JPH09199490A - 層間絶縁膜の形成方法 - Google Patents
層間絶縁膜の形成方法Info
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- JPH09199490A JPH09199490A JP702996A JP702996A JPH09199490A JP H09199490 A JPH09199490 A JP H09199490A JP 702996 A JP702996 A JP 702996A JP 702996 A JP702996 A JP 702996A JP H09199490 A JPH09199490 A JP H09199490A
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機絶縁膜のクラックの発生および分解を防
止しつつ、この有機絶縁膜上に無機絶縁膜を形成し、ま
たいずれの有機絶縁膜上にも熱ＣＶＤ法によって無機絶
縁膜を形成可能とする。 【解決手段】 熱エネルギーを与えて化学反応を行う熱
ＣＶＤ法によって、基体１上に形成した有機絶縁膜２上
に第１無機絶縁膜３を形成し、次いでプラズマＣＶＤ法
によって、第１無機絶縁膜３上に第２無機絶縁膜４を形
成する。そして上記熱ＣＶＤ法を、少なくともシラン系
ガスと酸化系のガスとを含む原料ガスを用いかつ−５０
℃〜４００℃の温度範囲内で行う。また第１無機絶縁膜
２の形成に先立ち、基体１上に形成した有機絶縁膜２に
不活性ガスのプラズマを照射し、あるいは有機絶縁膜２
表面にアルコール系の溶媒を塗布してもよい。
止しつつ、この有機絶縁膜上に無機絶縁膜を形成し、ま
たいずれの有機絶縁膜上にも熱ＣＶＤ法によって無機絶
縁膜を形成可能とする。 【解決手段】 熱エネルギーを与えて化学反応を行う熱
ＣＶＤ法によって、基体１上に形成した有機絶縁膜２上
に第１無機絶縁膜３を形成し、次いでプラズマＣＶＤ法
によって、第１無機絶縁膜３上に第２無機絶縁膜４を形
成する。そして上記熱ＣＶＤ法を、少なくともシラン系
ガスと酸化系のガスとを含む原料ガスを用いかつ−５０
℃〜４００℃の温度範囲内で行う。また第１無機絶縁膜
２の形成に先立ち、基体１上に形成した有機絶縁膜２に
不活性ガスのプラズマを照射し、あるいは有機絶縁膜２
表面にアルコール系の溶媒を塗布してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置におけ
る層間絶縁膜の形成方法に関するものである。
る層間絶縁膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の微細化，低消費電力化およ
び高速化等の要求に伴い、それらを実現するための手段
の一つとして層間絶縁膜の低誘電率化が検討されてい
る。現在開示されている低誘電率の層間絶縁膜は、炭素
原子やフッ素原子を含有することで誘電率を下げてい
る。現在のところ、誘電率が１．５〜２．５程度の層間
絶縁膜が実現されている。
び高速化等の要求に伴い、それらを実現するための手段
の一つとして層間絶縁膜の低誘電率化が検討されてい
る。現在開示されている低誘電率の層間絶縁膜は、炭素
原子やフッ素原子を含有することで誘電率を下げてい
る。現在のところ、誘電率が１．５〜２．５程度の層間
絶縁膜が実現されている。
【０００３】炭素原子を含む低誘電率の層間絶縁膜材料
としては、有機ＳＯＧ（Spin on glass)、フロロカーボ
ンポリマー、ポリイミド、ポリパラキシリレン等が良く
知られている。これらの材料は、炭素原子、いわゆるア
ルキル基を含むことで材料の密度が低下すること、およ
び分子自身の分極率が低いことで低誘電率になっている
と言われている。またこれらの材料は、単に誘電率が低
いだけでなく、半導体装置の材料として不可欠の耐熱性
をも有している。有機ＳＯＧはシロキサン構造を持つこ
とで、ポリイミドはイミド結合を持つことで、ポリパラ
キシリレンはベンゼン環のポリマーとなることで、それ
ぞれ耐熱性を有している。
としては、有機ＳＯＧ（Spin on glass)、フロロカーボ
ンポリマー、ポリイミド、ポリパラキシリレン等が良く
知られている。これらの材料は、炭素原子、いわゆるア
ルキル基を含むことで材料の密度が低下すること、およ
び分子自身の分極率が低いことで低誘電率になっている
と言われている。またこれらの材料は、単に誘電率が低
いだけでなく、半導体装置の材料として不可欠の耐熱性
をも有している。有機ＳＯＧはシロキサン構造を持つこ
とで、ポリイミドはイミド結合を持つことで、ポリパラ
キシリレンはベンゼン環のポリマーとなることで、それ
ぞれ耐熱性を有している。
【０００４】フッ素原子を含む低誘電率の層間絶縁膜材
料としては、フッ素を含むシリコン系酸化物（ＳｉＯ
Ｆ）が良く知られている。この材料は、シリコン−酸素
−シリコン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）結合をフッ素原子により
終端することで材料の密度を下げること、およびフッ素
原子自身の分極率が低いこと等が原因となって誘電率を
下げている。当然のことながら、このＳｉＯＦは耐熱性
にも優れている。また最近では、従来の半導体装置に用
いられているホウ素原子（Ｂ）を用いて層間絶縁膜の誘
電率を下げるといった検討もなされている。ホウ素原子
を含む材料も前述のフッ素原子と同様で、ホウ素自身の
分極率が低いこと、ホウ素がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合のネッ
トワークを短くすること、密度を下げること等が原因と
なって誘電率を低下させている。
料としては、フッ素を含むシリコン系酸化物（ＳｉＯ
Ｆ）が良く知られている。この材料は、シリコン−酸素
−シリコン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）結合をフッ素原子により
終端することで材料の密度を下げること、およびフッ素
原子自身の分極率が低いこと等が原因となって誘電率を
下げている。当然のことながら、このＳｉＯＦは耐熱性
にも優れている。また最近では、従来の半導体装置に用
いられているホウ素原子（Ｂ）を用いて層間絶縁膜の誘
電率を下げるといった検討もなされている。ホウ素原子
を含む材料も前述のフッ素原子と同様で、ホウ素自身の
分極率が低いこと、ホウ素がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合のネッ
トワークを短くすること、密度を下げること等が原因と
なって誘電率を低下させている。
【０００５】ところで、上記の炭素原子を含む低誘電率
材料を用いて形成される有機絶縁膜は、この膜だけで層
間絶縁膜に使えるほど膜質がよいものでない。このため
従来では、有機絶縁膜上にさらに炭素を含まない無機の
絶縁膜、例えばシリコン酸化膜を成膜して層間絶縁膜を
形成している。通常、このシリコン酸化膜の成膜には、
低温で質のよい膜を形成できるプラズマを用いた化学的
気相成長法（以下、化学的気相成長法をＣＶＤ法と記
す）が用いられる。
材料を用いて形成される有機絶縁膜は、この膜だけで層
間絶縁膜に使えるほど膜質がよいものでない。このため
従来では、有機絶縁膜上にさらに炭素を含まない無機の
絶縁膜、例えばシリコン酸化膜を成膜して層間絶縁膜を
形成している。通常、このシリコン酸化膜の成膜には、
低温で質のよい膜を形成できるプラズマを用いた化学的
気相成長法（以下、化学的気相成長法をＣＶＤ法と記
す）が用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した低
誘電率の有機絶縁膜はフォトレジストと同じ様な構造で
あることから、レジストアッシング、すなわち酸素プラ
ズマに対する耐性が非常に弱い。このため、プラズマＣ
ＶＤ法によって有機絶縁膜上にシリコン酸化膜の成膜を
行うと、成膜時のプラズマ中の酸素ラジカル等によって
有機絶縁膜にクラックが入ってしまう。これは、有機絶
縁膜の炭素成分だけが酸素ラジカルによって引き抜か
れ、引っ張り応力が強くなるために生じるものである。
したがって、プラズマを用いずにシリコン酸化膜を形成
する技術が必要になっている。
誘電率の有機絶縁膜はフォトレジストと同じ様な構造で
あることから、レジストアッシング、すなわち酸素プラ
ズマに対する耐性が非常に弱い。このため、プラズマＣ
ＶＤ法によって有機絶縁膜上にシリコン酸化膜の成膜を
行うと、成膜時のプラズマ中の酸素ラジカル等によって
有機絶縁膜にクラックが入ってしまう。これは、有機絶
縁膜の炭素成分だけが酸素ラジカルによって引き抜か
れ、引っ張り応力が強くなるために生じるものである。
したがって、プラズマを用いずにシリコン酸化膜を形成
する技術が必要になっている。
【０００７】また従来、シリコン酸化膜の成膜には４０
０℃を超える温度を必要としていたが、有機絶縁膜は耐
熱温度が低く、上記温度領域で有機絶縁膜上にシリコン
酸化膜を成膜しようとすると、有機絶縁膜が分解してし
まう問題が起きる。これらの問題を回避するには、有機
絶縁膜だけで層間絶縁膜を構成すればよいが、前述した
理由から有機絶縁膜だけで層間絶縁膜を構成することが
難しい。
０℃を超える温度を必要としていたが、有機絶縁膜は耐
熱温度が低く、上記温度領域で有機絶縁膜上にシリコン
酸化膜を成膜しようとすると、有機絶縁膜が分解してし
まう問題が起きる。これらの問題を回避するには、有機
絶縁膜だけで層間絶縁膜を構成すればよいが、前述した
理由から有機絶縁膜だけで層間絶縁膜を構成することが
難しい。
【０００８】また一般に、プラズマを用いず、熱エネル
ギーで化学反応を行わせる熱ＣＶＤ法は、被成膜処理面
の状態に敏感でその表面状態に依存する。熱ＣＶＤ法に
よって有機絶縁膜上にシリコン酸化膜を成膜する場合も
例外ではなく、有機絶縁膜表面の状態に敏感である。例
えば有機絶縁膜がフロロカーボンポリマーからなる場
合、熱ＣＶＤ法によってこの上層にシリコン酸化膜を成
膜しようとすると、反応系中に生じる水が有機絶縁膜表
面ではじかれることによって成膜が困難となる場合があ
る。
ギーで化学反応を行わせる熱ＣＶＤ法は、被成膜処理面
の状態に敏感でその表面状態に依存する。熱ＣＶＤ法に
よって有機絶縁膜上にシリコン酸化膜を成膜する場合も
例外ではなく、有機絶縁膜表面の状態に敏感である。例
えば有機絶縁膜がフロロカーボンポリマーからなる場
合、熱ＣＶＤ法によってこの上層にシリコン酸化膜を成
膜しようとすると、反応系中に生じる水が有機絶縁膜表
面ではじかれることによって成膜が困難となる場合があ
る。
【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、低誘電率の有機絶縁膜のクラックの発
生および分解を防止しつつ、当該有機絶縁膜上に無機絶
縁膜を形成でき、またいずれの材料の有機絶縁膜上にも
熱ＣＶＤ法により無機絶縁膜を形成できる層間絶縁膜の
形成方法を提供することを目的とする。
れたものであり、低誘電率の有機絶縁膜のクラックの発
生および分解を防止しつつ、当該有機絶縁膜上に無機絶
縁膜を形成でき、またいずれの材料の有機絶縁膜上にも
熱ＣＶＤ法により無機絶縁膜を形成できる層間絶縁膜の
形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る層
間絶縁膜の形成方法は、熱エネルギーによる化学反応を
伴う熱ＣＶＤ法によって、基体表面に形成した有機絶縁
膜表面に第１無機絶縁膜を形成し、次いでプラズマＣＶ
Ｄ法によって、第１無機絶縁膜上に第２無機絶縁膜を形
成する。そして上記熱ＣＶＤ法を、少なくともシラン系
ガスと酸化系ガスとを含む原料ガスを用いかつ−５０℃
〜４００℃の温度範囲内で行う。
間絶縁膜の形成方法は、熱エネルギーによる化学反応を
伴う熱ＣＶＤ法によって、基体表面に形成した有機絶縁
膜表面に第１無機絶縁膜を形成し、次いでプラズマＣＶ
Ｄ法によって、第１無機絶縁膜上に第２無機絶縁膜を形
成する。そして上記熱ＣＶＤ法を、少なくともシラン系
ガスと酸化系ガスとを含む原料ガスを用いかつ−５０℃
〜４００℃の温度範囲内で行う。
【００１１】請求項２の発明に係る層間絶縁膜の形成
は、請求項１の発明における第１無機絶縁膜の形成に先
立ち、基体表面に形成した有機絶縁膜に不活性なガスの
プラズマを照射する。そして請求項１の発明と同様の工
程を行って、第１無機絶縁膜と第２無機絶縁膜とを形成
する。
は、請求項１の発明における第１無機絶縁膜の形成に先
立ち、基体表面に形成した有機絶縁膜に不活性なガスの
プラズマを照射する。そして請求項１の発明と同様の工
程を行って、第１無機絶縁膜と第２無機絶縁膜とを形成
する。
【００１２】請求項３の発明に係る層間絶縁膜の形成
は、請求項２の発明における不活性なガスのプラズマの
照射に替えて、有機絶縁膜の表面にアルコール系の溶媒
を塗布する。そして請求項１の発明と同様の工程を行っ
て、第１無機絶縁膜と第２無機絶縁膜とを形成する。
は、請求項２の発明における不活性なガスのプラズマの
照射に替えて、有機絶縁膜の表面にアルコール系の溶媒
を塗布する。そして請求項１の発明と同様の工程を行っ
て、第１無機絶縁膜と第２無機絶縁膜とを形成する。
【００１３】請求項１の発明によれば、プラズマを用い
ない熱ＣＶＤ法を用いて第１無機絶縁膜を成膜するた
め、この成膜に際して有機絶縁膜表面が酸素ラジカルに
さらされるといったことが起きない。また、少なくとも
シラン系ガスと酸化系ガスとを含む原料ガスを用いた熱
ＣＶＤ法によって、耐プラズマ性を有するシリコン酸化
膜（ＳｉＯ2 ）系の第１無機絶縁膜が形成される。さら
に第１無機絶縁膜の成膜を−５０℃〜４００℃の温度範
囲内で行うため、この成膜によって有機絶縁膜が分解す
ることが防止される。また有機絶縁膜上に耐プラズマ性
を有する第１無機絶縁膜を形成した後に、プラズマＣＶ
Ｄ法によって第２無機絶縁膜を成膜するため、この成膜
に際して有機絶縁膜表面が酸素ラジカルにさらされな
い。
ない熱ＣＶＤ法を用いて第１無機絶縁膜を成膜するた
め、この成膜に際して有機絶縁膜表面が酸素ラジカルに
さらされるといったことが起きない。また、少なくとも
シラン系ガスと酸化系ガスとを含む原料ガスを用いた熱
ＣＶＤ法によって、耐プラズマ性を有するシリコン酸化
膜（ＳｉＯ2 ）系の第１無機絶縁膜が形成される。さら
に第１無機絶縁膜の成膜を−５０℃〜４００℃の温度範
囲内で行うため、この成膜によって有機絶縁膜が分解す
ることが防止される。また有機絶縁膜上に耐プラズマ性
を有する第１無機絶縁膜を形成した後に、プラズマＣＶ
Ｄ法によって第２無機絶縁膜を成膜するため、この成膜
に際して有機絶縁膜表面が酸素ラジカルにさらされな
い。
【００１４】請求項２の発明では、第１無機絶縁膜の形
成に先立ち、有機絶縁膜に不活性なガスのプラズマを照
射することから、有機絶縁膜表面が荒らされてこの表面
にダングリングボンドが生じ、表面状態が活性化され
る。したがって有機絶縁膜表面の水に対しての濡れ性が
大きくなるため、すなわち親水性の状態になるため、た
とえ有機絶縁膜がフロロカーボンポリマーであっても、
熱ＣＶＤ時に水が生じるシリコン酸化膜系の第１無機絶
縁膜が、有機絶縁膜表面に依存することなくこの上層に
成膜される。また請求項１の発明と同様にして第１無機
絶縁膜と第２無機絶縁膜とを形成することから、請求項
１と同様の作用が得られる。
成に先立ち、有機絶縁膜に不活性なガスのプラズマを照
射することから、有機絶縁膜表面が荒らされてこの表面
にダングリングボンドが生じ、表面状態が活性化され
る。したがって有機絶縁膜表面の水に対しての濡れ性が
大きくなるため、すなわち親水性の状態になるため、た
とえ有機絶縁膜がフロロカーボンポリマーであっても、
熱ＣＶＤ時に水が生じるシリコン酸化膜系の第１無機絶
縁膜が、有機絶縁膜表面に依存することなくこの上層に
成膜される。また請求項１の発明と同様にして第１無機
絶縁膜と第２無機絶縁膜とを形成することから、請求項
１と同様の作用が得られる。
【００１５】請求項３の発明によれば、第１無機絶縁膜
の形成に先立ち、有機絶縁膜表面にアルコール系の溶媒
を塗布するため、有機絶縁膜表面が親水性の状態になっ
て、その後の熱ＣＶＤ法における有機絶縁膜表面依存性
がなくなる。よって、請求項２の発明と同様の作用が得
られる。また請求項１の発明と同様にして第１無機絶縁
膜と第２無機絶縁膜とを形成するので、請求項１と同様
の作用が得られる。
の形成に先立ち、有機絶縁膜表面にアルコール系の溶媒
を塗布するため、有機絶縁膜表面が親水性の状態になっ
て、その後の熱ＣＶＤ法における有機絶縁膜表面依存性
がなくなる。よって、請求項２の発明と同様の作用が得
られる。また請求項１の発明と同様にして第１無機絶縁
膜と第２無機絶縁膜とを形成するので、請求項１と同様
の作用が得られる。
【００１６】なお、請求項１〜３の発明における有機絶
縁膜としては、炭素原子を主成分としかつ誘電率が１〜
３．５程度の範囲の低誘電率膜、例えばポリパラキシリ
レン、ポリイミドや、フッ化ポリアリールエーテル、フ
ロリネーテッドポリマー（Fluorinated Polymer)、シク
ロポリマライズドフロリネーテッドポリマー（CycloPol
ymerized Fluorinated Polymer)等のフロロカーボンポ
リマー等が挙げられる。また請求項１〜３の発明におい
て第１無機絶縁膜を形成するための原料ガスに用いるシ
ラン系ガスには、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯ
Ｓ）、モノシラン（ＳｉＨ4 ）、ジシラン（Ｓｉ
2 Ｈ6 ）の他、トリシラン（Ｓｉ3 Ｈ8 ）等の高次シラ
ンを用いることが可能である。
縁膜としては、炭素原子を主成分としかつ誘電率が１〜
３．５程度の範囲の低誘電率膜、例えばポリパラキシリ
レン、ポリイミドや、フッ化ポリアリールエーテル、フ
ロリネーテッドポリマー（Fluorinated Polymer)、シク
ロポリマライズドフロリネーテッドポリマー（CycloPol
ymerized Fluorinated Polymer)等のフロロカーボンポ
リマー等が挙げられる。また請求項１〜３の発明におい
て第１無機絶縁膜を形成するための原料ガスに用いるシ
ラン系ガスには、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯ
Ｓ）、モノシラン（ＳｉＨ4 ）、ジシラン（Ｓｉ
2 Ｈ6 ）の他、トリシラン（Ｓｉ3 Ｈ8 ）等の高次シラ
ンを用いることが可能である。
【００１７】また酸化系ガスとしては、例えば酸素、オ
ゾン、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）、酸化二窒素（Ｎ2 Ｏ）
等が用いられる。さらに原料ガスは、少なくともシラン
系ガスと酸化系ガスとを含んでいればよく、例えば不純
物ガスを原料ガスに含ませることも可能である。不純物
ガスとしては、例えばホスフィン（ＰＨ3 ）、ジボラン
（Ｂ2 Ｈ2)、アルシン（ＡｓＨ3）等のガスや、テトラ
フルオロメタン（ＣＦ4 ）、モノフルオロメタン（ＣＨ
3Ｆ）、ジフルオロメタン（ＣＨ2 Ｆ2 ）、パーフルオ
ロエタン（Ｃ2 Ｆ6 ）等のフッ素系ガスを用いることが
可能である。
ゾン、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）、酸化二窒素（Ｎ2 Ｏ）
等が用いられる。さらに原料ガスは、少なくともシラン
系ガスと酸化系ガスとを含んでいればよく、例えば不純
物ガスを原料ガスに含ませることも可能である。不純物
ガスとしては、例えばホスフィン（ＰＨ3 ）、ジボラン
（Ｂ2 Ｈ2)、アルシン（ＡｓＨ3）等のガスや、テトラ
フルオロメタン（ＣＦ4 ）、モノフルオロメタン（ＣＨ
3Ｆ）、ジフルオロメタン（ＣＨ2 Ｆ2 ）、パーフルオ
ロエタン（Ｃ2 Ｆ6 ）等のフッ素系ガスを用いることが
可能である。
【００１８】また熱ＣＶＤ法の温度条件を−５０℃〜４
００℃の範囲としたのは、−５０℃未満であると装置構
成が非常に難しくなるためであり、４００℃を越えると
下層の有機絶縁膜が分解するおそれがあるためである。
また第１無機絶縁膜は、耐プラズマ性を維持し、しかも
形成する層間絶縁膜の誘電率に影響の少ない膜厚、例え
ば５ｎｍ〜１０ｎｍ程度の膜厚に形成するのが望まし
い。さらに請求項１〜３の発明における第２無機絶縁膜
としては、プラズマＣＶＤ法によって形成されるもので
あればよいが、例えばシリコン酸化膜等の誘電率の低い
ものが好適である。
００℃の範囲としたのは、−５０℃未満であると装置構
成が非常に難しくなるためであり、４００℃を越えると
下層の有機絶縁膜が分解するおそれがあるためである。
また第１無機絶縁膜は、耐プラズマ性を維持し、しかも
形成する層間絶縁膜の誘電率に影響の少ない膜厚、例え
ば５ｎｍ〜１０ｎｍ程度の膜厚に形成するのが望まし
い。さらに請求項１〜３の発明における第２無機絶縁膜
としては、プラズマＣＶＤ法によって形成されるもので
あればよいが、例えばシリコン酸化膜等の誘電率の低い
ものが好適である。
【００１９】請求項２の発明において用いられる不活性
なガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、
キセノン等のガスを用いることが可能である。このよう
な不活性なガスを用いたプラズマの生成は、既存のプラ
ズマ発生装置を具備したＣＶＤ装置あるいはエッチング
装置等を用いることができる。またプラズマの照射は、
有機絶縁膜表面を荒らすことができる程度に行う。
なガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、
キセノン等のガスを用いることが可能である。このよう
な不活性なガスを用いたプラズマの生成は、既存のプラ
ズマ発生装置を具備したＣＶＤ装置あるいはエッチング
装置等を用いることができる。またプラズマの照射は、
有機絶縁膜表面を荒らすことができる程度に行う。
【００２０】請求項３の発明において用いられるアルコ
ール系の溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、イゾブチルアルコール等、有機絶縁膜
表面の親水性を高めることができるものを用いることが
できる。特にイソプロピルアルコール、イゾブチルアル
コールは、蒸気圧が高くなく親水性を所望の時間維持で
きることから好適である。またアルコール系の溶媒の塗
布方法としては、スピンコート法、噴霧法等種々の方法
を用いることが可能である。
ール系の溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、イゾブチルアルコール等、有機絶縁膜
表面の親水性を高めることができるものを用いることが
できる。特にイソプロピルアルコール、イゾブチルアル
コールは、蒸気圧が高くなく親水性を所望の時間維持で
きることから好適である。またアルコール系の溶媒の塗
布方法としては、スピンコート法、噴霧法等種々の方法
を用いることが可能である。
【００２１】なお、第１無機絶縁膜の成膜は、熱ＣＶＤ
法の他に、光エネルギーによる化学反応を伴う光ＣＶＤ
法や、スピンコート法を用いることも可能である。これ
らの方法でも、プラズマを用いることなくかつ４００℃
以下の温度で有機絶縁膜表面に第１無機絶縁膜を形成で
きるので、熱ＣＶＤ法を用いた場合と同様の作用が得ら
れる。
法の他に、光エネルギーによる化学反応を伴う光ＣＶＤ
法や、スピンコート法を用いることも可能である。これ
らの方法でも、プラズマを用いることなくかつ４００℃
以下の温度で有機絶縁膜表面に第１無機絶縁膜を形成で
きるので、熱ＣＶＤ法を用いた場合と同様の作用が得ら
れる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明に係る層間絶縁膜の形成方法の
実施例を図１を用いてさらに具体的に説明する。 （実施例１）この実施例では、層間絶縁膜を形成するに
あたり、まず次のようにして基体１表面に有機絶縁膜２
を形成した。シリコン基板１１上に、一般的なモノシラ
ンと酸素とを原料ガスに用いたＣＶＤ法によって、５０
０ｎｍ程度の厚さのシリコン酸化膜１２を成膜した。次
いでスパッタリング法によって、シリコン酸化膜１２に
例えばアルミニウム−シリコン合金膜を成膜した後、一
般的なレジストプロセスおよびエッチングプロセスによ
り、上記合金膜をパターニングしてアルミニウム−シリ
コン合金からなる金属配線１３を形成した。
実施例を図１を用いてさらに具体的に説明する。 （実施例１）この実施例では、層間絶縁膜を形成するに
あたり、まず次のようにして基体１表面に有機絶縁膜２
を形成した。シリコン基板１１上に、一般的なモノシラ
ンと酸素とを原料ガスに用いたＣＶＤ法によって、５０
０ｎｍ程度の厚さのシリコン酸化膜１２を成膜した。次
いでスパッタリング法によって、シリコン酸化膜１２に
例えばアルミニウム−シリコン合金膜を成膜した後、一
般的なレジストプロセスおよびエッチングプロセスによ
り、上記合金膜をパターニングしてアルミニウム−シリ
コン合金からなる金属配線１３を形成した。
【００２３】続いて、こうして形成したシリコン基板１
１とシリコン酸化膜１２と金属配線１３とからなる基体
１表面に、金属配線１３を覆うようにしてポリパラキシ
リレン膜からなる有機絶縁膜２を形成した。成膜装置に
は、一般的な減圧ＣＶＤ装置を用い、原料にはジパラキ
シリレンを用いた。ＣＶＤ時は、原料を２００℃で昇華
させ、途中、６５０℃でキシリレンモノマーに分解し、
１５０℃に加熱して基体１表面に導入した。その結果、
約５００ｎｍの厚さのポリパラキシリレン膜からなる有
機絶縁膜２が成膜された。
１とシリコン酸化膜１２と金属配線１３とからなる基体
１表面に、金属配線１３を覆うようにしてポリパラキシ
リレン膜からなる有機絶縁膜２を形成した。成膜装置に
は、一般的な減圧ＣＶＤ装置を用い、原料にはジパラキ
シリレンを用いた。ＣＶＤ時は、原料を２００℃で昇華
させ、途中、６５０℃でキシリレンモノマーに分解し、
１５０℃に加熱して基体１表面に導入した。その結果、
約５００ｎｍの厚さのポリパラキシリレン膜からなる有
機絶縁膜２が成膜された。
【００２４】上記のごとく基体１表面に有機絶縁膜２を
形成した後は、熱ＣＶＤ法によって、有機絶縁膜２上に
シリコン酸化膜からなる第１無機絶縁膜３を一例として
１０ｎｍ程度の厚さに形成した。この成膜は、温度を３
５０℃、圧力を１ｋＰａとした条件下で、原料ガスにモ
ノシランガスと酸素ガスとを用いて既存のＣＶＤ装置で
行った。そしてプラズマＣＶＤ法により、第１無機絶縁
膜３上にシリコン酸化膜からなる第２無機絶縁膜４を形
成した。この成膜は、温度を３５０℃、圧力を３０Ｐａ
とした条件下で、原料ガスにＴＥＯＳガスと酸素ガスと
を用いて既存の枚葉式プラズマＣＶＤ装置で行った。以
上の工程によって、有機絶縁膜２にクラックを生じさせ
ることなくかつこの膜２を分解させることなく、有機絶
縁膜２上に第１無機絶縁膜３、第２無機絶縁膜４が積層
形成されてなる層間絶縁膜５が得られた。
形成した後は、熱ＣＶＤ法によって、有機絶縁膜２上に
シリコン酸化膜からなる第１無機絶縁膜３を一例として
１０ｎｍ程度の厚さに形成した。この成膜は、温度を３
５０℃、圧力を１ｋＰａとした条件下で、原料ガスにモ
ノシランガスと酸素ガスとを用いて既存のＣＶＤ装置で
行った。そしてプラズマＣＶＤ法により、第１無機絶縁
膜３上にシリコン酸化膜からなる第２無機絶縁膜４を形
成した。この成膜は、温度を３５０℃、圧力を３０Ｐａ
とした条件下で、原料ガスにＴＥＯＳガスと酸素ガスと
を用いて既存の枚葉式プラズマＣＶＤ装置で行った。以
上の工程によって、有機絶縁膜２にクラックを生じさせ
ることなくかつこの膜２を分解させることなく、有機絶
縁膜２上に第１無機絶縁膜３、第２無機絶縁膜４が積層
形成されてなる層間絶縁膜５が得られた。
【００２５】（実施例２）この実施例では、実施例１と
同様にして基体１を形成した後、フッ化ポリアリルエー
テル〔例えばＦＬＡＲＥ（商品名）〕を５００ｎｍ程度
の厚さに形成した。成膜装置には、一般的な塗布装置
（スピンコーター）を用いた。スピンコートは、５００
ｒｐｍの回転数で１０秒、３０００ｒｐｍの回転数で６
０秒を連続して行い、引き続きプレートヒータで１５０
℃にて５分、２５０℃にて５分間のベーキングを行い、
最後に既存の拡散炉を用いて窒素雰囲気中、４００℃、
３０分間のアニールを行った。
同様にして基体１を形成した後、フッ化ポリアリルエー
テル〔例えばＦＬＡＲＥ（商品名）〕を５００ｎｍ程度
の厚さに形成した。成膜装置には、一般的な塗布装置
（スピンコーター）を用いた。スピンコートは、５００
ｒｐｍの回転数で１０秒、３０００ｒｐｍの回転数で６
０秒を連続して行い、引き続きプレートヒータで１５０
℃にて５分、２５０℃にて５分間のベーキングを行い、
最後に既存の拡散炉を用いて窒素雰囲気中、４００℃、
３０分間のアニールを行った。
【００２６】上記のごとく基体１表面に有機絶縁膜２を
形成した後は、既存のエッチング装置を用い、高周波パ
ワーを１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲、例えば５００Ｗと
した条件にて、有機絶縁膜２に不活性なガスとして窒
素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不活性なガス、
例えば窒素ガスを照射した。次に、熱ＣＶＤ法によっ
て、有機絶縁膜２上にシリコン酸化膜からなる第１無機
絶縁膜３を一例として１０ｎｍ程度の厚さに形成した。
この成膜は、基板温度を０℃、圧力を１ｋＰａとした条
件下で、原料ガスにモノシランガスと過酸化水素ガスと
を用いて既存のＣＶＤ装置で行った。過酸化水素ガス
は、約１００℃で気化させて気体の状態でＣＶＤ装置の
反応室に導入した。
形成した後は、既存のエッチング装置を用い、高周波パ
ワーを１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲、例えば５００Ｗと
した条件にて、有機絶縁膜２に不活性なガスとして窒
素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不活性なガス、
例えば窒素ガスを照射した。次に、熱ＣＶＤ法によっ
て、有機絶縁膜２上にシリコン酸化膜からなる第１無機
絶縁膜３を一例として１０ｎｍ程度の厚さに形成した。
この成膜は、基板温度を０℃、圧力を１ｋＰａとした条
件下で、原料ガスにモノシランガスと過酸化水素ガスと
を用いて既存のＣＶＤ装置で行った。過酸化水素ガス
は、約１００℃で気化させて気体の状態でＣＶＤ装置の
反応室に導入した。
【００２７】そしてプラズマＣＶＤ法により、第１無機
絶縁膜３上にシリコン酸化膜からなる第２無機絶縁膜４
を形成した。この成膜は、温度を３５０℃、圧力を３０
Ｐａとした条件下で、原料ガスにＴＥＯＳガスと酸素ガ
スとを用いて既存の枚葉式プラズマＣＶＤ装置で行っ
た。最後に、既存の拡散炉で４００℃、３０分間のアニ
ールを行って、有機絶縁膜２中の水分を除去した。以上
の工程によって、有機絶縁膜２にクラックを生じさせる
ことなくかつこの膜２を分解させることなく、またフロ
ロカーボン系の有機絶縁膜２表面に依存することなくこ
の上層に第１無機絶縁膜３、第２無機絶縁膜４が積層形
成されてなる層間絶縁膜５が得られた。
絶縁膜３上にシリコン酸化膜からなる第２無機絶縁膜４
を形成した。この成膜は、温度を３５０℃、圧力を３０
Ｐａとした条件下で、原料ガスにＴＥＯＳガスと酸素ガ
スとを用いて既存の枚葉式プラズマＣＶＤ装置で行っ
た。最後に、既存の拡散炉で４００℃、３０分間のアニ
ールを行って、有機絶縁膜２中の水分を除去した。以上
の工程によって、有機絶縁膜２にクラックを生じさせる
ことなくかつこの膜２を分解させることなく、またフロ
ロカーボン系の有機絶縁膜２表面に依存することなくこ
の上層に第１無機絶縁膜３、第２無機絶縁膜４が積層形
成されてなる層間絶縁膜５が得られた。
【００２８】（実施例３）この実施例では、実施例１と
同様にして基体１を形成した後、シクロポリマライズド
フロリネーテッドポリマー〔例えばＣｙｔｏｐ（商品
名）〕を５００ｎｍの厚さに形成した。成膜装置には、
一般的なスピンコーターを用いた。スピンコートは、５
００ｒｐｍの回転数で１０秒、３０００ｒｐｍの回転数
で３０秒を連続して行い、引き続きプレートヒータで１
５０℃にて２分、２５０℃にて２分間のベーキングを行
い、最後に既存の拡散炉を用いて窒素雰囲気中、４００
℃、６０分間のアニールを行った。
同様にして基体１を形成した後、シクロポリマライズド
フロリネーテッドポリマー〔例えばＣｙｔｏｐ（商品
名）〕を５００ｎｍの厚さに形成した。成膜装置には、
一般的なスピンコーターを用いた。スピンコートは、５
００ｒｐｍの回転数で１０秒、３０００ｒｐｍの回転数
で３０秒を連続して行い、引き続きプレートヒータで１
５０℃にて２分、２５０℃にて２分間のベーキングを行
い、最後に既存の拡散炉を用いて窒素雰囲気中、４００
℃、６０分間のアニールを行った。
【００２９】上記のごとく基体１表面に有機絶縁膜２を
形成した後は、既存のスピンコーターを用い、有機絶縁
膜２上にアルコールを塗布した。アルコールには、メタ
ノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブ
チルアルコール等を用いた。スピンコート条件は、３０
００ｒｐｍの回転数で６０秒であった。その後は、実施
例２と同様にして、有機絶縁膜２上にシリコン酸化膜か
らなる第１無機絶縁膜３を一例として１０ｎｍ程度の厚
さに形成し、続いて第１無機絶縁膜３上にシリコン酸化
膜からなる第２無機絶縁膜４を形成し、最後にアニール
を行った。以上の工程によって、有機絶縁膜２にクラッ
クを生じさせることなくかつこの膜２を分解させること
なく、またフロロカーボン系の有機絶縁膜２表面に依存
することなくこの上層に第１無機絶縁膜３、第２無機絶
縁膜４が積層形成されてなる層間絶縁膜５が得られた。
形成した後は、既存のスピンコーターを用い、有機絶縁
膜２上にアルコールを塗布した。アルコールには、メタ
ノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブ
チルアルコール等を用いた。スピンコート条件は、３０
００ｒｐｍの回転数で６０秒であった。その後は、実施
例２と同様にして、有機絶縁膜２上にシリコン酸化膜か
らなる第１無機絶縁膜３を一例として１０ｎｍ程度の厚
さに形成し、続いて第１無機絶縁膜３上にシリコン酸化
膜からなる第２無機絶縁膜４を形成し、最後にアニール
を行った。以上の工程によって、有機絶縁膜２にクラッ
クを生じさせることなくかつこの膜２を分解させること
なく、またフロロカーボン系の有機絶縁膜２表面に依存
することなくこの上層に第１無機絶縁膜３、第２無機絶
縁膜４が積層形成されてなる層間絶縁膜５が得られた。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明に係
る層間絶縁膜の形成方法によれば、第２無機絶縁膜の成
膜に先立ち、プラズマを用いない−５０℃〜４００℃の
温度範囲内で行う熱ＣＶＤ法を用いて、耐プラズマ性を
有する第１無機絶縁膜を有機絶縁膜上に成膜するので、
有機絶縁膜のクラックの発生や分解を防止しつつ、プラ
ズマＣＶＤ法によって有機絶縁膜の上層に無機絶縁膜を
形成することができる。
る層間絶縁膜の形成方法によれば、第２無機絶縁膜の成
膜に先立ち、プラズマを用いない−５０℃〜４００℃の
温度範囲内で行う熱ＣＶＤ法を用いて、耐プラズマ性を
有する第１無機絶縁膜を有機絶縁膜上に成膜するので、
有機絶縁膜のクラックの発生や分解を防止しつつ、プラ
ズマＣＶＤ法によって有機絶縁膜の上層に無機絶縁膜を
形成することができる。
【００３１】請求項２の発明に係る層間絶縁膜の形成方
法によれば、第１無機絶縁膜の形成に先立ち、有機絶縁
膜に不活性なガスのプラズマを照射して、有機絶縁膜表
面を親水性の状態にするので、たとえ有機絶縁膜がフロ
ロカーボンポリマーであっても、有機絶縁膜表面に依存
することなくこの上層に第１無機絶縁膜を形成すること
ができる。また請求項１の発明と同様にして第１無機絶
縁膜と第２無機絶縁膜とを形成することから、請求項１
と同様の効果を得ることができる。
法によれば、第１無機絶縁膜の形成に先立ち、有機絶縁
膜に不活性なガスのプラズマを照射して、有機絶縁膜表
面を親水性の状態にするので、たとえ有機絶縁膜がフロ
ロカーボンポリマーであっても、有機絶縁膜表面に依存
することなくこの上層に第１無機絶縁膜を形成すること
ができる。また請求項１の発明と同様にして第１無機絶
縁膜と第２無機絶縁膜とを形成することから、請求項１
と同様の効果を得ることができる。
【００３２】請求項３の発明に係る層間絶縁膜の形成方
法によれば、第１無機絶縁膜の形成に先立ち、有機絶縁
膜表面にアルコール系の溶媒を塗布し、有機絶縁膜表面
が親水性の状態にするので、たとえ有機絶縁膜がフロロ
カーボンポリマーであっても、有機絶縁膜表面に依存す
ることなくこの上層に第１無機絶縁膜を形成することが
できる。また請求項１の発明と同様にして第１無機絶縁
膜と第２無機絶縁膜とを形成することから、請求項１と
同様の効果を得ることができる。
法によれば、第１無機絶縁膜の形成に先立ち、有機絶縁
膜表面にアルコール系の溶媒を塗布し、有機絶縁膜表面
が親水性の状態にするので、たとえ有機絶縁膜がフロロ
カーボンポリマーであっても、有機絶縁膜表面に依存す
ることなくこの上層に第１無機絶縁膜を形成することが
できる。また請求項１の発明と同様にして第１無機絶縁
膜と第２無機絶縁膜とを形成することから、請求項１と
同様の効果を得ることができる。
【図１】本発明に係る層間絶縁膜の形成方法の実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
１ 基体 ２ 有機絶縁膜 ３ 第１無機絶縁膜
４ 第２無機絶縁膜 ５ 層間絶縁膜
４ 第２無機絶縁膜 ５ 層間絶縁膜
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体装置における層間絶縁膜の形成方
法であって、 熱エネルギーによる化学反応を伴う化学的気相成長法に
よって基体表面に形成した有機絶縁膜上に第１無機絶縁
膜を形成する第１工程と、 プラズマを用いた化学的気相成長法によって、前記第１
無機絶縁膜上に第２無機絶縁膜を形成する第２工程とを
有し、 前記第１工程の化学的気相成長法は、少なくともシラン
系ガスと酸化系ガスとを含む原料ガスを用いかつ−５０
℃〜４００℃の温度範囲内で行うことを特徴とする層間
絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】 半導体装置における層間絶縁膜の形成方
法であって、 基体表面に形成した有機絶縁膜に不活性なガスのプラズ
マを照射する第１工程と、 熱エネルギーによる化学反応を伴う化学的気相成長法に
よって、基体表面に第１無機絶縁膜を形成する第２工程
と、 プラズマを用いた化学的気相成長法によって、前記第１
無機絶縁膜上に第２無機絶縁膜を形成する第３工程とを
有し、 前記第２工程の化学的気相成長法は、少なくともシラン
系ガスと酸化系ガスとを含む原料ガスを用い、かつ−５
０℃〜４００℃の温度範囲内で行うことを特徴とする層
間絶縁膜の形成方法。 - 【請求項３】 半導体装置における層間絶縁膜の形成方
法であって、 基体表面に形成した有機絶縁膜の表面にアルコール系の
溶媒を塗布する第１工程と、 熱エネルギーによる化学反応を伴う化学的気相成長法に
よって、基体表面に第１無機絶縁膜を形成する第２工程
と、 プラズマを用いた化学的気相成長法によって、前記第１
無機絶縁膜上に第２無機絶縁膜を形成する第３工程とを
有し、 前記第２工程の化学的気相成長法は、少なくともシラン
系ガスと酸化系ガスとを含む原料ガスを用い、かつ−５
０℃〜４００℃の温度範囲内で行うことを特徴とする層
間絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP702996A JPH09199490A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP702996A JPH09199490A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199490A true JPH09199490A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11654620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP702996A Pending JPH09199490A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199490A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11243177A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP702996A patent/JPH09199490A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11243177A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
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