JP2001223214A - Film-forming method - Google Patents
Film-forming methodInfo
- Publication number
- JP2001223214A JP2001223214A JP2000029386A JP2000029386A JP2001223214A JP 2001223214 A JP2001223214 A JP 2001223214A JP 2000029386 A JP2000029386 A JP 2000029386A JP 2000029386 A JP2000029386 A JP 2000029386A JP 2001223214 A JP2001223214 A JP 2001223214A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- insulating film
- silicon
- containing insulating
- forming method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン含有絶縁
膜の成膜方法に関し、より詳細には、低誘電率のシリコ
ン含有絶縁膜を成膜するのに有用な技術に関する。The present invention relates to a method for forming a silicon-containing insulating film, and more particularly to a technique useful for forming a silicon-containing insulating film having a low dielectric constant.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ＬＳＩ等の半導体装置の微細化が
進み、それに伴い該半導体装置内の配線間隔も年々狭く
なっている。配線間隔がこのように狭くなると、配線の
寄生容量が増大して半導体装置の動作速度が遅くなり、
半導体装置の高速化が妨げられる可能性がある。2. Description of the Related Art In recent years, the miniaturization of semiconductor devices such as LSIs has advanced, and the wiring intervals in the semiconductor devices have been decreasing year by year. When the wiring interval becomes narrow in this way, the parasitic capacitance of the wiring increases and the operation speed of the semiconductor device decreases,
There is a possibility that an increase in the speed of the semiconductor device may be hindered.
【０００３】このような配線の寄生容量の増大を防ぐ解
決策の一つとして、誘電率の低い絶縁膜を半導体装置の
層間絶縁膜に用いるというのがある。従来広く用いられ
ている層間絶縁膜にＳｉＯ2 膜があるが、上のように配
線容量を減らすにはこのＳｉＯ2 膜よりも低い誘電率を
有する絶縁膜を用いる必要がある。ＳｉＯ2 膜の誘電率
は４．１であり、これより低い誘電率を有するシリコン
含有絶縁膜として従来知られているものにＦＳＧ（ｆｌ
ｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ）膜
がある。なお、このＦＳＧ膜は、ＳｉＯＦ膜と称される
場合もある。As one of solutions for preventing such an increase in the parasitic capacitance of the wiring, there is a technique of using an insulating film having a low dielectric constant as an interlayer insulating film of a semiconductor device. Although an SiO 2 film is widely used as an interlayer insulating film in the past, it is necessary to use an insulating film having a dielectric constant lower than that of the SiO 2 film in order to reduce the wiring capacity as described above. The dielectric constant of the SiO 2 film is 4.1, and FSG (fl) is known as a silicon-containing insulating film having a lower dielectric constant.
uorinated silicon oxide) membranes. The FSG film may be called a SiOF film.
【０００４】ＦＳＧ膜（ＳｉＯＦ膜）はＦ（フッ素）を
含む反応ガスを用いて成膜され、その膜中においてはＳ
ｉ−Ｆ結合が形成される。そして、その誘電率は、膜中
のＦの濃度が増加するにつれて単調に減少する。このよ
うな従来例に係るＦＳＧ膜（ＳｉＯＦ膜）の成膜方法を
開示している文献として、月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｏｃｔ
ｏｒ Ｗｏｒｌｄ １９９６年２月号、ｐ８２がある。
この文献によると、ＳｉＨ4 、Ｏ2 、Ａｒ、ＳｉＦ4 か
ら成る反応ガスを用い、高密度プラズマＣＶＤ法（高密
度化学的気相成長法）によりＦＳＧ膜（ＳｉＯＦ膜）を
成膜することが開示されている。そして、これにより成
膜されたＦＳＧ膜（ＳｉＯＦ膜）の誘電率が３．１〜
４．０となることが開示されている。[0004] The FSG film (SiOF film) is formed by using a reaction gas containing F (fluorine).
An i-F bond is formed. The dielectric constant monotonically decreases as the concentration of F in the film increases. As a document disclosing a method of forming an FSG film (SiOF film) according to such a conventional example, there is disclosed a monthly Semiconductor.
or World, February 1996, p82.
According to this document, an FSG film (SiOF film) can be formed by high-density plasma CVD (high-density chemical vapor deposition) using a reaction gas composed of SiH 4 , O 2 , Ar, and SiF 4. It has been disclosed. The dielectric constant of the FSG film (SiOF film) thus formed is 3.1 to 1.0.
It is disclosed to be 4.0.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したＦ
ＳＧ膜（ＳｉＯＦ膜）は、一般に耐吸湿性が悪いことが
知られている。この点については、上記した文献のｐ８
７に開示されている。しかしながら、このように耐吸湿
性が悪いと、膜が水分を吸収して膜の誘電率が上昇して
しまい、配線間の寄生容量が増大してしまう。更に、膜
中に吸収された水分が下地の配線層に拡散し、該配線層
を腐食してしまう。By the way, the above-mentioned F
It is known that SG films (SiOF films) generally have poor moisture absorption resistance. In this regard, see p8
7 is disclosed. However, if the moisture absorption resistance is poor as described above, the film absorbs moisture, the dielectric constant of the film increases, and the parasitic capacitance between wirings increases. Further, the moisture absorbed in the film diffuses into the underlying wiring layer and corrodes the wiring layer.
【０００６】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、誘電率が低く、耐吸湿性の良いシリ
コン含有絶縁膜の成膜方法を提供することを目的とする
ものである。The present invention has been made in view of the problems of the related art, and has as its object to provide a method for forming a silicon-containing insulating film having a low dielectric constant and excellent moisture absorption resistance. is there.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記した課題は、第１の
発明である、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物（但し、Ｒはア
ルキル基であり、ｎ＋ｍ＝４）と、Ｂ（ＯＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）3 と、酸化性ガスとを含む反応ガスをプラズ
マ化して反応させ、被堆積基板上にシリコン含有絶縁膜
を成膜する成膜方法によって解決する。Means for Solving the Problems The problems described above are first invention, Si (OR) n H m compound (wherein, R is an alkyl group, n + m = 4) and, B (OSi (C
The problem is solved by a film forming method for forming a silicon-containing insulating film on a substrate to be deposited by reacting a reaction gas containing H 3 ) 3 ) 3 and an oxidizing gas into plasma.
【０００８】又は、第２の発明である、前記Ｓｉ（Ｏ
Ｒ）n Ｈm 化合物は、Ｓｉ（ＯＣＨ3）3 Ｈ、Ｓｉ（Ｏ
Ｃ 2Ｈ5 ） 3Ｈ、Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）4 、又はＳｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4 のうちのいずれか一であることを特徴とする
第１の発明に記載の成膜方法によって解決する。又は、
第３の発明である、Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合物（但し、Ｒ
はアルキル基であり、ｒ＋ｓ＝４）と、Ｂ（ＯＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）3 と、酸化性ガスとを含む反応ガスをプラズ
マ化して反応させ、被堆積基板上にシリコン含有絶縁膜
を成膜する成膜方法によって解決する。Alternatively, in the second invention, the Si (O
R) n Hm compounds are Si (OCH 3 ) 3 H, Si (O
C 2 H 5 ) 3 H, Si (OCH 3 ) 4 , or Si (OC
2 H 5) is solved by film forming method according to the first invention, characterized in that one one of 4. Or
In the third invention, a Si (R) r H s compound (provided that R
Is an alkyl group, r + s = 4) and B (OSi (C
The problem is solved by a film forming method for forming a silicon-containing insulating film on a substrate to be deposited by reacting a reaction gas containing H 3 ) 3 ) 3 and an oxidizing gas into plasma.
【０００９】又は、第４の発明である、前記Ｓｉ（Ｒ）
r Ｈs 化合物は、Ｓｉ（ＣＨ3 ）3Ｈ、又はＳｉ（Ｃ 2
Ｈ5 ）3 Ｈであることを特徴とする第３の発明に記載の
成膜方法によって解決する。又は、第５の発明である、
前記酸化性ガスは、Ｎ2 Ｏ、Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ、又はＣＯ2
のうちの少なくとも一以上を含むことを特徴とする第１
の発明から第４の発明のいずれか一に記載の成膜方法に
よって解決する。Alternatively, in the fourth invention, the Si (R)
r H s compound, Si (CH 3) 3 H , or Si (C 2
H 5) 3 solved by a film forming method according to the third invention, characterized in that the H. Or, a fifth invention,
The oxidizing gas is N 2 O, O 2 , H 2 O, or CO 2
A first comprising at least one of the following:
The problem is solved by the film forming method according to any one of the inventions of the fourth to fourth aspects.
【００１０】又は、第６の発明である、前記プラズマ化
は、前記反応ガスに高周波電力を印加して行われること
を特徴とする第１の発明から第５の発明のいずれか一に
記載の成膜方法によって解決する。又は、第７の発明で
ある、前記反応ガスに、更にＣp Ｈq ガスが添加される
ことを特徴とする第１の発明から第６の発明のいずれか
一に記載の成膜方法によって解決する。[0010] Alternatively, in the sixth invention, the plasma conversion is performed by applying high-frequency power to the reaction gas. The problem is solved by a film forming method. Or a seventh aspect of the resolution, the reaction gas further by a film forming method according to the first aspect in any one of the sixth invention, characterized in that C p H q gas is added I do.
【００１１】又は、第８の発明である、前記Ｃp Ｈq ガ
スは、ＣＨ4 、Ｃ 2Ｈ4 、又はＣ2Ｈ6 のいずれか一で
あることを特徴とする第７の発明に記載の成膜方法によ
って解決する。又は、第９の発明である、前記反応ガス
に、更に不活性ガスが添加されることを特徴とする第１
の発明から第８の発明のいずれか一に記載の成膜方法に
よって解決する。[0011] Alternatively, an invention of the eighth, the C p H q gas, according to the seventh aspect, wherein the CH 4, C 2 H 4, or an any of C 2 H 6 The problem is solved by the film forming method described above. Alternatively, the ninth invention is characterized in that an inert gas is further added to the reaction gas.
The problem is solved by the film forming method according to any one of the inventions according to the eighth to eighth aspects.
【００１２】又は、第１０の発明である、前記シリコン
含有絶縁膜を成膜後、Ｏ2 、Ｎ2 Ｏ、又はＮＨ3 のうち
少なくとも一以上を含む雰囲気をプラズマ化し、前記シ
リコン含有絶縁膜の表面を前記プラズマ化した雰囲気に
曝すことを特徴とする第１の発明から第９の発明のいず
れか一に記載の成膜方法によって解決する。又は、第１
１の発明である、前記被堆積基板上に下地絶縁膜を成膜
し、該下地絶縁膜上に前記シリコン含有絶縁膜を成膜す
ることを特徴とする第１の発明から第１０の発明のいず
れか一に記載の成膜方法によって解決する。Alternatively, in the tenth aspect, after forming the silicon-containing insulating film, an atmosphere containing at least one of O 2 , N 2 O, and NH 3 is turned into a plasma, and the silicon-containing insulating film is formed. The problem is solved by the film forming method according to any one of the first to ninth aspects, wherein the surface is exposed to the plasmatized atmosphere. Or the first
A first invention according to the first invention, wherein a base insulating film is formed on the substrate to be deposited, and the silicon-containing insulating film is formed on the base insulating film. The problem is solved by any one of the film formation methods.
【００１３】又は、第１２の発明である、前記シリコン
含有絶縁膜を成膜後、該シリコン含有絶縁膜上にカバー
絶縁膜を成膜することを特徴とする第１の発明から第１
１の発明のいずれか一に記載の成膜方法によって解決す
る。又は、第１３の発明である、第１の発明から第１２
の発明のいずれか一に記載の成膜方法を用いて成膜され
た前記シリコン含有絶縁膜を備えた半導体装置によって
解決する。Alternatively, in the twelfth aspect, after forming the silicon-containing insulating film, a cover insulating film is formed on the silicon-containing insulating film.
The problem is solved by the film forming method according to any one of the first aspect. Or, the first to twelfth aspects of the thirteenth aspect.
The problem is solved by a semiconductor device provided with the silicon-containing insulating film formed by using the film forming method according to any one of the above aspects of the invention.
【００１４】次に、本発明の作用について説明する。本
発明に係る成膜方法によれば、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合
物（但し、Ｒはアルキル基であり、ｎ＋ｍ＝４）と、Ｂ
（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 と、酸化性ガスとを含む反応
ガスをプラズマ化して反応させ、被堆積基板上にシリコ
ン含有絶縁膜を成膜する。Next, the operation of the present invention will be described. According to the film forming method according to the present invention, the Si (OR) n Hm compound (where R is an alkyl group and n + m = 4) and B
A reaction gas containing (OSi (CH 3 ) 3 ) 3 and an oxidizing gas is converted into a plasma and reacted to form a silicon-containing insulating film on the substrate to be deposited.
【００１５】ここで、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物中のＲ
（アルキル基）や、Ｂ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 中のＣ
Ｈ3 （メチル基）により、上で成膜するシリコン含有絶
縁膜の膜中にはＣＨ3 （メチル基）等のＲ（アルキル
基）が含まれる。そして、このシリコン含有絶縁膜にお
いてＲ（アルキル基）が含まれる部分ではＳｉ−Ｏ結合
が切られるため、他の部分に比べて誘電率が低くなる。
そのため、このシリコン含有絶縁膜全体の誘電率は、従
来例に係るＳｉＯ2 膜のそれと比べて低くなる。Here, R in the Si (OR) n Hm compound
(Alkyl group) or C in B (OSi (CH 3 ) 3 ) 3
Due to H 3 (methyl group), R (alkyl group) such as CH 3 (methyl group) is included in the silicon-containing insulating film formed above. Then, in the silicon-containing insulating film, the Si—O bond is cut off in a portion containing R (alkyl group), so that the dielectric constant is lower than in other portions.
Therefore, the dielectric constant of the entire silicon-containing insulating film is lower than that of the conventional SiO 2 film.
【００１６】更に、反応ガス中のＢ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）
3 ）3 により、このシリコン含有絶縁膜の膜中にはＢ
（ホウ素）が含まれ、膜中においてＢ−Ｏ結合が形成さ
れる。このＢ−Ｏ結合は、従来例に係るＦＳＧ膜の膜中
に形成されているＳｉ−Ｆ結合に比べてその結合エネル
ギが大きい。従って、本発明に係る成膜方法で成膜され
たシリコン含有絶縁膜は、従来例に係るＦＳＧ膜に比べ
て膜が化学的に安定し、膜にＯＨ基等が結合するのが抑
えられる。換言すると、本発明に係る成膜方法で成膜さ
れたシリコン含有絶縁膜は、従来例に係るＦＳＧ膜に比
べて膜の耐吸湿性が向上する。Furthermore, B (OSi (CH 3 )) in the reaction gas
3 ) According to 3 , B in the silicon-containing insulating film
(Boron), and a BO bond is formed in the film. This BO bond has a larger binding energy than the Si-F bond formed in the FSG film according to the conventional example. Therefore, the silicon-containing insulating film formed by the film forming method according to the present invention is chemically more stable than the FSG film according to the conventional example, and the bonding of OH groups and the like to the film is suppressed. In other words, the silicon-containing insulating film formed by the film forming method according to the present invention has improved moisture absorption resistance as compared with the FSG film according to the conventional example.
【００１７】また、本発明に係る別の成膜方法によれ
ば、Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合物（但し、Ｒはアルキル基で
あり、ｒ＋ｓ＝４）と、Ｂ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）
3 と、酸化性ガスとを含む反応ガスをプラズマ化して反
応させ、被堆積基板上にシリコン含有絶縁膜を成膜す
る。この成膜方法も上で説明したのと同様の作用を奏
し、この成膜方法によっても誘電率が低く耐吸湿性の良
いシリコン含有絶縁膜を成膜することができる。According to another film forming method according to the present invention, a Si (R) r H s compound (where R is an alkyl group and r + s = 4) and B (OSi (CH 3 ) 3 )
A reaction gas containing 3 and an oxidizing gas is turned into plasma and reacted to form a silicon-containing insulating film on the substrate to be deposited. This film forming method also has the same effect as described above, and it is possible to form a silicon-containing insulating film having a low dielectric constant and a high moisture absorption resistance even by this film forming method.
【００１８】更に、本発明に係る他の成膜方法のよう
に、上の反応ガスに更にＣp Ｈq ガスを添加しても良
い。このようにＣp Ｈq ガスを添加すると、それにより
成膜されるシリコン含有絶縁膜の膜中に更に多くのＲ
（アルキル基）を含ませることができる。そのため、シ
リコン含有絶縁膜の誘電率を更に低くすることができ
る。Furthermore, as in the other film forming method according to the present invention, it may be further added a C p H q gas into the reaction gas above. With this addition of C p H q gas, more R thereby in the film of the silicon-containing insulating film to be formed
(Alkyl group). Therefore, the dielectric constant of the silicon-containing insulating film can be further reduced.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】（１）本発明に係るシリコン含有
絶縁膜を成膜するために用いるプラズマＣＶＤ装置につ
いての説明 図１は、本発明の実施の形態に係るシリコン含有絶縁膜
を成膜するために用いるプラズマＣＶＤ（プラズマ化学
的気相成長）装置の断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1) Description of a plasma CVD apparatus used for forming a silicon-containing insulating film according to the present invention FIG. 1 shows a method of forming a silicon-containing insulating film according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a plasma CVD (plasma chemical vapor deposition) apparatus used for performing the method.
【００２０】図１において、１０１は成膜を行うための
チャンバであり、その内部には対向する２つの電極、す
なわち下部電極１０２と上部電極１０４とが備えられて
いる。ここで、下部電極１０２は、被堆積基板１０３を
載置する載置台を兼ねている。そしてこの下部電極１０
２には、被堆積基板１０３を所望の温度に加熱するため
のヒータ（図示せず）が内臓されている。図中、１０５
は、このヒータに電力を供給するための電力供給配線で
ある。In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a chamber for forming a film, in which two opposing electrodes, that is, a lower electrode 102 and an upper electrode 104 are provided. Here, the lower electrode 102 also serves as a mounting table on which the deposition substrate 103 is mounted. And this lower electrode 10
2 has a built-in heater (not shown) for heating the substrate 103 to a desired temperature. In the figure, 105
Is a power supply wiring for supplying power to the heater.
【００２１】更に、上部電極１０４は、チャンバ１０１
内にガスを供給するためのシャワーヘッドを兼ねてい
る。これら２つの電極（１０４、１０２）には、それぞ
れ第１の高周波電源１０７と第２の高周波電源１０９と
が接続されている。そして、これらの高周波電源（１０
７、１０９）のいずれか一、又は両方を用いてチャンバ
１０１内のガスに高周波電力を供給することにより、該
ガスをプラズマ化することができる。Further, the upper electrode 104 is
Also serves as a shower head for supplying gas inside. A first high frequency power supply 107 and a second high frequency power supply 109 are connected to these two electrodes (104, 102), respectively. And these high frequency power supplies (10
By supplying high-frequency power to the gas in the chamber 101 using either one or both of the above methods (7, 109), the gas can be turned into plasma.
【００２２】なお、上部電極１０４にはガス導入口１０
８が備えられており、そこからチャンバ１０１へガスが
導入される。そして、チャンバ１０１には排気口１０６
が設けられており、チャンバ１０１内に導入されたガス
は該排気口１０６から排出され、チャンバ１０１内が減
圧される。 （２）本発明に係るシリコン含有絶縁膜の成膜方法につ
いての説明 （ｉ）概略的説明 本願発明者は、本発明をするに際して次のような考察を
行った。The upper electrode 104 has a gas inlet 10
8 is provided, from which gas is introduced into the chamber 101. The exhaust port 106 is provided in the chamber 101.
Is provided, the gas introduced into the chamber 101 is exhausted from the exhaust port 106, and the pressure in the chamber 101 is reduced. (2) Description of the method for forming a silicon-containing insulating film according to the present invention (i) Schematic description The present inventor considered the following when performing the present invention.
【００２３】まず第１に、従来例に係るＦＳＧ膜（Ｓｉ
ＯＦ膜）の耐吸湿性が悪い理由としては、膜中のＳｉ−
Ｆ結合が不安定であることが考えられる。そこで、耐吸
湿性の良いシリコン含有絶縁膜を成膜するには、Ｆ（フ
ッ素）に代えてＢ（ホウ素）を膜中に添加すれば良いの
ではないかと考察した。第２に、膜の誘電率を低くする
には、Ｃ（炭素）とＨ（水素）とを含む基を膜に含有さ
せ、膜の密度を小さくすれば良いのではないかと考察し
た。これによると、膜中でこのような基がある部分では
Ｓｉ−Ｏ結合が切られ、該部分の誘電率が低くなる。そ
のため、膜全体の誘電率が低くなり、従来用いられてい
るＳｉＯ 2 膜よりも誘電率の低いシリコン含有絶縁膜を
成膜できるこのが期待される。First, the FSG film (Si
The reason why the moisture absorption resistance of the OF film is poor is that Si—
It is considered that the F bond is unstable. Therefore,
To form a silicon-containing insulating film having good wettability, F
B (boron) may be added to the film in place of
I thought it might be. Second, lower the dielectric constant of the film
Contains a group containing C (carbon) and H (hydrogen) in the film.
And consider whether it would be better to reduce the density of the film.
Was. According to this, the part of the membrane where such groups are present
The Si—O bond is broken, and the dielectric constant of the portion decreases. So
As a result, the dielectric constant of the entire film becomes lower,
SiO TwoSilicon-containing insulating film with lower dielectric constant than film
This is expected to enable film formation.
【００２４】そして本願発明者は、上のようにＣ（炭
素）とＨ（水素）とを含む基、及びＢ（ホウ素）を膜に
含有させる反応ガスとして、次の反応ガスに着目した。 Ｂ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化
合物、及び酸化性ガスを含む反応ガス Ｂ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 、Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合
物、及び酸化性ガスを含む反応ガス ここで、におけるＳｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物、及び
におけるＳｉ（Ｒ）rＨs 化合物には既にＲ（アルキル
基）が含まれている。そのため、これらの化合物を用い
てシリコン含有絶縁膜を成膜すると、その膜中にはアル
キル基が含まれることになる。換言すると、これらの化
合物を含む反応ガスを用いると、Ｃ（炭素）とＨ（水
素）とを含む基が含有されたシリコン含有絶縁膜を形成
することができる。The inventor of the present application paid attention to the following reaction gas as a group containing C (carbon) and H (hydrogen) and a reaction gas containing B (boron) in the film. B (OSi (CH 3) 3 ) 3, Si (OR) n H m compound, and a reaction gas B (OSi (CH 3) 3 ) containing an oxidizing gas 3, Si (R) r H s compounds, and oxidation in the reaction gas now containing sex gas, Si (oR) n H m compound in, for Si (R) r H s compounds and the already contains R (alkyl group). Therefore, when a silicon-containing insulating film is formed using these compounds, the film contains an alkyl group. In other words, when a reaction gas containing these compounds is used, a silicon-containing insulating film containing a group containing C (carbon) and H (hydrogen) can be formed.
【００２５】また、これら及びの反応ガス中に含ま
れるＢ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 は、膜中にＢ（ホウ
素）を添加するために用いられるものである。このＢ
（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 中にもＣＨ3 （メチル基）が
含まれている。そのため、Ｂ添加用の化合物としてＲ
（アルキル基）を有さない化合物（Ｂ2 Ｈ6 等）を用い
る場合に比べ、更に多くのＲ（アルキル基）を膜中に含
ませることができる。なお、このＢ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）
3 ）3 は、室温（２０℃）で液体である。The B (OSi (CH 3 ) 3 ) 3 contained in these and these reaction gases is used for adding B (boron) to the film. This B
(OSi (CH 3 ) 3 ) 3 also contains CH 3 (methyl group). Therefore, as a compound for adding B, R
More R (alkyl group) can be contained in the film as compared with the case of using a compound having no (alkyl group) (such as B 2 H 6 ). The B (OSi (CH 3 )
3 ) 3 is liquid at room temperature (20 ° C.).
【００２６】次に、におけるＳｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合
物、及びにおけるＳｉ（Ｒ）r Ｈ s 化合物の具体例を
列挙する。 Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物 ・Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 Ｈ ・Ｓｉ（ＯＣ 2Ｈ5 ） 3Ｈ ・Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）4 ・Ｓｉ（ＯＣ 2Ｈ5 ）4 なお、これらの化合物は、室温（２０℃）で液体であ
る。Next, Si (OR)nHmCompound
Objects and Si (R) inrH sSpecific examples of compounds
List. Si (OR)nHmCompound ・ Si (OCHThree)ThreeH.Si (OCTwoHFive)ThreeH.Si (OCHThree)Four ・ Si (OCTwoHFive)Four These compounds are liquid at room temperature (20 ° C.).
You.
【００２７】Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合物 ・Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 Ｈ ・Ｓｉ（Ｃ 2Ｈ5 ）3 Ｈ なお、室温（２０℃）においては、Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 Ｈ
は気体であり、Ｓｉ（Ｃ 2Ｈ5 ）3 Ｈは液体である。[0027] In the Si (R) r H s compound · Si (CH 3) 3 H · Si (C 2 H 5) 3 H Note that at room temperature (20 ℃), Si (CH 3) 3 H
Is a gas, and Si (C 2 H 5 ) 3 H is a liquid.
【００２８】（ii）成膜条件についての説明 次に、上で説明した化合物を用いて、シリコン含有絶縁
膜を形成する場合の成膜条件について、図２（ａ）〜
（ｂ）を参照しながら説明する。図２（ａ）〜（ｂ）
は、本発明の実施の形態に係るシリコン含有絶縁膜の成
膜方法について示す断面図である。(Ii) Description of Film-Forming Conditions Next, the film-forming conditions for forming a silicon-containing insulating film using the above-described compounds will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIGS. 2A and 2B
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for forming a silicon-containing insulating film according to an embodiment of the present invention.
【００２９】まず最初に、図２（ａ）に示すように、表
面にＢＰＳＧ（ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏ ｓｉｌｉｃａ
ｔｅ ｇｌａｓｓ）膜２０２が形成されたシリコン基板
２０１を用意する。そして、ＢＰＳＧ膜２０２の上にア
ルミニウム膜を形成し、該アルミニウム膜をパターニン
グしてアルミニウム配線２０３を形成する。これらシリ
コン基板２０１、ＢＰＳＧ膜２０２、及びアルミニウム
配線２０３で被堆積基板１０３が構成される。First, as shown in FIG. 2A, a BPSG (borophosphosilicate) is formed on the surface.
A silicon substrate 201 on which a te glass) film 202 is formed is prepared. Then, an aluminum film is formed on the BPSG film 202, and the aluminum film is patterned to form an aluminum wiring 203. The silicon substrate 201, the BPSG film 202, and the aluminum wiring 203 constitute a substrate 103 to be deposited.
【００３０】次いで、図２（ｂ）に示すように、被堆積
基板１０３の上にシリコン含有絶縁膜２０４を形成す
る。これは、チャンバ１０１内の下部電極１０２（図１
参照）に被堆積基板１０３を載置した状態で反応ガスを
ガス導入口１０８から導入し、下部電極を所定の温度に
加熱し、そして第１および第２の高周波電源１０７、１
０８により反応ガスに高周波電力を印加して行われる。
また、これと同時に、反応ガスを排気口１０６から排出
し、チャンバ１０１内を所定の圧力にする。Next, as shown in FIG. 2B, a silicon-containing insulating film 204 is formed on the substrate 103 to be deposited. This is because the lower electrode 102 in the chamber 101 (FIG. 1)
A reaction gas is introduced from the gas inlet 108 while the substrate 103 is placed on the substrate 103, the lower electrode is heated to a predetermined temperature, and the first and second high-frequency power sources 107 and 1.
In step 08, high-frequency power is applied to the reaction gas.
At the same time, the reaction gas is exhausted from the exhaust port 106 to make the inside of the chamber 101 at a predetermined pressure.
【００３１】そして、このとき用いる反応ガスとして
は、Ｂ（ホウ素）添加用のＢ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3
と共に、上記したＳｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物を用いる
場合と、Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合物を用いる場合とがあ
る。それぞれの場合について、以下で順に説明する。 Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物を用いる場合 この場合の成膜条件は表１の通りである。The reaction gas used at this time is B (OSi (CH 3 ) 3 ) 3 for adding B (boron).
Together, there are a case of using the above-mentioned Si (OR) n H m compound, as in the case of using a Si (R) r H s compound. Each case will be described below in order. When a Si (OR) n Hm compound is used The film forming conditions in this case are as shown in Table 1.
【００３２】[0032]
【表１】 [Table 1]
【００３３】ここで、表１におけるＳｉ（ＯＲ）n Ｈm
化合物としては、先に挙げたＳｉ（ＯＣＨ3 ）3 Ｈ、Ｓ
ｉ（ＯＣ 2Ｈ5 ） 3Ｈ、Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）4 、及びＳｉ
（ＯＣ 2Ｈ5 ）4 があり、これらのうちのいずれか一が
反応ガスに含まれる。そして、室温で液体であるこれら
の化合物は、液体の状態で液体マスフローメータ（図示
せず）に導入されてその流量が調整される。その後、こ
れらの化合物は気化器（図示せず）に導入されて加熱・
気化され、気化した状態でチャンバ１０１に供給され
る。表１におけるＳｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物の流量は、
このようにして気化された状態での流量である。Here, Si (OR) n H m in Table 1
As the compound, Si (OCH 3 ) 3 H, S
i (OC 2 H 5 ) 3 H, Si (OCH 3 ) 4 , and Si
(OC 2 H 5 ) 4 , any one of which is included in the reaction gas. These compounds that are liquid at room temperature are introduced in a liquid state into a liquid mass flow meter (not shown), and the flow rates thereof are adjusted. After that, these compounds are introduced into a vaporizer (not shown) and heated.
It is vaporized and supplied to the chamber 101 in a vaporized state. The flow rate of the Si (OR) n Hm compound in Table 1 is
This is the flow rate in the state of being vaporized in this way.
【００３４】一方、表１の第２行目に記載のＢ（ホウ
素）添加用のＢ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3）3 は、ＡｒやＨ
ｅ等の不活性ガスのバブリングにより気化され、気体マ
スフローメータ（図示せず）によりその流量が調節され
てチャンバ１０１に供給される。更に、表１の第３行目
に記載の酸化性ガスとしてはＮ2 Ｏ、Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ、Ｃ
Ｏ2 があり、これらのうちの少なくとも一つが反応ガス
中に含まれれば良い。そして、これらの酸化性ガスのい
ずれか一を単体で、すなわち他の酸化性ガスと組み合わ
せないで反応ガス中に添加する場合、それぞれの酸化性
ガスの流量は表２の通りである。On the other hand, B (OSi (CH 3 ) 3 ) 3 for adding B (boron) described in the second row of Table 1 is Ar or H
The gas is vaporized by bubbling of an inert gas such as e, and the flow rate is adjusted by a gas mass flow meter (not shown) to be supplied to the chamber 101. Further, the oxidizing gas described in the third row of Table 1 includes N 2 O, O 2 , H 2 O, C
O 2 exists, and at least one of them may be contained in the reaction gas. When any one of these oxidizing gases is added to the reaction gas alone, that is, without being combined with another oxidizing gas, the flow rates of the respective oxidizing gases are as shown in Table 2.
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】なお、表２の第４行目に記載のＨ2 Ｏの流
量は、気化された状態での流量である。そして、上の条
件に従って成膜したシリコン含有絶縁膜２０４の誘電率
は３．７となった。この値は、従来用いられているＳｉ
Ｏ2 膜の誘電率４．０〜４．１よりも小さい値である。The flow rate of H 2 O described in the fourth row of Table 2 is a flow rate in a vaporized state. Then, the dielectric constant of the silicon-containing insulating film 204 formed according to the above conditions was 3.7. This value corresponds to the value of Si
The dielectric constant of the O 2 film is smaller than 4.0 to 4.1.
【００３７】なお、Ｂ添加用のＢ（ＯＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）3 により、シリコン含有絶縁膜２０４の膜中
にはＢが含有されている。 Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合物を用いる場合 この場合の成膜条件は表３の通りである。In addition, B (OSi (C
Due to H 3 ) 3 ) 3 , B is contained in the silicon-containing insulating film 204. Si (R) film forming conditions in this case when using the r H s compounds are shown in Table 3.
【００３８】[0038]
【表３】 [Table 3]
【００３９】ここで、表３におけるＳｉ（Ｒ）r Ｈs 化
合物としては、先に挙げたＳｉ（ＣＨ3 ）3 ＨとＳｉ
（Ｃ 2Ｈ5 ）3 Ｈとがある。そして、これらの化合物の
うち、室温（２０℃）において液体であるＳｉ（Ｃ2Ｈ
5 ）3 Ｈは、液体の状態で液体マスフローメータ（図示
せず）に導入されてその流量が調整される。その後、こ
のＳｉ（Ｃ 2Ｈ5 ）3 Ｈは、気化器（図示せず）に導入
されて加熱・気化され、気化した状態でチャンバ１０１
に供給される。表３におけるＳｉ（Ｃ 2Ｈ5 ）3 Ｈの流
量は、このようにして気化された状態での流量である。Here, the Si (R) r H s compounds in Table 3 include Si (CH 3 ) 3 H and Si
(C 2 H 5 ) 3 H. Among these compounds, Si (C 2 H) which is liquid at room temperature (20 ° C.)
5) 3 H, the flow rate is adjusted is introduced into the liquid mass flow meter (not shown) in a liquid state. Thereafter, the Si (C 2 H 5 ) 3 H is introduced into a vaporizer (not shown), heated and vaporized, and the chamber 101 is vaporized.
Supplied to The flow rate of Si (C 2 H 5 ) 3 H in Table 3 is the flow rate in the state of being vaporized in this manner.
【００４０】そして、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物を用い
る場合と同様に、Ｂ（ホウ素）添加用のＢ（ＯＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）3 は、ＡｒやＨｅ等の不活性ガスのバブリン
グにより気化され、気体マスフローメータ（図示せず）
によりその流量が調節されてチャンバ１０１に供給され
る。そして、表３の３行目に記載の酸化性ガスとしては
Ｎ2 Ｏ、Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ、ＣＯ2 があり、これらのうちの
少なくとも一つが反応ガス中に含まれれば良い。そし
て、これらの酸化性ガスのいずれか一を単体で、すなわ
ち他の酸化性ガスと組み合わせないで反応ガス中に添加
する場合、それぞれの酸化性ガスの流量は上記した表２
の通りである。[0040] Then, similarly to the case of using a Si (OR) n H m compound, B (boron) for adding B (OSi (C
H 3 ) 3 ) 3 is vaporized by bubbling of an inert gas such as Ar or He, and is used as a gas mass flow meter (not shown).
Thus, the flow rate is adjusted and supplied to the chamber 101. The oxidizing gas described in the third row of Table 3 includes N 2 O, O 2 , H 2 O, and CO 2 , and at least one of them may be contained in the reaction gas. When one of these oxidizing gases is added to the reaction gas alone, that is, without being combined with another oxidizing gas, the flow rate of each oxidizing gas is as shown in Table 2 above.
It is as follows.
【００４１】そして、上の条件に従って成膜したシリコ
ン含有絶縁膜２０４の誘電率は３．７となった。この値
は、従来用いられているＳｉＯ2 膜の誘電率４．０〜
４．１よりも小さい値である。なお、Ｂ添加用のＢ（Ｏ
Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 により、シリコン含有絶縁膜２０
４の膜中にはＢが含有されている。The dielectric constant of the silicon-containing insulating film 204 formed under the above conditions was 3.7. This value is the dielectric constant of the conventionally used SiO 2 film of 4.0 to 4.0.
It is a value smaller than 4.1. In addition, B for adding B (O
The silicon-containing insulating film 20 made of Si (CH 3 ) 3 ) 3
In the film No. 4, B is contained.
【００４２】上で説明したＳｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物
を用いる場合、及びＳｉ（Ｒ）rＨs 化合物を用いる
場合のいずれにおいても、従来例に係るＳｉＯ2 膜の誘
電率よりも低い誘電率を有するシリコン含有絶縁膜２０
４が成膜できた。この理由は次のように考えられる。す
なわち、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物やＳｉ（Ｒ）r Ｈs
化合物はＲ（アルキル基）を含み、またＢ（ＯＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）3 はＣＨ3 （メチル基）を含んでいる。その
ため、シリコン含有絶縁膜２０４の膜中には、このメチ
ル基等のＲ（アルキル基）が含まれる。[0042] When using a Si (OR) n H m compounds described above, and Si (R) r H in any case of using a s compound also lower dielectric than the dielectric constant of the SiO 2 film according to the conventional example -Containing insulating film 20 having a high modulus
4 could be formed into a film. The reason is considered as follows. That is, Si (OR) n Hm compound or Si (R) r H s
The compound contains R (alkyl group) and B (OSi (C
H 3 ) 3 ) 3 contains CH 3 (methyl group). Therefore, R (alkyl group) such as a methyl group is contained in the silicon-containing insulating film 204.
【００４３】そして、膜中においてこのＲ（アルキル
基）が含まれる部分ではＳｉ−Ｏ結合が切られるため、
その部分の誘電率は他の部分に比べて低くなる。従っ
て、膜全体の誘電率が低くなり、その値はＳｉＯ2 膜の
それと比べて低くなる。なお、上の、いずれの場合
においても、Ｂ（ホウ素）添加用の化合物としてＢ（Ｏ
Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 の代わりにＢ2 Ｈ6 を用いても良
い。しかし、膜中にＲ（アルキル基）を多く含ませて膜
の誘電率を下げるためには、上のようにＢ（ＯＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）3 を用いるのが良い。これは、Ｂ（ＯＳｉ
（ＣＨ3 ） 3 ）3 と異なり、Ｂ2 Ｈ6 にはアルキル基が
含まれていないためである。The R (alkyl)
Group) is included, since the Si-O bond is cut off,
The dielectric constant of that part is lower than the other parts. Follow
As a result, the dielectric constant of the entire film becomes low,TwoMembrane
It will be lower than that. In addition, any of the above
Also, B (O) is used as a compound for adding B (boron).
Si (CHThree)Three)ThreeB instead ofTwoH6May be used
No. However, when a large amount of R (alkyl group) is contained in the film,
In order to lower the dielectric constant of B (OSi (C
HThree)Three)ThreeIt is better to use This is B (OSi
(CHThree) Three)ThreeUnlike BTwoH6Has an alkyl group
Because it is not included.
【００４４】また、上の、いずれの場合において
も、シリコン含有絶縁膜２０４の膜中にはＦ（フッ素）
が含まれておらず、そのためＳｉ−Ｆ結合も形成されて
いない。その代わりに、シリコン含有絶縁膜２０４の膜
中にはＢ（ホウ素）が含まれている。そして、このＢ
（ホウ素）により、Ｓｉ−Ｆ結合よりも結合エネルギの
大きいＢ−Ｏ結合がシリコン含有絶縁膜２０４の膜中に
含まれる。これにより、シリコン含有絶縁膜２０４は、
従来例に係るＦＳＧ膜と比較して膜が化学的に安定し、
膜にＯＨ基等が結合するのが抑えられるため、膜の耐吸
湿性が向上する。In any of the above cases, F (fluorine) is contained in the silicon-containing insulating film 204.
, And no Si—F bond is formed. Instead, B (boron) is contained in the silicon-containing insulating film 204. And this B
Due to (boron), a BO bond having a larger binding energy than a Si-F bond is included in the silicon-containing insulating film 204. Thereby, the silicon-containing insulating film 204 becomes
The film is chemically more stable than the FSG film according to the conventional example,
Since the binding of OH groups or the like to the film is suppressed, the moisture absorption resistance of the film is improved.
【００４５】更に、本願発明者は、上のＳｉ（ＯＲ）
n Ｈm 化合物を用いる場合では、Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化
合物を用いる場合には見られない次のような効果を見出
した。すなわち、の場合で成膜されたシリコン含有絶
縁膜２０４は、の場合で成膜されたものと比較して膜
のリーク電流が低減することを見出した。この理由は次
のように考えられる。Further, the inventor of the present application proposes that the above Si (OR)
In the case of using the n H m compound, found the following effects not seen in the case of using a Si (R) r H s compound. That is, it has been found that the silicon-containing insulating film 204 formed in the case of (1) has a smaller leak current than the film formed in the case of (2). The reason is considered as follows.
【００４６】すなわち、のＳｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物
においては、Ｒ（アルキル基）はＳｉ原子と直接結合し
ているのではなくＯを介して結合しているため、この化
合物中にはＳｉ−Ｃ結合が形成されていない。そのた
め、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物を用いてシリコン含有絶
縁膜２０４を成膜すると、Ｓｉ−Ｃ結合が連続して存在
する部分が膜中に形成され難い。That is, in the Si (OR) n Hm compound, R (alkyl group) is not directly bonded to the Si atom but is bonded via O, so -C bond is not formed. Therefore, when the silicon-containing insulating film 204 is formed using a Si (OR) n Hm compound, a portion where Si—C bonds are continuously present is not easily formed in the film.
【００４７】一方、Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合物を用いる
場合では、Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合物においてＳｉとＲと
が直接結合している。そのため、これにより成膜された
シリコン含有絶縁膜２０４は、の場合におけるような
特徴を備えていない。一般に、Ｓｉ−Ｃ結合が膜中に存
在すると、該膜のリーク電流が増大することが知られて
いる。特に、Ｓｉ−Ｃ結合が連続して存在する部分が膜
中に形成されていると、その部分でリーク電流が甚だし
く増大することが知られている。Meanwhile, in the case of using a Si (R) r H s compound, Si and the R are bonded directly to the Si (R) r H s compound. Therefore, the silicon-containing insulating film 204 formed in this manner does not have the characteristics as in the case described above. It is generally known that the presence of Si—C bonds in a film increases the leakage current of the film. In particular, it is known that when a portion where Si-C bonds are continuously present is formed in the film, the leak current is significantly increased at that portion.
【００４８】以上のことから、の場合で成膜したシリ
コン含有絶縁膜２０４と比較して、の場合で成膜した
シリコン含有絶縁膜２０４のリーク電流が低減されるも
のと考えられる。ところで、上記した及びそれぞれ
の場合において、反応ガス中に更にＣpＨq ガスを添加
しても良い。このようにＣp Ｈq ガスを添加すると、膜
中にメチル基やエチル基等が含まれることになり、膜中
のＳｉ−Ｏ結合を更に減らすことができるので、膜の誘
電率を更に低くできることが期待される。From the above, it is considered that the leakage current of the silicon-containing insulating film 204 formed in the case is reduced as compared with the silicon-containing insulating film 204 formed in the case. Incidentally, in the above-mentioned and in each case, may be further added a C p H q gas into the reaction gas. With this addition of C p H q gas, it will contain and methyl group or ethyl group in the film, it is possible to further reduce the Si-O bonds in the film, further lower the dielectric constant of the film It is expected to be possible.
【００４９】そして、本願発明者が実験で実際に使用し
たＣp Ｈq ガスには、ＣＨ4 、Ｃ 2Ｈ4 、及びＣ2 Ｈ6
がある。これらのガスのうち少なくとも一つが反応ガス
に添加されれば良い。そして、これらのガスのうちのい
ずれか一を単体で、すなわち他のガスと組み合わせない
で反応ガスに添加する場合、これらのガスの流量はいず
れも５０ｓｃｃｍである。The C p H q gas actually used in the experiments by the present inventor includes CH 4 , C 2 H 4 , and C 2 H 6
There is. At least one of these gases may be added to the reaction gas. When any one of these gases is added to the reaction gas by itself, that is, without being combined with another gas, the flow rate of each of these gases is 50 sccm.
【００５０】また、上記したＳｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合
物を用いる場合、及びＳｉ（Ｒ） r Ｈs 化合物を用い
る場合のいずれの場合もダマシンプロセスに適用するこ
とができる。ダマシンプロセスでは、電気抵抗の小さい
Ｃｕ（銅）から成る銅配線を形成することができる。そ
のため、ダマシンプロセスで形成された銅配線と上記
又はで成膜したシリコン含有絶縁膜とを組み合わせる
ことにより配線の寄生容量が小さくなり、動作速度の速
い半導体装置を提供することができる。The above-mentioned Si (OR)nHmCompound
When using a product, and Si (R) rHsUsing compounds
Applicable to the damascene process.
Can be. In the damascene process, low electrical resistance
A copper wiring made of Cu (copper) can be formed. So
Due to the copper wiring formed by damascene process and above
Or combined with silicon-containing insulating film formed by
This reduces the parasitic capacitance of the wiring and increases the operating speed.
Semiconductor device can be provided.
【００５１】（iii)シリコン含有絶縁膜の耐吸湿性向上
のために行われるプラズマ処理についての説明 ところで、上により成膜されたシリコン含有絶縁膜２０
４の耐吸湿性を更に向上させるために、該膜に対してプ
ラズマ処理を行っても良い。このプラズマ処理の条件を
表４に示す。(Iii) Description of Plasma Treatment Performed for Improving Hygroscopic Resistance of Silicon-Containing Insulating Film The silicon-containing insulating film 20 formed above
In order to further improve the moisture absorption resistance of No. 4, the film may be subjected to a plasma treatment. Table 4 shows the conditions of the plasma treatment.
【００５２】[0052]
【表４】 [Table 4]
【００５３】なお、このプラズマ処理においては、第１
の高周波電源１０７が印加する高周波電力の周波数は１
３．５６ＭＨｚであり、第２の高周波電源１０９のそれ
は４００ｋＨｚである。また、このプラズマ処理を行う
際に用いるガスとしては、Ｏ 2 、Ｎ2 Ｏ、ＮＨ3 があ
り、これらのうち少なくとも一つを用いれば良い。更
に、これらのガスにＡｒ（アルゴン）を添加しても良
い。Ａｒを添加する場合の該Ａｒの流量は１００ｓｃｃ
ｍである。In this plasma processing, the first
The frequency of the high-frequency power applied by the high-frequency power source 107 is 1
3.56 MHz, that of the second high frequency power supply 109
Is 400 kHz. Also perform this plasma treatment
The gas used at this time is O Two, NTwoO, NHThreeThere
Alternatively, at least one of these may be used. Change
In addition, Ar (argon) may be added to these gases.
No. When adding Ar, the flow rate of the Ar is 100 scc.
m.
【００５４】このようにプラズマ処理を行うと、シリコ
ン含有絶縁膜２０４の膜中に含まれるＨ2 ＯやＣが酸化
されて膜外に放出される。また、これと共に、膜中のＳ
ｉの未結合手がＯ、Ｎ、Ｈ等で終端されるため、Ｓｉの
未結合手にＯＨ基等が結合するのを防ぐことができ、膜
の耐吸湿性を向上させることができる。 （iv) シリコン含有絶縁膜の耐吸湿性向上のために形成
される下地絶縁膜、及びカバー絶縁膜についての説明 本発明に係るシリコン含有絶縁膜の耐吸湿性を向上させ
るために、上記したプラズマ処理に加えて、該シリコン
含有絶縁膜の上下に下地絶縁膜やカバー絶縁膜を形成し
ても良い。これについて図３を参照して説明する。な
お、図３においては、図２に示されるのと同様の構成部
材には図２で用いた参照符号と同様の参照を付し、以下
ではその説明を省略する。When the plasma treatment is performed as described above, H 2 O and C contained in the silicon-containing insulating film 204 are oxidized and released out of the film. At the same time, S
Since the unbonded hands of i are terminated with O, N, H, etc., it is possible to prevent an OH group or the like from being bonded to the unbonded hands of Si, and to improve the moisture absorption resistance of the film. (Iv) Description of base insulating film and cover insulating film formed for improving moisture absorption resistance of silicon-containing insulating film In order to improve moisture absorption resistance of silicon-containing insulating film according to the present invention, the above-described plasma is used. In addition to the treatment, a base insulating film or a cover insulating film may be formed over and under the silicon-containing insulating film. This will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 2, and the description thereof will be omitted below.
【００５５】図３において、２０５はＳｉＯ2 膜等の下
地絶縁膜である。そして、２０６は、ＳｉＯ2 膜等のカ
バー絶縁膜である。下地絶縁膜２０５及びカバー絶縁膜
２０６としてこのようにＳｉＯ2 膜を用いる場合、該Ｓ
ｉＯ2 膜の成膜条件は表５の通りである。In FIG. 3, reference numeral 205 denotes a base insulating film such as a SiO 2 film. Reference numeral 206 denotes a cover insulating film such as a SiO 2 film. When the SiO 2 film is used as the base insulating film 205 and the cover insulating film 206,
Table 5 shows the conditions for forming the iO 2 film.
【００５６】[0056]
【表５】 [Table 5]
【００５７】このように下地絶縁膜２０５を形成する
と、被堆積基板１０３の上面（下地絶縁膜２０５と接す
る面）からその内部に向かって水分が浸入するのを防ぐ
ことができるため、アルミニウム配線２０３が水分によ
って腐食されてしまうのを防ぐことができる。また、カ
バー絶縁膜２０６を形成すると、シリコン含有絶縁膜２
０４の上面（カバー絶縁膜２０６と接する面）からその
内部に向かって水分が浸入するのを防ぐことができ、シ
リコン含有絶縁膜２０４が水分によって劣化してしまう
のを防ぐことができる。When the base insulating film 205 is formed in this manner, it is possible to prevent moisture from entering from the upper surface (the surface in contact with the base insulating film 205) of the substrate 103 to be deposited into the inside thereof. Can be prevented from being corroded by moisture. When the cover insulating film 206 is formed, the silicon-containing insulating film 2 is formed.
Water can be prevented from penetrating from the upper surface of 04 (the surface in contact with the cover insulating film 206) to the inside thereof, and the silicon-containing insulating film 204 can be prevented from being deteriorated by the water.
【００５８】このように下地絶縁膜２０５やカバー絶縁
膜２０６を形成することにより、シリコン含有絶縁膜２
０４の耐吸湿性を更に向上させることができる。By forming the base insulating film 205 and the cover insulating film 206 in this manner, the silicon-containing insulating film 2
04 can be further improved in moisture absorption resistance.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る成膜
方法によれば、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物とＢ（ＯＳｉ
（ＣＨ3 ）3 ）3 と酸化性ガスとを含む反応ガス、又は
Ｓｉ（Ｒ）r Ｈs 化合物とＢ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3
と酸化性ガスとを含む反応ガスを用いて、被堆積基板上
にシリコン含有絶縁膜を成膜する。As described in the foregoing, according to the film forming method according to the present invention, Si (OR) n H m compound with B (OSi
A reaction gas containing (CH 3 ) 3 ) 3 and an oxidizing gas, or a Si (R) r H s compound and B (OSi (CH 3 ) 3 ) 3
A silicon-containing insulating film is formed over a substrate to be deposited using a reaction gas containing a gas and an oxidizing gas.
【００６０】これによると、Ｂ（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）
3 、Ｓｉ（ＯＲ）n Ｈm 化合物、及びＳｉ（Ｒ）r Ｈs
化合物それぞれに含まれるアルキル基がシリコン含有絶
縁膜の膜中に含まれる。そして、このアルキル基が含ま
れる部分の誘電率は他の部分のそれよりも低くなり、シ
リコン含有絶縁膜全体の誘電率が低くなる。また、Ｂ
（ＯＳｉ（ＣＨ3 ）3 ）3 により、このシリコン含有絶
縁膜の膜中にはＢ−Ｏ結合が形成される。このＢ−Ｏ結
合はＳｉ−Ｆ結合よりも結合エネルギが大きいため、従
来例に係るＦＳＧ膜と比較して、上で成膜されるシリコ
ン含有絶縁膜の耐吸湿性が向上する。According to this, B (OSi (CH 3 ) 3 )
3 , Si (OR) n Hm compound and Si (R) r H s
The alkyl group contained in each compound is contained in the silicon-containing insulating film. The dielectric constant of the portion containing the alkyl group is lower than that of the other portions, and the dielectric constant of the entire silicon-containing insulating film is low. Also, B
Due to (OSi (CH 3 ) 3 ) 3 , a BO bond is formed in the silicon-containing insulating film. Since the BO bond has a larger binding energy than the Si-F bond, the silicon-containing insulating film formed thereon has improved moisture absorption resistance as compared with the FSG film according to the conventional example.
【図１】本発明に係るシリコン含有絶縁膜を成膜するた
めに用いるプラズマＣＶＤ（プラズマ化学的気相成長）
装置の断面図である。FIG. 1 shows plasma CVD (plasma chemical vapor deposition) used for forming a silicon-containing insulating film according to the present invention.
It is sectional drawing of an apparatus.
【図２】本発明の実施の形態に係るシリコン含有絶縁膜
の成膜方法について示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for forming a silicon-containing insulating film according to an embodiment of the present invention.
【図３】下地絶縁膜及びカバー絶縁膜を形成する場合の
本発明の実施の形態に係るシリコン含有絶縁膜の成膜方
法について示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for forming a silicon-containing insulating film according to an embodiment of the present invention when forming a base insulating film and a cover insulating film.
１０１・・・・・チャンバ、 １０２・・・・・下部電極、 １０３・・・・・被堆積基板、 １０４・・・・・上部電極、 １０５・・・・・ヒータへの電力供給配線、 １０６・・・・・排気口、 １０７・・・・・第１の高周波電源、 １０８・・・・・ガス導入口、 １０９・・・・・第２の高周波電源、 ２０１・・・・・シリコン基板、 ２０２・・・・・ＢＰＳＧ膜、 ２０３・・・・・アルミニウム配線、 ２０４・・・・・シリコン含有絶縁膜、 ２０５・・・・・下地絶縁膜、 ２０６・・・・・カバー絶縁膜。 101, a chamber, 102, a lower electrode, 103, a substrate to be deposited, 104, an upper electrode, 105, power supply wiring to a heater, 106 ································································································ Silicon substrate , 202 BPSG film, 203 aluminum wiring, 204 silicon-containing insulating film, 205 base insulating film, 206 cover insulating film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 智美 東京都港区三田３−11−28キヤノン販売株 式会社内 (72)発明者 前田 和夫 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 塩谷 喜美 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 大平 浩一 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 Ｆターム(参考） 5F033 HH08 HH11 MM01 RR04 RR12 RR15 SS01 TT02 XX18 XX25 5F045 AA08 AB32 AC08 AC11 AD07 AE19 AF03 BB16 DC63 DP03 EH14 5F058 BA07 BA20 BC02 BC04 BF07 BF25 BF27 BF29 BF30 BF32 BF37 BF39 BJ01 BJ03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tomomi Suzuki 3-11-28 Mita, Minato-ku, Tokyo Inside Canon Sales Co., Ltd. (72) Inventor Kazuo Maeda 2-13-29 Konan, Minato-ku, Tokyo Inside the Process Research Laboratory (72) Inventor Yoshimi Shioya 2-13-29 Konan, Minato-ku, Tokyo Inside the Semiconductor Processing Laboratory (72) Inventor Koichi Ohira 2-13-29 Konan, Minato-ku, Tokyo Inside the Semiconductor Processing Laboratory F Terms (reference) 5F033 HH08 HH11 MM01 RR04 RR12 RR15 SS01 TT02 XX18 XX25 5F045 AA08 AB32 AC08 AC11 AD07 AE19 AF03 BB16 DC63 DP03 EH14 5F058 BA07 BA20 BC02 BC04 BF07 BF25 BF27 B39 BF30 BF30 BF30
Claims (13)
アルキル基であり、ｎ＋ｍ＝４）と、Ｂ（ＯＳｉ（ＣＨ
3 ）3 ）3 と、酸化性ガスとを含む反応ガスをプラズマ
化して反応させ、被堆積基板上にシリコン含有絶縁膜を
成膜する成膜方法。[Claim 1] Si (OR) n H m compound (wherein, R is an alkyl group, n + m = 4) and, B (OSi (CH
3 ) 3 ) A film forming method for forming a silicon-containing insulating film on a substrate to be deposited by converting a reaction gas containing 3 and an oxidizing gas into plasma to cause a reaction.
（ＯＣＨ3 ）3 Ｈ、Ｓｉ（ＯＣ 2Ｈ5 ） 3Ｈ、Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ3 ）4 、又はＳｉ（ＯＣ 2Ｈ5 ）4 のうちのいずれ
か一であることを特徴とする請求項１に記載の成膜方
法。2. The method according to claim 2, wherein the Si (OR) n Hm compound is Si
(OCH 3 ) 3 H, Si (OC 2 H 5 ) 3 H, Si (O
CH 3) 4, or Si (film forming method according to claim 1, wherein the OC 2 H 5) which is one one of 4.
ルキル基であり、ｒ＋ｓ＝４）と、Ｂ（ＯＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）3 と、酸化性ガスとを含む反応ガスをプラズ
マ化して反応させ、被堆積基板上にシリコン含有絶縁膜
を成膜する成膜方法。3. An Si (R) r H s compound (where R is an alkyl group and r + s = 4) and B (OSi (C
H 3 ) 3 ) A film formation method for forming a silicon-containing insulating film on a substrate to be deposited by converting a reaction gas containing 3 and an oxidizing gas into plasma to cause a reaction.
（ＣＨ3 ）3 Ｈ、又はＳｉ（Ｃ 2Ｈ5 ）3 Ｈであること
を特徴とする請求項３に記載の成膜方法。Wherein said Si (R) r H s compound, Si
4. The method according to claim 3, wherein the film is (CH 3 ) 3 H or Si (C 2 H 5 ) 3 H.
Ｏ、又はＣＯ2 のうちの少なくとも一以上を含むことを
特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一に記載の
成膜方法。5. The oxidizing gas includes N 2 O, O 2 , H 2
The film forming method according to claim 1, wherein at least one of O and CO 2 is contained.
波電力を印加して行われることを特徴とする請求項１か
ら請求項５のいずれか一に記載の成膜方法。6. The film forming method according to claim 1, wherein the plasma conversion is performed by applying high-frequency power to the reaction gas.
加されることを特徴とする請求項１から請求項６のいず
れか一に記載の成膜方法。7. The film forming method according to claim 1, wherein a C p H q gas is further added to the reaction gas.
2Ｈ4 、又はＣ2 Ｈ6 のいずれか一であることを特徴と
する請求項７に記載の成膜方法。Wherein said C p H q gas, CH 4, C
2 H 4, or film forming method according to claim 7, characterized in that one either C 2 H 6.
されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれ
か一に記載の成膜方法。9. The film forming method according to claim 1, wherein an inert gas is further added to the reaction gas.
2 、Ｎ2 Ｏ、又はＮＨ3 のうち少なくとも一以上を含む
雰囲気をプラズマ化し、前記シリコン含有絶縁膜の表面
を前記プラズマ化した雰囲気に曝すことを特徴とする請
求項１から請求項９のいずれか一に記載の成膜方法。10. After the formation of the silicon-containing insulating film, O
2, N 2 O, or plasma atmosphere containing at least one or more of the NH 3, either the surface of the silicon-containing insulating film of claims 1, wherein the exposure to atmosphere with the plasma of claim 9 The film forming method according to any one of the preceding claims.
し、該下地絶縁膜上に前記シリコン含有絶縁膜を成膜す
ることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか
一に記載の成膜方法。11. The substrate according to claim 1, wherein a base insulating film is formed on the substrate to be deposited, and the silicon-containing insulating film is formed on the base insulating film. 3. The film forming method according to item 1.
シリコン含有絶縁膜上にカバー絶縁膜を成膜することを
特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一に記載
の成膜方法。12. The film forming method according to claim 1, wherein after forming the silicon-containing insulating film, a cover insulating film is formed on the silicon-containing insulating film. Method.
に記載の成膜方法を用いて成膜された前記シリコン含有
絶縁膜を備えた半導体装置。13. A semiconductor device comprising the silicon-containing insulating film formed by using the film forming method according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000029386A JP3484128B2 (en) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | Film forming method and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000029386A JP3484128B2 (en) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | Film forming method and semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001223214A true JP2001223214A (en) | 2001-08-17 |
| JP3484128B2 JP3484128B2 (en) | 2004-01-06 |
Family
ID=18554659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000029386A Expired - Fee Related JP3484128B2 (en) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | Film forming method and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3484128B2 (en) |
-
2000
- 2000-02-07 JP JP2000029386A patent/JP3484128B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3484128B2 (en) | 2004-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3348084B2 (en) | Film forming method and semiconductor device | |
| JP2641385B2 (en) | Film formation method | |
| US6873052B2 (en) | Porous, film, wiring structure, and method of forming the same | |
| JP3365554B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| KR100743775B1 (en) | Method and apparatus for treating l0w k dielectric layers to reduce diffusion | |
| TW490739B (en) | Graded thin films | |
| JP3828540B2 (en) | Method for producing low dielectric constant thin film and hydrogenated silicon oxycarbide (SiCO: H) thin film | |
| JP3739081B2 (en) | Method for producing carbon-containing silicon oxide with low dielectric constant | |
| JP3515074B2 (en) | Low-κ dielectric inorganic / organic hybrid film and method for producing the same | |
| JP3516941B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| EP2503022A1 (en) | Formation of high quality dielectric films of silicon dioxide for STI: usage of different siloxane-based precursors for HARP II - remote plasma enhanced deposition processes | |
| JP4049214B2 (en) | Insulating film forming method and insulating film forming apparatus | |
| WO2002017374A1 (en) | Low-dielectric silicon nitride film and method of forming the same, semiconductor device and fabrication process thereof | |
| TW200422424A (en) | Low temperature deposition of silicon oxides and oxynitrides | |
| JP2001326224A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
| TW557478B (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| EP0522799A2 (en) | Dielectric deposition | |
| KR910015011A (en) | Method of forming metal or metal silicide film | |
| CN102077324A (en) | Prevention and reduction of solvent and solution penetration into porous dielectrics using a thin barrier layer | |
| TWI228958B (en) | Method for capping over a copper layer | |
| JP2008147644A (en) | Method of minimizing wet etch undercuts and carrying out pore-sealing to super-low k (k<2.5) dielectrics | |
| EP1143499A2 (en) | Film forming method for a semiconductor device | |
| JP2004288979A (en) | Method for forming insulating film | |
| JPH08213386A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2007221165A (en) | Plasma-cvd film forming method and apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030520 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031007 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081017 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081017 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091017 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |