６′に流す電流を１秒から１０秒程度の周期で変
化させると、基板１０６に照射される酸素イオン数が周
期的に変化し、プラズマＣＶＤ膜と熱ＣＶＤ膜が交互に
形成され、さらに、熱ＣＶＤ膜のプラズマＣＶＤ膜への
改質も行われて、図４と同様に、ステップカバレッジ及
び段差埋め込み性に優れたプラズマＣＶＤが形成され
る。特に本実施例では、反応室圧力を１ｍＴｏｒｒ程度
にしているので、アスペクト比の大きな溝の受け込みも
可能になる。
【００３８】尚、基板１０６に照射される酸素イオンを
変化させる手段として、上記の例では補助コイル９４に
よって形成されるミラー型磁場を用いたが、反射磁石１
０２，１０２′によって形成されるカスプ型磁場や、サ
セプター１０９に正の電圧を印加して形成される反跳電
場を用いても良い。また、図７には示されていないが、
機会的なシャッターを用いても同様の結果が得られる。
但し、機械的シャッター等を用いて、酸素ラジカルの拡
散を妨げるような構造にした場合には、オゾン発生器９
８を動作させて基板近傍にオゾンを供給し、熱化学気相
成長を促進し、熱ＣＶＤ膜の成長を促進するようにした
方がよいのは言うまでもない。
【００３９】また、上記実施例では、イオン源として電
子サイクロトロン共鳴型（ＥＣＲ）イオン源を用いた
が、酸素イオンの強度を変化させる事が出来れば、その
形式によらず同様の結果が得られる。
【００４０】また、本実施例では、有機シランガスとし
て、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ）を用いたが、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式
Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ），テトラメチルシクロテトラシロキ
サン（ＴＭＣＴＳ），オクタメチルシクロテトラシロキ
サン（ＯＭＣＴＳ），ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｓ），トリエトキシシラン（化学式ＳｉＨ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 ），トリスジメチルアミノシラン（化学式Ｓ
ｉＨ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）3 ）等のシリコン含有化合物を
用いても同様の結果が得られる。
【００４１】さらに、反応ガス中に、シラン等のシリコ
ン無機化合物やアンモニア等窒素化合物や、リン，ホウ
素，砒素，アンチモン等の水素化物や有機化合物を混入
させた場合にも同様の結果が得られる。
【００４２】図８は、本発明の第４のアルミ多層配線の
層間絶縁膜平坦化法を表す縦断面図である。
【００４３】本実施例では、まず、半導体素子等を形成
した基板１１５上にアルミ配線１１４を形成する（図８
（ａ））。次に、本発明の実施例１のプラズマ化学気相
成長装置を用いて、図中（ｂ），（ｃ）のように、本発
明のＣＶＤ膜１１６をアルミ配線の膜厚より厚く形成す
る。レジスト１１７を塗布しハードベークする。レジス
ト１１７と本発明のＣＶＤ膜１１６のエッチングレート
が等しくなるように調整した反応性イオンエッチング法
を用いて、エッチバックを行い、ＣＶＤ膜の表面が平坦
になるようにする。すると、平坦化された層間膜１１８
が出来上がる。
【００４４】尚、本実施例では、平坦化のためにレジス
トを用いたが、ポリエチレンや有機ＳＯＧ等を用いても
同等の結果が得られる。また、平坦化法として、研磨法
を用いれば、基板全面に渡って良好な平坦性が得られ
る。
【００４５】図１３は、図１の実施例１のプラズマ化学
気相成長装置を使用した、第５の実施例の動作の方法を
示している。図１３では、１３．５６ＭＨｚ高周波電
力，４５０ｋＨｚ高周波電力，イオン電流密度，平均イ
オンエネルギーについて表している。但し、いずれの値
も、それぞれの値の最大値で規格化してある。
【００４６】本実施例の動作の方法では、図１３の下か
ら１段目及び２段目の様に、図１の１３．５６ＭＨｚと
４５０ｋＨｚの２つの周波数の高周波電源３９，３６
に、パルスジェネレータ４０からパルスを送り、２つの
周波数の高周波の最大出力が逆位相になるようにして、
シャワー電極１９に電圧を印加している。すると、図１
３下から３段目および４段目の様に、イオン電流密度の
変化は小さいが、平均イオンエネルギーは、４５０ｋＨ
ｚ高周波電力が最大の時に最大値を取り、１３．５６Ｍ
Ｈｚ高周波電力が最大の時に最小となるように出来る。
これは、印加する高周波の周波数が高いと、プラズマと
基板の間に生ずる電圧（シース電圧）が減少する事によ
る。このように、イオン電流密度を変えないで、イオン
エネルギーのみを変化させた場合、イオン衝撃の強度は
周期的に変化し、膜質の劣化が無く、段差被覆性および
溝埋め込み性が改善される点では、実施例１と同様であ
るが、さらに、図１３最上段の様に、膜成長速度の変化
が１０％程度に小さくできるという利点がある。
【００４７】尚、本実施例では、図１の装置を用いた
が、本発明の他の実施例で示した、図６，図７の装置を
用いても同様の結果を得る事が出来る。
【００４８】尚、本実施例では、有機シランガスとし
て、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ）を用いたが、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式
Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ），テトラメチルシクロテトラシロキ
サン（ＴＭＣＴＳ），オクタメチルシクロテトラシロキ
サン（ＯＭＣＴＳ），ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｓ），トリエトキシシラン（化学式ＳｉＨ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 ），トリスジメチルアミノシラン（化学式Ｓ
ｉＨ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）3 ）等のシリコン含有化合物を
用いても同様の結果が得られる。
【００４９】また、反応ガス中にオゾンが存在しなくて
も、酸素ラジカルやＴＥＯＳ解離分子の寿命はかなり長
いので、デューティー比の値を適当に選べば、同様の結
果が得られる。さらに、反応ガス中に、シラン等のシリ
コン無機化合物やアンモニア等窒素化合物や、リン，ホ
ウ素，砒素，アンチモン等の水素化物や有機化合物を混
入させた場合にも同様の結果が得られる。
【００５０】さらにまた、本実施例では、シャワー電極
１９に印加する高周波電力のみを変化させたが、パルス
ジェネレータ４０の生成するパルスに同期して、高周波
電力，反応室圧力，基板温度，ガス流量等を変化させる
と、より良好な段差被覆性が得られる。
【００５１】図１４は、本発明の第６の実施例のプラズ
マ化学気相成長装置の概略縦断面図である。本実施例の
装置では、シリコン原料となる珪酸エチル（以下ＴＥＯ
Ｓと呼ぶ）ガスは、この図では表されていないＴＥＯＳ
タンクから供給される液体状のＴＥＯＳを、マスフロー
型の液体流量調節器１７５で流量調節し、蒸発器１８７
で完全に気化させ、流量調節器１７６で流量調節された
ヘリウムと混合されて生成される。オゾン含有酸素は、
流量調節器１７４で流量調節された酸素を、無声放電型
のオゾン発生器１８６に導入し、１〜１０％のオゾンを
含有させて生成される。また、過酸化水素ガスは、恒温
容器１７７内の液体過酸化水素１８５を流量調節器１７
７で流量調節されたヘリウムでバブリングすることによ
り生成される。過酸化水素ガスの濃度は、恒温容器１８
４の温度で調節されるが、本実施例では１０〜２０℃の
範囲で使用した。このようにして生成された、ＴＥＯＳ
ガス，オゾン含有酸素ガスおよび過酸化水素ガスは、Ｔ
ＥＯＳ導入口１８９，オゾン導入口１８８および酸化水
素ガス導入口１９０からマニホールド２０８に導入され
る。マニホールド内では、これらのガスは混合され、ガ
ス拡散板１９２に当たる事によって、ほぼ均一に拡散す
る。さらに、シャワー電極１９４に当たると、さらに均
一に分散し、基板２０７の表面に吹き付けられる。基板
２０７は、ＳｉＣサセプタ１９６上に装着され、石英板
１９７を通して加熱ランプ１９８から光加熱され、２０
０〜４５０℃程度の温度に保持されている。シャワー電
極１９４は、絶縁リング１９３によって他の部分と電気
的に絶縁されており、ＲＦ発振器２０６で発生される１
３．５６ＭＨｚの高周波が印加されている。排気管１９
９は真空ポンプ２０１に接続されており、反応室１９５
の圧力は、０．１〜数十Ｔｏｒｒに保持されている。
【００５２】本実施例では、以上の様な装置を用いて、
成膜温度２００℃，成膜圧力１０Ｔｏｒｒ，ＲＦパワー
１００Ｗ，ＴＥＯＳ流量５０ＳＣＣＭ，酸素（Ｏ2 ）流
量１ＳＬＭ，オゾン濃度５％，過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）
流量０〜５ＳＣＣＭの成膜条件で絶縁膜を形成した。図
１６は種々の方法で形成した絶縁膜の、アルミ配線２４
５上の縦断面形状を比較した図である。図１６（ａ）
は、従来のＴＥＯＳと酸素（Ｏ2 ）のプラズマ気相成長
法を用いた絶縁膜（以下ＴＥＯＳ／Ｏ2 系プラズマＣＶ
Ｄ膜と言う）、図１６（ｂ）は、本実施例の条件の内、
過酸化水素（Ｈ2Ｏ2 ）流量が０ＳＣＣＭの場合（つま
り、オゾン含有酸素のみを用いた場合）。図１６（ｃ）
は、本実施例の条件の内、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）流量
が５ＳＣＣＭの場合を示している。図１６（ａ）と
（ｂ）から、酸素の代わりにオゾン含有酸素を用いるこ
とにより、ステップカバレッジがかなり改善されたこと
が判るが、アスペクト比が１．０を越えるスペースに於
いては、ボイド（鬆）２４９が生じることも判る。図１
６（ｃ）から、オゾン含有酸素に加えてさらに過酸化水
素ガス（Ｈ2 Ｏ2 ）を添加することによって、アスペク
ト比が１．０を越えるスペースにおいてもボイド（鬆）
の発生が無くなり、孤立アルミ配線の部分でもややフロ
ー形状が形成されたことが判る。これらの結果は、添加
された過酸化水素が、式（１）の様な化学式に従い分解
し、 Ｈ2 Ｏ2 → Ｈ2 Ｏ ＋ ・Ｏ ……（１） 酸素ラジカル（・Ｏ）と水（Ｈ2 Ｏ）を生成し、これら
がＴＥＯＳの重合を促進するため、図３で示した膜形成
前駆体５０の生成が促進され、高周波電力を印加されプ
ラズマが照射されている状態でも膜形成前駆体擬液体層
５９は形成されるためであると考えられる。
【００５３】尚、本実施例では、添加ガスとして過酸化
水素を用いたが、水素（Ｈ2 ），水（Ｈ2 Ｏ），炭化水
素，アルコール，カルボニル化合物，カルボン酸等のよ
うに酸素と反応して水（Ｈ2 Ｏ）を生成する化合物を用
いた場合、効果に差があるものの、同様の結果が得られ
た。また、過酸化水素を用いた場合、ＲＦ出力がゼロの
場合も、過酸化水素を用いない場合に比べてフロー性の
改善が認められた。また、本実施例では、有機シランガ
スとして、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ2
Ｈ5 ）4 ）を用いたが、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：
化学式Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ），テトラメチルシクロテトラ
シロキサン（ＴＭＣＴＳ），オクタメチルシクロテトラ
シロキサン（ＯＭＣＴＳ），ヘキサメチルジシラザン
（ＨＭＤＳ），トリエトキシシラン（化学式ＳｉＨ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）3 ），トリスジメチルアミノシラン（化学式
ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）3 ）等のシリコン含有化合物
を用いても同様の結果が得られる。
【００５４】図１５は、本発明の第７の実施例のプラズ
マ化学気相成長装置の概略縦断面図である。本実施例の
装置では、シリコン原料となる珪酸エチル（以下ＴＥＯ
Ｓと呼ぶ）ガスは、この図では表されていないＴＥＯＳ
タンクから供給される、液体上のＴＥＯＳを、マスフロ
ー型の液体流量調節器２１０で流量調節し、蒸発器２２
２で完全に気化させ、流量調節器２１１で流量調節され
た窒素ガスと混合されて生成される。オゾン含有酸素
は、流量調節器２０９で流量調節された酸素ガスを無声
放電型のオゾン発生器２２１に導入し、１〜１０％のオ
ゾンを含有させて生成される。また、過酸化水素ガス
は、恒温容器２１９内の液体過酸化水素２２０を流量調
整器２１２で流量調節されたヘリウムでバブリングする
ことにより生成される。過酸化水素ガスの濃度は、恒温
容器２１９の温度で調節されるが、本実施例では１０〜
２０℃の範囲で使用した。このようにして生成された、
ＴＥＯＳガス，オゾン含有酸素ガスおよび過酸化水素ガ
スは、ＴＥＯＳ導入口２２４，オゾン導入口２２３およ
び過酸化水素ガス導入口２２５からマニホールド２４４
に導入される。マニホールド内では、これらのガスは混
合され、ガス拡散板２２７に当たる事によって、ほぼ均
一に拡散する。さらに、シャワー電極２２９に当たる
と、さらに均一に分散し、基板２４３の表面に吹き付け
られる。基板２４３は、ＳｉＣサセプタ２３１上に装着
され、石英板２３２を通して加熱ランプ２３３から光加
熱され、２００〜４５０℃程度の温度に保持されてい
る。排気管２３４は真空ポンプ２３６に接続されてお
り、反応室２３０の内部の圧力は、０．１〜数十Ｔｏｒ
ｒに保持されている。シャワー電極２２９は、絶縁リン
グ２２８によって他の部分と電気的に絶縁されており、
ＲＦ発振器２４１で発生される１３．５６ＭＨｚの高周
波が印加されている。このＲＦ発振器２４１の出力は、
パルス発生器２４２で発生されるパルスによて制御され
ており、周期的にＯＮ・ＯＦＦしたり、強度が変化した
りする。
【００５５】本実施例では、以上の様な装置を用いて、
成膜温度３５０℃，成膜圧力１０Ｔｏｒｒ，ＲＦ周波数
１３．５６ＭＨｚ，ＲＦパワー１００Ｗ，パルス周波数
１Ｈｚ，デューティー比Ｄ＝３０％，ＴＥＯＳ流量５０
ＳＣＣＭ，酸素（Ｏ2 ）流量１ＳＬＭ，オゾン濃度５
％，過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）流量０〜５ＳＣＣＭの成膜
条件で絶縁膜を形成した。図１７は本実施例の成膜条件
で形成した絶縁膜の、アルミ配線２５１上の縦断面形状
を示している。図から、本実施例によれば、アスペクト
比が１．０を越えるスペース部を埋め込むだけでなく、
フロー形状が得られ、滑らかな表面状態を有する絶縁膜
が得られることが判る。
【００５６】尚、本実施例では、ＲＦ発振器の周波数と
して１３．５６ＭＨｚを用いたが、本発明の実施例１と
同様に、４５０Ｈｚ等の低周波を加えるとさらに良い結
果が得られる。また、本実施例では、パルス発生器を用
いてＲＦパワーのＯＮ・ＯＦＦを行ったが、図６の様な
装置を用いて、プラズマの照射・非照射の状態を繰り返
しても同様の結果が得られる。また、本実施例では、有
機シランガスとして、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓ
ｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ）を用いたが、テトラメチルシラン
（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ），テトラメチルシ
クロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ），オクタメチルシ
クロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ），ヘキサメチルジ
シラザン（ＨＭＤＳ），トリエトキシシラン（化学式Ｓ
ｉＨ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ），トリスジメチルアミノシラン
（化学式ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ3 ）2）3 ）等のシリコン含
有化合物を用いても同様の結果が得られる。
【００５７】図１８は、本発明の第８の実施例のプラズ
マ化学気相成長装置の概略縦断面図である。本実施例の
装置では、シリコン原料となるオクタメチルシクロテト
ラシロキサン（以下ＯＭＣＴＳと呼ぶ。化学式は、Ｓｉ
4 Ｏ12Ｃ8 Ｈ24である。）ガスは、この図では表されて
いないＯＭＣＴＳタンクから供給される、液体状のＯＭ
ＣＴＳを、マスフロー型の液体流量調節器２５５で流量
調節し、蒸発器２６５で完全に気化させ、流量調節器２
５６で流量調節された窒素ガスと混合されて生成され
る。オゾン含有酸素は、流量調節器２５４で流量調節さ
れた酸素ガスを無声放電型のオゾン発生器２６４に導入
し、０．１〜１．０％のオゾンを含有させて生成され
る。また、アンモニアガスは、この図では表されていな
いＨＮ3 ガスボンベから供給され、流量調整期２５７で
流量調節される。このようにして生成されたＯＭＣＴＳ
ガス，オゾン含有酸素ガスおよびアンモニアガスは、Ｏ
ＭＣＴＳ導入口２６７，オゾン導入口２６８およびＮＨ
3 導入口２６６からマニホールド２６９に導入される。
マニホールド内では、これらのガスは混合され、ガス拡
散板２７１に当たる事によって、ほぼ均一に拡散する。
さらに、シャワー電極２７３に当たると、さらに均一に
分散し、基板２７５の表面に吹き付けられる。基板２７
５は、ＳｉＣサセプタ２７６上に装着され、石英板２７
７を通して加熱ランプ２７８から光加熱され、２００〜
４５０℃程度の温度に保持されている。排気管２７９は
真空ポンプ２８１に接続されており、反応室２７４の内
部の圧力は、０．１〜数十Ｔｏｒｒの適当な値に保持さ
れている。シャワー電極２７３は、絶縁リング２７２に
よって他の部分と電気的に絶縁されており、ＲＦ発生器
２８６で発生される１３．５６ＭＨｚの高周波が印加さ
れている。このＲＦ発振器２８６の出力は、パルス発生
器２８７で発生されるパルスによって制御されており、
周期的にＯＮ・ＯＦＦしたり、強度が変化したりする。
【００５８】本実施例では、以上の様な装置を用いて、
成膜温度３００℃，成膜圧力１．０Ｔｏｒｒ，ＲＦ周波
数１３．５６ＭＨｚ，ＲＦパワー３００Ｗ，パルス周波
数０．２Ｈｚ（パルス周期５秒），デューティー比Ｄ＝
２０％，ＯＭＣＴＳ流量５０ＳＣＣＭ，酸素（Ｏ2 ）流
量０．１ＳＬＭ，オゾン濃度１％，アンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）流量１．０ＳＬＭの成膜条件で絶縁膜を形成し
た。
【００５９】結果として約１２００オングストローム／
ｍｉｎの膜成長速度が得られ、ステップカバレッジは、
９０％以上であった。また、その組成は、窒素含有率が
５〜２５％のＳｉＯＮであり、膜中水分量も１％以下
で、良好な絶縁膜である事が判った。
【００６０】本実施例の絶縁膜の成膜機構は以下のよう
に説明される。まず、ＲＦパワーがＯＦＦの状態で、オ
ゾンとＯＭＣＴＳの熱ＣＶＤ反応が行われる。この反応
で形成されるのは、水分をかなり多く含んだＳｉＯ2 膜
である。次に、ＲＦパワーがＯＮになると、アンモニア
プラズマが発生する。熱ＣＶＤ反応で形成されたＳｉＯ
2 膜は、このアンモニアプラズマに曝されると窒素イオ
ンが注入され、窒化されるものと考えられる。ＲＦパワ
ーがＯＮの時間は、同時にプラズマＣＶＤ反応も生じて
おり、反応ガス中にＳｉ，Ｏ，Ｎ，Ｈが含まれるのでＳ
ｉＯＮ膜が形成される。本実施例では、オゾンとＯＭＣ
ＴＳの熱ＣＶＤ反応のデポレートが約１０００オングス
トローム／ｍｉｎ，ＲＦパワーをＯＮにしたプラズマＣ
ＶＤ反応のデポレートが２０００オングストローム／ｍ
ｉｎであり、ＲＦパワーＯＦＦの時間が４秒であるの
で、約１２５オングストロームの膜厚のＳｉＯ2 膜をア
ンモニアプラズマに曝した事になる。本発明の発明者
は、この程度の膜厚のＳｉＯ2膜が、アンモニアプラズ
マで容易に窒化される事を確認しており、しかも、ＲＦ
パワーのＯＮ・ＯＦＦにより、膜厚方向に組成分布や膜
質分布がほとんど生じない事も確認している。
【００６１】尚、本実施例では、ＲＦ発振器の周波数と
して１３．５６ＭＨｚを用いたが、本発明の実施例１と
同様に、４５０Ｈｚ等の低周波を加えるとさらに良い結
果が得られる。また、本実施例では、パルス発生器を用
いてＲＦパワーのＯＮ・ＯＦＦを行ったが、図６の様な
装置を用いて、プラズマの照射・非照射の状態を繰り返
しても同様の結果が得られる。また、本実施例では、有
機シランガスとして、オクタメチルシクロテトラシロキ
サン（ＯＭＣＴＳ）を用いたが、珪酸エチル（ＴＥＯ
Ｓ：Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ），テトラメチルシラン（Ｔ
ＭＳ：Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ），テトラメチルシクロテトラ
シロキサン（ＴＭＣＴＳ），ヘキサメチルジシラザン
（ＨＭＤＳ），トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ2 Ｈ
5 ）3 ）等のシリコン含有化合物を用いても同様の結果
が得られる。また、有機シランガスとして、トリスジメ
チルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）3 ）やト
リスジエチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（Ｃ
2 Ｈ5 ）2 ）3 ）など、Ｓｉ−Ｎ結合を有する化合物を
用いると、窒素含有率を上げる事が出来る。また、本実
施例では窒素を注入するプラズマを発生させるガスとし
て、アンモニア（ＮＨ3 ）を用いたが、Ｎ2 やＮ2 とＨ
2 の混合ガスなどでも同様の効果が得られる。
【００６２】図１９は、本発明の第９の実施例のプラズ
マ化学気相成長装置の概略を表す縦断面図である。
【００６３】イオン源空洞３０５には、流量調節器２８
８で流量調節されたアンモニアガスＮＨ3 と、流量調節
器２８９で流量調節された笑気ガスＮ2 Ｏと、流量調節
器２９０で流量調節された窒素ガスＮ2 が供給され、圧
力は、ｐ＝１００ｍＴｏｒｒに保たれている。また、マ
イクロ波電源３００から、導波管２９９及び透過窓２９
８を経由して、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波が供
給されている。さらに、主電磁石コイル３０３の作る８
７５ガウスの磁場によって、イオン源空洞３０５内では
電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）が起こっており、イ
オン化率の高いプラズマが発生する。ここで生成される
酸素イオン，窒素イオン，水素イオンは主電磁石３０３
の発散磁界及び補助コイル１．３０４によって反応室３
０９へ引き出され、グリッド３０７の隙間を通り抜け
て、基板３１０へ照射される。グリッド３０７は、印加
する電圧によってイオンを跳ね返したり、通過させたり
するシャッターの役目をしている。
【００６４】シリコン原料となるＴＤＥＡＳガスは、８
０℃に保たれた恒温容器３１７内に保温されたＴＤＥＡ
Ｓ（液体）３１８から蒸発したＴＤＥＡＳガスを、流量
調節器２９２で流量調節し、流量調節器２９１で流量調
節された窒素ガスと混合されて、ソースガス導入口３０
８から反応室へ導入され、基板表面へ吹き付けられる。
ここで、ＴＤＥＡＳ３１８の入っている恒温容器３１７
からソースガス導入口３０８につながる配管とソースガ
ス導入口３０８は、８０℃以上の一定温度に保たれてい
る。基板３１０は、サセプター３１２上に装着され、ヒ
ーター３１５によって３００℃に加熱されている。ま
た、反応室の圧力は、真空ポンプ３１６によって、約１
ｍＴｏｒｒに保たれている。
【００６５】本実施例のプラズマＣＶＤ装置では、ま
ず、マイクロ波電源３００を動作させ、主電磁石コイル
により８７５ガウスの磁場を発生させ、ＥＣＲ共鳴を生
じさせて、イオン源空洞３０５内に窒素ガス，アンモニ
アガス，および、笑気ガスからなるプラズマを発生させ
る。補助コイル１・３０４および補助コイル２・３１１
に流す電流は、イオン源から基板に向かう磁場を発生さ
せる向きで小さな値にしておき、プラズマの照射が均一
になる程度にしておく。また、グリッド３０７には正の
電圧を印加して、プラズマ中に存在する、酸素イオンＯ
+ ，窒素イオンＮ+ ，水素イオンＨ+ などの正に帯電し
たイオンが、正の電界によって反跳され、基板３１０に
照射されないようにしておく。この状態では、基板３１
０表面には、イオン源空洞３０５内のプラズマ中で生成
された中性の活性種（ラジカル）や分子のみが供給され
る。ここで、ＴＤＥＡＳガスを供給すると、中性活性種
（ラジカル）により活性化された熱化学反応が起こり、
ステップカバレッジの良いＳｉＯＮ膜が形成される。本
実施例では、この熱化学反応によるＳｉＯＮ膜を約１０
ｎｍ形成した。次に、グリッド３０７に印加する電圧を
ゼロあるいは負の小さな値にし、正に帯電したイオン
が、基板３１０の表面に照射されるようにする。する
と、熱化学反応で形成されたＳｉＯＮ膜は、イオン衝撃
を受ける事により膜中の水分や炭素が脱離し、プラズマ
ＣＶＤ膜と同等の膜質を有する、膜質の良いＳｉＯＮ膜
となる。また、基板表面ではプラズマ化学反応も起こっ
ており、プラズマＣＶＤ・ＳｉＯＮ膜も同時に形成され
る。そこで、グリッド３０７に印加する電圧を、１秒か
ら１０秒程度の周期で変化させると、基板３１０に照射
されるイオン数が周期的に変化し、熱化学反応による熱
ＣＶＤ・ＳｉＯＮ膜の形成と、プラズマＣＶＤ・ＳｉＯ
Ｎ膜への改質が交互に行われる事になる。その結果、ス
テップカバレッジ及び段差埋め込み正に優れたプラズマ
ＣＶＤ・ＳｉＯＮ膜が形成される。特に本実施例では、
反応室圧力を１ｍＴｏｒｒ程度にしているので、アスペ
クト比の大きな溝の埋め込みも可能である。
【００６６】尚、基板３１０に照射されるイオンを変化
させる手段として、上記の例ではグリッド３０７に正電
圧を印加する事による反跳電界を用いたが、補助コイル
１・３０４によるミラー型磁場や、補助コイル２・３１
１によって形成されるカスプ型磁場や、バイアス印加電
源３１３からサセプター３１２に正の電圧を印加して形
成される反跳電場を用いても良い。また、図１９には示
されていないが、機械的なシャッターを用いても同様の
結果が得られる。但し、機械的シャッター等を用いて、
ラジカルの拡散を妨げるような構造にした場合には、ラ
ジカル発生器を用いて基板近傍にラジカルを供給し、熱
化学気相成長を促進し、熱ＣＶＤ膜の成長を促進するよ
うにした方がよいのは言うまでもない。
【００６７】また、上記実施例では、イオン源として電
子サイクロトロン共鳴型（ＥＣＲ）イオン源を用いた
が、イオンの強度を変化させる事が出来れば、その形式
によらず同様の結果が得られる。
【００６８】また、本実施例では、有機シランガスとし
て、トリスジエチルアミノシラン（ＴＤＥＡＳ：化学式
ＳｉＨ（Ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）3 ）を用いたが、珪酸エチ
ル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ），テトラ
メチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ），テ
トラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ），オ
クタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ），ヘ
キサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ），トリエトキシシラ
ン（化学式ＳｉＨ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ），トリスジメチル
アミノシラン（化学式ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）3 ）等
のシリコン含有化合物を用いても同様の結果が得られ
る。
【００６９】さらに、反応ガス中に、シラン等のシリコ
ン無機化合物やアンモニア等窒素化合物や、リン，ホウ
素，砒素，アンチモン等の水素化物や有機化合物を混入
させた場合にも同様の結果が得られる。また、本実施例
では、プラズマを発生させるガスとして、アンモニア
（ＮＨ3 ）を用いたが、Ｎ2 やＮ2 とＨ2 の混合ガスな
どでも同様の効果が得られる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の化学気相成
長法は、基板表面へのプラズマ照射強度を周期的に変化
させながら、優れたステップカバレッジを持つオゾンと
ＴＥＯＳの熱ＣＶＤ膜の形成と、その熱ＣＶＤ膜のプラ
ズマＣＶＤ膜と同等な膜質への改質、および、プラズマ
ＴＥＯＳ・ＣＶＤ膜の形成を繰り返して行うため、微細
でアスペクト比の大きい溝を埋め込む事が可能なほど優
秀なステップカバレッジを有し、膜中水分量や膜中スト
レスが小さく、良好な膜質を有するプラズマＣＶＤ膜の
形成が可能になる効果がある。また、本発明の化学気相
成長法は、原料ガスとして、有機シランとオゾンの他
に、過酸化水素等の添加ガスを含むため、埋め込み性お
よびフロー性の優れた絶縁膜の形成が可能になる。
【００７１】また、本発明の化学気相成長装置は、有機
シランを供給する機構と、酸素或いはオゾン含有酸素を
供給する機構と、プラズマ発生強度を周期的に変化させ
る機構、或いは、１つの反応容器内に設けられたプラズ
マ強度の異なる複数のプラズマ照射機構と、この複数の
プラズマ照射機構の間で基板を移動させる機構、或い
は、プラズマ照射強度を周期的に変化させるための機械
的或いは電磁的なシャッターとを有しているため、本発
明のプラズマ化学気相成長法を効果的に実現できる。ま
た、本発明の化学気相成長装置は、過酸化水素，水素，
水，炭化水素、アルコール，カルボニル化合物，カルボ
ン酸の内の少なくとも１種類をガス状態にして供給する
機構とを有しており、本発明の化学気相成長法を効果的
に実現できる。
【００７２】また、本発明の多層配線の製造方法は、有
機シランと酸素あるいはオゾンと過酸化水素等の添加ガ
スを原料とする本発明記載の化学気相成長法を用いる
か、あるいは、有機シランと酸素あるいはオゾンを原料
ガスとし、基板表面へのプラズマ照射強度を周期的に変
化させる、本発明記載のプラズマ化学気相成長法を用
い、金属配線間に鬆（ボイド）の発生の無い絶縁膜を、
金属配線の高さ以上の膜厚だけ形成する工程を含むた
め、シリカ塗布膜を用いる従来の多層配線の製造方法に
比べ、層間膜中の水分量が大幅に減少し、耐クラック性
の向上、ストレスマイグレーションの低域、スルーホー
ルの導通特性の向上等が図られる。また、本発明の多層
配線の製造方法の工程数は、従来の方法に比べて著しく
減少しているので、歩留りが向上し、コストが低減され
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を表すプラズマ化学気相
成長装置の概略縦断面図。
【図２】図１のプラズマ化学気相成長装置の動作を、印
加高周波電力、酸素イオン数，オゾン濃度の時間変化に
ついて表す図。
【図３】本発明の原理の概略を表すモデル図。
【図４】図２のような動作を行った際の、時間経過と膜
の成長過程を表す縦断面図。
【図５】図２のような動作を行った際の、高周波オン時
間（ｔON）の割合（デューティーＤ）と膜成長速度，ス
テップカバレッジ，ＯＨ基の吸収係数の関係図。
【図６】本発明の第２の実施例２のプラズマ化学気相成
長装置の反応室の概略平面図及び縦断面図。
【図７】本発明の第３の実施例のプラズマ化学気相成長
装置の概略を表す縦断面図。
【図８】本発明の第４の実施例のアルミ多層配線の層間
絶縁膜平坦化法を表す縦断面図。
【図９】従来のプラズマ気相成長装置の概略図。
【図１０】プラズマ化学気相成長法と、オゾンとＴＥＯ
Ｓの熱化学気相成長法とを交互に作用する従来の方法に
おける、シャワー電極に印加される高周波電力と、プラ
ズマ中の酸素イオン数と、原料ガス中のオゾン濃度の、
成膜時間に対する変化図。
【図１１】プラズマ化学気相成長法とオゾン熱化学気相
成長法を交互に行った場合の膜成長を表す縦断面図。
【図１２】プラズマ化学気相成長法とシリカ塗布法を用
いた、従来の多層配線用平坦化絶縁膜の形成方法を示す
縦断面図。
【図１３】図１の第１の実施例のプラズマ化学気相成長
装置を使用した、第５の実施例の動作の方法を示す高周
波電力等の時間変化図。
【図１４】本発明の第６の実施例のプラズマ化学気相成
長装置の概略を表す縦断面図。
【図１５】本発明の第７の実施例のプラズマ化学気相成
長装置の概略を表す縦断面図。
【図１６】本発明の第６の実施例のプラズマ気相成長法
を用いて形成された絶縁膜のステップカバレッジを表す
縦断面図。
【図１７】本発明の第７の実施例のプラズマ気相成長法
を用いて形成された絶縁膜のステップカバレッジを表す
縦断面図。
【図１８】本発明の第８の実施例のプラズマ化学気相成
長装置の概略を表す縦断面図。
【図１９】本発明の第９の実施例のプラズマ化学気相成
長装置の概略を表す縦断面図。
【符号の説明】
１，２ 流量調節器 ３ 液体流量調節器 ４，５ 流量調節器 ６〜１０ バルブ １１ オゾン発生器 １２ 蒸発器 １３ オゾン導入口 １４ ＴＥＯＳ導入口 １５ マニホールド １６ Ｈｅ導入口 １７ ガス拡散板 １８ 絶縁リング １９ シャワー電極 ２０ 反応室 ２１ ＳｉＣサセプター ２２ 石英板 ２３ 加熱ランプ ２４ 排気管 ２５ バタフライバルブ ２６ 真空ポンプ ２７ パルスモーター ２８ 基板 ２９ 温度センサー ３０ 圧力センサー ３１ バルブ開度調節器 ３２ 加熱ランプコントローラー ３３ プリアンプ ３４ プリアンプ ３５ ローパスフィルター ３６ ４５０ｋＨｚ高周波電源 ３７ マッチングボックス ３８ ハイパスフィルター ３９ １３．５６ＭＨｚ高周波電源 ４０ パルスジェネレーター ４１ プロセスコントローラー ４２ オゾン分子数の変化 ４３ 酸素イオン数の変化 ４４ 高周波電力の変化 ４５ 電子 ４６ ＴＥＯＳ解離分子 ４７ 酸素イオン ４８ 酸素イオンのドリフト ４９ ＴＥＯＳ解離分子の拡散 ５０ 膜形成前駆体 ５１ 形成膜 ５２ 基板 ５３ ＴＥＯＳの拡散 ５４ ＴＥＯＳ ５５ 酸素ラジカル ５６ オゾン分子 ５７ 酸素ラジカルの拡散 ５８ オゾン分子の拡散 ５９ 膜形成前駆体擬液体層 ６０ 第１のプラズマＣＶＤ膜 ６１ アルミ配線 ６２ 第１の熱ＣＶＤ膜 ６３ 第２のプラズマＣＶＤ膜 ６４ 第２のプラズマＣＶＤ膜成長前の形成膜 ６５ 第２の熱ＣＶＤ膜 ６６ 第２のプラズマＣＶＤ膜成長後の形成膜 ６７ 第３のプラズマＣＶＤ膜 ６８ 第３のプラズマＣＶＤ膜成長前の形成膜 ６９ 基板 ７０ 熱ＣＶＤ領域 ７１ サセプター ７２ 反応室 ７３ ＴＥＯＳ導入口 ７４ 酸素導入口 ７５ オゾン導入口 ７６ 絶縁体 ７７ ＲＦ導入端子 ７８ シャワー電極 ７９ 回転軸 ８０ ヒーター ８１ シャワーインジェクター ８２ 絶縁リング ８３ ガス分散板 １６６ プラズマＣＶＤ領域 ８４ マイクロ波電源 ８５ 導波管 ８６ 透過窓 ８７ 流量調整器 ８８ 流量調整器 ８９ バルブ ９０ バルブ ９１ Ａｒ導入口 ９２ Ｏ2 導入口 ９３ イオン源空洞 ９４，９４′ 主電磁石コイル ９５ 反応室 ９６，９６′ 補助コイル ９７ オゾン導入口 ９８ オゾン発生器 ９９ バルブ １００ バルブ １０１ 流量調節器 １０２，１０２′ 反射磁石コイル １０３ 流量調節器 １０４ 排気管 １０５ 真空ポンプ １０６ 基板 １０７ ＴＥＯＳ導入口 １０８ Ａｒ導入口 １０９ サセプター １１０ ヒーター １１１ ＴＥＯＳ １１２ 恒温容器 １１３ 流量調節器 １６４ コイル駆動電源 １６８ バイアス印加装置 １１４ アルミ配線 １１５ 基板 １６７ 本発明のＣＶＤ膜（途中経過） １１６ 本発明のＣＶＤ膜 １１７ レジスト １１８ 平坦化された層間膜 １１９ 流量調整器 １２０ 流量調整器 １２１ バルブ １２２ バルブ １２３ 流量調節器 １２４ バルブ １２５ 流量調節器 １２６ バルブ １２７ バルブ １２８ 流量調節器 １２９ １３．５６ＭＨｚ高周波電源 １３０ ハイパスフィルター １３１ ＴＥＯＳ １３２ バブラー １３３ ４５０ｋＨＺ高周波電源 １３４ ローパスフィルター １３５ マッチングボックス １３６ マニホールド １３７ 酸素・オゾン導入口 １３８ ＴＥＯＳ導入口 １３９ Ｈｅ導入口 １４０ ガス拡散板 １４１ 絶縁リング １４２ シャワー電極 １４３ 反応室 １４４ ＳｉＣサセプター １４５ 石英板 １４６ 加熱ランプ １４７ 基板 １４８ 排気管 １４９ 真空ポンプ １６５ オゾン発生器 １５０ オゾン濃度の時間変化 １５１ 酸素イオン数の変化 １５２ 高周波電力の変化 １５３ アルミ配線 １５４ 第１のプラズマＣＶＤ膜 １５５ 第１の熱ＣＶＤ膜 １５６ 第２のプラズマＣＶＤ膜 １５８ アルミ配線 １５９ プラズマＣＶＤ膜 １６０ シリカ塗布膜（１回塗布） １６１ シリカ塗布膜（複数回塗布） １６２ エッチバック後シリカ塗布膜 １６３ プラズマＣＶＤ膜 １６９ １３．５６ＭＨｚ高周波電力の変化 １７０ ４５０ｋＨｚ高周波電力の変化 １７１ イオン電流密度の変化 １７２ 平均イオンエネルギーの変化 １７３ 成長速度の変化 １７４ 流量調節器 １７５ 液体流量調節器 １７６〜１７８ 流量調節器 １７９〜１８３ バルブ １８４ 恒温容器 １８５ 過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ） １８６ オゾン発生器 １８７ 蒸発器 １８８ オゾン導入口 １８９ ＴＥＯＳ導入口 １９０ Ｈ2 Ｏ2 導入口 １９１ Ｈｅ導入口 １９２ ガス拡散板 １９３ 絶縁リング １９４ シャワー電極 １９５ 反応室 １９６ ＳｉＣサセプター １９７ 石英板 １９８ 加熱ランプ １９９ 排気管 ２００ バラフライバルブ ２０１ 真空ポンプ ２０２ バルスモーター ２０３ バルブ開度調節器 ２０４ 圧力センサー ２０５ プリアンプ ２０６ ＲＦ発振器 ２０７ 基板 ２０８ マニホールド ２０９ 流量調節器 ２１０ 液体流量調節器 ２１１〜２１３ 流量調節器 ２１４〜２１８ バルブ ２１９ 恒温容器 ２２０ 過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ） ２２１ オゾン発生器 ２２２ 蒸発器 ２２３ オゾン導入口 ２２４ ＴＥＯＳ導入口 ２２５ Ｈ2 Ｏ2 導入口 ２２６ Ｈｅ導入口 ２２７ ガス拡散板 ２２８ 絶縁リング ２２９ シャワー電極 ２３０ 反応室 ２３１ ＳｉＣサセプター ２３２ 石英板 ２３３ 加熱ランプ ２３４ 排気管 ２３５ バタフライバルブ ２３６ 真空ポンプ ２３７ パルスモーター ２３８ バルブ開度調節器 ２３９ 圧力センサー ２４０ プリアンプ ２４１ ＲＦ発振器 ２４２ パルス発生器 ２４３ 基板 ２４４ マニホールド ２４５ アルミ配線 ２４６ ＴＥＯＳ／Ｏ2 系ＣＶＤ膜 ２４７ 本実施例の絶縁膜（Ｈ2 Ｏ2 流量＝０ＳＣＣ
Ｍ） ２４８ 本実施例の絶縁膜（Ｈ2 Ｏ2 流量＝５ＳＣＣ
Ｍ） ２４９ ボイド（鬆） ２５０ 基板 ２５１ アルミ配線 ２５２ 本実施例の絶縁膜 ２５３ 基板 ２５４ 流量調節器 ２５５ 液体流量調節器 ２５６〜２５８ 流量調節器 ２５９〜２６３ バルブ ２６４ オゾン発生器 ２６５ 蒸発器 ２６６ ＮＨ3 導入口 ２６７ ＯＭＣＴＳ導入口 ２６８ オゾン導入口 ２６９ マニホールド ２７０ Ｎ2 導入口 ２７１ ガス拡散板 ２７２ 絶縁リング ２７３ シャワー電極 ２７４ 反応室 ２７５ 基板 ２７６ ＳｉＣサセプタ ２７７ 石英板 ２７８ 加熱ランプ ２７９ 排気管 ２８０ バタフライバルブ ２８１ 真空ポンプ ２８２ パルスモーター ２８３ バルブ開度調節器 ２８４ 圧力センサ ２８５ プリアンプ ２８６ ＲＦ発振器 ２８７ パルス発生器 ２８８〜２９２ 流量調節器 ２９３〜２９７ バルブ ２９８ 透過窓 ２９９ 導波管 ３００ マイクロ波電源 ３０１ Ｎ2 導入口 ３０２ ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｏ導入口 ３０３ 主磁石コイル ３０４ 補助コイル１ ３０５ イオン源空洞 ３０６ グリッド電圧制御電源 ３０７ グリッド ３０８ ソースガス導入口 ３０９ 反応室 ３１０ 基板 ３１１ 補助コイル２ ３１２ サセプタ ３１３ バイアス印加電源 ３１４ 排気管 ３１５ ヒーター ３１６ 真空ポンプ ３１７ 恒温容器 ３１８ ＴＤＥＡＳ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｐ 7514−4Ｍ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原料ガスの少なくとも一部分に有機シラ
    ンと酸素を含み、基板方面へのプラズマ照射強度を周期
    的に変化させながら所望の薄膜を形成する事を特徴とす
    るプラズマ化学気相成長法。
  2. 【請求項２】 原料ガスの少なくとも一部分に有機シラ
    ンとオゾン含有酸素を含み、基板表面へのプラズマ照射
    強度を周期的に変化させながら所望の薄膜を形成する事
    を特徴とする請求項１記載の化学気相成長法。
  3. 【請求項３】 前記プラズマ照射強度の周期的な変化
    を、プラズマの発生状態と非発生状態の繰り返しにより
    行う事を特徴とする請求項１または請求項２記載のプラ
    ズマ化学気相成長法。
  4. 【請求項４】 前記プラズマ照射強度の周期的な変化
    を、基板表面へのプラズマの照射および非照射の繰り返
    しにより行う事を特徴とする請求項１または請求項２記
    載のプラズマ化学気相成長法。
  5. 【請求項５】 ウェハー表面に有機シランおよび酸素を
    供給する機構と、酸素プラズマイオン源と、プラズマ照
    射強度を周期的に変化させるためのシャッターとを有す
    る事を特徴とする化学気相成長装置。
  6. 【請求項６】 原料ガスとして有機シランと酸素あるい
    はオゾンとを用いる化学気相成長法であって、さらに過
    酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ），水素（Ｈ2 ），水（Ｈ2 Ｏ），
    炭化水素，アルコール，カルボニル化合物，カルボン酸
    の内の少くとも１種類を添加する事を特徴とする化学気
    相成長法。
  7. 【請求項７】 プラズマを照射することを特徴とする請
    求項６記載の化学気相成長法。
  8. 【請求項８】 基板表面へのプラズマ照射強度を周期的
    に変化させながら所望の薄膜を形成する事を特徴とする
    請求項７記載の化学気相成長法。
  9. 【請求項９】 前記プラズマ照射強度の周期的な変化
    を、プラズマの発生状態と非発生状態の繰り返しにより
    行う事を特徴とする請求項９記載の化学気相成長法。
  10. 【請求項１０】 原料ガスに有機シランと、オゾンある
    いは酸素と、過酸化水素衰，水素，水，炭化水素，アル
    コール，カルボニル化合物，カルボン酸の内の少なくと
    もひとつを添加し、金属配線上に絶縁膜を金属配線の高
    さ以上の膜厚だけ形成する工程と、レジスト膜，有機シ
    リカ膜等の平坦化膜を形成する工程と、反応性イオンエ
    ッチング法によりエッチバックする工程を含む事を特徴
    とする多層配線の製造方法。
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