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JP2000106364A - Manufacturing method of insulating film - Google Patents

Manufacturing method of insulating film

Info

Publication number
JP2000106364A
JP2000106364A JP10274498A JP27449898A JP2000106364A JP 2000106364 A JP2000106364 A JP 2000106364A JP 10274498 A JP10274498 A JP 10274498A JP 27449898 A JP27449898 A JP 27449898A JP 2000106364 A JP2000106364 A JP 2000106364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
silicon
insulating film
fluororesin
gas
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.)
Abandoned
Application number
JP10274498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Hasegawa
利昭 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP10274498A priority Critical patent/JP2000106364A/en
Publication of JP2000106364A publication Critical patent/JP2000106364A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 次々世代のデバイスプロセスで要求される比
誘電率を満たる有機絶縁膜は膜質が悪いため、シリコン
系絶縁膜とともに用いることが検討されているが、特に
フッ素樹脂膜との密着性が非常に悪く剥がれを生じてい
た。 【解決手段】 有機絶縁膜15の表面に酸化シリコン
膜、酸化窒化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜からな
るシリコン系絶縁膜16を形成する際に、シリコン系絶
縁膜16の有機絶縁膜15との界面をSi−H結合を有
する状態に形成する絶縁膜の製造方法であり、有機絶縁
膜をフッ素樹脂膜で形成する場合にはシリコン系絶縁膜
を形成する前にフッ素樹脂膜の表面に物理的衝撃を与え
る処理を行ってそのフッ素樹脂膜の表面の炭素との結合
を減少させてもよく、またシランカップリング剤を塗布
してもよい。
(57) [Summary] [PROBLEMS] An organic insulating film satisfying the relative dielectric constant required for the next-generation device process has a poor film quality, and therefore, it has been studied to use it together with a silicon-based insulating film. The adhesion to the film was very poor and peeling occurred. When a silicon-based insulating film made of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or a silicon nitride film is formed on a surface of an organic insulating film, an interface between the silicon-based insulating film and the organic insulating film is determined. This is a method of manufacturing an insulating film formed to have a Si-H bond. When an organic insulating film is formed of a fluororesin film, a physical impact is applied to the surface of the fluororesin film before forming the silicon-based insulating film. The treatment may be performed to reduce the bonding with carbon on the surface of the fluororesin film, or a silane coupling agent may be applied.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁膜の製造方法
に関し、特には0.25μm以下のデザインルールのデ
バイスプロセスに用いられるもので、有機絶縁膜(例え
ばフッ素樹脂膜)上にシリコン系絶縁膜を形成する絶縁
膜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 of manufacturing an insulating film, and more particularly to a method of manufacturing a device having a design rule of 0.25 .mu.m or less. The present invention relates to a method for manufacturing an insulating film for forming a film.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の微細化,低消費電力化およ
び高速化等の要求に伴い、それらを実現するための手段
の一つとして層間絶縁膜の低誘電率化が検討されてい
る。現在開示されている低誘電率膜は、炭素原子やフッ
素原子を含有することで比誘電率を下げている。現在の
ところ、比誘電率が1.5〜2.5程度のものが開発さ
れている。
2. Description of the Related Art Along with demands for miniaturization, low power consumption, and high speed of a semiconductor device, lowering the dielectric constant of an interlayer insulating film has been studied as one of means for realizing the demand. The low-dielectric-constant films disclosed at present lower the relative dielectric constant by containing carbon atoms and fluorine atoms. At present, those having a relative dielectric constant of about 1.5 to 2.5 have been developed.

【0003】炭素原子を含む低誘電率膜材料としては、
有機SOG(Spin on glass)、フルオロカーボンポリマ
ー、ポリイミド、ポリパラキシリレン等が良く知られて
いる。これらの材料は、炭素原子、いわゆるアルキル基
を含むことで材料の密度が低下すること、および分子自
身の分極率が低いことで低誘電率になっていると言われ
ている。またこれらの材料は、単に比誘電率が低いだけ
でなく、半導体装置の材料として不可欠の耐熱性をも有
している。有機SOGはシロキサン構造を持つことで、
ポリイミドはイミド結合を持つことで、ポリパラキシリ
レン等の有機材料やフルオロカーボンポリマー等はベン
ゼン環を有することで、それぞれある程度の耐熱性を確
保している。
[0003] As a low dielectric constant film material containing carbon atoms,
Organic SOG (Spin on glass), fluorocarbon polymer, polyimide, polyparaxylylene and the like are well known. It is said that these materials have a low dielectric constant due to a reduction in the density of the material due to the inclusion of a carbon atom, a so-called alkyl group, and a low polarizability of the molecule itself. Further, these materials not only have a low relative dielectric constant but also have heat resistance indispensable as a material of a semiconductor device. Organic SOG has a siloxane structure,
Polyimide has an imide bond, and an organic material such as polyparaxylylene and a fluorocarbon polymer have a benzene ring, thereby securing a certain degree of heat resistance.

【0004】一方、フッ素原子を含む低誘電率の層間絶
縁膜材料としては、フッ素を含むシリコン系酸化物(S
iOF)が良く知られている。この材料は、シリコン−
酸素−シリコン(Si−O−Si)結合をフッ素原子に
より終端することで材料の密度を下げること、およびフ
ッ素原子自身の分極率が低いこと等が原因となって比誘
電率を下げている。当然のことながら、このSiOFは
耐熱性にも優れている。
On the other hand, as a material of a low dielectric constant interlayer insulating film containing a fluorine atom, a silicon-based oxide containing fluorine (S
iOF) is well known. This material is silicon-
Terminating the oxygen-silicon (Si-O-Si) bond with a fluorine atom lowers the material density, and lowers the relative permittivity due to the low polarizability of the fluorine atom itself. As a matter of course, this SiOF is also excellent in heat resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、SiO
F膜は比誘電率が3.5程度であり、次々世代のデバイ
スプロセスで要求される比誘電率を満足することは難し
くなっている。また比誘電率が2.0前後のフルオロカ
ーボン(有機)膜は、耐酸化性、耐熱性、耐圧、耐スト
レス性などの膜質が悪く、そのままの状態で半導体装置
に適用するのは困難である。通常は従来から使用されて
いる酸化シリコン膜もしくはSiOF膜とともに用いる
ことが検討されている。しかしながら、酸化シリコン膜
やSiOF膜は、フルオロカーボン(有機)膜との密着
性が非常に悪く、簡単に剥がれを生じる。これは、フル
オロカーボン(有機)膜におけるフッ素の電気陰性度が
高く、炭素との結合力が強固なため、他の分子が近づい
ても反応を起こさない。そのため、実用的には、密着性
の悪いことが特徴となっているフッ素樹脂は、剥離材と
して利用されている。一方では、フッ素樹脂は、比誘電
率が2以下の材料も存在するなど、低誘電率膜として注
目されている。
SUMMARY OF THE INVENTION However, SiO
The relative permittivity of the F film is about 3.5, and it is difficult to satisfy the relative permittivity required in the next-generation device process. Further, a fluorocarbon (organic) film having a relative dielectric constant of about 2.0 has poor film quality such as oxidation resistance, heat resistance, pressure resistance, and stress resistance, and is difficult to be applied to a semiconductor device as it is. It has been studied to use it together with a conventionally used silicon oxide film or SiOF film. However, the silicon oxide film and the SiOF film have very poor adhesion to the fluorocarbon (organic) film, and easily peel off. This is because the fluorocarbon (organic) film has a high electronegativity of fluorine and a strong bonding force with carbon, so that no reaction occurs even when other molecules approach. Therefore, in practice, fluororesins characterized by poor adhesion are used as release materials. On the other hand, fluororesin has been attracting attention as a low-dielectric-constant film because there are also materials having a relative dielectric constant of 2 or less.

【0006】半導体プロセスに導入するには、絶縁膜の
代表である酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化
シリコン膜との密着性がよいことが要求される。しかし
ながら、フッ素樹脂上に酸化膜などを形成したとき、密
着性が悪く、剥がれを生じることが1997年に開催さ
れたIEDM(Internatinal Electron Devices Meetin
g )で報告されている。
In order to be introduced into a semiconductor process, good adhesion to a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, and a silicon nitride film, which are representative of insulating films, is required. However, when an oxide film or the like is formed on a fluororesin, the adhesion is poor, and peeling may occur. The IEDM (Internatinal Electron Devices Meetin) held in 1997
g) has been reported.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた絶縁膜の製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for manufacturing an insulating film which has been made to solve the above problems.

【0008】すなわち、第1の製造方法は、有機絶縁膜
の表面に酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜もしくは
窒化シリコン膜からなるシリコン系絶縁膜を形成する際
に、シリコン系絶縁膜の有機絶縁膜との界面にSi−H
結合を有する状態に形成する製造方法である。
That is, in the first manufacturing method, when a silicon-based insulating film made of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film or a silicon nitride film is formed on the surface of the organic insulating film, Si-H at the interface with
This is a manufacturing method for forming a bonding state.

【0009】上記第1の製造方法では、シリコン系絶縁
膜の有機絶縁膜との界面にSi−H結合を有する状態に
形成することから、シリコン系絶縁膜の有機絶縁膜との
界面は活性なダングリングボンドを有し易い状態とな
る。そのため、活性なダングリングボンドの部分に有機
絶縁膜の原子が入り込み易くなるので、有機絶縁膜に対
してシリコン系絶縁膜は密着性よく形成される。
In the first manufacturing method, since the silicon-based insulating film is formed to have a Si—H bond at the interface with the organic insulating film, the interface between the silicon-based insulating film and the organic insulating film is active. It is in a state where it has a dangling bond easily. Therefore, the atoms of the organic insulating film easily enter the active dangling bonds, so that the silicon-based insulating film is formed with good adhesion to the organic insulating film.

【0010】第2の製造方法は、フッ素樹脂膜の表面に
物理的衝撃を与える処理を行ってフッ素樹脂膜の表面か
ら炭素との結合を減少させる工程と、物理的衝撃を与え
る処理を行ったフッ素樹脂膜の表面に酸化シリコン膜、
酸化窒化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜からなるシ
リコン系絶縁膜を形成する工程とを備えている。
In a second manufacturing method, a process of giving a physical impact to the surface of the fluororesin film to reduce bonding with carbon from the surface of the fluororesin film, and a process of giving a physical impact are performed. Silicon oxide film on the surface of the fluororesin film,
Forming a silicon-based insulating film made of a silicon oxynitride film or a silicon nitride film.

【0011】上記第2の製造方法では、フッ素樹脂膜の
表面に物理的衝撃を与える処理を行うことにより、炭素
との結合、例えば炭素とフッ素との結合が破壊されてフ
ッ素樹脂膜から炭素との結合が減少するので、フッ素樹
脂膜の表面の反応性が高められる。その後、フッ素樹脂
膜の表面にシリコン系絶縁膜を形成することから、シリ
コン原子や酸素原子とフッ素樹脂膜の炭素原子とが結合
することにより、密着性が向上する。
[0011] In the second manufacturing method, by performing a treatment for giving a physical impact to the surface of the fluororesin film, a bond with carbon, for example, a bond between carbon and fluorine is broken, and carbon is converted from the fluororesin film to carbon. , The reactivity of the surface of the fluororesin film is increased. Thereafter, since a silicon-based insulating film is formed on the surface of the fluororesin film, the adhesion is improved by bonding silicon atoms or oxygen atoms to carbon atoms of the fluororesin film.

【0012】第3の製造方法は、フッ素樹脂膜の表面に
シランカップリング剤を塗布する工程と、フッ素樹脂膜
の架橋反応を促進させる熱処理を行う工程と、シランカ
ップリング剤の塗布を行ったフッ素樹脂膜の表面に酸化
シリコン膜、酸化窒化シリコン膜もしくは窒化シリコン
膜からなるシリコン系絶縁膜を形成する工程とを備えて
いる。
In a third manufacturing method, a step of applying a silane coupling agent to the surface of the fluororesin film, a step of performing a heat treatment for promoting a crosslinking reaction of the fluororesin film, and an application of the silane coupling agent are performed. Forming a silicon-based insulating film made of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or a silicon nitride film on the surface of the fluororesin film.

【0013】上記第3の製造方法では、フッ素樹脂膜の
表面にシランカップリング剤を塗布する。このシランカ
ップリング剤はフッ素樹脂膜との親和性が高い分子構造
とシリコン系絶縁膜との親和性が高い分子構造とを持ち
合わせていることから、シランカップリング剤を介して
フッ素樹脂膜とシリコン系絶縁膜との密着性が高められ
る。そして、フッ素樹脂膜の架橋反応を促進させる熱処
理を行うことによって、フッ素樹脂膜のポリマー化がな
される。
In the third manufacturing method, a silane coupling agent is applied to the surface of the fluororesin film. Since the silane coupling agent has a molecular structure having a high affinity with the fluororesin film and a molecular structure having a high affinity with the silicon-based insulating film, the silane coupling agent is used to bond the fluorine resin film to the silicon via the silane coupling agent. Adhesion with the system insulating film is improved. Then, by performing a heat treatment for promoting a crosslinking reaction of the fluororesin film, the fluororesin film is polymerized.

【0014】第4の製造方法は、基板上にフッ素樹脂を
塗布してフッ素樹脂膜を形成する工程と、フッ素樹脂膜
を乾燥させる工程と、フッ素樹脂膜の表面にシランカッ
プリング剤を塗布する工程と、フッ素樹脂膜の架橋反応
を促進させる熱処理を行う工程と、シランカップリング
剤の塗布を行ったフッ素樹脂膜の表面に酸化シリコン
膜、酸化窒化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜のシリ
コン系絶縁膜を形成する工程とを備えている。
In a fourth manufacturing method, a step of applying a fluororesin on a substrate to form a fluororesin film, a step of drying the fluororesin film, and applying a silane coupling agent to the surface of the fluororesin film A silicon oxide film, a silicon oxynitride film or a silicon nitride film on the surface of the fluororesin film on which a silane coupling agent has been applied, and a heat treatment for accelerating a crosslinking reaction of the fluororesin film. Forming a step.

【0015】上記第4の製造方法では、フッ素樹脂膜を
塗布により形成した後、そのフッ素樹脂膜を乾燥させる
ことから、塗布により形成したフッ素樹脂膜中の溶媒が
蒸発する。その後、フッ素樹脂膜の表面にシランカップ
リング剤を塗布する。このシランカップリング剤はフッ
素樹脂膜との親和性が高い分子構造とシリコン系絶縁膜
との親和性が高い分子構造とを持ち合わせていることか
ら、シランカップリング剤を介してフッ素樹脂膜とシリ
コン系絶縁膜との密着性が高められる。しかも、フッ素
樹脂膜中の溶媒を蒸発させたような状態、すなわちフッ
素樹脂のネットワークが不完全な状態でシランカップリ
ング剤を塗布して、架橋を促進させる熱処理を行うこと
から、フッ素樹脂膜の架橋が進行するのと同時にシラン
カップリング剤との架橋も進行するので、さらに密着性
が高められる。そして架橋が進行することによりフッ素
樹脂膜のポリマー化がなされる。
In the fourth manufacturing method, since the fluororesin film is formed by coating and then dried, the solvent in the fluororesin film formed by coating evaporates. Thereafter, a silane coupling agent is applied to the surface of the fluororesin film. Since the silane coupling agent has a molecular structure having a high affinity with the fluororesin film and a molecular structure having a high affinity with the silicon-based insulating film, the silane coupling agent is used to bond the fluorine resin film to the silicon via the silane coupling agent. Adhesion with the system insulating film is improved. Moreover, since the silane coupling agent is applied in a state where the solvent in the fluororesin film is evaporated, that is, in a state where the fluororesin network is incomplete, a heat treatment for promoting crosslinking is performed. Since the crosslinking with the silane coupling agent also proceeds at the same time as the crosslinking proceeds, the adhesion is further improved. Then, as the crosslinking proceeds, the fluororesin film is polymerized.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の第1の製造方法に係わる
第1の実施の形態を、図1によって説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to a first manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG.

【0017】図1の(1)に示すように、一般的なモノ
シラン(SiH4 )と酸素(O2 )とを原料ガスに用い
たCVD法によって、基板11上に酸化シリコン膜12
を例えば500nm程度の厚さに成膜する。この酸化シ
リコン膜12は、原料ガスにテトラエトキシシラン(T
EOS)と酸素とを用いたプラズマCVD法によって形
成することも可能である。
As shown in FIG. 1A, a silicon oxide film 12 is formed on a substrate 11 by a general CVD method using monosilane (SiH 4 ) and oxygen (O 2 ) as source gases.
Is formed to a thickness of, for example, about 500 nm. This silicon oxide film 12 is formed by using tetraethoxysilane (T
It can also be formed by a plasma CVD method using EOS) and oxygen.

【0018】次にスパッタリング装置により、上記酸化
シリコン膜12上に配線材料膜として例えばアルミニウ
ム−シリコン合金膜を成膜する。次いで一般的なレジス
ト塗布技術によりレジスト膜を形成した後、リソグラフ
ィー技術によりそのレジスト膜でエッチングマスクを形
成し、それを用いたエッチング技術により上記配線材料
膜をエッチングして配線13を形成する。その後、エッ
チングマスクを除去する。
Next, for example, an aluminum-silicon alloy film is formed as a wiring material film on the silicon oxide film 12 by a sputtering apparatus. Next, after a resist film is formed by a general resist coating technique, an etching mask is formed by the resist film by lithography technique, and the wiring material film is etched by the etching technique using the resist film to form the wiring 13. After that, the etching mask is removed.

【0019】次いで、上記酸化シリコン膜12上に上記
配線13を被覆する酸化シリコン膜14を例えば100
nmの厚さに形成する。この膜厚は、配線13が形成さ
れていない領域の基板11上の膜厚であり、上記配線1
3間では通常上記膜厚よりも薄く形成される。なお上記
酸化シリコン膜14の成膜では、例えばモノシランと一
酸化二窒素を用いたCVD(例えばプラズマCVD)に
よって行う。
Next, a silicon oxide film 14 for covering the wiring 13 is formed on the silicon oxide film 12 by, for example, 100
It is formed to a thickness of nm. This film thickness is a film thickness on the substrate 11 in a region where the wiring 13 is not formed.
Usually, the thickness is smaller than the above-mentioned thickness between the three. The silicon oxide film 14 is formed by, for example, CVD (for example, plasma CVD) using monosilane and dinitrogen monoxide.

【0020】次に有機絶縁膜15を、例えばフッ素樹脂
の一種のポリフッ化パラキシリレンで、例えば500n
mの厚さに形成する。成膜装置には、一般的な減圧CV
D装置を用い、原料にフッ化ジパラキシリレンを用い
た。CVD時には、上記原料を200℃に加熱して昇華
させ、途中650℃でキシリレンモノマーに分解し、1
50℃に加熱した基板上に導入した。その結果、およそ
500nmの厚さにポリフッ化パラキシリレンを堆積し
た。上記有機絶縁膜15は、上記材料以外で形成しても
よい。一例として、ポリテトラフルオロエチレン系樹
脂、プラズマフッ化炭素系樹脂等のフッ素樹脂、フッ素
樹脂以外の低誘電率有機絶縁膜で形成することも可能で
ある。また、上記有機絶縁膜15を形成する際には、下
地に密着層として、シランカップリング剤を塗布するこ
とが望ましい。
Next, the organic insulating film 15 is made of, for example, a kind of fluororesin, poly-para-xylylene fluoride, for example, 500 nm.
m. A general reduced pressure CV is used for the film forming apparatus.
D apparatus was used, and diparaxylylene fluoride was used as a raw material. At the time of CVD, the above-mentioned raw material is heated to 200 ° C. to be sublimated, and decomposed at 650 ° C. to a xylylene monomer.
It was introduced on a substrate heated to 50 ° C. As a result, polyxylylene fluoride was deposited to a thickness of about 500 nm. The organic insulating film 15 may be formed of a material other than the above materials. As an example, it is also possible to use a fluorine resin such as a polytetrafluoroethylene resin or a plasma fluorocarbon resin, or a low dielectric constant organic insulating film other than the fluorine resin. When forming the organic insulating film 15, it is desirable to apply a silane coupling agent as an adhesion layer on the base.

【0021】次いで図1の(2)に示すように、上記有
機絶縁膜15上にシリコン系絶縁膜16を例えば500
nmの膜厚に形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a silicon-based insulating film 16 is formed on the organic insulating film 15 by, for example, 500
It is formed to a thickness of nm.

【0022】上記成膜では、第1ステップの成膜で、モ
ノシラン(SiH4 )を主成分としたプラズマCVDに
よりシリコンと水素との結合(以下Si−H結合と記
す)の多い膜でシリコン系絶縁膜16の下層を形成す
る。この膜は活性なダングリングボンドを多く持つた
め、下地との密着性がよくなる。この成膜条件の一例と
しては、モノシラン(SiH4 )ガス(流量:100s
ccm)と一酸化二窒素(N2 O)ガス(流量:100
sccm)とアンモニア(NH3 )ガス(流量:0〜1
00sccm)と窒素(N2 )ガス(流量:1000s
ccm)とを用い、成膜雰囲気の圧力を102Pa、基
板11の設定温度を350℃、プラズマパワーを500
Wに設定した。なお、上記sccmは標準状態における
体積流量(cm3 /分)を表し、以下ガス流量はscc
mを用いて表す。
In the film formation in the first step, a film having a large number of bonds between silicon and hydrogen (hereinafter, referred to as Si—H bond) is formed by plasma CVD using monosilane (SiH 4 ) as a main component. A lower layer of the insulating film 16 is formed. Since this film has many active dangling bonds, the adhesion to the base is improved. An example of the film forming conditions is a monosilane (SiH 4 ) gas (flow rate: 100 s).
ccm) and nitrous oxide (N 2 O) gas (flow rate: 100
sccm) and ammonia (NH 3 ) gas (flow rate: 0 to 1)
00 sccm) and nitrogen (N 2 ) gas (flow rate: 1000 s)
ccm), the pressure of the film formation atmosphere is 102 Pa, the set temperature of the substrate 11 is 350 ° C., and the plasma power is 500
W was set. Note that the above sccm represents a volume flow rate (cm 3 / min) in a standard state.
It is expressed using m.

【0023】続いて第2ステップの成膜を、モノシラン
(SiH4 )ガス、一酸化二窒素(N2 O)ガス、アン
モニア(NH3 )ガスを用いた還元性雰囲気のプラズマ
エンハンスメントCVDにより行って、第1ステップで
形成したシリコン系絶縁膜16の下層部分上にシリコン
系絶縁膜16の上層部分を形成する。この成膜条件の一
例としては、モノシラン(SiH4 )ガス(流量:10
0sccm)と一酸化二窒素(N2 O)ガス(流量:1
500sccm)とアンモニア(NH3 )ガス(流量:
0〜100sccm)と窒素(N2 )ガス(流量:10
00sccm)とを用い、成膜雰囲気の圧力を102P
a、基板11の設定温度を350℃、プラズマパワーを
500Wに設定した。
Subsequently, the film formation in the second step is performed by plasma enhancement CVD in a reducing atmosphere using monosilane (SiH 4 ) gas, dinitrogen monoxide (N 2 O) gas, and ammonia (NH 3 ) gas. Then, an upper layer portion of the silicon-based insulating film 16 is formed on a lower layer portion of the silicon-based insulating film 16 formed in the first step. As an example of the film forming conditions, a monosilane (SiH 4 ) gas (flow rate: 10
0 sccm) and nitrous oxide (N 2 O) gas (flow rate: 1)
500 sccm) and ammonia (NH 3 ) gas (flow rate:
0-100 sccm) and nitrogen (N 2 ) gas (flow rate: 10
00 sccm) and the pressure of the film formation atmosphere is 102 P
a, The set temperature of the substrate 11 was set to 350 ° C., and the plasma power was set to 500 W.

【0024】上記シリコン系絶縁膜16の成膜では、ア
ンモニアガスの流量を調整することにより、酸化シリコ
ン膜または酸化窒化シリコン膜になる。例えばアンモニ
アガスの流量を0とすれば、シリコン系絶縁膜16は酸
化シリコン膜に形成され、アンモニアガスを用いれば酸
化窒化シリコン膜に形成される。
In the formation of the silicon-based insulating film 16, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is obtained by adjusting the flow rate of ammonia gas. For example, if the flow rate of the ammonia gas is set to 0, the silicon-based insulating film 16 is formed on the silicon oxide film, and if the ammonia gas is used, the silicon-based insulating film 16 is formed on the silicon oxynitride film.

【0025】上記成膜ではモノシラン(SiH4 )ガス
をい用いたが、ジシラン(Si2 6 )などの高次シラ
ンガスを用いることも可能である。また酸素源として一
酸化二窒素(N2 O)ガスを用いたが、H2 O(気体)
などを用いることも可能であり、また窒素源としてヒド
ラジンなどの窒素原子を有する還元性ガスを用いること
も可能である。
Although a monosilane (SiH 4 ) gas is used in the above film formation, a higher silane gas such as disilane (Si 2 H 6 ) may be used. Although nitrous oxide (N 2 O) gas was used as an oxygen source, H 2 O (gas) was used.
It is also possible to use a reducing gas having a nitrogen atom such as hydrazine as a nitrogen source.

【0026】また、上記原料ガスより一酸化二窒素(N
2 O)ガスを除いてモノシラン(SiH4 )ガスとアン
モニア(NH3 )ガスと窒素(N2 )ガスとを用いて、
上記シリコン系絶縁膜16を窒化シリコン膜に形成する
こともできる。しかしながら、酸化シリコン膜、酸化窒
化シリコン膜よりも窒化シリコン膜の比誘電率が高いた
め、配線間の静電容量が増加する。そのため、配線間の
静電容量の観点からは、望ましくは酸化シリコン膜、酸
化窒化シリコン膜で形成したほうがよい。
Further, dinitrogen monoxide (N
2 O) except the gas monosilane (SiH 4) gas and ammonia (NH 3) gas and nitrogen (N 2) with a gas,
The silicon-based insulating film 16 can be formed as a silicon nitride film. However, since the relative permittivity of the silicon nitride film is higher than that of the silicon oxide film and the silicon oxynitride film, the capacitance between wirings increases. Therefore, from the viewpoint of the capacitance between wirings, it is preferable that the wiring be formed of a silicon oxide film or a silicon oxynitride film.

【0027】上記第1の製造方法では、シリコン系絶縁
膜16の有機絶縁膜15との界面にSi−H結合を有す
る状態に形成することから、シリコン系絶縁膜16の有
機絶縁膜15との界面は活性なダングリングボンドを有
する状態となる。そのため、活性なダングリングボンド
の部分に有機絶縁膜15の原子が結合されるので、有機
絶縁膜15に対してシリコン系絶縁膜16は密着性よく
形成される。
In the first manufacturing method, since the silicon-based insulating film 16 is formed so as to have a Si—H bond at the interface with the organic insulating film 15, the silicon-based insulating film 16 is formed with the organic insulating film 15. The interface is in a state having an active dangling bond. Therefore, the atoms of the organic insulating film 15 are bonded to the active dangling bonds, so that the silicon-based insulating film 16 is formed with good adhesion to the organic insulating film 15.

【0028】次に、本発明の第1の製造方法に係わる第
2の実施の形態を、ダマシン配線構造を形成するプロセ
スを一例にして、図2により説明する。図2では、前記
図1によって説明した構成部品と同様のものには同一符
号を付与して示す。
Next, a second embodiment according to the first manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 2, using a process for forming a damascene wiring structure as an example. 2, the same components as those described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0029】図2の(1)に示すように、基板11上に
酸化シリコン膜12を形成し、その酸化シリコン膜12
上に有機絶縁膜15を形成する。上記有機絶縁膜15を
形成する際には、下地に密着層として、シランカップリ
ング剤を塗布することが望ましい。次いで、上記有機絶
縁膜15上に、この有機絶縁膜15のエッチングマスク
としてシリコン系絶縁膜16を、例えばモノシラン(S
iH4 )を主成分としたプラズマCVDによりSi−H
結合の多い膜で形成する。したがって、この膜は活性な
ダングリングボンドを多く持つため、下地との密着性が
よくなる。上記各構成部品の形成は、前記図1の
(1)、(2)によって説明したのと同様にして行う。
As shown in FIG. 2A, a silicon oxide film 12 is formed on a substrate 11 and the silicon oxide film 12 is formed.
An organic insulating film 15 is formed thereon. When the organic insulating film 15 is formed, it is desirable to apply a silane coupling agent as an adhesion layer on a base. Next, a silicon-based insulating film 16 is formed on the organic insulating film 15 as an etching mask of the organic insulating film 15 by using, for example, monosilane (S
i—H 4 ) by plasma CVD using Si—H
It is formed of a film with many bonds. Therefore, since this film has many active dangling bonds, the adhesion to the base is improved. The above components are formed in the same manner as described with reference to FIGS.

【0030】その後図2の(2)に示すように、レジス
ト塗布によるレジスト膜(図示省略)の形成した後、リ
ソグラフィー技術によりレジスト膜をパターニングして
エッチングマスク(図示省略)を形成する。そのエッチ
ングマスクに用いたエッチングにより、上記シリコン系
絶縁膜16に溝18の上部を形成する。さらに上記シリ
コン系絶縁膜16をエッチングマスクにして有機絶縁膜
15をエッチングし、溝18を形成する。上記有機絶縁
膜15のエッチングでは上記エッチングマスクも同時に
エッチングされて除去される。
Thereafter, as shown in FIG. 2B, after forming a resist film (not shown) by applying a resist, the resist film is patterned by lithography to form an etching mask (not shown). The upper portion of the groove 18 is formed in the silicon-based insulating film 16 by etching using the etching mask. Further, the organic insulating film 15 is etched using the silicon-based insulating film 16 as an etching mask to form a groove 18. In the etching of the organic insulating film 15, the etching mask is simultaneously etched and removed.

【0031】次いでCVD法またはスパッタリングによ
り、上記溝18の内壁にバリア層19を例えば窒化タン
タル膜で形成した後、銅めっきのシードとなる銅膜を形
成する。そして電解銅めっきにより溝18を銅で埋め込
んだ後、シリコン系絶縁膜16上の余分な銅および窒化
タンタル膜を例えばCMPにより除去して、溝18の内
部に銅よりなる配線20を形成する。
Next, a barrier layer 19 is formed on the inner wall of the groove 18 by, for example, a tantalum nitride film by CVD or sputtering, and then a copper film serving as a seed for copper plating is formed. After the trench 18 is filled with copper by electrolytic copper plating, the excess copper and the tantalum nitride film on the silicon-based insulating film 16 are removed by, for example, CMP to form a wiring 20 made of copper inside the trench 18.

【0032】上記図2によって説明したダマシン配線構
造の製造方法では、シリコン系絶縁膜16の有機絶縁膜
15との界面にSi−H結合を有する状態に形成するこ
とから、シリコン系絶縁膜16の有機絶縁膜15との界
面は活性なダングリングボンドを有する状態となる。そ
のため、活性なダングリングボンドの部分に有機絶縁膜
15の原子が結合されるので、有機絶縁膜15に対して
シリコン系絶縁膜16は密着性よく形成される。
In the method of manufacturing a damascene wiring structure described with reference to FIG. 2, since the silicon-based insulating film 16 is formed so as to have a Si—H bond at the interface with the organic insulating film 15, the silicon-based insulating film 16 is formed. The interface with the organic insulating film 15 has an active dangling bond. Therefore, the atoms of the organic insulating film 15 are bonded to the active dangling bonds, so that the silicon-based insulating film 16 is formed with good adhesion to the organic insulating film 15.

【0033】本発明の第2の製造方法に係わる第1の実
施の形態を、図3によって説明する。図3では、前記図
1によって説明した構成部品と同様のものには同一符号
を付与して示す。
A first embodiment according to the second manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 3, the same components as those described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0034】図3の(1)に示すように、基板11上に
酸化シリコン膜12を例えば500nm程度の厚さに成
膜する。次いで酸化シリコン膜12上に配線13を形成
した後、上記酸化シリコン膜12上に上記配線13を被
覆する酸化シリコン膜14を例えば100nmの厚さに
形成する。各構成部品の形成は、前記図1の(1)によ
って説明したのと同様にして行う。
As shown in FIG. 3A, a silicon oxide film 12 is formed on the substrate 11 to a thickness of, for example, about 500 nm. Next, after forming the wiring 13 on the silicon oxide film 12, a silicon oxide film 14 covering the wiring 13 is formed on the silicon oxide film 12 to a thickness of, for example, 100 nm. The formation of each component is performed in the same manner as described with reference to FIG.

【0035】次に、一酸化二窒素(N2 O)ガスを用い
たプラズマを基板に照射する。このプラズマ照射では、
一例として、プラズマ発生装置に平行平板型のプラズマ
処理装置を用い、RF(13.56MHz)パワーを例
えば300Wに設定した。
Next, the substrate is irradiated with plasma using dinitrogen monoxide (N 2 O) gas. In this plasma irradiation,
As an example, a parallel plate type plasma processing apparatus was used as a plasma generator, and RF (13.56 MHz) power was set to, for example, 300 W.

【0036】次に、上記酸化シリコン膜14の表面にシ
ランカップリング剤を、例えば回転塗布法により塗布す
る。このシランカップリング剤には、以下のような化学
式で表される、例えばCF3 (CF2 n CH2 SiC
2 (ただしnは2以上の整数を表す)、CF3 (CF
2 n CH2 Si(OMe)3 (ただしnは2以上の整
数を表し、Meはメチル基を表す)もしくはCF3 (C
2 n 2 Si(OH)3 (ただしnは2以上の整数
を表す)を用いる。上記記載したシランカップリング剤
は一例であり、その他のシランカップリング剤を用いる
ことも可能である。
Next, a silane coupling agent is applied to the surface of the silicon oxide film 14 by, for example, a spin coating method. This silane coupling agent has the following chemical formula, for example, CF 3 (CF 2 ) n CH 2 SiC
l 2 (where n represents an integer of 2 or more), CF 3 (CF
2 ) n CH 2 Si (OMe) 3 (where n represents an integer of 2 or more and Me represents a methyl group) or CF 3 (C
F 2 ) n H 2 Si (OH) 3 (where n represents an integer of 2 or more) is used. The silane coupling agent described above is an example, and other silane coupling agents can be used.

【0037】次に、上記酸化シリコン膜14上に、フッ
素樹脂膜25を、例えばポリテトラフルオロエチレン系
樹脂〔一例として、デュポン社製:テフロンAF(商品
名)〕で、例えば500nmの膜厚に形成する。このポ
リテトラフルオロエチレン系樹脂は、(1)式で表され
る化学構造を有する材料であればよいので、上記テフロ
ンAFに限定されることはない。
Next, a fluororesin film 25 is formed on the silicon oxide film 14 with, for example, a polytetrafluoroethylene resin (for example, Teflon AF (trade name) manufactured by DuPont) to a thickness of, for example, 500 nm. Form. The polytetrafluoroethylene resin is not limited to the Teflon AF as long as it has a chemical structure represented by the formula (1).

【0038】[0038]

【化1】 Embedded image

【0039】この成膜では、フッ素樹脂原料をフルオロ
カーボン系の溶媒に溶かし、粘度を30cpに調整し
た。それを回転塗布法により酸化シリコン膜14上に塗
布し、500nmの厚さの薄膜を形成する。このときの
回転数は、例えば3000rpmとした。次いで、不活
性なガス雰囲気である、例えば100℃、大気圧の窒素
ガス雰囲気で2分間のベーキング処理を行った。
In this film formation, the fluororesin raw material was dissolved in a fluorocarbon-based solvent, and the viscosity was adjusted to 30 cp. It is applied on the silicon oxide film 14 by a spin coating method to form a thin film having a thickness of 500 nm. The rotation speed at this time was, for example, 3000 rpm. Next, baking was performed for 2 minutes in an inert gas atmosphere, for example, a nitrogen gas atmosphere at 100 ° C. and atmospheric pressure.

【0040】あるいは、フッ素樹脂をプラズマCVDで
成膜してもよい。この成膜条件は、一例として、プロセ
スガスにフッ化炭素系のガスとして例えばオクタフルオ
ロブテン(C4 8 )ガスもしくはテトラフルオロエチ
レン(C2 4 )ガスを用い、耐熱性を良くするため
に、アセチレン(C2 2 )もしくはエチレン(C2
4 )を混合する。一般的なCVD条件としては、プラズ
マパワーを500W、C4 8 を100sccm、C2
2 を200sccm、成膜雰囲気の圧力を26.7P
a〜667Paの範囲における所定の圧力、基板温度を
150℃〜350℃の範囲における所定の温度に設定す
る。
Alternatively, a fluororesin may be formed by plasma CVD. The film forming conditions are, for example, to improve heat resistance by using, for example, an octafluorobutene (C 4 F 8 ) gas or a tetrafluoroethylene (C 2 F 4 ) gas as a fluorocarbon-based gas as a process gas. Acetylene (C 2 H 2 ) or ethylene (C 2 H
4 ) Mix. General CVD conditions include plasma power of 500 W, C 4 F 8 of 100 sccm, C 2
H 2 at 200 sccm, pressure of film formation atmosphere at 26.7P
A predetermined pressure in a range of a to 667 Pa and a substrate temperature are set to a predetermined temperature in a range of 150 ° C. to 350 ° C.

【0041】次に、上記フッ素樹脂膜25の表面に物理
的衝撃を与える処理を行って、フッ素樹脂膜25から炭
素との結合、例えば炭素とフッ素との結合や炭素同士の
結合を減少させる。上記物理的衝撃を与える処理は、プ
ラズマ照射、スパッタリング、イオン照射等により行
う。ここでは、一例として、プラズマ照射により行う。
Next, a treatment for giving a physical impact to the surface of the fluororesin film 25 is performed to reduce the bonds between the fluororesin film 25 and carbon, for example, the bonds between carbon and fluorine and the bonds between carbon atoms. The treatment for giving the physical impact is performed by plasma irradiation, sputtering, ion irradiation, or the like. Here, as an example, the irradiation is performed by plasma irradiation.

【0042】上記プラズマ照射は、一例として、以下の
ようにして行う。プラズマ発生雰囲気のガスは、水素
(H2 )ガス(流量:100sccm)とアルゴン(A
r)ガス(流量:50sccm)とにより構成し、その
雰囲気の圧力は2.67Paに設定して、プラズマパワ
ーを500W〜2kWの範囲で高密度プラズマを発生さ
せて、プラズマ照射を行う。
The plasma irradiation is performed as follows, for example. The gas in the plasma generation atmosphere includes hydrogen (H 2 ) gas (flow rate: 100 sccm) and argon (A).
r) Gas (flow rate: 50 sccm), the pressure of the atmosphere is set to 2.67 Pa, and plasma irradiation is performed by generating high-density plasma with a plasma power in the range of 500 W to 2 kW.

【0043】これらの条件はフッ素樹脂の種類によって
最適な値に設定される。これらの値は、例えばフッ素樹
脂膜25の結合をX線光電子分光(X-ray photoelectro
n spectroscopy:XPS)装置により測定し、数原子層
のみ炭素とフッ素との結合(以下C−F結合と記す)や
炭素同士の結合(以下C−C結合と記す)が切断されて
いることを確認して設定することが望ましい。本実施の
形態の場合は、上記条件範囲で、C−F結合が切れてい
ることを確認した。
These conditions are set to optimal values depending on the type of fluororesin. These values are obtained by, for example, using X-ray photoelectron spectroscopy (X-ray photoelectron
n spectroscopy: measured by an XPS apparatus, it was confirmed that the bond between carbon and fluorine (hereinafter referred to as CF bond) and the bond between carbon atoms (hereinafter referred to as CC bond) were cut in only a few atomic layers. It is desirable to check and set. In the case of the present embodiment, it was confirmed that the CF bond was broken within the above condition range.

【0044】また、プラズマ源ガスとしては、上記説明
したガスに限定されることはなく、窒素(N2 )ガス、
ヘリウム(He)ガス、ネオン(Ne)ガス等の不活性
なガスも用いることが可能である。
The plasma source gas is not limited to the gas described above, but may be a nitrogen (N 2 ) gas,
An inert gas such as a helium (He) gas or a neon (Ne) gas can also be used.

【0045】次に、不活性な雰囲気として、例えば35
0℃の窒素(N2 )ガス雰囲気で熱処理(キュア)を行
った。ここでは上記熱処理を窒素雰囲気で行ったが、希
ガス雰囲気で行うことも可能である。
Next, as an inert atmosphere, for example, 35
Heat treatment (curing) was performed in a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere at 0 ° C. Here, the heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere, but may be performed in a rare gas atmosphere.

【0046】次いで図3の(2)に示すように、上記プ
ラズマ照射を行ったフッ素樹脂膜25上にシリコン系絶
縁膜16を例えば酸化シリコン膜で例えば500nmの
膜厚に形成する。その成膜は、一例として、原料ガスに
モノシラン(SiH4 )ガスと一酸化二窒素(N2 O)
ガスとを用いた還元性雰囲気でのプラズマエンハンスメ
ントCVD(以下、PECVDという)によって行っ
た。その成膜条件は、一例として、モノシラン(SiH
4 )ガスの流量を100sccm、一酸化二窒素ガスの
流量を500sccmまた搬送ガスとして窒素を用い、
その流量を1000sccmとした。さらに成膜雰囲気
の圧力を102Pa、シリコン基板11の設定温度を3
00℃〜350℃の範囲の所定の温度とし、プラズマパ
ワーを500Wに設定した。
Next, as shown in FIG. 3B, a silicon-based insulating film 16 is formed of, for example, a silicon oxide film to a thickness of, for example, 500 nm on the fluororesin film 25 subjected to the plasma irradiation. The film formation is performed, for example, by using monosilane (SiH 4 ) gas and dinitrogen monoxide (N 2 O) as the source gas.
This was performed by plasma enhancement CVD (hereinafter, referred to as PECVD) in a reducing atmosphere using a gas. The film forming conditions are, for example, monosilane (SiH
4 ) The flow rate of gas is 100 sccm, the flow rate of nitrous oxide gas is 500 sccm, and nitrogen is used as a carrier gas.
The flow rate was 1000 sccm. Further, the pressure of the film formation atmosphere is set to 102 Pa, and the set temperature of the silicon substrate 11 is set to 3
The temperature was set to a predetermined temperature in the range of 00 ° C. to 350 ° C., and the plasma power was set to 500 W.

【0047】上記条件でシリコン系絶縁膜16を成膜す
ることによりSi−H結合を多く含むため、吸湿性が少
なくなる。この場合、水素(H)を多く含むので、成膜
後に400℃程度の不活性なガス雰囲気中で熱処理を行
うことが好ましい。
When the silicon-based insulating film 16 is formed under the above conditions, a large amount of Si—H bonds are included, so that the hygroscopicity is reduced. In this case, since a large amount of hydrogen (H) is contained, heat treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere at about 400 ° C. after the film formation.

【0048】上記シリコン系絶縁膜16の成膜ではモノ
シラン(SiH4 )ガスをい用いたが、ジシラン(Si
2 6 )などの高次シランガスを用いることも可能であ
る。また酸素源として一酸化二窒素(N2 O)ガスを用
いたが、H2 O(気体)などを用いることも可能であ
る。
Although a monosilane (SiH 4 ) gas was used in forming the silicon-based insulating film 16, disilane (Si
It is also possible to use a higher silane gas such as 2 H 6 ). Although nitrous oxide (N 2 O) gas was used as the oxygen source, H 2 O (gas) or the like may be used.

【0049】上記第2の製造方法では、フッ素樹脂膜2
5の表面に物理的衝撃を与える処理を行うことにより、
フッ素樹脂膜25の表面における数原子層の炭素との結
合が破壊されて減少するので、フッ素樹脂膜25の表面
の反応性が高められる。その後、フッ素樹脂膜25の表
面にシリコン系絶縁膜16を形成することから、シリコ
ン原子や酸素原子とフッ素樹脂膜の炭素原子とが結合す
ることにより、フッ素樹脂膜25の表面に対するシリコ
ン系絶縁膜16の密着性が向上する。上記物理的衝撃を
与える処理では、フッ素樹脂膜25の表面における数原
子層の炭素との結合が破壊されるだけなので、C−F結
合の破壊によるフッ素樹脂膜25の耐熱性、比誘電率へ
の影響はほとんど無い。
In the second manufacturing method, the fluorine resin film 2
By performing a process of giving a physical impact to the surface of 5,
Since the bonds with carbon in several atomic layers on the surface of the fluororesin film 25 are broken and reduced, the reactivity of the surface of the fluororesin film 25 is enhanced. After that, since the silicon-based insulating film 16 is formed on the surface of the fluororesin film 25, the silicon-based insulating film is formed on the surface of the fluororesin film 25 by bonding silicon atoms or oxygen atoms with carbon atoms of the fluororesin film. The adhesion of No. 16 is improved. In the process of giving the physical impact, only the bond with carbon of several atomic layers on the surface of the fluororesin film 25 is broken, so that the heat resistance and the relative dielectric constant of the fluororesin film 25 due to the destruction of the CF bond are reduced. Has almost no effect.

【0050】上記シリコン系絶縁膜16は、前記第1の
発明に係わる実施の形態で説明した製造方法によるシリ
コン系絶縁膜16を用いることも可能である。すなわ
ち、上記シリコン系絶縁膜16の成膜では、第1ステッ
プの成膜で、モノシラン(SiH4 )を主成分としたプ
ラズマCVDによりSi−H結合の多い膜でシリコン系
絶縁膜16の下層を形成する。この膜は活性なダングリ
ングボンドを多く持ち、下地との密着性がよい。この成
膜条件の一例としては、モノシラン(SiH4 )ガス
(流量:100sccm)と一酸化二窒素(N2 O)ガ
ス(流量:100sccm)とアンモニア(NH3 )ガ
ス(流量:0〜100sccm)と窒素(N2 )ガス
(流量:1000sccm)とを用い、成膜雰囲気の圧
力を102Pa、シリコン基板11の設定温度を350
℃、プラズマパワーを500Wに設定した。
As the silicon-based insulating film 16, it is also possible to use the silicon-based insulating film 16 according to the manufacturing method described in the first embodiment of the present invention. That is, in the formation of the silicon-based insulating film 16, the lower layer of the silicon-based insulating film 16 is formed by plasma CVD using monosilane (SiH 4 ) as a main component and having many Si—H bonds in the first step. Form. This film has many active dangling bonds and has good adhesion to the base. As an example of the film forming conditions, monosilane (SiH 4 ) gas (flow rate: 100 sccm), dinitrogen monoxide (N 2 O) gas (flow rate: 100 sccm), and ammonia (NH 3 ) gas (flow rate: 0 to 100 sccm) And nitrogen (N 2 ) gas (flow rate: 1000 sccm), the pressure of the film formation atmosphere is 102 Pa, and the set temperature of the silicon substrate 11 is 350
° C and plasma power were set to 500W.

【0051】続いて第2ステップの成膜を、モノシラン
(SiH4 )ガス、一酸化二窒素(N2 O)ガス、アン
モニア(NH3 )ガスを用いた還元性雰囲気のPECV
Dにより行って、第1ステップで形成したシリコン系絶
縁膜16の下層部分よりも上層部分のシリコン系絶縁膜
16を形成する。この成膜条件の一例としては、モノシ
ラン(SiH4 )ガス(流量:100sccm)と一酸
化二窒素(N2 O)ガス(流量:1500sccm)と
アンモニア(NH3 )ガス(流量:0〜100scc
m)と窒素(N2 )ガス(流量:1000sccm)と
を用い、成膜雰囲気の圧力を102Pa、シリコン基板
11の設定温度を350℃、プラズマパワーを500W
に設定した。
Subsequently, the film formation in the second step is performed by PECV in a reducing atmosphere using monosilane (SiH 4 ) gas, dinitrogen monoxide (N 2 O) gas, and ammonia (NH 3 ) gas.
D is performed to form the silicon-based insulating film 16 in a portion above the lower portion of the silicon-based insulating film 16 formed in the first step. As an example of the film forming conditions, monosilane (SiH 4 ) gas (flow rate: 100 sccm), dinitrogen monoxide (N 2 O) gas (flow rate: 1500 sccm), and ammonia (NH 3 ) gas (flow rate: 0 to 100 sccc)
m) and nitrogen (N 2 ) gas (flow rate: 1000 sccm), the pressure of the film formation atmosphere is 102 Pa, the set temperature of the silicon substrate 11 is 350 ° C., and the plasma power is 500 W.
Set to.

【0052】上記シリコン系絶縁膜16の成膜では、ア
ンモニアガスの流量を調整することにより、酸化シリコ
ン膜または酸化窒化シリコン膜になる。例えばアンモニ
アガスの流量を0とすれば、シリコン系絶縁膜16は酸
化シリコン膜で形成され、アンモニアガスを用いれば酸
化窒化シリコン膜で形成される。
In the formation of the silicon-based insulating film 16, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is obtained by adjusting the flow rate of ammonia gas. For example, if the flow rate of ammonia gas is set to 0, the silicon-based insulating film 16 is formed of a silicon oxide film, and if an ammonia gas is used, the silicon-based insulating film 16 is formed of a silicon oxynitride film.

【0053】上記成膜ではモノシラン(SiH4 )ガス
をい用いたが、ジシラン(Si2 6 )などの高次シラ
ンガスを用いることも可能である。また酸素源として一
酸化二窒素(N2 O)ガスを用いたが、H2 O(気体)
などを用いることも可能であり、また窒素源としてヒド
ラジンなどの窒素原子を有する還元性ガスを用いること
も可能である。
Although a monosilane (SiH 4 ) gas is used in the above film formation, a higher silane gas such as disilane (Si 2 H 6 ) can be used. Although nitrous oxide (N 2 O) gas was used as an oxygen source, H 2 O (gas) was used.
It is also possible to use a reducing gas having a nitrogen atom such as hydrazine as a nitrogen source.

【0054】このように、シリコン系絶縁膜16のフッ
素樹脂膜25との界面にSi−H結合を有する状態に形
成することにより、シリコン系絶縁膜16のフッ素樹脂
膜25との界面は活性なダングリングボンドを有する状
態となる。そのため、活性なダングリングボンドの部分
にフッ素樹脂膜25の原子が入り込むので、フッ素樹脂
膜25に対してシリコン系絶縁膜16は密着性よく形成
される。
As described above, by forming the silicon-based insulating film 16 with the Si-H bond at the interface with the fluororesin film 25, the interface of the silicon-based insulating film 16 with the fluororesin film 25 is activated. It has a dangling bond. Therefore, the atoms of the fluororesin film 25 enter the active dangling bonds, so that the silicon-based insulating film 16 is formed with good adhesion to the fluororesin film 25.

【0055】次に、本発明の第2の製造方法に係わる第
2の実施の形態を、ダマシン配線構造を形成するプロセ
スを一例にして、図4により説明する。図4では、前記
図3によって説明した構成部品と同様のものには同一符
号を付与して示す。
Next, a second embodiment according to the second manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 4, using a process for forming a damascene wiring structure as an example. 4, the same components as those described with reference to FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

【0056】図4の(1)に示すように、基板11上に
酸化シリコン膜12を形成した後、一酸化二窒素(N2
O)ガスを用いたプラズマを基板(酸化シリコン膜1
2)に照射する。さらに上記酸化シリコン膜12の表面
にシランカップリング剤を、例えば回転塗布法により塗
布することが望ましい。その後、酸化シリコン膜12上
にフッ素樹脂膜25を形成する。各構成部品の形成は前
記図3によって説明したのと同様にして行う。
As shown in FIG. 4A, after a silicon oxide film 12 is formed on a substrate 11, dinitrogen monoxide (N 2
O) The plasma using gas is applied to the substrate (silicon oxide film 1).
Irradiate in 2). Further, it is desirable to apply a silane coupling agent to the surface of the silicon oxide film 12 by, for example, a spin coating method. After that, a fluororesin film 25 is formed on the silicon oxide film 12. Each component is formed in the same manner as described with reference to FIG.

【0057】次に、上記フッ素樹脂膜25の表面に物理
的衝撃を与える処理としてプラズマ照射を行って、フッ
素樹脂膜25から炭素との結合を減少させる。上記物理
的衝撃を与える処理方法は、プラズマ照射の他に、例え
ばイオン照射、スパッタリング等の方法を用いることが
できる。
Next, plasma irradiation is performed as a process for giving a physical impact to the surface of the fluororesin film 25 to reduce the bonding of the fluororesin film 25 to carbon. As a treatment method for applying the physical impact, for example, a method such as ion irradiation or sputtering can be used in addition to plasma irradiation.

【0058】次に、前記図3によって説明したのと同様
に、不活性な雰囲気(例えば350℃の窒素(N2 )ガ
ス雰囲気)で熱処理(キュア)を行った。
Next, as described with reference to FIG. 3, a heat treatment (curing) was performed in an inert atmosphere (for example, a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere at 350 ° C.).

【0059】次いで図4の(2)に示すように、上記フ
ッ素樹脂膜25上に、このフッ素樹脂膜25のエッチン
グマスクとなるシリコン系絶縁膜16を、酸化シリコン
膜、酸化窒化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜で形成
する。その成膜方法は、前記前記図1によって説明した
第1の実施の形態におけるシリコン系絶縁膜16の成膜
方法と同様である。
Next, as shown in FIG. 4B, a silicon-based insulating film 16 serving as an etching mask for the fluororesin film 25 is formed on the fluororesin film 25 by a silicon oxide film, a silicon oxynitride film or a nitride film. It is formed of a silicon film. The method of forming the film is the same as the method of forming the silicon-based insulating film 16 in the first embodiment described with reference to FIG.

【0060】その後図4の(3)に示すように、前記図
2の(2)によって説明した第2の実施の形態と同様
に、上記シリコン系絶縁膜16に溝18の上部を形成
し、さらに上記シリコン系絶縁膜16をエッチングマス
クに用いてフッ素樹脂膜25をエッチングして溝18を
形成する。次いで上記溝18の内壁にバリアメタル層1
9を例えば窒化タンタル膜で形成した後、銅めっきのシ
ードとなる銅膜を形成する。そして電解銅めっきにより
溝18を銅で埋め込んだ後、シリコン系絶縁膜16上の
余分な銅および窒化タンタル膜を例えばCMPにより除
去して、溝18の内部に銅よりなる配線20を形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, an upper portion of the groove 18 is formed in the silicon-based insulating film 16 in the same manner as in the second embodiment described with reference to FIG. Further, using the silicon-based insulating film 16 as an etching mask, the fluorine resin film 25 is etched to form the groove 18. Next, the barrier metal layer 1 is formed on the inner wall of the groove 18.
9 is formed of, for example, a tantalum nitride film, and then a copper film serving as a seed for copper plating is formed. After the trench 18 is filled with copper by electrolytic copper plating, the excess copper and the tantalum nitride film on the silicon-based insulating film 16 are removed by, for example, CMP to form a wiring 20 made of copper inside the trench 18.

【0061】上記図4によって説明したダマシン配線構
造の製造方法では、フッ素樹脂膜25の表面に物理的衝
撃を与える処理を行うことにより、フッ素樹脂膜25の
表面のC−F結合やC−C結合が破壊されて減少するの
で、フッ素樹脂膜25の表面の反応性が高められる。そ
の後、フッ素樹脂膜25の表面にシリコン系絶縁膜16
を形成することから、シリコン原子や酸素原子とフッ素
樹脂膜の炭素原子とが結合することにより、フッ素樹脂
膜25の表面に対するシリコン系絶縁膜16の密着性が
向上する。
In the method of manufacturing a damascene wiring structure described with reference to FIG. 4, the surface of the fluororesin film 25 is subjected to a physical impact to thereby perform C-F bonding and C-C Since the bond is broken and reduced, the reactivity of the surface of the fluororesin film 25 is increased. Thereafter, the silicon-based insulating film 16 is formed on the surface of the fluororesin film 25.
Since silicon atoms or oxygen atoms are bonded to carbon atoms of the fluororesin film, the adhesion of the silicon-based insulating film 16 to the surface of the fluororesin film 25 is improved.

【0062】本発明の第3の製造方法に係わる第1の実
施の形態を、図5によって説明する。図5では、前記図
3によって説明した構成部品と同様のものには同一符号
を付与して示す。
A first embodiment according to the third manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 5, the same components as those described with reference to FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

【0063】図5の(1)に示すように、基板11上に
酸化シリコン膜12を例えば500nm程度の厚さに成
膜する。次いで酸化シリコン膜12上に配線13を形成
した後、上記酸化シリコン膜12上に上記配線13を被
覆する酸化シリコン膜14を例えば100nmの厚さに
形成する。上記各構成部品の形成は前記図1の(1)に
よって説明したのと同様にして行う。
As shown in FIG. 5A, a silicon oxide film 12 is formed on the substrate 11 to a thickness of, for example, about 500 nm. Next, after forming the wiring 13 on the silicon oxide film 12, a silicon oxide film 14 covering the wiring 13 is formed on the silicon oxide film 12 to a thickness of, for example, 100 nm. The above components are formed in the same manner as described with reference to FIG.

【0064】次に、上記酸化シリコン膜14の表面にシ
ランカップリング剤(図示省略)を、例えば回転塗布法
により塗布する。このシランカップリング剤には、以下
のような化学式で表される、例えばCF3 (CF2 n
CH2 SiCl2 (ただしnは2以上の整数を表す)、
CF3 (CF2 n CH2 Si(OMe)3 (ただしn
は2以上の整数を表し、Meはメチル基を表す)もしく
はCF3 (CF2 n2 Si(OH)3 (ただしnは
2以上の整数を表す)を用いる。または例えばMe3
iCl(ただしMeはメチル基を表す)、CH2 =CH
Si(OCH33 、H2 NC2 4 NHC3 6 Si
(OCH3 3 、CF3 (CF2 3 CH2 CH2 Si
MeCl2 (ただしMeはメチル基を表す)もしくはC
2 =CHSiCl3 を用いる。上記記載したシランカ
ップリング剤は一例であり、その他のシランカップリン
グ剤を用いることも可能である。
Next, a silane coupling agent (not shown) is applied to the surface of the silicon oxide film 14 by, for example, a spin coating method. This silane coupling agent has the following chemical formula, for example, CF 3 (CF 2 ) n
CH 2 SiCl 2 (where n represents an integer of 2 or more),
CF 3 (CF 2 ) n CH 2 Si (OMe) 3 (where n
Represents an integer of 2 or more, and Me represents a methyl group) or CF 3 (CF 2 ) n H 2 Si (OH) 3 (where n represents an integer of 2 or more). Or for example Me 3 S
iCl (where Me represents a methyl group), CH 2 CHCH
Si (OCH 3 ) 3 , H 2 NC 2 H 4 NHC 3 H 6 Si
(OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 Si
MeCl 2 (where Me represents a methyl group) or C
H 2 CHCHSiCl 3 is used. The silane coupling agent described above is an example, and other silane coupling agents can be used.

【0065】上記シランカップリング剤を四塩化炭素に
溶解(例えば1重量%溶解)させ、その溶液を回転塗布
した後、室温にて1時間放置した。その後、過剰な未反
応のシランカップリング剤を除去するために四塩化炭素
にて洗浄した。なお、処理時間を短縮するために、室温
にて1時間放置するかわりに加熱処理を行ってもよい。
The silane coupling agent was dissolved in carbon tetrachloride (for example, 1% by weight), and the solution was spin-coated and allowed to stand at room temperature for 1 hour. Thereafter, the substrate was washed with carbon tetrachloride to remove excess unreacted silane coupling agent. Note that in order to shorten the processing time, heat treatment may be performed instead of being left at room temperature for one hour.

【0066】次に、上記酸化シリコン膜14上に、フッ
素樹脂膜25を、例えばポリフッ化パラキシリレンで、
例えば500nmの厚さに形成する。成膜装置には、一
般的な減圧CVD装置を用い、原料にフッ化ジパラキシ
リレンを用いた。CVD時には、上記原料を200℃に
加熱して昇華させ、途中650℃でキシリレンモノマー
に分解し、150℃に加熱した基板上に導入した。その
結果、およそ500nmのポリフッ化パラキシリレンを
成膜した。
Next, a fluororesin film 25 is formed on the silicon oxide film 14 by using, for example, poly (paraxylylene fluoride).
For example, it is formed to a thickness of 500 nm. A general low-pressure CVD apparatus was used as a film forming apparatus, and diparaxylylene fluoride was used as a raw material. At the time of CVD, the above raw material was heated to 200 ° C. to sublimate, decomposed into xylylene monomer at 650 ° C., and introduced on a substrate heated to 150 ° C. As a result, a film of polyxylylene fluoride of about 500 nm was formed.

【0067】あるいは、フッ素樹脂膜25をプラズマC
VDで成膜してもよい。この成膜条件は、一例として、
プロセスガスにフッ化炭素系のガスとして例えばオクタ
フルオロブテン(C4 8 )ガスもしくはテトラフルオ
ロエチレン(C2 4 )ガスを用い、耐熱性を良くする
ために、アセチレン(C2 2 )もしくはエチレン(C
2 4 )を混合する。一般的なCVD条件としては、プ
ラズマパワーを500W、C4 8 を100sccm、
2 2 を200sccm、成膜雰囲気の圧力を26.
7Pa〜667Paの範囲における所定の圧力、基板温
度を150℃〜350℃の範囲における所定の温度に設
定する。
Alternatively, the fluorocarbon resin film 25 is
The film may be formed by VD. This film formation condition is, for example,
For example, octafluorobutene (C 4 F 8 ) gas or tetrafluoroethylene (C 2 F 4 ) gas is used as a fluorocarbon-based gas as a process gas, and acetylene (C 2 H 2 ) is used to improve heat resistance. Or ethylene (C
2 H 4 ). General CVD conditions include plasma power of 500 W, C 4 F 8 of 100 sccm,
200sccm the C 2 H 2, the pressure of the film forming atmosphere 26.
A predetermined pressure and a substrate temperature in a range of 7 Pa to 667 Pa are set to a predetermined temperature in a range of 150 ° C. to 350 ° C.

【0068】上記フッ素樹脂膜25は、上記材料以外で
形成してもよい。一例として、ポリテトラフルオロエチ
レン系樹脂、プラズマフッ化炭素系樹脂等を用いること
が可能である。
The fluororesin film 25 may be formed of a material other than the above materials. As an example, a polytetrafluoroethylene resin, a plasma fluorocarbon resin, or the like can be used.

【0069】次に、上記フッ素樹脂膜25の表面にシラ
ンカップリング剤を、例えば回転塗布法により塗布す
る。このシランカップリング剤には、以下のような化学
式で表される、例えばCF3 (CF2 n CH2 SiC
2 (ただしnは2以上の整数を表す)、CF3 (CF
2 n CH2 Si(OMe)3 (ただしnは2以上の整
数を表し、Meはメチル基を表す)もしくはCF3 (C
2 n 2 Si(OH)3 (ただしnは2以上の整数
を表す)を用いる。または例えばMe3 SiCl(ただ
しMeはメチル基を表す)、CH2 =CHSi(OCH
3 3 、H2 NC2 4 NHC3 6 Si(OCH3
3 、CF3 (CF2 3 CH2 CH2 SiMeCl
2 (ただしMeはメチル基を表す)もしくはCH2 =C
HSiCl3 を用いる。上記記載したシランカップリン
グ剤は一例であり、その他のシランカップリング剤を用
いることも可能である。本図面では、フッ素樹脂膜25
の表面に塗布したシランカップリング剤31を2点鎖線
で示した。
Next, a silane coupling agent is applied to the surface of the fluororesin film 25 by, for example, a spin coating method. This silane coupling agent has the following chemical formula, for example, CF 3 (CF 2 ) n CH 2 SiC
l 2 (where n represents an integer of 2 or more), CF 3 (CF
2 ) n CH 2 Si (OMe) 3 (where n represents an integer of 2 or more and Me represents a methyl group) or CF 3 (C
F 2 ) n H 2 Si (OH) 3 (where n represents an integer of 2 or more) is used. Or, for example, Me 3 SiCl (where Me represents a methyl group), CH 2 CHCHSi (OCH
3) 3, H 2 NC 2 H 4 NHC 3 H 6 Si (OCH 3)
3 , CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 SiMeCl
2 (where Me represents a methyl group) or CH 2 CC
HSiCl 3 is used. The silane coupling agent described above is an example, and other silane coupling agents can be used. In this drawing, the fluororesin film 25
The silane coupling agent 31 applied to the surface of is indicated by a two-dot chain line.

【0070】その後、不活性な雰囲気として、例えば3
50℃の窒素(N2 )ガス雰囲気で熱処理(キュア)を
行った。ここでは上記熱処理を窒素雰囲気で行ったが、
希ガス雰囲気で行うことも可能である。
Thereafter, as an inert atmosphere, for example, 3
Heat treatment (curing) was performed in a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere at 50 ° C. Here, the heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere.
It is also possible to carry out in a rare gas atmosphere.

【0071】次いで図5の(2)に示すように、原料ガ
スにモノシラン(SiH4 )ガスと一酸化二窒素(N2
O)ガスとアンモニア(NH3 )ガスとを用いた還元性
雰囲気でのPECVDによって、上記フッ素樹脂膜25
上にシリコン系絶縁膜16を、例えば酸化窒化シリコン
膜16で、50nm〜500nmの範囲における所定の
膜厚に形成する。この成膜条件は、一例として、モノシ
ラン(SiH4 )ガスの流量を100sccm、一酸化
二窒素ガスの流量を1500sccm、アンモニアガス
の流量を100sccm、また搬送ガスとして窒素を用
いその流量を1000sccmとした。そして成膜雰囲
気の圧力を102Pa、基板11の設定温度を350
℃、プラズマパワーを500Wに設定した。
Next, as shown in FIG. 5B, monosilane (SiH 4 ) gas and nitrous oxide (N 2
O) gas and ammonia (NH 3 ) gas in a reducing atmosphere by PECVD in a fluororesin film 25.
A silicon-based insulating film 16 is formed thereon with a predetermined thickness in the range of 50 nm to 500 nm, for example, using a silicon oxynitride film 16. The film formation conditions are, for example, a flow rate of a monosilane (SiH 4 ) gas at 100 sccm, a flow rate of a dinitrogen monoxide gas at 1500 sccm, a flow rate of an ammonia gas at 100 sccm, and a flow rate of 1000 sccm using nitrogen as a carrier gas. . Then, the pressure of the film formation atmosphere is set to 102 Pa, and the set temperature of the substrate 11 is set to 350 Pa.
° C and plasma power were set to 500W.

【0072】上記成膜ではモノシラン(SiH4 )ガス
をい用いたが、ジシラン(Si2 6 )などの高次シラ
ンガスを用いることも可能である。また酸素源として一
酸化二窒素(N2 O)ガスを用いたが、H2 O(気体)
などを用いることも可能であり、また窒素源としてヒド
ラジンなどの窒素原子を有する還元性ガスを用いること
も可能である。
Although a monosilane (SiH 4 ) gas is used in the above film formation, a higher silane gas such as disilane (Si 2 H 6 ) may be used. Although nitrous oxide (N 2 O) gas was used as an oxygen source, H 2 O (gas) was used.
It is also possible to use a reducing gas having a nitrogen atom such as hydrazine as a nitrogen source.

【0073】また、上記原料ガスより一酸化二窒素(N
2 O)ガスを除いてモノシラン(SiH4 )ガスとアン
モニア(NH3 )ガスとを用いて、上記酸化窒化シリコ
ン膜16のかわりに窒化シリコン膜を形成することもで
きる。この場合には、酸化窒化シリコン膜16よりも窒
化シリコン膜の比誘電率が高いため、配線間の静電容量
が増加する。そのため、望ましくは酸化シリコン膜、酸
化窒化シリコン膜のほうがよい。
Further, dinitrogen monoxide (N
A silicon nitride film can be formed instead of the silicon oxynitride film 16 by using a monosilane (SiH 4 ) gas and an ammonia (NH 3 ) gas except for the 2 O) gas. In this case, since the relative permittivity of the silicon nitride film is higher than that of the silicon oxynitride film 16, the capacitance between wirings increases. Therefore, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is preferably used.

【0074】次いで、原料ガスにモノシラン(Si
4 )ガスと酸素(O2 )ガスとを用いたバイアス印加
型高密度プラズマCVDによって、上記酸化窒化シリコ
ン膜16上に酸化シリコン膜17を形成する。その際
に、例えば上記酸化窒化シリコン膜16と酸化シリコン
膜17とを合わせた膜厚が例えば500nmになるよう
に酸化シリコン膜17を形成する。上記成膜条件は、モ
ノシラン(SiH4 )ガスの流量を100sccm、酸
素ガスの流量を125sccmまた搬送ガスとしてアル
ゴンを用い、その流量を1000sccmとした。さら
に成膜雰囲気の圧力を1.3Pa、基板11の設定温度
を350℃、プラズマパワー(マイクロ波パワー)を1
kW、バイアス印加パワーを3kWに設定した。なお、
上記酸化窒化シリコン膜16が所定の膜厚(ここでは例
えば500nm)となっている場合にはこの酸化シリコ
ン膜17の成膜は行わない。
Next, monosilane (Si
A silicon oxide film 17 is formed on the silicon oxynitride film 16 by bias application high-density plasma CVD using H 4 ) gas and oxygen (O 2 ) gas. At this time, for example, the silicon oxide film 17 is formed so that the total thickness of the silicon oxynitride film 16 and the silicon oxide film 17 becomes, for example, 500 nm. The film formation conditions were as follows: the flow rate of a monosilane (SiH 4 ) gas was 100 sccm, the flow rate of an oxygen gas was 125 sccm, and argon was used as a carrier gas, and the flow rate was 1000 sccm. Further, the pressure of the film formation atmosphere is 1.3 Pa, the set temperature of the substrate 11 is 350 ° C., and the plasma power (microwave power) is 1
kW and bias application power were set to 3 kW. In addition,
When the silicon oxynitride film 16 has a predetermined thickness (for example, 500 nm in this case), the silicon oxide film 17 is not formed.

【0075】上記第3の製造方法では、フッ素樹脂膜2
5の表面にシランカップリング剤を塗布する。このシラ
ンカップリング剤はフッ素樹脂膜25との親和性が高い
分子構造とシリコン系絶縁膜との親和性が高い分子構造
とを持ち合わせていることから、シランカップリング剤
を介してフッ素樹脂膜25とシリコン系絶縁膜16との
密着性が高められる。そして、フッ素樹脂膜25の架橋
反応を促進させる熱処理を行うことによって、フッ素樹
脂膜25のポリマー化がなされる。
In the third manufacturing method, the fluorine resin film 2
5 is coated with a silane coupling agent. This silane coupling agent has a molecular structure having a high affinity with the fluororesin film 25 and a molecular structure having a high affinity with the silicon-based insulating film. And the silicon-based insulating film 16 are improved in adhesion. Then, by performing a heat treatment for promoting a crosslinking reaction of the fluororesin film 25, the fluororesin film 25 is polymerized.

【0076】上記第3の製造方法において、シランカッ
プリング剤を塗布する前に、フッ素樹脂膜25の表面に
物理的衝撃を与える処理を行ってフッ素樹脂膜25から
C−F結合やC−C結合を減少させることも可能であ
る。このフッ素樹脂膜25の表面に物理的衝撃を与える
処理は、プラズマ照射、スパッタリング、イオン照射等
により行う。ここでは、一例として、プラズマ照射によ
り行う。このプラズマ処理条件は、前記図3によって説
明した物理的衝撃を与える処理条件と同様である。な
お、処理条件はフッ素樹脂の種類によって最適な値に設
定される。また、これらの値は、例えばフッ素樹脂膜2
5の結合をX線光電子分光(XPS)装置により測定
し、数原子層のみ炭素との結合が切断されていることを
確認して設定することが望ましい。また、プラズマ源ガ
スとしては、窒素(N2 )ガス、ヘリウム(He)ガ
ス、ネオン(Ne)ガス、アルゴン(Ar)ガス等の不
活性なガスを用いる。
In the third manufacturing method, before applying the silane coupling agent, a treatment for giving a physical impact to the surface of the fluororesin film 25 is performed to remove C—F bonds and C—C from the fluororesin film 25. It is also possible to reduce the coupling. The process of giving a physical impact to the surface of the fluororesin film 25 is performed by plasma irradiation, sputtering, ion irradiation, or the like. Here, as an example, the irradiation is performed by plasma irradiation. The plasma processing conditions are the same as the processing conditions for giving a physical impact described with reference to FIG. The processing conditions are set to optimal values depending on the type of the fluororesin. These values are, for example, the values of the fluororesin film 2
It is desirable that the bond of No. 5 be measured by an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus and set after confirming that the bond with carbon is cut only in a few atomic layers. As a plasma source gas, an inert gas such as a nitrogen (N 2 ) gas, a helium (He) gas, a neon (Ne) gas, and an argon (Ar) gas is used.

【0077】上記説明したように、フッ素樹脂膜25の
表面に物理的衝撃を与える処理を行うことから、フッ素
樹脂膜25の表面のC−F結合やC−C結合が破壊され
て減少するので、フッ素樹脂膜25の表面の反応性が高
められる。その後、フッ素樹脂膜25の表面にシリコン
系絶縁膜16を形成することから、シリコン原子や酸素
原子とフッ素樹脂膜の炭素原子とが結合することによ
り、フッ素樹脂膜25の表面に対するシリコン系絶縁膜
16の密着性が向上する。この物理的衝撃を与える処理
では、フッ素樹脂膜25の表面における数原子層の炭素
との結合が破壊されるだけなので、C−F結合の破壊に
よるフッ素樹脂膜25の耐熱性、比誘電率への影響はほ
とんど無い。
As described above, since the physical shock is applied to the surface of the fluororesin film 25, the CF bonds and CC bonds on the surface of the fluororesin film 25 are broken and reduced. Thus, the reactivity of the surface of the fluororesin film 25 is enhanced. After that, since the silicon-based insulating film 16 is formed on the surface of the fluororesin film 25, the silicon-based insulating film is formed on the surface of the fluororesin film 25 by bonding silicon atoms or oxygen atoms with carbon atoms of the fluororesin film. The adhesion of No. 16 is improved. In the process of giving a physical impact, only the bond with carbon of several atomic layers on the surface of the fluororesin film 25 is destroyed, so that the heat resistance and the relative dielectric constant of the fluororesin film 25 due to the destruction of the CF bond are reduced. Has almost no effect.

【0078】上記シリコン系絶縁膜16は、フッ素樹脂
膜25との界面にSi−H結合を有する状態に形成され
ることが好ましい。そのようなSi−H結合を有するシ
リコン系絶縁膜16は、前記第1の発明に係わる実施の
形態で説明した製造方法により形成することが可能であ
る。すなわち、第1ステップの成膜で、モノシラン(S
iH4 )を主成分としたプラズマCVDによりSi−H
結合の多い膜でシリコン系絶縁膜16の下層を形成す
る。この膜は活性なダングリングボンドを多く持ち、下
地との密着性がよい。続いて第2ステップの成膜を、モ
ノシラン(SiH4 )ガス、一酸化二窒素(N2 O)ガ
ス、アンモニア(NH3 )ガスを用いた還元性雰囲気の
プラズマエンハンスメントCVDにより行って、シリコ
ン系絶縁膜16の上層を形成する。
The silicon-based insulating film 16 is preferably formed so as to have a Si—H bond at the interface with the fluororesin film 25. The silicon-based insulating film 16 having such a Si—H bond can be formed by the manufacturing method described in the embodiment according to the first invention. That is, the monosilane (S
i—H 4 ) by plasma CVD using Si—H
The lower layer of the silicon-based insulating film 16 is formed of a film having many bonds. This film has many active dangling bonds and has good adhesion to the base. Subsequently, the film formation in the second step is performed by plasma enhancement CVD in a reducing atmosphere using a monosilane (SiH 4 ) gas, a dinitrogen monoxide (N 2 O) gas, and an ammonia (NH 3 ) gas. An upper layer of the insulating film 16 is formed.

【0079】上記シリコン系絶縁膜16の成膜の際に
は、原料ガスとして用いるアンモニアガスの流量を調整
することにより、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコ
ン膜になる。例えばアンモニアガスの流量を0とすれ
ば、シリコン系絶縁膜16は酸化シリコン膜で形成さ
れ、アンモニアガスを用いれば酸化窒化シリコン膜で形
成される。
When the silicon-based insulating film 16 is formed, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is formed by adjusting the flow rate of ammonia gas used as a source gas. For example, if the flow rate of ammonia gas is set to 0, the silicon-based insulating film 16 is formed of a silicon oxide film, and if an ammonia gas is used, the silicon-based insulating film 16 is formed of a silicon oxynitride film.

【0080】上記説明したように、シリコン系絶縁膜1
6のフッ素樹脂膜25との界面にSi−H結合を有する
状態に形成することから、シリコン系絶縁膜16のフッ
素樹脂膜25との界面は活性なダングリングボンドを有
する状態となる。そのため、活性なダングリングボンド
の部分にフッ素樹脂膜25の原子が入り込むようになる
ので、フッ素樹脂膜25に対してシリコン系絶縁膜16
は密着性よく形成される。
As described above, the silicon-based insulating film 1
6 is formed so as to have a Si—H bond at the interface with the fluororesin film 25, so that the interface of the silicon-based insulating film 16 with the fluororesin film 25 has an active dangling bond. As a result, the atoms of the fluororesin film 25 enter the active dangling bonds, so that the silicon-based insulating film 16
Are formed with good adhesion.

【0081】また、フッ素樹脂膜25の表面に物理的衝
撃を与えて炭素との結合を切る処理を行った後、上記説
明したようなSi−H結合の多いシリコン系絶縁膜16
を形成することは、シリコン原子や酸素原子とフッ素樹
脂膜25の炭素原子とが結合し易くなるので、フッ素樹
脂膜25の表面に対するシリコン系絶縁膜16の密着性
がさらに向上する。
After the surface of the fluororesin film 25 is subjected to a physical shock to break the bond with carbon, the silicon-based insulating film 16 having many Si—H bonds as described above is formed.
Since the silicon atoms or oxygen atoms and the carbon atoms of the fluororesin film 25 are easily bonded to each other, the adhesion of the silicon-based insulating film 16 to the surface of the fluororesin film 25 is further improved.

【0082】次に、本発明の第3の製造方法に係わる第
2の実施の形態を、ダマシン配線構造を形成するプロセ
スを一例にして、図6により説明する。図6では、前記
図5によって説明した構成部品と同様のものには同一符
号を付与して示す。
Next, a second embodiment according to the third manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 6, using a process for forming a damascene wiring structure as an example. 6, the same components as those described with reference to FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

【0083】図6の(1)に示すように、基板11上に
酸化シリコン膜12を形成した後、前記図5によって説
明したのと同様に、この酸化シリコン膜12の表面にシ
ランカップリング剤を塗布する。その後、酸化シリコン
膜12上にフッ素樹脂膜25を形成する。上記各構成部
品の形成は、前記図1の(1)によって説明したのと同
様にして行う。
As shown in FIG. 6A, after a silicon oxide film 12 is formed on a substrate 11, a silane coupling agent is applied to the surface of the silicon oxide film 12 in the same manner as described with reference to FIG. Is applied. After that, a fluororesin film 25 is formed on the silicon oxide film 12. The above components are formed in the same manner as described with reference to FIG.

【0084】次に前記図5の(1)によって説明したの
と同様に、上記フッ素樹脂膜25の表面にシランカップ
リング剤を、例えば回転塗布法により塗布する。このシ
ランカップリング剤には、前記説明したのと同様のもの
を用いる。この図面では、フッ素樹脂膜25の表面に塗
布したシランカップリング剤31を2点鎖線で示した。
Next, as described with reference to FIG. 5A, a silane coupling agent is applied to the surface of the fluororesin film 25 by, for example, a spin coating method. The same silane coupling agent as described above is used. In this drawing, the silane coupling agent 31 applied to the surface of the fluororesin film 25 is indicated by a two-dot chain line.

【0085】その後、不活性な雰囲気として、例えば3
50℃の窒素(N2 )ガス雰囲気で熱処理(キュア)を
行った。ここでは上記熱処理を窒素雰囲気で行ったが、
希ガス雰囲気で行うことも可能である。
Then, as an inert atmosphere, for example, 3
Heat treatment (curing) was performed in a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere at 50 ° C. Here, the heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere.
It is also possible to carry out in a rare gas atmosphere.

【0086】次いで図6の(2)に示すように、上記フ
ッ素樹脂膜25上に、このフッ素樹脂膜25のエッチン
グマスクとなるシリコン系絶縁膜16を、酸化シリコン
膜、酸化窒化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜で形成
する。その成膜方法は、前記図1によって説明したシリ
コン系絶縁膜16の成膜方法と同様である。
Next, as shown in FIG. 6B, a silicon-based insulating film 16 serving as an etching mask for the fluororesin film 25 is formed on the fluororesin film 25 by a silicon oxide film, a silicon oxynitride film or a nitride film. It is formed of a silicon film. The method for forming the film is the same as the method for forming the silicon-based insulating film 16 described with reference to FIG.

【0087】その後、図6の(3)に示すように、上記
シリコン系絶縁膜16に溝18の上部を形成し、さらに
上記シリコン系絶縁膜16をエッチングマスクに用いて
フッ素樹脂膜25をエッチングして溝18を形成する。
次いで上記溝18の内壁にバリアメタル層19を例えば
窒化タンタル膜で形成した後、銅めっきのシードとなる
銅膜を形成する。そして電解銅めっきにより溝18を銅
で埋め込んだ後、シリコン系絶縁膜16上の余分な銅お
よび窒化タンタル膜を例えばCMPにより除去して、溝
18の内部に銅よりなる配線20を形成する。上記各構
成部品の形成は、前記図2の(2)によって説明したの
と同様にして行う。
Thereafter, as shown in FIG. 6C, an upper portion of the groove 18 is formed in the silicon-based insulating film 16, and the fluororesin film 25 is etched using the silicon-based insulating film 16 as an etching mask. Thus, a groove 18 is formed.
Next, a barrier metal layer 19 is formed on the inner wall of the groove 18 by, for example, a tantalum nitride film, and then a copper film serving as a seed for copper plating is formed. After the trench 18 is filled with copper by electrolytic copper plating, the excess copper and the tantalum nitride film on the silicon-based insulating film 16 are removed by, for example, CMP to form a wiring 20 made of copper inside the trench 18. The above components are formed in the same manner as described with reference to FIG.

【0088】上記製造方法において、フッ素樹脂膜25
の表面にシランカップリング剤を塗布する前に、物理的
衝撃を与える処理を行って、フッ素樹脂膜25の表面か
ら炭素との結合を減少させてもよい。上記物理的衝撃を
与える処理方法は、プラズマ照射、スパッタリング、イ
オン照射等により行う。
In the above manufacturing method, the fluororesin film 25
Before applying the silane coupling agent to the surface of the substrate, a treatment for giving a physical impact may be performed to reduce the bonding with carbon from the surface of the fluororesin film 25. The treatment method for giving the physical impact is performed by plasma irradiation, sputtering, ion irradiation, or the like.

【0089】本発明の第4の製造方法に係わる第1の実
施の形態を、図7によって説明する。図7では、前記図
5によって説明した構成部品と同様のものには同一符号
を付与して示す。
A first embodiment according to the fourth manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 7, the same components as those described with reference to FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

【0090】図7の(1)に示すように、基板11上に
酸化シリコン膜12を例えば500nm程度の厚さに成
膜する。次いで酸化シリコン膜12上に配線13を形成
した後、上記酸化シリコン膜12上に上記配線13を被
覆する酸化シリコン膜14を例えば100nmの厚さに
形成する。上記各構成部品の形成は前記図1の(1)に
よって説明したのと同様にして行う。
As shown in FIG. 7A, a silicon oxide film 12 is formed on the substrate 11 to a thickness of, for example, about 500 nm. Next, after forming the wiring 13 on the silicon oxide film 12, a silicon oxide film 14 covering the wiring 13 is formed on the silicon oxide film 12 to a thickness of, for example, 100 nm. The above components are formed in the same manner as described with reference to FIG.

【0091】次に、前記図5の(1)によって説明した
のと同様にして、上記酸化シリコン膜14の表面にシラ
ンカップリング剤を、例えば回転塗布法により塗布す
る。このシランカップリング剤には、前記第3の製造方
法における第1の実施の形態で説明したものと同様のも
のを用いることが可能である。
Next, in the same manner as described with reference to FIG. 5A, a silane coupling agent is applied to the surface of the silicon oxide film 14 by, for example, a spin coating method. As the silane coupling agent, the same silane coupling agent as that described in the first embodiment in the third manufacturing method can be used.

【0092】次に、酸化シリコン膜14上に、フッ素樹
脂膜25を、例えばポリテトラフルオロエチレン系樹脂
〔一例として、デュポン社製:テフロンAF(商品
名)〕で、例えば500nmの膜厚に形成する。このポ
リテトラフルオロエチレン系樹脂は、前記(1)式で表
される化学構造を有する材料であればよいので、上記テ
フロンAFに限定されることはない。
Next, a fluororesin film 25 is formed on the silicon oxide film 14 using, for example, a polytetrafluoroethylene resin (for example, Teflon AF (trade name) manufactured by DuPont) to a thickness of, for example, 500 nm. I do. The polytetrafluoroethylene resin is not limited to the Teflon AF as long as it has a chemical structure represented by the formula (1).

【0093】この成膜では、フッ素樹脂原料をフルオロ
カーボン系の溶媒に溶かし、粘度を30cpに調整し
た。それを回転塗布法により酸化シリコン膜14上に塗
布し、500nmの厚さの薄膜を形成する。このときの
回転数は、例えば3000rpmとした。
In this film formation, the fluororesin raw material was dissolved in a fluorocarbon-based solvent, and the viscosity was adjusted to 30 cp. It is applied on the silicon oxide film 14 by a spin coating method to form a thin film having a thickness of 500 nm. The rotation speed at this time was, for example, 3000 rpm.

【0094】次いで、不活性なガス雰囲気である、例え
ば100℃、大気圧の窒素ガス雰囲気で2分間のベーキ
ング処理を行って、フッ素樹脂膜25を乾燥させた。
Next, a baking treatment was performed for 2 minutes in an inert gas atmosphere, for example, a nitrogen gas atmosphere at 100 ° C. and atmospheric pressure to dry the fluororesin film 25.

【0095】次に図7の(2)に示すように、上記フッ
素樹脂膜25の表面にシランカップリング剤を、例えば
回転塗布法により塗布する。このシランカップリング剤
には、以下のような化学式で表される、例えばCF
3 (CF2 n CH2 SiCl2(ただしnは2以上の
整数を表す)、CF3 (CF2 n CH2 Si(OM
e)3 (ただしnは2以上の整数を表し、Meはメチル
基を表す)もしくはCF3 (CF2 n 2 Si(O
H)3 (ただしnは2以上の整数を表す)を用いる。ま
たは例えばMe3 SiCl(ただしMeはメチル基を表
す)、CH2 =CHSi(OCH3 3 、H2 NC2
4 NHC3 6 Si(OCH3 3 、CF3 (CF2
3 CH2 CH2 SiMeCl2 (ただしMeはメチル基
を表す)もしくはCH2 =CHSiCl3 を用いる。上
記記載したシランカップリング剤は一例であり、その他
のシランカップリング剤を用いることも可能である。こ
の図面では、フッ素樹脂膜25の表面に塗布したシラン
カップリング剤31を2点鎖線で示した。
Next, as shown in FIG. 7B, a silane coupling agent is applied to the surface of the fluororesin film 25 by, for example, a spin coating method. This silane coupling agent has the following chemical formula, for example, CF
3 (CF 2 ) n CH 2 SiCl 2 (where n represents an integer of 2 or more), CF 3 (CF 2 ) n CH 2 Si (OM
e) 3 (where n represents an integer of 2 or more and Me represents a methyl group) or CF 3 (CF 2 ) n H 2 Si (O
H) 3 (where n represents an integer of 2 or more). Or, for example, Me 3 SiCl (where Me represents a methyl group), CH 2 CHCHSi (OCH 3 ) 3 , H 2 NC 2 H
4 NHC 3 H 6 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 )
3 CH 2 CH 2 SiMeCl 2 (where Me represents a methyl group) or CH 2 CHCHSiCl 3 is used. The silane coupling agent described above is an example, and other silane coupling agents can be used. In this drawing, the silane coupling agent 31 applied to the surface of the fluororesin film 25 is indicated by a two-dot chain line.

【0096】その後、不活性な雰囲気として、例えば3
50℃の窒素(N2 )ガス雰囲気で熱処理(キュア)を
行った。ここでは上記熱処理を窒素雰囲気で行ったが、
希ガス雰囲気で行うことも可能である。
Thereafter, as an inert atmosphere, for example, 3
Heat treatment (curing) was performed in a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere at 50 ° C. Here, the heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere.
It is also possible to carry out in a rare gas atmosphere.

【0097】次いで図7の(3)に示すように、原料ガ
スにモノシラン(SiH4 )ガスと一酸化二窒素(N2
O)ガスとアンモニア(NH3 )ガスとを用いた還元性
雰囲気でのプラズマエンハンスメントCVDによって、
上記フッ素樹脂膜25上にシリコン系絶縁膜として酸化
窒化シリコン膜16を例えば50nm〜500nmの範
囲における所定の膜厚に形成する。上記成膜条件は、モ
ノシラン(SiH4 )ガスの流量を100sccm、一
酸化二窒素ガスの流量を1500sccm、アンモニア
ガスの流量を100sccm、また搬送ガスとして窒素
を用いその流量を1000sccmとした。そして成膜
雰囲気の圧力を102Pa、基板11の設定温度を35
0℃、プラズマパワーを500Wに設定した。
Next, as shown in FIG. 7C, monosilane (SiH 4 ) gas and nitrous oxide (N 2
O) gas and ammonia (NH 3 ) gas by plasma enhancement CVD in a reducing atmosphere.
On the fluororesin film 25, a silicon oxynitride film 16 is formed as a silicon-based insulating film to a predetermined thickness in the range of, for example, 50 nm to 500 nm. The film forming conditions were as follows: the flow rate of a monosilane (SiH 4 ) gas was 100 sccm, the flow rate of a nitrous oxide gas was 1500 sccm, the flow rate of an ammonia gas was 100 sccm, and nitrogen was used as a carrier gas and the flow rate was 1000 sccm. Then, the pressure of the film formation atmosphere is set to 102 Pa, and the set temperature of the substrate 11 is set to 35.
The temperature was set to 0 ° C. and the plasma power was set to 500 W.

【0098】上記成膜ではモノシラン(SiH4 )ガス
をい用いたが、ジシラン(Si2 6 )などの高次シラ
ンガスを用いることも可能である。また酸素源として一
酸化二窒素(N2 O)ガスを用いたが、H2 O(気体)
などを用いることも可能であり、また窒素源としてヒド
ラジンなどの窒素原子を有する還元性ガスを用いること
も可能である。
Although a monosilane (SiH 4 ) gas is used in the above film formation, a higher silane gas such as disilane (Si 2 H 6 ) can be used. Although nitrous oxide (N 2 O) gas was used as an oxygen source, H 2 O (gas) was used.
It is also possible to use a reducing gas having a nitrogen atom such as hydrazine as a nitrogen source.

【0099】また、上記原料ガスより一酸化二窒素(N
2 O)ガスを除いてモノシラン(SiH4 )ガスとアン
モニア(NH3 )ガスとを用いて、上記酸化窒化シリコ
ン膜16のかわりに窒化シリコン膜を形成することもで
きる。この場合には、酸化窒化シリコン膜16よりも窒
化シリコン膜の比誘電率が高いため、配線間の静電容量
が増加する。そのため、望ましくは酸化シリコン膜、酸
化窒化シリコン膜のほうがよい。
Further, dinitrogen monoxide (N
A silicon nitride film can be formed instead of the silicon oxynitride film 16 by using a monosilane (SiH 4 ) gas and an ammonia (NH 3 ) gas except for the 2 O) gas. In this case, since the relative permittivity of the silicon nitride film is higher than that of the silicon oxynitride film 16, the capacitance between wirings increases. Therefore, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is preferably used.

【0100】次いで、原料ガスにモノシラン(Si
4 )ガスと酸素(O2 )ガスとを用いたバイアス印加
型高密度プラズマCVDによって、上記酸化窒化シリコ
ン膜16上に酸化シリコン膜17を形成する。その際
に、例えば上記酸化窒化シリコン膜16と酸化シリコン
膜17とを合わせた膜厚が例えば500nmになるよう
に酸化シリコン膜17を形成する。上記成膜条件は、モ
ノシラン(SiH4 )ガスの流量を100sccm、酸
素ガスの流量を125sccmまた搬送ガスとしてアル
ゴンを用い、その流量を1000sccmとした。さら
に成膜雰囲気の圧力を1.3Pa、基板11の設定温度
を350℃、プラズマパワー(マイクロ波パワー)を1
kW、バイアス印加パワーを3kWに設定した。なお、
上記酸化窒化シリコン膜16が所定の膜厚(ここでは例
えば500nm)となっている場合にはこの酸化シリコ
ン膜17の成膜は行わない。
Next, monosilane (Si
A silicon oxide film 17 is formed on the silicon oxynitride film 16 by bias application high-density plasma CVD using H 4 ) gas and oxygen (O 2 ) gas. At this time, for example, the silicon oxide film 17 is formed so that the total thickness of the silicon oxynitride film 16 and the silicon oxide film 17 becomes, for example, 500 nm. The film formation conditions were as follows: the flow rate of a monosilane (SiH 4 ) gas was 100 sccm, the flow rate of an oxygen gas was 125 sccm, and argon was used as a carrier gas, and the flow rate was 1000 sccm. Further, the pressure of the film formation atmosphere is 1.3 Pa, the set temperature of the substrate 11 is 350 ° C., and the plasma power (microwave power) is 1
kW and bias application power were set to 3 kW. In addition,
When the silicon oxynitride film 16 has a predetermined thickness (for example, 500 nm in this case), the silicon oxide film 17 is not formed.

【0101】上記第4の製造方法では、フッ素樹脂膜2
5を塗布により形成することから、フッ素樹脂膜25を
ベーキング処理により乾燥させることにより、塗布によ
り形成したフッ素樹脂膜25中の溶媒が蒸発する。その
後、フッ素樹脂膜25の表面にシランカップリング剤を
塗布する。このシランカップリング剤はフッ素樹脂膜2
5との親和性が高い分子構造とシリコン系絶縁膜16と
の親和性が高い分子構造とを持ち合わせていることか
ら、シランカップリング剤を介してフッ素樹脂膜25と
シリコン系絶縁膜16との密着性が高められる。しか
も、フッ素樹脂膜25中の溶媒を蒸発させたような状
態、すなわちフッ素樹脂25のネットワークが不完全な
状態でシランカップリング剤を塗布して、架橋を促進さ
せる熱処理を行うことから、フッ素樹脂膜25の架橋が
進行するのと同時にシランカップリング剤との架橋も進
行するので、さらに密着性が高められる。そして架橋が
進行することによりフッ素樹脂膜25のポリマー化がな
される。
In the fourth manufacturing method, the fluorine resin film 2
Since 5 is formed by coating, the solvent in the fluororesin film 25 formed by coating is evaporated by drying the fluororesin film 25 by baking. After that, a silane coupling agent is applied to the surface of the fluororesin film 25. This silane coupling agent is a fluororesin film 2
5 and a molecular structure having a high affinity with the silicon-based insulating film 16, the fluorinated resin film 25 and the silicon-based insulating film 16 can be connected via the silane coupling agent. Adhesion is enhanced. Moreover, since the silane coupling agent is applied in a state where the solvent in the fluororesin film 25 is evaporated, that is, in a state where the network of the fluororesin 25 is incomplete, a heat treatment for promoting crosslinking is performed. Since the crosslinking with the silane coupling agent also proceeds at the same time as the crosslinking of the film 25 proceeds, the adhesiveness is further improved. Then, as the crosslinking proceeds, the fluororesin film 25 is polymerized.

【0102】上記第4の製造方法において、ベーキング
処理を行った後でシランカップリング剤を塗布する前
に、フッ素樹脂膜25の表面に物理的衝撃を与える処理
を行ってフッ素樹脂膜25から炭素との結合を減少させ
ることも可能である。このフッ素樹脂膜25の表面に物
理的衝撃を与える処理は、プラズマ照射、スパッタリン
グ、イオン照射等により行う。ここでは、一例として、
プラズマ照射により行う。このプラズマ処理条件は、前
記図3によって説明した物理的衝撃を与える処理条件と
同様である。なお、処理条件はフッ素樹脂の種類によっ
て最適な値に設定される。また、これらの値は、フッ素
樹脂膜25の結合を例えばX線光電子分光(XPS)装
置により測定し、例えば数原子層のみC−F結合が切断
されていることを確認して設定することが望ましい。ま
た、プラズマ源ガスとしては、窒素(N2 )ガス、ヘリ
ウム(He)ガス、ネオン(Ne)ガス、アルゴン(A
r)ガス等の不活性なガスを用いる。
In the fourth manufacturing method, after performing the baking process and before applying the silane coupling agent, a process of giving a physical impact to the surface of the fluororesin film 25 is performed to remove carbon from the fluororesin film 25. It is also possible to reduce the coupling with. The process of giving a physical impact to the surface of the fluororesin film 25 is performed by plasma irradiation, sputtering, ion irradiation, or the like. Here, as an example,
This is performed by plasma irradiation. The plasma processing conditions are the same as the processing conditions for giving a physical impact described with reference to FIG. The processing conditions are set to optimal values depending on the type of the fluororesin. In addition, these values can be set by measuring the bond of the fluororesin film 25 using, for example, an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) device and confirming that, for example, only a few atomic layers have broken the C—F bond. desirable. The plasma source gas includes nitrogen (N 2 ) gas, helium (He) gas, neon (Ne) gas, and argon (A
r) Use an inert gas such as a gas.

【0103】上記説明したように、フッ素樹脂膜25の
表面に物理的衝撃を与える処理を行うことから、フッ素
樹脂膜25の表面の炭素との結合が破壊されて減少する
ので、フッ素樹脂膜25の表面の反応性が高められる。
その後、フッ素樹脂膜25の表面にシリコン系絶縁膜1
6を形成することから、シリコン原子や酸素原子とフッ
素樹脂膜の炭素原子とが結合することにより、フッ素樹
脂膜25の表面に対するシリコン系絶縁膜16の密着性
が向上する。上記物理的衝撃を与える処理では、フッ素
樹脂膜25の表面における数原子層の炭素との結合が破
壊されるだけなので、C−F結合の破壊によるフッ素樹
脂膜25の耐熱性、比誘電率への影響はほとんど無い。
As described above, since the treatment for giving a physical impact to the surface of the fluororesin film 25 is performed, the bond with carbon on the surface of the fluororesin film 25 is broken and reduced. Surface reactivity is increased.
Then, the silicon-based insulating film 1 is formed on the surface of the fluororesin film 25.
By forming 6, silicon atoms and oxygen atoms are bonded to carbon atoms of the fluororesin film, whereby the adhesion of the silicon-based insulating film 16 to the surface of the fluororesin film 25 is improved. In the process of giving the physical impact, only the bond with carbon of several atomic layers on the surface of the fluororesin film 25 is broken, so that the heat resistance and the relative dielectric constant of the fluororesin film 25 due to the destruction of the CF bond are reduced. Has almost no effect.

【0104】上記シリコン系絶縁膜16は、フッ素樹脂
膜25との界面にSi−H結合を有する状態に形成して
もよい。このようなSi−H結合を有するシリコン系絶
縁膜16は、前記第1の発明に係わる実施の形態で説明
した製造方法により形成することが可能である。すなわ
ち、第1ステップの成膜で、モノシラン(SiH4 )を
主成分としたプラズマCVDによりSi−H結合の多い
膜でシリコン系絶縁膜16の下層を形成する。この膜は
活性なダングリングボンドを多く持ち、下地との密着性
がよい。続いて第2ステップの成膜を、モノシラン(S
iH4 )ガス、一酸化二窒素(N2 O)ガス、アンモニ
ア(NH3 )ガスを用いた還元性雰囲気のPECVDに
より行って、シリコン系絶縁膜16の上層を形成する。
The silicon-based insulating film 16 may be formed so as to have a Si—H bond at the interface with the fluororesin film 25. The silicon-based insulating film 16 having such a Si—H bond can be formed by the manufacturing method described in the embodiment according to the first invention. That is, in the film formation in the first step, the lower layer of the silicon-based insulating film 16 is formed of a film having many Si—H bonds by plasma CVD mainly containing monosilane (SiH 4 ). This film has many active dangling bonds and has good adhesion to the base. Subsequently, the film formation in the second step is performed using monosilane (S
An upper layer of the silicon-based insulating film 16 is formed by PECVD in a reducing atmosphere using iH 4 ) gas, dinitrogen monoxide (N 2 O) gas, and ammonia (NH 3 ) gas.

【0105】上記シリコン系絶縁膜16の成膜の際に
は、原料ガスとして用いるアンモニアガスの流量を調整
することにより、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコ
ン膜になる。例えばアンモニアガスの流量を0とすれ
ば、シリコン系絶縁膜16は酸化シリコン膜で形成さ
れ、アンモニアガスを用いれば酸化窒化シリコン膜で形
成される。
When the silicon-based insulating film 16 is formed, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is obtained by adjusting the flow rate of ammonia gas used as a source gas. For example, if the flow rate of ammonia gas is set to 0, the silicon-based insulating film 16 is formed of a silicon oxide film, and if an ammonia gas is used, the silicon-based insulating film 16 is formed of a silicon oxynitride film.

【0106】上記説明したように、シリコン系絶縁膜1
6のフッ素樹脂膜25との界面にSi−H結合を有する
状態に形成することから、シリコン系絶縁膜16のフッ
素樹脂膜25との界面は活性なダングリングボンドを有
する状態となる。そのため、活性なダングリングボンド
の部分にフッ素樹脂膜25の原子が入り込むようになる
ので、フッ素樹脂膜25に対してシリコン系絶縁膜16
は密着性よく形成される。
As described above, the silicon-based insulating film 1
6 is formed so as to have a Si—H bond at the interface with the fluororesin film 25, so that the interface of the silicon-based insulating film 16 with the fluororesin film 25 has an active dangling bond. As a result, the atoms of the fluororesin film 25 enter the active dangling bonds, so that the silicon-based insulating film 16
Are formed with good adhesion.

【0107】また、フッ素樹脂膜25の表面に物理的衝
撃を与えて炭素との結合を切る処理を行った後、上記説
明したようなSi−H結合の多いシリコン系絶縁膜16
を形成することは、シリコン原子や酸素原子とフッ素樹
脂膜25の炭素原子とが結合し易くなるので、フッ素樹
脂膜25の表面に対するシリコン系絶縁膜16の密着性
がさらに向上する。
After the surface of the fluororesin film 25 is subjected to a physical impact to break the bond with carbon, the silicon-based insulating film 16 having a large number of Si—H bonds as described above is formed.
Since the silicon atoms or oxygen atoms and the carbon atoms of the fluororesin film 25 are easily bonded to each other, the adhesion of the silicon-based insulating film 16 to the surface of the fluororesin film 25 is further improved.

【0108】次に、本発明の第4の製造方法に係わる第
2の実施の形態を、ダマシン配線構造を形成するプロセ
スを一例にして、図8により説明する。図8では、前記
図7によって説明した構成部品と同様のものには同一符
号を付与して示す。
Next, a second embodiment according to the fourth manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 8, using a process for forming a damascene wiring structure as an example. 8, the same components as those described with reference to FIG. 7 are denoted by the same reference numerals.

【0109】図8の(1)に示すように、前記図2の
(1)によって説明したのと同等にして、基板11上に
酸化シリコン膜12を形成した後、前記図7の(1)に
よって説明したのと同様に、この酸化シリコン膜12の
表面にシランカップリング剤を塗布する。さらに、塗布
法によって、酸化シリコン膜12上にフッ素樹脂膜25
を、例えばポリテトラフルオロエチレン系樹脂〔一例と
して、デュポン社製:テフロンAF(商品名)〕で、例
えば500nmの膜厚に形成する。このポリテトラフル
オロエチレン系樹脂は、前記(1)式で表される化学構
造を有する材料であればよいので、上記テフロンAFに
限定されることはない。
As shown in FIG. 8A, a silicon oxide film 12 is formed on a substrate 11 in the same manner as described with reference to FIG. As described above, a silane coupling agent is applied to the surface of the silicon oxide film 12. Further, a fluororesin film 25 is formed on the silicon oxide film 12 by a coating method.
Is formed to a thickness of, for example, 500 nm using, for example, a polytetrafluoroethylene-based resin (for example, Teflon AF (trade name) manufactured by DuPont). The polytetrafluoroethylene resin is not limited to the Teflon AF as long as it has a chemical structure represented by the formula (1).

【0110】その後、不活性なガス雰囲気である、例え
ば100℃、大気圧の窒素ガス雰囲気で2分間のベーキ
ング処理を行った。
Thereafter, baking treatment was performed for 2 minutes in an inert gas atmosphere, for example, a nitrogen gas atmosphere at 100 ° C. and atmospheric pressure.

【0111】続いて、前記図8の(2)に示すように、
上記フッ素樹脂膜25の表面にシランカップリング剤を
例えば回転塗布法により塗布する。このシランカップリ
ング剤には、7の(2)によって説明したのと同様のも
のを用いることが可能である。この図面では、フッ素樹
脂膜25の表面に塗布したシランカップリング剤31を
2点鎖線で示した。
Subsequently, as shown in FIG. 8 (2),
A silane coupling agent is applied to the surface of the fluororesin film 25 by, for example, a spin coating method. As the silane coupling agent, the same silane coupling agent as described in (2) of (7) can be used. In this drawing, the silane coupling agent 31 applied to the surface of the fluororesin film 25 is indicated by a two-dot chain line.

【0112】その後、不活性な雰囲気として、例えば3
50℃の窒素(N2 )ガス雰囲気で熱処理(キュア)を
行った。ここでは上記熱処理を窒素雰囲気で行ったが、
希ガス雰囲気で行うことも可能である。
Thereafter, as an inert atmosphere, for example, 3
Heat treatment (curing) was performed in a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere at 50 ° C. Here, the heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere.
It is also possible to carry out in a rare gas atmosphere.

【0113】次いで図8の(3)に示すように、上記フ
ッ素樹脂膜25上に、このフッ素樹脂膜25のエッチン
グマスクとなるシリコン系絶縁膜16を、酸化シリコン
膜、酸化窒化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜で形成
する。その成膜方法は、前記図6の(2)によって説明
したシリコン系絶縁膜16の成膜方法と同様にして行う
ことができる。
Next, as shown in FIG. 8C, a silicon-based insulating film 16 serving as an etching mask for the fluororesin film 25 is formed on the fluororesin film 25 by a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or a nitride film. It is formed of a silicon film. The film formation method can be performed in the same manner as the method of forming the silicon-based insulating film 16 described with reference to FIG.

【0114】その後図8の(4)に示すように、前記図
2の(2)によって説明したのと同様に、上記シリコン
系絶縁膜16に溝18の上部を形成し、さらに上記シリ
コン系絶縁膜16をエッチングマスクに用いてフッ素樹
脂膜25をエッチングして溝18を形成する。次いで上
記溝18の内壁にバリアメタル層19を例えば窒化タン
タル膜で形成した後、銅めっきのシードとなる銅膜を形
成する。そして電解銅めっきにより溝18を銅で埋め込
んだ後、シリコン系絶縁膜16上の余分な銅および窒化
タンタル膜を例えばCMPにより除去して、溝18の内
部に銅よりなる配線20を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 8D, an upper portion of the groove 18 is formed in the silicon-based insulating film 16 in the same manner as described with reference to FIG. The groove 18 is formed by etching the fluororesin film 25 using the film 16 as an etching mask. Next, a barrier metal layer 19 is formed on the inner wall of the groove 18 by, for example, a tantalum nitride film, and then a copper film serving as a seed for copper plating is formed. After the trench 18 is filled with copper by electrolytic copper plating, the excess copper and the tantalum nitride film on the silicon-based insulating film 16 are removed by, for example, CMP to form a wiring 20 made of copper inside the trench 18.

【0115】この製造方法において、ベーキング処理を
行った後でシランカップリング剤を塗布する前に、フッ
素樹脂膜25の表面に物理的衝撃を与える処理を行っ
て、フッ素樹脂膜25の表面から炭素との結合を減少さ
せてもよい。上記物理的衝撃を与える方法は、プラズマ
照射、スパッタリング、イオン照射等により行う。
In this manufacturing method, after the baking treatment and before the application of the silane coupling agent, a treatment for giving a physical impact to the surface of the fluororesin film 25 is performed to remove carbon from the surface of the fluororesin film 25. May be reduced. The method of giving the physical impact is performed by plasma irradiation, sputtering, ion irradiation, or the like.

【0116】上記各実施の形態で説明した有機絶縁膜1
5およびフッ素樹脂膜25は、(2)式で表される化学
構造を有する材料で形成することも可能である。その一
例として、シクロポリマライズドフロリネーテッドポリ
マー系樹脂〔例えばサイトップ(商品名)〕がある。
The organic insulating film 1 described in each of the above embodiments
5 and the fluororesin film 25 can also be formed of a material having a chemical structure represented by the formula (2). As an example, there is a cyclo-polymerized florated polymer resin [for example, Cytop (trade name)].

【0117】[0117]

【化2】 Embedded image

【0118】この成膜では、上記材料をフルオロカーボ
ン系の溶媒に溶かし、粘度を30cpに調整した。それ
を回転塗布法により酸化シリコン膜14上に塗布し、5
00nmの厚さの薄膜を形成する。このときの回転数
は、例えば3000rpmとした。引き続いて不活性な
ガス雰囲気として、例えば100℃、大気圧の窒素ガス
雰囲気で2分間のベーキング処理を行った。さらに不活
性な雰囲気として、例えば350℃の窒素(N2 )ガス
雰囲気で熱処理(キュア)を行った。ここでは上記熱処
理を窒素雰囲気で行ったが、希ガス雰囲気で行うことも
可能である。
In this film formation, the above-mentioned material was dissolved in a fluorocarbon-based solvent, and the viscosity was adjusted to 30 cp. It is applied on the silicon oxide film 14 by a spin coating method,
A thin film having a thickness of 00 nm is formed. The rotation speed at this time was, for example, 3000 rpm. Subsequently, a baking treatment was performed for 2 minutes in an inert gas atmosphere, for example, a nitrogen gas atmosphere at 100 ° C. and atmospheric pressure. Further, as an inert atmosphere, for example, heat treatment (curing) was performed in a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere at 350 ° C. Here, the heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere, but may be performed in a rare gas atmosphere.

【0119】または、上記各実施の形態で説明した有機
絶縁膜15およびフッ素樹脂膜25は、(3)式で表さ
れる化学構造を有する材料で形成することも可能であ
る。その一例として、フッ化ポリアリルエーテル系樹脂
〔例えばFLARE(商品名)〕がある。
Alternatively, the organic insulating film 15 and the fluororesin film 25 described in each of the above embodiments can be formed of a material having a chemical structure represented by the formula (3). One example is a fluorinated polyallyl ether-based resin [for example, FLARE (trade name)].

【0120】[0120]

【化3】 Embedded image

【0121】この成膜は、フルオロカーボン系の溶媒に
溶かす材料にフッ化ポリアリルエーテル系樹脂を用いる
他は、上記シクロポリマライズドフロリネーテッドポリ
マー系樹脂の製法とほぼ同様である。
This film formation is almost the same as the above-mentioned method for producing the cyclopolymerized fluoropolymerized polymer resin except that a fluoropolyallyl ether resin is used as a material to be dissolved in a fluorocarbon solvent.

【0122】または、上記各実施の形態で説明した有機
絶縁膜15およびフッ素樹脂膜25は、フッ化ポリイミ
ド系樹脂で形成することも可能である。
Alternatively, the organic insulating film 15 and the fluororesin film 25 described in each of the above embodiments can be formed of a fluorinated polyimide resin.

【0123】この成膜は、前記ポリフッ化パラキシリレ
ンを成膜したのと同様に減圧CVD法により成膜する。
または上記説明したのと同様にフルオロカーボン系の溶
媒に溶かして回転塗布法により成膜した後、ベーキング
処理を行う。上記いずれの場合も、さらに不活性な雰囲
気として、例えば350℃の窒素(N2 )ガス雰囲気で
熱処理(キュア)を行う。この熱処理雰囲気は希ガス雰
囲気で行うことも可能である。
This film is formed by the low pressure CVD method in the same manner as the film formation of the above-mentioned polyparaxylylene fluoride.
Alternatively, as described above, a film is formed by dissolving in a fluorocarbon-based solvent by a spin coating method, and then performing a baking process. In any of the above cases, heat treatment (curing) is performed in a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere at 350 ° C., for example, as an inert atmosphere. This heat treatment can be performed in a rare gas atmosphere.

【0124】このように、有機絶縁膜15およびフッ素
樹脂膜25は、各種の低誘電率有機膜で形成することが
可能であり、また上記記載した材料以外に、比誘電率が
3.5以下の低誘電率有機膜で形成することも可能であ
る。
As described above, the organic insulating film 15 and the fluororesin film 25 can be formed of various low dielectric constant organic films. In addition to the materials described above, the relative dielectric constant is 3.5 or less. It is also possible to form with a low dielectric constant organic film.

【0125】上記各実施の形態で説明した各膜の膜厚、
成膜条件等は、一例であって、上記記載した値に限定さ
れるものではなく、適宜最適値もしくは最適な範囲が選
択されるものである。
The film thickness of each film described in each of the above embodiments,
The film forming conditions and the like are merely examples, and are not limited to the values described above, and an optimal value or an optimal range is appropriately selected.

【0126】上記各実施の形態によって説明した各種製
造方法により、有機絶縁膜(フッ素樹脂)とシリコン系
絶縁膜との密着性を向上させることによって、半導体デ
バイスプロセスにフッ素樹脂を導入することが可能にな
る。
By improving the adhesion between the organic insulating film (fluororesin) and the silicon-based insulating film by the various manufacturing methods described in the above embodiments, the fluororesin can be introduced into the semiconductor device process. become.

【0127】なお、上記説明では、有機絶縁膜15上も
しくはフッ素樹脂膜25上にシリコン系絶縁膜16を形
成する方法を示したが、これらは半導体装置の製造プロ
セスの一部に用いられる方法であり、この前後にトラン
ジスタの形成工程、配線の形成工程等が行われる。上記
実施の形態では基板11上の酸化シリコン膜12上に配
線13を形成し、その配線13を被覆する酸化シリコン
膜14を形成する例、および基板12上に酸化シリコン
膜12とフッ素樹脂膜25とを形成した後フッ素樹脂膜
25にいわゆる溝配線となる配線20を形成する例を示
したが、基板11上には、活性領域の形成、下層絶縁膜
の形成、下層配線の形成等が行われ、それらを被覆する
状態に上記酸化シリコン膜12を形成することができ
る。上記配線13もしくは配線20は酸化シリコン膜1
2に接続孔を形成することにより下層配線と接続するこ
とができる。また、配線13もしくは配線20の上層に
絶縁膜を介してさらに上層配線の形成が行われる。
In the above description, the method of forming the silicon-based insulating film 16 on the organic insulating film 15 or the fluororesin film 25 has been described. However, these are methods used in a part of the semiconductor device manufacturing process. Before and after this, a transistor forming step, a wiring forming step, and the like are performed. In the above embodiment, the wiring 13 is formed on the silicon oxide film 12 on the substrate 11 and the silicon oxide film 14 covering the wiring 13 is formed, and the silicon oxide film 12 and the fluororesin film 25 are formed on the substrate 12. After forming the above, an example is shown in which the wiring 20 serving as a so-called trench wiring is formed in the fluororesin film 25. However, on the substrate 11, formation of an active region, formation of a lower insulating film, formation of a lower wiring, and the like are performed. The silicon oxide film 12 can be formed so as to cover them. The wiring 13 or the wiring 20 is a silicon oxide film 1
2 can be connected to the lower layer wiring. Further, an upper wiring is further formed on the wiring 13 or the wiring 20 via an insulating film.

【0128】また、上記図1、図3、図5、図7では、
配線13を被覆する酸化シリコン膜14を示したが、こ
の酸化シリコン膜14を形成せずに、図1の場合では有
機絶縁膜15を、図3、図5、図7の場合ではフッ素樹
脂膜25を形成することも可能である。
In FIGS. 1, 3, 5 and 7,
Although the silicon oxide film 14 covering the wiring 13 is shown, the silicon oxide film 14 is not formed, and the organic insulating film 15 is formed in the case of FIG. 1 and the fluororesin film is formed in the cases of FIGS. 3, 5, and 7. It is also possible to form 25.

【0129】[0129]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の第1の製
造方法によれば、シリコン系絶縁膜の有機絶縁膜との界
面にSi−H結合を有する状態に形成するので、Si−
H結合により生じる活性なダングリングボンドによって
有機絶縁膜に対してシリコン系絶縁膜を密着性よく形成
することができる。
As described above, according to the first manufacturing method of the present invention, the silicon-based insulating film is formed so as to have a Si-H bond at the interface with the organic insulating film.
The active dangling bond generated by the H bond enables the silicon-based insulating film to be formed with good adhesion to the organic insulating film.

【0130】本発明の第2の製造方法によれば、フッ素
樹脂膜の表面に物理的衝撃を与える処理を行うので、炭
素との結合が破壊されて減少し、フッ素樹脂膜の表面の
反応性が高まる。そのため、フッ素樹脂膜に対してシリ
コン系絶縁膜を密着性よく形成することができる。
According to the second manufacturing method of the present invention, since the treatment for giving a physical impact to the surface of the fluororesin film is performed, the bond with carbon is broken and reduced, and the reactivity of the surface of the fluororesin film is reduced. Increase. Therefore, the silicon-based insulating film can be formed with good adhesion to the fluororesin film.

【0131】本発明の第3の製造方法によれば、フッ素
樹脂膜の表面にシランカップリング剤を塗布するので、
シランカップリング剤を介してフッ素樹脂膜とシリコン
系絶縁膜との密着性を高めることができる。
According to the third production method of the present invention, since the silane coupling agent is applied to the surface of the fluororesin film,
The adhesion between the fluororesin film and the silicon-based insulating film can be increased via the silane coupling agent.

【0132】本発明の第4の製造方法によれば、フッ素
樹脂膜を塗布により形成して乾燥させた後で、架橋を促
進させる熱処理を行う前に、フッ素樹脂膜の表面にシラ
ンカップリング剤を塗布するので、シランカップリング
剤を介してフッ素樹脂膜とシリコン系絶縁膜との密着性
を高めることができるとともに、フッ素樹脂膜の架橋が
進行するのと同時にシランカップリング剤との架橋も進
行させることができるので、さらに密着性を高めること
ができる。
According to the fourth manufacturing method of the present invention, the silane coupling agent is formed on the surface of the fluororesin film after the fluororesin film is formed by coating and dried, and before the heat treatment for promoting crosslinking is performed. Is applied, so that the adhesion between the fluororesin film and the silicon-based insulating film can be enhanced via the silane coupling agent, and at the same time as the crosslinking of the fluororesin film progresses, the crosslinking with the silane coupling agent also proceeds. Since it can be advanced, the adhesion can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の製造方法に係わる第1の実施の
形態を説明する製造工程図である。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram for explaining a first embodiment according to a first manufacturing method of the present invention.

【図2】本発明の第1の製造方法に係わる第2の実施の
形態を説明する製造工程図である。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram for explaining a second embodiment according to the first manufacturing method of the present invention.

【図3】本発明の第2の製造方法に係わる第1の実施の
形態を説明する製造工程図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram for explaining a first embodiment according to a second manufacturing method of the present invention.

【図4】本発明の第2の製造方法に係わる第2の実施の
形態を説明する製造工程図である。
FIG. 4 is a manufacturing process diagram for explaining a second embodiment according to the second manufacturing method of the present invention.

【図5】本発明の第3の製造方法に係わる第1の実施の
形態を説明する製造工程図である。
FIG. 5 is a manufacturing process diagram for explaining a first embodiment according to a third manufacturing method of the present invention.

【図6】本発明の第3の製造方法に係わる第2の実施の
形態を説明する製造工程図である。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram for explaining a second embodiment according to the third manufacturing method of the present invention.

【図7】本発明の第4の製造方法に係わる第1の実施の
形態を説明する製造工程図である。
FIG. 7 is a manufacturing process diagram for explaining a first embodiment according to a fourth manufacturing method of the present invention.

【図8】本発明の第4の製造方法に係わる第2の実施の
形態を説明する製造工程図である。
FIG. 8 is a manufacturing process diagram for explaining a second embodiment according to the fourth manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15…有機絶縁膜、16…シリコン系絶縁膜 15: Organic insulating film, 16: Silicon-based insulating film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH09 HH11 HH21 HH32 MM01 PP15 PP27 QQ00 QQ14 QQ28 QQ54 QQ74 RR04 RR06 RR08 RR21 RR23 RR24 SS01 SS02 SS04 SS11 SS13 SS15 SS22 TT04 XX12 5F058 AA08 AD06 AD10 AD11 AE01 AE10 AF01 AF02 AG01 AG07 AH02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F033 HH09 HH11 HH21 HH32 MM01 PP15 PP27 QQ00 QQ14 QQ28 QQ54 QQ74 RR04 RR06 RR08 RR21 RR23 RR24 SS01 SS02 SS04 SS11 SS13 SS15 SS22 TT04 XX12 5F010 AD10 AF01 AD01 AF01 AG07 AH02

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機絶縁膜の表面に酸化シリコン膜、酸
化窒化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜からなるシリ
コン系絶縁膜を形成する際に、 前記シリコン系絶縁膜の前記有機絶縁膜との界面をSi
−H結合を有する状態に形成することを特徴とする絶縁
膜の製造方法。
When forming a silicon-based insulating film made of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or a silicon nitride film on a surface of an organic insulating film, an interface of the silicon-based insulating film with the organic insulating film is formed by Si
A method for manufacturing an insulating film, wherein the insulating film is formed so as to have an -H bond.
【請求項2】 フッ素樹脂膜の表面に物理的衝撃を与え
る処理を行って該フッ素樹脂膜の表面の炭素との結合を
減少させる工程と、 前記物理的衝撃を与える処理を行ったフッ素樹脂膜の表
面に酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜もしくは窒化
シリコン膜からなるシリコン系絶縁膜を形成する工程と
を備えたことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
2. a step of performing a process of giving a physical impact to the surface of the fluororesin film to reduce the bonding with carbon on the surface of the fluororesin film; and a process of applying the physical impact to the fluororesin film. Forming a silicon-based insulating film made of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film or a silicon nitride film on the surface of the insulating film.
【請求項3】 前記シリコン系絶縁膜の前記フッ素樹脂
膜との界面をSi−H結合を有する状態に形成すること
を特徴とする請求項2記載の絶縁膜の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein an interface between the silicon-based insulating film and the fluororesin film is formed to have a Si—H bond.
【請求項4】 フッ素樹脂膜の表面にシランカップリン
グ剤を塗布する工程と、 前記フッ素樹脂膜の架橋反応を促進させる熱処理を行う
工程と、 前記シランカップリング剤の塗布を行ったフッ素樹脂膜
の表面に酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜もしくは
窒化シリコン膜からなるシリコン系絶縁膜を形成する工
程とを備えたことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
4. A step of applying a silane coupling agent to the surface of the fluororesin film, a step of performing a heat treatment to promote a crosslinking reaction of the fluororesin film, and a step of applying the silane coupling agent to the fluororesin film Forming a silicon-based insulating film made of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film or a silicon nitride film on the surface of the insulating film.
【請求項5】 前記シランカップリング剤を塗布する前
に、前記シリコン系絶縁膜が形成される前記フッ素樹脂
膜の表面に物理的衝撃を与える処理を行って、該フッ素
樹脂膜の表面の炭素との結合を減少させることを特徴と
する請求項4記載の絶縁膜の製造方法。
5. A process for giving a physical impact to the surface of the fluororesin film on which the silicon-based insulating film is formed, before applying the silane coupling agent, so that carbon on the surface of the fluororesin film is 5. The method for manufacturing an insulating film according to claim 4, wherein coupling with the insulating film is reduced.
【請求項6】 前記シリコン系絶縁膜の前記フッ素樹脂
膜との界面をSi−H結合を有する状態に形成すること
を特徴とする請求項4記載の絶縁膜の製造方法。
6. The method according to claim 4, wherein an interface between the silicon-based insulating film and the fluororesin film is formed to have a Si—H bond.
【請求項7】 前記シリコン系絶縁膜の前記フッ素樹脂
膜との界面をSi−H結合を有する状態に形成すること
を特徴とする請求項5記載の絶縁膜の製造方法。
7. The method according to claim 5, wherein an interface between the silicon-based insulating film and the fluororesin film is formed to have a Si—H bond.
【請求項8】 基板上にフッ素樹脂を塗布してフッ素樹
脂膜を形成する工程と、 前記フッ素樹脂膜を乾燥させる工程と、 前記フッ素樹脂膜の表面にシランカップリング剤を塗布
する工程と、 前記フッ素樹脂膜の架橋反応を促進させる熱処理を行う
工程と、 前記シランカップリング剤の塗布を行ったフッ素樹脂膜
の表面に酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜もしくは
窒化シリコン膜からなるシリコン系絶縁膜を形成する工
程とを備えたことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
8. a step of applying a fluororesin on a substrate to form a fluororesin film, a step of drying the fluororesin film, and a step of applying a silane coupling agent to the surface of the fluororesin film; A step of performing a heat treatment for accelerating a crosslinking reaction of the fluororesin film; and a silicon-based insulating film made of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film or a silicon nitride film on the surface of the fluororesin film on which the silane coupling agent has been applied. Forming an insulating film.
【請求項9】 前記フッ素樹脂膜を乾燥させた後で前記
シランカップリング剤を塗布する前に、前記シリコン系
絶縁膜が形成される前記フッ素樹脂膜の表面に物理的衝
撃を与える処理を行って、該フッ素樹脂膜の表面の炭素
との結合を減少させることを特徴とする請求項8記載の
絶縁膜の製造方法。
9. A process for applying a physical impact to the surface of the fluororesin film on which the silicon-based insulating film is to be formed after drying the fluororesin film and before applying the silane coupling agent. 9. The method according to claim 8, wherein bonding to carbon on the surface of the fluororesin film is reduced.
【請求項10】 前記シリコン系絶縁膜の前記フッ素樹
脂膜との界面をSi−H結合を有する状態に形成するこ
とを特徴とする請求項8記載の絶縁膜の製造方法。
10. The method according to claim 8, wherein an interface between the silicon-based insulating film and the fluororesin film is formed to have a Si—H bond.
【請求項11】 前記シリコン系絶縁膜の前記フッ素樹
脂膜との界面をSi−H結合を有する状態に形成するこ
とを特徴とする請求項9記載の絶縁膜の製造方法。
11. The method according to claim 9, wherein an interface between the silicon-based insulating film and the fluororesin film has a Si—H bond.
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