JPH0810677B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0810677B2 JPH0810677B2 JP4142504A JP14250492A JPH0810677B2 JP H0810677 B2 JPH0810677 B2 JP H0810677B2 JP 4142504 A JP4142504 A JP 4142504A JP 14250492 A JP14250492 A JP 14250492A JP H0810677 B2 JPH0810677 B2 JP H0810677B2
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Description
【０００１】〔目次〕 ・産業上の利用分野 ・従来の技術 ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段 ・作用（図３〜図７） ・実施例 本発明の第１の実施例 （イ）本発明の実施例に用いられるＣＶＤ装置（第９
図） （ロ）本発明の実施例に用いられるプラズマ処理装置
（第８図） （ハ）本発明の第１の実施例の層間絶縁膜の形成方法
（第１図） 本発明の第２の実施例（第２図） ・発明の効果
図） （ロ）本発明の実施例に用いられるプラズマ処理装置
（第８図） （ハ）本発明の第１の実施例の層間絶縁膜の形成方法
（第１図） 本発明の第２の実施例（第２図） ・発明の効果
【０００２】
【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、更に詳しく言えば、低温ＣＶＤ法により形成さ
れた絶縁膜の改質方法を含む半導体装置の製造方法に関
する。
に関し、更に詳しく言えば、低温ＣＶＤ法により形成さ
れた絶縁膜の改質方法を含む半導体装置の製造方法に関
する。
【０００３】
【従来の技術】近年、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion ）法による絶縁膜の形成方法には多くの方式がある
が、主として熱的ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法が用いら
れている。ところで、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Int
egrated Circuit ）、特にＤＲＡＭにおいては一層の微
細化及び高密度化が要望されている。従って、絶縁膜を
プラズマＣＶＤ法により形成するのは、ステップカバレ
ージが劣り、また形成された絶縁膜中にカーボン（Ｃ）
等不純物を含むため好ましくない。このため、微細化及
び高密度化されるＤＲＡＭの作成にはステップカバレー
ジの優れた熱的ＣＶＤ法、特に熱的に他に影響を及ぼさ
ないように低温で膜形成の可能な熱的ＣＶＤ法の適用が
注目されているが、更に膜質の改良が望まれている。
ion ）法による絶縁膜の形成方法には多くの方式がある
が、主として熱的ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法が用いら
れている。ところで、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Int
egrated Circuit ）、特にＤＲＡＭにおいては一層の微
細化及び高密度化が要望されている。従って、絶縁膜を
プラズマＣＶＤ法により形成するのは、ステップカバレ
ージが劣り、また形成された絶縁膜中にカーボン（Ｃ）
等不純物を含むため好ましくない。このため、微細化及
び高密度化されるＤＲＡＭの作成にはステップカバレー
ジの優れた熱的ＣＶＤ法、特に熱的に他に影響を及ぼさ
ないように低温で膜形成の可能な熱的ＣＶＤ法の適用が
注目されているが、更に膜質の改良が望まれている。
【０００４】従来、低温で膜形成の可能な熱的ＣＶＤ法
として次のような条件、 反応ガス：モノシラン（ＳｉＨ4 ）／酸素（Ｏ2 ）混
合ガス，温度：350 〜450 ℃ 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）
混合ガス，温度：350〜450 ℃で行う方法がある。これ
らはいずれも形成温度が低温であるため、熱歪みを抑制
でき、周辺へ及ぼす影響が小さいので、Ａｌ配線層上の
パシベーション膜の形成等に用いられることが多い。
として次のような条件、 反応ガス：モノシラン（ＳｉＨ4 ）／酸素（Ｏ2 ）混
合ガス，温度：350 〜450 ℃ 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）
混合ガス，温度：350〜450 ℃で行う方法がある。これ
らはいずれも形成温度が低温であるため、熱歪みを抑制
でき、周辺へ及ぼす影響が小さいので、Ａｌ配線層上の
パシベーション膜の形成等に用いられることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、デバイスのデ
ザインルールが１μｍ以下の場合、層間絶縁膜などの膜
質の善し悪しがデバイス特性に大きな影響を及ぼし、熱
的ＣＶＤ法により作成された層間絶縁膜にも新たに次の
ような問題が生じてきている。即ち、 形成された絶縁膜の密度が小さい 形成された絶縁膜中に水分（H2O)やSi-OH のような結
合を含んでいる Si-H等のような結合を含んでいる場合があるために、 絶縁耐圧の低下 リーク電流の増大 Ａｌ膜等のコロージョン 等による信頼性にかかわる問題を引き起こすことがあ
る。
ザインルールが１μｍ以下の場合、層間絶縁膜などの膜
質の善し悪しがデバイス特性に大きな影響を及ぼし、熱
的ＣＶＤ法により作成された層間絶縁膜にも新たに次の
ような問題が生じてきている。即ち、 形成された絶縁膜の密度が小さい 形成された絶縁膜中に水分（H2O)やSi-OH のような結
合を含んでいる Si-H等のような結合を含んでいる場合があるために、 絶縁耐圧の低下 リーク電流の増大 Ａｌ膜等のコロージョン 等による信頼性にかかわる問題を引き起こすことがあ
る。
【０００６】この問題を解決するためには、 できるだけ高温下で膜形成を行う できるだけ成長速度を小さくして膜形成を行う ＴＥＯＳを用いた方法ではＯ3 濃度をできるだけ高め
る 成膜後、できるかぎり高温で膜をアニールする 等が行われる必要があるが、それぞれ限界がある。例え
ば、下部Ａｌ配線層を被覆する層間絶縁膜を形成する場
合にはSi基板へのＡｌの拡散やヒロックの発生などの観
点から温度を450 ℃以上にすることは望ましくない。ま
た、量産性を確保するため成長速度を余り小さくできな
い。
る 成膜後、できるかぎり高温で膜をアニールする 等が行われる必要があるが、それぞれ限界がある。例え
ば、下部Ａｌ配線層を被覆する層間絶縁膜を形成する場
合にはSi基板へのＡｌの拡散やヒロックの発生などの観
点から温度を450 ℃以上にすることは望ましくない。ま
た、量産性を確保するため成長速度を余り小さくできな
い。
【０００７】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、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うことができる半導体装置の製造
方法を提供することを目的とするものである。
されたもので、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うことができる半導体装置の製造
方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、化
学気相成長法により被形成体上にシリコンを含有する層
間絶縁膜又はカバー絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁
膜又はカバー絶縁膜の窒化温度未満の温度で該被形成体
を加熱し、前記層間絶縁膜をアンモニア（ＮＨ3 ）のプ
ラズマガスに曝すことを特徴とする半導体装置の製造方
法によって達成され、第２に、前記プラズマ処理時の前
記被形成体の温度は３５０℃〜４５０℃の範囲にあるこ
とを特徴とする第１の発明に記載の半導体装置の製造方
法によって達成され、第３に、前記層間絶縁膜又はカバ
ー絶縁膜は、 反応ガス：モノシラン（ＳｉＨ4 ）／酸素（Ｏ2 ）混合
ガス 温度：３５０〜４５０℃ の条件で形成されたものであることを特徴とする第１又
は第２の発明に記載の半導体装置の製造方法によって達
成され、第４に、前記層間絶縁膜又はカバー絶縁膜は、 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）混
合ガス 温度：３５０〜４５０℃ の条件で形成されたものであることを特徴とする第１又
は第２の発明に記載の半導体装置の製造方法によって達
成され、第５に、前記化学気相成長法により形成された
層間絶縁膜又はカバー絶縁膜は、不純物がドープされた
シリコンを含有する絶縁膜であることを特徴とする第１
又は第２の発明に記載の半導体装置の製造方法によって
達成され、第６に、前記不純物がドープされたシリコン
を含有する絶縁膜は、ＰＳＧ膜，ＢＳＧ膜或いはＢＰＳ
Ｇ膜のいずれかであることを特徴とする第５の発明に記
載の半導体装置の製造方法によって達成され、第７に、
前記化学気相成長法は常圧下で行われるものであること
を特徴とする第１乃至第６の発明のいずれかに記載の半
導体装置の製造方法によって達成され、第８に、前記化
学気相成長法は減圧下で行われるものであることを特徴
とする第１乃至第６の発明のいずれかに記載の半導体装
置の製造方法によって達成され、第９に、第１の発明に
記載の製造方法を２回以上繰り返して行うことにより前
記被形成体上に前記層間絶縁膜又はカバー絶縁膜を形成
することを特徴とする半導体装置の製造方法によって達
成される。
学気相成長法により被形成体上にシリコンを含有する層
間絶縁膜又はカバー絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁
膜又はカバー絶縁膜の窒化温度未満の温度で該被形成体
を加熱し、前記層間絶縁膜をアンモニア（ＮＨ3 ）のプ
ラズマガスに曝すことを特徴とする半導体装置の製造方
法によって達成され、第２に、前記プラズマ処理時の前
記被形成体の温度は３５０℃〜４５０℃の範囲にあるこ
とを特徴とする第１の発明に記載の半導体装置の製造方
法によって達成され、第３に、前記層間絶縁膜又はカバ
ー絶縁膜は、 反応ガス：モノシラン（ＳｉＨ4 ）／酸素（Ｏ2 ）混合
ガス 温度：３５０〜４５０℃ の条件で形成されたものであることを特徴とする第１又
は第２の発明に記載の半導体装置の製造方法によって達
成され、第４に、前記層間絶縁膜又はカバー絶縁膜は、 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）混
合ガス 温度：３５０〜４５０℃ の条件で形成されたものであることを特徴とする第１又
は第２の発明に記載の半導体装置の製造方法によって達
成され、第５に、前記化学気相成長法により形成された
層間絶縁膜又はカバー絶縁膜は、不純物がドープされた
シリコンを含有する絶縁膜であることを特徴とする第１
又は第２の発明に記載の半導体装置の製造方法によって
達成され、第６に、前記不純物がドープされたシリコン
を含有する絶縁膜は、ＰＳＧ膜，ＢＳＧ膜或いはＢＰＳ
Ｇ膜のいずれかであることを特徴とする第５の発明に記
載の半導体装置の製造方法によって達成され、第７に、
前記化学気相成長法は常圧下で行われるものであること
を特徴とする第１乃至第６の発明のいずれかに記載の半
導体装置の製造方法によって達成され、第８に、前記化
学気相成長法は減圧下で行われるものであることを特徴
とする第１乃至第６の発明のいずれかに記載の半導体装
置の製造方法によって達成され、第９に、第１の発明に
記載の製造方法を２回以上繰り返して行うことにより前
記被形成体上に前記層間絶縁膜又はカバー絶縁膜を形成
することを特徴とする半導体装置の製造方法によって達
成される。
【０００９】
【作用】本発明の作用について本願発明者の行った実験
に基づいて説明する。図４（ａ），（ｂ），図５
（ｃ），図６（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）は本
願発明者の行った実験結果である。また、図８（ａ）
は、本願発明者の行った実験に用いたプラズマ処理装置
の構成等を示す図である。
に基づいて説明する。図４（ａ），（ｂ），図５
（ｃ），図６（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）は本
願発明者の行った実験結果である。また、図８（ａ）
は、本願発明者の行った実験に用いたプラズマ処理装置
の構成等を示す図である。
【００１０】この実験に用いた試料は、図３（ａ），
（ｂ）に示すようにして作成された。即ち、図９に示す
ようなＣＶＤ装置により、 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）
混合ガス（Ｏ3 濃度：５％ ｉｎ Ｏ2 ） ウエハ温度：400 ℃ 形成速度：800 〜1000Å／分 のような条件で、膜厚6000〜8000ÅのＣＶＤSiO2膜１１
を、Si基板（ウエハ）９上の、熱酸化により形成された
SiO2膜１０の上に形成する（図３（ａ))。
（ｂ）に示すようにして作成された。即ち、図９に示す
ようなＣＶＤ装置により、 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）
混合ガス（Ｏ3 濃度：５％ ｉｎ Ｏ2 ） ウエハ温度：400 ℃ 形成速度：800 〜1000Å／分 のような条件で、膜厚6000〜8000ÅのＣＶＤSiO2膜１１
を、Si基板（ウエハ）９上の、熱酸化により形成された
SiO2膜１０の上に形成する（図３（ａ))。
【００１１】次いで、このウエハ９を、例えば図８
（ａ）に示すような平行平板型のプラズマ処理装置のチ
ャンバ１２内のウエハ載置台１６に載置した後、ヒータ
で加熱し、ウエハ温度を一定温度に保持し、続いて、ア
ンモニア（ＮＨ3 ）ガスをガス導入口１３からチャンバ
１２内に導入した後、ＲＦ電源１８により周波数13.56
ＭＨｚの電力を印加してアンモニアガスを活性化・プラ
ズマ化し、所定の時間保持する。ここで、印加電力，プ
ラズマ処理時間及びウエハ温度については以下に示すよ
うに種々の条件で行った。
（ａ）に示すような平行平板型のプラズマ処理装置のチ
ャンバ１２内のウエハ載置台１６に載置した後、ヒータ
で加熱し、ウエハ温度を一定温度に保持し、続いて、ア
ンモニア（ＮＨ3 ）ガスをガス導入口１３からチャンバ
１２内に導入した後、ＲＦ電源１８により周波数13.56
ＭＨｚの電力を印加してアンモニアガスを活性化・プラ
ズマ化し、所定の時間保持する。ここで、印加電力，プ
ラズマ処理時間及びウエハ温度については以下に示すよ
うに種々の条件で行った。
【００１２】印加電力：100 ，200 ，300 Ｗ プラズマ処理時間：１，２，５分 ウエハ温度：200 ，300 ，400 ℃ 次に、このようにして処理されたＣＶＤSiO2膜11ａにつ
いて、 電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査 赤外吸収スペクトルによる膜の組成の調査 を行った。なお、比較のため、プラズマ処理を行わない
ＣＶＤSiO2膜や熱酸化により形成された熱酸化膜につい
ても同様に調査を行った。また、上記と同じＣＶＤSiO2
膜等についてアンモニアのプラズマガスの代わりに、酸
素ガス又は窒素ガスのプラズマガスを用いて処理を行っ
た場合についても同様に調査を行った。その結果を図７
（ｄ）に示す。
いて、 電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査 赤外吸収スペクトルによる膜の組成の調査 を行った。なお、比較のため、プラズマ処理を行わない
ＣＶＤSiO2膜や熱酸化により形成された熱酸化膜につい
ても同様に調査を行った。また、上記と同じＣＶＤSiO2
膜等についてアンモニアのプラズマガスの代わりに、酸
素ガス又は窒素ガスのプラズマガスを用いて処理を行っ
た場合についても同様に調査を行った。その結果を図７
（ｄ）に示す。
【００１３】上記の２種類の調査の結果について、それ
ぞれ図４（ａ），（ｂ），図５（ｃ）、及び図６
（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）に示す。最初に、
電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査結果につ
いて説明する。図４（ａ）はウエハ温度400 ℃，プラズ
マ処理時間１分一定の条件での印加電力に対する膜中の
含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すものであり、
含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較して半
分程度に減少している。
ぞれ図４（ａ），（ｂ），図５（ｃ）、及び図６
（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）に示す。最初に、
電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査結果につ
いて説明する。図４（ａ）はウエハ温度400 ℃，プラズ
マ処理時間１分一定の条件での印加電力に対する膜中の
含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すものであり、
含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較して半
分程度に減少している。
【００１４】また、図４（ｂ) はウエハ温度400 ℃，印
加電力200 Ｗ一定の条件でのプラズマ処理時間に対する
膜中の含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すもので
あり、含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較
して半分程度に減少している。
加電力200 Ｗ一定の条件でのプラズマ処理時間に対する
膜中の含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すもので
あり、含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較
して半分程度に減少している。
【００１５】更に、図５（ｃ) は印加電力200 Ｗ，プラ
ズマ処理時間１分一定の条件でのウエハ温度に対する膜
中の含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すものであ
り、含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較し
て半分程度に減少している。
ズマ処理時間１分一定の条件でのウエハ温度に対する膜
中の含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すものであ
り、含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較し
て半分程度に減少している。
【００１６】以上の結果によれば、プラズマ処理を行う
ことより水分含有量が減少しているので、ＣＶＤSiO2膜
11ａはより緻密になっていると考えられる。次に、赤外
吸収スペクトルによる膜の組成の調査結果について説明
する。図６（ａ）は、プラズマ処理時間１分，ウエハ温
度400 ℃一定の条件で、処理した試料についてのH2O の
存在を調査した結果で、波数（ｎｍ -1 ）に対する吸収
度の変化を印加電力をパラメータとして表示している。
なお、縦軸の吸収度は各パラメータに対応する各ライン
についてそれぞれ任意にとってある。その結果によれ
ば、プラズマ処理しないものは水分の結合等のない場合
に相当する点線からはずれてピーク（膨らみ）を有する
が、プラズマ処理を行ったものは、印加電力に関係な
く、H2O の結合を示すピークが消失している。
ことより水分含有量が減少しているので、ＣＶＤSiO2膜
11ａはより緻密になっていると考えられる。次に、赤外
吸収スペクトルによる膜の組成の調査結果について説明
する。図６（ａ）は、プラズマ処理時間１分，ウエハ温
度400 ℃一定の条件で、処理した試料についてのH2O の
存在を調査した結果で、波数（ｎｍ -1 ）に対する吸収
度の変化を印加電力をパラメータとして表示している。
なお、縦軸の吸収度は各パラメータに対応する各ライン
についてそれぞれ任意にとってある。その結果によれ
ば、プラズマ処理しないものは水分の結合等のない場合
に相当する点線からはずれてピーク（膨らみ）を有する
が、プラズマ処理を行ったものは、印加電力に関係な
く、H2O の結合を示すピークが消失している。
【００１７】更に、図６（ｂ）は、印加電力200 Ｗ，ウ
エハ温度400 ℃一定の条件でプラズマ処理時間をパラメ
ータとして処理した試料についてのH2O の存在の調査結
果を示すものである。その結果、プラズマ処理時間に関
係なく、プラズマ処理を行ったものは、H2O の結合を示
すピークが消失している。
エハ温度400 ℃一定の条件でプラズマ処理時間をパラメ
ータとして処理した試料についてのH2O の存在の調査結
果を示すものである。その結果、プラズマ処理時間に関
係なく、プラズマ処理を行ったものは、H2O の結合を示
すピークが消失している。
【００１８】また、図７（ｃ）は、印加電力200 Ｗ，プ
ラズマ処理時間１分一定の条件で、ウエハ温度をパラメ
ータとして処理した試料についてのH2O の存在の調査結
果を示すものである。その結果、ウエハ温度が高くなる
に従い、H2O の結合を示すピークが次第に小さくなって
消失している。
ラズマ処理時間１分一定の条件で、ウエハ温度をパラメ
ータとして処理した試料についてのH2O の存在の調査結
果を示すものである。その結果、ウエハ温度が高くなる
に従い、H2O の結合を示すピークが次第に小さくなって
消失している。
【００１９】なお、図７（ｄ）は、比較例として、上記
と同じＣＶＤSiO2膜等についてアンモニアのプラズマガ
スの代わりに、酸素，窒素又はアルゴンのプラズマガス
を用いて処理を行ったものであるが、プラズマ処理時間
が長くなるに従い、H2O の結合を示すピークが次第に小
さくなっている。しかし、アンモニアのプラズマガスの
場合と異なり、実験の範囲内ではプラズマ処理時間が最
大の３０分の場合にもそのピークが僅かに認められた。
この結果により、アンモニアのプラズマガスの方が酸
素，窒素又はアルゴンのプラズマガスよりも効果が大き
いことが認められる。
と同じＣＶＤSiO2膜等についてアンモニアのプラズマガ
スの代わりに、酸素，窒素又はアルゴンのプラズマガス
を用いて処理を行ったものであるが、プラズマ処理時間
が長くなるに従い、H2O の結合を示すピークが次第に小
さくなっている。しかし、アンモニアのプラズマガスの
場合と異なり、実験の範囲内ではプラズマ処理時間が最
大の３０分の場合にもそのピークが僅かに認められた。
この結果により、アンモニアのプラズマガスの方が酸
素，窒素又はアルゴンのプラズマガスよりも効果が大き
いことが認められる。
【００２０】以上の２種の異なる調査結果によれば、プ
ラズマ処理を行うことにより、H2Oの結合が消失し、Ｃ
ＶＤSiO2膜11ａがより緻密になってくる。これは、プラ
ズマ中の活性ラジカル粒子がＣＶＤSiO2膜１１の表面に
衝突することにより、また放電によって発生する紫外光
によりＣＶＤSiO2膜１１表面及び内部が照射を受けるこ
とにより、H2O 等がＣＶＤSiO2膜１１の外に排出される
ためと考えられる。
ラズマ処理を行うことにより、H2Oの結合が消失し、Ｃ
ＶＤSiO2膜11ａがより緻密になってくる。これは、プラ
ズマ中の活性ラジカル粒子がＣＶＤSiO2膜１１の表面に
衝突することにより、また放電によって発生する紫外光
によりＣＶＤSiO2膜１１表面及び内部が照射を受けるこ
とにより、H2O 等がＣＶＤSiO2膜１１の外に排出される
ためと考えられる。
【００２１】以上のように、本発明のプラズマ処理によ
れば、水分（H2O ）等の結合を消失させて、低温で形成
されたＣＶＤSiO2膜１１ａの緻密性を増しているので、
ＣＶＤSiO2膜１１ａの内部から水分等の生成の原因とな
る要因を取り除くとともに、ＣＶＤSiO2膜１１ａの外部
からの水分等の侵入を防止することができる。また、窒
化温度未満の低温でのプラズマ照射が可能なので、ＣＶ
ＤSiO2膜１１ａを層間絶縁膜やカバー絶縁膜として用い
た場合、拡散層の再分布を抑制し、また層間絶縁膜等に
より被覆されたＡｌからなる配線層の溶融やＡｌのマイ
グレーション等を防止することが出来る。
れば、水分（H2O ）等の結合を消失させて、低温で形成
されたＣＶＤSiO2膜１１ａの緻密性を増しているので、
ＣＶＤSiO2膜１１ａの内部から水分等の生成の原因とな
る要因を取り除くとともに、ＣＶＤSiO2膜１１ａの外部
からの水分等の侵入を防止することができる。また、窒
化温度未満の低温でのプラズマ照射が可能なので、ＣＶ
ＤSiO2膜１１ａを層間絶縁膜やカバー絶縁膜として用い
た場合、拡散層の再分布を抑制し、また層間絶縁膜等に
より被覆されたＡｌからなる配線層の溶融やＡｌのマイ
グレーション等を防止することが出来る。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。 本発明の製造方法の第１の実施例 図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例の層間絶縁
膜の形成方法を説明する断面図である。
ついて説明する。 本発明の製造方法の第１の実施例 図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例の層間絶縁
膜の形成方法を説明する断面図である。
【００２３】また、図９は層間絶縁膜の形成に用いられ
るＣＶＤ装置、図８（ａ）は、本発明の第１の実施例に
係る、図９のＣＶＤ装置により形成された層間絶縁膜の
プラズマ処理に用いられるプラズマ処理装置の構成図で
ある。
るＣＶＤ装置、図８（ａ）は、本発明の第１の実施例に
係る、図９のＣＶＤ装置により形成された層間絶縁膜の
プラズマ処理に用いられるプラズマ処理装置の構成図で
ある。
【００２４】まず、このようなＣＶＤ装置及びプラズマ
処理装置について説明する。 （イ）実施例に用いられるＣＶＤ装置 図９はＴＥＯＳ／Ｏ3 混合ガスを用いた熱的ＣＶＤ法に
よりSiO2膜を形成するＣＶＤ装置である。
処理装置について説明する。 （イ）実施例に用いられるＣＶＤ装置 図９はＴＥＯＳ／Ｏ3 混合ガスを用いた熱的ＣＶＤ法に
よりSiO2膜を形成するＣＶＤ装置である。
【００２５】同図において、２６はチャンバ、２７はチ
ャンバ２６内に反応ガスを導入するための反応ガス導入
口、２８はチャンバ１２内を減圧したり、処理済のガス
等をチャンバ２６から排出したりするための排気口、３
０は被形成体としてのウエハ１が載置され、ウエハ１を
加熱するヒータが内蔵されているウエハ載置台、３１は
反応ガスをウエハ１上に降り注せるガスシャワーであ
る。
ャンバ２６内に反応ガスを導入するための反応ガス導入
口、２８はチャンバ１２内を減圧したり、処理済のガス
等をチャンバ２６から排出したりするための排気口、３
０は被形成体としてのウエハ１が載置され、ウエハ１を
加熱するヒータが内蔵されているウエハ載置台、３１は
反応ガスをウエハ１上に降り注せるガスシャワーであ
る。
【００２６】また、32ａは反応ガスをチャンバ２６に送
るガス配管で、オゾン（Ｏ3 ）ガスやＴＥＯＳ溶液を含
む窒素ガスその他を流すガス配管32ｂ，32ｃ，32ｅ，32
ｇが接続されている。32ｂは酸素（Ｏ2 ）ガス、又はオ
ゾン発生装置３３により形成されたオゾンガスを流すガ
ス配管、32ｃはＴＥＯＳ溶液を含む窒素（Ｎ2 ）ガスを
流すガス配管、32ｅはＴＭＰＯ又はＴＭＯＰ（Tri Mety
l Phosphate ：PO(OCH 3)3 ；以下、ＴＭＰＯと称す。）
溶液を含む窒素ガスを流すガス配管、32ｇはＴＥＢ（Tr
i Etyl Borate ）溶液を含む窒素ガスを流すガス配管
で、それぞれのガス配管32ｂ，32ｃ，32ｅ，32ｇに、通
流／停止を調整するバルブ35ａ〜35ｃ，35ｅ，35ｇが設
けられている。更に、32ｄ，32ｆ及び32ｈはそれぞれ窒
素ガスをＴＥＯＳ溶液，ＴＭＰＯ溶液及びＴＥＢ溶液に
送るガス配管で、それぞれのガス配管32ｄ，32ｆ，32ｈ
に、通流／停止を調整するバルブ35ｄ，35ｆ，35ｈが設
けられている。
るガス配管で、オゾン（Ｏ3 ）ガスやＴＥＯＳ溶液を含
む窒素ガスその他を流すガス配管32ｂ，32ｃ，32ｅ，32
ｇが接続されている。32ｂは酸素（Ｏ2 ）ガス、又はオ
ゾン発生装置３３により形成されたオゾンガスを流すガ
ス配管、32ｃはＴＥＯＳ溶液を含む窒素（Ｎ2 ）ガスを
流すガス配管、32ｅはＴＭＰＯ又はＴＭＯＰ（Tri Mety
l Phosphate ：PO(OCH 3)3 ；以下、ＴＭＰＯと称す。）
溶液を含む窒素ガスを流すガス配管、32ｇはＴＥＢ（Tr
i Etyl Borate ）溶液を含む窒素ガスを流すガス配管
で、それぞれのガス配管32ｂ，32ｃ，32ｅ，32ｇに、通
流／停止を調整するバルブ35ａ〜35ｃ，35ｅ，35ｇが設
けられている。更に、32ｄ，32ｆ及び32ｈはそれぞれ窒
素ガスをＴＥＯＳ溶液，ＴＭＰＯ溶液及びＴＥＢ溶液に
送るガス配管で、それぞれのガス配管32ｄ，32ｆ，32ｈ
に、通流／停止を調整するバルブ35ｄ，35ｆ，35ｈが設
けられている。
【００２７】また、３３はガス配管32ｂと接続されてい
るオゾン発生装置、34ａ〜34ｃはそれぞれＴＥＯＳ溶
液，ＴＭＰＯ溶液及びＴＥＢ溶液を加熱・保温するヒー
タ、36ａ〜36ｄは酸素ガスやキャリアガスとしての窒素
ガスの流量を調整するマスフローコントローラである。
るオゾン発生装置、34ａ〜34ｃはそれぞれＴＥＯＳ溶
液，ＴＭＰＯ溶液及びＴＥＢ溶液を加熱・保温するヒー
タ、36ａ〜36ｄは酸素ガスやキャリアガスとしての窒素
ガスの流量を調整するマスフローコントローラである。
【００２８】なお、ＴＭＰＯ溶液はＰＳＧ（リンガラ
ス) 膜を形成する際に用いられ、ＴＥＢ溶液はＢＳＧ
（ボロンガラス）膜を形成する際に用いられ、更にＢＰ
ＳＧ（ボロン−リンガラス）膜を形成する際にはこれら
の溶液が両方用いられる。 （ロ）実施例に用いられるプラズマ処理装置 また、図８（ａ）は平行平板型のプラズマ処理装置で、
図中符号１２はチャンバ、１３は処理ガスとしてのアン
モニア（ＮＨ3 ）ガスをチャンバ１２内に導入するガス
導入口、１４はチャンバ１２内を減圧したり、処理済等
のガスを排出したりするための排気口、１６はウエハ１
を加熱するヒータが内蔵されたウエハ載置台、１７はガ
スをプラズマ化するための一方の電極で、この電極１７
に接続されているＲＦ電源１８により、この電極１７
と、アースされているウエハ載置台１６との間に交流の
電圧を印加し、チャンバ１２内に導入された処理ガスを
プラズマ化する。
ス) 膜を形成する際に用いられ、ＴＥＢ溶液はＢＳＧ
（ボロンガラス）膜を形成する際に用いられ、更にＢＰ
ＳＧ（ボロン−リンガラス）膜を形成する際にはこれら
の溶液が両方用いられる。 （ロ）実施例に用いられるプラズマ処理装置 また、図８（ａ）は平行平板型のプラズマ処理装置で、
図中符号１２はチャンバ、１３は処理ガスとしてのアン
モニア（ＮＨ3 ）ガスをチャンバ１２内に導入するガス
導入口、１４はチャンバ１２内を減圧したり、処理済等
のガスを排出したりするための排気口、１６はウエハ１
を加熱するヒータが内蔵されたウエハ載置台、１７はガ
スをプラズマ化するための一方の電極で、この電極１７
に接続されているＲＦ電源１８により、この電極１７
と、アースされているウエハ載置台１６との間に交流の
電圧を印加し、チャンバ１２内に導入された処理ガスを
プラズマ化する。
【００２９】更に、図８（ｂ）はバッチ処理が可能なホ
ットウオール型の他のプラズマ処理装置で、図中符号１
９は石英管からなるチャンバ、２０は処理ガスとしての
アンモニアガスをチャンバ１９内に導入するガス導入
口、２１はチャンバ１９内を減圧したり、処理済等のガ
スを排出したりするための排気口、２３はガスをプラズ
マ化するための一対の放電用電極で、一方の電極に接続
されているＲＦ電源２４により、一方の電極と、アース
されている他方の電極との間に交流の電圧を印加し、チ
ャンバ１９内に導入された処理ガスをプラズマ化する。 （ハ）本発明の第１の実施例の層間絶縁膜の形成方法 次に、図９のＣＶＤ装置と図８（ａ）のプラズマ処理装
置とを用いて、半導体基板上に層間絶縁膜を形成する本
発明の実施例について図１（ａ）〜（ｄ）を参照しなが
ら説明する。
ットウオール型の他のプラズマ処理装置で、図中符号１
９は石英管からなるチャンバ、２０は処理ガスとしての
アンモニアガスをチャンバ１９内に導入するガス導入
口、２１はチャンバ１９内を減圧したり、処理済等のガ
スを排出したりするための排気口、２３はガスをプラズ
マ化するための一対の放電用電極で、一方の電極に接続
されているＲＦ電源２４により、一方の電極と、アース
されている他方の電極との間に交流の電圧を印加し、チ
ャンバ１９内に導入された処理ガスをプラズマ化する。 （ハ）本発明の第１の実施例の層間絶縁膜の形成方法 次に、図９のＣＶＤ装置と図８（ａ）のプラズマ処理装
置とを用いて、半導体基板上に層間絶縁膜を形成する本
発明の実施例について図１（ａ）〜（ｄ）を参照しなが
ら説明する。
【００３０】まず、図１（ａ）に示すように、Si基板
（ウエハ：半導体基板）１上に熱酸化によりSiO2膜２を
形成した後、SiO2膜２上にＡｌ配線３ａ〜３ｃを形成す
る。以上が被形成体を構成する。
（ウエハ：半導体基板）１上に熱酸化によりSiO2膜２を
形成した後、SiO2膜２上にＡｌ配線３ａ〜３ｃを形成す
る。以上が被形成体を構成する。
【００３１】次いで、図９のＣＶＤ装置のチャンバ２６
内のウエハ載置台３０にウエハ１を載置した後、ウエハ
１をヒータにより加熱し、温度約400 ℃に保持するとと
もに、バルブ35ａ，35ｂを開放して酸素ガスをオゾン発
生器３３に通流させ、マスフローコントローラ36ａを調
整しながら、酸素ガス中のオゾンガス濃度が約１％にな
るようにしてガス配管３２に導く。また、このとき同時
にバルブ35ｃ，35ｄを開放し、マスフローコントローラ
36ｂを調整しながら、ＴＥＯＳ溶液を含む所定の流量の
窒素ガスをガス配管３２に導く。更に、このようにして
ガス配管３２に導かれたＴＥＯＳ／Ｏ3 の混合ガスはチ
ャンバ２６のガス導入口２７を通過してチャンバ２６内
に導入される。その結果、ウエハ１上で反応が起こり、
ＣＶＤSiO2膜４が形成され始める。この状態を所定時間
保持し、ウエハ１上のＡｌ配線３ａ〜３ｃを被覆して膜
厚約8000ÅのＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）４を形成する（図
１（ｂ））。
内のウエハ載置台３０にウエハ１を載置した後、ウエハ
１をヒータにより加熱し、温度約400 ℃に保持するとと
もに、バルブ35ａ，35ｂを開放して酸素ガスをオゾン発
生器３３に通流させ、マスフローコントローラ36ａを調
整しながら、酸素ガス中のオゾンガス濃度が約１％にな
るようにしてガス配管３２に導く。また、このとき同時
にバルブ35ｃ，35ｄを開放し、マスフローコントローラ
36ｂを調整しながら、ＴＥＯＳ溶液を含む所定の流量の
窒素ガスをガス配管３２に導く。更に、このようにして
ガス配管３２に導かれたＴＥＯＳ／Ｏ3 の混合ガスはチ
ャンバ２６のガス導入口２７を通過してチャンバ２６内
に導入される。その結果、ウエハ１上で反応が起こり、
ＣＶＤSiO2膜４が形成され始める。この状態を所定時間
保持し、ウエハ１上のＡｌ配線３ａ〜３ｃを被覆して膜
厚約8000ÅのＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）４を形成する（図
１（ｂ））。
【００３２】次に、ウエハ１をＣＶＤ装置のチャンバ２
６内から取出し、ＣＶＤSiO2膜４を改質するため、図８
（ａ）に示す平行平板型のプラズマ処理装置のチャンバ
１２内のウエハ載置台１６に載置する。
６内から取出し、ＣＶＤSiO2膜４を改質するため、図８
（ａ）に示す平行平板型のプラズマ処理装置のチャンバ
１２内のウエハ載置台１６に載置する。
【００３３】その後、ウエハ載置台１６に内蔵されたヒ
ータによりウエハ１を加熱し、ウエハ温度を約４００℃
に保持するとともに、排気口１４からチャンバ１２内を
排気し、所定の圧力に達したら、ガス導入口１３からア
ンモニアガスを導入し、チャンバ１２内の圧力を約１To
rrに保持する。
ータによりウエハ１を加熱し、ウエハ温度を約４００℃
に保持するとともに、排気口１４からチャンバ１２内を
排気し、所定の圧力に達したら、ガス導入口１３からア
ンモニアガスを導入し、チャンバ１２内の圧力を約１To
rrに保持する。
【００３４】次いで、ＲＦ電源１８により、電極１７と
ウエハ載置台１６間に周波数13.56ＭＨｚの高周波電力
約２００Ｗを印加し、アンモニアガスをプラズマ化す
る。そして、この状態で１分間保持すると、ＣＶＤSiO2
膜４の改質が終了する（図１（ｃ），（ｄ））。
ウエハ載置台１６間に周波数13.56ＭＨｚの高周波電力
約２００Ｗを印加し、アンモニアガスをプラズマ化す
る。そして、この状態で１分間保持すると、ＣＶＤSiO2
膜４の改質が終了する（図１（ｃ），（ｄ））。
【００３５】以上のようにして形成されたＣＶＤSiO2膜
４は、 電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査（図４
（ａ），（ｂ），図５（ｃ）参照） 赤外吸収スペクトルによる膜の組成の調査（図６
（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）参照） を行った結果によれば、プラズマ処理を行うことより、
図４（ａ），（ｂ），図５（ｃ）に示すように、処理し
ない場合と比較して含有水分量が約半分程度に減少し、
図６（ａ），（ｂ），図７（ｃ）に示すように、水分
（H2O)の結合を示すピーク（膨らみ）が消失する。従っ
て、ＣＶＤSiO2膜11ａはより緻密になっていると考えら
れる。いま、このＣＶＤSiO2膜４を大気中に一週間放置
したが、ＣＶＤSiO2膜４中の含有水分量には変化がなか
った。このことは、ＣＶＤSiO2膜４ａの内部から水分の
生成の原因になる要因が取り除かれており、かつＣＶＤ
SiO2膜４の外部からの新たな水分の侵入が阻止されてい
ることを示し、ＣＶＤSiO2膜11ａがより緻密になってい
ることを示している。これは、プラズマ中の活性ラジカ
ル粒子がＣＶＤSiO2膜１１の表面に衝突することによ
り、また放電によって発生する紫外光によりＣＶＤSiO2
膜１１表面及び内部が照射を受けることにより、H2O 等
がＣＶＤSiO2膜１１の外に排出されるためと考えられ
る。
４は、 電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査（図４
（ａ），（ｂ），図５（ｃ）参照） 赤外吸収スペクトルによる膜の組成の調査（図６
（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）参照） を行った結果によれば、プラズマ処理を行うことより、
図４（ａ），（ｂ），図５（ｃ）に示すように、処理し
ない場合と比較して含有水分量が約半分程度に減少し、
図６（ａ），（ｂ），図７（ｃ）に示すように、水分
（H2O)の結合を示すピーク（膨らみ）が消失する。従っ
て、ＣＶＤSiO2膜11ａはより緻密になっていると考えら
れる。いま、このＣＶＤSiO2膜４を大気中に一週間放置
したが、ＣＶＤSiO2膜４中の含有水分量には変化がなか
った。このことは、ＣＶＤSiO2膜４ａの内部から水分の
生成の原因になる要因が取り除かれており、かつＣＶＤ
SiO2膜４の外部からの新たな水分の侵入が阻止されてい
ることを示し、ＣＶＤSiO2膜11ａがより緻密になってい
ることを示している。これは、プラズマ中の活性ラジカ
ル粒子がＣＶＤSiO2膜１１の表面に衝突することによ
り、また放電によって発生する紫外光によりＣＶＤSiO2
膜１１表面及び内部が照射を受けることにより、H2O 等
がＣＶＤSiO2膜１１の外に排出されるためと考えられ
る。
【００３６】なお、図７（ｄ）は、比較例として、上記
と同じＣＶＤSiO2膜等についてアンモニアのプラズマガ
スの代わりに、酸素，窒素又はアルゴンのプラズマガス
を用いて処理を行ったものであるが、プラズマ処理時間
が長くなるに従い、H2O の結合を示すピークが次第に小
さくなっている。しかし、アンモニアのプラズマガスの
場合と異なり、実験の範囲内ではプラズマ処理時間が最
大の３０分の場合にもそのピークが僅かに認められた。
この結果により、アンモニアのプラズマガスの方が酸
素，窒素又はアルゴンのプラズマガスよりも効果が大き
いことが認められる。
と同じＣＶＤSiO2膜等についてアンモニアのプラズマガ
スの代わりに、酸素，窒素又はアルゴンのプラズマガス
を用いて処理を行ったものであるが、プラズマ処理時間
が長くなるに従い、H2O の結合を示すピークが次第に小
さくなっている。しかし、アンモニアのプラズマガスの
場合と異なり、実験の範囲内ではプラズマ処理時間が最
大の３０分の場合にもそのピークが僅かに認められた。
この結果により、アンモニアのプラズマガスの方が酸
素，窒素又はアルゴンのプラズマガスよりも効果が大き
いことが認められる。
【００３７】以上のように、本発明の第１の実施例の層
間絶縁膜の形成方法によれば、低温でＣＶＤSiO2膜４の
形成を行っているので、Ａｌ配線３ａ〜３ｃのヒロック
等の発生を防止することができる。
間絶縁膜の形成方法によれば、低温でＣＶＤSiO2膜４の
形成を行っているので、Ａｌ配線３ａ〜３ｃのヒロック
等の発生を防止することができる。
【００３８】また、プラズマ処理を行っているので、低
温形成であるために形成時に多くの水分（H2O)やSi-OH
，Si-H等のような結合を含んでいるＣＶＤSiO2膜４ａ
からこれらが除去され、ＣＶＤSiO2膜４ａが緻密化する
ので、ＣＶＤSiO2膜４ａの内部から水分の生成の原因に
なる要因が取り除かれるとともに、ＣＶＤSiO2膜４ａの
外部からの水分等の浸入を防止することができる。
温形成であるために形成時に多くの水分（H2O)やSi-OH
，Si-H等のような結合を含んでいるＣＶＤSiO2膜４ａ
からこれらが除去され、ＣＶＤSiO2膜４ａが緻密化する
ので、ＣＶＤSiO2膜４ａの内部から水分の生成の原因に
なる要因が取り除かれるとともに、ＣＶＤSiO2膜４ａの
外部からの水分等の浸入を防止することができる。
【００３９】これにより、ＣＶＤSiO2膜４ａ自体の絶縁
耐圧の低下，後にＣＶＤSiO2膜４ａ上に形成される上部
のＡｌ配線と下部のＡｌ配線３ａ〜３ｃとの間のリーク
電流の増大，Ａｌ配線３ａ〜３ｃ等のコロージョン等に
よる信頼性の低下を防止することができる。
耐圧の低下，後にＣＶＤSiO2膜４ａ上に形成される上部
のＡｌ配線と下部のＡｌ配線３ａ〜３ｃとの間のリーク
電流の増大，Ａｌ配線３ａ〜３ｃ等のコロージョン等に
よる信頼性の低下を防止することができる。
【００４０】なお、第１の実施例では、ＣＶＤSiO2膜４
としてＴＥＯＳ−Ｏ3 混合ガス，温度：400 ℃の条件で
形成されたものを用いているが、温度条件として350 〜
450℃の範囲で形成することができる。また、反応ガ
ス：シラン（SiH4）／酸素（Ｏ 2)混合ガス，温度：350
〜450 ℃の条件で形成されたものを用いることもでき
る。
としてＴＥＯＳ−Ｏ3 混合ガス，温度：400 ℃の条件で
形成されたものを用いているが、温度条件として350 〜
450℃の範囲で形成することができる。また、反応ガ
ス：シラン（SiH4）／酸素（Ｏ 2)混合ガス，温度：350
〜450 ℃の条件で形成されたものを用いることもでき
る。
【００４１】更に、プラズマ処理の際、ウエハ温度を４
００℃としているが、２００〜４００℃の範囲でも可能
である。また、プラズマ化のための高周波電力を２００
Ｗとしているが、１００〜３００Ｗ程度でも可能であ
る。 本発明の製造方法の第２の実施例 図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の第２の実施
例の層間絶縁膜の形成方法を説明する断面図である。
００℃としているが、２００〜４００℃の範囲でも可能
である。また、プラズマ化のための高周波電力を２００
Ｗとしているが、１００〜３００Ｗ程度でも可能であ
る。 本発明の製造方法の第２の実施例 図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の第２の実施
例の層間絶縁膜の形成方法を説明する断面図である。
【００４２】第１の実施例と異なるところは、一度に所
定の膜厚8000Åを形成するのではなくて、膜厚2000Å毎
に本発明の製造方法を適用して最終的に所定の膜厚8000
Åを形成するようにしたものである。
定の膜厚8000Åを形成するのではなくて、膜厚2000Å毎
に本発明の製造方法を適用して最終的に所定の膜厚8000
Åを形成するようにしたものである。
【００４３】まず、図２（ａ）に示すように、Si基板
（ウエハ：半導体基板）１上に熱酸化によりSiO2膜２を
形成した後、Ａｌ配線３ａ〜３ｃを形成する。なお、以
上が被形成体を構成する。
（ウエハ：半導体基板）１上に熱酸化によりSiO2膜２を
形成した後、Ａｌ配線３ａ〜３ｃを形成する。なお、以
上が被形成体を構成する。
【００４４】次いで、図９のＣＶＤ装置を用い、ＴＥＯ
Ｓ／Ｏ3 の混合ガスにより、第１の実施例と同様にして
膜厚約2000Åの第１のＣＶＤ膜SiO2膜（絶縁膜）５を形
成する。
Ｓ／Ｏ3 の混合ガスにより、第１の実施例と同様にして
膜厚約2000Åの第１のＣＶＤ膜SiO2膜（絶縁膜）５を形
成する。
【００４５】次いで、図８（ａ）のプラズマ処理装置を
用いて第１のＣＶＤ膜SiO2膜５をウエハ温度約400 ℃の
条件で、約１分間プラズマ化されたアンモニアガスに曝
す。このとき、図４（ａ），図５（ｃ），図６（ａ），
（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）（以下、図４（ａ）等と称
す。）に示すように、第１のＣＶＤ膜SiO2膜５は膜厚が
充分に薄いので、全膜厚にわたり膜質が改良される。
用いて第１のＣＶＤ膜SiO2膜５をウエハ温度約400 ℃の
条件で、約１分間プラズマ化されたアンモニアガスに曝
す。このとき、図４（ａ），図５（ｃ），図６（ａ），
（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）（以下、図４（ａ）等と称
す。）に示すように、第１のＣＶＤ膜SiO2膜５は膜厚が
充分に薄いので、全膜厚にわたり膜質が改良される。
【００４６】次に、図２（ａ）に示す工程と同様にして
膜厚約2000Åの第２のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）６を形成
し、プラズマ化されたアンモニアガスによりプラズマ処
理する（図２（ｂ））。このとき、図４（ａ）等に示す
ように、第２のＣＶＤ膜SiO2膜６も膜厚が充分に薄いの
で、全膜厚にわたり膜質が改良される。
膜厚約2000Åの第２のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）６を形成
し、プラズマ化されたアンモニアガスによりプラズマ処
理する（図２（ｂ））。このとき、図４（ａ）等に示す
ように、第２のＣＶＤ膜SiO2膜６も膜厚が充分に薄いの
で、全膜厚にわたり膜質が改良される。
【００４７】次いで、上記と同様にして膜厚約2000Åの
第３のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）７を形成し、プラズマ処
理する（図２（ｃ））。続いて、第４のＣＶＤSiO2膜
（絶縁膜）８を形成し、プラズマ処理する（図２
（ｄ））。このとき、図４（ａ）等に示すように、第３
及び第４のＣＶＤ膜SiO2膜７，８もそれぞれ膜厚が充分
に薄いので、それぞれの全膜厚にわたり膜質が改良され
る。
第３のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）７を形成し、プラズマ処
理する（図２（ｃ））。続いて、第４のＣＶＤSiO2膜
（絶縁膜）８を形成し、プラズマ処理する（図２
（ｄ））。このとき、図４（ａ）等に示すように、第３
及び第４のＣＶＤ膜SiO2膜７，８もそれぞれ膜厚が充分
に薄いので、それぞれの全膜厚にわたり膜質が改良され
る。
【００４８】以上のように、本発明の第２の実施例によ
れば、充分に薄い膜厚2000Å毎に本発明の製造方法を適
用して最終的に所定の膜厚8000Åを形成しているので、
第１の実施例に比較して、全体としてのＣＶＤSiO2膜５
〜８の膜質を一層改良することができる。
れば、充分に薄い膜厚2000Å毎に本発明の製造方法を適
用して最終的に所定の膜厚8000Åを形成しているので、
第１の実施例に比較して、全体としてのＣＶＤSiO2膜５
〜８の膜質を一層改良することができる。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置の製
造方法によれば、低温で形成されたＣＶＤSiO2膜をアン
モニアガスを用いてプラズマ処理することにより、ＣＶ
ＤSiO2膜の形成後に膜中に含まれていたH2O やSi-OH ，
Si-H等のような結合を消失させ、ＣＶＤSiO2膜をより緻
密にすることができる。
造方法によれば、低温で形成されたＣＶＤSiO2膜をアン
モニアガスを用いてプラズマ処理することにより、ＣＶ
ＤSiO2膜の形成後に膜中に含まれていたH2O やSi-OH ，
Si-H等のような結合を消失させ、ＣＶＤSiO2膜をより緻
密にすることができる。
【００５０】これにより、ＣＶＤSiO2膜自体の絶縁耐圧
の低下，後にＣＶＤSiO2膜上に形成される上部のＡｌ配
線と下部のＡｌ配線との間のリーク電流の増大，Ａｌ配
線のコロージョン等による信頼性の低下を防止すること
ができる。
の低下，後にＣＶＤSiO2膜上に形成される上部のＡｌ配
線と下部のＡｌ配線との間のリーク電流の増大，Ａｌ配
線のコロージョン等による信頼性の低下を防止すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施例の製造方法について説明
する断面図である。
する断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の製造方法について説明
する断面図である。
する断面図である。
【図３】本発明の製造方法の実験用試料断面図である。
【図４】本発明の製造方法により形成されたＣＶＤSiO2
膜の含有水分量の調査結果についての比較説明図（その
１）である。
膜の含有水分量の調査結果についての比較説明図（その
１）である。
【図５】本発明の製造方法により形成されたＣＶＤSiO2
膜の含有水分量の調査結果についての比較説明図（その
２）である。
膜の含有水分量の調査結果についての比較説明図（その
２）である。
【図６】本発明の製造方法により形成されたＣＶＤSiO2
膜の赤外吸収スペクトルの調査結果についての比較説明
図（その１）である。
膜の赤外吸収スペクトルの調査結果についての比較説明
図（その１）である。
【図７】本発明の製造方法により形成されたＣＶＤSiO2
膜の赤外吸収スペクトルの調査結果についての比較説明
図（その２）である。
膜の赤外吸収スペクトルの調査結果についての比較説明
図（その２）である。
【図８】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図９】本発明の実施例に係るＣＶＤ膜形成装置の概略
構成図である。
構成図である。
１，９ Si基板（ウエハ；半導体基板）、 ２，１０ SiO2膜、 ３ａ〜３ｃ Ａｌ配線、 ４，４ａ，１１，11ａ ＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 ５ 第１のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 ６ 第２のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 ７ 第３のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 ８ 第４のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 １２，１９，２６ チャンバ、 １３，２０，２７ ガス導入口、 １４，２１，２８ 排気口、 １６，３０ ウエハ載置台（ヒータ）、 １７，２３ 電極、 １８，２４ ＲＦ電源、 ２５，34ａ〜34ｃ ヒータ、 ３１ ガスシャワー、 32ａ〜32ｈ ガス配管、 ３３ オゾン発生器、 35ａ〜35ｈ バルブ、 36ａ〜36ｄ マスフローコントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳増 徳 東京都港区港南２ー13ー29 株式会社半導 体プロセス研究所内 (72)発明者 西本 裕子 東京都港区港南２ー13ー29 株式会社半導 体プロセス研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−103357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−163679（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−11729（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (9)
- 【請求項１】化学気相成長法により被形成体上にシリコ
ンを含有する層間絶縁膜又はカバー絶縁膜を形成した
後、前記層間絶縁膜又はカバー絶縁膜の窒化温度未満の
温度で該被形成体を加熱した状態で、前記層間絶縁膜又
はカバー絶縁膜をアンモニア（ＮＨ3 ）のプラズマガス
に曝すことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記プラズマ処理時の前記被形成体の温度
は３５０℃〜４５０℃の範囲にあることを特徴とする請
求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記層間絶縁膜又はカバー絶縁膜は、 反応ガス：モノシラン（ＳｉＨ4 ）／酸素（Ｏ2 ）混合
ガス 温度：３５０〜４５０℃ の条件で形成されたものであることを特徴とする請求項
１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】前記層間絶縁膜又はカバー絶縁膜は、 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）混
合ガス 温度：３５０〜４５０℃ の条件で形成されたものであることを特徴とする請求項
１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】前記化学気相成長法により形成された層間
絶縁膜又はカバー絶縁膜は、不純物がドープされたシリ
コンを含有する絶縁膜であることを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】前記不純物がドープされたシリコンを含有
する絶縁膜は、ＰＳＧ膜，ＢＳＧ膜或いはＢＰＳＧ膜の
いずれかであることを特徴とする請求項５に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項７】前記化学気相成長法は常圧下で行われるも
のであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】前記化学気相成長法は減圧下で行われるも
のであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】請求項１に記載の製造方法を２回以上繰り
返して行うことにより前記被形成体上に前記層間絶縁膜
又はカバー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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142504A JPH0810677B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142504A JPH0810677B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335242A JPH05335242A (ja) | 1993-12-17 |
| JPH0810677B2 true JPH0810677B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=15316883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4142504A Expired - Fee Related JPH0810677B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810677B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5804498A (en) * | 1995-06-23 | 1998-09-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of making an underlayer to reduce pattern sensitivity of ozone-TEOS |
| US6720198B2 (en) | 2001-02-19 | 2004-04-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163679A (en) * | 1978-06-15 | 1979-12-26 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS5811729A (ja) * | 1981-07-15 | 1983-01-22 | Aikoo Kk | 被加熱材の圧着防止方法 |
| JPS59103357A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-14 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP4142504A patent/JPH0810677B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335242A (ja) | 1993-12-17 |
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