KR100228399B1 - Method for forming interlevel insulating film of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. Technical field to which the invention described in the claims belongs

반도체 장치 제조 분야.Semiconductor device manufacturing field.

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제2. Technical Problems to be Solved by the Invention

저유전체 박막의 흡습성을 개선하는 동시에 공정시간의 단축을 도모하고자 함.To improve the hygroscopicity of the low dielectric thin film and to shorten the processing time.

3. 발명의 해결 방법의 요지3. The point of the solution of the invention

플라즈마화된 반응가스로 저유전체 불소화실리콘산화막(SiOxFy, SiOF)을 증착한 다음, 동일 반응실에서 상기 불소화실리콘산화막 표면을 질소 플라즈마 분위기로 질화 처리한다.A low dielectric fluorinated silicon oxide film (SiOxFy, SiOF) is deposited as a plasmaized reaction gas, and then the surface of the fluorinated silicon oxide film is nitrided in a nitrogen plasma atmosphere in the same reaction chamber.

4. 발명의 중요한 용도4. Important Uses of the Invention

반도체 장치의 배선층간절연막 형성.(Formation of a wiring interlayer insulating film of a semiconductor device).

Description

반도체 장치의 배선층간절연막 형성 방법Method for forming a wiring interlayer insulating film of a semiconductor device

본 발명은 0.18μm급 이상의 차세대 반도체 소자에 적용할 수 있는 핵심 단위공정기술중에 하나인 배선층간절연막 형성 방법에 관한 것으로, 특히, 저유전체 박막인 불소화실리콘산화막(SiOxFy, SiOF)과 그 표면에 질화막을 구비한 배선층간절연막을 열화학기상증착(thermal CVD)이 아닌 플라즈마 반응가스로 형성하는 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for forming interlayer dielectric films of fluoride silicon oxide (SiOxFy, SiOF), which is a low dielectric film, and a method for forming a nitride film To a method of forming a wiring interlayer insulating film with a plasma reaction gas instead of thermochemical vapor deposition (thermal CVD).

통상적으로, 고속 로직(logic) LSI(Large Scale Integrated Circuit) 및 메모리 소자의 배선층간절연막으로 ECR 화학기상증착(CVD) 장치를 이용한 저유전체 불소화실리콘산화막(SiOxFy, SiOF)의 사용이 가장 유력하지만 대기에 노출되어 시간이 지나면서 외부의 수분을 흡수하게 되어 다시 유전율이 증가하는 등의 문제점이 있다. 이러한 종래기술 및 그 문제점을 이하에서 상세히 살펴본다.Typically, the use of a low dielectric fluoride silicon oxide (SiOxFy, SiOF) using an ECR chemical vapor deposition (CVD) device as a wiring interlayer insulating film of a high-speed logic LSI (Large Scale Integrated Circuit) And the moisture is absorbed from the outside over time, and the dielectric constant is increased again. These conventional techniques and their problems will be described in detail below.

0.18μm급 이상의 차세대 반도체 소자를 보면 다층배선기술에서 배선 금속의 두께와 폭이 급격히 축소되고, 배선과의 간격이 0.1um 대 수준으로 좁아지게 된다. 이로 인해 반도체 소자의 기생용량(parasitic capacitance)이 급격히 증가되며, 반도체 소자의 동작속도가 크게 저하되는 문제가 발생된다. 이를 방지하기 위해서 박막 성장방법을 바꾼 개선된 산화막, 불소(F)를 넣은 산화막, 유기계열의 테프론(teflon) 등과 같은 저유전체가 층간절연막으로 연구되고 있다. 특히 불소(F)를 함유하는 산화막인 SiOxFy 박막은 저유전율 특성을 가지면서, 기존의 산화막 공정을 그대로 사용할 수 있는 장점이 있기 때문에 향후 적용 가능성이 가장 높은 물질로 최근 보고되고 있다. 그러나, 증착된 시점(as-deposited) 근처에서의 SiOxFy 박막은 초기에 Si-OH인 수분을 포함하고 있지 않지만 대기중에 노출되어 시간이 지남에 따라 수분을 흡수하는 성질이 있기 때문에 박막속에서 다음과 같은 반응식이 진행된다.In the case of the next-generation semiconductor device having a size of 0.18 μm or more, in the multilayer wiring technology, the thickness and width of the wiring metal are sharply reduced, and the distance between the wiring and the wiring is narrowed to 0.1 μm. As a result, the parasitic capacitance of the semiconductor device is rapidly increased, and the operating speed of the semiconductor device is greatly reduced. In order to prevent this, an interlayer dielectric film such as an improved oxide film, an oxide film doped with fluorine (F), an organic type teflon, or the like has been studied as an interlayer dielectric film. In particular, the SiOxFy thin film, which is an oxide film containing fluorine (F), has recently been reported as the most highly applicable material since it has a low dielectric constant and can use the existing oxide film process as it is. However, since the SiOxFy film near the as-deposited film does not contain Si-OH moisture at the initial stage, it has a property of absorbing moisture over time due to exposure to the atmosphere. Therefore, The same reaction goes on.

[반응식][Reaction Scheme]

Si-F + H2O → Si-OH + HFSi-F + H 2 O → Si-OH + HF

따라서 Si-F와 흡수된 습기의 가수분해(hydrolysis) 반응에 의해 SiOxFy 박막속에서 Si-OH와 HF 산이 형성되어 절연막의 유전율을 다시 높이거나, 열전자에 대한 내성이 약해지거나, 배선 금속막을 부식시키는 등의 여러가지 문제점들을 발생시킨다.Therefore, Si-OH and HF acid are formed in the SiOxFy thin film by the hydrolysis reaction of Si-F and absorbed moisture, so that the dielectric constant of the insulating film is increased again, resistance to the thermoelectrons is weakened, And the like.

이에 대한 해결 방안으로 종래에는 SiOxFy 박막을 증착한 후, 대기중에 노출된 시간을 줄이기 위해 빠른 시간에 다른 장비로 이송하는 방법을 사용하였는데, 일단 박막이 대기중에 노출되면 수분을 흡수하거나 노출되는 시간 동안에 먼지 또는 불순물에 의해 미소오염 가능성이 높아지게 되므로 많은 문제점을 내포하게 된다.As a solution to this problem, a method of transferring SiOxFy thin film to other equipment in a short time has been used in order to reduce the exposure time to the atmosphere. Once the thin film is exposed to the atmosphere, The possibility of micro-contamination increases due to dust or impurities, which causes many problems.

도 1A 및 도 1B는 개선된 종래기술에 따른 배선층간절연막 형성 공정도로서, 진공상태인 다중 반응실(multi-chamber)을 갖는 ECR 화학기상증착(CVD) 장치를 사용하여 어느한 반응실에서 도 1A와 같이 SiOxFy(13)을 형성하고 다른 반응실로 웨이퍼를 이송한 다음, 도 1B와 같이 실리콘질화막(또는 실리콘산화막)(14)을 SiOxFy(13) 상부에 CVD 증착하여, SiOxFy의 흡습성을 개선하고자 하였다. 미설명 도면부호 '11'은 기판, '12'는 금속배선을 각각 나타낸다.1A and 1B are diagrams showing a process of forming an interlayer dielectric film according to an improved prior art, wherein an ECR chemical vapor deposition (CVD) apparatus having a multi-chamber in a vacuum state is used to form a single- (Or a silicon oxide film) 14 is deposited on the upper surface of the SiOxFy (13) by CVD as shown in FIG. 1B to improve the hygroscopicity of SiOxFy as shown in FIG. 1B . Reference numeral 11 denotes a substrate, and 12 denotes a metal wiring.

그러나, 이 경우 SiOxFy 박막이 대기중에 노출되지 않아서 미소오염에 노출될 가능성이 현저히 감소되었지만, 두 개의 반응실에서 각각의 공정들이 수행되어야 하므로 공정시간이 많이 소요되어 시간당 생산량이 현저히 감소되기 때문에 바람직한 방법이 될 수 없다.However, in this case, the possibility that the SiOxFy thin film is not exposed to the air and the possibility of exposure to micro-contamination is remarkably reduced, but since the respective processes must be performed in the two reaction chambers, the process time is long and the production per hour is remarkably reduced. Can not be.

본 발명은 상기 설명한 종래의 문제점들을 근본적으로 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고유전체 박막의 흡습성을 개선하는 동시에 공정시간의 단축을 도모하는 반도체 장치의 배선층간절연막 형성 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for forming inter-wiring-layer insulating films in a semiconductor device which improves hygroscopicity of a high-dielectric film and shortens a process time.

도 1A 및 도 1B는 종래의 열적 CVD에 의한 배선층간절연막 형성 공정 단면도,Figs. 1A and 1B are cross-sectional views showing a process of forming a wiring interlayer insulating film by a conventional thermal CVD,

도 2A 및 도 2B는 본 발명에 따른 배선층간절연막 형성 공정 단면도,FIG. 2A and FIG. 2B are cross-sectional views of a wiring interlayer insulating film forming process according to the present invention,

도 3A 및 도 3B는 통상적인 ECR 장치의 평면도 및 단면도,Figures 3A and 3B are top and cross-sectional views of a typical ECR device,

도 4는 정자기장내 전기장의 영향에 따른 전자의 운동을 나타내는 개념도,4 is a conceptual diagram showing the movement of electrons according to the influence of the electric field in the static magnetic field,

도 5A 및 도 5B는 본 발명의 배선층간절연막을 X선 광전자 분광기로 스펙트럼 분석한 결과 그래프5A and 5B are graphs showing the results of spectral analysis of the wiring interlayer insulating film of the present invention by X-ray photoelectron spectroscopy,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

22: 금속배선 23: 불소화산화실리콘막22: metal wiring 23: fluorinated silicon oxide film

24: 산화질화실리콘막24: silicon oxynitride film

본 발명은 반도체 제조 시 금속배선층간의 절연을 위한 배선층간절연막 형성 방법에 있어서, 적어도 불소(F)와 산소(O)를 포함하는 반응가스를 제1 플라즈마화하여 상기 제1 플라즈마에 의해 불소화산화실리콘막을 웨이퍼 상에 형성하는 단계; 및 상기 불소화산화실리콘막을 형성한 반응실과 동일 반응실에서 적어도 질소를 포함하는 반응가스를 제2 플라즈마화하여 상기 제2 플라즈마로 상기 불소화산화실리콘막 표면을 처리하는 단계를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a method for forming a wiring interlayer insulating film for insulation between metal wiring layers in semiconductor manufacturing, comprising the steps of: forming a first plasma in a reaction gas containing at least fluorine (F) and oxygen (O) Forming a film on the wafer; And treating the surface of the fluorinated silicon oxide film with the second plasma by forming a second plasma with a reaction gas containing at least nitrogen in the same reaction chamber as the reaction chamber in which the fluorinated silicon oxide film is formed.

이하, 첨부된 도면 도 2 내지 도 5B를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 2 to 5B.

도 2A 및 도 2B는 본 발명에 따른 배선층간절연막 형성 공정 단면도로서, 본 발명은 먼저, 도 2A에 도시된 바와같이 금속배선(22)이 형성된 형성된 웨이퍼 상에 전자 사이크로트론 공명(ECR: electron cyclotron resonance)에 의해 플라즈마화된 반응가스, 예컨데 Ar/SiF4/O2또는 Ar/SF6/O2또는 Ar/CF4/O2또는 Ar/C2F6/O2로 저유전체 불소화실리콘산화막(SiOxFy, SiOF)(23)을 증착한 다음, 도 2B와 같이 상기 불소화실리콘산화막(23)을 증착한 동일 반응실에서 상기 불소화실리콘산화막(23) 표면을 Ar/N2또는 Ar/NH3또는 Ar/N2O 플라즈마 분위기로 질화 처리하여 질화된 불화산화실리콘막(SiOFN, 24)을 형성하는 것이다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating a process of forming a wiring interlayer insulating film according to the present invention. First, as shown in FIG. 2A, an electron cyclotron resonance (ECR) cyclotron resonance) in the plasma of the reaction gas, for example Ar / SiF 4 / O 2 or Ar / SF 6 / O 2 or Ar / CF 4 / O 2 or Ar / C 2 F to 6 / O 2 low dielectric fluorinated silicon by 2B, the surface of the fluorinated silicon oxide film 23 is cleaned with Ar / N 2 or Ar / NH 3 (N 2 ) gas in the same reaction chamber in which the fluorinated silicon oxide film 23 is deposited, Or nitriding treatment in an Ar / N 2 O plasma atmosphere to form a nitrided silicon fluoride oxide film (SiOFN) 24.

여기서, Ar 가스는 캐리어 가스로서 Ar 가스 대신 He을 사용할 수 있으며, 불소화산화실리콘막은 ECR 플라즈마 방법이 아닌 ICP(inductive coupled plasma), TCP(transfomer coupled plasma), 헬리콘(helicon), MORI(MO reactive ion) 방법을 사용하여 공정을 진행할 수 있다.Here, the Ar gas may be He instead of the Ar gas as the carrier gas, and the fluorinated silicon oxide film may be an inductively coupled plasma (ICP), a transfomer coupled plasma (TCP), a helicon, an MO reactive ion can be used to carry out the process.

도 3A 및 도 3B는 저유전율 SiOxFy 박막을 형성하고 동일 반응실에서 질화처리를 할 수 있는 통상적인 ECR 장치의 평면도 및 단면도로서, 이에 대해 기술하면 다음과 같다.3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view of a conventional ECR apparatus capable of forming a low dielectric constant SiOxFy thin film and nitriding in the same reaction chamber.

본 장치는 크게 마이크로웨이브(microwave) 공급부, 플라즈마 발생부, 반응실, 웨이퍼 이송부, 압력제어 및 진공배기부, 제어부로 구성되어 있다.The device consists of a microwave supply part, a plasma generation part, a reaction chamber, a wafer transfer part, a pressure control and vacuum exhaust part, and a control part.

마이크로웨이브 공급부는 2.45GHz의 마이크로웨이브를 발생시키는 발생기(301), 이를 반응실로 전달하기 위한 각종 도파관들이 있다. 또한 마이크로웨이브의 누설이나 되돌아 오는 반사파가 있을 경우에 이를 차단하는 역할을 하는 차단기(302)가 있으며, 마이크로웨이브와 부하측의 임피던스(impedence)가 다를 때 전자파의 일부가 반사되는 현상을 줄이기 위해 양측의 임피던스를 효과적으로 조절하는 자동튜너(303)가 있다. 여기서 엘보형 도파관(304)은 모듈들을 수평으로 설치한 후에 마이크로웨이브를 플라즈마 발생실(308)이 있는 수직방향으로 변경하기 위해 사용한다. 뿔형 도파관(305)과 축소형 도파관(306)은 플라즈마 모드(mode)의 조절과 플라즈마 발생실(308) 내로 입사될 때 관의 지름이 갑자기 변하여 발생하는 급격한 임피던스 차이를 줄이기 위해 사용된다. 플라즈마 발생부는 대기와 진공 환경을 서로 차단하고, 마이크로웨이브가 입사될 수 있도록 투명한 석영창(307)이 있으며, 플라즈마 발생실(308)의 주위를 둥글게 감싸고 있는 마그네트 코일(309,310)과 불활성가스를 공급하는 상부 가스주입구(312)로 구성되어 있다. 마그네트 코일(309,310)에서 발생되는 열제거와 코일절연을 위하여 마그네트의 주위에는 냉각수로 일정한 온도로 계속 냉각해야 한다. 전자 사이크로트론 공명(electron cyclotron resonance) 조건인 875 가우스(Gauss)의 자장을 형성시킬 수 있는 마그네트는 두 개의 상부 코일자석(309)과 하부 코일자석(310)으로 구성되어 인가되는 자장세기(magnetic strength)의 비율에 의해 반응실(313) 내에서 전자가 공명하는 위치의 조절이 가능하다. 반응실(313)은 공정가스를 주입할 수 있는 하부 가스주입구(311), 웨이퍼(315)를 공정온도로 가열하기 위한 히터와 웨이퍼(315)에 RF 전압을 인가할 수 있도록 구성된 핫척(314)이 있다. 그 하부에는 웨이퍼(315)를 회전시키기 위한 기구와 웨이퍼(315) 위치를 상하로 조절할 수 있는 3개의 상하 수직핀들이 내장되어 있는 기구로 구성된 회전 및 수직 이송기구(316)가 있다. 웨이퍼(315)가 반응실(313) 내로 들어오거나 웨이퍼 이송부(321)로 나가는 통로에 사각형 스롯밸브(328)가 설치되어 있으며, 반응실(313) 반대편에는 진공중에서 웨이퍼(315)를 이송시킬 수 있는 웨이퍼 이송부(321)가 연결되어 있다. 그리고 공정시 반응실 내부의 압력을 감지할 수 있는 공정압력 센서(317)와 고진공 압력센서(325)가 부착되어 있다. 압력제어 및 진공배기부는 압력조절 밸브(318), 차단밸브(319), 터보펌프(323), 진공밸브들(320,322), 로터리펌프 연결관(324)과 배기부의 압력변화를 감지할 수 있는 저진공 압력센서(326)로 구성되어 있다. 마지막으로 장치의 동작과 공정을 전체적으로 통합 및 제어할 수 있는 제어부가 있다.The microwave supply unit includes a generator 301 for generating microwaves of 2.45 GHz and various waveguides for transmitting the microwaves to the reaction chamber. In addition, there is a circuit breaker 302 which serves to cut off leakage of a microwave or reflected wave when there is a reflected wave. In order to reduce the reflection of a part of the electromagnetic wave when the impedance of the microwave and the load are different, There is an automatic tuner 303 that effectively adjusts the impedance. Here, the elbow-type waveguide 304 is used to change the microwave to the vertical direction in which the plasma generating chamber 308 exists after the modules are horizontally installed. The conical waveguide 305 and the reduced waveguide 306 are used to control the plasma mode and to reduce the sharp impedance difference caused by sudden changes in the diameter of the tube when entering into the plasma generating chamber 308. The plasma generating unit includes a transparent quartz window 307 to block the atmosphere and the vacuum environment from each other and allow the microwave to be incident thereon. The magnet generating coils 309 and 310, which surround the plasma generating chamber 308, And an upper gas inlet 312 for introducing the gas. In order to remove heat generated by the magnet coils 309 and 310 and to insulate the coils, it is necessary to cool the magnet around the magnet at a constant temperature with cooling water. A magnet capable of forming a magnetic field of 875 Gauss which is an electron cyclotron resonance condition is composed of two upper coil magnets 309 and a lower coil magnet 310, it is possible to adjust the resonance position of the electrons in the reaction chamber 313 by the ratio The reaction chamber 313 includes a lower gas inlet 311 through which a process gas can be injected, a heater for heating the wafer 315 to a process temperature, and a hotplate 314 configured to apply an RF voltage to the wafer 315. [ . And a rotary and vertical transfer mechanism 316 composed of a mechanism for rotating the wafer 315 and a mechanism in which three up-and-down vertical pins capable of vertically adjusting the position of the wafer 315 are embedded. A rectangular rod valve 328 is provided in a passage through which the wafer 315 enters into the reaction chamber 313 or exits to the wafer transfer section 321 and the wafer 315 can be transferred to the opposite side of the reaction chamber 313 in vacuum And the wafer transfer unit 321 is connected. A process pressure sensor 317 and a high vacuum pressure sensor 325, which can sense the pressure inside the reaction chamber during the process, are attached. The pressure control and vacuum evacuation section includes a pressure control valve 318, a shutoff valve 319, a turbo pump 323, vacuum valves 320 and 322, a rotary pump connection pipe 324, And a vacuum pressure sensor 326. Finally, there is a control unit that can integrate and control the operation and process of the device as a whole.

상기와 같은 ECR 플라즈마 장치를 사용하여 배선층간절연막을 형성하는 세부적인 방법을 살펴본다.A detailed method of forming the wiring interlayer insulating film using the ECR plasma apparatus will be described.

먼저, 상부가스 주입구(312)에서 공급된 아르곤(argon)이 2.45GHz의 마이크로웨이브에 의해 가속된 전자의 각주파수와 마그네트(309,310)로 형성된 875 가우스(Gauss)의 자기장에 의해 회전하는 전자의 각주파수가 일치되면 전자 사이크로트론 공명이 일어난다. 이때 공명이 일어나면 도 4와 같이 전자의 원운동 에너지가 최대가 되면서 원형 운동(a)에서 나선형 운동(b)으로 변하여 하부 가스주입구(311)로 주입된 SiF4/O2반응가스의 분자들과의 연쇄충돌이 일어나 이온화(ionization)와 여기 (excitation)가 되어 수 mtorr의 낮은 압력에서 순식간에 3 × 1011∼ 5 × 1012/㎤ 정도의 고밀도 플라즈마가 생성된다. 이러한 플라즈마는 전자(electron), 레디칼(radical), 이온(ion)들로 구성되어 있으며, 레디칼은 이온보다 존재하는 시간(residence time)이 다소 길기 때문에 반응에 중요한 역할을 한다. 이렇게 증착된 SiOxFy 박막에 주입된 F 원자가 많아지면 큰 전기음성도(electro-negativity) 때문에 박막의 굴절율(refractive index) n이 떨어지며 n2= ε 관계식에 의해 유전율 ε도 낮아진다.First, the argon supplied from the upper gas inlet 312 is supplied to each of the angles of the electrons accelerated by the 2.45 GHz microwave and the angles of the electrons rotated by the 875 Gauss magnetic field formed by the magnets 309 and 310 When the frequencies match, an electron cyclotron resonance occurs. When resonance occurs, molecules of the SiF 4 / O 2 reactive gas injected into the lower gas inlet 311 are changed to a spiral motion (b) in the circular motion (a) Ionization and excitation occurs, resulting in a high-density plasma of about 3 × 10 11 to 5 × 10 12 / cm 3 at a low pressure of several mtorr. These plasmas are composed of electrons, radicals, and ions, and radicals play an important role in the reaction because the residence time is longer than the ions. When the number of F atoms injected into the SiO x F y thin film thus deposited increases, the refractive index n of the thin film is lowered due to the large electro-negativity, and the permittivity ε is also lowered by the relation of n 2 = ε.

그 다음 Ar/N2 가스를 이용하여 ECR 플라즈마를 형성시켜 수십 Å의 두께로 SiOxFy 박막 표면을 얇게 질화 처리한다. 이는 에너지 분해능이 0.2eV인 X선 광전자 분광기(XPS, X-ray Photoelectron Spectroscopy)에 의한 스펙트럼(spectrum) 분석결과도인 도 5A 및 도 5B에서 명확히 보여준다. 도 5A 는 SiOxFy 박막의 표면을 분석한 결과이고, 도 5B는 2분 식각한 후에 60Å 깊이의 식각표면을 분석한 결과로서, 이곳에 질소(N)가 분포되어 있는 사실을 알 수 있었으며, 이때 박막의 두께가 증가되는 효과에 의해 굴절율도 조금 낮아져 유전율이 약간 향상되는 장점도 있다. 실험결과 질화 처리 전 보다 질화 처리 후에 막의 두께는 4.3% 증가되었으며, 유전율은 2.7% 낮아지는 것이 관측되었다.Next, an ECR plasma is formed using Ar / N 2 gas, and the surface of the SiO x Fe thin film is thinly nitrided to a thickness of several tens of angstroms. The results of spectral analysis by an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) having an energy resolution of 0.2 eV are also clearly shown in Figs. 5A and 5B. FIG. 5A shows the result of analyzing the surface of the SiOxFy thin film. FIG. 5B shows the result of analysis of the etched surface of 60 Å depth after 2 minutes of etching. As a result, nitrogen (N) was distributed here, The refractive index is also slightly lowered by the effect of increasing the thickness of the dielectric layer, and the dielectric constant is slightly improved. Experimental results show that the film thickness after nitriding is increased by 4.3% and the dielectric constant is decreased by 2.7% before nitriding.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 저유전체 박막인 불소화실리콘산화막을 대기에 전혀 노출시키지 않으면서 동일 챔버에서 질화처리하기 때문에, 습기와의 가수분해 반응 방지하고, 절연막의 유전율이 다시 높아지는 것을 방지하며, 열전자에 대한 내성을 강화하고, 금속배선의 부식을 방지하는 효과를 가져오며, 특히 동일 반응실에서 연속적인 공정이 이루어지므로 공정 진행 시간이 단축되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the fluorinated silicon oxide film, which is a low dielectric film, is nitrided in the same chamber without exposing it to the atmosphere at all, it prevents the hydrolysis reaction with moisture and prevents the dielectric constant of the insulating film from rising again, Resistance to thermoelectrics and corrosion of the metal wiring can be prevented. In particular, since the continuous process is performed in the same reaction chamber, the process time is shortened.

Claims (6)

반도체 장치의 금속배선층간의 절연을 위한 배선층간절연막 형성 방법에 있어서,A method for forming a wiring interlayer insulating film for insulation between metal wiring layers of a semiconductor device, 적어도 불소(F)와 산소(O)를 포함하는 제1 반응가스를 제1 플라즈마화하여 상기 제1 플라즈마에 의해 불소화산화실리콘막을 웨이퍼 상에 형성하는 단계; 및Forming a fluorinated silicon oxide film on the wafer by the first plasma by first plasma-treating a first reaction gas containing at least fluorine (F) and oxygen (O); And 상기 불소화산화실리콘막을 형성한 반응실과 동일 반응실에서 적어도 질소(N)를 포함하는 제2 반응가스를 제2 플라즈마화하여 상기 제2 플라즈마로 상기 불소화산화실리콘막 표면을 처리하는 단계를 포함하여 이루어진 반도체 장치의 배선층간절연막 형성 방법.Treating the surface of the fluorinated silicon oxide film with the second plasma by forming a second plasma containing at least nitrogen (N) in the same reaction chamber as the reaction chamber in which the fluorinated silicon oxide film is formed, A method for forming a wiring interlayer insulating film of a semiconductor device. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마는 전자 사이크로트론 공명에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 배선층간절연막 형성 방법.Wherein the first plasma and the second plasma are formed by electron cyclotron resonance. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 반응가스는 캐리어 가스;The first reaction gas may be a carrier gas; SiF4/O2, SF6/O2, CF4/O2, 및 C2F6/O2중 어느 하나를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 배선층간절연막 형성 방법.Wherein each of the interlayer insulating films comprises any one of SiF 4 / O 2 , SF 6 / O 2 , CF 4 / O 2 , and C 2 F 6 / O 2 . 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2 반응가스는 캐리어 가스;Wherein the second reaction gas is a carrier gas; N2,NH3, 및 N2O 중 어느 하나를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 배선층간절연막 형성 방법.N 2 , NH 3 , and N 2 O, respectively. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 캐리어 가스는 Ar 또는 He을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 배선층간절연막 형성 방법.Wherein the carrier gas comprises Ar or He. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 불소화산화실리콘막을 ICP(inductive coupled plasma), TCP(transfomer coupled plasma), 헬리콘(helicon) 및 MORI(MO reactive ion) 방법중 어느한 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 배선층간절연막 형성 방법.Wherein the fluorinated silicon oxide film is formed by any one of ICP (inductive coupled plasma), TCP (transfomer coupled plasma), helicon, and MORI (MO reactive ion) Way.
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