JPH1126449A - 絶縁膜の成膜方法 - Google Patents
絶縁膜の成膜方法Info
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流動性のある原料を用いて絶縁膜を成膜する
場合に、金属配線の腐食やポイズンドビアなどの問題が
引き起こされることがない絶縁膜の成膜方法を提供す
る。 【解決手段】 Ａｌ合金配線２が形成された段差のある
Ｓｉ基板１上に、ＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを用いるプラズマ
ＣＶＤ法によりベース層としてＳｉＯ2 膜３を成膜し、
さらにその上にＳｉＨ4 または有機シランとＨ2 Ｏ2 と
を用いる減圧ＣＶＤ法により流動性のある層間絶縁膜４
を成膜した後、この層間絶縁膜４にＯ2プラズマ処理を
施す。この後、この層間絶縁膜４上にＳｉＨ4 とＮ2 Ｏ
とを用いるプラズマＣＶＤ法によりキャップ層としてＳ
ｉＯ2 膜５を成膜する。Ｏ2 プラズマ処理の代わりに、
ランプ加熱による高速熱処理またはＯ3 処理を行っても
よい。
場合に、金属配線の腐食やポイズンドビアなどの問題が
引き起こされることがない絶縁膜の成膜方法を提供す
る。 【解決手段】 Ａｌ合金配線２が形成された段差のある
Ｓｉ基板１上に、ＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを用いるプラズマ
ＣＶＤ法によりベース層としてＳｉＯ2 膜３を成膜し、
さらにその上にＳｉＨ4 または有機シランとＨ2 Ｏ2 と
を用いる減圧ＣＶＤ法により流動性のある層間絶縁膜４
を成膜した後、この層間絶縁膜４にＯ2プラズマ処理を
施す。この後、この層間絶縁膜４上にＳｉＨ4 とＮ2 Ｏ
とを用いるプラズマＣＶＤ法によりキャップ層としてＳ
ｉＯ2 膜５を成膜する。Ｏ2 プラズマ処理の代わりに、
ランプ加熱による高速熱処理またはＯ3 処理を行っても
よい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁膜の成膜方
法に関し、特に、半導体装置における層間絶縁膜の形成
に適用して好適なものである。
法に関し、特に、半導体装置における層間絶縁膜の形成
に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造においては、配線など
による基板表面の段差を埋めて高い平坦度を得るため
に、流動性のある原料を用いて層間絶縁膜を成膜する方
法がよく用いられる。この方法により成膜される層間絶
縁膜は大量の水分（Ｈ2 Ｏ）を含み、流動性に富んでい
る。
による基板表面の段差を埋めて高い平坦度を得るため
に、流動性のある原料を用いて層間絶縁膜を成膜する方
法がよく用いられる。この方法により成膜される層間絶
縁膜は大量の水分（Ｈ2 Ｏ）を含み、流動性に富んでい
る。
【０００３】従来、このような大量のＨ2 Ｏを含み、流
動性のある層間絶縁膜を成膜した後には、その上層に直
接、プラズマＣＶＤ法により流動性のないキャップ層を
成膜していた（例えば、1995 DRY PROCESS SYMPOSIUM,
pp.261-268）。これは、ポストアニール時に、このＨ2
Ｏを含み、流動性のある層間絶縁膜にクラックが入るの
を防止するためである。この場合、このキャップ層とし
ては、ＳｉＨ4 とＮ2Ｏとを原料とするプラズマＣＶＤ
法により成膜されるＳｉＯ2 膜を用いるのが一般的であ
った。これは、酸素の原料としてＮ2 Ｏを用いた場合に
は、Ｏ2 を用いた場合に比べて、成膜時に発生するパー
ティクル数がかなり少なくなり、好ましいためである。
動性のある層間絶縁膜を成膜した後には、その上層に直
接、プラズマＣＶＤ法により流動性のないキャップ層を
成膜していた（例えば、1995 DRY PROCESS SYMPOSIUM,
pp.261-268）。これは、ポストアニール時に、このＨ2
Ｏを含み、流動性のある層間絶縁膜にクラックが入るの
を防止するためである。この場合、このキャップ層とし
ては、ＳｉＨ4 とＮ2Ｏとを原料とするプラズマＣＶＤ
法により成膜されるＳｉＯ2 膜を用いるのが一般的であ
った。これは、酸素の原料としてＮ2 Ｏを用いた場合に
は、Ｏ2 を用いた場合に比べて、成膜時に発生するパー
ティクル数がかなり少なくなり、好ましいためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣＶＤ
法によりキャップ層としてのＳｉＯ2 膜を成膜した場合
には、金属配線の腐食やいわゆるポイズンドビア（pois
oned via）（層間絶縁膜に形成されるビアホール（接続
孔）の不良の一種）などの問題が引き起こされてしまう
という問題があった。
ようにＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣＶＤ
法によりキャップ層としてのＳｉＯ2 膜を成膜した場合
には、金属配線の腐食やいわゆるポイズンドビア（pois
oned via）（層間絶縁膜に形成されるビアホール（接続
孔）の不良の一種）などの問題が引き起こされてしまう
という問題があった。
【０００５】したがって、この発明の目的は、流動性の
ある原料を用いて絶縁膜を成膜する場合に、金属配線の
腐食やポイズンドビアなどの問題が引き起こされること
がない絶縁膜の成膜方法を提供することにある。
ある原料を用いて絶縁膜を成膜する場合に、金属配線の
腐食やポイズンドビアなどの問題が引き起こされること
がない絶縁膜の成膜方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要を説明する。
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要を説明する。
【０００７】本発明者は、種々実験を行った結果、Ｓｉ
Ｈ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣＶＤ法によりＳ
ｉＯ2 膜を成膜する際に、気相中にプラズマによりＮＨ
3 が生成されることを見い出した。このとき、このＳｉ
Ｏ2 膜の下地の層間絶縁膜がＨ2 Ｏを含み、流動性のあ
るものであると、気相中に生成されたＮＨ3 はこの下地
の層間絶縁膜に取り込まれる（吸収される）。このよう
に下地の層間絶縁膜に取り込まれたＮＨ3 は、その後の
プロセスで層間絶縁膜が加熱されたりエッチングされた
りしたときに膜外に放出される。そして、これが原因と
なって、金属配線の腐食やポイズンドビアなどの問題が
引き起こされるものと考えられる。
Ｈ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣＶＤ法によりＳ
ｉＯ2 膜を成膜する際に、気相中にプラズマによりＮＨ
3 が生成されることを見い出した。このとき、このＳｉ
Ｏ2 膜の下地の層間絶縁膜がＨ2 Ｏを含み、流動性のあ
るものであると、気相中に生成されたＮＨ3 はこの下地
の層間絶縁膜に取り込まれる（吸収される）。このよう
に下地の層間絶縁膜に取り込まれたＮＨ3 は、その後の
プロセスで層間絶縁膜が加熱されたりエッチングされた
りしたときに膜外に放出される。そして、これが原因と
なって、金属配線の腐食やポイズンドビアなどの問題が
引き起こされるものと考えられる。
【０００８】したがって、これらの問題を防止するため
には、ＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣＶＤ
法によりＳｉＯ2 膜を成膜する際に気相中に発生するＮ
Ｈ3が下地の層間絶縁膜に取り込まれないようにするこ
とが重要である。そして、このためには、このＳｉＯ2
膜の成膜前に、下地の層間絶縁膜の表面からＨ2 Ｏを除
去し、硬化させておくことが有効である。この発明は、
以上のような本発明者の検討に基づいて案出されたもの
である。
には、ＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣＶＤ
法によりＳｉＯ2 膜を成膜する際に気相中に発生するＮ
Ｈ3が下地の層間絶縁膜に取り込まれないようにするこ
とが重要である。そして、このためには、このＳｉＯ2
膜の成膜前に、下地の層間絶縁膜の表面からＨ2 Ｏを除
去し、硬化させておくことが有効である。この発明は、
以上のような本発明者の検討に基づいて案出されたもの
である。
【０００９】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第１の発明は、段差を有する基板上に流動性の
ある原料を用いて絶縁膜を成膜することにより段差を埋
めるようにした絶縁膜の成膜方法において、基板上に流
動性のある原料を用いて流動性のある第１の絶縁膜を成
膜する工程と、第１の絶縁膜にプラズマ処理を施す工程
と、プラズマ処理が施された第１の絶縁膜上に流動性の
ない第２の絶縁膜を成膜する工程とを有することを特徴
とするものである。
の発明の第１の発明は、段差を有する基板上に流動性の
ある原料を用いて絶縁膜を成膜することにより段差を埋
めるようにした絶縁膜の成膜方法において、基板上に流
動性のある原料を用いて流動性のある第１の絶縁膜を成
膜する工程と、第１の絶縁膜にプラズマ処理を施す工程
と、プラズマ処理が施された第１の絶縁膜上に流動性の
ない第２の絶縁膜を成膜する工程とを有することを特徴
とするものである。
【００１０】この発明の第２の発明は、段差を有する基
板上に流動性のある原料を用いて絶縁膜を成膜すること
により段差を埋めるようにした絶縁膜の成膜方法におい
て、基板上に流動性のある原料を用いて流動性のある第
１の絶縁膜を成膜する工程と、第１の絶縁膜にランプ加
熱による高速熱処理を施す工程と、高速熱処理が施され
た第１の絶縁膜上に流動性のない第２の絶縁膜を成膜す
る工程とを有することを特徴とするものである。
板上に流動性のある原料を用いて絶縁膜を成膜すること
により段差を埋めるようにした絶縁膜の成膜方法におい
て、基板上に流動性のある原料を用いて流動性のある第
１の絶縁膜を成膜する工程と、第１の絶縁膜にランプ加
熱による高速熱処理を施す工程と、高速熱処理が施され
た第１の絶縁膜上に流動性のない第２の絶縁膜を成膜す
る工程とを有することを特徴とするものである。
【００１１】この発明の第３の発明は、段差を有する基
板上に流動性のある原料を用いて絶縁膜を成膜すること
により段差を埋めるようにした絶縁膜の成膜方法におい
て、基板上に流動性のある原料を用いて流動性のある第
１の絶縁膜を成膜する工程と、第１の絶縁膜にオゾンに
よる処理を施す工程と、オゾンによる処理が施された第
１の絶縁膜上に流動性のない第２の絶縁膜を成膜する工
程とを有することを特徴とするものである。
板上に流動性のある原料を用いて絶縁膜を成膜すること
により段差を埋めるようにした絶縁膜の成膜方法におい
て、基板上に流動性のある原料を用いて流動性のある第
１の絶縁膜を成膜する工程と、第１の絶縁膜にオゾンに
よる処理を施す工程と、オゾンによる処理が施された第
１の絶縁膜上に流動性のない第２の絶縁膜を成膜する工
程とを有することを特徴とするものである。
【００１２】この発明の第１の発明においては、プラズ
マ処理による第１の絶縁膜の表面の硬化をより有効に行
うために、第１の絶縁膜の全体をあらかじめある程度硬
化させておくことを目的として、第１の絶縁膜を成膜し
た後、プラズマ処理を施す前に熱処理を施す工程をさら
に有してもよい。この熱処理の温度は、例えばＡｌ合金
配線を用いる場合には、５００℃以下であり、例えば３
５０℃程度である。この熱処理は、真空中で行っても常
圧下で行ってもよいが、プラズマ処理に用いるチャンバ
ー内で行うと簡便である。また、プラズマ処理は、好適
には、酸素を構成原子として含み、かつ、窒素を構成原
子として含まない分子からなるガス、例えばＯ2 ガスを
用いて行う。
マ処理による第１の絶縁膜の表面の硬化をより有効に行
うために、第１の絶縁膜の全体をあらかじめある程度硬
化させておくことを目的として、第１の絶縁膜を成膜し
た後、プラズマ処理を施す前に熱処理を施す工程をさら
に有してもよい。この熱処理の温度は、例えばＡｌ合金
配線を用いる場合には、５００℃以下であり、例えば３
５０℃程度である。この熱処理は、真空中で行っても常
圧下で行ってもよいが、プラズマ処理に用いるチャンバ
ー内で行うと簡便である。また、プラズマ処理は、好適
には、酸素を構成原子として含み、かつ、窒素を構成原
子として含まない分子からなるガス、例えばＯ2 ガスを
用いて行う。
【００１３】この発明において、流動性のある第１の絶
縁膜は、典型的には、ＳｉＨ4 または有機シランとＨ2
Ｏ2 とを原料とする減圧ＣＶＤ法により成膜する。
縁膜は、典型的には、ＳｉＨ4 または有機シランとＨ2
Ｏ2 とを原料とする減圧ＣＶＤ法により成膜する。
【００１４】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、流動性のある第１の絶縁膜を成膜した後に、プラズ
マ処理、ランプ加熱による高速熱処理またはオゾンによ
る処理を施すようにしていることにより、この第１の絶
縁膜の表面から脱水縮合によりＨ2 Ｏを除去し、硬化さ
せることができる。このため、この第１の絶縁膜上に、
ＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料ガスとするプラズマＣＶＤ法
によりＳｉＯ2 膜を第２の絶縁膜として成膜する際に気
相中にプラズマによりＮＨ3 が生成されても、このＮＨ
3 が第１の絶縁膜に取り込まれるのを防止することがで
きる。
ば、流動性のある第１の絶縁膜を成膜した後に、プラズ
マ処理、ランプ加熱による高速熱処理またはオゾンによ
る処理を施すようにしていることにより、この第１の絶
縁膜の表面から脱水縮合によりＨ2 Ｏを除去し、硬化さ
せることができる。このため、この第１の絶縁膜上に、
ＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料ガスとするプラズマＣＶＤ法
によりＳｉＯ2 膜を第２の絶縁膜として成膜する際に気
相中にプラズマによりＮＨ3 が生成されても、このＮＨ
3 が第１の絶縁膜に取り込まれるのを防止することがで
きる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
【００１６】図１はこの発明の第１の実施形態による層
間絶縁膜の形成方法を示す。
間絶縁膜の形成方法を示す。
【００１７】この第１の実施形態においては、まず、図
１Ａに示すように、あらかじめ素子が形成され、表面が
層間絶縁膜で覆われたＳｉ基板１上にＡｌ合金配線２を
形成する。
１Ａに示すように、あらかじめ素子が形成され、表面が
層間絶縁膜で覆われたＳｉ基板１上にＡｌ合金配線２を
形成する。
【００１８】次に、図１Ｂに示すように、Ｓｉ基板１上
に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣ
ＶＤ法により、ベース層として流動性のないＳｉＯ2 膜
３を成膜する。
に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣ
ＶＤ法により、ベース層として流動性のないＳｉＯ2 膜
３を成膜する。
【００１９】次に、図１Ｃに示すように、例えばモノメ
チルシラン（Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 ）とＨ2 Ｏ2 とを原料
とする減圧ＣＶＤ法により、流動性のある層間絶縁膜４
を成膜する。この流動性のある層間絶縁膜４は、シラノ
ールポリマーを主成分とし、膜中には大量のＨ2 Ｏを含
有している（1995 DRY PROCESS SYMPOSIUM, pp.261-26
8）。
チルシラン（Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 ）とＨ2 Ｏ2 とを原料
とする減圧ＣＶＤ法により、流動性のある層間絶縁膜４
を成膜する。この流動性のある層間絶縁膜４は、シラノ
ールポリマーを主成分とし、膜中には大量のＨ2 Ｏを含
有している（1995 DRY PROCESS SYMPOSIUM, pp.261-26
8）。
【００２０】次に、図１Ｄに示すように、この流動性の
ある層間絶縁膜４の表面をＯ2 プラズマで処理すること
によりこの層間絶縁膜４の表面を硬化させる。このＯ2
プラズマ処理により、層間絶縁膜４の表面でシラノール
（Ｓｉ（ＯＨ）4 ）の脱水縮合が促進され、この層間絶
縁膜４の表面はほとんどＨ2 Ｏが含まれない状態にな
る。
ある層間絶縁膜４の表面をＯ2 プラズマで処理すること
によりこの層間絶縁膜４の表面を硬化させる。このＯ2
プラズマ処理により、層間絶縁膜４の表面でシラノール
（Ｓｉ（ＯＨ）4 ）の脱水縮合が促進され、この層間絶
縁膜４の表面はほとんどＨ2 Ｏが含まれない状態にな
る。
【００２１】次に、図１Ｅに示すように、層間絶縁膜４
上に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマ
ＣＶＤ法により、キャップ層として流動性のないＳｉＯ
2 膜５を成膜する。この場合、層間絶縁膜４の表面には
Ｈ2 Ｏがほとんど含まれていないことから、このキャッ
プ層としてのＳｉＯ2 膜５の成膜時に気相中にプラズマ
により生成されるＮＨ3 がこの層間絶縁膜４に取り込ま
れることはない。
上に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマ
ＣＶＤ法により、キャップ層として流動性のないＳｉＯ
2 膜５を成膜する。この場合、層間絶縁膜４の表面には
Ｈ2 Ｏがほとんど含まれていないことから、このキャッ
プ層としてのＳｉＯ2 膜５の成膜時に気相中にプラズマ
により生成されるＮＨ3 がこの層間絶縁膜４に取り込ま
れることはない。
【００２２】この後、ポストアニールを行うことによ
り、層間絶縁膜４を固化させる。
り、層間絶縁膜４を固化させる。
【００２３】以上の工程により、層間絶縁膜４の上下が
ベース層としてのＳｉＯ2 膜３とキャップ層としてのＳ
ｉＯ2 膜５とによりはさまれた３層構造の層間絶縁膜が
形成される。
ベース層としてのＳｉＯ2 膜３とキャップ層としてのＳ
ｉＯ2 膜５とによりはさまれた３層構造の層間絶縁膜が
形成される。
【００２４】実施例 図１Ａに示すように、Ｓｉ基板１上に高さ０．６５μ
ｍ、幅０．４μｍのＡｌ合金配線１を形成する。
ｍ、幅０．４μｍのＡｌ合金配線１を形成する。
【００２５】次に、図１Ｂに示すように、プラズマＣＶ
Ｄ法により、ベース層としてのＳｉＯ2 膜３を０．１μ
ｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜３の成膜条件は、
Ｎ2ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量をそれ
ぞれ３０００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０００
ＳＣＣＭとし、反応圧力は１．２Ｔｏｒｒ（１２００ｍ
Ｔｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
Ｄ法により、ベース層としてのＳｉＯ2 膜３を０．１μ
ｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜３の成膜条件は、
Ｎ2ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量をそれ
ぞれ３０００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０００
ＳＣＣＭとし、反応圧力は１．２Ｔｏｒｒ（１２００ｍ
Ｔｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
【００２６】次に、図１Ｃに示すように、減圧ＣＶＤ法
により、流動性のある層間絶縁膜４を０．８μｍの膜厚
に成膜する。この層間絶縁膜４の成膜条件は、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3）Ｈ3 と気相状態のＨ2 Ｏ2 とＮ2 とを用い、それ
らの流量をそれぞれ１００ＳＣＣＭ、０．７ｇ／ｍｉｎ
および５００ＳＣＣＭとし、反応圧力は１Ｔｏｒｒ、成
膜時の基板温度は０℃とする。
により、流動性のある層間絶縁膜４を０．８μｍの膜厚
に成膜する。この層間絶縁膜４の成膜条件は、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3）Ｈ3 と気相状態のＨ2 Ｏ2 とＮ2 とを用い、それ
らの流量をそれぞれ１００ＳＣＣＭ、０．７ｇ／ｍｉｎ
および５００ＳＣＣＭとし、反応圧力は１Ｔｏｒｒ、成
膜時の基板温度は０℃とする。
【００２７】次に、図１Ｄに示すように、Ｓｉ基板１を
３５０℃に加熱し、Ｏ2 とＡｒとの混合ガスを用い、圧
力１．２Ｔｏｒｒで、投入ＲＦ電力を５００ＷとしてＯ
2 プラズマを発生させ、層間絶縁膜４のＯ2 プラズマ処
理を３分間行う。Ｏ2 の流量は２０００ＳＣＣＭとし、
Ａｒの流量は１０００ＳＣＣＭとする。このＯ2 プラズ
マ処理により、層間絶縁膜４の表面は硬化し、表層部分
はＨ2 Ｏを含有しなくなった。
３５０℃に加熱し、Ｏ2 とＡｒとの混合ガスを用い、圧
力１．２Ｔｏｒｒで、投入ＲＦ電力を５００ＷとしてＯ
2 プラズマを発生させ、層間絶縁膜４のＯ2 プラズマ処
理を３分間行う。Ｏ2 の流量は２０００ＳＣＣＭとし、
Ａｒの流量は１０００ＳＣＣＭとする。このＯ2 プラズ
マ処理により、層間絶縁膜４の表面は硬化し、表層部分
はＨ2 Ｏを含有しなくなった。
【００２８】次に、図１Ｅに示すように、プラズマＣＶ
Ｄ法により、キャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を０．３
μｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜５の成膜条件
は、Ｎ2 ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量を
それぞれ２５００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は０．８Ｔｏｒｒ（８００
ｍＴｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
Ｄ法により、キャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を０．３
μｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜５の成膜条件
は、Ｎ2 ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量を
それぞれ２５００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は０．８Ｔｏｒｒ（８００
ｍＴｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
【００２９】この後、Ｎ2 雰囲気中において４００℃で
３０分間ポストアニールを行い、層間絶縁膜４を固化さ
せる。
３０分間ポストアニールを行い、層間絶縁膜４を固化さ
せる。
【００３０】以上のようにして成膜された３層構造の層
間絶縁膜は、膜中にプロセス上問題になる量の残留ガス
（ＮＨ3 ガスなど）を含有することがなく、良好な特性
を示した。
間絶縁膜は、膜中にプロセス上問題になる量の残留ガス
（ＮＨ3 ガスなど）を含有することがなく、良好な特性
を示した。
【００３１】ここで、流動性のある層間絶縁膜４のＯ2
プラズマ処理を行うことにより得られる効果の実証デー
タについて説明する。図２は減圧ＣＶＤ法により流動性
のある層間絶縁膜４を成膜した後にＯ2 プラズマ処理を
行った場合と行わない場合とについてＴＤＳ（Thermal
Desorption Spectroscopy)測定を行った結果を示す。い
ずれの場合も、Ｏ2 プラズマ処理後にＳｉＯ2 膜５を成
膜し、さらにＮ2 雰囲気中において４００℃で３０分間
ポストアニールを行った後にＴＤＳ測定を行った。Ｏ2
プラズマ処理の条件は、Ｏ2 流量を８００ＳＣＣＭ、圧
力を２５０ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力を５００Ｗ、基板
温度を０℃、処理時間を１０分とした。図２中、Ａ、Ｂ
およびＣは、測定されるイオンの質量数がそれぞれ１８
（Ｈ2 Ｏに対応する）、１７（ＮＨ3 およびＯＨに対応
する）および１６（ＮＨ2 およびＯに対応する）の場合
のデータである。
プラズマ処理を行うことにより得られる効果の実証デー
タについて説明する。図２は減圧ＣＶＤ法により流動性
のある層間絶縁膜４を成膜した後にＯ2 プラズマ処理を
行った場合と行わない場合とについてＴＤＳ（Thermal
Desorption Spectroscopy)測定を行った結果を示す。い
ずれの場合も、Ｏ2 プラズマ処理後にＳｉＯ2 膜５を成
膜し、さらにＮ2 雰囲気中において４００℃で３０分間
ポストアニールを行った後にＴＤＳ測定を行った。Ｏ2
プラズマ処理の条件は、Ｏ2 流量を８００ＳＣＣＭ、圧
力を２５０ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力を５００Ｗ、基板
温度を０℃、処理時間を１０分とした。図２中、Ａ、Ｂ
およびＣは、測定されるイオンの質量数がそれぞれ１８
（Ｈ2 Ｏに対応する）、１７（ＮＨ3 およびＯＨに対応
する）および１６（ＮＨ2 およびＯに対応する）の場合
のデータである。
【００３２】図２のＡおよびＢを比較すると、Ｏ2 プラ
ズマ処理を行わない場合の質量数１８のイオン強度に対
する質量数１７のイオン強度の比はガス種としてＨ2 Ｏ
だけが存在する場合に比べてはるかに大きく、これは質
量数１７の別のガス種ＮＨ3の存在を強く示唆してい
る。これに対して、Ｏ2 プラズマ処理を行った場合の質
量数１８のイオン強度に対する質量数１７のイオン強度
の比はガス種としてＨ2Ｏだけが存在する場合の比に近
い。
ズマ処理を行わない場合の質量数１８のイオン強度に対
する質量数１７のイオン強度の比はガス種としてＨ2 Ｏ
だけが存在する場合に比べてはるかに大きく、これは質
量数１７の別のガス種ＮＨ3の存在を強く示唆してい
る。これに対して、Ｏ2 プラズマ処理を行った場合の質
量数１８のイオン強度に対する質量数１７のイオン強度
の比はガス種としてＨ2Ｏだけが存在する場合の比に近
い。
【００３３】これらのことより、プラズマＣＶＤ法によ
るＳｉＯ2 膜３の成膜時に気相中にプラズマにより生成
されるＮＨ3 が、層間絶縁膜４にほとんど取り込まれな
いことがわかる。これは、Ｏ2 プラズマ処理により流動
性のある層間絶縁膜４の表面からＨ2 Ｏが除去されたこ
とを意味する。
るＳｉＯ2 膜３の成膜時に気相中にプラズマにより生成
されるＮＨ3 が、層間絶縁膜４にほとんど取り込まれな
いことがわかる。これは、Ｏ2 プラズマ処理により流動
性のある層間絶縁膜４の表面からＨ2 Ｏが除去されたこ
とを意味する。
【００３４】以上のように、この第１の実施形態によれ
ば、流動性のある層間絶縁膜４を成膜した後にこの層間
絶縁膜４のＯ2 プラズマ処理を行っているので、この層
間絶縁膜４の表面のＨ2 Ｏをほとんど除去することがで
きる。このため、この層間絶縁膜４上に直接、プラズマ
ＣＶＤ法によりキャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を成膜
しても、この成膜時に気相中にプラズマにより生成され
るＮＨ3 がこの層間絶縁膜４に取り込まれることがな
い。これによって、Ａｌ合金配線２の腐食やポイズンド
ビアなどの問題が引き起こされることがなくなる。
ば、流動性のある層間絶縁膜４を成膜した後にこの層間
絶縁膜４のＯ2 プラズマ処理を行っているので、この層
間絶縁膜４の表面のＨ2 Ｏをほとんど除去することがで
きる。このため、この層間絶縁膜４上に直接、プラズマ
ＣＶＤ法によりキャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を成膜
しても、この成膜時に気相中にプラズマにより生成され
るＮＨ3 がこの層間絶縁膜４に取り込まれることがな
い。これによって、Ａｌ合金配線２の腐食やポイズンド
ビアなどの問題が引き起こされることがなくなる。
【００３５】図３はこの発明の第２の実施形態による層
間絶縁膜の形成方法を示す。
間絶縁膜の形成方法を示す。
【００３６】この第２の実施形態においては、まず、図
３Ａに示すように、あらかじめ素子が形成され、表面が
層間絶縁膜で覆われたＳｉ基板１上にＡｌ合金配線２を
形成する。
３Ａに示すように、あらかじめ素子が形成され、表面が
層間絶縁膜で覆われたＳｉ基板１上にＡｌ合金配線２を
形成する。
【００３７】次に、図３Ｂに示すように、Ｓｉ基板１上
に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣ
ＶＤ法により、ベース層として流動性のないＳｉＯ2 膜
３を成膜する。
に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣ
ＶＤ法により、ベース層として流動性のないＳｉＯ2 膜
３を成膜する。
【００３８】次に、図３Ｃに示すように、例えばＳｉ
（ＣＨ3 ）Ｈ3 とＨ2 Ｏ2 とを原料とする減圧ＣＶＤ法
により、流動性のある層間絶縁膜４を成膜する。ここま
での工程は、第１の実施形態と同様である。
（ＣＨ3 ）Ｈ3 とＨ2 Ｏ2 とを原料とする減圧ＣＶＤ法
により、流動性のある層間絶縁膜４を成膜する。ここま
での工程は、第１の実施形態と同様である。
【００３９】次に、図３Ｄに示すように、ランプ加熱、
すなわちランプヒータからの輻射を利用して層間絶縁膜
４の表面を加熱し、この層間絶縁膜４の表面に短時間で
高速熱処理を施して硬化させる。この高速熱処理によ
り、層間絶縁膜４の表面でＳｉ（ＯＨ）4 の脱水縮合が
促進され、この層間絶縁膜４の表面はほとんどＨ2 Ｏが
含まれない状態になる。
すなわちランプヒータからの輻射を利用して層間絶縁膜
４の表面を加熱し、この層間絶縁膜４の表面に短時間で
高速熱処理を施して硬化させる。この高速熱処理によ
り、層間絶縁膜４の表面でＳｉ（ＯＨ）4 の脱水縮合が
促進され、この層間絶縁膜４の表面はほとんどＨ2 Ｏが
含まれない状態になる。
【００４０】次に、図３Ｅに示すように、層間絶縁膜４
上に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマ
ＣＶＤ法により、キャップ層として流動性のないのＳｉ
Ｏ2膜５を成膜する。この場合、層間絶縁膜４の表面に
はＨ2 Ｏがほとんど含まれていないことから、このキャ
ップ層としてのＳｉＯ2 膜５の成膜時に気相中にプラズ
マにより生成されるＮＨ3 がこの層間絶縁膜４に取り込
まれることはない。
上に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマ
ＣＶＤ法により、キャップ層として流動性のないのＳｉ
Ｏ2膜５を成膜する。この場合、層間絶縁膜４の表面に
はＨ2 Ｏがほとんど含まれていないことから、このキャ
ップ層としてのＳｉＯ2 膜５の成膜時に気相中にプラズ
マにより生成されるＮＨ3 がこの層間絶縁膜４に取り込
まれることはない。
【００４１】この後、ポストアニールを行うことによ
り、層間絶縁膜４を固化させる。
り、層間絶縁膜４を固化させる。
【００４２】以上の工程により、層間絶縁膜４の上下が
ベース層としてのＳｉＯ2 膜３とキャップ層としてのＳ
ｉＯ2 膜５とによりはさまれた３層構造の層間絶縁膜が
形成される。
ベース層としてのＳｉＯ2 膜３とキャップ層としてのＳ
ｉＯ2 膜５とによりはさまれた３層構造の層間絶縁膜が
形成される。
【００４３】実施例 図３Ａに示すように、Ｓｉ基板１上に高さ０．６５μ
ｍ、幅０．４μｍのＡｌ合金配線１を形成する。
ｍ、幅０．４μｍのＡｌ合金配線１を形成する。
【００４４】次に、図３Ｂに示すように、プラズマＣＶ
Ｄ法により、ベース層としてのＳｉＯ2 膜３を０．１μ
ｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜３の成膜条件は、
Ｎ2ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量をそれ
ぞれ３０００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０００
ＳＣＣＭとし、反応圧力は１．２Ｔｏｒｒ（１２００ｍ
Ｔｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
Ｄ法により、ベース層としてのＳｉＯ2 膜３を０．１μ
ｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜３の成膜条件は、
Ｎ2ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量をそれ
ぞれ３０００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０００
ＳＣＣＭとし、反応圧力は１．２Ｔｏｒｒ（１２００ｍ
Ｔｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
【００４５】次に、図３Ｃに示すように、減圧ＣＶＤ法
により、層間絶縁膜膜４を０．８μｍの膜厚に成膜す
る。この層間絶縁膜４の成膜条件は、Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ
3 と気相状態のＨ2 Ｏ2 とＮ2 とを用い、それらの流量
をそれぞれ１００ＳＣＣＭ、０．７ｇ／ｍｉｎおよび５
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は１Ｔｏｒｒ、成膜時の基
板温度は０℃とする。
により、層間絶縁膜膜４を０．８μｍの膜厚に成膜す
る。この層間絶縁膜４の成膜条件は、Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ
3 と気相状態のＨ2 Ｏ2 とＮ2 とを用い、それらの流量
をそれぞれ１００ＳＣＣＭ、０．７ｇ／ｍｉｎおよび５
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は１Ｔｏｒｒ、成膜時の基
板温度は０℃とする。
【００４６】次に、図３Ｄに示すように、Ｓｉ基板１を
真空中で３５０℃に加熱し、ランプ加熱による高速熱処
理を６０秒間行う。このときのＳｉ基板１の表面温度は
５００℃程度であった。このランプ加熱による高速熱処
理により、層間絶縁膜４の表面は硬化し、表層部分はＨ
2 Ｏを含有しなくなった。
真空中で３５０℃に加熱し、ランプ加熱による高速熱処
理を６０秒間行う。このときのＳｉ基板１の表面温度は
５００℃程度であった。このランプ加熱による高速熱処
理により、層間絶縁膜４の表面は硬化し、表層部分はＨ
2 Ｏを含有しなくなった。
【００４７】次に、図３Ｅに示すように、プラズマＣＶ
Ｄ法により、キャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を０．３
μｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜５の成膜条件
は、Ｎ2 ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量を
それぞれ２５００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は０．８Ｔｏｒｒ（８００
ｍＴｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
Ｄ法により、キャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を０．３
μｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜５の成膜条件
は、Ｎ2 ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量を
それぞれ２５００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は０．８Ｔｏｒｒ（８００
ｍＴｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
【００４８】この後、Ｎ2 雰囲気中において４００℃で
３０分間ポストアニールを行い、層間絶縁膜４を固化さ
せる。
３０分間ポストアニールを行い、層間絶縁膜４を固化さ
せる。
【００４９】以上のようにして成膜された３層構造の層
間絶縁膜は、膜中にプロセス上問題になる量の残留ガス
（ＮＨ3 ガスなど）を含有することがなく、良好な特性
を示した。
間絶縁膜は、膜中にプロセス上問題になる量の残留ガス
（ＮＨ3 ガスなど）を含有することがなく、良好な特性
を示した。
【００５０】以上のように、この第２の実施形態によれ
ば、流動性のある層間絶縁膜４を成膜した後にこの層間
絶縁膜の表面にランプ加熱による高速熱処理を施してい
るので、この層間絶縁膜４の表面のＨ2 Ｏをほとんど除
去することができる。このため、第１の実施形態と同様
に、この層間絶縁膜４上に直接、プラズマＣＶＤ法によ
りキャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を成膜しても、この
成膜時に気相中にプラズマにより生成されるＮＨ3 がこ
の層間絶縁膜４に取り込まれることがない。これによっ
て、Ａｌ合金配線２の腐食やポイズンドビアなどの問題
が引き起こされることがなくなる。
ば、流動性のある層間絶縁膜４を成膜した後にこの層間
絶縁膜の表面にランプ加熱による高速熱処理を施してい
るので、この層間絶縁膜４の表面のＨ2 Ｏをほとんど除
去することができる。このため、第１の実施形態と同様
に、この層間絶縁膜４上に直接、プラズマＣＶＤ法によ
りキャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を成膜しても、この
成膜時に気相中にプラズマにより生成されるＮＨ3 がこ
の層間絶縁膜４に取り込まれることがない。これによっ
て、Ａｌ合金配線２の腐食やポイズンドビアなどの問題
が引き起こされることがなくなる。
【００５１】図４はこの発明の第３の実施形態による層
間絶縁膜の形成方法を示す。
間絶縁膜の形成方法を示す。
【００５２】この第３の実施形態においては、まず、図
４Ａに示すように、あらかじめ素子が形成され、表面が
層間絶縁膜で覆われたＳｉ基板１上にＡｌ合金配線２を
形成する。
４Ａに示すように、あらかじめ素子が形成され、表面が
層間絶縁膜で覆われたＳｉ基板１上にＡｌ合金配線２を
形成する。
【００５３】次に、図４Ｂに示すように、Ｓｉ基板１上
に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣ
ＶＤ法により、ベース層として流動性のないＳｉＯ2 膜
３を成膜する。
に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマＣ
ＶＤ法により、ベース層として流動性のないＳｉＯ2 膜
３を成膜する。
【００５４】次に、図４Ｃに示すように、例えばＳｉ
（ＣＨ3 ）Ｈ3 とＨ2 Ｏ2 とを原料とする減圧ＣＶＤ法
により、流動性のある層間絶縁膜４を成膜する。ここま
での工程は、第１の実施形態と同様である。
（ＣＨ3 ）Ｈ3 とＨ2 Ｏ2 とを原料とする減圧ＣＶＤ法
により、流動性のある層間絶縁膜４を成膜する。ここま
での工程は、第１の実施形態と同様である。
【００５５】次に、図４Ｄに示すように、チャンバー６
内にＳｉ基板１を入れ、このチャンバー６内にＯ3 を流
しながらＳｉ基板１を加熱してこの層間絶縁膜４にＯ3
アニール処理を施すことによりこの層間絶縁膜４の表面
を硬化させる。このＯ3 アニール処理により、層間絶縁
膜４の表面でＳｉ（ＯＨ）4 の脱水縮合が促進され、こ
の層間絶縁膜４の表面はほとんどＨ2 Ｏが含まれない状
態になる。
内にＳｉ基板１を入れ、このチャンバー６内にＯ3 を流
しながらＳｉ基板１を加熱してこの層間絶縁膜４にＯ3
アニール処理を施すことによりこの層間絶縁膜４の表面
を硬化させる。このＯ3 アニール処理により、層間絶縁
膜４の表面でＳｉ（ＯＨ）4 の脱水縮合が促進され、こ
の層間絶縁膜４の表面はほとんどＨ2 Ｏが含まれない状
態になる。
【００５６】次に、図４Ｅに示すように、層間絶縁膜４
上に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマ
ＣＶＤ法により、キャップ層として流動性のないＳｉＯ
2 膜５を成膜する。この場合、層間絶縁膜４の表面には
Ｈ2 Ｏがほとんど含まれていないことから、このキャッ
プ層としてのＳｉＯ2 膜５の成膜時にプラズマにより気
相中に生成されるＮＨ3 がこの層間絶縁膜４に取り込ま
れることはない。
上に、例えばＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とするプラズマ
ＣＶＤ法により、キャップ層として流動性のないＳｉＯ
2 膜５を成膜する。この場合、層間絶縁膜４の表面には
Ｈ2 Ｏがほとんど含まれていないことから、このキャッ
プ層としてのＳｉＯ2 膜５の成膜時にプラズマにより気
相中に生成されるＮＨ3 がこの層間絶縁膜４に取り込ま
れることはない。
【００５７】この後、ポストアニールを行うことによ
り、層間絶縁膜４を固化させる。
り、層間絶縁膜４を固化させる。
【００５８】以上の工程により、層間絶縁膜４の上下が
ベース層としてのＳｉＯ2 膜３とキャップ層としてのＳ
ｉＯ2 膜５とによりはさまれた３層構造の層間絶縁膜が
形成される。
ベース層としてのＳｉＯ2 膜３とキャップ層としてのＳ
ｉＯ2 膜５とによりはさまれた３層構造の層間絶縁膜が
形成される。
【００５９】実施例 図４Ａに示すように、Ｓｉ基板１上に高さ０．６５μ
ｍ、幅０．４μｍのＡｌ合金配線１を形成する。
ｍ、幅０．４μｍのＡｌ合金配線１を形成する。
【００６０】次に、図４Ｂに示すように、プラズマＣＶ
Ｄ法により、ベース層としてのＳｉＯ2 膜３を０．１μ
ｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜３の成膜条件は、
Ｎ2ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量をそれ
ぞれ３０００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０００
ＳＣＣＭとし、反応圧力は１．２Ｔｏｒｒ（１２００ｍ
Ｔｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
Ｄ法により、ベース層としてのＳｉＯ2 膜３を０．１μ
ｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜３の成膜条件は、
Ｎ2ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量をそれ
ぞれ３０００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０００
ＳＣＣＭとし、反応圧力は１．２Ｔｏｒｒ（１２００ｍ
Ｔｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
【００６１】次に、図４Ｃに示すように、減圧ＣＶＤ法
により、流動性のある層間絶縁膜４を０．８μｍの膜厚
に成膜する。この層間絶縁膜４の成膜条件は、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3）Ｈ3 と気相状態のＨ2 Ｏ2 とＮ2 とを用い、それ
らの流量を１００ＳＣＣＭ、０．７ｇ／ｍｉｎおよび５
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は１Ｔｏｒｒ、成膜時の基
板温度は０℃とする。
により、流動性のある層間絶縁膜４を０．８μｍの膜厚
に成膜する。この層間絶縁膜４の成膜条件は、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3）Ｈ3 と気相状態のＨ2 Ｏ2 とＮ2 とを用い、それ
らの流量を１００ＳＣＣＭ、０．７ｇ／ｍｉｎおよび５
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は１Ｔｏｒｒ、成膜時の基
板温度は０℃とする。
【００６２】次に、図４Ｄに示すように、Ｏ2 とＨｅと
の混合ガスを用い、それらの流量をそれぞれ２ＳＬＭお
よび５００ＳＣＣＭとして濃度１０ｗｔ％のＯ3 を含む
ガスをチャンバー６内に発生させ、このＯ3 を含むガス
を圧力６５０Ｔｏｒｒに保って、Ｓｉ基板１を４００℃
に加熱し、３分間Ｏ3 アニール処理を行う。このＯ3ア
ニール処理により、層間絶縁膜４の表面は硬化し、表層
部分はＨ2 Ｏを含有しなくなった。
の混合ガスを用い、それらの流量をそれぞれ２ＳＬＭお
よび５００ＳＣＣＭとして濃度１０ｗｔ％のＯ3 を含む
ガスをチャンバー６内に発生させ、このＯ3 を含むガス
を圧力６５０Ｔｏｒｒに保って、Ｓｉ基板１を４００℃
に加熱し、３分間Ｏ3 アニール処理を行う。このＯ3ア
ニール処理により、層間絶縁膜４の表面は硬化し、表層
部分はＨ2 Ｏを含有しなくなった。
【００６３】次に、図４Ｅに示すように、プラズマＣＶ
Ｄ法により、キャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を０．３
μｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜５の成膜条件
は、Ｎ2 ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量を
それぞれ２５００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は０．８Ｔｏｒｒ（８００
ｍＴｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
Ｄ法により、キャップ層としてのＳｉＯ2 膜５を０．３
μｍの膜厚に成膜する。このＳｉＯ2 膜５の成膜条件
は、Ｎ2 ＯとＳｉＨ4 とＮ2 とを用い、それらの流量を
それぞれ２５００ＳＣＣＭ、１２０ＳＣＣＭおよび１０
００ＳＣＣＭとし、反応圧力は０．８Ｔｏｒｒ（８００
ｍＴｏｒｒ）、成膜時の基板温度は３５０℃とする。
【００６４】この後、Ｎ2 雰囲気中において４００℃で
３０分間ポストアニールを行い、層間絶縁膜４を固化さ
せる。
３０分間ポストアニールを行い、層間絶縁膜４を固化さ
せる。
【００６５】以上のようにして成膜された３層構造の層
間絶縁膜は、膜中にプロセス上問題になる量の残留ガス
（ＮＨ3 ガスなど）を含有することがなく、良好な特性
を示した。
間絶縁膜は、膜中にプロセス上問題になる量の残留ガス
（ＮＨ3 ガスなど）を含有することがなく、良好な特性
を示した。
【００６６】以上のように、この第３の実施形態によれ
ば、流動性のある層間絶縁膜４を成膜した後にこの層間
絶縁膜４にＯ3 アニール処理を施しているので、この層
間絶縁膜４の表面のＨ2 Ｏをほとんど除去することがで
きる。このため、第１の実施形態と同様に、この層間絶
縁膜４上に直接、プラズマＣＶＤ法によりキャップ層と
してのＳｉＯ2 膜５を成膜しても、この成膜時に気相中
にプラズマにより生成されるＮＨ3 がこの層間絶縁膜４
に取り込まれることがない。これによって、Ａｌ合金配
線２の腐食やポイズンドビアなどの問題が引き起こされ
ることがなくなる。
ば、流動性のある層間絶縁膜４を成膜した後にこの層間
絶縁膜４にＯ3 アニール処理を施しているので、この層
間絶縁膜４の表面のＨ2 Ｏをほとんど除去することがで
きる。このため、第１の実施形態と同様に、この層間絶
縁膜４上に直接、プラズマＣＶＤ法によりキャップ層と
してのＳｉＯ2 膜５を成膜しても、この成膜時に気相中
にプラズマにより生成されるＮＨ3 がこの層間絶縁膜４
に取り込まれることがない。これによって、Ａｌ合金配
線２の腐食やポイズンドビアなどの問題が引き起こされ
ることがなくなる。
【００６７】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
【００６８】例えば、上述の第１〜第３の実施形態にお
いて挙げた数値、構造、ガス種、膜の種類、プロセス、
配線材料、基板材料などはあくまでも例に過ぎず、必要
に応じて、これと異なる数値、構造、ガス種、膜の種
類、プロセス、配線材料、基板材料などを用いてもよ
い。具体的には、第１〜第３の実施形態においては、層
間絶縁膜４の成膜時のＳｉ原料として、有機原料である
Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 を用いているが、Ｓｉ原料はこれに
限定されるものではなく、必要に応じて、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3 ）2 Ｈ2 、Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 Ｈ、Ｓｉ（ＣＨ3 ）4
などを用いてもよい。
いて挙げた数値、構造、ガス種、膜の種類、プロセス、
配線材料、基板材料などはあくまでも例に過ぎず、必要
に応じて、これと異なる数値、構造、ガス種、膜の種
類、プロセス、配線材料、基板材料などを用いてもよ
い。具体的には、第１〜第３の実施形態においては、層
間絶縁膜４の成膜時のＳｉ原料として、有機原料である
Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 を用いているが、Ｓｉ原料はこれに
限定されるものではなく、必要に応じて、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3 ）2 Ｈ2 、Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 Ｈ、Ｓｉ（ＣＨ3 ）4
などを用いてもよい。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、流動性のある第１の絶縁膜を成膜した後に、プラズ
マ処理、ランプ加熱による高速熱処理またはオゾンによ
る処理を施すようにしていることにより、この第１の絶
縁膜の表面からＨ2 Ｏを除去することができ、このため
この第１の絶縁膜上にＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とする
プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2 膜を成膜する際に気相
中にプラズマにより生成されるＮＨ3 がこの第１の絶縁
膜に取り込まれることがなく、したがって金属配線の腐
食やポイズンドビアなどの問題が引き起こされることが
ない。
ば、流動性のある第１の絶縁膜を成膜した後に、プラズ
マ処理、ランプ加熱による高速熱処理またはオゾンによ
る処理を施すようにしていることにより、この第１の絶
縁膜の表面からＨ2 Ｏを除去することができ、このため
この第１の絶縁膜上にＳｉＨ4 とＮ2 Ｏとを原料とする
プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2 膜を成膜する際に気相
中にプラズマにより生成されるＮＨ3 がこの第１の絶縁
膜に取り込まれることがなく、したがって金属配線の腐
食やポイズンドビアなどの問題が引き起こされることが
ない。
【図１】この発明の第１の実施形態による層間絶縁膜の
形成方法を説明するための断面図である。
形成方法を説明するための断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による層間絶縁膜の
形成方法におけるＯ2 プラズマ処理の効果を説明するた
めの略線図である。
形成方法におけるＯ2 プラズマ処理の効果を説明するた
めの略線図である。
【図３】この発明の第２の実施形態による層間絶縁膜の
形成方法を説明するための断面図である。
形成方法を説明するための断面図である。
【図４】この発明の第３の実施形態による層間絶縁膜の
形成方法を説明するための断面図である。
形成方法を説明するための断面図である。
１・・・Ｓｉ基板、２・・・Ａｌ合金配線、３、５・・
・ＳｉＯ2 膜、４・・・層間絶縁膜
・ＳｉＯ2 膜、４・・・層間絶縁膜
Claims (8)
- 【請求項１】 段差を有する基板上に流動性のある原料
を用いて絶縁膜を成膜することにより上記段差を埋める
ようにした絶縁膜の成膜方法において、 上記基板上に流動性のある原料を用いて流動性のある第
１の絶縁膜を成膜する工程と、 上記第１の絶縁膜にプラズマ処理を施す工程と、 上記プラズマ処理が施された上記第１の絶縁膜上に流動
性のない第２の絶縁膜を成膜する工程とを有することを
特徴とする絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項２】 上記第１の絶縁膜を成膜した後、上記プ
ラズマ処理を施す前に熱処理を施す工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項１記載の絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項３】 ＳｉＨ4 または有機シランとＨ2 Ｏ2 と
を原料とする減圧ＣＶＤ法により上記第１の絶縁膜を成
膜するようにしたことを特徴とする請求項１記載の絶縁
膜の成膜方法。 - 【請求項４】 酸素を構成原子として含み、かつ、窒素
を構成原子として含まない分子からなるガスを用いて上
記プラズマ処理を施すようにしたことを特徴とする請求
項１記載の絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項５】 段差を有する基板上に流動性のある原料
を用いて絶縁膜を成膜することにより上記段差を埋める
ようにした絶縁膜の成膜方法において、 上記基板上に流動性のある原料を用いて流動性のある第
１の絶縁膜を成膜する工程と、 上記第１の絶縁膜にランプ加熱による高速熱処理を施す
工程と、 上記高速熱処理が施された上記第１の絶縁膜上に流動性
のない第２の絶縁膜を成膜する工程とを有することを特
徴とする絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項６】 ＳｉＨ4 または有機シランとＨ2 Ｏ2 と
を原料とする減圧ＣＶＤ法により上記第１の絶縁膜を成
膜するようにしたことを特徴とする請求項５記載の絶縁
膜の成膜方法。 - 【請求項７】 段差を有する基板上に流動性のある原料
を用いて絶縁膜を成膜することにより上記段差を埋める
ようにした絶縁膜の成膜方法において、 上記基板上に流動性のある原料を用いて流動性のある第
１の絶縁膜を成膜する工程と、 上記第１の絶縁膜にオゾンによる処理を施す工程と、 上記オゾンによる処理が施された上記第１の絶縁膜上に
流動性のない第２の絶縁膜を成膜する工程とを有するこ
とを特徴とする絶縁膜の成膜方法。 - 【請求項８】 ＳｉＨ4 または有機シランとＨ2 Ｏ2 と
を原料とする減圧ＣＶＤ法により上記第１の絶縁膜を成
膜するようにしたことを特徴とする請求項７記載の絶縁
膜の成膜方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173810A JPH1126449A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 絶縁膜の成膜方法 |
| US09/106,007 US6429147B2 (en) | 1997-06-30 | 1998-06-29 | Method for making an insulating film |
| KR1019980025100A KR19990007442A (ko) | 1997-06-30 | 1998-06-29 | 절연막 형성 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173810A JPH1126449A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 絶縁膜の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126449A true JPH1126449A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=15967586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9173810A Pending JPH1126449A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 絶縁膜の成膜方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6429147B2 (ja) |
| JP (1) | JPH1126449A (ja) |
| KR (1) | KR19990007442A (ja) |
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| US7172836B2 (en) | 2001-03-30 | 2007-02-06 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte battery and method for manufacturing it, and positive active material, and method for producing it |
| JP2023521840A (ja) * | 2020-04-14 | 2023-05-25 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 誘電体材料の充填及び処理の方法 |
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| KR100564546B1 (ko) * | 1999-04-07 | 2006-03-28 | 삼성전자주식회사 | 저유전율막 증착 설비 및 이를 이용한 반도체소자의 저유전율막증착 방법 |
| JP4368498B2 (ja) | 2000-05-16 | 2009-11-18 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置、半導体ウェーハおよびこれらの製造方法 |
| US6511923B1 (en) * | 2000-05-19 | 2003-01-28 | Applied Materials, Inc. | Deposition of stable dielectric films |
| JP2002280463A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
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| US7727588B2 (en) * | 2003-09-05 | 2010-06-01 | Yield Engineering Systems, Inc. | Apparatus for the efficient coating of substrates |
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| JP2008010441A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Toshiba Corp | シリコン酸化膜の形成方法 |
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| US5610105A (en) * | 1992-10-23 | 1997-03-11 | Vlsi Technology, Inc. | Densification in an intermetal dielectric film |
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1997
- 1997-06-30 JP JP9173810A patent/JPH1126449A/ja active Pending
-
1998
- 1998-06-29 KR KR1019980025100A patent/KR19990007442A/ko not_active Withdrawn
- 1998-06-29 US US09/106,007 patent/US6429147B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6429147B2 (en) | 2002-08-06 |
| US20010039125A1 (en) | 2001-11-08 |
| KR19990007442A (ko) | 1999-01-25 |
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