JPH08162449A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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- JPH08162449A JPH08162449A JP30580694A JP30580694A JPH08162449A JP H08162449 A JPH08162449 A JP H08162449A JP 30580694 A JP30580694 A JP 30580694A JP 30580694 A JP30580694 A JP 30580694A JP H08162449 A JPH08162449 A JP H08162449A
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- liquid
- phase cvd
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、液相ＣＶＤ法によって成膜した膜
中の水分量を低減して、液相ＣＶＤ法による厚膜化とと
もに平坦性に優れた絶縁膜の形成を図る。 【構成】 第１工程で液相ＣＶＤ法により基板１１上に
形成したベース層１２上に液相ＣＶＤ膜１３を成膜し、
第２工程で液相ＣＶＤ膜１３の表面をプラズマ処理して
この液相ＣＶＤ膜１３の表層に表面硬化層１４を形成す
る。そして第３工程でアニーリングによって液相ＣＶＤ
膜１３から水分を除去する脱水化処理を行う。また上記
第３工程で表面硬化層１４を形成した後、この表面硬化
層１４上に液相ＣＶＤ膜（図示省略）を成膜し、その後
上記第２，第３工程とを行う。さらに上記プラズマ処理
では、酸素をプラズマ化したもの，酸素と窒素とからな
る気体をプラズマ化したもの，オゾンまたは酸素ラジカ
ルを用いる。
中の水分量を低減して、液相ＣＶＤ法による厚膜化とと
もに平坦性に優れた絶縁膜の形成を図る。 【構成】 第１工程で液相ＣＶＤ法により基板１１上に
形成したベース層１２上に液相ＣＶＤ膜１３を成膜し、
第２工程で液相ＣＶＤ膜１３の表面をプラズマ処理して
この液相ＣＶＤ膜１３の表層に表面硬化層１４を形成す
る。そして第３工程でアニーリングによって液相ＣＶＤ
膜１３から水分を除去する脱水化処理を行う。また上記
第３工程で表面硬化層１４を形成した後、この表面硬化
層１４上に液相ＣＶＤ膜（図示省略）を成膜し、その後
上記第２，第３工程とを行う。さらに上記プラズマ処理
では、酸素をプラズマ化したもの，酸素と窒素とからな
る気体をプラズマ化したもの，オゾンまたは酸素ラジカ
ルを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に形成され
る配線間の層間絶縁膜に用いられるような絶縁膜の形成
方法に関するものである。
る配線間の層間絶縁膜に用いられるような絶縁膜の形成
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】基板上に層間絶縁膜を成膜するに際して
は、基板上にベース層としてプラズマＣＶＤ酸化シリコ
ン膜（以下Ｐ−ＳｉＯ2 膜と記す）を成膜した後、液相
ＣＶＤ法によって酸化シリコン膜（以下Ｌ−ＳｉＯ2 膜
と記す）を成膜し、続いてキャップ層としてプラズマＣ
ＶＤ法によってＰ−ＳｉＯ2 膜を成膜する。その後アニ
ーリングを行っていた。このときのキャップ層は、アニ
ーリング時のＨ2 Ｏの離脱速度の制御を行って、Ｌ−Ｓ
ｉＯ2 膜にひびが入るのを防ぐ働きがある。
は、基板上にベース層としてプラズマＣＶＤ酸化シリコ
ン膜（以下Ｐ−ＳｉＯ2 膜と記す）を成膜した後、液相
ＣＶＤ法によって酸化シリコン膜（以下Ｌ−ＳｉＯ2 膜
と記す）を成膜し、続いてキャップ層としてプラズマＣ
ＶＤ法によってＰ−ＳｉＯ2 膜を成膜する。その後アニ
ーリングを行っていた。このときのキャップ層は、アニ
ーリング時のＨ2 Ｏの離脱速度の制御を行って、Ｌ−Ｓ
ｉＯ2 膜にひびが入るのを防ぐ働きがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記層
間絶縁膜の成膜方法では、上記キャップ層は、液相ＣＶ
Ｄ法で成膜したＬ−ＳｉＯ2 膜中のＨ2 Ｏの離脱を阻止
する働きがある。そのため、Ｌ−ＳｉＯ2 膜中のＨ2 Ｏ
は完全に抜けきらない。またこのキャップ層がある状態
でさらに上層に液相ＣＶＤ法によってＬ−ＳｉＯ2 膜を
成膜すると、キャップ層の下側にあるＬ−ＳｉＯ2 膜中
のＨ2 Ｏの離脱を行うことはさらに困難になる。そのた
め、平坦度の向上の目的で厚膜を形成することは困難で
あった。実験では、上記Ｌ−ＳｉＯ2 膜は１μｍ程度の
膜厚のものを形成するのが限度であった。
間絶縁膜の成膜方法では、上記キャップ層は、液相ＣＶ
Ｄ法で成膜したＬ−ＳｉＯ2 膜中のＨ2 Ｏの離脱を阻止
する働きがある。そのため、Ｌ−ＳｉＯ2 膜中のＨ2 Ｏ
は完全に抜けきらない。またこのキャップ層がある状態
でさらに上層に液相ＣＶＤ法によってＬ−ＳｉＯ2 膜を
成膜すると、キャップ層の下側にあるＬ−ＳｉＯ2 膜中
のＨ2 Ｏの離脱を行うことはさらに困難になる。そのた
め、平坦度の向上の目的で厚膜を形成することは困難で
あった。実験では、上記Ｌ−ＳｉＯ2 膜は１μｍ程度の
膜厚のものを形成するのが限度であった。
【０００４】本発明は、液相ＣＶＤ法によって成膜した
膜中の水分量を低減して、液相ＣＶＤ法による厚膜化と
ともに平坦性に優れた絶縁膜の形成方法を提供すること
を目的とする。
膜中の水分量を低減して、液相ＣＶＤ法による厚膜化と
ともに平坦性に優れた絶縁膜の形成方法を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた絶縁膜の形成方法である。すなわ
ち、膜中に水分を含む液相ＣＶＤ膜からなる絶縁膜の形
成方法において、第１工程で液相ＣＶＤ法により基板上
に形成したベース層上に液相ＣＶＤ膜を成膜し、第２工
程で液相ＣＶＤ膜の表面をプラズマ処理してこの液相Ｃ
ＶＤ膜の表層に表面硬化層を形成する。そして第３工程
でアニーリングによって液相ＣＶＤ膜から水分を除去す
る脱水化処理を行う。
成するためになされた絶縁膜の形成方法である。すなわ
ち、膜中に水分を含む液相ＣＶＤ膜からなる絶縁膜の形
成方法において、第１工程で液相ＣＶＤ法により基板上
に形成したベース層上に液相ＣＶＤ膜を成膜し、第２工
程で液相ＣＶＤ膜の表面をプラズマ処理してこの液相Ｃ
ＶＤ膜の表層に表面硬化層を形成する。そして第３工程
でアニーリングによって液相ＣＶＤ膜から水分を除去す
る脱水化処理を行う。
【０００６】また上記第３工程で表面硬化層を形成した
後、この表面硬化層上に液相ＣＶＤ膜を成膜し、その後
上記第２，第３工程とを行う。さらに上記プラズマ処理
では、酸素をプラズマ化したもの，酸素と窒素とからな
る気体をプラズマ化したもの，オゾンまたは酸素ラジカ
ルを用いる。
後、この表面硬化層上に液相ＣＶＤ膜を成膜し、その後
上記第２，第３工程とを行う。さらに上記プラズマ処理
では、酸素をプラズマ化したもの，酸素と窒素とからな
る気体をプラズマ化したもの，オゾンまたは酸素ラジカ
ルを用いる。
【０００７】
【作用】上記絶縁膜の形成方法では、液相ＣＶＤ法によ
り膜中に水分を含む液相ＣＶＤ膜（例えばＬ−ＳｉＯ2
膜）を成膜した後、プラズマ処理して液相ＣＶＤ膜の表
層を硬化して表面硬化層を形成していることから、流動
性がないキャップ層で膜厚をさらに厚くすることがなく
なる。したがって、アニーリング時のＨ2 Ｏの離脱が従
来のようなＰ−ＳｉＯ2 膜からなるキャップ層がある場
合よりも容易になる。しかもＰ−ＳｉＯ2 膜のキャップ
層を用いた場合よりも薄い膜厚で表面が平坦化される。
り膜中に水分を含む液相ＣＶＤ膜（例えばＬ−ＳｉＯ2
膜）を成膜した後、プラズマ処理して液相ＣＶＤ膜の表
層を硬化して表面硬化層を形成していることから、流動
性がないキャップ層で膜厚をさらに厚くすることがなく
なる。したがって、アニーリング時のＨ2 Ｏの離脱が従
来のようなＰ−ＳｉＯ2 膜からなるキャップ層がある場
合よりも容易になる。しかもＰ−ＳｉＯ2 膜のキャップ
層を用いた場合よりも薄い膜厚で表面が平坦化される。
【０００８】また液相ＣＶＤ膜の表層を硬化してなる表
面硬化層を形成する方法としてプラズマ処理を用いたこ
とから、液相ＣＶＤ膜表面の硬化と液相ＣＶＤ膜中のＨ
2 Ｏの離脱促進が同時に行われる。さらに液相ＣＶＤ膜
上に、液相ＣＶＤ法によってさらに液相ＣＶＤ膜を形成
する場合には、初めに成膜した液相ＣＶＤ膜中からのＨ
2 Ｏの離脱が終了しているので、その上に成膜した液相
ＣＶＤ膜からのＨ2 Ｏの離脱が容易に行える。そのた
め、容易に液相ＣＶＤ膜からなる絶縁膜の厚膜化がなさ
れる。
面硬化層を形成する方法としてプラズマ処理を用いたこ
とから、液相ＣＶＤ膜表面の硬化と液相ＣＶＤ膜中のＨ
2 Ｏの離脱促進が同時に行われる。さらに液相ＣＶＤ膜
上に、液相ＣＶＤ法によってさらに液相ＣＶＤ膜を形成
する場合には、初めに成膜した液相ＣＶＤ膜中からのＨ
2 Ｏの離脱が終了しているので、その上に成膜した液相
ＣＶＤ膜からのＨ2 Ｏの離脱が容易に行える。そのた
め、容易に液相ＣＶＤ膜からなる絶縁膜の厚膜化がなさ
れる。
【０００９】
【実施例】本発明の第１実施例を図１の形成工程図によ
って説明する。図では、酸化シリコン膜を成膜する一例
を説明する。
って説明する。図では、酸化シリコン膜を成膜する一例
を説明する。
【００１０】図１の（１）に示すように、例えばプラズ
マＣＶＤ法によって、基板としてシリコン基板１１上に
酸化シリコンからなるベース層１２を形成する。上記成
膜条件としては、例えば、原料ガスに流量が１００ｓｃ
ｃｍのモノシラン（ＳｉＨ4 ）と流量が１０００ｓｃｃ
ｍの酸素（Ｏ2 ）とを用い、搬送ガスに流量が１０００
ｓｃｃｍのヘリウム（Ｈｅ）を用いる。そして、ＣＶＤ
装置のＲＦパワーを１００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）、反
応雰囲気の圧力を２６７Ｐａ、基板温度を３００℃に設
定する。上記条件に基づいて成膜を行い、上記ベース層
１２を例えば１００ｎｍの膜厚に成膜した。
マＣＶＤ法によって、基板としてシリコン基板１１上に
酸化シリコンからなるベース層１２を形成する。上記成
膜条件としては、例えば、原料ガスに流量が１００ｓｃ
ｃｍのモノシラン（ＳｉＨ4 ）と流量が１０００ｓｃｃ
ｍの酸素（Ｏ2 ）とを用い、搬送ガスに流量が１０００
ｓｃｃｍのヘリウム（Ｈｅ）を用いる。そして、ＣＶＤ
装置のＲＦパワーを１００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）、反
応雰囲気の圧力を２６７Ｐａ、基板温度を３００℃に設
定する。上記条件に基づいて成膜を行い、上記ベース層
１２を例えば１００ｎｍの膜厚に成膜した。
【００１１】次いで図１の（２）に示すように、液相Ｃ
ＶＤ法によって、上記ベース層１２上に液相ＣＶＤ膜１
３を成膜する。この液相ＣＶＤ膜１３は、例えばＨ2 Ｏ
を含んだ酸化シリコン膜からなる。ここでいう液相ＣＶ
Ｄ法はゾル・ゲル反応を起こす方法も含む。上記液相Ｃ
ＶＤ法の成膜条件としては、例えば、原料ガスに流量が
８０ｓｃｃｍのモノシラン（ＳｉＨ4 ）と流量が１．０
ｇ／分の過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）とを用い、搬送ガスに
流量が５００ｓｃｃｍのヘリウム（Ｈｅ）を用いる。そ
して、反応雰囲気の圧力を１３３Ｐａ、基板温度を０℃
に設定する。上記条件に基づいて成膜を行い、上記液相
ＣＶＤ膜１３を例えば１．０μｍの膜厚に成膜した。上
記液相ＣＶＤ法によって成膜した液相ＣＶＤ膜１３はＨ
2 Ｏを多く含んでいるので成膜時には高流動性を有して
いる。そのため、その表面は平坦度に優れた膜になって
いる。
ＶＤ法によって、上記ベース層１２上に液相ＣＶＤ膜１
３を成膜する。この液相ＣＶＤ膜１３は、例えばＨ2 Ｏ
を含んだ酸化シリコン膜からなる。ここでいう液相ＣＶ
Ｄ法はゾル・ゲル反応を起こす方法も含む。上記液相Ｃ
ＶＤ法の成膜条件としては、例えば、原料ガスに流量が
８０ｓｃｃｍのモノシラン（ＳｉＨ4 ）と流量が１．０
ｇ／分の過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）とを用い、搬送ガスに
流量が５００ｓｃｃｍのヘリウム（Ｈｅ）を用いる。そ
して、反応雰囲気の圧力を１３３Ｐａ、基板温度を０℃
に設定する。上記条件に基づいて成膜を行い、上記液相
ＣＶＤ膜１３を例えば１．０μｍの膜厚に成膜した。上
記液相ＣＶＤ法によって成膜した液相ＣＶＤ膜１３はＨ
2 Ｏを多く含んでいるので成膜時には高流動性を有して
いる。そのため、その表面は平坦度に優れた膜になって
いる。
【００１２】次いで図１の（３）に示すように、上記液
相ＣＶＤ膜１３の表面をプラズマ処理として酸素プラズ
マ処理を行う。この酸素プラズマ処理では、プラズマ中
のイオンのボンバートメント効果により、上記液相ＣＶ
Ｄ膜１３の表層を硬化して表面硬化層１４を形成すると
ともに液相ＣＶＤ膜１３の内部に含まれているＨ2 Ｏを
液相ＣＶＤ膜１３の外部に放出させる。上記酸素プラズ
マ処理条件としては、例えば、処理ガスに流量が５００
ｓｃｃｍのヘリウム（Ｈｅ）と流量が５００ｓｃｃｍの
酸素（Ｏ2 ）とを用いる。そして、プラズマ処理装置の
ＲＦパワーを１００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）、反応雰囲
気の圧力を１３３Ｐａ、基板温度を３００℃に設定す
る。上記条件に基づいてプラズマ処理をおよそ１０分間
行って、上記液相ＣＶＤ膜１３の表層を硬化して上記表
面硬化層１４を形成した。なお、上記液相ＣＶＤ膜１３
が窒化膜の場合には、例えば窒素プラズマ処理を行う。
相ＣＶＤ膜１３の表面をプラズマ処理として酸素プラズ
マ処理を行う。この酸素プラズマ処理では、プラズマ中
のイオンのボンバートメント効果により、上記液相ＣＶ
Ｄ膜１３の表層を硬化して表面硬化層１４を形成すると
ともに液相ＣＶＤ膜１３の内部に含まれているＨ2 Ｏを
液相ＣＶＤ膜１３の外部に放出させる。上記酸素プラズ
マ処理条件としては、例えば、処理ガスに流量が５００
ｓｃｃｍのヘリウム（Ｈｅ）と流量が５００ｓｃｃｍの
酸素（Ｏ2 ）とを用いる。そして、プラズマ処理装置の
ＲＦパワーを１００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）、反応雰囲
気の圧力を１３３Ｐａ、基板温度を３００℃に設定す
る。上記条件に基づいてプラズマ処理をおよそ１０分間
行って、上記液相ＣＶＤ膜１３の表層を硬化して上記表
面硬化層１４を形成した。なお、上記液相ＣＶＤ膜１３
が窒化膜の場合には、例えば窒素プラズマ処理を行う。
【００１３】その後図１の（４）に示すように、脱水化
処理のためのアニーリングを行う。このアニーリングで
は、上記表面硬化層１４をＨ2 Ｏ離脱量の制御膜として
用い、液相ＣＶＤ膜１３中にＨ2 Ｏを離脱させる。この
アニーリング条件としては、例えば、アニーリング雰囲
気を１０１ｋＰａの窒素（Ｎ2 ）雰囲気にし、アニーリ
ング温度を４００℃、アニーリング時間を１０分間に設
定する。このようにして、液相ＣＶＤ膜１３からなる絶
縁膜１５を形成した。
処理のためのアニーリングを行う。このアニーリングで
は、上記表面硬化層１４をＨ2 Ｏ離脱量の制御膜として
用い、液相ＣＶＤ膜１３中にＨ2 Ｏを離脱させる。この
アニーリング条件としては、例えば、アニーリング雰囲
気を１０１ｋＰａの窒素（Ｎ2 ）雰囲気にし、アニーリ
ング温度を４００℃、アニーリング時間を１０分間に設
定する。このようにして、液相ＣＶＤ膜１３からなる絶
縁膜１５を形成した。
【００１４】上記第１実施例では、膜中に水分を含む酸
化シリコンからなる液相ＣＶＤ膜１３を成膜した後、プ
ラズマ処理により液相ＣＶＤ膜１３の表層を硬化して表
面硬化層１４を形成していることから、流動性がないこ
の表面硬化層１４は液相ＣＶＤ膜１３自身で形成され
る。そのため、表面硬化層１４で膜厚をさらに厚くする
ことがない。したがって、アニーリング時のＨ2 Ｏの離
脱が従来のようなＰ−ＳｉＯ2 膜からなるキャップ層が
ある場合よりも容易になる。しかもＰ−ＳｉＯ2膜のキ
ャップ層を用いた場合よりもＰ−ＳｉＯ2 膜分だけ薄い
膜厚で同等の平坦度が達成される。また液相ＣＶＤ膜１
３の表層を硬化してなる表面硬化層１４を形成する方法
としてプラズマ処理を用いたことから、液相ＣＶＤ膜１
３の表面の硬化と液相ＣＶＤ膜１３からのＨ2 Ｏの離脱
促進がほぼ同時に行われる。
化シリコンからなる液相ＣＶＤ膜１３を成膜した後、プ
ラズマ処理により液相ＣＶＤ膜１３の表層を硬化して表
面硬化層１４を形成していることから、流動性がないこ
の表面硬化層１４は液相ＣＶＤ膜１３自身で形成され
る。そのため、表面硬化層１４で膜厚をさらに厚くする
ことがない。したがって、アニーリング時のＨ2 Ｏの離
脱が従来のようなＰ−ＳｉＯ2 膜からなるキャップ層が
ある場合よりも容易になる。しかもＰ−ＳｉＯ2膜のキ
ャップ層を用いた場合よりもＰ−ＳｉＯ2 膜分だけ薄い
膜厚で同等の平坦度が達成される。また液相ＣＶＤ膜１
３の表層を硬化してなる表面硬化層１４を形成する方法
としてプラズマ処理を用いたことから、液相ＣＶＤ膜１
３の表面の硬化と液相ＣＶＤ膜１３からのＨ2 Ｏの離脱
促進がほぼ同時に行われる。
【００１５】次に第２実施例として、上記液相ＣＶＤ膜
１３を積層する場合を図２の形成工程図によって説明す
る。図２の（１）に示すように、上記第１実施例で説明
したアニーリングを行った後、再び液相ＣＶＤ法によっ
て、上記表面硬化層１４を形成した液相ＣＶＤ膜１３
（以下第１液相ＣＶＤ膜１３と記す）上にＨ2 Ｏを含ん
だ酸化シリコンからなる第２液相ＣＶＤ膜１６を形成し
た。そして、上記第１実施例で説明したのと同様にし
て、図２の（２）に示すように、プラズマ処理によって
上記第２液相ＣＶＤ膜１６の表層に表面硬化層１７を形
成し、その後アニーリングを行えばよい。このようにし
て、第１，第２液相ＣＶＤ膜１３，１６（表面硬化層１
４，１７を含む）からなる絶縁膜１８を形成した。
１３を積層する場合を図２の形成工程図によって説明す
る。図２の（１）に示すように、上記第１実施例で説明
したアニーリングを行った後、再び液相ＣＶＤ法によっ
て、上記表面硬化層１４を形成した液相ＣＶＤ膜１３
（以下第１液相ＣＶＤ膜１３と記す）上にＨ2 Ｏを含ん
だ酸化シリコンからなる第２液相ＣＶＤ膜１６を形成し
た。そして、上記第１実施例で説明したのと同様にし
て、図２の（２）に示すように、プラズマ処理によって
上記第２液相ＣＶＤ膜１６の表層に表面硬化層１７を形
成し、その後アニーリングを行えばよい。このようにし
て、第１，第２液相ＣＶＤ膜１３，１６（表面硬化層１
４，１７を含む）からなる絶縁膜１８を形成した。
【００１６】上記第２実施例では、初めに成膜した第１
液相ＣＶＤ膜１３の膜中からのＨ2Ｏの離脱が終了して
いるので、その後のＨ2 Ｏの離脱処理では、第２液相Ｃ
ＶＤ膜１６中のＨ2 Ｏの離脱を行えばよい。そのため、
第１液相ＣＶＤ膜１３に余分なＨ2 Ｏが残ることなく、
第２液相ＣＶＤ膜１６中のＨ2 Ｏの離脱が容易に行え
る。したがって、液相ＣＶＤ法による高流動性の液相Ｃ
ＶＤ膜の厚膜化が容易になされる。
液相ＣＶＤ膜１３の膜中からのＨ2Ｏの離脱が終了して
いるので、その後のＨ2 Ｏの離脱処理では、第２液相Ｃ
ＶＤ膜１６中のＨ2 Ｏの離脱を行えばよい。そのため、
第１液相ＣＶＤ膜１３に余分なＨ2 Ｏが残ることなく、
第２液相ＣＶＤ膜１６中のＨ2 Ｏの離脱が容易に行え
る。したがって、液相ＣＶＤ法による高流動性の液相Ｃ
ＶＤ膜の厚膜化が容易になされる。
【００１７】次に上記第１実施例を行う処理装置の一例
を図３の概略構成図によって説明する。
を図３の概略構成図によって説明する。
【００１８】処理装置１は、ロードロックチェンバー２
を中心にして、以下の各チェンバーが接続されている。
すなわち、ウエハ１０を上記ロードロックチェンバー２
に投入するためのウエハ投入チェンバー３と上記ロード
ロックチェンバー２からウエハ１０を取り出すためのウ
エハ取り出しチェンバー４が接続されている。また、ロ
ードロックチェンバー２には、ベース層（１２）を成膜
するとともに上記プラズマ処理を行うプラズマチェンバ
ー５が接続され、さらに液相ＣＶＤを行うための液相Ｃ
ＶＤチェンバー６、アニーリングを行うためのアニール
チェンバー７が接続されている。上記ロードロックチェ
ンバー２の内部には各チェンバーにウエハ１０を搬送す
る搬送ロボット（図示省略）が設置されている。
を中心にして、以下の各チェンバーが接続されている。
すなわち、ウエハ１０を上記ロードロックチェンバー２
に投入するためのウエハ投入チェンバー３と上記ロード
ロックチェンバー２からウエハ１０を取り出すためのウ
エハ取り出しチェンバー４が接続されている。また、ロ
ードロックチェンバー２には、ベース層（１２）を成膜
するとともに上記プラズマ処理を行うプラズマチェンバ
ー５が接続され、さらに液相ＣＶＤを行うための液相Ｃ
ＶＤチェンバー６、アニーリングを行うためのアニール
チェンバー７が接続されている。上記ロードロックチェ
ンバー２の内部には各チェンバーにウエハ１０を搬送す
る搬送ロボット（図示省略）が設置されている。
【００１９】上記処理装置１では、ウエハ投入チェンバ
ー３からウエハ１０を投入し、ロードロックチェンバー
２内の搬送ロボットでプラズマチェンバー５にウエハ１
０を搬送する。以下、ウエハ１０の搬送はロードロック
チェンバー２内の搬送ロボットで行う。次いで、プラズ
マチェンバー５の内部でウエハ１０の表面にベース層
（１２）を成膜する。続いて、ウエハ１０を上記プラズ
マチェンバー５から液相ＣＶＤチェンバー６に搬送す
る。そして液相ＣＶＤチェンバー６の内部で液相ＣＶＤ
膜（１３）を成膜する。その後再びウエハ１０をプラズ
マチェンバー５に搬送する。そしてプラズマチェンバー
５内で液相ＣＶＤ膜（１３）の表面をプラズマ処理し
て、液相ＣＶＤ膜（１３）に表面を硬化する。そして表
面硬化層（１４）を形成する。その後ウエハ１０をプラ
ズマチェンバー５からアニールチェンバー７に搬送し
て、ウエハ１０をアニーリングする。
ー３からウエハ１０を投入し、ロードロックチェンバー
２内の搬送ロボットでプラズマチェンバー５にウエハ１
０を搬送する。以下、ウエハ１０の搬送はロードロック
チェンバー２内の搬送ロボットで行う。次いで、プラズ
マチェンバー５の内部でウエハ１０の表面にベース層
（１２）を成膜する。続いて、ウエハ１０を上記プラズ
マチェンバー５から液相ＣＶＤチェンバー６に搬送す
る。そして液相ＣＶＤチェンバー６の内部で液相ＣＶＤ
膜（１３）を成膜する。その後再びウエハ１０をプラズ
マチェンバー５に搬送する。そしてプラズマチェンバー
５内で液相ＣＶＤ膜（１３）の表面をプラズマ処理し
て、液相ＣＶＤ膜（１３）に表面を硬化する。そして表
面硬化層（１４）を形成する。その後ウエハ１０をプラ
ズマチェンバー５からアニールチェンバー７に搬送し
て、ウエハ１０をアニーリングする。
【００２０】さらに液相ＣＶＤ膜（１３）を厚膜化する
場合には、液相ＣＶＤチェンバー６の内での液相ＣＶＤ
膜１３の成膜、プラズマチェンバー５内でのプラズマ処
理、プラズマチェンバー５内でのアニーリングを繰り返
せばよい。その後、ウエハ取り出しチェンバー４にウエ
ハ１０を搬送してウエハ１０を取り出す。
場合には、液相ＣＶＤチェンバー６の内での液相ＣＶＤ
膜１３の成膜、プラズマチェンバー５内でのプラズマ処
理、プラズマチェンバー５内でのアニーリングを繰り返
せばよい。その後、ウエハ取り出しチェンバー４にウエ
ハ１０を搬送してウエハ１０を取り出す。
【００２１】次に上記第１実施例で説明した絶縁膜の形
成方法を半導体装置の層間絶縁膜に適用した一例を図４
によって説明する。図では、アルミニウム配線間の溝に
上記酸化シリコン膜を埋め込む例を示す。
成方法を半導体装置の層間絶縁膜に適用した一例を図４
によって説明する。図では、アルミニウム配線間の溝に
上記酸化シリコン膜を埋め込む例を示す。
【００２２】図４の（１）に示すように、基板〔例えば
表面に絶縁膜（図示省略）が形成されているシリコンウ
エハ〕２１上に厚さ１．５μｍ、間隔０．３μｍ（アス
ペクト比５）のアルミニウム配線２２を通常の配線形成
プロセス（例えば、スパッタリングによるアルミニウム
膜の成膜、リソグラフィー技術によるレジストからなる
エッチングマスクの形成、ドライエッチングによるパタ
ーニング）によって形成した。
表面に絶縁膜（図示省略）が形成されているシリコンウ
エハ〕２１上に厚さ１．５μｍ、間隔０．３μｍ（アス
ペクト比５）のアルミニウム配線２２を通常の配線形成
プロセス（例えば、スパッタリングによるアルミニウム
膜の成膜、リソグラフィー技術によるレジストからなる
エッチングマスクの形成、ドライエッチングによるパタ
ーニング）によって形成した。
【００２３】続いて図４の（２）に示すように、上記第
１実施例で説明したと同様にして、液相ＣＶＤ法によっ
て、上記アルミニウム配線２２を覆う状態に、Ｈ2 Ｏを
含む酸化シリコンからなる液相ＣＶＤ膜１３を成膜し
た。さらに液相ＣＶＤ膜１３を厚膜化する場合には、上
記第２実施例で説明したのと同様のプロセスを行えばよ
い。
１実施例で説明したと同様にして、液相ＣＶＤ法によっ
て、上記アルミニウム配線２２を覆う状態に、Ｈ2 Ｏを
含む酸化シリコンからなる液相ＣＶＤ膜１３を成膜し
た。さらに液相ＣＶＤ膜１３を厚膜化する場合には、上
記第２実施例で説明したのと同様のプロセスを行えばよ
い。
【００２４】このように、アルミニウム配線２２の高さ
が１．５μｍのものを液相ＣＶＤ膜１３にひび（クラッ
ク）がはいることなく良好に埋め込むことができた。こ
のことは、従来の埋め込み技術ではアルミニウム配線２
２の高さが１．０μｍ程度が限界であったので、埋め込
み深さを大幅に改善したことになる。またアニーリング
後の液相ＣＶＤ膜１３中に含まれるＨ2 Ｏ量は、テトラ
エトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いたプラズマＣＶＤ法
によって成膜した酸化シリコン膜中のＨ2 Ｏ量とほぼ同
等であった。そのため、トランジスタの信頼性に影響を
及ぼさないＨ2 Ｏ量であることがわかった。
が１．５μｍのものを液相ＣＶＤ膜１３にひび（クラッ
ク）がはいることなく良好に埋め込むことができた。こ
のことは、従来の埋め込み技術ではアルミニウム配線２
２の高さが１．０μｍ程度が限界であったので、埋め込
み深さを大幅に改善したことになる。またアニーリング
後の液相ＣＶＤ膜１３中に含まれるＨ2 Ｏ量は、テトラ
エトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いたプラズマＣＶＤ法
によって成膜した酸化シリコン膜中のＨ2 Ｏ量とほぼ同
等であった。そのため、トランジスタの信頼性に影響を
及ぼさないＨ2 Ｏ量であることがわかった。
【００２５】上記説明した適用例は、配線間の埋め込み
に付いての適用例であったが、本発明はそれに限定され
ることはなく、ＭＯＳトランジスタの保護膜などの段差
の解消や埋め込みが必要とされる用途全般に適用するこ
とが可能である。
に付いての適用例であったが、本発明はそれに限定され
ることはなく、ＭＯＳトランジスタの保護膜などの段差
の解消や埋め込みが必要とされる用途全般に適用するこ
とが可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
液相ＣＶＤ膜の表面をプラズマ処理するので、従来のよ
うな流動性のないキャップ層を成膜せずに、液相ＣＶＤ
膜中の水分を効果的に離脱させることができる。そのた
め、液相ＣＶＤ膜をさらに積層して厚膜化することが可
能になり、その結果、液相ＣＶＤ膜からなる絶縁膜は良
好な平坦度を得ることが可能になる。
液相ＣＶＤ膜の表面をプラズマ処理するので、従来のよ
うな流動性のないキャップ層を成膜せずに、液相ＣＶＤ
膜中の水分を効果的に離脱させることができる。そのた
め、液相ＣＶＤ膜をさらに積層して厚膜化することが可
能になり、その結果、液相ＣＶＤ膜からなる絶縁膜は良
好な平坦度を得ることが可能になる。
【図１】本発明の第１実施例の形成工程図である。
【図２】本発明の第２実施例の形成工程図である。
【図３】処理装置の概略構成図である。
【図４】層間絶縁膜への適用例の説明図である。
１１ 基板 １２ ベース層 １３ 液相ＣＶＤ膜 １４ 表面硬化層 １５ 絶縁膜 １６ 液相ＣＶＤ膜 １７ 表面硬化層 １８ 絶縁膜
Claims (3)
- 【請求項１】 膜中に水分を含む液相ＣＶＤ膜からなる
絶縁膜の形成方法において、 基板上に形成したベース層上に前記液相ＣＶＤ膜を液相
ＣＶＤ法により成膜する第１工程と、 前記液相ＣＶＤ膜の表面をプラズマ処理して該液相ＣＶ
Ｄ膜の表層に表面硬化層を形成する第２工程と、 アニーリングによって前記液相ＣＶＤ膜から水分を除去
する脱水化処理を行う第３工程とからなることを特徴と
する絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の絶縁膜に形成方法におい
て、 前記第３工程で表面硬化層を形成した後、該表面硬化層
上に液相ＣＶＤ膜を成膜し、その後前記第２工程と前記
第３工程とを行うことを特徴とする絶縁膜の形成方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の絶縁膜の
形成方法において、 前記プラズマ処理では、酸素と窒素とからなる気体また
は酸素をプラズマ化したもの、またはオゾン、もしくは
酸素ラジカルを用いることを特徴とする絶縁膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30580694A JPH08162449A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30580694A JPH08162449A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162449A true JPH08162449A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17949596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30580694A Pending JPH08162449A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162449A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999038208A1 (fr) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Citizen Watch Co., Ltd. | Procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteurs |
| KR100732773B1 (ko) * | 2006-06-29 | 2007-06-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 절연층들간의 들뜸을 방지한 반도체 소자 제조 방법 |
| CN102002685A (zh) * | 2009-09-01 | 2011-04-06 | 东京毅力科创株式会社 | 成膜装置和成膜方法 |
-
1994
- 1994-12-09 JP JP30580694A patent/JPH08162449A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999038208A1 (fr) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Citizen Watch Co., Ltd. | Procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteurs |
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| US7879733B2 (en) * | 2006-06-29 | 2011-02-01 | Hynix Semiconductor Inc. | Method for manufacturing semiconductor device free from layer-lifting between insulating layers |
| CN102002685A (zh) * | 2009-09-01 | 2011-04-06 | 东京毅力科创株式会社 | 成膜装置和成膜方法 |
| US9580802B2 (en) | 2009-09-01 | 2017-02-28 | Tokyo Electron Limited | Film formation method and apparatus for semiconductor process |
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