JP3015763B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JP3015763B2 JP3015763B2 JP9204942A JP20494297A JP3015763B2 JP 3015763 B2 JP3015763 B2 JP 3015763B2 JP 9204942 A JP9204942 A JP 9204942A JP 20494297 A JP20494297 A JP 20494297A JP 3015763 B2 JP3015763 B2 JP 3015763B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- insulating film
- polishing
- semiconductor device
- manufacturing
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係り、詳しくは、平坦性の良好な絶縁膜を形成す
る技術に関する。
方法に係り、詳しくは、平坦性の良好な絶縁膜を形成す
る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の更なる高集積化
を実現するために、配線の微細化、多層化を進めること
が要求されている。配線を多層化するには、各配線間に
層間絶縁膜を設けるが、その層間絶縁膜の表面が平坦で
ないと、層間絶縁膜の上部に形成された配線に段差が生
じて断線などの故障が引き起こされる。
を実現するために、配線の微細化、多層化を進めること
が要求されている。配線を多層化するには、各配線間に
層間絶縁膜を設けるが、その層間絶縁膜の表面が平坦で
ないと、層間絶縁膜の上部に形成された配線に段差が生
じて断線などの故障が引き起こされる。
【０００３】従って、層間絶縁膜の表面（すなわち、デ
バイスの表面）は可能な限り平坦化されていなければな
らない。このように、デバイスの表面を平坦化する技術
は、平坦化技術と呼ばれ、配線の微細化、多層化に伴っ
てますます重要になっている。例えば、特開平５−２２
６３３４号公報（Ｈ０１Ｌ２１／３２０５）には、平坦
化技術として、次の２つの手法が示されている。
バイスの表面）は可能な限り平坦化されていなければな
らない。このように、デバイスの表面を平坦化する技術
は、平坦化技術と呼ばれ、配線の微細化、多層化に伴っ
てますます重要になっている。例えば、特開平５−２２
６３３４号公報（Ｈ０１Ｌ２１／３２０５）には、平坦
化技術として、次の２つの手法が示されている。
【０００４】１）ＳＯＧ(Spin On Glass)膜を用いた平
坦化 平坦化技術において、最も多用される層間絶縁膜として
ＳＯＧ膜があり、特に層間絶縁膜材料の流動性を利用し
た平坦化技術において盛んな検討がなされている。ＳＯ
Ｇとは、シリコン化合物を有機溶剤に溶解した溶液及び
その溶液から形成される二酸化シリコンを主成分とする
膜の総称である。
坦化 平坦化技術において、最も多用される層間絶縁膜として
ＳＯＧ膜があり、特に層間絶縁膜材料の流動性を利用し
た平坦化技術において盛んな検討がなされている。ＳＯ
Ｇとは、シリコン化合物を有機溶剤に溶解した溶液及び
その溶液から形成される二酸化シリコンを主成分とする
膜の総称である。
【０００５】ＳＯＧ膜を形成するには、まず、シリコン
化合物を有機溶剤に溶解した溶液を基板上に滴下して基
板を回転させる。すると、その溶液の被膜は、配線によ
って形成される基板上の段差に対して、その凹部には厚
く、凸部には薄く、段差を緩和するように形成される。
その結果、その溶液の被膜の表面は平坦化される。次に
熱処理が施されると、有機溶剤が蒸発すると共に重合反
応が進行して、表面が平坦なＳＯＧ膜が形成される。
化合物を有機溶剤に溶解した溶液を基板上に滴下して基
板を回転させる。すると、その溶液の被膜は、配線によ
って形成される基板上の段差に対して、その凹部には厚
く、凸部には薄く、段差を緩和するように形成される。
その結果、その溶液の被膜の表面は平坦化される。次に
熱処理が施されると、有機溶剤が蒸発すると共に重合反
応が進行して、表面が平坦なＳＯＧ膜が形成される。
【０００６】ＳＯＧ膜には、一般式（１）で表されるよ
うに、シリコン化合物中に有機成分を含まない無機ＳＯ
Ｇ膜と、一般式（２）で表されるように、シリコン化合
物中に有機成分を含む有機ＳＯＧ膜とがある。 ［ＳｉＯ2］n ・・・（１） ［ＲXＳｉＯY］n ・・・（２） （ｎ，Ｘ，Ｙ：整数、Ｒ：アルキル基又はアリール基） 無機ＳＯＧ膜は、吸湿性が高い上に、ＣＶＤ(Chemical
Vapor Deposition）法によって形成されたシリコン酸化
膜に比べて脆弱であり、膜厚を０．５μｍ以上にすると
熱処理時にクラックが発生しやすいという欠点がある。
うに、シリコン化合物中に有機成分を含まない無機ＳＯ
Ｇ膜と、一般式（２）で表されるように、シリコン化合
物中に有機成分を含む有機ＳＯＧ膜とがある。 ［ＳｉＯ2］n ・・・（１） ［ＲXＳｉＯY］n ・・・（２） （ｎ，Ｘ，Ｙ：整数、Ｒ：アルキル基又はアリール基） 無機ＳＯＧ膜は、吸湿性が高い上に、ＣＶＤ(Chemical
Vapor Deposition）法によって形成されたシリコン酸化
膜に比べて脆弱であり、膜厚を０．５μｍ以上にすると
熱処理時にクラックが発生しやすいという欠点がある。
【０００７】一方、有機ＳＯＧ膜は、吸湿性は高いが、
熱処理におけるクラックの発生が抑制され、膜厚を０．
５〜１μｍ程度にすることができる。従って、有機ＳＯ
Ｇ膜を用いれば、膜厚の大きな層間絶縁膜を得ることが
でき、基板上の大きな段差に対しても十分な平坦化が可
能になる。 ２）化学的・機械的研磨法（Chemical Mechanical Poli
shing、以下、ＣＭＰ法と称する）を用いた平坦化 ＣＭＰ法とは、機械的な研磨に、化学的作用を付加して
加工する方法であり、基板上にプラズマＣＶＤ法などに
よりシリコン酸化膜などの絶縁膜を厚く堆積し、このＣ
ＭＰ法により所定の膜厚まで研磨する。このＣＭＰは、
コロダイルシリカなどを主成分とする研磨剤を流しなが
ら行う。
熱処理におけるクラックの発生が抑制され、膜厚を０．
５〜１μｍ程度にすることができる。従って、有機ＳＯ
Ｇ膜を用いれば、膜厚の大きな層間絶縁膜を得ることが
でき、基板上の大きな段差に対しても十分な平坦化が可
能になる。 ２）化学的・機械的研磨法（Chemical Mechanical Poli
shing、以下、ＣＭＰ法と称する）を用いた平坦化 ＣＭＰ法とは、機械的な研磨に、化学的作用を付加して
加工する方法であり、基板上にプラズマＣＶＤ法などに
よりシリコン酸化膜などの絶縁膜を厚く堆積し、このＣ
ＭＰ法により所定の膜厚まで研磨する。このＣＭＰは、
コロダイルシリカなどを主成分とする研磨剤を流しなが
ら行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ＳＯＧを用いた平坦化
法の場合、ＣＶＤ法により絶縁膜を堆積しただけのもの
に比べて、良好な平坦性が得られるが、素子の微細化、
高集積化が進むにつれて層間絶縁膜の平坦性の更なる向
上が要求された場合に、対応しにくいことが危惧され
る。
法の場合、ＣＶＤ法により絶縁膜を堆積しただけのもの
に比べて、良好な平坦性が得られるが、素子の微細化、
高集積化が進むにつれて層間絶縁膜の平坦性の更なる向
上が要求された場合に、対応しにくいことが危惧され
る。
【０００９】一方、ＣＭＰ法を用いた平坦化の場合、Ｓ
ＯＧを用いた平坦化法にも増して良好な平坦面が得られ
る。しかしながら、従来例のように、層間絶縁膜として
ＣＶＤ法で形成した絶縁膜（例えば、シリコン酸化膜）
のみを用いた場合、微細な配線間に隙間無く絶縁膜を埋
め込むことが困難で、ボイドが発生する問題があり、ま
た仮に埋め込んだとしても、このＣＶＤによる絶縁膜は
比誘電率が高く、配線間容量が大きくなって、例えば、
ＲＣ遅延によるＬＳＩの動作速度が低下する問題が生じ
る。
ＯＧを用いた平坦化法にも増して良好な平坦面が得られ
る。しかしながら、従来例のように、層間絶縁膜として
ＣＶＤ法で形成した絶縁膜（例えば、シリコン酸化膜）
のみを用いた場合、微細な配線間に隙間無く絶縁膜を埋
め込むことが困難で、ボイドが発生する問題があり、ま
た仮に埋め込んだとしても、このＣＶＤによる絶縁膜は
比誘電率が高く、配線間容量が大きくなって、例えば、
ＲＣ遅延によるＬＳＩの動作速度が低下する問題が生じ
る。
【００１０】そこで、ＳＯＧを用いた平坦化法により、
ある程度良好な平坦面を得た後に、これをＣＭＰ法によ
り研磨し、表面を更に平坦化することが考えられる。し
かしながら、ＳＯＧ膜をＣＭＰ法で研磨した場合、以下
のような問題が生じる。 (1)研磨速度が遅く、スループットが小さくなる上に製
造コストが高くなる。
ある程度良好な平坦面を得た後に、これをＣＭＰ法によ
り研磨し、表面を更に平坦化することが考えられる。し
かしながら、ＳＯＧ膜をＣＭＰ法で研磨した場合、以下
のような問題が生じる。 (1)研磨速度が遅く、スループットが小さくなる上に製
造コストが高くなる。
【００１１】(2)ＳＯＧ膜の表面にスクラッチ（研磨中
に発生した傷）などの欠陥が発生しやすい。本発明は、
半導体装置の製造方法に関し、斯かる問題点を解消する
ことをその目的とする。
に発生した傷）などの欠陥が発生しやすい。本発明は、
半導体装置の製造方法に関し、斯かる問題点を解消する
ことをその目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の半導体装置の
製造方法は、不純物が導入されることによって膜中に含
まれる水分や水酸基が減少するよう改質されると共に化
学的・機械的研磨処理における研磨レートが大きくなっ
た後の有機ＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜の表面を研磨
することにより平坦化するものである。また、請求項２
の半導体装置の製造方法は、基板上にＳＯＧ膜からなる
第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上
に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜を
形成する前又は後に、前記第１の絶縁膜の少なくとも表
面層に不純物を導入することによって化学的・機械的研
磨処理における研磨レートを大きくする工程と、前記第
１及び第２の絶縁膜を研磨することにより平坦化する工
程と、を含むものである。
製造方法は、不純物が導入されることによって膜中に含
まれる水分や水酸基が減少するよう改質されると共に化
学的・機械的研磨処理における研磨レートが大きくなっ
た後の有機ＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜の表面を研磨
することにより平坦化するものである。また、請求項２
の半導体装置の製造方法は、基板上にＳＯＧ膜からなる
第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上
に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜を
形成する前又は後に、前記第１の絶縁膜の少なくとも表
面層に不純物を導入することによって化学的・機械的研
磨処理における研磨レートを大きくする工程と、前記第
１及び第２の絶縁膜を研磨することにより平坦化する工
程と、を含むものである。
【００１３】また、請求項３の半導体装置の製造方法
は、基板上にＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜を形成する
工程と、前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第２の絶縁膜を形成する前又は後に、前
記第１の絶縁膜の少なくとも表面層に不純物を導入する
ことによって膜中に含まれる水分や水酸基が減少するよ
う改質すると共に化学的・機械的研磨処理における研磨
レートを大きくする工程と、前記第２の絶縁膜を研磨す
ることにより平坦化する工程と、を含むものである。
は、基板上にＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜を形成する
工程と、前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第２の絶縁膜を形成する前又は後に、前
記第１の絶縁膜の少なくとも表面層に不純物を導入する
ことによって膜中に含まれる水分や水酸基が減少するよ
う改質すると共に化学的・機械的研磨処理における研磨
レートを大きくする工程と、前記第２の絶縁膜を研磨す
ることにより平坦化する工程と、を含むものである。
【００１４】また、請求項４の半導体装置の製造方法
は、前記第２の絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法により形成
されたシリコン酸化膜からなるものである。また、請求
項５の半導体装置の製造方法は、基板上に有機ＳＯＧ膜
からなる第１の絶縁膜を形成する工程と、この第１の絶
縁膜の少なくとも表面層に不純物を導入することによっ
て膜中に含まれる水分や水酸基が減少するよう改質する
と共に化学的・機械的研磨処理における研磨レートを大
きくする工程と、前記第１の絶縁膜を研磨することによ
り平坦化する工程と、を含むものである。
は、前記第２の絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法により形成
されたシリコン酸化膜からなるものである。また、請求
項５の半導体装置の製造方法は、基板上に有機ＳＯＧ膜
からなる第１の絶縁膜を形成する工程と、この第１の絶
縁膜の少なくとも表面層に不純物を導入することによっ
て膜中に含まれる水分や水酸基が減少するよう改質する
と共に化学的・機械的研磨処理における研磨レートを大
きくする工程と、前記第１の絶縁膜を研磨することによ
り平坦化する工程と、を含むものである。
【００１５】また、請求項６の半導体装置の製造方法
は、基板上に有機ＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜を形成
する工程と、この第１の絶縁膜の表面層に不純物を導入
することによって膜中に含まれる水分や水酸基が減少す
るよう改質すると共に化学的・機械的研磨処理における
研磨レートを大きくする工程と、前記第１の絶縁膜を研
磨することにより平坦化する工程と、を含むものであ
る。また、請求項７の半導体装置の製造方法は、前記第
１の絶縁膜に不純物を導入する前に、デバイス表面にフ
ォトレジスト膜を形成し、不純物の導入を前記フォトレ
ジスト膜を介して行うものである。
は、基板上に有機ＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜を形成
する工程と、この第１の絶縁膜の表面層に不純物を導入
することによって膜中に含まれる水分や水酸基が減少す
るよう改質すると共に化学的・機械的研磨処理における
研磨レートを大きくする工程と、前記第１の絶縁膜を研
磨することにより平坦化する工程と、を含むものであ
る。また、請求項７の半導体装置の製造方法は、前記第
１の絶縁膜に不純物を導入する前に、デバイス表面にフ
ォトレジスト膜を形成し、不純物の導入を前記フォトレ
ジスト膜を介して行うものである。
【００１６】また、請求項８の半導体装置の製造方法
は、研磨後、デバイス表面に第３の絶縁膜を形成する工
程を行うものである。また、請求項９の半導体装置の製
造方法は、前記第１の絶縁膜を形成する前に、デバイス
表面に第４の絶縁膜を形成するものである。また、請求
項１０の半導体装置の製造方法は、前記第１の絶縁膜と
して、有機ＳＯＧを用いたものである。
は、研磨後、デバイス表面に第３の絶縁膜を形成する工
程を行うものである。また、請求項９の半導体装置の製
造方法は、前記第１の絶縁膜を形成する前に、デバイス
表面に第４の絶縁膜を形成するものである。また、請求
項１０の半導体装置の製造方法は、前記第１の絶縁膜と
して、有機ＳＯＧを用いたものである。
【００１７】また、請求項１１の半導体装置の製造方法
は、前記不純物が導入された後の第１の絶縁膜が、膜に
対する純水の接触角度が３０度以下の材料であるもので
ある。
は、前記不純物が導入された後の第１の絶縁膜が、膜に
対する純水の接触角度が３０度以下の材料であるもので
ある。
【００１８】また、請求項１２の半導体装置の製造方法
は、前記第１の絶縁膜として、無機ＳＯＧを用いたもの
である。また、請求項１３の半導体装置の製造方法は、
前記研磨を、化学的・機械的研磨法を用いて行うもので
ある。
は、前記第１の絶縁膜として、無機ＳＯＧを用いたもの
である。また、請求項１３の半導体装置の製造方法は、
前記研磨を、化学的・機械的研磨法を用いて行うもので
ある。
【００１９】また、請求項１４の半導体装置の製造方法
は、前記不純物を導入する工程が、イオン注入法などの
ように、不純物に運動エネルギーを与えて前記第１の絶
縁膜に導入するものである。また、請求項１５の半導体
装置の製造方法は、前記不純物が、アルゴン、ボロン、
窒素、リンからなるグループより選ばれた少なくとも１
つの元素を含むものである。
は、前記不純物を導入する工程が、イオン注入法などの
ように、不純物に運動エネルギーを与えて前記第１の絶
縁膜に導入するものである。また、請求項１５の半導体
装置の製造方法は、前記不純物が、アルゴン、ボロン、
窒素、リンからなるグループより選ばれた少なくとも１
つの元素を含むものである。
【００２０】すなわち、第１の絶縁膜にイオンなどの不
純物を導入すると、ＣＭＰなどによる研磨レートがＣＶ
Ｄ法で形成したシリコン酸化膜程度になって、研磨作業
性が向上し、スクラッチなどの欠陥も発生しにくい。
純物を導入すると、ＣＭＰなどによる研磨レートがＣＶ
Ｄ法で形成したシリコン酸化膜程度になって、研磨作業
性が向上し、スクラッチなどの欠陥も発生しにくい。
【００２１】特に、請求項５の発明にあっては、表面が
きわめて平坦であるフォトレジスト膜を介して不純物を
導入するので、不純物の導入深さがほぼ均一になる。ま
た、請求項６の発明にあっては、不純物を導入していな
い、研磨速度が遅いままの部分が研磨ストッパーとな
り、研磨の終了を検知しやすい。また、請求項７又は８
の発明にあっては、層間絶縁膜としての機械的強度が高
くなる。
きわめて平坦であるフォトレジスト膜を介して不純物を
導入するので、不純物の導入深さがほぼ均一になる。ま
た、請求項６の発明にあっては、不純物を導入していな
い、研磨速度が遅いままの部分が研磨ストッパーとな
り、研磨の終了を検知しやすい。また、請求項７又は８
の発明にあっては、層間絶縁膜としての機械的強度が高
くなる。
【００２２】
（第１実施形態）本発明を具体化した第１の実施形態を
図面に従って説明する。図１及び図２は本第１実施形態
における半導体装置の製造プロセスを示す断面図であ
り、以下この図に従って説明する。
図面に従って説明する。図１及び図２は本第１実施形態
における半導体装置の製造プロセスを示す断面図であ
り、以下この図に従って説明する。
【００２３】工程１（図１ａ参照）：シリコン基板１の
表面に、シリコン酸化膜２（膜厚３００〜８００ｎｍ）
を形成する。このＳｉ酸化膜２により、Ｓｉ基板１上の
ゲート電極などの素子を覆う。また、その形成にはどの
ような方法（酸化法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法など）を用い
てもよい。Ｓｉ酸化膜２の上に、マグネトロンスパッタ
法を用いて金属膜を形成し、これをパターニングするこ
とにより、金属配線３を形成する。この金属配線３は、
例えば、ＴｉＮ（膜厚２０ｎｍ）／Ｔｉ（膜厚３０ｎ
ｍ）／ＡｌＳｉＣｕ合金（膜厚５５０ｎｍ）／ＴｉＮ
（膜厚１００ｎｍ）／Ｔｉ（膜厚５０ｎｍ）からなる積
層構造である。
表面に、シリコン酸化膜２（膜厚３００〜８００ｎｍ）
を形成する。このＳｉ酸化膜２により、Ｓｉ基板１上の
ゲート電極などの素子を覆う。また、その形成にはどの
ような方法（酸化法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法など）を用い
てもよい。Ｓｉ酸化膜２の上に、マグネトロンスパッタ
法を用いて金属膜を形成し、これをパターニングするこ
とにより、金属配線３を形成する。この金属配線３は、
例えば、ＴｉＮ（膜厚２０ｎｍ）／Ｔｉ（膜厚３０ｎ
ｍ）／ＡｌＳｉＣｕ合金（膜厚５５０ｎｍ）／ＴｉＮ
（膜厚１００ｎｍ）／Ｔｉ（膜厚５０ｎｍ）からなる積
層構造である。
【００２４】工程２（図１ｂ参照）：ＴＥＯＳ(Tetra-e
thoxy Silane：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）と酸素とを用いた
プラズマＣＶＤ法により、金属配線３の上にプラズマＴ
ＥＯＳ酸化膜４（膜厚２００ｎｍ）を形成する。このプ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜４の膜厚は下地段差に応じて、段
差が大きければ厚く、段差が小さければ薄く調整され
る。
thoxy Silane：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）と酸素とを用いた
プラズマＣＶＤ法により、金属配線３の上にプラズマＴ
ＥＯＳ酸化膜４（膜厚２００ｎｍ）を形成する。このプ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜４の膜厚は下地段差に応じて、段
差が大きければ厚く、段差が小さければ薄く調整され
る。
【００２５】工程３（図１ｃ参照）：プラズマＴＥＯＳ
酸化膜４の上に有機ＳＯＧ膜５を形成する。有機ＳＯＧ
膜５の組成は［ＣＨ3Ｓｉ（ＯＨ）3］で、パターンが存
在しない場合での総膜厚は４００ｎｍである。その形成
方法は、まず、前記組成のシリコン化合物のアルコール
系溶液（例えば、ＩＰＡ＋アセトン）を基板１の上に滴
下して基板を回転速度：２３００rpmで２０秒間回転さ
せ、この溶液の被膜を基板１の上に形成する。このと
き、そのアルコール系溶液の被膜は、基板１の上の段差
に対して、その凹部には厚く、その凸部には薄く、段差
を緩和するように形成される。その結果、アルコール系
溶液の被膜の表面は平坦化される。
酸化膜４の上に有機ＳＯＧ膜５を形成する。有機ＳＯＧ
膜５の組成は［ＣＨ3Ｓｉ（ＯＨ）3］で、パターンが存
在しない場合での総膜厚は４００ｎｍである。その形成
方法は、まず、前記組成のシリコン化合物のアルコール
系溶液（例えば、ＩＰＡ＋アセトン）を基板１の上に滴
下して基板を回転速度：２３００rpmで２０秒間回転さ
せ、この溶液の被膜を基板１の上に形成する。このと
き、そのアルコール系溶液の被膜は、基板１の上の段差
に対して、その凹部には厚く、その凸部には薄く、段差
を緩和するように形成される。その結果、アルコール系
溶液の被膜の表面は平坦化される。
【００２６】次に、窒素雰囲気中において、１００℃で
１分間、２００℃で１分間、３００℃で１分間、２２℃
で１分間、３００℃で３０分間、順次熱処理を施すと、
アルコール系が蒸発すると共に重合反応が進行して、表
面が平坦な膜厚２００ｎｍの有機ＳＯＧ膜が形成され
る。この被膜形成〜熱処理作業をもう１回繰り返すこと
により、膜厚４００ｎｍの有機ＳＯＧ膜５を得る。この
有機ＳＯＧ膜５は、炭素原子を１％以上含むシリコン酸
化物である。
１分間、２００℃で１分間、３００℃で１分間、２２℃
で１分間、３００℃で３０分間、順次熱処理を施すと、
アルコール系が蒸発すると共に重合反応が進行して、表
面が平坦な膜厚２００ｎｍの有機ＳＯＧ膜が形成され
る。この被膜形成〜熱処理作業をもう１回繰り返すこと
により、膜厚４００ｎｍの有機ＳＯＧ膜５を得る。この
有機ＳＯＧ膜５は、炭素原子を１％以上含むシリコン酸
化物である。
【００２７】工程４（図１ｄ参照）：イオン注入法を用
いて、アルゴンイオン（Ａｒ+）６を有機ＳＯＧ膜５に
ドープする。ここでのイオン注入条件としては、例え
ば、加速エネルギー：１４０ＫｅＶ、ドーズ量：１×１
０15atms/cm2を用いる。これにより、有機ＳＯＧ膜５の
表面層約３０００Åの深さまでイオンが導入される。
いて、アルゴンイオン（Ａｒ+）６を有機ＳＯＧ膜５に
ドープする。ここでのイオン注入条件としては、例え
ば、加速エネルギー：１４０ＫｅＶ、ドーズ量：１×１
０15atms/cm2を用いる。これにより、有機ＳＯＧ膜５の
表面層約３０００Åの深さまでイオンが導入される。
【００２８】このように、有機ＳＯＧ膜５にイオンを注
入することで、膜中の有機成分を分解させると共に、膜
中に含まれる水分及び水酸基を減少させる。その結果、
有機ＳＯＧ膜５は、有機成分が含まれず、水分及び水酸
基が僅かしか含まれないＳＯＧ膜（以下、改質ＳＯＧ膜
という）７に変えられる。図８は有機ＳＯＧ膜５(未処
理：unimplanted)及び改質ＳＯＧ膜７(イオン注入処
理：Ar+-implanted)のそれぞれに窒素雰囲気で３０分間
の熱処理を施し、ＴＤＳ法(Thermal Desorption Spectr
oscopy)を用いて評価した結果を示している。
入することで、膜中の有機成分を分解させると共に、膜
中に含まれる水分及び水酸基を減少させる。その結果、
有機ＳＯＧ膜５は、有機成分が含まれず、水分及び水酸
基が僅かしか含まれないＳＯＧ膜（以下、改質ＳＯＧ膜
という）７に変えられる。図８は有機ＳＯＧ膜５(未処
理：unimplanted)及び改質ＳＯＧ膜７(イオン注入処
理：Ar+-implanted)のそれぞれに窒素雰囲気で３０分間
の熱処理を施し、ＴＤＳ法(Thermal Desorption Spectr
oscopy)を用いて評価した結果を示している。
【００２９】尚、イオン注入条件は、加速エネルギー：
１４０ＫｅＶ、ドーズ量：１×１０ 15atms/cm2である。
この図は、Ｈ2Ｏ（ｍ／ｅ＝１８）に関する脱離量を表
したものであり、図から明らかなように、改質ＳＯＧ膜
７はＨ2Ｏ（ｍ／ｅ＝１８）に関する脱離が少ないこと
が分かる。このことは、有機ＳＯＧ５にイオン注入を行
って、改質ＳＯＧ膜７とすることにより、有機ＳＯＧ膜
５に含まれる水分及び水酸基が減少することを示してい
る。
１４０ＫｅＶ、ドーズ量：１×１０ 15atms/cm2である。
この図は、Ｈ2Ｏ（ｍ／ｅ＝１８）に関する脱離量を表
したものであり、図から明らかなように、改質ＳＯＧ膜
７はＨ2Ｏ（ｍ／ｅ＝１８）に関する脱離が少ないこと
が分かる。このことは、有機ＳＯＧ５にイオン注入を行
って、改質ＳＯＧ膜７とすることにより、有機ＳＯＧ膜
５に含まれる水分及び水酸基が減少することを示してい
る。
【００３０】図９は有機ＳＯＧ膜５及び改質ＳＯＧ膜７
の吸湿性を調べる目的で、有機ＳＯＧ膜５(no treatmen
t)、有機ＳＯＧ膜５を酸素プラズマに晒したもの(O2 Pl
asma)及び改質ＳＯＧ膜７(Ar+)をクリーンルーム内で大
気中に放置し、膜中の水分を評価した結果を示してい
る。膜中の水分量は、ＦＴ−ＩＲ法(Fourier Transform
Infrared Spectroscopy)を用いて、赤外吸収スペクトル
のＯ−Ｈ基に関する吸収（３５００cm-1付近）の面積強
度を指標とした。イオン注入条件は、加速エネルギー：
１４０ＫｅＶ、ドーズ量：１×１０15atms/cm2である。
の吸湿性を調べる目的で、有機ＳＯＧ膜５(no treatmen
t)、有機ＳＯＧ膜５を酸素プラズマに晒したもの(O2 Pl
asma)及び改質ＳＯＧ膜７(Ar+)をクリーンルーム内で大
気中に放置し、膜中の水分を評価した結果を示してい
る。膜中の水分量は、ＦＴ−ＩＲ法(Fourier Transform
Infrared Spectroscopy)を用いて、赤外吸収スペクトル
のＯ−Ｈ基に関する吸収（３５００cm-1付近）の面積強
度を指標とした。イオン注入条件は、加速エネルギー：
１４０ＫｅＶ、ドーズ量：１×１０15atms/cm2である。
【００３１】酸素プラズマに晒した場合、処理前後での
水分増加だけでなく、１日後でも水分が増加しているこ
とが分かる。一方、改質ＳＯＧ膜７は、イオン注入後に
増加していないだけでなく、クリーンルーム内で大気に
放置しても、有機ＳＯＧ膜５に比べて水分の増加は小さ
い。即ち、改質ＳＯＧ膜７は、有機ＳＯＧ膜５に比べて
吸湿性が低いことが分かる。
水分増加だけでなく、１日後でも水分が増加しているこ
とが分かる。一方、改質ＳＯＧ膜７は、イオン注入後に
増加していないだけでなく、クリーンルーム内で大気に
放置しても、有機ＳＯＧ膜５に比べて水分の増加は小さ
い。即ち、改質ＳＯＧ膜７は、有機ＳＯＧ膜５に比べて
吸湿性が低いことが分かる。
【００３２】図１０は改質ＳＯＧ膜７及び有機ＳＯＧ膜
５の水分の透過性を調べる目的で、プレッシャー・クッ
カー試験（ＰＣＴ）（加湿試験のことで、本実施形態で
は、条件として、１２０℃、２気圧の飽和水蒸気雰囲気
で行った）した結果を示している。ＦＴ−ＩＲ法を用い
て、有機ＳＯＧ膜５中のＯ−Ｈに関する吸収ピーク（３
５００cm-1付近）の面積強度を求め、ＰＣＴ時間との関
係をプロットした。
５の水分の透過性を調べる目的で、プレッシャー・クッ
カー試験（ＰＣＴ）（加湿試験のことで、本実施形態で
は、条件として、１２０℃、２気圧の飽和水蒸気雰囲気
で行った）した結果を示している。ＦＴ−ＩＲ法を用い
て、有機ＳＯＧ膜５中のＯ−Ｈに関する吸収ピーク（３
５００cm-1付近）の面積強度を求め、ＰＣＴ時間との関
係をプロットした。
【００３３】イオン注入法を用いて表面だけを改質した
試料（Ａｒ+２０ＫｅＶ）を作製し、膜全体を改質した
もの（Ａｒ+１４０ＫｅＶ）や改質しなかったもの（有
機ＳＯＧ膜５：Untreatment）と比較した結果、以下の
ことが分かった。 （１）改質していない有機ＳＯＧ膜５をＰＣＴした場
合、３５００cm-1付近（Ｏ−Ｈ基に関する）の吸収強度
が劇的な増加を示す。
試料（Ａｒ+２０ＫｅＶ）を作製し、膜全体を改質した
もの（Ａｒ+１４０ＫｅＶ）や改質しなかったもの（有
機ＳＯＧ膜５：Untreatment）と比較した結果、以下の
ことが分かった。 （１）改質していない有機ＳＯＧ膜５をＰＣＴした場
合、３５００cm-1付近（Ｏ−Ｈ基に関する）の吸収強度
が劇的な増加を示す。
【００３４】（２）改質ＳＯＧ膜７では、３５００cm-1
付近（Ｏ−Ｈ基に関する）の吸収強度の増加は小さい。
膜表面だけを改質した試料でも、膜全体を改質したもの
と同程度である。 以上の結果から、イオンを注入することで、水分の透過
性を抑制する層を形成できることが分かる。
付近（Ｏ−Ｈ基に関する）の吸収強度の増加は小さい。
膜表面だけを改質した試料でも、膜全体を改質したもの
と同程度である。 以上の結果から、イオンを注入することで、水分の透過
性を抑制する層を形成できることが分かる。
【００３５】工程５（図２ａ参照）：プラズマＴＥＯＳ
酸化膜４と同様の手法で、改質ＳＯＧ膜７の上にプラズ
マＴＥＯＳ酸化膜８（膜厚１〜２μｍ）を形成する。 工程６（図２ｂ参照）：以上の工程で形成したデバイス
の表面を、ＣＭＰ法を用いて研磨する。ここでは、研磨
液として、水酸化カリウム水溶液又はアンモニア水溶液
に、シリカなどの研磨剤を懸濁したものを用いる。
酸化膜４と同様の手法で、改質ＳＯＧ膜７の上にプラズ
マＴＥＯＳ酸化膜８（膜厚１〜２μｍ）を形成する。 工程６（図２ｂ参照）：以上の工程で形成したデバイス
の表面を、ＣＭＰ法を用いて研磨する。ここでは、研磨
液として、水酸化カリウム水溶液又はアンモニア水溶液
に、シリカなどの研磨剤を懸濁したものを用いる。
【００３６】図１１は改質ＳＯＧ膜７、有機ＳＯＧ膜５
及びプラズマＴＥＯＳ酸化膜８（Ｐ−ＴＥＯＳ）をそれ
ぞれＣＭＰ法により研磨した時の研磨レートを示したも
のである。図から明らかなように、改質ＳＯＧ膜７とプ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜８との研磨レートは同程度で、有
機ＳＯＧ膜５の研磨レートはこれらの数分の１である。
及びプラズマＴＥＯＳ酸化膜８（Ｐ−ＴＥＯＳ）をそれ
ぞれＣＭＰ法により研磨した時の研磨レートを示したも
のである。図から明らかなように、改質ＳＯＧ膜７とプ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜８との研磨レートは同程度で、有
機ＳＯＧ膜５の研磨レートはこれらの数分の１である。
【００３７】従って、ＣＭＰ法により、プラズマＴＥＯ
Ｓ酸化膜８を研磨していき、改質ＳＯＧ膜７が露出して
も、研磨レートが等しいために、プラズマＴＥＯＳ酸化
膜８と改質ＳＯＧ膜７とが共に平均的に研磨される。従
って、研磨面が非常に平坦で滑らかなものとなる。しか
も、イオン注入していないＳＯＧ膜を研磨したときのよ
うなスクラッチなどの欠陥も発生しにくい。
Ｓ酸化膜８を研磨していき、改質ＳＯＧ膜７が露出して
も、研磨レートが等しいために、プラズマＴＥＯＳ酸化
膜８と改質ＳＯＧ膜７とが共に平均的に研磨される。従
って、研磨面が非常に平坦で滑らかなものとなる。しか
も、イオン注入していないＳＯＧ膜を研磨したときのよ
うなスクラッチなどの欠陥も発生しにくい。
【００３８】ＣＭＰ法による研磨は、図２ｂのように、
プラズマＴＥＯＳ酸化膜４が露出するまで行ってもよい
し、露出する前に終了させてもよい。 工程７（図２ｃ参照）：残存する改質ＳＯＧ膜７は、含
水性、吸湿性共に非常に低いが、大気に含まれる水分か
らの悪影響をわずかでも阻止すると共に層間絶縁膜とし
ての機械的強度を更に増加させるために、プラズマＴＥ
ＯＳ酸化膜４と同様の手法で、ＣＭＰ法により平坦化さ
れた膜の上に、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９（膜厚２００
ｎｍ）を形成する。
プラズマＴＥＯＳ酸化膜４が露出するまで行ってもよい
し、露出する前に終了させてもよい。 工程７（図２ｃ参照）：残存する改質ＳＯＧ膜７は、含
水性、吸湿性共に非常に低いが、大気に含まれる水分か
らの悪影響をわずかでも阻止すると共に層間絶縁膜とし
ての機械的強度を更に増加させるために、プラズマＴＥ
ＯＳ酸化膜４と同様の手法で、ＣＭＰ法により平坦化さ
れた膜の上に、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９（膜厚２００
ｎｍ）を形成する。
【００３９】このプラズマＴＥＯＳ酸化膜９は、下地面
が平坦であるので、良好な平坦性を有している。このプ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜９の上には、図示しないが金属配
線３とコンタクトホール（ビアホール）を介して接続さ
れる上層配線が形成される。このとき、プラズマＴＥＯ
Ｓ酸化膜４、有機ＳＯＧ膜５、改質ＳＯＧ膜７、プラズ
マＴＥＯＳ酸化膜８及びプラズマＴＥＯＳ酸化膜９から
なる層間絶縁膜１０の平坦性が非常に良好であるので、
上層配線形成のための作業が非常に容易となり、また、
上層配線が断線する確率も非常に低くなる。 （第２実施形態）本発明を具体化した第２の実施形態を
図面に従って説明する。本第２実施形態が第１実施形態
と異なるのは、工程６（図２ｂ参照）に相当する工程の
みで、その他の工程１〜工程５、工程７に相当する工程
は同じである。従って、ここでは、異なる工程のみを説
明し、その他の工程の説明は省略する。
が平坦であるので、良好な平坦性を有している。このプ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜９の上には、図示しないが金属配
線３とコンタクトホール（ビアホール）を介して接続さ
れる上層配線が形成される。このとき、プラズマＴＥＯ
Ｓ酸化膜４、有機ＳＯＧ膜５、改質ＳＯＧ膜７、プラズ
マＴＥＯＳ酸化膜８及びプラズマＴＥＯＳ酸化膜９から
なる層間絶縁膜１０の平坦性が非常に良好であるので、
上層配線形成のための作業が非常に容易となり、また、
上層配線が断線する確率も非常に低くなる。 （第２実施形態）本発明を具体化した第２の実施形態を
図面に従って説明する。本第２実施形態が第１実施形態
と異なるのは、工程６（図２ｂ参照）に相当する工程の
みで、その他の工程１〜工程５、工程７に相当する工程
は同じである。従って、ここでは、異なる工程のみを説
明し、その他の工程の説明は省略する。
【００４０】工程８（図３参照）：工程１〜工程５で形
成したデバイスの表面を、ＣＭＰ法を用いて研磨する。
この時、研磨は、改質ＳＯＧ膜７が露出するまでに終了
し、デバイスの全面にプラズマＴＥＯＳ酸化膜８が残る
ようにする。こうすることにより、次の工程７（プラズ
マＴＥＯＳ酸化膜９を堆積する工程）は適宜省略するこ
とができる。
成したデバイスの表面を、ＣＭＰ法を用いて研磨する。
この時、研磨は、改質ＳＯＧ膜７が露出するまでに終了
し、デバイスの全面にプラズマＴＥＯＳ酸化膜８が残る
ようにする。こうすることにより、次の工程７（プラズ
マＴＥＯＳ酸化膜９を堆積する工程）は適宜省略するこ
とができる。
【００４１】この第２実施形態においては、ＣＭＰ法に
より研磨する際に、改質ＳＯＧ膜７が露出することはな
いが、ＣＭＰ法が多量の水分を使用すること、研磨誤差
によりＳＯＧ膜が露出する可能性があること、ビアホー
ルの側面にＳＯＧ膜が露出してコンタクト不良になる危
惧があることなどの理由により、有機ＳＯＧ膜５を改質
ＳＯＧ膜７に改質しておく必要がある。 （第３実施形態）本発明を具体化した第３の実施形態を
図面に従って説明する。但し、第１実施形態と同じ構成
部材については同符号を用い、その詳細な説明を省略す
る。
より研磨する際に、改質ＳＯＧ膜７が露出することはな
いが、ＣＭＰ法が多量の水分を使用すること、研磨誤差
によりＳＯＧ膜が露出する可能性があること、ビアホー
ルの側面にＳＯＧ膜が露出してコンタクト不良になる危
惧があることなどの理由により、有機ＳＯＧ膜５を改質
ＳＯＧ膜７に改質しておく必要がある。 （第３実施形態）本発明を具体化した第３の実施形態を
図面に従って説明する。但し、第１実施形態と同じ構成
部材については同符号を用い、その詳細な説明を省略す
る。
【００４２】図４及び図５は本第３実施形態における半
導体装置の製造プロセスを示す断面図であり、以下この
図に従って説明する。 工程(1)（図４ａ参照）：シリコン基板１の表面に、シ
リコン酸化膜２を形成し、Ｓｉ酸化膜２の上に、金属配
線３を形成する。 工程(2)（図４ｂ参照）：金属配線３の上にプラズマＴ
ＥＯＳ酸化膜４を形成する。
導体装置の製造プロセスを示す断面図であり、以下この
図に従って説明する。 工程(1)（図４ａ参照）：シリコン基板１の表面に、シ
リコン酸化膜２を形成し、Ｓｉ酸化膜２の上に、金属配
線３を形成する。 工程(2)（図４ｂ参照）：金属配線３の上にプラズマＴ
ＥＯＳ酸化膜４を形成する。
【００４３】工程(3)（図４ｃ参照）：プラズマＴＥＯ
Ｓ酸化膜４の上に有機ＳＯＧ膜５を形成する。ここで
は、第１実施形態よりも厚く形成する。即ち、有機ＳＯ
Ｇを３００ｎｍ塗布した後、上記工程３と同様の熱処理
を行い、この作業を４〜５回繰り返して、パターンが存
在しない場合での総膜厚が１．２μｍになるようにして
いる。
Ｓ酸化膜４の上に有機ＳＯＧ膜５を形成する。ここで
は、第１実施形態よりも厚く形成する。即ち、有機ＳＯ
Ｇを３００ｎｍ塗布した後、上記工程３と同様の熱処理
を行い、この作業を４〜５回繰り返して、パターンが存
在しない場合での総膜厚が１．２μｍになるようにして
いる。
【００４４】工程(4)（図４ｄ参照）：有機ＳＯＧ膜５
に対し、イオン注入法を用いて、アルゴンイオン（Ａｒ
+）６を注入することにより膜質を改良して改質ＳＯＧ
膜７を形成する。 工程(5)（図５ａ参照）：改質ＳＯＧ膜７の表面を、Ｃ
ＭＰ法を用いて研磨する。
に対し、イオン注入法を用いて、アルゴンイオン（Ａｒ
+）６を注入することにより膜質を改良して改質ＳＯＧ
膜７を形成する。 工程(5)（図５ａ参照）：改質ＳＯＧ膜７の表面を、Ｃ
ＭＰ法を用いて研磨する。
【００４５】このとき改質ＳＯＧ膜７は、プラズマＴＥ
ＯＳ酸化膜とほぼ同等のレートで研磨される。そして、
吸湿性が非常に低いので、ＣＭＰの際に大量の研磨液が
用いられても、悪影響を受けない。 工程(6)（図５ｂ参照）：残存する改質ＳＯＧ膜７は、
含水性、吸湿性共に非常に低いが、大気に含まれる水分
からの悪影響をわずかでも阻止すると共に層間絶縁膜と
しての機械的強度を更に増加させるために、プラズマＴ
ＥＯＳ酸化膜４と同様の手法で、ＣＭＰ法により平坦化
された膜の上に、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９を形成す
る。
ＯＳ酸化膜とほぼ同等のレートで研磨される。そして、
吸湿性が非常に低いので、ＣＭＰの際に大量の研磨液が
用いられても、悪影響を受けない。 工程(6)（図５ｂ参照）：残存する改質ＳＯＧ膜７は、
含水性、吸湿性共に非常に低いが、大気に含まれる水分
からの悪影響をわずかでも阻止すると共に層間絶縁膜と
しての機械的強度を更に増加させるために、プラズマＴ
ＥＯＳ酸化膜４と同様の手法で、ＣＭＰ法により平坦化
された膜の上に、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９を形成す
る。
【００４６】このプラズマＴＥＯＳ酸化膜９の上には、
図示しないが金属配線３とコンタクトホール（ビアホー
ル）を介して接続される上層配線が形成される。プラズ
マＴＥＯＳ酸化膜４、有機ＳＯＧ膜５、改質ＳＯＧ膜
７、プラズマＴＥＯＳ酸化膜８及びプラズマＴＥＯＳ酸
化膜９からなる層間絶縁膜１０の平坦性が非常に良好で
あるので、上層配線形成のための作業が非常に容易とな
り、また、上層配線が断線する確率も非常に低くなる。 （第４実施形態）本発明を具体化した第４の実施形態を
図６及び図７に従って説明する。本第４実施形態が第１
実施形態と異なるのは、工程４（図１ｄ参照）〜工程７
（図２ｃ参照）に相当する工程のみで、それ以前の工程
１〜工程３に相当する工程は同じである。
図示しないが金属配線３とコンタクトホール（ビアホー
ル）を介して接続される上層配線が形成される。プラズ
マＴＥＯＳ酸化膜４、有機ＳＯＧ膜５、改質ＳＯＧ膜
７、プラズマＴＥＯＳ酸化膜８及びプラズマＴＥＯＳ酸
化膜９からなる層間絶縁膜１０の平坦性が非常に良好で
あるので、上層配線形成のための作業が非常に容易とな
り、また、上層配線が断線する確率も非常に低くなる。 （第４実施形態）本発明を具体化した第４の実施形態を
図６及び図７に従って説明する。本第４実施形態が第１
実施形態と異なるのは、工程４（図１ｄ参照）〜工程７
（図２ｃ参照）に相当する工程のみで、それ以前の工程
１〜工程３に相当する工程は同じである。
【００４７】従って、ここでは、異なる工程のみを説明
し、その他の工程の説明は省略する。 工程９（図６ａ参照）：有機ＳＯＧ膜５の上にフォトレ
ジスト膜１１を塗布形成する。フォトレジスト膜１１
は、有機ＳＯＧ膜５と同様、形成される基板上の段差に
対して、その凹部には厚く、凸部には薄く、段差を緩和
するように形成されるのでその表面は非常に平坦なもの
となる。
し、その他の工程の説明は省略する。 工程９（図６ａ参照）：有機ＳＯＧ膜５の上にフォトレ
ジスト膜１１を塗布形成する。フォトレジスト膜１１
は、有機ＳＯＧ膜５と同様、形成される基板上の段差に
対して、その凹部には厚く、凸部には薄く、段差を緩和
するように形成されるのでその表面は非常に平坦なもの
となる。
【００４８】工程１０（図６ｂ参照）：有機ＳＯＧ膜５
に対し、イオン注入法を用いて、アルゴンイオン（Ａｒ
+）６を注入する。ここでは、フォトレジスト膜１１を
通して有機ＳＯＧ膜５の表面層（本第４実施形態ではプ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜４の最上面より上の部分）のみを
改質するような条件でイオン注入を行い、この部分に改
質ＳＯＧ膜７を形成する。
に対し、イオン注入法を用いて、アルゴンイオン（Ａｒ
+）６を注入する。ここでは、フォトレジスト膜１１を
通して有機ＳＯＧ膜５の表面層（本第４実施形態ではプ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜４の最上面より上の部分）のみを
改質するような条件でイオン注入を行い、この部分に改
質ＳＯＧ膜７を形成する。
【００４９】フォトレジスト膜１１はその表面がきわめ
て平坦なため、このフォトレジスト膜１１を通してイオ
ン注入を行うと、イオンの到達深さがほぼ均一になっ
て、有機ＳＯＧ膜５が改質される領域の下面が平坦にな
る。 工程１１（図６ｃ参照）：フォトレジスト膜１１をアッ
シング除去した後、改質ＳＯＧ膜７（有機ＳＯＧ膜５）
の上にプラズマＴＥＯＳ酸化膜８を形成する。
て平坦なため、このフォトレジスト膜１１を通してイオ
ン注入を行うと、イオンの到達深さがほぼ均一になっ
て、有機ＳＯＧ膜５が改質される領域の下面が平坦にな
る。 工程１１（図６ｃ参照）：フォトレジスト膜１１をアッ
シング除去した後、改質ＳＯＧ膜７（有機ＳＯＧ膜５）
の上にプラズマＴＥＯＳ酸化膜８を形成する。
【００５０】工程１２（図７ａ参照）：以上の工程で形
成したデバイスの表面を、ＣＭＰ法を用いて前記プラズ
マＴＥＯＳ酸化膜４が露出するまで研磨する。このと
き、上述したように改質ＳＯＧ膜７の下面がきわめて平
坦であるため、プラズマＴＥＯＳ酸化膜４が露出すると
同時に研磨速度の遅い未改質の有機ＳＯＧ膜５が露出
し、これが研磨ストッパーとなって、研磨の終点検知を
容易に行うことができる。
成したデバイスの表面を、ＣＭＰ法を用いて前記プラズ
マＴＥＯＳ酸化膜４が露出するまで研磨する。このと
き、上述したように改質ＳＯＧ膜７の下面がきわめて平
坦であるため、プラズマＴＥＯＳ酸化膜４が露出すると
同時に研磨速度の遅い未改質の有機ＳＯＧ膜５が露出
し、これが研磨ストッパーとなって、研磨の終点検知を
容易に行うことができる。
【００５１】工程１３（図７ｂ参照）：研磨したデバイ
スの表面に、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９を形成する。こ
のプラズマＴＥＯＳ酸化膜９の上には、図示しないが金
属配線３とコンタクトホール（ビアホール）を介して接
続される上層配線が形成される。ところで、上記各実施
形態では、改質ＳＯＧ膜７とプラズマＴＥＯＳ酸化膜８
との研磨レートがほぼ等しくなるように調整している
が、本発明の所期の目的は、有機ＳＯＧ膜５を研磨しや
すくすることにある。
スの表面に、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９を形成する。こ
のプラズマＴＥＯＳ酸化膜９の上には、図示しないが金
属配線３とコンタクトホール（ビアホール）を介して接
続される上層配線が形成される。ところで、上記各実施
形態では、改質ＳＯＧ膜７とプラズマＴＥＯＳ酸化膜８
との研磨レートがほぼ等しくなるように調整している
が、本発明の所期の目的は、有機ＳＯＧ膜５を研磨しや
すくすることにある。
【００５２】そこで、本発明者は、実験により、有機Ｓ
ＯＧ膜の濡れ性とＣＭＰによる研磨レートとの関係を確
認した。有機ＳＯＧ膜の濡れ性に対応するものとして、
有機ＳＯＧ膜上に滴下した純水（２５℃で比抵抗１８Ｍ
Ω・ｃｍを有するもの）の接触角θを測定した。接触角
とは、図１２に示す通り、有機ＳＯＧ膜上に滴下した純
水と下地膜（ＳＯＧ膜）とがなす角度θのことを示す。
ＯＧ膜の濡れ性とＣＭＰによる研磨レートとの関係を確
認した。有機ＳＯＧ膜の濡れ性に対応するものとして、
有機ＳＯＧ膜上に滴下した純水（２５℃で比抵抗１８Ｍ
Ω・ｃｍを有するもの）の接触角θを測定した。接触角
とは、図１２に示す通り、有機ＳＯＧ膜上に滴下した純
水と下地膜（ＳＯＧ膜）とがなす角度θのことを示す。
【００５３】図１３は、それぞれ接触角の異なる５種類
の有機ＳＯＧ膜（図中●印）の研磨レートと、各有機Ｓ
ＯＧ膜に同じ条件でイオン注入したときの各膜の接触角
及び研磨レート（図中○印）とをそれぞれプロットした
ものである。接触角が３０度を境に、接触角が小さくな
るほど研磨レートが大きくなることが分かる。これは、
有機ＳＯＧ膜はメチル基含有量が多いため濡れ性が悪い
が、イオン注入を行うことによりメチル基が分解され、
濡れ性が向上するからと考えられる。すなわち、有機Ｓ
ＯＧ膜にイオンを注入して、接触角が３０度以下になる
ように設定することにより、高い研磨レートを得ること
ができる。
の有機ＳＯＧ膜（図中●印）の研磨レートと、各有機Ｓ
ＯＧ膜に同じ条件でイオン注入したときの各膜の接触角
及び研磨レート（図中○印）とをそれぞれプロットした
ものである。接触角が３０度を境に、接触角が小さくな
るほど研磨レートが大きくなることが分かる。これは、
有機ＳＯＧ膜はメチル基含有量が多いため濡れ性が悪い
が、イオン注入を行うことによりメチル基が分解され、
濡れ性が向上するからと考えられる。すなわち、有機Ｓ
ＯＧ膜にイオンを注入して、接触角が３０度以下になる
ように設定することにより、高い研磨レートを得ること
ができる。
【００５４】有機ＳＯＧ膜（改質ＳＯＧ膜）の濡れ性
（接触角）は、ドーズ量を変えることにより調整でき
る。因みに、接触角が２５度になるように調整すると、
プラズマＴＥＯＳ酸化膜（ＰＥ−ＴＥＯＳ）や熱酸化膜
（ｔｈ−ＳｉＯ2）と同程度の研磨レートを得ることが
できる。 （第５実施形態）第１〜第４実施形態では、有機ＳＯＧ
膜５にイオン注入することで、有機ＳＯＧ膜５（改質Ｓ
ＯＧ膜７）の研磨レートを大きくしたが、本実施形態で
は、ＣＭＰで使用する研磨液自身の有機ＳＯＧ膜５に対
する濡れ性を良くする（有機ＳＯＧ膜５に滴下したとき
の接触角が小さな研磨液を用いる）ことにより、有機Ｓ
ＯＧ膜５の研磨レートを大きくする。
（接触角）は、ドーズ量を変えることにより調整でき
る。因みに、接触角が２５度になるように調整すると、
プラズマＴＥＯＳ酸化膜（ＰＥ−ＴＥＯＳ）や熱酸化膜
（ｔｈ−ＳｉＯ2）と同程度の研磨レートを得ることが
できる。 （第５実施形態）第１〜第４実施形態では、有機ＳＯＧ
膜５にイオン注入することで、有機ＳＯＧ膜５（改質Ｓ
ＯＧ膜７）の研磨レートを大きくしたが、本実施形態で
は、ＣＭＰで使用する研磨液自身の有機ＳＯＧ膜５に対
する濡れ性を良くする（有機ＳＯＧ膜５に滴下したとき
の接触角が小さな研磨液を用いる）ことにより、有機Ｓ
ＯＧ膜５の研磨レートを大きくする。
【００５５】例えば、上記実施形態で使用した研磨液
（水酸化カリウム水溶液又はアンモニア水溶液に、シリ
カなどの研磨剤を懸濁したもの）に、界面活性剤（例え
ば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの脂肪酸化合
物）を、例えば０．１〜０．５mol/l添加することによ
り、濡れ性の良い研磨液を得ることができる。 （第６実施形態）上記第５実施形態において、改質ＳＯ
Ｇ膜７は、研磨レートが大きくなる以外にも、前述した
通り、膜中の水分が除去される上に膜が吸湿しにくくな
るという利点を有するので、このようなメリットを享受
したい場合には、ＣＭＰ後に有機ＳＯＧ膜５にイオン注
入を行えばよい。
（水酸化カリウム水溶液又はアンモニア水溶液に、シリ
カなどの研磨剤を懸濁したもの）に、界面活性剤（例え
ば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの脂肪酸化合
物）を、例えば０．１〜０．５mol/l添加することによ
り、濡れ性の良い研磨液を得ることができる。 （第６実施形態）上記第５実施形態において、改質ＳＯ
Ｇ膜７は、研磨レートが大きくなる以外にも、前述した
通り、膜中の水分が除去される上に膜が吸湿しにくくな
るという利点を有するので、このようなメリットを享受
したい場合には、ＣＭＰ後に有機ＳＯＧ膜５にイオン注
入を行えばよい。
【００５６】以下、本発明を具体化した第６の実施形態
を図面に従って説明する。但し、第１実施形態と同じ構
成部材については同符号を用い、その詳細な説明を省略
する。図１４及び図１５は本第６実施形態における半導
体装置の製造プロセスを示す断面図であり、以下この図
に従って説明する。
を図面に従って説明する。但し、第１実施形態と同じ構
成部材については同符号を用い、その詳細な説明を省略
する。図１４及び図１５は本第６実施形態における半導
体装置の製造プロセスを示す断面図であり、以下この図
に従って説明する。
【００５７】工程（イ）（図１４ａ参照）：シリコン基
板１の表面に、シリコン酸化膜２を形成し、その上に、
金属配線３を形成する。 工程（ロ）（図１４ｂ参照）： 金属配線３の上にプラ
ズマＴＥＯＳ酸化膜４を形成する。 工程（ハ）（図１４ｃ参照）：プラズマＴＥＯＳ酸化膜
４の上に有機ＳＯＧ膜５を形成する。
板１の表面に、シリコン酸化膜２を形成し、その上に、
金属配線３を形成する。 工程（ロ）（図１４ｂ参照）： 金属配線３の上にプラ
ズマＴＥＯＳ酸化膜４を形成する。 工程（ハ）（図１４ｃ参照）：プラズマＴＥＯＳ酸化膜
４の上に有機ＳＯＧ膜５を形成する。
【００５８】工程（ニ）（図１４ｄ参照）：プラズマＴ
ＥＯＳ酸化膜４と同様の手法で、有機ＳＯＧ膜５の上に
プラズマＴＥＯＳ酸化膜８（膜厚１〜２μｍ）を形成す
る。 工程（ホ）（図１５ａ参照）：以上の工程で形成したデ
バイスの表面を、ＣＭＰ法を用いて研磨する。ここで
は、上記第５実施形態で説明したものと同様の界面活性
剤入りの研磨液を用いている。このＣＭＰ法による研磨
は、同図に示すように、プラズマＴＥＯＳ酸化膜４が露
出する前に終了させる。
ＥＯＳ酸化膜４と同様の手法で、有機ＳＯＧ膜５の上に
プラズマＴＥＯＳ酸化膜８（膜厚１〜２μｍ）を形成す
る。 工程（ホ）（図１５ａ参照）：以上の工程で形成したデ
バイスの表面を、ＣＭＰ法を用いて研磨する。ここで
は、上記第５実施形態で説明したものと同様の界面活性
剤入りの研磨液を用いている。このＣＭＰ法による研磨
は、同図に示すように、プラズマＴＥＯＳ酸化膜４が露
出する前に終了させる。
【００５９】工程（ヘ）（図１５ｂ参照）：イオン注入
法を用いて、アルゴンイオン（Ａｒ +）を有機ＳＯＧ膜
５にドープする。ここでのイオン注入は、少なくともビ
アホール加工時に露出する部分にイオンを注入して有機
ＳＯＧ膜５を改質ＳＯＧ膜７として改質することによっ
て、後に形成されるビアホールの側面に改質していない
ＳＯＧ膜が露出した場合に、そのＳＯＧ膜から出たガス
に起因してビアホール内に電極を形成する際にコンタク
ト不良になるという不都合を有効に防止することができ
る。
法を用いて、アルゴンイオン（Ａｒ +）を有機ＳＯＧ膜
５にドープする。ここでのイオン注入は、少なくともビ
アホール加工時に露出する部分にイオンを注入して有機
ＳＯＧ膜５を改質ＳＯＧ膜７として改質することによっ
て、後に形成されるビアホールの側面に改質していない
ＳＯＧ膜が露出した場合に、そのＳＯＧ膜から出たガス
に起因してビアホール内に電極を形成する際にコンタク
ト不良になるという不都合を有効に防止することができ
る。
【００６０】工程（ト）（図１５ｃ参照）：大気に含ま
れる水分からの悪影響をわずかでも阻止すると共に層間
絶縁膜としての機械的強度を更に増加させるために、プ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜４と同様の手法で、ＣＭＰ法によ
り平坦化された膜の上に、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９
（膜厚２００ｎｍ）を形成する。本発明は、上記実施形
態に限定されるものではなく、以下のように実施しても
同様の作用効果を得ることができる。
れる水分からの悪影響をわずかでも阻止すると共に層間
絶縁膜としての機械的強度を更に増加させるために、プ
ラズマＴＥＯＳ酸化膜４と同様の手法で、ＣＭＰ法によ
り平坦化された膜の上に、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９
（膜厚２００ｎｍ）を形成する。本発明は、上記実施形
態に限定されるものではなく、以下のように実施しても
同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】１）有機ＳＯＧ膜５に代えて、ポリイミド
やシロキサン編成されたポリイミドなどを用いる。 ２）有機ＳＯＧ膜５に代えて無機ＳＯＧ膜を用い、この
無機ＳＯＧ膜にイオン注入を行う。この場合には、無機
ＳＯＧ膜に含まれる水分及び水酸基を減少させることが
できる。
やシロキサン編成されたポリイミドなどを用いる。 ２）有機ＳＯＧ膜５に代えて無機ＳＯＧ膜を用い、この
無機ＳＯＧ膜にイオン注入を行う。この場合には、無機
ＳＯＧ膜に含まれる水分及び水酸基を減少させることが
できる。
【００６２】３）各プラズマＴＥＯＳ酸化膜４、８、９
などのシリコン酸化膜に代えて、プラズマＣＶＤ法以外
の方法（常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ法、光励起ＣＶＤ法、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法、ＰＶ
Ｄ法など）によって形成されたシリコン酸化膜を用い
る。この場合、常圧ＣＶＤ法で用いられるガスはモノシ
ランと酸素（ＳｉＨ4＋Ｏ2）であり、成膜温度は４００
℃以下である。また、減圧ＣＶＤ法で用いられるガスは
モノシランと亜酸化窒素（ＳｉＨ4＋Ｎ2Ｏ）であり、成
膜温度は９００℃以下である。
などのシリコン酸化膜に代えて、プラズマＣＶＤ法以外
の方法（常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ法、光励起ＣＶＤ法、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法、ＰＶ
Ｄ法など）によって形成されたシリコン酸化膜を用い
る。この場合、常圧ＣＶＤ法で用いられるガスはモノシ
ランと酸素（ＳｉＨ4＋Ｏ2）であり、成膜温度は４００
℃以下である。また、減圧ＣＶＤ法で用いられるガスは
モノシランと亜酸化窒素（ＳｉＨ4＋Ｎ2Ｏ）であり、成
膜温度は９００℃以下である。
【００６３】４）各プラズマＴＥＯＳ酸化膜４、８、９
を水分及び水酸基を遮断する性質に加えて機械的強度が
高い性質を持つ他の絶縁膜（シリコン窒化膜、シリケー
トガラス膜など）に置き代える。この絶縁膜はＣＶＤ法
やＰＶＤ法などどのような方法によって形成してもよ
い。 ５）上記実施形態では、有機ＳＯＧ膜８に注入するイオ
ンとしてアルゴンイオンを用いたが、結果として有機Ｓ
ＯＧ膜８を改質するものであればどのようなイオンを用
いてもよい。
を水分及び水酸基を遮断する性質に加えて機械的強度が
高い性質を持つ他の絶縁膜（シリコン窒化膜、シリケー
トガラス膜など）に置き代える。この絶縁膜はＣＶＤ法
やＰＶＤ法などどのような方法によって形成してもよ
い。 ５）上記実施形態では、有機ＳＯＧ膜８に注入するイオ
ンとしてアルゴンイオンを用いたが、結果として有機Ｓ
ＯＧ膜８を改質するものであればどのようなイオンを用
いてもよい。
【００６４】具体的には、アルゴン、ホウ素、窒素、リ
ンなどの質量の比較的小さいイオンが適しているが、こ
れら以外にも以下に示すイオンも十分に効果が期待でき
る。 ：アルゴン以外の不活性ガスイオン（ヘリウムイオン、
ネオンイオン、クリプトンイオン、キセノンイオン、ラ
ドンイオン）。不活性ガスは有機ＳＯＧ膜８と反応しな
いため、イオン注入によって悪影響が生じる恐れが全く
ない。
ンなどの質量の比較的小さいイオンが適しているが、こ
れら以外にも以下に示すイオンも十分に効果が期待でき
る。 ：アルゴン以外の不活性ガスイオン（ヘリウムイオン、
ネオンイオン、クリプトンイオン、キセノンイオン、ラ
ドンイオン）。不活性ガスは有機ＳＯＧ膜８と反応しな
いため、イオン注入によって悪影響が生じる恐れが全く
ない。
【００６５】：ホウ素及び窒素以外のIII b,IV b,Vb,VI
b,VII bの各族の元素単体イオン及びそれらの化合物イ
オン。特に、酸素、アルミ、イオウ、塩素、ガリウム、
ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、アンチモン、ヨウ
素、インジウム、スズ、テルル、鉛、ビスマスの元素単
体イオン及びそれらの化合物イオン。この中で、金属元
素イオンについては、イオン注入後の有機ＳＯＧ膜８の
誘電率を低く抑えることができる。
b,VII bの各族の元素単体イオン及びそれらの化合物イ
オン。特に、酸素、アルミ、イオウ、塩素、ガリウム、
ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、アンチモン、ヨウ
素、インジウム、スズ、テルル、鉛、ビスマスの元素単
体イオン及びそれらの化合物イオン。この中で、金属元
素イオンについては、イオン注入後の有機ＳＯＧ膜８の
誘電率を低く抑えることができる。
【００６６】：IVa族,Va族の元素単体イオン及びそれら
の化合物イオン。特に、チタン、バナジウム、ニオブ、
ハフニウム、タンタルの元素単体イオン及びそれらの化
合物イオン。IVa族,Va族の元素の酸化物は誘電率が高い
ため、イオン注入後の有機ＳＯＧ膜８の誘電率も高くな
るが、特に低い誘電率の層間絶縁膜が要求される場合以
外には実用上問題ない。
の化合物イオン。特に、チタン、バナジウム、ニオブ、
ハフニウム、タンタルの元素単体イオン及びそれらの化
合物イオン。IVa族,Va族の元素の酸化物は誘電率が高い
ため、イオン注入後の有機ＳＯＧ膜８の誘電率も高くな
るが、特に低い誘電率の層間絶縁膜が要求される場合以
外には実用上問題ない。
【００６７】：各イオンを複数種類組み合わせて用い
る。この場合、各イオンの相乗作用により更に優れた効
果を得ることができる。 ６）改質ＳＯＧ膜７に熱処理を施す。この場合、改質Ｓ
ＯＧ膜７中のダングリングボンドが少なくなるため、吸
湿性が更に小さくなり、水分の透過もさらに少なくな
る。
る。この場合、各イオンの相乗作用により更に優れた効
果を得ることができる。 ６）改質ＳＯＧ膜７に熱処理を施す。この場合、改質Ｓ
ＯＧ膜７中のダングリングボンドが少なくなるため、吸
湿性が更に小さくなり、水分の透過もさらに少なくな
る。
【００６８】７）上記各実施形態では、有機ＳＯＧ膜５
にイオンを注入しているが、イオンに限らず、電子、原
子、分子、粒子でもよい（本発明ではこれらを総称して
不純物とする）。 ８）改質ＳＯＧ膜７は有機ＳＯＧ膜５に比べて、吸湿
性、耐水性及び機械的強度が格段に優れている。従っ
て、各実施形態において、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９は
適宜省略してもよい。
にイオンを注入しているが、イオンに限らず、電子、原
子、分子、粒子でもよい（本発明ではこれらを総称して
不純物とする）。 ８）改質ＳＯＧ膜７は有機ＳＯＧ膜５に比べて、吸湿
性、耐水性及び機械的強度が格段に優れている。従っ
て、各実施形態において、プラズマＴＥＯＳ酸化膜９は
適宜省略してもよい。
【００６９】
【発明の効果】本発明にあっては、ＣＭＰなどによる研
磨作業性が向上し、また、スクラッチなどの欠陥も発生
しにくい。従って、平坦性に優れ且つ特性の良好な層間
絶縁膜を得ることができ、しかも、半導体装置としての
スループットの向上及び製造コストの低減に寄与するも
のである。
磨作業性が向上し、また、スクラッチなどの欠陥も発生
しにくい。従って、平坦性に優れ且つ特性の良好な層間
絶縁膜を得ることができ、しかも、半導体装置としての
スループットの向上及び製造コストの低減に寄与するも
のである。
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造
過程を示す断面図である。
過程を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造
過程を示す断面図である。
過程を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造
過程を示す断面図である。
過程を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造
過程を示す断面図である。
過程を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造
過程を示す断面図である。
過程を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る半導体装置の製造
過程を示す断面図である。
過程を示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る半導体装置の製造
過程を示す断面図である。
過程を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態を説明するための特性図であ
る。
る。
【図９】本発明の実施形態を説明するための特性図であ
る。
る。
【図１０】本発明の実施形態を説明するための特性図で
ある。
ある。
【図１１】本発明の実施形態を説明するための特性図で
ある。
ある。
【図１２】本発明の実施形態を説明するための図であ
る。
る。
【図１３】本発明の実施形態を説明するための特性図で
ある。
ある。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る半導体装置の製
造過程を示す断面図である。
造過程を示す断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る半導体装置の製
造過程を示す断面図である。
造過程を示す断面図である。
１ シリコン基板（基板） ３ 金属配線 ４ プラズマＴＥＯＳ酸化膜（第４の絶縁膜） ５ 有機ＳＯＧ膜（第１の絶縁膜） ６ アルゴンイオン（不純物） ７ 改質ＳＯＧ膜（第１の絶縁膜） ８ プラズマＴＥＯＳ酸化膜（第２の絶縁膜） ９ プラズマＴＥＯＳ酸化膜（第３の絶縁膜） １０ 層間絶縁膜 １１ フォトレジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−99195（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−253643（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−7451（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−17770（ＪＰ，Ａ) 米国特許5429990（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/31 - 21/3213 H01L 21/768
Claims (15)
- 【請求項１】 不純物が導入されることによって膜中に
含まれる水分や水酸基が減少するよう改質されると共に
化学的・機械的研磨処理における研磨レートが大きくな
った後の有機ＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜の表面を研
磨することにより平坦化することを特徴とした半導体装
置の製造方法。 - 【請求項２】 基板上にＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜
を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁
膜を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜を形成する前又は後に、前記第１の絶
縁膜の少なくとも表面層に不純物を導入することによっ
て化学的・機械的研磨処理における研磨レートを大きく
する工程と、 前記第１及び第２の絶縁膜を研磨することにより平坦化
する工程と、を含むことを特徴とした半導体装置の製造
方法。 - 【請求項３】 基板上にＳＯＧ膜からなる第１の絶縁膜
を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第２の絶縁膜を形成する前又は後に、前記第１の絶
縁膜の少なくとも表面層に不純物を導入することによっ
て膜中に含まれる水分や水酸基が減少するよう改質する
と共に化学的・機械的研磨処理における研磨レートを大
きくする工程と、 前記第２の絶縁膜を研磨することにより平坦化する工程
と、を含むことを特徴とした半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法
により形成されたシリコン酸化膜からなることを特徴と
した請求項２又は３に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 基板上に有機ＳＯＧ膜からなる第１の絶
縁膜を形成する工程と、 この第１の絶縁膜の少なくとも表面層に不純物を導入す
ることによって膜中に含まれる水分や水酸基が減少する
よう改質すると共に化学的・機械的研磨処理における研
磨レートを大きくする工程と、 前記第１の絶縁膜を研磨することにより平坦化する工程
と、 を含むことを特徴とした半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 基板上に有機ＳＯＧ膜からなる第１の絶
縁膜を形成する工程と、 この第１の絶縁膜の表面層に不純物を導入することによ
って膜中に含まれる水分や水酸基が減少するよう改質す
ると共に化学的・機械的研磨処理における研磨レートを
大きくする工程と、 前記第１の絶縁膜を研磨することにより平坦化する工程
と、を含むことを特徴とした半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記第１の絶縁膜に不純物を導入する前
に、デバイス表面にフォトレジスト膜を形成し、不純物
の導入を前記フォトレジスト膜を介して行うことを特徴
とした請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項８】 研磨後、デバイス表面に第３の絶縁膜を
形成する工程を行うことを特徴とした請求項１乃至７の
いずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記第１の絶縁膜を形成する前に、デバ
イス表面に第４の絶縁膜を形成することを特徴とした請
求項１乃至８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項１０】 前記第１の絶縁膜として、有機ＳＯＧ
を用いたことを特徴とする請求項２又は３に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記不純物が導入された後の第１の絶
縁膜が、この膜に対する純水の接触角度が３０度以下で
あることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第１の絶縁膜として、無機ＳＯＧ
を用いたことを特徴とする請求項２又は３に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 前記研磨は、化学的・機械的研磨法を
用いて行うことを特徴とした請求項１乃至１２のいずれ
か１項に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１４】 前記不純物を導入する工程は、イオン
注入法などのように、不純物に運動エネルギーを与えて
前記第１の絶縁膜に導入する工程であることを特徴とし
た請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項１５】 前記不純物は、アルゴン、ボロン、窒
素、リンからなるグループより選ばれた少なくとも１つ
の元素を含むことを特徴とした請求項１４に記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9204942A JP3015763B2 (ja) | 1996-08-30 | 1997-07-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23082696 | 1996-08-30 | ||
| JP8-230826 | 1997-01-23 | ||
| JP1042697 | 1997-01-23 | ||
| JP9-10426 | 1997-01-23 | ||
| JP9204942A JP3015763B2 (ja) | 1996-08-30 | 1997-07-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270447A JPH10270447A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3015763B2 true JP3015763B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=27278960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9204942A Expired - Fee Related JP3015763B2 (ja) | 1996-08-30 | 1997-07-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3015763B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100383498B1 (ko) | 1996-08-30 | 2003-08-19 | 산요 덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 제조방법 |
| JP3204316B2 (ja) | 1998-12-28 | 2001-09-04 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP4075247B2 (ja) | 1999-09-30 | 2008-04-16 | Ｊｓｒ株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体 |
| KR20010064084A (ko) * | 1999-12-24 | 2001-07-09 | 박종섭 | 폴리머계 저유전율 층간절연막의 새로운 화학적·기계적평탄화 방법 |
| KR100557584B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2006-03-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 평탄화방법 |
| TW572980B (en) | 2000-01-12 | 2004-01-21 | Jsr Corp | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing process |
| JP2001269859A (ja) | 2000-03-27 | 2001-10-02 | Jsr Corp | 化学機械研磨用水系分散体 |
| JP3837277B2 (ja) | 2000-06-30 | 2006-10-25 | 株式会社東芝 | 銅の研磨に用いる化学機械研磨用水系分散体及び化学機械研磨方法 |
| JPWO2003038883A1 (ja) | 2001-10-31 | 2005-02-24 | 日立化成工業株式会社 | 研磨液及び研磨方法 |
| US6917110B2 (en) | 2001-12-07 | 2005-07-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device comprising an interconnect structure with a modified low dielectric insulation layer |
| KR100928097B1 (ko) | 2002-12-28 | 2009-11-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 분리패턴의 이온주입 영역의 형성방법 |
| DE102007030058B3 (de) * | 2007-06-29 | 2008-12-24 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Technik zur Herstellung eines dielektrischen Zwischenschichtmaterials mit erhöhter Zuverlässigkeit über einer Struktur, die dichtliegende Leitungen aufweist |
| JP5209402B2 (ja) * | 2008-08-07 | 2013-06-12 | 株式会社荏原製作所 | 樹脂材料を含む基材の平坦化方法及び平坦化装置 |
| US8178787B2 (en) * | 2008-08-26 | 2012-05-15 | Snu R&Db Foundation | Circuit board including aligned nanostructures |
| JP2011018760A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Yamaha Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP6955489B2 (ja) * | 2015-10-23 | 2021-10-27 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 先進ｃｍｐ及び凹部流れのための間隙充填膜の修正 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP9204942A patent/JP3015763B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10270447A (ja) | 1998-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3015763B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6962869B1 (en) | SiOCH low k surface protection layer formation by CxHy gas plasma treatment | |
| US6774048B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| US8445377B2 (en) | Mechanically robust metal/low-k interconnects | |
| US7314828B2 (en) | Repairing method for low-k dielectric materials | |
| JP4302231B2 (ja) | 銅相互接続構造の形成方法 | |
| JP3015767B2 (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 | |
| JP3015717B2 (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体装置 | |
| KR100350357B1 (ko) | 반도체장치의제조방법및반도체장치 | |
| JP3015752B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100383498B1 (ko) | 반도체 장치 제조방법 | |
| US6518646B1 (en) | Semiconductor device with variable composition low-k inter-layer dielectric and method of making | |
| KR19990044960A (ko) | 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
| JP3015738B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3545250B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3015765B2 (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 | |
| JP2000106357A (ja) | 半導体装置の製造方法及び絶縁膜の形成方法 | |
| US6617240B2 (en) | Method of fabricating semiconductor device | |
| KR19980024368A (ko) | 절연막을 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
| JP3322651B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2002170881A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH11330239A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
| JP2006156519A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3733106B2 (ja) | 半導体装置 | |
| KR100483202B1 (ko) | 반도체 소자의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121217 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217 Year of fee payment: 14 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |