JP2001196367A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 層間絶縁膜に用いるための加工が容易で吸湿
による誘電率の上昇が少なく、膜剥がれ、クラック、ガ
ス放出、低耐圧等の問題の少ない低誘電率膜構造、これ
を用いた半導体装置、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 低誘電率の有機膜上に、基板温度表面の
温度を400℃以下にして堆積した膜厚200nm程度
のSiOC膜を還元性雰囲気中で堆積する。SiOC膜
をマスクとしてその下の有機膜をエッチングすることも
できる。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low dielectric constant film structure which is easy to process for use as an interlayer insulating film, has a small rise in dielectric constant due to moisture absorption, and has few problems such as film peeling, cracking, gas release, and low withstand voltage. A semiconductor device using the same and a method for manufacturing the same are provided. SOLUTION: On a low dielectric constant organic film, a SiOC film having a thickness of about 200 nm deposited at a substrate temperature surface temperature of 400 ° C. or lower is deposited in a reducing atmosphere. Using the SiOC film as a mask, the underlying organic film can be etched.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置におけ
る層間絶縁膜の絶縁膜構造及びその製造方法に関し、詳
しくは酸化シリコン膜よりも比誘電率が低い有機膜上に
酸化シリコン膜よりも比誘電率が低い低誘電率SiOC
膜が形成された絶縁膜構造及びその形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulating film structure of an interlayer insulating film in a semiconductor device and a method of manufacturing the same. Low dielectric constant SiOC with low dielectric constant
The present invention relates to an insulating film structure having a film formed thereon and a method for forming the same.
【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。層間絶縁膜材料の比誘電率の低減に対する要望は、
ULSIの微細化が進むにつれ、ますます強くなってき
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 demand for lowering the dielectric constant of the interlayer insulating film material is
As the miniaturization of ULSI advances, it is becoming stronger.
【0003】現在、実用化されている絶縁膜材料として
は、比誘電率が3.5程度の無機のSiOF膜がある。
この材料は、シリコン−酸素−シリコン(Si−O−S
i)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が低くなっている。次世代
の低誘電率膜として有望視されているものとして炭素原
子を含む低誘電率膜材料があり、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。At present, as an insulating film material which is put into practical use, there is an inorganic SiOF film having a relative dielectric constant of about 3.5.
This material is silicon-oxygen-silicon (Si-OS)
i) The relative dielectric constant is lowered due to the fact that the density of the material is reduced by terminating the bond with a fluorine atom, and the polarizability of the fluorine atom itself is low. As a promising next-generation low-k film, there is a low-k film material containing carbon atoms, and an organic SOG (Spin)
on Glass), fluorocarbon polymer, polyimide, polyparaxylylene and the like are well known.
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.
【0004】ところが、上記の炭素原子を含む低誘電率
材料を用いて形成される有機膜は、単独で層間絶縁膜に
使えるほど膜質がよいものではない。例えばフルオロカ
ーボン膜は、耐酸化性、耐熱性、耐圧性、耐ストレス性
等が低く、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。このため、通常は、従来から使われている
酸化シリコン膜か、あるいはSiOF膜を併せて用いる
ことが検討されている。However, an organic film formed using the above-described low-dielectric-constant material containing carbon atoms does not have such a good film quality that it can be used alone as an interlayer insulating film. For example, a fluorocarbon film has low oxidation resistance, heat resistance, pressure resistance, stress resistance, and the like, and is difficult to apply to a semiconductor device as it is. For this reason, the use of a conventionally used silicon oxide film or a SiOF film has been studied.
【0005】しかしながら、フルオロカーボン膜上に酸
化シリコン膜を形成する場合、フルオロカーボン膜の耐
熱性および耐酸化性が悪いため、一般的なプラズマを用
いた化学的気相成長法(CVD法)による酸化シリコン
膜の成膜技術を使うことが難しい。However, when a silicon oxide film is formed on a fluorocarbon film, the heat resistance and the oxidation resistance of the fluorocarbon film are poor, so that the silicon oxide film is formed by chemical vapor deposition (CVD) using general plasma. It is difficult to use film formation technology.
【0006】すなわち、フルオロカーボン膜のような有
機膜はフォトレジストと同様な構造であるため、酸素プ
ラズマに対する耐性が非常に弱い。したがって、プラズ
マCVD法によって有機膜上に酸化シリコン膜の成膜を
行うと、成膜時におけるプラズマ中の酸素ラジカル等に
よって有機膜の炭素成分だけが引き抜かれ、その引き抜
かれた部分の引っ張り応力が強くなる。その結果、有機
膜にクラックが入るため、層間絶縁膜としての絶縁機能
を十分に果たさなくなる。That is, since an organic film such as a fluorocarbon film has a structure similar to that of a photoresist, its resistance to oxygen plasma is very low. Therefore, when a silicon oxide film is formed on an organic film by a plasma CVD method, only a carbon component of the organic film is extracted by oxygen radicals or the like in the plasma at the time of film formation, and the tensile stress of the extracted portion is reduced. Become stronger. As a result, cracks are formed in the organic film, and the insulating function as an interlayer insulating film cannot be sufficiently performed.
【0007】また有機膜は一般に耐熱性が低い。例えば
半導体プロセス用に開発されている有機膜の一つである
フッ素樹脂の分解温度は通常420℃〜450℃程度で
ある。しかしながら、一般にフルオロカーボン膜のよう
な有機膜を形成した後に高温プロセスを行った場合、有
機膜から微量のガスが発生し、有機膜上に形成した酸化
シリコン膜が剥離するという問題を引き起こす。[0007] Organic films generally have low heat resistance. For example, the decomposition temperature of a fluororesin, which is one of the organic films developed for a semiconductor process, is usually about 420 ° C. to 450 ° C. However, in general, when a high-temperature process is performed after forming an organic film such as a fluorocarbon film, a small amount of gas is generated from the organic film, which causes a problem that the silicon oxide film formed on the organic film is separated.
【0008】一方、フルオロカーボン膜のような有機膜
表面の酸素プラズマに対する耐性を高めるために、有機
膜上に窒化シリコン膜あるいは通常の酸化シリコン膜よ
りもシリコン原子を多く含む膜を形成する方法が提案さ
れている。しかしながら、前者の窒化シリコン膜は比誘
電率が7程度と高いこと、後者のシリコン原子を多く含
む酸化シリコン膜も比誘電率が5程度と高く、しかも水
素を多く含むために膜質が経時変化(劣化)すること等
の問題があった。On the other hand, in order to increase the resistance of an organic film surface such as a fluorocarbon film to oxygen plasma, a method of forming a silicon nitride film or a film containing more silicon atoms than an ordinary silicon oxide film on an organic film has been proposed. Have been. However, the former silicon nitride film has a relative dielectric constant as high as about 7, and the latter silicon oxide film containing a large amount of silicon atoms has a relative dielectric constant as high as about 5 and contains a large amount of hydrogen. Degradation).
【0009】さらに、フルオロカーボン(有機)膜上に
酸化シリコン膜を形成する場合、フルオロカーボン(有
機)膜の機械的強度が従来の酸化シリコン膜よりも非常
に弱いので、酸化シリコン膜のストレス、吸湿性を制御
する必要がある。すなわち、酸化シリコン膜のストレス
が大きいと、フルオロカーボン(有機)膜が裂ける等の
問題を起こす。Furthermore, when a silicon oxide film is formed on a fluorocarbon (organic) film, the mechanical strength of the fluorocarbon (organic) film is much weaker than that of a conventional silicon oxide film. Need to be controlled. That is, when the stress of the silicon oxide film is large, a problem such as tearing of the fluorocarbon (organic) film occurs.
【0010】上記課題を解決するための層間絶縁膜の形
成方法が例えば特開平11−87342号公報等に開示
されている。この形成方法は、基体上に形成した有機膜
上に化学的気相成長によってシリコン系(例えば酸化シ
リコン、フッ化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化
シリコン、フッ化酸化窒化シリコン等)の絶縁膜を形成
する層間絶縁膜の形成方法であって、この化学的気相成
長は還元性雰囲気で行うものである。その際、化学的気
相成長雰囲気に供給される原料ガスにはシラン系ガスを
用い、そのシラン系ガスを酸化するためのガスに一酸化
二窒素を用いるというものであった。A method for forming an interlayer insulating film for solving the above-mentioned problem is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-87342. In this formation method, a silicon-based (eg, silicon oxide, silicon fluoride oxide, silicon oxynitride, silicon nitride, silicon fluoride oxynitride, etc.) insulating film is formed on an organic film formed on a substrate by chemical vapor deposition. This is a method for forming an interlayer insulating film to be formed, wherein the chemical vapor deposition is performed in a reducing atmosphere. At that time, a silane-based gas is used as a source gas supplied to the chemical vapor deposition atmosphere, and nitrous oxide is used as a gas for oxidizing the silane-based gas.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基体上
に形成した有機膜上に化学的気相成長によってシリコン
系(例えば酸化シリコン、フッ化酸化シリコン、酸化窒
化シリコン、窒化シリコン、等)の絶縁膜を形成する層
間絶縁膜の構造及び形成方法では、層間絶縁膜の低誘電
率化の効果が小さい。例えば有機膜として、比誘電率が
2.7程度のフッ化ポリアリルエーテル系樹脂を用いた
場合でも、その上層に形成するシリコン系の絶縁膜の比
誘電率はフッ素を含まないものでは4.3程度であり、
有機膜とシリコン系の絶縁膜との膜厚比にもよるが、2
層の絶縁膜の合成誘電率は3.5程度と無機のSiOF
膜とほとんど有意差がない。However, a silicon-based (eg, silicon oxide, silicon fluoride oxide, silicon oxynitride, silicon nitride, etc.) insulating film is formed on the organic film formed on the substrate by chemical vapor deposition. In the structure and method of forming an interlayer insulating film, the effect of lowering the dielectric constant of the interlayer insulating film is small. For example, even when a fluoropolyallyl ether-based resin having a relative permittivity of about 2.7 is used as the organic film, the silicon-based insulating film formed thereover has a relative permittivity of not containing fluorine. About 3
Depending on the film thickness ratio between the organic film and the silicon-based insulating film, 2
The composite dielectric constant of the insulating film of the layer is about 3.5 and is inorganic SiOF.
Little difference from membrane.
【0012】また、有機膜上層に無機のSiOF膜を形
成すれば2層の絶縁膜の合成誘電率を下げることが可能
であるが、無機のSiOF膜は吸湿し易く、吸湿すれば
比誘電率が4.3以上になるため、上層にシリコン系の
絶縁膜を用いた場合より合成誘電率が上昇するという問
題がある。Further, if an inorganic SiOF film is formed on the organic film, it is possible to lower the composite dielectric constant of the two-layer insulating film. However, the inorganic SiOF film easily absorbs moisture, and if it absorbs moisture, the relative dielectric constant is reduced. Is 4.3 or more, there is a problem that the combined dielectric constant is higher than when a silicon-based insulating film is used as an upper layer.
【0013】また、最近は従来の有機膜と酸化シリコン
膜との中間的な性質を有するSiOC膜の検討がされて
いるが、この膜はドライエッチングが難しいという問題
がある。これは、有機膜、無機膜の中間的性質のために
有機膜、無機膜ともエッチングできるような条件で加工
しなければならないため、有機膜のように酸化シリコン
膜のハードマスクを用いることはできず、なおかつレジ
ストの選択比は2程度と低いためである。よって単層で
500nm前後の膜厚を有する絶縁膜に適用するのは難
しい。[0013] Recently, a SiOC film having a property intermediate between a conventional organic film and a silicon oxide film has been studied, but this film has a problem that dry etching is difficult. This is because the organic film and the inorganic film must be processed under conditions that can be etched because of the intermediate properties of the organic film and the inorganic film, so a silicon oxide hard mask can be used like an organic film. This is because the selectivity of the resist is as low as about 2. Therefore, it is difficult to apply to a single-layer insulating film having a thickness of about 500 nm.
【0014】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、上述したような低誘電率膜の表面の酸化、剥離、ス
トレスによるクラック、ガス放出、低耐圧といった問題
が無く、加工性に優れた、十分に低い低誘電率を得るこ
とができる絶縁膜構造を実現しそのような構造を備える
半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above, and has no problems such as the above-described oxidization and peeling of the surface of the low dielectric constant film, cracks due to stress, gas release, and low withstand voltage, and is excellent in workability. It is another object of the present invention to provide an insulating film structure capable of obtaining a sufficiently low low dielectric constant, and to provide a semiconductor device having such a structure and a method of manufacturing the same.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明が上記課題を解決
するために講じた手段は、絶縁性の有機膜上に、前記有
機膜に対してエッチング選択性を有し、比誘電率が3以
下の非吸湿性の絶縁膜を形成した絶縁膜構造である。具
体的には絶縁膜構造として有機膜上にSiOC膜を設け
た構造になっている。そして、その製造方法は、基板上
に有機膜を形成する工程と前記有機膜上にメチルシラン
系ガスと一酸化二窒素とを用いた還元性雰囲気でのプラ
ズマCVDによって、SiOC膜を形成する工程とを備
えている。Means taken to solve the above-mentioned problems according to the present invention is that an insulating organic film has an etching selectivity with respect to the organic film and a relative dielectric constant of 3 or more. The following is an insulating film structure in which a non-hygroscopic insulating film is formed. Specifically, the structure is such that an SiOC film is provided on an organic film as an insulating film structure. The manufacturing method includes a step of forming an organic film on the substrate and a step of forming an SiOC film on the organic film by plasma CVD in a reducing atmosphere using a methylsilane-based gas and dinitrogen monoxide. It has.
【0016】従来のSiOC膜のCVDでは、基板温度
は400℃を超える場合が一般的であった。これは50
0nm程度の厚いSiOC膜を形成する場合に、基板温
度が低いと引っ張りの膜ストレスが増加したりクラック
が発生したりするといった問題や膜厚の均一性が悪いと
いった問題があるからである。本発明は、基板表面の温
度を400℃以下としているのが特徴であるが、膜厚が
200nm程度と薄いので、このようにしても上述の問
題は生じない。また、400℃以下の温度領域ゆえに、
下地の有機膜が熱分解するなどの問題も生じない。In the conventional CVD of a SiOC film, the substrate temperature generally exceeds 400 ° C. This is 50
This is because, when a SiOC film having a thickness of about 0 nm is formed, if the substrate temperature is low, there are problems such as an increase in tensile film stress and generation of cracks and a problem of poor uniformity of the film thickness. The present invention is characterized in that the temperature of the substrate surface is set to 400 ° C. or lower. However, since the film thickness is as thin as about 200 nm, the above-mentioned problem does not occur even in this case. Also, because of the temperature range of 400 ° C. or less,
There is no problem such as thermal decomposition of the underlying organic film.
【0017】本発明は、有機膜上にSiOC膜を設けた
絶縁膜構造であるので、すべてを有機膜で構成した絶縁
膜構造と比べ、有機膜の表面の酸化、剥離、ストレスに
よるクラック、ガス放出、低耐圧といった問題を回避す
ることができる。またSiOC膜が薄いので、すべてを
SiOC膜で構成した絶縁膜構造と比べ、加工性が向上
している。さらにはSiOC膜自身が低誘電率膜である
ことから、合成誘電率が十分に低い絶縁膜構造を得るこ
とができる。Since the present invention has an insulating film structure in which an SiOC film is provided on an organic film, the surface of the organic film is oxidized, peeled off, cracks due to stress, gas, etc. Problems such as emission and low withstand voltage can be avoided. Further, since the SiOC film is thin, workability is improved as compared with the insulating film structure in which the entire structure is formed of the SiOC film. Further, since the SiOC film itself is a low dielectric constant film, it is possible to obtain an insulating film structure having a sufficiently low composite dielectric constant.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の絶縁膜構造に係る第1の
実施形態を、図1を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0019】図1は本発明の絶縁膜構造に係る第1の実
施形態を示す断面図である。図1に示すように、基板1
上に絶縁膜6が形成されていて、絶縁膜6上に下層配線
5が形成されている。絶縁膜6と下層配線5を覆うよう
に有機膜2が形成されている。さらにその上に有機膜2
に対して選択的に除去が可能であって、比誘電率が3以
下の非吸湿性の膜3が形成されている。有機膜2は比誘
電率が3以下の有機膜である。また膜3は例えばSiO
C膜である。SiOC膜はCの濃度を変化させることで
誘電率を3以下にすることができ、非吸湿性の膜であ
る。また有機膜に対して例えばドライエッチングにおけ
る選択性を得ることができる。さらにこのSiOC膜は
膜中の炭素濃度が10atomic%(これ以降at%
と記す)以上50at%以下である。図2に示すように
炭素濃度がこの範囲にあれば、SiOC膜は低誘電率膜
として機能する。なお、炭素濃度が50at%を超える
と、窒素、酸素混合ガスのプラズマにさらされた際に膜
中の炭素が離脱することによる膜収縮でクラックが発生
する。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment according to the insulating film structure of the present invention. As shown in FIG.
The insulating film 6 is formed thereon, and the lower wiring 5 is formed on the insulating film 6. The organic film 2 is formed so as to cover the insulating film 6 and the lower wiring 5. Further, an organic film 2 is further formed thereon.
, A non-hygroscopic film 3 having a relative dielectric constant of 3 or less is formed. The organic film 2 is an organic film having a relative dielectric constant of 3 or less. The film 3 is made of, for example, SiO
C film. The SiOC film has a dielectric constant of 3 or less by changing the concentration of C, and is a non-hygroscopic film. Further, for example, selectivity in dry etching can be obtained with respect to the organic film. Further, this SiOC film has a carbon concentration of 10 atomic% (hereinafter, at%
Or more) and at most 50 at%. As shown in FIG. 2, when the carbon concentration is in this range, the SiOC film functions as a low dielectric constant film. If the carbon concentration exceeds 50 at%, cracks occur due to film shrinkage due to release of carbon in the film when exposed to plasma of a mixed gas of nitrogen and oxygen.
【0020】図1において、有機膜2の膜厚が500n
m、比誘電率が2.7、SiOC膜3の膜厚が200n
m、比誘電率が2.9であるとすると、合成比誘電率は
約2.84となる。この値は、半導体装置の低消費電力
化および高速化に十分な効果がある。In FIG. 1, the thickness of the organic film 2 is 500 n.
m, the relative dielectric constant is 2.7, and the thickness of the SiOC film 3 is 200 n.
Assuming that m and the relative permittivity are 2.9, the combined relative permittivity is about 2.84. This value has a sufficient effect on low power consumption and high speed of the semiconductor device.
【0021】本発明の第1の実施形態で説明した構成を
設けることにより、低誘電率膜の耐酸化性、耐熱性、耐
圧、耐ストレス性等が低いとった問題を回避することが
できる。By providing the structure described in the first embodiment of the present invention, it is possible to avoid the problem that the low dielectric constant film has low oxidation resistance, heat resistance, withstand voltage, stress resistance and the like.
【0022】なおSiOC膜3の膜厚を200nmとし
たが、この膜厚は、有機膜2の膜厚や有機膜2とSiO
C膜のエッチング選択比あるいはSiOC膜3とレジス
トとのエッチング選択比を考慮して決められる値であ
る。例えば有機膜2の膜厚が500nmであれば、Si
OC膜は100から300nmで有れば良い。Although the thickness of the SiOC film 3 is set to 200 nm, the thickness of the organic film 2 and the thickness of the organic film 2 are set to 200 nm.
This value is determined in consideration of the etching selectivity of the C film or the etching selectivity of the SiOC film 3 and the resist. For example, if the thickness of the organic film 2 is 500 nm, Si
The OC film may have a thickness of 100 to 300 nm.
【0023】次に本発明の第2の実施形態について、図
3を用いて説明する。図3は本発明の絶縁膜構造に係る
第3の実施形態を示す断面図である。これはいわゆるダ
マシン構造の配線に用いた例である。図3において基板
1上に形成された絶縁膜6上に、下層配線5が形成され
ている。絶縁膜6及び下層配線5を覆うように、有機膜
2が形成されており、さらにその上にSiOC膜3が形
成されている。有機膜2及びSiOC膜3が加工され
て、コンタクトプラグ開口7aと配線溝8aが形成さ
れ、ここに金属膜が埋め込まれて、コンタクトプラグ7
及び上層配線8が形成されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment according to the insulating film structure of the present invention. This is an example used for wiring having a so-called damascene structure. In FIG. 3, a lower wiring 5 is formed on an insulating film 6 formed on a substrate 1. The organic film 2 is formed so as to cover the insulating film 6 and the lower wiring 5, and the SiOC film 3 is further formed thereon. The organic film 2 and the SiOC film 3 are processed to form a contact plug opening 7a and a wiring groove 8a.
In addition, an upper wiring 8 is formed.
【0024】近年の半導体装置では多層配線が用いられ
ており、本発明の第2の実施形態で示した構成は何層も
積み重ねて用いられることとなる。In a recent semiconductor device, multilayer wiring is used, and the configuration shown in the second embodiment of the present invention is used by stacking several layers.
【0025】次に本発明の第3の実施形態について、図
4を用いて説明する。図4は本発明の絶縁膜構造に係る
第3の実施形態を示す断面図である。図4において、基
板1上に形成された絶縁膜6上に下層配線5が形成され
ている。配線5は図4(a)に示すような通常のエッチ
ングにより形成された配線であってもよいし、図4
(b)に示すようないわゆるダマシン法を用いて絶縁膜
6中に形成された埋め込み配線であってもよい。絶縁膜
6及び配線5上に第1の有機膜2aが形成されており、
その上に第1のSiOC膜3aが形成されている。さら
にその上に第2の有機膜2bと第2のSiOC膜3bが
形成されている。第1の有機膜2a及び第1のSiOC
膜3a中にはコンタクトプラグ7が形成されている。第
2の有機膜2b及び第2のSiOC膜3b中には埋め込
み配線8が形成されている。このような構成を用いるこ
とで、後述するように、コンタクトプラグ7や配線8の
形成が容易になる。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view showing a third embodiment according to the insulating film structure of the present invention. In FIG. 4, a lower wiring 5 is formed on an insulating film 6 formed on a substrate 1. The wiring 5 may be a wiring formed by normal etching as shown in FIG.
An embedded wiring formed in the insulating film 6 by using a so-called damascene method as shown in FIG. A first organic film 2a is formed on the insulating film 6 and the wiring 5;
A first SiOC film 3a is formed thereon. Further, a second organic film 2b and a second SiOC film 3b are formed thereon. First organic film 2a and first SiOC
A contact plug 7 is formed in the film 3a. An embedded wiring 8 is formed in the second organic film 2b and the second SiOC film 3b. The use of such a configuration facilitates the formation of the contact plug 7 and the wiring 8 as described later.
【0026】また、近年の半導体装置では多層配線が用
いられており、本発明の第3の実施形態で示した構成は
何層も積み重ねて用いられることとなる。Further, a multilayer wiring is used in a recent semiconductor device, and the configuration shown in the third embodiment of the present invention is used by stacking several layers.
【0027】なお、本発明の第1乃至第3の絶縁膜構造
を有する半導体装置では、配線間、層間の絶縁膜の比誘
電率が十分低いため、高速動作が可能となる。In the semiconductor device having the first to third insulating film structures of the present invention, high-speed operation is possible because the relative permittivity of the insulating film between wirings and between layers is sufficiently low.
【0028】本発明の第4の実施形態として本発明に係
る半導体装置の製造方法を、図1を参照しながら説明す
る。基板上に形成された絶縁膜6上に下層配線5を形成
する。次に下層配線5上に、有機膜2を形成する。有機
膜2としてここでは、フッ化ポリアリルエーテル系樹脂
を例えば500nmの厚さに成膜する。まずフッ化ポリ
アリルエーテル系樹脂をフルオロカーボン系の溶剤に溶
かしたものを回転塗布法により基板1上に塗布する。そ
の後、不活性な雰囲気として例えば窒素ガス1気圧の雰
囲気中で100℃、2分間のベーキングを行う。As a fourth embodiment of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. The lower wiring 5 is formed on the insulating film 6 formed on the substrate. Next, the organic film 2 is formed on the lower wiring 5. Here, as the organic film 2, a fluorinated polyallyl ether-based resin is formed to a thickness of, for example, 500 nm. First, a solution obtained by dissolving a fluorinated polyallyl ether-based resin in a fluorocarbon-based solvent is applied onto the substrate 1 by a spin coating method. Thereafter, baking is performed at 100 ° C. for 2 minutes in an atmosphere of, for example, nitrogen gas at 1 atm as an inert atmosphere.
【0029】続いて、不活性な雰囲気として例えば窒素
ガス雰囲気中350℃のアニーリングを行う。Subsequently, annealing is performed at 350 ° C. in an inert atmosphere such as a nitrogen gas atmosphere.
【0030】次いで、メチルシラン系ガスであるトリメ
チルシランに酸化性ガスである一酸化二窒素を添加した
ガスを用いたプラズマCVD法によって例えば膜厚20
0nmのSiOC膜3を形成する。このとき、トリメチ
ルシランといった還元性の強いガスを用いることによ
り、成膜雰囲気は還元性雰囲気に保たれる。Next, for example, a film having a film thickness of 20
A 0 nm SiOC film 3 is formed. At this time, by using a strongly reducing gas such as trimethylsilane, the film formation atmosphere is kept in a reducing atmosphere.
【0031】その結果、有機膜2の表面はプラズマCV
D中においても酸化され難くなる。なお、酸化性ガスで
ある一酸化二窒素が添加されていても、成膜雰囲気は還
元性雰囲気に保たれるのは、一酸化二窒素は主としてト
リメチルシランと反応するためである。ゆえに、有機膜
2表面を酸化されることはほとんどないため有機膜2表
面が面荒れを起こさず、有機膜2上に成膜されたSiO
C膜3が剥がれるという問題も起こらない。As a result, the surface of the organic film 2 is
Oxidation hardly occurs even in D. Note that the reason why the film formation atmosphere is kept in the reducing atmosphere even when nitrous oxide, which is an oxidizing gas, is added is because nitrous oxide mainly reacts with trimethylsilane. Therefore, since the surface of the organic film 2 is hardly oxidized, the surface of the organic film 2 is not roughened, and the SiO 2 film formed on the organic film 2 is formed.
There is no problem that the C film 3 is peeled off.
【0032】なお本実施の形態では還元性の原料ガスと
してメチルシラン系ガスを用いたが、一般式SiR1R
2R3R4(R1からR4の内、少なくとも一つはアル
キル基であり他は水素である。)で表される有機シラン
系ガスであればよい。そのようなガスとして例えばエチ
ルシラン系ガスを用いることが可能である。また酸化性
ガスとしては酸素、オゾンを除く酸化性ガスであれば良
い。In this embodiment, a methylsilane-based gas is used as a reducing source gas, but the general formula SiR1R
Any organic silane-based gas represented by 2R3R4 (at least one of R1 to R4 is an alkyl group and the other is hydrogen) may be used. For example, an ethylsilane-based gas can be used as such a gas. The oxidizing gas may be any oxidizing gas except oxygen and ozone.
【0033】なお、SiOC膜の炭素濃度は20at%
以上50at%以下になるような条件で成膜することが
好ましい。また成膜表面の温度は、SiOC膜3が成長
する温度以上400℃以下にする。400℃よりも高い
温度では、成膜されたSiOC膜が剥がれる原因となる
ガス(フッ化ポリアリルエーテル系樹脂の熱硬化工程で
耐熱性の構造を形成できなかった部分が徐々にガスとな
って放出されるもの)が有機膜2から放出される。また
400℃よりも高い温度では有機膜2が熱分解されるお
それがある。なおSiOC膜3が成長する温度としては
0℃以上であるが、好ましくは300℃以上の温度が望
ましい。The carbon concentration of the SiOC film is 20 at%.
It is preferable that the film is formed under the condition of not less than 50 at% and not more than 50 at%. The temperature of the film formation surface is set to be higher than the temperature at which the SiOC film 3 grows and lower than 400 ° C. At a temperature higher than 400 ° C., a gas that causes the formed SiOC film to peel off (a portion where a heat-resistant structure cannot be formed in the thermosetting process of the fluoroallyl ether-based resin gradually becomes a gas) Is released from the organic film 2. At a temperature higher than 400 ° C., the organic film 2 may be thermally decomposed. The temperature at which the SiOC film 3 grows is 0 ° C. or higher, but preferably 300 ° C. or higher.
【0034】本実施の形態で有機膜としては、フッ化ポ
リアリルエーテル系樹脂を用いたが、この他有機SO
G、フルオロカーボンポリマー、ポリイミド、ポリパラ
キシリレンなどの低誘電率有機材料であれば良い。また
フッ化ポリアリルエーテル系樹脂としては例えばFLA
RE(商品名)が実用化されている。In this embodiment, a fluorinated polyallyl ether resin is used as the organic film.
G, a fluorocarbon polymer, polyimide, polyparaxylylene, or other low dielectric constant organic materials may be used. As the fluorinated polyallyl ether resin, for example, FLA
RE (product name) has been put to practical use.
【0035】次に本発明に係る半導体装置の製造方法に
ついて説明する。Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described.
【0036】本発明の第5の実施形態として本発明に係
る半導体装置の製造方法を、図5を参照しながら説明す
る。図5(a)に示すように基板として半導体基板であ
るシリコン基板1上(基板上の絶縁膜は図示せず)に、
第4の実施形態で説明した方法により有機膜2、SiO
C膜3を形成し、レジストパターン9により開口パター
ン7aを形成する。有機膜2、SiOC膜3の形成方法
は第4の実施形態で説明した方法を用いれば良い。次
に、図5(b)に示すように、レジストパターン9をマ
スクとしてSiOC膜3をドライエッチングする。Si
OC膜3をドライエッチングする条件は、例えばCF系
のガスと酸素を用いる通常のシリコン酸化膜をエッチン
グする条件で良い。この場合、SiOC膜のレジスト膜
に対するエッチングレート比は2程度と小さいが、Si
OC膜3の厚さが例えば200nmの場合、レジスト膜
厚が100nm以上あればドライエッチング中にレジス
トがなくなることはない。また、SiOC膜3をエッチ
ングする際のオーバーエッチングにより、開口パターン
7a下の有機膜2も最大50nm程度エッチングされる
ことがある。As a fifth embodiment of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, on a silicon substrate 1 which is a semiconductor substrate as a substrate (an insulating film on the substrate is not shown),
According to the method described in the fourth embodiment, the organic film 2, SiO 2
The C film 3 is formed, and the opening pattern 7a is formed by the resist pattern 9. The method for forming the organic film 2 and the SiOC film 3 may be the method described in the fourth embodiment. Next, as shown in FIG. 5B, the SiOC film 3 is dry-etched using the resist pattern 9 as a mask. Si
The condition for dry-etching the OC film 3 may be, for example, a condition for etching a normal silicon oxide film using a CF-based gas and oxygen. In this case, the etching rate ratio of the SiOC film to the resist film is as small as about 2;
When the thickness of the OC film 3 is, for example, 200 nm, the resist does not disappear during the dry etching if the resist film thickness is 100 nm or more. Further, due to over-etching when etching the SiOC film 3, the organic film 2 under the opening pattern 7a may be etched by about 50 nm at the maximum.
【0037】次に図5(c)に示すように、レジスト9
を除去する。このとき、通常の酸素プラズマによるアッ
シングを行うと開口パターン7a下の有機膜2もエッチ
ングされてしまうことがある。よって、有機膜2に対し
て選択的にレジストを除去できる薬液、例えばEKCに
よる洗浄でレジストを除去する方法を用いることが可能
である。Next, as shown in FIG.
Is removed. At this time, if ashing is performed by ordinary oxygen plasma, the organic film 2 below the opening pattern 7a may be etched. Therefore, it is possible to use a method of removing the resist by cleaning with a chemical solution capable of selectively removing the resist from the organic film 2, for example, EKC.
【0038】次に図5(d)に示すように、SiOC膜
3をマスクとして、有機膜2のドライエッチングを行
い、接続孔7bを形成する。このドライエッチングは、
例えば誘導結合型プラズマ(ICP)などの高密度プラ
ズマ源を用いて窒素、酸素混合ガスにより行う。この
後、接続孔7bに金属が埋め込まれて、コンタクトプラ
グ7が形成される。Next, as shown in FIG. 5D, the organic film 2 is dry-etched using the SiOC film 3 as a mask to form a connection hole 7b. This dry etching
For example, a high-density plasma source such as an inductively coupled plasma (ICP) is used with a mixed gas of nitrogen and oxygen. Thereafter, a metal is buried in the connection hole 7b, and the contact plug 7 is formed.
【0039】本実施形態では、SiOC膜の膜厚が20
0nm程度と薄いので、ドライエッチングが容易であ
る。またSiOC膜をマスクとして有機膜をエッチング
しているので、選択比を得やすく、良好なパターン形成
が可能となる。In this embodiment, the thickness of the SiOC film is 20
Since it is as thin as about 0 nm, dry etching is easy. Further, since the organic film is etched using the SiOC film as a mask, a selectivity can be easily obtained, and a good pattern can be formed.
【0040】次に本発明の、第5の実施形態の変形例1
について図6を用いて説明する。図6(a)、及び
(b)に示すように、第5の実施形態で説明した方法に
より、有機膜2とSiOC膜3からなる積層構造を形成
し、SiOC膜3をレジストパターン9により開口す
る。次に、図6(c)に示すように、レジスト9を除去
することなく、有機膜2をエッチングする。すなわちレ
ジスト9とSiOC膜3をマスクとして有機膜2をエッ
チングする。エッチングは例えば窒素、酸素混合ガスを
用いたICPプラズマエッチングにより行う。このと
き、SiOC膜3のエッチングと同一装置内でガスを切
り替えてエッチングしても良いし、別の装置で行っても
良い。Next, a first modification of the fifth embodiment of the present invention.
Will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 6A and 6B, a laminated structure including the organic film 2 and the SiOC film 3 is formed by the method described in the fifth embodiment, and the SiOC film 3 is opened by the resist pattern 9. I do. Next, as shown in FIG. 6C, the organic film 2 is etched without removing the resist 9. That is, the organic film 2 is etched using the resist 9 and the SiOC film 3 as a mask. Etching is performed by, for example, ICP plasma etching using a mixed gas of nitrogen and oxygen. At this time, the etching may be performed by switching the gas in the same apparatus as the etching of the SiOC film 3, or may be performed by another apparatus.
【0041】次に、図6(d)に示すように、残ったレ
ジスト膜を除去する。除去方法は第5の実施形態で示し
た方法を用いれば良い。Next, as shown in FIG. 6D, the remaining resist film is removed. The removal method described in the fifth embodiment may be used.
【0042】この第5の実施形態の変形例1ではSiO
C膜3を開口したレジスト膜を除去せずに有機膜2のエ
ッチング用マスクとして用いている。よって、第5の実
施例と比較してSiOC膜3をより薄く形成することが
できる。SiOC膜3が薄ければ、SiOC膜3の加工
性が向上する。In the first modification of the fifth embodiment, SiO
It is used as an etching mask for the organic film 2 without removing the resist film having the C film 3 opened. Therefore, the SiOC film 3 can be formed thinner than in the fifth embodiment. If the SiOC film 3 is thin, workability of the SiOC film 3 is improved.
【0043】次に本発明の、第5の実施形態の変形例2
について図7を用いて説明する。図7(a)、及び
(b)に示すように、第5の実施形態で説明した方法に
よりSiOC膜3をレジストパターン9により開口す
る。次にレジストパターン9を除去することなく、有機
膜2をエッチングする。このときレジスト膜が薄けれ
ば、図7(c)に示すように、エッチング中にレジスト
膜が除去される。その後は図7(d)に示すようにSi
OC膜3をマスクとして有機膜2をエッチングし、接続
孔7を開口する。Next, a second modification of the fifth embodiment of the present invention.
Will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 7A and 7B, the SiOC film 3 is opened by the resist pattern 9 by the method described in the fifth embodiment. Next, the organic film 2 is etched without removing the resist pattern 9. At this time, if the resist film is thin, the resist film is removed during the etching as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG.
The organic film 2 is etched using the OC film 3 as a mask, and a connection hole 7 is opened.
【0044】この第5の実施形態の変形例2では、レジ
スト膜厚を調節して有機膜2のエッチング中にレジスト
膜が無くなるようにしている。よってレジスト除去が不
要となる効果が得られる。有機膜をエッチングした後に
レジスト除去工程が存在する場合、以下の問題がある。In the second modification of the fifth embodiment, the resist film thickness is adjusted so that the resist film disappears during the etching of the organic film 2. Therefore, the effect that the removal of the resist becomes unnecessary is obtained. When a resist removing step is present after etching the organic film, there are the following problems.
【0045】すなわち、エッチング中にレジストがエッ
チングガスなどと反応して変質層をその表面に形成する
ことがある。この変質層は、EKCなどの薬液を用いて
も十分に除去できない場合がある。特に大面積のレジス
ト膜表面が変質した際には、薬液での除去は困難であ
る。一方、この第5の実施形態の変形例2では、有機膜
のエッチング中にレジストが除去されてしまうので、レ
ジスト除去工程が不要となり、このような問題が無くな
る。That is, the resist sometimes reacts with an etching gas or the like during the etching to form an altered layer on the surface. In some cases, this deteriorated layer cannot be sufficiently removed even by using a chemical such as EKC. In particular, when the surface of a large-area resist film is altered, it is difficult to remove it with a chemical solution. On the other hand, in the second modification of the fifth embodiment, since the resist is removed during the etching of the organic film, the resist removing step becomes unnecessary, and such a problem is eliminated.
【0046】次に本発明の第6の実施形態として、本発
明に係る半導体装置の製造方法を、図8を参照しながら
説明する。図8(a)、及び(b)に示すように、第4
の実施形態で説明した方法により、有機膜2とSiOC
膜3からなる積層構造を形成し、SiOC膜3及び有機
膜2を第1のレジストパターン9aにより開口し、開口
パターン7aを形成する。次に図8(c)に示すよう
に、SiOC膜3上に第2のレジストパターン9bを形
成する。次に図8(d)に示すように第2のレジストパ
ターン9bをマスクとして、SiOC膜3及び有機膜2
をエッチングし、配線溝パターン8を形成する。エッチ
ング条件は第5の実施形態で示した条件を用いれば良
い。この後、金属膜を開口パターン7a及び溝パターン
8aに埋め込んで、配線を形成する。Next, as a sixth embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 8A and 8B, the fourth
According to the method described in the embodiment, the organic film 2 and the SiOC
A laminated structure including the film 3 is formed, and the SiOC film 3 and the organic film 2 are opened by the first resist pattern 9a to form an opening pattern 7a. Next, as shown in FIG. 8C, a second resist pattern 9b is formed on the SiOC film 3. Next, as shown in FIG. 8D, the SiOC film 3 and the organic film 2 are formed using the second resist pattern 9b as a mask.
Is etched to form a wiring groove pattern 8. The etching conditions described in Embodiment Mode 5 may be used. Thereafter, a metal film is buried in the opening pattern 7a and the groove pattern 8a to form a wiring.
【0047】次に本発明の第7の実施形態として、本発
明に係る半導体装置の製造方法を、図9を参照しながら
説明する。図9(a)に示すように、下層配線5が形成
された基板上に、第4の実施形態で説明した方法によ
り、有機膜2aとSiOC膜3aからなる積層構造を形
成する。次に、図9(b)に示すように、SiOC膜3
a及び有機膜2aを第1のレジストパターンにより開口
し、開口パターン7aを形成する。エッチング条件は第
5の実施形態で示した条件を用いれば良い。次に図9
(c)に示すように、再び第4の実施形態で説明した方
法により、有機膜2bとSiOC膜3bを形成する。さ
らに図9(d)に示すようにSiOC膜3b及び有機膜
2bを第2のレジストパターンにより開口し、開口パタ
ーン7aおよび8aを同時に形成する。Next, as a seventh embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9A, a laminated structure including the organic film 2a and the SiOC film 3a is formed on the substrate on which the lower wiring 5 is formed by the method described in the fourth embodiment. Next, as shown in FIG.
a and the organic film 2a are opened by the first resist pattern to form an opening pattern 7a. The etching conditions described in Embodiment Mode 5 may be used. Next, FIG.
As shown in (c), the organic film 2b and the SiOC film 3b are formed again by the method described in the fourth embodiment. Further, as shown in FIG. 9D, the SiOC film 3b and the organic film 2b are opened by the second resist pattern, and the opening patterns 7a and 8a are simultaneously formed.
【0048】この時SiOC膜3aがエッチングマスク
となるので、開口パターン7aは、図9(b)で開口し
た形状にほぼ等しく形成される。またSiOC膜3aを
用いているので、後に配線となる開口パターン8aのエ
ッチングはSiOC膜3aでストップするので、開口パ
ターン8aの深さ制御が容易になる。ここでもエッチン
グ条件は第5の実施形態で示した条件を用いれば良い。
この後、図9(e)に示すように、金属膜を開口パター
ン7a及び溝パターン8aに埋め込んで、プラグ7及び
配線8を形成する。At this time, since the SiOC film 3a serves as an etching mask, the opening pattern 7a is formed to have almost the same shape as the opening shown in FIG. 9B. In addition, since the SiOC film 3a is used, the etching of the opening pattern 8a to be a wiring later is stopped at the SiOC film 3a, so that the depth control of the opening pattern 8a becomes easy. Here, the etching conditions may be the same as those described in the fifth embodiment.
Thereafter, as shown in FIG. 9E, a metal film is buried in the opening pattern 7a and the groove pattern 8a to form the plug 7 and the wiring 8.
【0049】なお、図9(b)で、有機膜2aも同時に
開口したが、SiOC膜3aのみ開口してもよい。この
場合には、図9(d)に示したエッチング工程で有機膜
2aがエッチングされ、開口パターン7aが形成され
る。この方法では、開口パターン7aのエッチングが1
回で良いので、開口パターン7aの側壁部がエッチング
により劣化するといった問題を軽減できる。Although the organic film 2a is also opened in FIG. 9B, only the SiOC film 3a may be opened. In this case, the organic film 2a is etched in the etching step shown in FIG. 9D, and the opening pattern 7a is formed. In this method, the opening pattern 7a is etched by 1
Since the number of times is sufficient, the problem that the side wall of the opening pattern 7a is deteriorated by etching can be reduced.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明に係る半導体装置によれば、耐酸
化性、耐熱性、耐圧、耐ストレス性等が低いといった有
機膜のみによる絶縁膜構造における課題を解決すること
ができる。またSiOC膜を用いていることから絶縁膜
構造全体での比誘電率は2.7から3程度と、絶縁膜構
造全体の比誘電率を低く保つことができ半導体装置の微
細化、低消費電力化および高速化を図ることができる。According to the semiconductor device of the present invention, it is possible to solve the problem of the insulating film structure using only an organic film, such as low oxidation resistance, heat resistance, withstand voltage, and stress resistance. In addition, since the SiOC film is used, the relative dielectric constant of the entire insulating film structure is about 2.7 to 3, and the relative dielectric constant of the entire insulating film structure can be kept low. Speed and speed can be achieved.
【0051】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
によれば、前記有機膜上にSiOC膜を形成する構造の
形成工程において、有機膜表面が酸化されることがな
く、その成膜表面が面荒れを起こすこともない。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the surface of the organic film is not oxidized in the step of forming a structure in which the SiOC film is formed on the organic film, and the surface of the film is not oxidized. There is no rough surface.
【0052】さらに成膜表面の温度を一定の範囲内にす
ることで、有機膜からSiOC膜の膜剥がれの原因とな
るガスの放出を抑制することができ、かつ、有機膜が熱
分解を起こすこともない。よって、SiOC膜は有機膜
から剥がれ難くなるとともに、安定した成膜が可能にな
る。Further, by keeping the temperature of the film formation surface within a certain range, it is possible to suppress the release of gas which causes the SiOC film to peel off from the organic film, and to cause thermal decomposition of the organic film. Not even. Therefore, the SiOC film is not easily peeled off from the organic film, and a stable film formation is possible.
【0053】また、有機膜上に形成したSiOC膜を薄
くすることで、SiOC膜の加工が容易になり、半導体
装置の微細化が可能となる。さらに、SiOC膜を開口
するためのレジスト膜及びSiOC膜を、あるいはSi
OC膜をマスクとして有機膜をエッチングするので、有
機膜の表面にダメージを与えることが無く、優れた加工
性を得ることができる。さらには、有機膜のエッチング
中にレジスト膜を除去する方法を用いることで、レジス
ト除去工程を省略できるので、レジスト除去工程におけ
る有機膜のダメージを回避できるとともに、工程コスト
の削減を図ることができる。Further, by reducing the thickness of the SiOC film formed on the organic film, the processing of the SiOC film is facilitated, and the semiconductor device can be miniaturized. Furthermore, a resist film and an SiOC film for opening the SiOC film are
Since the organic film is etched using the OC film as a mask, excellent workability can be obtained without damaging the surface of the organic film. Further, by using the method of removing the resist film during the etching of the organic film, the resist removing step can be omitted, so that damage to the organic film in the resist removing step can be avoided and the process cost can be reduced. .
【図1】本発明の第1の実施形態及び第4の実施形態を
説明する断面図FIG. 1 is a sectional view illustrating a first embodiment and a fourth embodiment of the present invention.
【図2】SiOC膜の炭素濃度と比誘電率との関係を示
す図FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the carbon concentration of a SiOC film and the relative dielectric constant.
【図3】本発明の第2の実施形態を説明する断面図FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施形態を説明する断面図FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5の実施形態を説明する工程断面図FIG. 5 is a process cross-sectional view illustrating a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施形態の第1の変形例を説明
する工程断面図FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a first modification of the fifth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第5の実施形態の第2の変形例を説明
する工程断面図FIG. 7 is a process sectional view illustrating a second modification of the fifth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第6の実施形態を説明する工程断面図FIG. 8 is a process cross-sectional view illustrating a sixth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第7の実施形態を説明する工程断面図FIG. 9 is a process cross-sectional view illustrating a seventh embodiment of the present invention.
1 基板 2、2a、2b 有機膜 3、3a、3b SiOC膜 5 下層配線 6 絶縁膜 7 コンタクトプラグ 7a 開口パターン 7b 接続孔 8 上層配線 8a 配線パターン 9 レジストパターン 9a レジストパターン 9b レジストパターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 2a, 2b Organic film 3, 3a, 3b SiOC film 5 Lower layer wiring 6 Insulating film 7 Contact plug 7a Opening pattern 7b Connection hole 8 Upper layer wiring 8a Wiring pattern 9 Resist pattern 9a Resist pattern 9b Resist pattern
Claims (13)
の絶縁膜上に形成された第2の絶縁膜から成る絶縁膜構
造であって、前記第2の絶縁膜は前記第1の絶縁膜に対
してエッチング選択性を有し、比誘電率が3以下の非吸
湿性の絶縁膜であることを特徴とする絶縁膜構造を備え
た半導体装置。A first insulating film made of an organic film;
An insulating film structure comprising a second insulating film formed on the insulating film, wherein the second insulating film has etching selectivity with respect to the first insulating film, and has a relative dielectric constant of 3 A semiconductor device having an insulating film structure characterized by the following non-hygroscopic insulating film.
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second insulating film is a SiOC film.
を2層以上有することを特徴とする半導体装置。3. A semiconductor device comprising two or more insulating film structures each having an SiOC film on an organic film.
ic%以上、50atomic%以下であることを特徴
とする請求項2又は請求項3記載の半導体装置。4. The method according to claim 1, wherein the carbon concentration of the SiOC film is 10 atoms.
The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is not less than ic% and not more than 50 atomic%.
長法によってSiOC膜を成膜する絶縁膜構造を備えた
半導体装置の製造方法であって、前記化学的気相成長は
還元性雰囲気中で行われることを特徴とする半導体装置
の製造方法。5. A method for manufacturing a semiconductor device having an insulating film structure in which an SiOC film is formed on an organic film formed on a substrate by a chemical vapor deposition method, wherein the chemical vapor deposition is performed by reduction. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is performed in a neutral atmosphere.
SiOC膜が成長する温度以上400℃以下であること
を特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the temperature of the film forming surface during said chemical vapor deposition is not lower than the temperature at which the SiOC film is grown and not higher than 400 ° C.
2R3R4(R1からR4の内、少なくとも一つはアル
キル基であり他は水素である。)で表される有機シラン
系ガスが用いられることを特徴とする請求項6記載の半
導体装置の製造方法。7. The chemical vapor deposition according to the general formula SiR1R
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein an organic silane-based gas represented by 2R3R4 (at least one of R1 to R4 is an alkyl group and the others are hydrogen) is used.
素、オゾンを除く)が添加されていることを特徴とする
請求項7記載の半導体装置の製造方法。8. The method according to claim 7, wherein an oxidizing gas (excluding oxygen and ozone) is added to said chemical vapor deposition.
を開口する工程と、前記開口されたSiOC膜をマスク
として前記有機膜をエッチングする工程を含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。9. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of opening an SiOC film formed on an organic film on a substrate; and a step of etching the organic film using the opened SiOC film as a mask. Method.
る工程と、前記SiOC膜を開口する工程と、前記開口
されたSiOC膜をマスクとして前記有機膜をエッチン
グする工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。10. A method comprising: forming an SiOC film on an organic film on a substrate; opening the SiOC film; and etching the organic film using the opened SiOC film as a mask. Manufacturing method of a semiconductor device.
る工程と、前記SiOC膜上にレジストパターンを形成
する工程と、前記SiOC膜上に形成されたレジストパ
ターンをマスクとして前記SiOC膜を開口する工程
と、前記レジストパターン及び前記開口されたSiOC
膜をマスクとして前記有機膜をエッチングする工程を含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。11. A step of forming an SiOC film on an organic film on a substrate, a step of forming a resist pattern on the SiOC film, and using the resist pattern formed on the SiOC film as a mask. Opening step, the resist pattern and the opened SiOC
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of etching the organic film using the film as a mask.
記レジストパターンが除去されることを特徴とする請求
項11記載の半導体装置の製造方法。12. The method according to claim 11, wherein the resist pattern is removed during the step of etching the organic film.
程が請求項5乃至請求項8いずれか記載の方法を用いる
ものであることを特徴とする請求項10又は請求項11
記載の半導体装置の製造方法。13. The method according to claim 10, wherein the step of forming a SiOC film on the organic film uses the method according to claim 5. Description:
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
Priority Applications (1)
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2000
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