JPH05335242A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPH05335242A JPH05335242A JP14250492A JP14250492A JPH05335242A JP H05335242 A JPH05335242 A JP H05335242A JP 14250492 A JP14250492 A JP 14250492A JP 14250492 A JP14250492 A JP 14250492A JP H05335242 A JPH05335242 A JP H05335242A
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Abstract
Description
【０００１】〔目次〕 ・産業上の利用分野 ・従来の技術 ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段 ・作用（図３〜図７） ・実施例 本発明の第１の実施例 （イ）本発明の実施例に用いられるＣＶＤ装置（第９
図） （ロ）本発明の実施例に用いられるプラズマ処理装置
（第８図） （ハ）本発明の第１の実施例の層間絶縁膜の形成方法
（第１図） 本発明の第２の実施例（第２図） ・発明の効果[Table of Contents] -Industrial application field-Prior art-Problems to be solved by the invention-Means for solving the problems-Action (FIGS. 3 to 7) -Examples First example of the present invention Example (a) A CVD apparatus (No. 9) used in the example of the present invention
(B) Plasma processing apparatus used in the embodiment of the present invention (FIG. 8) (c) Method for forming interlayer insulating film in the first embodiment of the present invention (FIG. 1) Second embodiment of the present invention Example (Fig. 2) -Effects of the invention
【０００２】[0002]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、更に詳しく言えば、低温ＣＶＤ法により形成さ
れた絶縁膜の改質方法を含む半導体装置の製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a method for modifying an insulating film formed by a low temperature CVD method.
【０００３】[0003]
【従来の技術】近年、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion ）法による絶縁膜の形成方法には多くの方式がある
が、主として熱的ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法が用いら
れている。ところで、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Int
egrated Circuit ）、特にＤＲＡＭにおいては一層の微
細化及び高密度化が要望されている。従って、絶縁膜を
プラズマＣＶＤ法により形成するのは、ステップカバレ
ージが劣り、また形成された絶縁膜中にカーボン（Ｃ）
等不純物を含むため好ましくない。このため、微細化及
び高密度化されるＤＲＡＭの作成にはステップカバレー
ジの優れた熱的ＣＶＤ法、特に熱的に他に影響を及ぼさ
ないように低温で膜形成の可能な熱的ＣＶＤ法の適用が
注目されているが、更に膜質の改良が望まれている。2. Description of the Related Art In recent years, CVD (Chemical Vapor Deposit)
Although there are many methods for forming an insulating film by the ion) method, a thermal CVD method and a plasma CVD method are mainly used. By the way, VLSI (Very Large Scale Int)
Further miniaturization and higher density are demanded for eg rated circuits), especially for DRAMs. Therefore, when the insulating film is formed by the plasma CVD method, the step coverage is inferior, and carbon (C) is contained in the formed insulating film.
It is not preferable because it contains impurities. Therefore, a thermal CVD method having excellent step coverage, particularly a thermal CVD method capable of forming a film at a low temperature so as not to have a thermal effect on others, is used for the fabrication of a miniaturized and highly densified DRAM. Although its application is attracting attention, further improvement in film quality is desired.
【０００４】従来、低温で膜形成の可能な熱的ＣＶＤ法
として次のような条件、 反応ガス：モノシラン（ＳｉＨ4 ）／酸素（Ｏ2 ）混
合ガス，温度：350 〜450 ℃ 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）
混合ガス，温度：350〜450 ℃で行う方法がある。これ
らはいずれも形成温度が低温であるため、熱歪みを抑制
でき、周辺へ及ぼす影響が小さいので、Ａｌ配線層上の
パシベーション膜の形成等に用いられることが多い。Conventionally, the following conditions are used as a thermal CVD method capable of forming a film at a low temperature, reaction gas: monosilane (SiH 4 ) / oxygen (O 2 ) mixed gas, temperature: 350 to 450 ° C. reaction gas: organic silane (TEOS) / ozone (O 3)
Mixed gas, temperature: There is a method to carry out at 350-450 ℃. Since the formation temperature of each of these is low, thermal strain can be suppressed and the influence on the surroundings is small, so that they are often used for forming a passivation film on the Al wiring layer.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、デバイスのデ
ザインルールが１μｍ以下の場合、層間絶縁膜などの膜
質の善し悪しがデバイス特性に大きな影響を及ぼし、熱
的ＣＶＤ法により作成された層間絶縁膜にも新たに次の
ような問題が生じてきている。即ち、 形成された絶縁膜の密度が小さい 形成された絶縁膜中に水分（H2O)やSi-OH のような結
合を含んでいる Si-H等のような結合を含んでいる場合があるために、 絶縁耐圧の低下 リーク電流の増大 Ａｌ膜等のコロージョン 等による信頼性にかかわる問題を引き起こすことがあ
る。However, when the design rule of the device is 1 μm or less, the quality of the film such as the interlayer insulating film has a great influence on the device characteristics, and the interlayer insulating film formed by the thermal CVD method has a great influence. In addition, the following problems are emerging. That is, the density of the formed insulating film is low. In some cases, the formed insulating film contains a bond such as Si-H that contains a bond such as moisture (H 2 O) or Si-OH. As a result, the breakdown voltage may decrease, the leak current may increase, and problems such as corrosion due to corrosion of the Al film or the like may occur.
【０００６】この問題を解決するためには、 できるだけ高温下で膜形成を行う できるだけ成長速度を小さくして膜形成を行う ＴＥＯＳを用いた方法ではＯ3 濃度をできるだけ高め
る 成膜後、できるかぎり高温で膜をアニールする 等が行われる必要があるが、それぞれ限界がある。例え
ば、下部Ａｌ配線層を被覆する層間絶縁膜を形成する場
合にはSi基板へのＡｌの拡散やヒロックの発生などの観
点から温度を450 ℃以上にすることは望ましくない。ま
た、量産性を確保するため成長速度を余り小さくできな
い。In order to solve this problem, the film is formed at a temperature as high as possible. The film is formed at a growth rate as low as possible. In the method using TEOS, the O 3 concentration is increased as much as possible. It is necessary to anneal the film, etc., but there are limits to each. For example, when an interlayer insulating film covering the lower Al wiring layer is formed, it is not desirable to set the temperature to 450 ° C. or higher from the viewpoint of Al diffusion into the Si substrate and generation of hillocks. Further, the growth rate cannot be reduced so much in order to ensure mass productivity.
【０００７】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、低温の熱的ＣＶＤ法により形成された絶
縁膜の膜質の改良を行うことができる半導体装置の製造
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 above conventional problems, and provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving the film quality of an insulating film formed by a low temperature thermal CVD method. The purpose is.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、化
学気相成長法により被形成体上に絶縁膜を形成した後、
該被形成体の温度を上げてアンモニア（ＮＨ3 ）のプラ
ズマガスに曝すことを特徴とする半導体装置の製造方法
によって達成され、第２に、前記プラズマガスに曝して
いる間、前記被形成体の温度が350 〜450℃の範囲にあ
ることを特徴とする第１の発明に記載の半導体装置の製
造方法によって達成され、第３に、前記絶縁膜が形成さ
れる化学気相成長法は、 反応ガス：モノシラン（ＳｉＨ4 ）／酸素（Ｏ2 ）混合
ガス 温度：350 〜450 ℃ の条件により行われるものであることを特徴とする第１
の発明に記載の半導体装置の製造方法によって達成さ
れ、第４に、前記絶縁膜が形成される化学気相成長法
は、 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）混
合ガス 温度：350 〜450 ℃ の条件により行われるものであることを特徴とする第１
の発明に記載の半導体装置の製造方法によって達成さ
れ、第５に、前記化学気相成長法により形成された絶縁
膜は不純物がドープされた絶縁膜であることを特徴とす
る第１の発明に記載の半導体装置の製造方法によって達
成され、第６に、前記不純物がドープされた絶縁膜はＰ
ＳＧ膜，ＢＳＧ膜或いはＢＰＳＧ膜のいずれかであるこ
とを特徴とする第５の発明に記載の半導体装置の製造方
法によって達成され、第７に、前記化学気相成長法は常
圧下で行われるものであることを特徴とする第１〜第６
の発明のいずれかに記載の半導体装置の製造方法によっ
て達成され、第８に、前記化学気相成長法は減圧下で行
われるものであることを特徴とする第１〜第６の発明の
いずれかに記載の半導体装置の製造方法によって達成さ
れ、第９に、第１の発明に記載の製造方法を２回以上繰
り返し行うことにより前記被形成体上に絶縁膜を形成す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成
される。The above-mentioned problems are as follows. First, after forming an insulating film on an object to be formed by chemical vapor deposition,
This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises raising the temperature of the object to be formed and exposing it to a plasma gas of ammonia (NH 3 ), and secondly, the object to be formed during the exposure to the plasma gas. The temperature is in the range of 350 to 450 ° C., which is achieved by the method for manufacturing a semiconductor device according to the first invention, and thirdly, the chemical vapor deposition method in which the insulating film is formed, Reaction gas: monosilane (SiH 4 ) / oxygen (O 2 ) mixed gas Temperature: 350 to 450 ° C.
Fourthly, the chemical vapor deposition method, which is achieved by the method for manufacturing a semiconductor device according to the invention described in 1) above, forms an insulating film, using a reaction gas: organosilane (TEOS) / ozone (O 3 ) mixed gas; First, characterized in that it is carried out under the condition of 350 to 450 ℃
And a fifth aspect of the present invention, wherein the insulating film formed by the chemical vapor deposition method is an insulating film doped with impurities. Sixthly achieved by the method for manufacturing a semiconductor device described above, and sixthly, the insulating film doped with the impurity is P
This is achieved by the method for manufacturing a semiconductor device according to the fifth invention, which is one of an SG film, a BSG film and a BPSG film. Seventh, the chemical vapor deposition method is performed under normal pressure. First to sixth characterized in that
Any one of the first to sixth inventions, which is achieved by the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the inventions, and eighthly, the chemical vapor deposition method is performed under reduced pressure. A ninth aspect of the present invention is achieved by the method of manufacturing a semiconductor device described above, and ninthly, an insulating film is formed on the formation object by repeating the manufacturing method described in the first invention twice or more. This is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device.
【０００９】[0009]
【作用】本発明の作用について本願発明者の行った実験
に基づいて説明する。図４（ａ），（ｂ），図５
（ｃ），図６（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）は本
願発明者の行った実験結果である。また、図８（ａ）
は、本願発明者の行った実験に用いたプラズマ処理装置
の構成等を示す図である。The operation of the present invention will be described based on the experiments conducted by the inventor of the present application. 4 (a), (b), and FIG.
(C), FIG. 6 (a), (b), FIG. 7 (c), (d) are the experimental results conducted by the inventor of the present application. In addition, FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration and the like of a plasma processing apparatus used in an experiment conducted by the inventor of the present application.
【００１０】この実験に用いた試料は、図３（ａ），
（ｂ）に示すようにして作成された。即ち、図９に示す
ようなＣＶＤ装置により、 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）
混合ガス（Ｏ3 濃度：５％ ｉｎ Ｏ2 ） ウエハ温度：400 ℃ 形成速度：800 〜1000Å／分 のような条件で、膜厚6000〜8000ÅのＣＶＤSiO2膜１１
を、Si基板（ウエハ）９上の、熱酸化により形成された
SiO2膜１０の上に形成する（図３（ａ))。The sample used in this experiment is shown in FIG.
It was prepared as shown in (b). That is, the reaction gas: organosilane (TEOS) / ozone (O 3 ) was used by a CVD apparatus as shown in FIG.
Mixed gas (O 3 concentration: 5% in O 2 ) Wafer temperature: 400 ° C. Forming rate: 800 to 1000Å / min, CVDSiO 2 film 11 of film thickness 6000 to 8000Å
Was formed on the Si substrate (wafer) 9 by thermal oxidation.
It is formed on the SiO 2 film 10 (FIG. 3A).
【００１１】次いで、このウエハ９を、例えば図８
（ａ）に示すような平行平板型のプラズマ処理装置のチ
ャンバ１２内のウエハ載置台１６に載置した後、ヒータ
で加熱し、ウエハ温度を一定温度に保持し、続いて、ア
ンモニア（ＮＨ3 ）ガスをガス導入口１３からチャンバ
１２内に導入した後、ＲＦ電源１８により周波数13.56
ＭＨｚの電力を印加してアンモニアガスを活性化・プラ
ズマ化し、所定の時間保持する。ここで、印加電力，プ
ラズマ処理時間及びウエハ温度については以下に示すよ
うに種々の条件で行った。Then, the wafer 9 is, for example, as shown in FIG.
After being placed on the wafer stage 16 in the chamber 12 of the parallel plate type plasma processing apparatus as shown in (a), it is heated by a heater to keep the wafer temperature at a constant temperature, and then ammonia (NH 3 ) After introducing the gas into the chamber 12 through the gas introduction port 13, the RF power supply 18 causes the frequency of 13.56.
A power of MHz is applied to activate the ammonia gas and turn it into plasma, which is held for a predetermined time. Here, the applied power, plasma processing time, and wafer temperature were set under various conditions as shown below.
【００１２】印加電力：100 ，200 ，300 Ｗ プラズマ処理時間：１，２，５分 ウエハ温度：200 ，300 ，400 ℃ 次に、このようにして処理されたＣＶＤSiO2膜11ａにつ
いて、 電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査 赤外吸収スペクトルによる膜の組成の調査 を行った。なお、比較のため、プラズマ処理を行わない
ＣＶＤSiO2膜や熱酸化により形成された熱酸化膜につい
ても同様に調査を行った。また、上記と同じＣＶＤSiO2
膜等についてアンモニアのプラズマガスの代わりに、酸
素ガス又は窒素ガスのプラズマガスを用いて処理を行っ
た場合についても同様に調査を行った。その結果を図７
（ｄ）に示す。Applied power: 100, 200, 300 W Plasma processing time: 1, 2, 5 minutes Wafer temperature: 200, 300, 400 ° C. Next, with respect to the CVD SiO 2 film 11a thus processed, electrochemically Investigation of water content in the film by the method The composition of the film was investigated by infrared absorption spectrum. For comparison, a CVD SiO 2 film not subjected to plasma treatment and a thermal oxide film formed by thermal oxidation were similarly investigated. Also, the same CVD SiO 2 as above
The same investigation was carried out when the film or the like was treated using a plasma gas of oxygen gas or nitrogen gas instead of the plasma gas of ammonia. The result is shown in Fig. 7.
It shows in (d).
【００１３】上記の２種類の調査の結果について、それ
ぞれ図４（ａ），（ｂ），図５（ｃ）、及び図６
（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）に示す。最初に、
電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査結果につ
いて説明する。図４（ａ）はウエハ温度400 ℃，プラズ
マ処理時間１分一定の条件での印加電力に対する膜中の
含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すものであり、
含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較して半
分程度に減少している。The results of the above two types of investigations are shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), 5 (c) and 6 respectively.
(A), (b), FIG. 7 (c), (d) are shown. At first,
The results of investigation of the water content in the film by the electrochemical method will be described. FIG. 4 (a) shows changes in the water content (wt%) in the film with respect to the applied power under the conditions where the wafer temperature is 400 ° C. and the plasma processing time is 1 minute.
The water content is reduced to about half of that of the sample without plasma treatment.
【００１４】また、図４（ｂ) はウエハ温度400 ℃，印
加電力200 Ｗ一定の条件でのプラズマ処理時間に対する
膜中の含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すもので
あり、含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較
して半分程度に減少している。FIG. 4 (b) shows changes in the water content (wt%) in the film with respect to the plasma processing time under the conditions of a wafer temperature of 400 ° C. and an applied power of 200 W. Is reduced to about half compared to the sample not subjected to plasma treatment.
【００１５】更に、図５（ｃ) は印加電力200 Ｗ，プラ
ズマ処理時間１分一定の条件でのウエハ温度に対する膜
中の含有水分量（ｗｔ％）の変化について示すものであ
り、含有水分量はプラズマ処理を行わない試料と比較し
て半分程度に減少している。Further, FIG. 5 (c) shows changes in the water content (wt%) in the film with respect to the wafer temperature under the conditions of an applied power of 200 W and a plasma processing time of 1 minute. Is reduced to about half compared to the sample not subjected to plasma treatment.
【００１６】以上の結果によれば、プラズマ処理を行う
ことより水分含有量が減少しているので、ＣＶＤSiO2膜
11ａはより緻密になっていると考えられる。次に、赤外
吸収スペクトルによる膜の組成の調査結果について説明
する。図６（ａ）は、プラズマ処理時間１分，ウエハ温
度400 ℃一定の条件で、処理した試料についてのH2O の
存在を調査した結果で、波数（ｎｍ -1 ）に対する吸収
度の変化を印加電力をパラメータとして表示している。
なお、縦軸の吸収度は各パラメータに対応する各ライン
についてそれぞれ任意にとってある。その結果によれ
ば、プラズマ処理しないものは水分の結合等のない場合
に相当する点線からはずれてピーク（膨らみ）を有する
が、プラズマ処理を行ったものは、印加電力に関係な
く、H2O の結合を示すピークが消失している。According to the above results, since the water content is reduced by performing the plasma treatment, the CVD SiO 2 film is formed.
11a is considered to be more precise. Next, the investigation result of the composition of the film by the infrared absorption spectrum will be described. 6 (a) is a plasma treatment time 1 minute, at a wafer temperature 400 ° C. certain conditions, the result of the examination of the presence of of H 2 O for the treated sample, the change in absorbance against wave number (nm -1) The applied power is displayed as a parameter.
The absorbance on the vertical axis is arbitrary for each line corresponding to each parameter. According to the results, those without plasma treatment have peaks (bulges) that deviate from the dotted line corresponding to the case where there is no binding of moisture etc., but those without plasma treatment have H 2 O The peak indicating the binding of has disappeared.
【００１７】更に、図６（ｂ）は、印加電力200 Ｗ，ウ
エハ温度400 ℃一定の条件でプラズマ処理時間をパラメ
ータとして処理した試料についてのH2O の存在の調査結
果を示すものである。その結果、プラズマ処理時間に関
係なく、プラズマ処理を行ったものは、H2O の結合を示
すピークが消失している。Further, FIG. 6 (b) shows the examination result of the presence of H 2 O in the sample processed with the plasma processing time as a parameter under the conditions of the applied power of 200 W and the wafer temperature of 400 ° C. As a result, regardless of the plasma treatment time, the peak showing the H 2 O bond disappeared in the plasma-treated product.
【００１８】また、図７（ｃ）は、印加電力200 Ｗ，プ
ラズマ処理時間１分一定の条件で、ウエハ温度をパラメ
ータとして処理した試料についてのH2O の存在の調査結
果を示すものである。その結果、ウエハ温度が高くなる
に従い、H2O の結合を示すピークが次第に小さくなって
消失している。Further, FIG. 7 (c) shows the examination result of the presence of H 2 O in the sample processed with the wafer temperature as a parameter under the condition that the applied power is 200 W and the plasma processing time is 1 minute. . As a result, as the wafer temperature rises, the peak showing the H 2 O bond gradually decreases and disappears.
【００１９】なお、図７（ｄ）は、比較例として、上記
と同じＣＶＤSiO2膜等についてアンモニアのプラズマガ
スの代わりに、酸素，窒素又はアルゴンのプラズマガス
を用いて処理を行ったものであるが、プラズマ処理時間
が長くなるに従い、H2O の結合を示すピークが次第に小
さくなっている。しかし、アンモニアのプラズマガスの
場合と異なり、実験の範囲内ではプラズマ処理時間が最
大の３０分の場合にもそのピークが僅かに認められた。
この結果により、アンモニアのプラズマガスの方が酸
素，窒素又はアルゴンのプラズマガスよりも効果が大き
いことが認められる。Incidentally, FIG. 7D shows, as a comparative example, the same CVD SiO 2 film as described above was processed using a plasma gas of oxygen, nitrogen or argon instead of the plasma gas of ammonia. However, as the plasma treatment time becomes longer, the peak showing the binding of H 2 O becomes gradually smaller. However, unlike the case of the plasma gas of ammonia, the peak was slightly recognized even in the case of the maximum plasma treatment time of 30 minutes within the range of the experiment.
This result confirms that the ammonia plasma gas is more effective than the oxygen, nitrogen or argon plasma gas.
【００２０】以上の２種の異なる調査結果によれば、プ
ラズマ処理を行うことにより、H2Oの結合が消失し、Ｃ
ＶＤSiO2膜11ａがより緻密になってくる。これは、プラ
ズマ中の活性ラジカル粒子がＣＶＤSiO2膜１１の表面に
衝突することにより、また放電によって発生する紫外光
によりＣＶＤSiO2膜１１表面及び内部が照射を受けるこ
とにより、H2O 等がＣＶＤSiO2膜１１の外に排出される
ためと考えられる。According to the results of the two different investigations described above, the plasma treatment causes the disappearance of the H 2 O bond, and
The VDSiO 2 film 11a becomes denser. This is because active radical particles in the plasma collide with the surface of the CVDSiO 2 film 11, also by the ultraviolet light generated by the discharge CVDSiO 2 film 11 surface and internal irradiated, H 2 O, and the like are CVDSiO 2 It is considered that this is because it is discharged to the outside of the membrane 11.
【００２１】以上のように、本発明のプラズマ処理によ
れば、水分（H2O)等の結合を消失させて、低温で形成さ
れたＣＶＤSiO2膜11ａの緻密性を増しているので、ＣＶ
ＤSiO2膜11ａの内部から水分等の生成の原因になる要因
を取り除くとともに、ＣＶＤSiO2膜11ａの外部からの水
分等の浸入を防止することができる。As described above, according to the plasma treatment of the present invention, the bond of moisture (H 2 O) and the like is eliminated, and the denseness of the CVD SiO 2 film 11a formed at a low temperature is increased.
As well as eliminating the factors that from the inside of DSIO 2 film 11a causes the production of water, etc., it is possible to prevent intrusion of moisture or the like from the outside of the CVD SiO 2 film 11a.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。 本発明の製造方法の第１の実施例 図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例の層間絶縁
膜の形成方法を説明する断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment of Manufacturing Method of the Present Invention FIGS. 1A to 1D are sectional views illustrating a method of forming an interlayer insulating film according to a first embodiment of the present invention.
【００２３】また、図９は層間絶縁膜の形成に用いられ
るＣＶＤ装置、図８（ａ）は、本発明の第１の実施例に
係る、図９のＣＶＤ装置により形成された層間絶縁膜の
プラズマ処理に用いられるプラズマ処理装置の構成図で
ある。FIG. 9 shows a CVD apparatus used for forming an interlayer insulating film, and FIG. 8A shows an interlayer insulating film formed by the CVD apparatus shown in FIG. 9 according to the first embodiment of the present invention. It is a block diagram of the plasma processing apparatus used for plasma processing.
【００２４】まず、このようなＣＶＤ装置及びプラズマ
処理装置について説明する。 （イ）実施例に用いられるＣＶＤ装置 図９はＴＥＯＳ／Ｏ3 混合ガスを用いた熱的ＣＶＤ法に
よりSiO2膜を形成するＣＶＤ装置である。First, such a CVD apparatus and plasma processing apparatus will be described. (A) CVD apparatus used in Examples FIG. 9 shows a CVD apparatus for forming a SiO 2 film by a thermal CVD method using a TEOS / O 3 mixed gas.
【００２５】同図において、２６はチャンバ、２７はチ
ャンバ２６内に反応ガスを導入するための反応ガス導入
口、２８はチャンバ１２内を減圧したり、処理済のガス
等をチャンバ２６から排出したりするための排気口、３
０は被形成体としてのウエハ１が載置され、ウエハ１を
加熱するヒータが内蔵されているウエハ載置台、３１は
反応ガスをウエハ１上に降り注せるガスシャワーであ
る。In the figure, reference numeral 26 is a chamber, 27 is a reaction gas inlet for introducing a reaction gas into the chamber 26, 28 is a pressure reducing inside the chamber 12, and a processed gas or the like is discharged from the chamber 26. Exhaust outlet for 3
Reference numeral 0 is a wafer mounting table on which a wafer 1 as a formation object is mounted and a heater for heating the wafer 1 is built in, and 31 is a gas shower for pouring a reaction gas onto the wafer 1.
【００２６】また、32ａは反応ガスをチャンバ２６に送
るガス配管で、オゾン（Ｏ3 ）ガスやＴＥＯＳ溶液を含
む窒素ガスその他を流すガス配管32ｂ，32ｃ，32ｅ，32
ｇが接続されている。32ｂは酸素（Ｏ2 ）ガス、又はオ
ゾン発生装置３３により形成されたオゾンガスを流すガ
ス配管、32ｃはＴＥＯＳ溶液を含む窒素（Ｎ2 ）ガスを
流すガス配管、32ｅはＴＭＰＯ又はＴＭＯＰ（Tri Mety
l Phosphate ：PO(OCH 3)3 ；以下、ＴＭＰＯと称す。）
溶液を含む窒素ガスを流すガス配管、32ｇはＴＥＢ（Tr
i Etyl Borate ）溶液を含む窒素ガスを流すガス配管
で、それぞれのガス配管32ｂ，32ｃ，32ｅ，32ｇに、通
流／停止を調整するバルブ35ａ〜35ｃ，35ｅ，35ｇが設
けられている。更に、32ｄ，32ｆ及び32ｈはそれぞれ窒
素ガスをＴＥＯＳ溶液，ＴＭＰＯ溶液及びＴＥＢ溶液に
送るガス配管で、それぞれのガス配管32ｄ，32ｆ，32ｈ
に、通流／停止を調整するバルブ35ｄ，35ｆ，35ｈが設
けられている。32a sends the reaction gas to the chamber 26.
Ozone (O3) Including gas and TEOS solution
Gas pipes 32b, 32c, 32e, 32 for supplying nitrogen gas and others
g is connected. 32b is oxygen (O2) Gas or Oh
A gas for flowing the ozone gas formed by the ozone generator 33.
The pipe 32c is a nitrogen (N) containing TEOS solution.2) Gas
Flowing gas pipe, 32e is TMPO or TMOP (Tri Mety
l Phosphate: PO (OCH 3)3Hereinafter referred to as TMPO. )
Gas pipe for flowing nitrogen gas containing solution, 32 g is TEB (Tr
i Etyl Borate) Gas pipe for flowing nitrogen gas containing solution
To the respective gas pipes 32b, 32c, 32e, 32g.
Valves 35a-35c, 35e, 35g for adjusting flow / stop are installed.
It has been burned. Furthermore, 32d, 32f and 32h are respectively
Elementary gas into TEOS solution, TMPO solution and TEB solution
Gas pipes to send, 32d, 32f, 32h
The valves 35d, 35f, 35h for adjusting the flow / stop are installed in the
It has been burned.
【００２７】また、３３はガス配管32ｂと接続されてい
るオゾン発生装置、34ａ〜34ｃはそれぞれＴＥＯＳ溶
液，ＴＭＰＯ溶液及びＴＥＢ溶液を加熱・保温するヒー
タ、36ａ〜36ｄは酸素ガスやキャリアガスとしての窒素
ガスの流量を調整するマスフローコントローラである。Further, 33 is an ozone generator connected to the gas pipe 32b, 34a to 34c are heaters for heating and keeping the TEOS solution, TMPO solution and TEB solution respectively, and 36a to 36d are oxygen gas and carrier gas. It is a mass flow controller that adjusts the flow rate of nitrogen gas.
【００２８】なお、ＴＭＰＯ溶液はＰＳＧ（リンガラ
ス) 膜を形成する際に用いられ、ＴＥＢ溶液はＢＳＧ
（ボロンガラス）膜を形成する際に用いられ、更にＢＰ
ＳＧ（ボロン−リンガラス）膜を形成する際にはこれら
の溶液が両方用いられる。 （ロ）実施例に用いられるプラズマ処理装置 また、図８（ａ）は平行平板型のプラズマ処理装置で、
図中符号１２はチャンバ、１３は処理ガスとしてのアン
モニア（ＮＨ3 ）ガスをチャンバ１２内に導入するガス
導入口、１４はチャンバ１２内を減圧したり、処理済等
のガスを排出したりするための排気口、１６はウエハ１
を加熱するヒータが内蔵されたウエハ載置台、１７はガ
スをプラズマ化するための一方の電極で、この電極１７
に接続されているＲＦ電源１８により、この電極１７
と、アースされているウエハ載置台１６との間に交流の
電圧を印加し、チャンバ１２内に導入された処理ガスを
プラズマ化する。The TMPO solution is used when forming a PSG (phosphorus glass) film, and the TEB solution is BSG.
Used when forming a (boron glass) film, and further BP
Both of these solutions are used when forming an SG (boron-phosphorus glass) film. (B) Plasma processing apparatus used in the embodiment Further, FIG. 8A shows a parallel plate type plasma processing apparatus,
In the figure, reference numeral 12 is a chamber, 13 is a gas inlet for introducing an ammonia (NH 3 ) gas as a processing gas into the chamber 12, and 14 is a pressure reducing inside the chamber 12 and a gas such as a processed gas is discharged. Exhaust port 16 for the wafer 1
A wafer mounting table having a built-in heater for heating the gas, and 17 is one electrode for converting gas into plasma.
An RF power source 18 connected to
AC voltage is applied between the wafer and the wafer mounting table 16 which is grounded, and the processing gas introduced into the chamber 12 is turned into plasma.
【００２９】更に、図８（ｂ）はバッチ処理が可能なホ
ットウオール型の他のプラズマ処理装置で、図中符号１
９は石英管からなるチャンバ、２０は処理ガスとしての
アンモニアガスをチャンバ１９内に導入するガス導入
口、２１はチャンバ１９内を減圧したり、処理済等のガ
スを排出したりするための排気口、２３はガスをプラズ
マ化するための一対の放電用電極で、一方の電極に接続
されているＲＦ電源２４により、一方の電極と、アース
されている他方の電極との間に交流の電圧を印加し、チ
ャンバ１９内に導入された処理ガスをプラズマ化する。 （ハ）本発明の第１の実施例の層間絶縁膜の形成方法 次に、図９のＣＶＤ装置と図８（ａ）のプラズマ処理装
置とを用いて、半導体基板上に層間絶縁膜を形成する本
発明の実施例について図１（ａ）〜（ｄ）を参照しなが
ら説明する。Further, FIG. 8 (b) shows another hot-wall type plasma processing apparatus capable of batch processing.
Reference numeral 9 is a chamber made of a quartz tube, 20 is a gas inlet for introducing ammonia gas as a processing gas into the chamber 19, and 21 is exhaust gas for decompressing the inside of the chamber 19 or for discharging a gas such as a processed gas. Mouth and 23 are a pair of discharge electrodes for converting the gas into plasma, and an AC voltage is applied between one electrode and the other electrode grounded by an RF power source 24 connected to the one electrode. Is applied to turn the processing gas introduced into the chamber 19 into plasma. (C) Method for Forming Interlayer Insulating Film of First Embodiment of Present Invention Next, an interlayer insulating film is formed on a semiconductor substrate by using the CVD apparatus shown in FIG. 9 and the plasma processing apparatus shown in FIG. 8A. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００３０】まず、図１（ａ）に示すように、Si基板
（ウエハ：半導体基板）１上に熱酸化によりSiO2膜２を
形成した後、SiO2膜２上にＡｌ配線３ａ〜３ｃを形成す
る。以上が被形成体を構成する。First, as shown in FIG. 1A, a SiO 2 film 2 is formed on a Si substrate (wafer: semiconductor substrate) by thermal oxidation, and then Al wirings 3a to 3c are formed on the SiO 2 film 2. Form. The above constitutes the object to be formed.
【００３１】次いで、図９のＣＶＤ装置のチャンバ２６
内のウエハ載置台３０にウエハ１を載置した後、ウエハ
１をヒータにより加熱し、温度約400 ℃に保持するとと
もに、バルブ35ａ，35ｂを開放して酸素ガスをオゾン発
生器３３に通流させ、マスフローコントローラ36ａを調
整しながら、酸素ガス中のオゾンガス濃度が約１％にな
るようにしてガス配管３２に導く。また、このとき同時
にバルブ35ｃ，35ｄを開放し、マスフローコントローラ
36ｂを調整しながら、ＴＥＯＳ溶液を含む所定の流量の
窒素ガスをガス配管３２に導く。更に、このようにして
ガス配管３２に導かれたＴＥＯＳ／Ｏ3 の混合ガスはチ
ャンバ２６のガス導入口２７を通過してチャンバ２６内
に導入される。その結果、ウエハ１上で反応が起こり、
ＣＶＤSiO2膜４が形成され始める。この状態を所定時間
保持し、ウエハ１上のＡｌ配線３ａ〜３ｃを被覆して膜
厚約8000ÅのＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）４を形成する（図
１（ｂ））。Next, the chamber 26 of the CVD apparatus shown in FIG.
After mounting the wafer 1 on the wafer mounting table 30 inside, the wafer 1 is heated by the heater to maintain the temperature at about 400 ° C., and the valves 35a and 35b are opened to allow the oxygen gas to flow to the ozone generator 33. Then, while adjusting the mass flow controller 36a, the ozone gas concentration in the oxygen gas is guided to the gas pipe 32 so that the ozone gas concentration becomes about 1%. At the same time, the valves 35c and 35d are opened at the same time, and the mass flow controller
While adjusting 36b, a predetermined flow rate of nitrogen gas containing the TEOS solution is introduced into the gas pipe 32. Further, the mixed gas of TEOS / O 3 thus introduced into the gas pipe 32 passes through the gas introduction port 27 of the chamber 26 and is introduced into the chamber 26. As a result, a reaction occurs on the wafer 1,
The CVDSiO 2 film 4 begins to be formed. This state is maintained for a predetermined time, and the Al wirings 3a to 3c on the wafer 1 are covered to form a CVD SiO 2 film (insulating film) 4 having a film thickness of about 8000Å (FIG. 1B).
【００３２】次に、ウエハ１をＣＶＤ装置のチャンバ２
６内から取出し、ＣＶＤSiO2膜４を改質するため、図８
（ａ）に示す平行平板型のプラズマ処理装置のチャンバ
１２内のウエハ載置台１６に載置する。Next, the wafer 1 is transferred to the chamber 2 of the CVD apparatus.
In order to modify the CVD SiO 2 film 4 from the inside of FIG.
The parallel plate type plasma processing apparatus shown in (a) is mounted on the wafer mounting table 16 in the chamber 12.
【００３３】その後、ウエハ載置台１６に内蔵されたヒ
ータによりウエハ１を加熱し、ウエハ温度を約４００℃
に保持するとともに、排気口１４からチャンバ１２内を
排気し、所定の圧力に達したら、ガス導入口１３からア
ンモニアガスを導入し、チャンバ１２内の圧力を約１To
rrに保持する。After that, the wafer 1 is heated by the heater built in the wafer mounting table 16 and the wafer temperature is raised to about 400.degree.
And the inside of the chamber 12 is exhausted from the exhaust port 14, and when a predetermined pressure is reached, ammonia gas is introduced from the gas introduction port 13 to reduce the pressure in the chamber 12 to about 1 To.
Hold in rr.
【００３４】次いで、ＲＦ電源１８により、電極１７と
ウエハ載置台１６間に周波数13.56ＭＨｚの高周波電力
約２００Ｗを印加し、アンモニアガスをプラズマ化す
る。そして、この状態で１分間保持すると、ＣＶＤSiO2
膜４の改質が終了する（図１（ｃ），（ｄ））。Next, a high frequency power of about 200 W having a frequency of 13.56 MHz is applied between the electrode 17 and the wafer mounting table 16 by the RF power source 18 to turn ammonia gas into plasma. Then, if this state is maintained for 1 minute, CVDSiO 2
The modification of the film 4 is completed (FIGS. 1C and 1D).
【００３５】以上のようにして形成されたＣＶＤSiO2膜
４は、 電気化学的方法による膜中の含有水分量の調査（図４
（ａ），（ｂ），図５（ｃ）参照） 赤外吸収スペクトルによる膜の組成の調査（図６
（ａ），（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）参照） を行った結果によれば、プラズマ処理を行うことより、
図４（ａ），（ｂ），図５（ｃ）に示すように、処理し
ない場合と比較して含有水分量が約半分程度に減少し、
図６（ａ），（ｂ），図７（ｃ）に示すように、水分
（H2O)の結合を示すピーク（膨らみ）が消失する。従っ
て、ＣＶＤSiO2膜11ａはより緻密になっていると考えら
れる。いま、このＣＶＤSiO2膜４を大気中に一週間放置
したが、ＣＶＤSiO2膜４中の含有水分量には変化がなか
った。このことは、ＣＶＤSiO2膜４ａの内部から水分の
生成の原因になる要因が取り除かれており、かつＣＶＤ
SiO2膜４の外部からの新たな水分の侵入が阻止されてい
ることを示し、ＣＶＤSiO2膜11ａがより緻密になってい
ることを示している。これは、プラズマ中の活性ラジカ
ル粒子がＣＶＤSiO2膜１１の表面に衝突することによ
り、また放電によって発生する紫外光によりＣＶＤSiO2
膜１１表面及び内部が照射を受けることにより、H2O 等
がＣＶＤSiO2膜１１の外に排出されるためと考えられ
る。The CVD SiO 2 film 4 formed as described above was examined for the amount of water contained in the film by an electrochemical method (see FIG. 4).
(A), (b), and FIG. 5 (c)) Investigation of film composition by infrared absorption spectrum (FIG. 6)
(A), (b), and FIG. 7 (c), (d)), the results show that, by performing the plasma treatment,
As shown in FIGS. 4 (a), (b), and FIG. 5 (c), the water content is reduced to about half as compared with the case without treatment,
As shown in FIGS. 6 (a), 6 (b) and 7 (c), the peak (bulge) indicating the binding of water (H 2 O) disappears. Therefore, it is considered that the CVD SiO 2 film 11a is more dense. Now, this CVDSiO 2 film 4 was left in the atmosphere for one week, but the water content in the CVDSiO 2 film 4 did not change. This eliminates the factor that causes the generation of water from the inside of the CVD SiO 2 film 4a, and
It indicates that the entry of new moisture from the outside of the SiO 2 film 4 is blocked, indicating that CVD SiO 2 film 11a becomes denser. This, CVD SiO 2 active radical particles in the plasma by colliding with the surface of the CVD SiO 2 film 11, and by the ultraviolet light generated by the discharge
It is considered that H 2 O and the like are discharged to the outside of the CVD SiO 2 film 11 by the irradiation of the surface and the inside of the film 11.
【００３６】なお、図７（ｄ）は、比較例として、上記
と同じＣＶＤSiO2膜等についてアンモニアのプラズマガ
スの代わりに、酸素，窒素又はアルゴンのプラズマガス
を用いて処理を行ったものであるが、プラズマ処理時間
が長くなるに従い、H2O の結合を示すピークが次第に小
さくなっている。しかし、アンモニアのプラズマガスの
場合と異なり、実験の範囲内ではプラズマ処理時間が最
大の３０分の場合にもそのピークが僅かに認められた。
この結果により、アンモニアのプラズマガスの方が酸
素，窒素又はアルゴンのプラズマガスよりも効果が大き
いことが認められる。As a comparative example, FIG. 7D shows that the same CVD SiO 2 film as described above was processed by using oxygen, nitrogen or argon plasma gas instead of ammonia plasma gas. However, as the plasma treatment time becomes longer, the peak showing the binding of H 2 O becomes gradually smaller. However, unlike the case of the plasma gas of ammonia, the peak was slightly recognized even in the case of the maximum plasma treatment time of 30 minutes within the range of the experiment.
This result confirms that the ammonia plasma gas is more effective than the oxygen, nitrogen or argon plasma gas.
【００３７】以上のように、本発明の第１の実施例の層
間絶縁膜の形成方法によれば、低温でＣＶＤSiO2膜４の
形成を行っているので、Ａｌ配線３ａ〜３ｃのヒロック
等の発生を防止することができる。As described above, according to the method for forming an interlayer insulating film of the first embodiment of the present invention, since the CVD SiO 2 film 4 is formed at a low temperature, hillocks or the like of Al wirings 3a to 3c are not formed. Occurrence can be prevented.
【００３８】また、プラズマ処理を行っているので、低
温形成であるために形成時に多くの水分（H2O)やSi-OH
，Si-H等のような結合を含んでいるＣＶＤSiO2膜４ａ
からこれらが除去され、ＣＶＤSiO2膜４ａが緻密化する
ので、ＣＶＤSiO2膜４ａの内部から水分の生成の原因に
なる要因が取り除かれるとともに、ＣＶＤSiO2膜４ａの
外部からの水分等の浸入を防止することができる。Further, since the plasma treatment is carried out, since it is formed at a low temperature, a large amount of moisture (H 2 O) and Si-OH are formed at the time of formation.
, Si-H, etc. containing a CVDSiO 2 film 4a containing a bond
Since these are removed from the CVD SiO 2 film 4a and the CVD SiO 2 film 4a is densified, the factor that causes the generation of water from the inside of the CVD SiO 2 film 4a is removed, and the entry of water and the like from the outside of the CVD SiO 2 film 4a is prevented. can do.
【００３９】これにより、ＣＶＤSiO2膜４ａ自体の絶縁
耐圧の低下，後にＣＶＤSiO2膜４ａ上に形成される上部
のＡｌ配線と下部のＡｌ配線３ａ〜３ｃとの間のリーク
電流の増大，Ａｌ配線３ａ〜３ｃ等のコロージョン等に
よる信頼性の低下を防止することができる。As a result, the withstand voltage of the CVD SiO 2 film 4a itself is lowered, the leak current between the upper Al wiring and the lower Al wirings 3a to 3c formed on the CVD SiO 2 film 4a is increased, and the Al wiring is increased. It is possible to prevent a decrease in reliability due to corrosion or the like of 3a to 3c.
【００４０】なお、第１の実施例では、ＣＶＤSiO2膜４
としてＴＥＯＳ−Ｏ3 混合ガス，温度：400 ℃の条件で
形成されたものを用いているが、温度条件として350 〜
450℃の範囲で形成することができる。また、反応ガ
ス：シラン（SiH4）／酸素（Ｏ 2)混合ガス，温度：350
〜450 ℃の条件で形成されたものを用いることもでき
る。In the first embodiment, CVDSiO is used.2Membrane 4
As TEOS-O3Mixed gas, temperature: 400 ℃
Although the formed one is used, the temperature condition is 350-
It can be formed in the range of 450 ° C. Also, the reaction
Space: Silane (SiHFour) / Oxygen (O 2) Mixed gas, temperature: 350
It is also possible to use those formed under the conditions of ~ 450 ° C.
It
【００４１】更に、プラズマ処理の際、ウエハ温度を４
００℃としているが、２００〜４００℃の範囲でも可能
である。また、プラズマ化のための高周波電力を２００
Ｗとしているが、１００〜３００Ｗ程度でも可能であ
る。 本発明の製造方法の第２の実施例 図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の第２の実施
例の層間絶縁膜の形成方法を説明する断面図である。Further, during the plasma processing, the wafer temperature is set to 4
Although the temperature is set to 00 ° C, it is also possible to set it in the range of 200 to 400 ° C. In addition, the high frequency power for plasma generation is 200
Although it is set to W, it is possible to set it to about 100 to 300 W. Second Embodiment of Manufacturing Method of the Present Invention FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of forming an interlayer insulating film according to a second embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【００４２】第１の実施例と異なるところは、一度に所
定の膜厚8000Åを形成するのではなくて、膜厚2000Å毎
に本発明の製造方法を適用して最終的に所定の膜厚8000
Åを形成するようにしたものである。The difference from the first embodiment is that instead of forming a predetermined film thickness of 8000Å at once, the manufacturing method of the present invention is applied every 2000Å film thickness to finally obtain a predetermined film thickness of 8000Å.
It is designed to form Å.
【００４３】まず、図２（ａ）に示すように、Si基板
（ウエハ：半導体基板）１上に熱酸化によりSiO2膜２を
形成した後、Ａｌ配線３ａ〜３ｃを形成する。なお、以
上が被形成体を構成する。First, as shown in FIG. 2A, after a SiO 2 film 2 is formed on a Si substrate (wafer: semiconductor substrate) 1 by thermal oxidation, Al wirings 3a to 3c are formed. Note that the above constitutes the object to be formed.
【００４４】次いで、図９のＣＶＤ装置を用い、ＴＥＯ
Ｓ／Ｏ3 の混合ガスにより、第１の実施例と同様にして
膜厚約2000Åの第１のＣＶＤ膜SiO2膜（絶縁膜）５を形
成する。Then, using the CVD apparatus shown in FIG.
A first CVD film SiO 2 film (insulating film) 5 having a film thickness of about 2000 Å is formed by a mixed gas of S / O 3 in the same manner as in the first embodiment.
【００４５】次いで、図８（ａ）のプラズマ処理装置を
用いて第１のＣＶＤ膜SiO2膜５をウエハ温度約400 ℃の
条件で、約１分間プラズマ化されたアンモニアガスに曝
す。このとき、図４（ａ），図５（ｃ），図６（ａ），
（ｂ），図７（ｃ），（ｄ）（以下、図４（ａ）等と称
す。）に示すように、第１のＣＶＤ膜SiO2膜５は膜厚が
充分に薄いので、全膜厚にわたり膜質が改良される。Next, the first CVD film SiO 2 film 5 is exposed to ammonia gas which has been turned into plasma for about 1 minute under the condition of the wafer temperature of about 400 ° C. by using the plasma processing apparatus shown in FIG. 8A. At this time, FIG. 4 (a), FIG. 5 (c), FIG. 6 (a),
As shown in (b), FIG. 7 (c), and (d) (hereinafter referred to as FIG. 4 (a), etc.), the first CVD film SiO 2 film 5 has a sufficiently thin film thickness. The film quality is improved over the film thickness.
【００４６】次に、図２（ａ）に示す工程と同様にして
膜厚約2000Åの第２のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）６を形成
し、プラズマ化されたアンモニアガスによりプラズマ処
理する（図２（ｂ））。このとき、図４（ａ）等に示す
ように、第２のＣＶＤ膜SiO2膜６も膜厚が充分に薄いの
で、全膜厚にわたり膜質が改良される。Then, a second CVD SiO 2 film (insulating film) 6 having a film thickness of about 2000 Å is formed in the same manner as the step shown in FIG. 2 (b)). At this time, as shown in FIG. 4A and the like, the second CVD film SiO 2 film 6 is also sufficiently thin, so that the film quality is improved over the entire film thickness.
【００４７】次いで、上記と同様にして膜厚約2000Åの
第３のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）７を形成し、プラズマ処
理する（図２（ｃ））。続いて、第４のＣＶＤSiO2膜
（絶縁膜）８を形成し、プラズマ処理する（図２
（ｄ））。このとき、図４（ａ）等に示すように、第３
及び第４のＣＶＤ膜SiO2膜７，８もそれぞれ膜厚が充分
に薄いので、それぞれの全膜厚にわたり膜質が改良され
る。Then, a third CVD SiO 2 film (insulating film) 7 having a film thickness of about 2000 Å is formed in the same manner as above, and plasma processing is performed (FIG. 2 (c)). Subsequently, a fourth CVD SiO 2 film (insulating film) 8 is formed and plasma processing is performed (FIG. 2).
(D)). At this time, as shown in FIG.
Since the fourth CVD film SiO 2 films 7 and 8 are sufficiently thin, the film quality is improved over the entire film thickness.
【００４８】以上のように、本発明の第２の実施例によ
れば、充分に薄い膜厚2000Å毎に本発明の製造方法を適
用して最終的に所定の膜厚8000Åを形成しているので、
第１の実施例に比較して、全体としてのＣＶＤSiO2膜５
〜８の膜質を一層改良することができる。As described above, according to the second embodiment of the present invention, the manufacturing method of the present invention is applied every 2000 Å of sufficiently thin film thickness to finally form a predetermined film thickness of 8000 Å. So
Compared to the first embodiment, the CVDSiO 2 film 5 as a whole
The film quality of ~ 8 can be further improved.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置の製
造方法によれば、低温で形成されたＣＶＤSiO2膜をアン
モニアガスを用いてプラズマ処理することにより、ＣＶ
ＤSiO2膜の形成後に膜中に含まれていたH2O やSi-OH ，
Si-H等のような結合を消失させ、ＣＶＤSiO2膜をより緻
密にすることができる。As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the CVD SiO 2 film formed at a low temperature is subjected to plasma treatment using ammonia gas, and thus CV
H 2 O and Si-OH contained in the film after the formation of the DSiO 2 film,
Bonds such as Si—H can be eliminated to make the CVDSiO 2 film more dense.
【００５０】これにより、ＣＶＤSiO2膜自体の絶縁耐圧
の低下，後にＣＶＤSiO2膜上に形成される上部のＡｌ配
線と下部のＡｌ配線との間のリーク電流の増大，Ａｌ配
線のコロージョン等による信頼性の低下を防止すること
ができる。As a result, the dielectric strength of the CVDSiO 2 film itself is lowered, the leak current between the upper Al wiring and the lower Al wiring formed on the CVDSiO 2 film is increased, and the reliability of the Al wiring due to corrosion or the like. It is possible to prevent deterioration of sex.
【図１】本発明の第１の実施例の製造方法について説明
する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例の製造方法について説明
する断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view explaining the manufacturing method of the second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の製造方法の実験用試料断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of an experimental sample of the manufacturing method of the present invention.
【図４】本発明の製造方法により形成されたＣＶＤSiO2
膜の含有水分量の調査結果についての比較説明図（その
１）である。FIG. 4 is a CVD SiO 2 formed by the manufacturing method of the present invention.
It is a comparison explanatory view (the 1) about the investigation result of the water content of a membrane.
【図５】本発明の製造方法により形成されたＣＶＤSiO2
膜の含有水分量の調査結果についての比較説明図（その
２）である。FIG. 5: CVD SiO 2 formed by the manufacturing method of the present invention
It is a comparison explanatory view (the 2) about the investigation result of the water content of a membrane.
【図６】本発明の製造方法により形成されたＣＶＤSiO2
膜の赤外吸収スペクトルの調査結果についての比較説明
図（その１）である。FIG. 6 is CVDSiO 2 formed by the manufacturing method of the present invention.
It is a comparison explanatory view (the 1) about the investigation result of the infrared absorption spectrum of a film.
【図７】本発明の製造方法により形成されたＣＶＤSiO2
膜の赤外吸収スペクトルの調査結果についての比較説明
図（その２）である。FIG. 7: CVD SiO 2 formed by the manufacturing method of the present invention
It is a comparison explanatory view (the 2) about the investigation result of the infrared absorption spectrum of a film.
【図８】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の概略
構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施例に係るＣＶＤ膜形成装置の概略
構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a CVD film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
１，９ Si基板（ウエハ；半導体基板）、 ２，１０ SiO2膜、 ３ａ〜３ｃ Ａｌ配線、 ４，４ａ，１１，11ａ ＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 ５ 第１のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 ６ 第２のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 ７ 第３のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 ８ 第４のＣＶＤSiO2膜（絶縁膜）、 １２，１９，２６ チャンバ、 １３，２０，２７ ガス導入口、 １４，２１，２８ 排気口、 １６，３０ ウエハ載置台（ヒータ）、 １７，２３ 電極、 １８，２４ ＲＦ電源、 ２５，34ａ〜34ｃ ヒータ、 ３１ ガスシャワー、 32ａ〜32ｈ ガス配管、 ３３ オゾン発生器、 35ａ〜35ｈ バルブ、 36ａ〜36ｄ マスフローコントローラ。1, 9 Si substrate (wafer; semiconductor substrate), 2,10 SiO 2 film, 3 a to 3 c Al wiring, 4, 4a, 11, 11a CVD SiO 2 film (insulating film), 5 the first CVD SiO 2 film (insulating film ), 6 2nd CVDSiO 2 film (insulating film), 7 3rd CVDSiO 2 film (insulating film), 8 4th CVDSiO 2 film (insulating film), 12, 19, 26 chamber, 13, 20, 27 Gas inlet port, 14, 21, 28 exhaust port, 16, 30 Wafer mounting table (heater), 17, 23 electrode, 18, 24 RF power source, 25, 34a to 34c heater, 31 gas shower, 32a to 32h gas pipe, 33 Ozone generator, 35a-35h valve, 36a-36d Mass flow controller.
フロントページの続き (72)発明者 徳増 徳 東京都港区港南２ー13ー29 株式会社半導 体プロセス研究所内 (72)発明者 西本 裕子 東京都港区港南２ー13ー29 株式会社半導 体プロセス研究所内Front Page Continuation (72) Inventor Tokunasu Tokunasu Konan 2-13-29, Minato-ku, Tokyo Semiconductor Process Research Institute (72) Inventor Yuko Nishimoto Konan 2-13-29, Minato-ku, Tokyo Semiconductor Body Process Research Institute
Claims (9)
膜を形成した後、該被形成体の温度を上げてアンモニア
（ＮＨ3 ）のプラズマガスに曝すことを特徴とする半導
体装置の製造方法。1. A semiconductor device, comprising: forming an insulating film on an object to be formed by chemical vapor deposition; then raising the temperature of the object to be exposed to a plasma gas of ammonia (NH 3 ). Production method.
被形成体の温度が350 〜450 ℃の範囲にあることを特徴
とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the temperature of the object to be formed is in the range of 350 to 450 ° C. while being exposed to the plasma gas.
は、 反応ガス：モノシラン（ＳｉＨ4 ）／酸素（Ｏ2 ）混合
ガス 温度：350 〜450 ℃ の条件により行われるものであることを特徴とする請求
項１記載の半導体装置の製造方法。3. The chemical vapor deposition method for forming the insulating film is performed under the conditions of reaction gas: monosilane (SiH 4 ) / oxygen (O 2 ) mixed gas temperature: 350 to 450 ° C. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein
は、 反応ガス：有機シラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3 ）混
合ガス 温度：350 〜450 ℃ の条件により行われるものであることを特徴とする請求
項１記載の半導体装置の製造方法。4. The chemical vapor deposition method for forming the insulating film is performed under the conditions of reaction gas: organosilane (TEOS) / ozone (O 3 ) mixed gas temperature: 350 to 450 ° C. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein
縁膜は不純物がドープされた絶縁膜であることを特徴と
する請求項１記載の半導体装置の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film formed by the chemical vapor deposition method is an insulating film doped with impurities.
Ｇ膜，ＢＳＧ膜或いはＢＰＳＧ膜のいずれかであること
を特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。6. The insulating film doped with impurities is PS
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the method is a G film, a BSG film, or a BPSG film.
ものであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the chemical vapor deposition method is performed under normal pressure.
ものであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法。8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the chemical vapor deposition method is performed under reduced pressure.
返し行うことにより前記被形成体上に絶縁膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。9. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an insulating film is formed on the object to be formed by repeating the method of claim 1 twice or more.
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| JP4142504A JPH0810677B2 (en) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | Method for manufacturing semiconductor device |
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| JPH05335242A true JPH05335242A (en) | 1993-12-17 |
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| JP (1) | JPH0810677B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5804498A (en) * | 1995-06-23 | 1998-09-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of making an underlayer to reduce pattern sensitivity of ozone-TEOS |
| US7423293B2 (en) | 2001-02-19 | 2008-09-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163679A (en) * | 1978-06-15 | 1979-12-26 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS5811729A (en) * | 1981-07-15 | 1983-01-22 | Aikoo Kk | Preventing method for press sticking of material to be heated |
| JPS59103357A (en) * | 1982-12-06 | 1984-06-14 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP4142504A patent/JPH0810677B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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| JPH0810677B2 (en) | 1996-01-31 |
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