JP2000332011A

Formation of interlayer insulating film and semiconductor device

Abstract

[Task] To provide a method for forming a low dielectric constant interlayer insulating film having good moisture absorption resistance and heat resistance, and a semiconductor device using the same.

Solution.An underlying insulating film 105 is formed on the object to be formed, and TEOS and a first concentration of O, which is lower than the concentration required for oxidation of the TEOS, are formed.3 A third SiO having porosity on the underlying insulating film 105 by a chemical vapor deposition method in which and is contained in the reaction gas.2 A film 106 is formed, and the third SiO2 The film 106 is treated with H plasma, and the third SiO is produced by a chemical vapor deposition method in which TEOS and O3 having a second concentration sufficient for oxidation of the TEOS are contained in the reaction gas.2 Fourth SiO on film 1062 To form an interlayer insulating film that forms the film 107.

JP2000332011A, drawing sheet 1
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16 claims: 10 independent, 6 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 TEOSと、該TEOSの酸化に必要な濃度より低い第1の濃度のO 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、被形成体上に多孔性を有する第1のSiO 2 膜を形成し、 TEOSと、該TEOSの酸化に十分な第2の濃度のO 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、前記第1のSiO 2 膜上に第2のSiO 2 膜を形成する層間絶縁膜の形成方法。
  2. 2
    【請求項2】被形成体上に下地絶縁膜を形成し、 TEOSと、該TEOSの酸化に必要な濃度より低い第1の濃度のO 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、前記下地絶縁膜上に多孔性を有する第3のSiO 2 膜を形成し、 TEOSと、該TEOSの酸化に十分な第2の濃度のO 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、前記第3のSiO 2 膜上に第4のSiO 2 膜を形成する層間絶縁膜の形成方法。
  3. 3
    【請求項3】 請求項1に記載の第2のSiO 2 膜、又は、請求項2に記載の第4のSiO 2 膜を形成後、該第2又は第4のSiO 2 膜の表面をCMP法(化学機械研磨法)により研磨し、平坦化することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の層間絶縁膜の形成方法。
  4. 4
    【請求項4】請求項1に記載の第2のSiO 2 膜、又は、請求項2に記載の第4のSiO 2 膜の表面をCMP法により研磨し、平坦化した後、該第2又は第4のSiO 2 膜上にカバー絶縁膜を形成することを特徴とする請求項3に記載の層間絶縁膜の形成方法。
  5. 5
    【請求項5】 TEOSと、該TEOSの酸化に必要な濃度より低い濃度のO 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、被形成体上に多孔性を有するSiO 2 膜を形成し、 前記多孔性を有するSiO 2 膜に前記被形成体に通じるダマシン溝を形成し、 前記ダマシン溝の側部にサイドウォール絶縁膜を形成し、 前記ダマシン溝内部に金属膜を埋め込み、 前記金属膜上にバリヤメタル層を形成する層間絶縁膜の形成方法。
  6. 6
    【請求項6】 被形成体上に下地絶縁膜を形成し、 TEOSと、該TEOSの酸化に必要な濃度より低い濃度のO 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、前記下地絶縁膜上に多孔性を有するSiO 2 膜を形成し、 前記下地絶縁膜、及び、前記多孔性を有するSiO 2 膜に前記被形成体に通じるダマシン溝を形成し、 前記ダマシン溝の側部にサイドウォール絶縁膜を形成し、 前記ダマシン溝内部に金属膜を埋め込み、 前記金属膜上にバリヤメタル層を形成する層間絶縁膜の形成方法。
  7. 7
    【請求項7】 被形成体をCl(塩素)プラズマ処理し、 TEOSと、O 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、前記被形成体上に多孔性を有するSiO 2 膜を形成する層間絶縁膜の形成方法。
  8. 8
    【請求項8】 被形成体上に、下地絶縁膜を形成し、 前記下地絶縁膜をCl(塩素)プラズマ処理し、 TEOSと、O 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、前記下地絶縁膜上に多孔性を有するSiO 2 膜を形成する層間絶縁膜の形成方法。
  9. 9
    【請求項9】 前記多孔性を有するSiO 2 膜を形成後、該多孔性を有するSiO 2 膜上に第1の絶縁膜を形成し、 前記第1の絶縁膜を、前記多孔性を有するSiO 2 膜の一部が除去される程度にエッチングすることにより、平坦化することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の層間絶縁膜の形成方法。
  10. 10
    【請求項10】 前記第1の絶縁膜を平坦化した後、該第1の絶縁膜上、及び、前記多孔性を有するSiO 2 膜上の一部に、カバー絶縁膜を形成することを特徴とする請求項9に記載の層間絶縁膜の形成方法。
  11. 11
    【請求項11】 被形成体をCl(塩素)プラズマ処理し、 TEOSと、O 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、前記被形成体上に多孔性を有するSiO 2 膜を形成し、 前記多孔性を有するSiO 2 膜に前記被形成体に通じるダマシン溝を形成し、 前記ダマシン溝の側部にサイドウォール絶縁膜を形成し、 前記ダマシン溝内部に金属膜を埋め込み、 前記金属膜上にバリヤメタル層を形成する層間絶縁膜の形成方法。
  12. 12
    【請求項12】 被形成体上に下地絶縁膜を形成し、前記下地絶縁膜をCl(塩素)プラズマ処理し、 TEOSと、O 3 とを反応ガス中に含む化学的気相成長法により、前記下地絶縁膜上に多孔性を有するSiO 2 膜を形成し、 前記下地絶縁膜、及び、前記多孔性を有するSiO 2 膜に前記被形成体に通じるダマシン溝を形成し、 前記ダマシン溝の側部にサイドウォール絶縁膜を形成し、 前記ダマシン溝内部に金属膜を埋め込み、 前記金属膜上にバリヤメタル層を形成する層間絶縁膜の形成方法。
  13. 13
    【請求項13】 前記サイドウォール絶縁膜は、前記ダマシン溝を形成後、前記多孔性を有するSiO 2 膜の上、前記ダマシン溝の側部、及び、該ダマシン溝の底部に第2の絶縁膜を形成し、 前記第2の絶縁膜を、前記ダマシン溝の側部に形成された該第2の絶縁膜が残り、かつ、前記被形成体の表面が該ダマシン溝の底部に露出する程度に、異方的にエッチングすることにより形成することを特徴とする請求項5、請求項6、請求項11又は請求項12のいずれかに記載の層間絶縁膜の形成方法。
  14. 14
    【請求項14】 前記多孔性を有するSiO 2 膜上、及び、前記バリヤメタル層上にカバー絶縁膜を形成することを特徴とする請求項5、請求項6、請求項11、請求項12又は請求項13のいずれかに記載の層間絶縁膜の形成方法。
  15. 15
    【請求項15】 請求項1に記載の多孔性を有する第1のSiO 2 膜、請求項2に記載の多孔性を有する第3のSiO 2 膜、又は、請求項3から請求項14に記載の多孔性を有するSiO 2 膜を形成後、該多孔性を有する第1のSiO 2 膜、該多孔性を有する第3のSiO 2 膜、又は、該多孔性を有するSiO 2 膜を、H(水素)プラズマ処理することを特徴とする請求項1から請求項14のいずれかに記載の層間絶縁膜の形成方法。
  16. 16
    【請求項16】 請求項1から請求項15のいずれかに記載の層間絶縁膜の形成方法により形成された層間絶縁膜を有する半導体装置。
Independent claims16