JPH0817174B2 - 絶縁膜の改質方法 - Google Patents
絶縁膜の改質方法Info
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- JPH0817174B2 JPH0817174B2 JP5281158A JP28115893A JPH0817174B2 JP H0817174 B2 JPH0817174 B2 JP H0817174B2 JP 5281158 A JP5281158 A JP 5281158A JP 28115893 A JP28115893 A JP 28115893A JP H0817174 B2 JPH0817174 B2 JP H0817174B2
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
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- C23C16/401—Oxides containing silicon
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁膜の改質方法に関
し、より詳しくは、ＣＶＤ法により形成されたホウケイ
酸ガラス膜（以下、 BSG膜と称する。）の改質方法に関
する。
し、より詳しくは、ＣＶＤ法により形成されたホウケイ
酸ガラス膜（以下、 BSG膜と称する。）の改質方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体デバイスに用いられている
層間絶縁膜は殆どSiO2又はこれをベースとしたものであ
る。このSiO2系の絶縁膜はおよそ４．０（測定周波数1M
Hz）の比誘電率を有し、それによって層間絶縁膜を挟む
上下の導電体層間の容量及び層間絶縁膜を挟む隣接する
導電体層間の容量Ｃが決められる。即ち、 Ｃ＝ε0 ・ε・Ａ／ｔ 但し、ε0 ：真空中の誘電率（＝１） ε：層間絶縁膜の比誘電率 Ａ：計算の都合上、上下の配線層の重なり面積又は隣接
する配線層の対向面積とするが、実際には上記重なり領
域以外の領域の配線層間の寄与、或いは対向領域以外の
領域の配線層間の寄与も考える必要がある。
層間絶縁膜は殆どSiO2又はこれをベースとしたものであ
る。このSiO2系の絶縁膜はおよそ４．０（測定周波数1M
Hz）の比誘電率を有し、それによって層間絶縁膜を挟む
上下の導電体層間の容量及び層間絶縁膜を挟む隣接する
導電体層間の容量Ｃが決められる。即ち、 Ｃ＝ε0 ・ε・Ａ／ｔ 但し、ε0 ：真空中の誘電率（＝１） ε：層間絶縁膜の比誘電率 Ａ：計算の都合上、上下の配線層の重なり面積又は隣接
する配線層の対向面積とするが、実際には上記重なり領
域以外の領域の配線層間の寄与、或いは対向領域以外の
領域の配線層間の寄与も考える必要がある。
【０００３】ｔ：上下の配線層間の層間絶縁膜の膜厚又
は層間絶縁膜を挟む隣接する配線層間のスペース このような寄生容量はどの様な半導体デバイスにも必ず
存在するが、その値が大きい場合、配線層間のクロスト
ークの発生や信号伝播時間の遅れを生じさせる。特に、
半導体装置を高密度化するため、多層配線構造が用いら
れた場合には、配線層間の重なりや対向領域が増えるた
め、寄生容量が増加する。また、パターンの寸法が微細
化された場合には、隣接する配線層間のスペースが狭く
なるため、隣接する配線層間のスペースは上下の配線層
間のスペースよりも小さくなる場合がある。このため、
寄生容量が増加する。従って、デバイス特性に与える影
響は無視できない。
は層間絶縁膜を挟む隣接する配線層間のスペース このような寄生容量はどの様な半導体デバイスにも必ず
存在するが、その値が大きい場合、配線層間のクロスト
ークの発生や信号伝播時間の遅れを生じさせる。特に、
半導体装置を高密度化するため、多層配線構造が用いら
れた場合には、配線層間の重なりや対向領域が増えるた
め、寄生容量が増加する。また、パターンの寸法が微細
化された場合には、隣接する配線層間のスペースが狭く
なるため、隣接する配線層間のスペースは上下の配線層
間のスペースよりも小さくなる場合がある。このため、
寄生容量が増加する。従って、デバイス特性に与える影
響は無視できない。
【０００４】寄生容量を低減するアプローチの一つとし
て、層間絶縁膜の比誘電率（ε）を低くするアプローチ
があり、現在、以下の対策が採られている。 （１）Si-F結合を有するSiO2膜又はＦを含むSiO2膜を使
用する。Ｆを含む有機シリコン化合物の加水分解等によ
り形成した例があり、ε＝3.7 程度が報告されている。
また、C2F6＋TEOSの混合ガスを用いたプラズマCVD 法に
より、Ｆを含むシリコン酸化膜を形成した例があり、低
い比誘電率のものが報告されている。
て、層間絶縁膜の比誘電率（ε）を低くするアプローチ
があり、現在、以下の対策が採られている。 （１）Si-F結合を有するSiO2膜又はＦを含むSiO2膜を使
用する。Ｆを含む有機シリコン化合物の加水分解等によ
り形成した例があり、ε＝3.7 程度が報告されている。
また、C2F6＋TEOSの混合ガスを用いたプラズマCVD 法に
より、Ｆを含むシリコン酸化膜を形成した例があり、低
い比誘電率のものが報告されている。
【０００５】（２）有機樹脂膜を使用する。ε＝3.0 以
下のものが報告されている。 （３）テフロン系の絶縁膜を使用する。ε＝3.0 以下の
ものが報告されている。 （４）SiBN膜又はSiOBN 膜を使用する。スパッタにより
形成する例が報告されている。
下のものが報告されている。 （３）テフロン系の絶縁膜を使用する。ε＝3.0 以下の
ものが報告されている。 （４）SiBN膜又はSiOBN 膜を使用する。スパッタにより
形成する例が報告されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１）
の場合は絶縁膜中にSi-F結合或いはＦを含むことによる
デバイス特性への影響が十分解明されていない。（２）
及び（３）の場合はSiO2とは全く異なる物質からなる絶
縁膜であり、実用性が疑わしい。
の場合は絶縁膜中にSi-F結合或いはＦを含むことによる
デバイス特性への影響が十分解明されていない。（２）
及び（３）の場合はSiO2とは全く異なる物質からなる絶
縁膜であり、実用性が疑わしい。
【０００７】また、（４）の場合は安定な膜ではないた
め、半導体装置への適用には適していない。本発明は、
係る従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、絶
縁膜、特にホウケイ酸ガラス膜が介在する導電体層間の
寄生容量を低減することが可能な絶縁膜の改質方法の提
供を目的とするものである。
め、半導体装置への適用には適していない。本発明は、
係る従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、絶
縁膜、特にホウケイ酸ガラス膜が介在する導電体層間の
寄生容量を低減することが可能な絶縁膜の改質方法の提
供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、成
膜用反応ガスを用いて基板上にホウケイ酸ガラス膜(BSG
膜) を形成する工程と、前記ホウケイ酸ガラス膜を改質
用反応ガスのプラズマに曝す工程とを有する絶縁膜の改
質方法によって達成され、第２に、前記改質用反応ガス
は、酸素，アンモニア及び不活性ガスのうち少ないとも
いずれかを含むガスであることを特徴とする第１の発明
に記載の絶縁膜の改質方法によって達成され、第３に、
前記ホウケイ酸ガラス膜を改質用反応ガスのプラズマに
曝している間、前記基板の温度を５００℃以下に保持す
ることを特徴とする第１の発明又は第２の発明に記載の
絶縁膜の改質方法によって達成され、第４に、前記改質
用反応ガスは、周波数１００ｋＨｚ以上，13.56 ＭＨｚ
以下、電力６００Ｗ以下の高周波電力を対向電極に印加
することによりプラズマ化されることを特徴とする第１
の発明、第２の発明又は第３の発明に記載の絶縁膜の改
質方法によって達成され、第５に、前記成膜用反応ガス
は、Si-O-B結合を含む有機金属化合物を含むものである
ことを特徴とする第１の発明、第２の発明、第３の発明
又は第４の発明に記載の絶縁膜の改質方法によって達成
され、第６に、前記Si-O-B結合を含む有機金属化合物を
含む成膜用反応ガスは、Si-O-Bの結合を有する有機金属
化合物とオゾン(O3)の混合ガスであることを特徴とする
第５の発明に記載の絶縁膜の改質方法によって達成さ
れ、第７に、前記Si-O-B結合を含む有機金属化合物を含
む成膜用反応ガスは、Si-O-Bの結合を有する有機金属化
合物とテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）とオ
ゾンの混合ガスであることを特徴とする第５の発明に記
載の絶縁膜の改質方法によって達成され、第８に、前記
ホウケイ酸ガラス膜を形成している間、前記基板の温度
を４００℃以下に保持することを特徴とする第４の発
明、第５の発明、第６の発明又は第７の発明に記載の絶
縁膜の改質方法によって達成される。
膜用反応ガスを用いて基板上にホウケイ酸ガラス膜(BSG
膜) を形成する工程と、前記ホウケイ酸ガラス膜を改質
用反応ガスのプラズマに曝す工程とを有する絶縁膜の改
質方法によって達成され、第２に、前記改質用反応ガス
は、酸素，アンモニア及び不活性ガスのうち少ないとも
いずれかを含むガスであることを特徴とする第１の発明
に記載の絶縁膜の改質方法によって達成され、第３に、
前記ホウケイ酸ガラス膜を改質用反応ガスのプラズマに
曝している間、前記基板の温度を５００℃以下に保持す
ることを特徴とする第１の発明又は第２の発明に記載の
絶縁膜の改質方法によって達成され、第４に、前記改質
用反応ガスは、周波数１００ｋＨｚ以上，13.56 ＭＨｚ
以下、電力６００Ｗ以下の高周波電力を対向電極に印加
することによりプラズマ化されることを特徴とする第１
の発明、第２の発明又は第３の発明に記載の絶縁膜の改
質方法によって達成され、第５に、前記成膜用反応ガス
は、Si-O-B結合を含む有機金属化合物を含むものである
ことを特徴とする第１の発明、第２の発明、第３の発明
又は第４の発明に記載の絶縁膜の改質方法によって達成
され、第６に、前記Si-O-B結合を含む有機金属化合物を
含む成膜用反応ガスは、Si-O-Bの結合を有する有機金属
化合物とオゾン(O3)の混合ガスであることを特徴とする
第５の発明に記載の絶縁膜の改質方法によって達成さ
れ、第７に、前記Si-O-B結合を含む有機金属化合物を含
む成膜用反応ガスは、Si-O-Bの結合を有する有機金属化
合物とテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）とオ
ゾンの混合ガスであることを特徴とする第５の発明に記
載の絶縁膜の改質方法によって達成され、第８に、前記
ホウケイ酸ガラス膜を形成している間、前記基板の温度
を４００℃以下に保持することを特徴とする第４の発
明、第５の発明、第６の発明又は第７の発明に記載の絶
縁膜の改質方法によって達成される。
【０００９】
【作用】本願発明者は、特に、SiO2と同じ系統に属し、
かつSi-F結合又はＦを含むことによるデバイス特性への
影響が十分解明されていないSi-F結合又はＦを含むSiO2
を除いた材料、特にホウケイ酸ガラス膜に着目した。こ
れを用いて、その膜質を改良し、更に比誘電率を低減す
る方法がないかどうかを調査した。
かつSi-F結合又はＦを含むことによるデバイス特性への
影響が十分解明されていないSi-F結合又はＦを含むSiO2
を除いた材料、特にホウケイ酸ガラス膜に着目した。こ
れを用いて、その膜質を改良し、更に比誘電率を低減す
る方法がないかどうかを調査した。
【００１０】その調査の結果、ホウケイ酸ガラス膜の水
分量と比誘電率とが相関を有することを見いだした。即
ち、ホウケイ酸ガラス膜を空気中に放置しておくと、比
誘電率も増加する。このことは、比誘電率の増加がホウ
ケイ酸ガラス膜中の含有水分量の増加と関係しているこ
とを示しており、ホウケイ酸ガラス膜中の含有水分量を
低減すると比誘電率も低減させることができることを示
唆している。
分量と比誘電率とが相関を有することを見いだした。即
ち、ホウケイ酸ガラス膜を空気中に放置しておくと、比
誘電率も増加する。このことは、比誘電率の増加がホウ
ケイ酸ガラス膜中の含有水分量の増加と関係しているこ
とを示しており、ホウケイ酸ガラス膜中の含有水分量を
低減すると比誘電率も低減させることができることを示
唆している。
【００１１】調査によれば、ホウケイ酸ガラス膜を改質
用反応ガス、例えば酸素，アンモニア又は不活性ガスの
プラズマに曝すことにより、ホウケイ酸ガラス膜中の含
有水分量は低減し、比誘電率も低下することを見いだし
た。また、プラズマに曝された後のホウケイ酸ガラス膜
の含有水分量の経時変化は極めて小さくなることを見い
だした。
用反応ガス、例えば酸素，アンモニア又は不活性ガスの
プラズマに曝すことにより、ホウケイ酸ガラス膜中の含
有水分量は低減し、比誘電率も低下することを見いだし
た。また、プラズマに曝された後のホウケイ酸ガラス膜
の含有水分量の経時変化は極めて小さくなることを見い
だした。
【００１２】本発明の絶縁膜の改質方法によれば、ホウ
ケイ酸ガラス膜を改質用反応ガスのプラズマに曝してい
るので、ホウケイ酸ガラス膜の水分含有量の低減を図る
とともに、比誘電率を低下させることができる。しか
も、膜形成後の水分の吸収を防止することができる。こ
れにより、ホウケイ酸ガラス膜の膜質が改良される。ま
た、基板を昇温した状態でプラズマ照射を行うことによ
り、膜質改良の効果がより大きくなる。しかも、基板の
温度が５００℃以下の低温でよいので、Ａｌ等を被覆す
る層間絶縁膜の処理にも用いることができる。
ケイ酸ガラス膜を改質用反応ガスのプラズマに曝してい
るので、ホウケイ酸ガラス膜の水分含有量の低減を図る
とともに、比誘電率を低下させることができる。しか
も、膜形成後の水分の吸収を防止することができる。こ
れにより、ホウケイ酸ガラス膜の膜質が改良される。ま
た、基板を昇温した状態でプラズマ照射を行うことによ
り、膜質改良の効果がより大きくなる。しかも、基板の
温度が５００℃以下の低温でよいので、Ａｌ等を被覆す
る層間絶縁膜の処理にも用いることができる。
【００１３】特に、Si-O-Bの結合を有する有機金属化合
物とオゾンの混合ガスを成膜用反応ガスとして用いて形
成されたホウケイ酸ガラス膜に本発明のプラズマ処理を
適用する場合、ホウケイ酸ガラス膜の比誘電率の低減の
効果が大きい。これは、成膜直後のホウケイ酸ガラス膜
中にはSi-O-B結合が構成要素としてそのまま持ち込ま
れ、ホウケイ酸ガラス膜は元々高い緻密性と低い吸湿性
を有するためであると考えられる。しかも、成膜中の基
板の温度が４００℃以下の低温でも、成膜直後の状態で
Si-O-B結合を有するホウケイ酸ガラス膜を形成すること
が可能であるので、製造工程上制約を受けることなく、
半導体装置への適用が可能である。なお、上記成膜用反
応ガスにテトラエチルオルソシリケートを添加すること
により、形成されるホウケイ酸ガラス膜中のボロンの含
有量を微調整することができる。
物とオゾンの混合ガスを成膜用反応ガスとして用いて形
成されたホウケイ酸ガラス膜に本発明のプラズマ処理を
適用する場合、ホウケイ酸ガラス膜の比誘電率の低減の
効果が大きい。これは、成膜直後のホウケイ酸ガラス膜
中にはSi-O-B結合が構成要素としてそのまま持ち込ま
れ、ホウケイ酸ガラス膜は元々高い緻密性と低い吸湿性
を有するためであると考えられる。しかも、成膜中の基
板の温度が４００℃以下の低温でも、成膜直後の状態で
Si-O-B結合を有するホウケイ酸ガラス膜を形成すること
が可能であるので、製造工程上制約を受けることなく、
半導体装置への適用が可能である。なお、上記成膜用反
応ガスにテトラエチルオルソシリケートを添加すること
により、形成されるホウケイ酸ガラス膜中のボロンの含
有量を微調整することができる。
【００１４】
【実施例】（１）本発明の実施例のＢＳＧ膜の改質方法 図１，図２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら本発明の実施
例のＢＳＧ膜の改質方法について説明する。図１はＢＳ
Ｇ膜を改質用反応ガスのプラズマに曝している状態を示
す断面図である。また、図２（ａ）〜（ｄ）は、下部配
線層１３を被覆する層間絶縁膜としてＢＳＧ膜１４を形
成した後、プラズマ照射によりＢＳＧ膜を改質する一連
の工程を示す断面図である。
例のＢＳＧ膜の改質方法について説明する。図１はＢＳ
Ｇ膜を改質用反応ガスのプラズマに曝している状態を示
す断面図である。また、図２（ａ）〜（ｄ）は、下部配
線層１３を被覆する層間絶縁膜としてＢＳＧ膜１４を形
成した後、プラズマ照射によりＢＳＧ膜を改質する一連
の工程を示す断面図である。
【００１５】この場合、成膜用反応ガスとして珪素（Ｓ
ｉ），硼素（Ｂ）及び酸素（Ｏ）の有機金属化合物（Si
OBソース）を含むものを用いる。即ち、SiOBソースの一
例として、構造式 (CH3)3SiO 3B で表される前記トリストリメチルシリルボレートを用
い、これとオゾン（Ｏ3 ）との混合ガス、 (CH3)3SiO 3B ＋Ｏ3 を成膜用反応ガスとして用いる。
ｉ），硼素（Ｂ）及び酸素（Ｏ）の有機金属化合物（Si
OBソース）を含むものを用いる。即ち、SiOBソースの一
例として、構造式 (CH3)3SiO 3B で表される前記トリストリメチルシリルボレートを用
い、これとオゾン（Ｏ3 ）との混合ガス、 (CH3)3SiO 3B ＋Ｏ3 を成膜用反応ガスとして用いる。
【００１６】まず、ウエハ（基板）１を常圧ＣＶＤ成膜
装置の反応室内に入れて、ウエハ保持台に載置し、例え
ばウエハ保持台に内蔵されたヒータにより、ウエハ１を
加熱し、４００℃以下の温度に保持する。なお、図２
（ａ）に示すように、ウエハ１には半導体基板１１上に
シリコン酸化膜からなる下地絶縁膜１２が形成され、更
に下地絶縁膜１２上にＡｌ膜からなる下部配線層１３が
形成されている。
装置の反応室内に入れて、ウエハ保持台に載置し、例え
ばウエハ保持台に内蔵されたヒータにより、ウエハ１を
加熱し、４００℃以下の温度に保持する。なお、図２
（ａ）に示すように、ウエハ１には半導体基板１１上に
シリコン酸化膜からなる下地絶縁膜１２が形成され、更
に下地絶縁膜１２上にＡｌ膜からなる下部配線層１３が
形成されている。
【００１７】次いで、Ｎ2 等のキャリアガスに (CH3)3S
iO 3B を含有した流量７ＳＬＭのSiOBソースガスに添加
率６％のＯ3 ガスを混合した成膜用反応ガスを反応室内
に導入する。この状態を約３分間保持して、図２（ｂ）
に示すように、ウエハ１上に膜厚約1.1 μｍのＢＳＧ膜
１４を形成する。このとき、ウエハ１の温度が４００℃
以下なので、Ａｌ膜からなる下部配線層１３を形成した
状態で、層間絶縁膜の形成が可能であり、かつＡｌ膜が
大きな熱歪みを受けるのを防止することができる。
iO 3B を含有した流量７ＳＬＭのSiOBソースガスに添加
率６％のＯ3 ガスを混合した成膜用反応ガスを反応室内
に導入する。この状態を約３分間保持して、図２（ｂ）
に示すように、ウエハ１上に膜厚約1.1 μｍのＢＳＧ膜
１４を形成する。このとき、ウエハ１の温度が４００℃
以下なので、Ａｌ膜からなる下部配線層１３を形成した
状態で、層間絶縁膜の形成が可能であり、かつＡｌ膜が
大きな熱歪みを受けるのを防止することができる。
【００１８】次に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置のチ
ャンバ内にＢＳＧ膜１４の形成されたウエハ１を入れ、
図１に示すウエハ保持台５１に載置して減圧するととも
に、ウエハ保持台５１に内蔵されたヒータによりウエハ
１を加熱し、ウエハ１の温度を５００℃以下に保持す
る。続いて、所定の流量の酸素，アンモニア又は不活性
ガスからなる改質用反応ガスをチャンバ内に導入し、圧
力約1.0Torr 以下に保持した後、平行平板電極間に周波
数100KHz〜13.56MHz、電力600W以下のRF電力を印加し、
改質用反応ガスをプラズマ化する。これにより、図２
（ｃ）に示すように、ＢＳＧ膜１４は改質用反応ガスの
プラズマに曝される。この状態を１〜５分間保持する
と、ＢＳＧ膜が改質され、比誘電率が低下する。
ャンバ内にＢＳＧ膜１４の形成されたウエハ１を入れ、
図１に示すウエハ保持台５１に載置して減圧するととも
に、ウエハ保持台５１に内蔵されたヒータによりウエハ
１を加熱し、ウエハ１の温度を５００℃以下に保持す
る。続いて、所定の流量の酸素，アンモニア又は不活性
ガスからなる改質用反応ガスをチャンバ内に導入し、圧
力約1.0Torr 以下に保持した後、平行平板電極間に周波
数100KHz〜13.56MHz、電力600W以下のRF電力を印加し、
改質用反応ガスをプラズマ化する。これにより、図２
（ｃ）に示すように、ＢＳＧ膜１４は改質用反応ガスの
プラズマに曝される。この状態を１〜５分間保持する
と、ＢＳＧ膜が改質され、比誘電率が低下する。
【００１９】なお、その後、図２（ｄ）に示すように，
ＢＳＧ膜１４上にＡｌ膜等からなる上部配線層１５が形
成される。次に、プラズマ処理される前であって、SiOB
ソース＋O3の混合ガスを用いて形成された後のＢＳＧ膜
１４について、膜質その他の特性を調査した結果につい
て説明する。
ＢＳＧ膜１４上にＡｌ膜等からなる上部配線層１５が形
成される。次に、プラズマ処理される前であって、SiOB
ソース＋O3の混合ガスを用いて形成された後のＢＳＧ膜
１４について、膜質その他の特性を調査した結果につい
て説明する。
【００２０】上記形成されたＢＳＧ膜１４中にはおよそ
１５〜１８mol ％（５〜６wt％に相当する）のＢが含ま
れていることが分かった。SiOBソースのＳｉ／Ｂ比は３
であり、ＢＳＧ膜１４中に含まれるＢの含有量はほぼ理
論値に等しい。このように、ＢＳＧ膜１４中に含まれる
Ｂの含有量はほぼSiOBソースガス中のＳｉ／Ｂ比により
きまるため、正確な濃度のＢのドーピングが可能であ
る。なお、上記の成膜用反応ガスにＴＥＯＳを加えるこ
とにより、更に細かくＢ濃度を調整することも可能であ
る。
１５〜１８mol ％（５〜６wt％に相当する）のＢが含ま
れていることが分かった。SiOBソースのＳｉ／Ｂ比は３
であり、ＢＳＧ膜１４中に含まれるＢの含有量はほぼ理
論値に等しい。このように、ＢＳＧ膜１４中に含まれる
Ｂの含有量はほぼSiOBソースガス中のＳｉ／Ｂ比により
きまるため、正確な濃度のＢのドーピングが可能であ
る。なお、上記の成膜用反応ガスにＴＥＯＳを加えるこ
とにより、更に細かくＢ濃度を調整することも可能であ
る。
【００２１】また、従来例の成膜方法により作成された
ＢＳＧ膜ではこれだけのＢが含まれていると、著しい吸
湿により成膜直後、表面は直ちに白濁するが、実施例の
場合、ＢＳＧ膜は極めて安定であり、短時間の空気中放
置では吸湿しなかった。更に、長時間の空気中放置で
も、ＢＳＧ膜表面に異常は認められなかった。これは、
ＢＳＧ膜中に強固なSi-O-B結合が形成されて緻密性が増
し、これにより水分の吸収が阻止されたためと考えられ
る。
ＢＳＧ膜ではこれだけのＢが含まれていると、著しい吸
湿により成膜直後、表面は直ちに白濁するが、実施例の
場合、ＢＳＧ膜は極めて安定であり、短時間の空気中放
置では吸湿しなかった。更に、長時間の空気中放置で
も、ＢＳＧ膜表面に異常は認められなかった。これは、
ＢＳＧ膜中に強固なSi-O-B結合が形成されて緻密性が増
し、これにより水分の吸収が阻止されたためと考えられ
る。
【００２２】更に、形成されたＢＳＧ膜１４は、上記の
ように安定な膜表面と良好な膜質を有する他、耐クラッ
ク性が高い。例えば、膜厚約３μｍ程度でもクラックフ
リーであった。また、成長が等方的であるため、ステッ
プカバレージにも優れている。以上のように、SiOBソー
スとオゾン(O3)の混合ガスを用いて形成した成膜直後の
ＢＳＧ膜１４には、構成要素としてSi-O-B結合がそのま
ま取り込まれるため、成膜直後のＢＳＧ膜１４は、ガラ
スとしての構造を有し、高い緻密性と低い吸湿性を有す
る。
ように安定な膜表面と良好な膜質を有する他、耐クラッ
ク性が高い。例えば、膜厚約３μｍ程度でもクラックフ
リーであった。また、成長が等方的であるため、ステッ
プカバレージにも優れている。以上のように、SiOBソー
スとオゾン(O3)の混合ガスを用いて形成した成膜直後の
ＢＳＧ膜１４には、構成要素としてSi-O-B結合がそのま
ま取り込まれるため、成膜直後のＢＳＧ膜１４は、ガラ
スとしての構造を有し、高い緻密性と低い吸湿性を有す
る。
【００２３】しかも、O3を用いることによりSiOBソース
の分解性が高まるため、成膜中のウエハ１の温度が４０
０℃以下の低温である場合でも、成膜直後の状態でSi-O
-B結合を有するＢＳＧ膜１４を形成することが可能であ
る。これにより、製造工程上制約を受けることなく、半
導体装置への適用が可能である。次に、図３及び図４を
参照しながら、上記の成膜方法により得られたＢＳＧ膜
の成膜データについて説明する。
の分解性が高まるため、成膜中のウエハ１の温度が４０
０℃以下の低温である場合でも、成膜直後の状態でSi-O
-B結合を有するＢＳＧ膜１４を形成することが可能であ
る。これにより、製造工程上制約を受けることなく、半
導体装置への適用が可能である。次に、図３及び図４を
参照しながら、上記の成膜方法により得られたＢＳＧ膜
の成膜データについて説明する。
【００２４】図３は、成膜時の基板温度に対する成長レ
ートの依存性について示す特性図である。横軸が成長温
度（℃）を表し、縦軸が成長レート（Å／分）を表す。
SiOBソースガスの流量４ＳＬＭと７ＳＬＭの２条件、か
つＯ3 添加量６％の１条件で、成長温度範囲２５０℃〜
４００℃に対する成長レートの依存性の結果について示
す。
ートの依存性について示す特性図である。横軸が成長温
度（℃）を表し、縦軸が成長レート（Å／分）を表す。
SiOBソースガスの流量４ＳＬＭと７ＳＬＭの２条件、か
つＯ3 添加量６％の１条件で、成長温度範囲２５０℃〜
４００℃に対する成長レートの依存性の結果について示
す。
【００２５】その結果によれば、SiOBソースガスの流量
が７ＳＬＭの場合、成長温度２５０℃のときに成長レー
ト約1000Å／分が得られ、温度が高くなるに連れて成長
レートは大きくなり、成長温度３５０℃のときに最大の
成長レート約4000Å／分が得られ、以降温度が高くなる
に連れて成長レートは減少していき、成長温度４００℃
で成長レート約2500Å／分が得られる。一方、SiOBソー
スガスの流量が４ＳＬＭの場合も同様な傾向を示し、温
度３５０℃で最大の成長レート約2600Å／分が得られ
る。
が７ＳＬＭの場合、成長温度２５０℃のときに成長レー
ト約1000Å／分が得られ、温度が高くなるに連れて成長
レートは大きくなり、成長温度３５０℃のときに最大の
成長レート約4000Å／分が得られ、以降温度が高くなる
に連れて成長レートは減少していき、成長温度４００℃
で成長レート約2500Å／分が得られる。一方、SiOBソー
スガスの流量が４ＳＬＭの場合も同様な傾向を示し、温
度３５０℃で最大の成長レート約2600Å／分が得られ
る。
【００２６】図４は、SiOBソースガスの流量に対する成
長レートの依存性について示す特性図である。横軸がSi
OBソースガスの流量（ＳＬＭ）を表し、縦軸が成長レー
ト（Å／分）を表す。成長温度４００℃、かつＯ3 添加
量5.6 ％の条件で、SiOBソースガスの流量範囲２ＳＬＭ
〜９ＳＬＭに対する成長レートの依存性の結果について
示す。
長レートの依存性について示す特性図である。横軸がSi
OBソースガスの流量（ＳＬＭ）を表し、縦軸が成長レー
ト（Å／分）を表す。成長温度４００℃、かつＯ3 添加
量5.6 ％の条件で、SiOBソースガスの流量範囲２ＳＬＭ
〜９ＳＬＭに対する成長レートの依存性の結果について
示す。
【００２７】その結果によれば、SiOBソースガスの流量
が２ＳＬＭのとき成長レート約８００Å／分が得られ、
SiOBソースガスの流量が多くなるに連れて成長レートは
急激に大きくなり、SiOBソースガスの流量６ＳＬＭのと
きに成長レート約1900Å／分が得られ、以降SiOBソース
ガスの流量が多くなるに連れて成長レートは漸増してい
き、SiOBソースガスの流量９ＳＬＭのときに成長レート
約2000Å／分が得られる。
が２ＳＬＭのとき成長レート約８００Å／分が得られ、
SiOBソースガスの流量が多くなるに連れて成長レートは
急激に大きくなり、SiOBソースガスの流量６ＳＬＭのと
きに成長レート約1900Å／分が得られ、以降SiOBソース
ガスの流量が多くなるに連れて成長レートは漸増してい
き、SiOBソースガスの流量９ＳＬＭのときに成長レート
約2000Å／分が得られる。
【００２８】以上、図３及び図４に示す成長レートの値
から、適当なガス条件や成長温度条件を選ぶことで半導
体装置に十分に適用可能であることがわかった。なお、
上記の実施例では、 (CH3)3SiO 3B からなるSiOBソース
とオゾン(O3)の混合ガスを用いて形成されたＢＳＧ膜１
４に適用しているが、他のSiOBソースを用いて形成され
たホウケイ酸ガラス膜に適用してもよい。また、上記以
外の他の方法により形成されたホウケイ酸ガラス膜に本
発明を適用することも可能である。例えば、TEOS＋(TMB
又はTEB)＋O3の混合ガスを用いたCVD 法により、或いは
SiH4＋B2H6＋O2の混合ガスを用いたCVD 法により形成さ
れたＢＳＧ膜への適用も可能である。
から、適当なガス条件や成長温度条件を選ぶことで半導
体装置に十分に適用可能であることがわかった。なお、
上記の実施例では、 (CH3)3SiO 3B からなるSiOBソース
とオゾン(O3)の混合ガスを用いて形成されたＢＳＧ膜１
４に適用しているが、他のSiOBソースを用いて形成され
たホウケイ酸ガラス膜に適用してもよい。また、上記以
外の他の方法により形成されたホウケイ酸ガラス膜に本
発明を適用することも可能である。例えば、TEOS＋(TMB
又はTEB)＋O3の混合ガスを用いたCVD 法により、或いは
SiH4＋B2H6＋O2の混合ガスを用いたCVD 法により形成さ
れたＢＳＧ膜への適用も可能である。
【００２９】また、下部配線層１３としてＡｌ配線層を
用いているが、高融点金属や高融点金属シリサイド或い
はポリシリコンやポリサイド、又はその他の導電体から
なる配線層や電極への適用も可能である。 （２）上記の改質方法により改質されたＢＳＧ膜の特性
についての説明 （ａ）上記の改質方法による改質前後のＢＳＧ膜の比誘
電率の調査 上記の各工程の直後のBSG 膜の比誘電率を調査した結果
を以下に示す。なお、BSG 膜は、SiOBソース＋O3の混合
ガスを用いたCVD 法により温度400 ℃の条件で形成され
た。
用いているが、高融点金属や高融点金属シリサイド或い
はポリシリコンやポリサイド、又はその他の導電体から
なる配線層や電極への適用も可能である。 （２）上記の改質方法により改質されたＢＳＧ膜の特性
についての説明 （ａ）上記の改質方法による改質前後のＢＳＧ膜の比誘
電率の調査 上記の各工程の直後のBSG 膜の比誘電率を調査した結果
を以下に示す。なお、BSG 膜は、SiOBソース＋O3の混合
ガスを用いたCVD 法により温度400 ℃の条件で形成され
た。
【００３０】成膜直後：ε＝4.0 空気中放置後：ε＝4.5 プラズマ処理直後：ε＝3.4 プラズマ処理後空気中１週間放置後：ε＝3.6 〔比較例〕 熱酸化により形成されたSiO2膜（プラズマ処理なし） ε＝4.0 TEOS＋O3の混合ガスを用いたCVD 法により温度400 ℃
の条件で形成されたSiO2膜 空気中放置後 ε＝4.2 プラズマ処理後 ε＝4.0 以上のように、本発明の実施例の改質方法により得られ
たＢＳＧ膜の比誘電率は、他の絶縁膜の比誘電率及びプ
ラズマ処理しないＢＳＧ膜の比誘電率と比較して大幅に
小さくなる。またプラズマ処理により、比誘電率の低減
の効果を長い間維持することが可能である。
の条件で形成されたSiO2膜 空気中放置後 ε＝4.2 プラズマ処理後 ε＝4.0 以上のように、本発明の実施例の改質方法により得られ
たＢＳＧ膜の比誘電率は、他の絶縁膜の比誘電率及びプ
ラズマ処理しないＢＳＧ膜の比誘電率と比較して大幅に
小さくなる。またプラズマ処理により、比誘電率の低減
の効果を長い間維持することが可能である。
【００３１】従って、本発明を半導体装置に適用した場
合、ホウケイ酸ガラス膜が介在する配線層間の寄生容量
を低減することが可能である。 （ｂ）上記の改質方法により改質前後のＢＳＧ膜の含有
水分量の調査 図５は、反応ガス中のＯ3 の添加率に対する成膜直後の
ＢＳＧ膜中の水分含有量の依存性及びプラズマ処理後の
ＢＳＧ膜中の水分含有量について示す特性図である。横
軸がＯ3 添加率（％）を表し、縦軸が水分含有量（ｗｔ
％）を表す。成膜温度４００℃、かつソースガスの流量
が８ＳＬＭの条件で、Ｏ3 添加量範囲１％〜5.6 ％の場
合の結果について示す。成膜後測定までに試料は空気中
に６時間放置された。また、Ｏ3 添加量5.6 ％で形成さ
れたＢＳＧ膜について、プラズマ処理温度３５０℃、改
質用反応ガスＮＨ3 、流量400SCCM 、圧力0.5Torr 、Ｒ
Ｆ周波数100KHz、RF電力200 W 、処理時間３分のプラズ
マ照射条件でプラズマ処理された。
合、ホウケイ酸ガラス膜が介在する配線層間の寄生容量
を低減することが可能である。 （ｂ）上記の改質方法により改質前後のＢＳＧ膜の含有
水分量の調査 図５は、反応ガス中のＯ3 の添加率に対する成膜直後の
ＢＳＧ膜中の水分含有量の依存性及びプラズマ処理後の
ＢＳＧ膜中の水分含有量について示す特性図である。横
軸がＯ3 添加率（％）を表し、縦軸が水分含有量（ｗｔ
％）を表す。成膜温度４００℃、かつソースガスの流量
が８ＳＬＭの条件で、Ｏ3 添加量範囲１％〜5.6 ％の場
合の結果について示す。成膜後測定までに試料は空気中
に６時間放置された。また、Ｏ3 添加量5.6 ％で形成さ
れたＢＳＧ膜について、プラズマ処理温度３５０℃、改
質用反応ガスＮＨ3 、流量400SCCM 、圧力0.5Torr 、Ｒ
Ｆ周波数100KHz、RF電力200 W 、処理時間３分のプラズ
マ照射条件でプラズマ処理された。
【００３２】結果によれば、Ｏ3 添加量が１％のとき水
分含有量約６ｗｔ％で、Ｏ3 添加量が多くなるに連れて
成膜レートは漸増し、Ｏ3 添加量３％のとき最大値約6.
7 ｗｔ％となり、以降SiOBによるBSG 膜中の水分量はＯ
3 添加量にほとんど依存しないで一定である。更に、プ
ラズマ処理により、水分含有量は大幅に低下し、水分含
有量約１ｗｔ％の値となる。このように、プラズマ照射
により水分含有量は大幅に改善されており、半導体装置
の特性及び信頼度の向上を図ることができる。
分含有量約６ｗｔ％で、Ｏ3 添加量が多くなるに連れて
成膜レートは漸増し、Ｏ3 添加量３％のとき最大値約6.
7 ｗｔ％となり、以降SiOBによるBSG 膜中の水分量はＯ
3 添加量にほとんど依存しないで一定である。更に、プ
ラズマ処理により、水分含有量は大幅に低下し、水分含
有量約１ｗｔ％の値となる。このように、プラズマ照射
により水分含有量は大幅に改善されており、半導体装置
の特性及び信頼度の向上を図ることができる。
【００３３】次に、図６を参照しながら、ＢＳＧ膜への
プラズマ処理後の空気中放置によるＢＳＧ膜の水分含有
量の経時変化について説明する。図６は、プラズマ処理
後の空気中放置によるＢＳＧ膜中の水分含有量の経時変
化について示す特性図である。横軸が放置時間（日）を
表し、縦軸が水分含有量（ｗｔ％）を表す。成長温度３
５０℃、ソースガスの流量７ＳＬＭ、Ｏ3 添加量６％、
成長レート3700Å/ 分，成膜時間３分の成膜条件、プラ
ズマ処理温度３５０℃、改質用反応ガスＮＨ3 、流量40
0SCCM 、圧力0.5Torr 、ＲＦ周波数100KHz、RF電力200
W 、処理時間３分のプラズマ照射条件の場合の結果につ
いて示す。
プラズマ処理後の空気中放置によるＢＳＧ膜の水分含有
量の経時変化について説明する。図６は、プラズマ処理
後の空気中放置によるＢＳＧ膜中の水分含有量の経時変
化について示す特性図である。横軸が放置時間（日）を
表し、縦軸が水分含有量（ｗｔ％）を表す。成長温度３
５０℃、ソースガスの流量７ＳＬＭ、Ｏ3 添加量６％、
成長レート3700Å/ 分，成膜時間３分の成膜条件、プラ
ズマ処理温度３５０℃、改質用反応ガスＮＨ3 、流量40
0SCCM 、圧力0.5Torr 、ＲＦ周波数100KHz、RF電力200
W 、処理時間３分のプラズマ照射条件の場合の結果につ
いて示す。
【００３４】結果によれば、１０日後に水分含有量約0.
9 ｗｔ％で、以降時間経過に比例して水分含有量は増
し、９５日後に水分含有量約2.9 ｗｔ％となり、以降以
降時間経過に比例して水分含有量は漸増し、１２５日後
に水分含有量約3.2 ｗｔ％となる。この値から、ＢＳＧ
膜の水分含有量の経時変化は、従来例の方法の場合と比
較して、極めて小さく、膜質の改善効果が長い間維持さ
れることが分かった。
9 ｗｔ％で、以降時間経過に比例して水分含有量は増
し、９５日後に水分含有量約2.9 ｗｔ％となり、以降以
降時間経過に比例して水分含有量は漸増し、１２５日後
に水分含有量約3.2 ｗｔ％となる。この値から、ＢＳＧ
膜の水分含有量の経時変化は、従来例の方法の場合と比
較して、極めて小さく、膜質の改善効果が長い間維持さ
れることが分かった。
【００３５】（ｃ）上記の改質方法により得られたＢＳ
Ｇ膜のストレスの経時変化に付いての調査 次に、図７を参照しながら、ＢＳＧ膜へのプラズマ処理
後の空気中放置によるＢＳＧ膜のストレスの経時変化に
ついて説明する。図７は、プラズマ処理後の空気中放置
によるＢＳＧ膜の応力の経時変化について示す特性図で
ある。横軸が放置時間（日）を表し、縦軸が応力（×１
０9 dyne/cm2）を表す。成膜時の基板温度３５０℃、ソ
ースガスの流量７ＳＬＭ、Ｏ3 添加量６％、成長レート
3700Å/ 分，成膜時間３分の成膜条件、プラズマ処理温
度３５０℃，改質用反応ガスＮＨ3 ，流量400SCCM ，圧
力0.5Torr ，ＲＦ周波数100KHz，RF電力200 W ，処理時
間３分のプラズマ照射条件の場合の結果について示す。
なお、比較のため、改質前のＢＳＧ膜の応力の経時変化
についても示す。
Ｇ膜のストレスの経時変化に付いての調査 次に、図７を参照しながら、ＢＳＧ膜へのプラズマ処理
後の空気中放置によるＢＳＧ膜のストレスの経時変化に
ついて説明する。図７は、プラズマ処理後の空気中放置
によるＢＳＧ膜の応力の経時変化について示す特性図で
ある。横軸が放置時間（日）を表し、縦軸が応力（×１
０9 dyne/cm2）を表す。成膜時の基板温度３５０℃、ソ
ースガスの流量７ＳＬＭ、Ｏ3 添加量６％、成長レート
3700Å/ 分，成膜時間３分の成膜条件、プラズマ処理温
度３５０℃，改質用反応ガスＮＨ3 ，流量400SCCM ，圧
力0.5Torr ，ＲＦ周波数100KHz，RF電力200 W ，処理時
間３分のプラズマ照射条件の場合の結果について示す。
なお、比較のため、改質前のＢＳＧ膜の応力の経時変化
についても示す。
【００３６】結果によれば、プラズマ処理した試料はプ
ラズマ処理直後で応力約1.5 （×１０9 dyne/cm2）の引
張応力があり、時間経過とともに引張応力が漸次低下し
ていき、１０日後に応力約0.8 （×１０9 dyne/cm2）の
引張応力が残る。一方、プラズマ処理しない試料は成膜
直後で応力約1.4 （×１０9 dyne/cm2）の引張応力があ
るが、短時間で大幅に変化し、２日経過前に引張応力か
ら圧縮応力に変わり、２日後に約0.4 （×１０9 dyne/c
m2）の圧縮応力になる。以降、ほぼ変化せずに推移し、
１０日後に約0.6 （×１０9 dyne/cm2）の圧縮応力が残
る。この値から、プラズマ処理により、応力の変動が小
さくなることが分かった。このことは水分の含有量が減
少したことを意味する。
ラズマ処理直後で応力約1.5 （×１０9 dyne/cm2）の引
張応力があり、時間経過とともに引張応力が漸次低下し
ていき、１０日後に応力約0.8 （×１０9 dyne/cm2）の
引張応力が残る。一方、プラズマ処理しない試料は成膜
直後で応力約1.4 （×１０9 dyne/cm2）の引張応力があ
るが、短時間で大幅に変化し、２日経過前に引張応力か
ら圧縮応力に変わり、２日後に約0.4 （×１０9 dyne/c
m2）の圧縮応力になる。以降、ほぼ変化せずに推移し、
１０日後に約0.6 （×１０9 dyne/cm2）の圧縮応力が残
る。この値から、プラズマ処理により、応力の変動が小
さくなることが分かった。このことは水分の含有量が減
少したことを意味する。
【００３７】以上のように、本発明の実施例のホウケイ
酸ガラス膜の改質方法によれば、ホウケイ酸ガラス膜を
改質用反応ガスのプラズマに曝しているので、ホウケイ
酸ガラス膜の水分含有量の低減を図るとともに、比誘電
率を低下させることができる。しかも、膜形成後の水分
の吸収を防止することができるので、プラズマ処理によ
り得られた良好な膜質を維持することが可能である。
酸ガラス膜の改質方法によれば、ホウケイ酸ガラス膜を
改質用反応ガスのプラズマに曝しているので、ホウケイ
酸ガラス膜の水分含有量の低減を図るとともに、比誘電
率を低下させることができる。しかも、膜形成後の水分
の吸収を防止することができるので、プラズマ処理によ
り得られた良好な膜質を維持することが可能である。
【００３８】従って、本発明を半導体装置に適用した場
合、ホウケイ酸ガラス膜が介在する配線層間の寄生容量
を低減し、かつ特性及び信頼度の向上を図ることが可能
である。また、基板を昇温した状態でプラズマ照射を行
うことにより、膜質改良の効果がより大きくなる。しか
も、基板の温度が５００℃以下の低温でよいので、Ａｌ
等を被覆する層間絶縁膜の処理にも用いることができ
る。
合、ホウケイ酸ガラス膜が介在する配線層間の寄生容量
を低減し、かつ特性及び信頼度の向上を図ることが可能
である。また、基板を昇温した状態でプラズマ照射を行
うことにより、膜質改良の効果がより大きくなる。しか
も、基板の温度が５００℃以下の低温でよいので、Ａｌ
等を被覆する層間絶縁膜の処理にも用いることができ
る。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、本発明の絶縁膜の改質方
法によれば、ホウケイ酸ガラス膜を改質用反応ガスのプ
ラズマに曝しているので、ホウケイ酸ガラス膜の水分含
有量の低減を図るとともに、比誘電率を低下する。しか
も、膜形成後の水分の吸収が防止されるので、プラズマ
処理により得られた良好な膜質が維持される。
法によれば、ホウケイ酸ガラス膜を改質用反応ガスのプ
ラズマに曝しているので、ホウケイ酸ガラス膜の水分含
有量の低減を図るとともに、比誘電率を低下する。しか
も、膜形成後の水分の吸収が防止されるので、プラズマ
処理により得られた良好な膜質が維持される。
【００４０】従って、本発明を半導体装置に適用した場
合、ホウケイ酸ガラス膜が介在する配線層間の寄生容量
を低減し、かつ特性及び信頼度の向上を図ることが可能
である。また、基板を昇温した状態でプラズマ照射を行
うことにより、膜質改良の効果がより大きくなる。しか
も、基板の温度が５００℃以下の低温でよいので、Ａｌ
等を被覆する層間絶縁膜の処理にも用いることができ
る。
合、ホウケイ酸ガラス膜が介在する配線層間の寄生容量
を低減し、かつ特性及び信頼度の向上を図ることが可能
である。また、基板を昇温した状態でプラズマ照射を行
うことにより、膜質改良の効果がより大きくなる。しか
も、基板の温度が５００℃以下の低温でよいので、Ａｌ
等を被覆する層間絶縁膜の処理にも用いることができ
る。
【００４１】特に、Si-O-Bの結合を有する有機金属化合
物を含む反応ガスを用いてＢＳＧ膜を形成することによ
り、成膜直後のＢＳＧ膜は高い緻密性と低い吸湿性を有
する。しかも、成膜中の基板の温度が４００℃以下の低
温である場合でも、成膜直後の状態でSi-O-B結合を有す
るＢＳＧ膜を形成することが可能であるので、製造工程
上制約を受けることなく、半導体装置への適用が可能で
ある。
物を含む反応ガスを用いてＢＳＧ膜を形成することによ
り、成膜直後のＢＳＧ膜は高い緻密性と低い吸湿性を有
する。しかも、成膜中の基板の温度が４００℃以下の低
温である場合でも、成膜直後の状態でSi-O-B結合を有す
るＢＳＧ膜を形成することが可能であるので、製造工程
上制約を受けることなく、半導体装置への適用が可能で
ある。
【図１】本発明の実施例に係るＢＳＧ膜の改質方法につ
いて示す断面図である。
いて示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るＢＳＧ膜の形成工程及び
改質工程について示す断面図である。
改質工程について示す断面図である。
【図３】本発明の実施例に係るSiOBソースとO3の混合ガ
スを用いたCVD 法により形成されたＢＳＧ膜の成膜レー
トについて示す相関図である。
スを用いたCVD 法により形成されたＢＳＧ膜の成膜レー
トについて示す相関図である。
【図４】本発明の実施例に係るSiOBソースとO3の混合ガ
スを用いたCVD 法により形成されたＢＳＧ膜の成膜レー
トについて示す相関図である。
スを用いたCVD 法により形成されたＢＳＧ膜の成膜レー
トについて示す相関図である。
【図５】本発明の実施例に係る成膜用反応ガス中のＯ3
の添加率に対する成膜直後のＢＳＧ膜中の水分含有量の
依存性及びプラズマ処理後のＢＳＧ膜中の水分含有量に
ついて示す特性図である。
の添加率に対する成膜直後のＢＳＧ膜中の水分含有量の
依存性及びプラズマ処理後のＢＳＧ膜中の水分含有量に
ついて示す特性図である。
【図６】本発明の実施例に係るプラズマ処理後に空気中
に放置した場合のＢＳＧ膜中の水分含有量の経時変化に
ついて示す特性図である。
に放置した場合のＢＳＧ膜中の水分含有量の経時変化に
ついて示す特性図である。
【図７】本発明の実施例に係るプラズマ処理後に空気中
に放置した場合のＢＳＧ膜中の応力の経時変化について
示す特性図である。
に放置した場合のＢＳＧ膜中の応力の経時変化について
示す特性図である。
１ ウエハ、 １１ 半導体基板、 １２ 下地絶縁膜、 １３ 下部配線層、 １４ ＢＳＧ膜、 １５ 上部配線層、 ５１ ウエハ保持台。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳増 徳 東京都港区港南２−13−29 株式会社半導 体プロセス研究所内 (72)発明者 湯山 芳章 東京都港区港南２−13−29 株式会社半導 体プロセス研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 成膜用反応ガスを用いて基板上にホウケ
イ酸ガラス膜(BSG膜) を形成する工程と、 前記ホウケイ酸ガラス膜を改質用反応ガスのプラズマに
曝す工程とを有する絶縁膜の改質方法。 - 【請求項２】 前記改質用反応ガスは、酸素，アンモニ
ア及び不活性ガスのうち少なくともいずれかを含むガス
であることを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の改質方
法。 - 【請求項３】 前記ホウケイ酸ガラス膜を改質用反応ガ
スのプラズマに曝している間、前記基板の温度を５００
℃以下に保持することを特徴とする請求項１又は請求項
２記載の絶縁膜の改質方法。 - 【請求項４】 前記改質用反応ガスは、周波数１００ｋ
Ｈｚ以上，13.56 ＭＨｚ以下、電力６００Ｗ以下の高周
波電力を対向電極に印加することによりプラズマ化され
ることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に
記載の絶縁膜の改質方法。 - 【請求項５】 前記成膜用反応ガスは、Si-O-B結合を含
む有機金属化合物を含むものであることを特徴とする請
求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の絶縁
膜の改質方法。 - 【請求項６】 前記Si-O-B結合を含む有機金属化合物を
含む成膜用反応ガスは、Si-O-Bの結合を有する有機金属
化合物とオゾン(O3)の混合ガスであることを特徴とする
請求項５記載の絶縁膜の改質方法。 - 【請求項７】 前記Si-O-B結合を含む有機金属化合物を
含む成膜用反応ガスは、Si-O-Bの結合を有する有機金属
化合物とテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）と
オゾンの混合ガスであることを特徴とする請求項５記載
の絶縁膜の改質方法。 - 【請求項８】 前記ホウケイ酸ガラス膜を形成している
間、前記基板の温度を４００℃以下に保持することを特
徴とする請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７に
記載の絶縁膜の改質方法。
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