JP3251554B2 - 成膜方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
成膜方法及び半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜方法及び半導
体装置の製造方法に関し、より詳しくは、半導体集積回
路装置の配線層等を被覆する平坦化された層間絶縁膜の
成膜方法及び半導体装置の製造方法に関する。
体装置の製造方法に関し、より詳しくは、半導体集積回
路装置の配線層等を被覆する平坦化された層間絶縁膜の
成膜方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】近年、半導体集積回路装置においては、更
なる高密度化が進展し、数層以上に及ぶ多層配線を形成
する場合が増えつつある。この場合、配線層として特に
アルミニウム材料を用いることが多いため５００℃以下
の低温で形成可能な平坦化された層間絶縁膜の成膜方法
の開発が強く望まれるようになってきている。
なる高密度化が進展し、数層以上に及ぶ多層配線を形成
する場合が増えつつある。この場合、配線層として特に
アルミニウム材料を用いることが多いため５００℃以下
の低温で形成可能な平坦化された層間絶縁膜の成膜方法
の開発が強く望まれるようになってきている。
【０００３】
【従来の技術】従来、絶縁膜の平坦化方法として、図１
４に示すように、熱ＣＶＤ法やプラズマ励起ＣＶＤ法等
により成膜した後、リン含有絶縁膜を加熱し、流動化さ
せて平坦化する方法や、図１５に示すエッチバック法や
図１６に示すＣＭＰ法（化学機械研磨法）のように絶縁
膜の表面の凹凸をエッチングや研磨により除去して平坦
化する方法がある。
４に示すように、熱ＣＶＤ法やプラズマ励起ＣＶＤ法等
により成膜した後、リン含有絶縁膜を加熱し、流動化さ
せて平坦化する方法や、図１５に示すエッチバック法や
図１６に示すＣＭＰ法（化学機械研磨法）のように絶縁
膜の表面の凹凸をエッチングや研磨により除去して平坦
化する方法がある。
【０００４】前者の場合、下記の反応ガスのいずれかを
用いた熱ＣＶＤ法により、図１４（ａ）に示すように、
ＢＰＳＧ膜４を形成する。 (1)SiH4＋PH3 ＋B2H6＋O2 （PH3 ：phosphine ） (2)TEOS＋TMOP＋TMB 又はTEB ＋O2又はO3 （TEOS：tetraethoxysilane(Si(OC2H5)4) ，TMOP：trim
ethylphosphate(PO(OCH3)3) ） 或いは下記の反応ガスのいずれかを用いたプラズマ励起
ＣＶＤ法により、図１４（ａ）に示すように、ＢＰＳＧ
膜４を形成する。 (1)SiH4＋PH3 ＋B2H6＋O2 (2)TEOS＋TMOP＋TMB 又はTEB ＋O2 これについては文献 Williams,D.S.and Dein, E.A.:J.
Electrochem.Soc., 134,3,:657, 1987、Levin, R.M. an
d Evans-Lutterodt, K.:J. Vac.Sci.Technol.,B1, 1:5
4, 1983 、Sato, J. and Maeda, K. : Extended Abstra
ct of Electrochem. Soc. Spring Meeting: 31,1971 等
がある。
用いた熱ＣＶＤ法により、図１４（ａ）に示すように、
ＢＰＳＧ膜４を形成する。 (1)SiH4＋PH3 ＋B2H6＋O2 （PH3 ：phosphine ） (2)TEOS＋TMOP＋TMB 又はTEB ＋O2又はO3 （TEOS：tetraethoxysilane(Si(OC2H5)4) ，TMOP：trim
ethylphosphate(PO(OCH3)3) ） 或いは下記の反応ガスのいずれかを用いたプラズマ励起
ＣＶＤ法により、図１４（ａ）に示すように、ＢＰＳＧ
膜４を形成する。 (1)SiH4＋PH3 ＋B2H6＋O2 (2)TEOS＋TMOP＋TMB 又はTEB ＋O2 これについては文献 Williams,D.S.and Dein, E.A.:J.
Electrochem.Soc., 134,3,:657, 1987、Levin, R.M. an
d Evans-Lutterodt, K.:J. Vac.Sci.Technol.,B1, 1:5
4, 1983 、Sato, J. and Maeda, K. : Extended Abstra
ct of Electrochem. Soc. Spring Meeting: 31,1971 等
がある。
【０００５】その後、図１４（ｂ）に示すように、形成
したＢＰＳＧ膜４を８５０℃程度の温度で加熱し、流動
化させて平坦化する。なお、ＰＳＧ膜の場合、上記反応
ガスからボロン含有ガス（B2H6，TMB 又はTEB ）を除い
た反応ガスを用いて熱ＣＶＤ法やプラズマ励起ＣＶＤ法
等により成膜した後、1000℃以下の温度で加熱し、流動
化させて平坦化する。
したＢＰＳＧ膜４を８５０℃程度の温度で加熱し、流動
化させて平坦化する。なお、ＰＳＧ膜の場合、上記反応
ガスからボロン含有ガス（B2H6，TMB 又はTEB ）を除い
た反応ガスを用いて熱ＣＶＤ法やプラズマ励起ＣＶＤ法
等により成膜した後、1000℃以下の温度で加熱し、流動
化させて平坦化する。
【０００６】また、後者の場合、まず、図１５（ａ）及
び図１６（ａ）に示すように、下記の反応ガスを用いた
熱ＣＶＤ法又はプラズマ励起ＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜
（Nondoped Silicate Glass 膜）５を形成し、その後、
平坦化する。
び図１６（ａ）に示すように、下記の反応ガスを用いた
熱ＣＶＤ法又はプラズマ励起ＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜
（Nondoped Silicate Glass 膜）５を形成し、その後、
平坦化する。
【０００７】(1)SiH4＋O2（熱ＣＶＤ法又はプラズマ励
起ＣＶＤ法） (2)TEOS＋O2又はO3（熱ＣＶＤ法） (3)TEOS＋O2（プラズマ励起ＣＶＤ法） エッチバック法では、図１５（ｂ）に示すように、ＮＳ
Ｇ膜５上にレジスト膜６を塗布・形成し、表面を平坦に
した上で、図１５（ｃ）に示すように、上の方からエッ
チングし、平坦化されたＮＳＧ膜５ａを形成する。ま
た、ＣＭＰ法では、図１６（ｂ）に示すように、上記Ｎ
ＳＧ膜５を形成した後、研磨してＮＳＧ膜５ｂ表面を平
坦化する。
起ＣＶＤ法） (2)TEOS＋O2又はO3（熱ＣＶＤ法） (3)TEOS＋O2（プラズマ励起ＣＶＤ法） エッチバック法では、図１５（ｂ）に示すように、ＮＳ
Ｇ膜５上にレジスト膜６を塗布・形成し、表面を平坦に
した上で、図１５（ｃ）に示すように、上の方からエッ
チングし、平坦化されたＮＳＧ膜５ａを形成する。ま
た、ＣＭＰ法では、図１６（ｂ）に示すように、上記Ｎ
ＳＧ膜５を形成した後、研磨してＮＳＧ膜５ｂ表面を平
坦化する。
【０００８】なお、上記図１４〜図１６において、１は
半導体基板、２は下地絶縁膜、３ａ，３ｂは下地絶縁膜
２の上に形成された配線層である。
半導体基板、２は下地絶縁膜、３ａ，３ｂは下地絶縁膜
２の上に形成された配線層である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のエッ
チバック法やＣＭＰ法による平坦化方法では、加熱・流
動化による平坦化方法と異なり、加熱しないので、特に
低温を要求される場合には有効であるが、図１５及び図
１６に示すように、もとの絶縁膜５の成膜直後に配線層
３ａ，３ｂ間その他の凹部にボイドが形成されていると
平坦化後にもそれがそのまま残ってしまう。
チバック法やＣＭＰ法による平坦化方法では、加熱・流
動化による平坦化方法と異なり、加熱しないので、特に
低温を要求される場合には有効であるが、図１５及び図
１６に示すように、もとの絶縁膜５の成膜直後に配線層
３ａ，３ｂ間その他の凹部にボイドが形成されていると
平坦化後にもそれがそのまま残ってしまう。
【００１０】現在、埋込み性の良好な絶縁膜の成膜方法
として高密度プラズマＣＶＤ法、プラズマ励起ＣＶＤ
法、常圧熱ＣＶＤ法、ＳＯＧ塗布法等があるが、これら
の方法による平坦化が熱的流動性を用いていないため、
特に、高密度化されて配線層間が狭くなってきたとき、
その凹部を完全に埋め込むことが困難となってきた。
として高密度プラズマＣＶＤ法、プラズマ励起ＣＶＤ
法、常圧熱ＣＶＤ法、ＳＯＧ塗布法等があるが、これら
の方法による平坦化が熱的流動性を用いていないため、
特に、高密度化されて配線層間が狭くなってきたとき、
その凹部を完全に埋め込むことが困難となってきた。
【００１１】一方、加熱・流動化による平坦化方法で
は、熱的流動性を用いているので、図１４に示すよう
に、完全な埋め込みが期待できる。現在では、特に、こ
のような用途にＢＰＳＧ膜（ボロンリンシリケートグラ
ス膜）４が用いられることが多いが、流動化のためには
低くとも温度８５０℃の加熱が必要であり、低温形成が
要求される配線層３ａ，３ｂの下地膜２や層間絶縁膜４
としての用途、特に、アルミニウム配線層を被覆する絶
縁膜としての用途には適用できない。
は、熱的流動性を用いているので、図１４に示すよう
に、完全な埋め込みが期待できる。現在では、特に、こ
のような用途にＢＰＳＧ膜（ボロンリンシリケートグラ
ス膜）４が用いられることが多いが、流動化のためには
低くとも温度８５０℃の加熱が必要であり、低温形成が
要求される配線層３ａ，３ｂの下地膜２や層間絶縁膜４
としての用途、特に、アルミニウム配線層を被覆する絶
縁膜としての用途には適用できない。
【００１２】この場合、リンやボロンの濃度を高くすれ
ば、流動化温度はある程度下げられるが、まだ十分では
なく、その上絶縁膜２，４の安定性や耐湿性が低下する
という新たな問題を生じる。なお、ＰＳＧ膜についても
ほぼＢＰＳＧ膜と同じ程度の流動化温度が必要であり、
上記の問題が生ずる。
ば、流動化温度はある程度下げられるが、まだ十分では
なく、その上絶縁膜２，４の安定性や耐湿性が低下する
という新たな問題を生じる。なお、ＰＳＧ膜についても
ほぼＢＰＳＧ膜と同じ程度の流動化温度が必要であり、
上記の問題が生ずる。
【００１３】また、流動化温度の低い絶縁膜としてＢＰ
ＳＧ膜にＧｅＯ2 を添加したGBPSG膜も開発されている
が、精々７５０℃程度までであり、さらに低温化が要求
される下地膜や層間絶縁膜への適用は困難である。
ＳＧ膜にＧｅＯ2 を添加したGBPSG膜も開発されている
が、精々７５０℃程度までであり、さらに低温化が要求
される下地膜や層間絶縁膜への適用は困難である。
【００１４】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
創作されたものであり、平坦化のための流動化温度を飛
躍的に低下させることができる成膜方法及び半導体装置
の製造方法を提供するものである。
創作されたものであり、平坦化のための流動化温度を飛
躍的に低下させることができる成膜方法及び半導体装置
の製造方法を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、成膜方法に係り、流量３０
０sccm以上、８００sccm以下に調整された、III 価のリ
ンを有し、かつSi-O-P構造を有するリン含有化合物と、
流量２００sccm以上、６００sccm以下に調整されたヘキ
サメチルジシロキサン（(CH3)3SiOSi(CH3)3 ）とを含む
混合ガスに酸化性ガスを添加しない成膜ガスをプラズマ
化により活性化して反応させ、或いは前記混合ガスに前
記酸化性ガスとして流量１５sccm以下に調整された酸素
（Ｏ2 ）を添加した成膜ガスをプラズマ化により活性化
して反応させ、被堆積基板を温度１５０℃以上、２５０
℃以下に加熱した状態で該被堆積基板上にP2O3を含むリ
ン含有絶縁膜を形成することを特徴としている。
め、請求項１記載の発明は、成膜方法に係り、流量３０
０sccm以上、８００sccm以下に調整された、III 価のリ
ンを有し、かつSi-O-P構造を有するリン含有化合物と、
流量２００sccm以上、６００sccm以下に調整されたヘキ
サメチルジシロキサン（(CH3)3SiOSi(CH3)3 ）とを含む
混合ガスに酸化性ガスを添加しない成膜ガスをプラズマ
化により活性化して反応させ、或いは前記混合ガスに前
記酸化性ガスとして流量１５sccm以下に調整された酸素
（Ｏ2 ）を添加した成膜ガスをプラズマ化により活性化
して反応させ、被堆積基板を温度１５０℃以上、２５０
℃以下に加熱した状態で該被堆積基板上にP2O3を含むリ
ン含有絶縁膜を形成することを特徴としている。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の成
膜方法に係り、前記III 価のリンを有し、かつSi-O-P構
造を有するリン含有化合物は、
膜方法に係り、前記III 価のリンを有し、かつSi-O-P構
造を有するリン含有化合物は、
【００２１】
【化３】
【００２２】または、
【００２３】
【化４】
【００２４】のうちいずれかの構造式を有するものであ
ることを特徴としている。
ることを特徴としている。
【００２５】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
成膜方法に係り、前記成膜中の被堆積基板を温度４００
℃以下に加熱することを特徴としている。
成膜方法に係り、前記成膜中の被堆積基板を温度４００
℃以下に加熱することを特徴としている。
【００２６】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載の成膜方法前記P2O3を含むリン含有絶縁膜を
形成した後、さらに、酸素を含む雰囲気中で前記リン含
有絶縁膜を加熱し、前記リン含有絶縁膜中のP2O3をP2O5
に変換することを特徴としている。
れかに記載の成膜方法前記P2O3を含むリン含有絶縁膜を
形成した後、さらに、酸素を含む雰囲気中で前記リン含
有絶縁膜を加熱し、前記リン含有絶縁膜中のP2O3をP2O5
に変換することを特徴としている。
【００２７】請求項５の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載の成膜方法に係り、前記P2O3を含むリン含有
絶縁膜を形成した後、さらに、前記リン含有絶縁膜を加
熱し、流動化させて平坦化することを特徴としている。
れかに記載の成膜方法に係り、前記P2O3を含むリン含有
絶縁膜を形成した後、さらに、前記リン含有絶縁膜を加
熱し、流動化させて平坦化することを特徴としている。
【００２８】請求項６の発明は、請求項５に記載の成膜
方法に係り、前記リン含有絶縁膜を加熱する温度は７０
０℃以下であることを特徴としている。
方法に係り、前記リン含有絶縁膜を加熱する温度は７０
０℃以下であることを特徴としている。
【００２９】請求項７の発明は、請求項５に記載の成膜
方法に係り、前記リン含有絶縁膜を加熱する温度は５０
０℃以下であることを特徴としている。
方法に係り、前記リン含有絶縁膜を加熱する温度は５０
０℃以下であることを特徴としている。
【００３０】請求項８の発明は、請求項５乃至請求項７
のいずれか一に記載の成膜方法に係り、前記リン含有絶
縁膜を加熱し、流動化させて平坦化した後、さらに、酸
素を含む雰囲気中で前記リン含有絶縁膜を加熱し、前記
リン含有絶縁膜中のP2O3をP2O5に変換することを特徴と
している。
のいずれか一に記載の成膜方法に係り、前記リン含有絶
縁膜を加熱し、流動化させて平坦化した後、さらに、酸
素を含む雰囲気中で前記リン含有絶縁膜を加熱し、前記
リン含有絶縁膜中のP2O3をP2O5に変換することを特徴と
している。
【００３１】請求項９の発明は、請求項１乃至８のいず
れか一に記載の成膜方法に係り、前記リン含有絶縁膜は
リンシリケートグラス膜（ＰＳＧ膜）又はボロンリンシ
リケートグラス膜（ＢＰＳＧ膜）であることを特徴とし
ている。
れか一に記載の成膜方法に係り、前記リン含有絶縁膜は
リンシリケートグラス膜（ＰＳＧ膜）又はボロンリンシ
リケートグラス膜（ＢＰＳＧ膜）であることを特徴とし
ている。
【００３２】請求項１０の発明は、半導体装置の製造方
法に係り、絶縁膜上に配線層を形成する工程と、請求項
１乃至９のいずれか一に記載の成膜方法により、前記絶
縁膜上の配線層を被覆して前記リン含有絶縁膜を形成す
る工程とを有することを特徴としている。
法に係り、絶縁膜上に配線層を形成する工程と、請求項
１乃至９のいずれか一に記載の成膜方法により、前記絶
縁膜上の配線層を被覆して前記リン含有絶縁膜を形成す
る工程とを有することを特徴としている。
【００３３】請求項１１の発明は、請求項１０に記載の
半導体装置の製造方法に係り、前記配線層の材料はアル
ミニウム、アルミニウム合金、銅、高融点金属又は多結
晶シリコンのうちいずれか一であることを特徴としてい
る。
半導体装置の製造方法に係り、前記配線層の材料はアル
ミニウム、アルミニウム合金、銅、高融点金属又は多結
晶シリコンのうちいずれか一であることを特徴としてい
る。
【００３４】本願発明者は、 従来例のＢＰＳＧ膜或いはＰＳＧ膜がSiO2＋P2O5＋B2
O3からなる混合物或いはSiO2＋P2O5からなる混合物であ
ること、（なお、従来例の反応ガスSiH4＋PH3＋B2H6＋O
2のPH3 はIII 価のリンであるが、外部から供給された
酸素と結合し、P2O3ではなくP2O5を生成する。これは、
PH3 自体が酸素を含まないため、外部から供給された酸
素と結合したとき、容易に安定なP2O5が生成されるため
であると考えられる。） P2O5-SiO2 系のＢＰＳＧ膜等においては、図１０に示
すように理論的にはP2O5２０〜８０％の組成で共融点が
８５０℃となっており、その流動化温度はP2O5自身の融
点が決め手になっていること、及び 以下に示すようにP2O3がP2O5よりも融点が極めて低い
ことに着目した。 従って、ＢＰＳＧ膜或いはＰＳＧ膜がP2O5の代わりにP2
O3を主として含むようにすれば、流動化温度が下げられ
ると考えた。
O3からなる混合物或いはSiO2＋P2O5からなる混合物であ
ること、（なお、従来例の反応ガスSiH4＋PH3＋B2H6＋O
2のPH3 はIII 価のリンであるが、外部から供給された
酸素と結合し、P2O3ではなくP2O5を生成する。これは、
PH3 自体が酸素を含まないため、外部から供給された酸
素と結合したとき、容易に安定なP2O5が生成されるため
であると考えられる。） P2O5-SiO2 系のＢＰＳＧ膜等においては、図１０に示
すように理論的にはP2O5２０〜８０％の組成で共融点が
８５０℃となっており、その流動化温度はP2O5自身の融
点が決め手になっていること、及び 以下に示すようにP2O3がP2O5よりも融点が極めて低い
ことに着目した。 従って、ＢＰＳＧ膜或いはＰＳＧ膜がP2O5の代わりにP2
O3を主として含むようにすれば、流動化温度が下げられ
ると考えた。
【００３５】P2O3濃度の高いＢＰＳＧ膜或いはＰＳＧ膜
を形成するために、酸素不足の状態でリン含有化合物を
酸化することを考えた。その方法として、ＰがIII 価
の形で含まれるリン含有化合物を成膜ガスとして用いる
こと、酸素含有量の少ないシリコン含有化合物やリン
含有化合物を用いて成膜すること等が考えられる。
を形成するために、酸素不足の状態でリン含有化合物を
酸化することを考えた。その方法として、ＰがIII 価
の形で含まれるリン含有化合物を成膜ガスとして用いる
こと、酸素含有量の少ないシリコン含有化合物やリン
含有化合物を用いて成膜すること等が考えられる。
【００３６】やの方法に適用できるリン含有化合物
として、例えば、下記に構造式を示すSi-O-P構造を有す
るリン含有化合物がある。
として、例えば、下記に構造式を示すSi-O-P構造を有す
るリン含有化合物がある。
【００３７】
【化５】
【００３８】または、
【００３９】
【化６】
【００４０】また、の方法に適用できるシリコン含有
化合物として、一以下の酸素を有するシリコン含有化合
物、例えばヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）等
がある。
化合物として、一以下の酸素を有するシリコン含有化合
物、例えばヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）等
がある。
【００４１】さらに、成膜ガス全体の酸素量を減らすた
め、リン含有化合物とシリコン含有化合物とだけからな
り（但し、これらのキャリアガスは含む）、酸化性ガス
を添加しない成膜ガスを用いることも有効である。この
場合、酸化性ガスを添加しないと成膜レートが低下する
ので、リン含有絶縁膜中にＰがIII 価の形で含まれる程
度に酸素不足の状態を維持でき、かつ成膜レートをある
程度維持できるように酸化性ガスを適量、例えば酸素
（Ｏ2 ）を１５sccm以下、好ましくは１０sccm以下で加
えたほうがよい。
め、リン含有化合物とシリコン含有化合物とだけからな
り（但し、これらのキャリアガスは含む）、酸化性ガス
を添加しない成膜ガスを用いることも有効である。この
場合、酸化性ガスを添加しないと成膜レートが低下する
ので、リン含有絶縁膜中にＰがIII 価の形で含まれる程
度に酸素不足の状態を維持でき、かつ成膜レートをある
程度維持できるように酸化性ガスを適量、例えば酸素
（Ｏ2 ）を１５sccm以下、好ましくは１０sccm以下で加
えたほうがよい。
【００４２】上記リン含有化合物とシリコン含有化合物
とを含む混合ガスに酸化性ガスを添加しない、或いは酸
化性ガスを添加した成膜ガスを用いて、プラズマ励起Ｃ
ＶＤ法によりリン含有絶縁膜、例えばＰＳＧ膜やＢＰＳ
Ｇ膜等を形成し、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）
によりリン含有絶縁膜中の成分を分析したところ、リン
含有絶縁膜中に濃度の高いP2O3が存在することが確認で
きた。そして、成膜温度２４０〜４３０℃程度の流動化
温度を得た。
とを含む混合ガスに酸化性ガスを添加しない、或いは酸
化性ガスを添加した成膜ガスを用いて、プラズマ励起Ｃ
ＶＤ法によりリン含有絶縁膜、例えばＰＳＧ膜やＢＰＳ
Ｇ膜等を形成し、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）
によりリン含有絶縁膜中の成分を分析したところ、リン
含有絶縁膜中に濃度の高いP2O3が存在することが確認で
きた。そして、成膜温度２４０〜４３０℃程度の流動化
温度を得た。
【００４３】また、P2O3の濃度を調整することにより流
動化温度を調整することが可能であり、更に、成膜温
度、酸素の濃度又はリン含有化合物のガス流量を調整す
ることでP2O3の濃度を容易に調整することができること
を見いだした。
動化温度を調整することが可能であり、更に、成膜温
度、酸素の濃度又はリン含有化合物のガス流量を調整す
ることでP2O3の濃度を容易に調整することができること
を見いだした。
【００４４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
【００４５】（１）第１の実施の形態 本発明の第１の実施の形態に係る、プラズマＣＶＤ法に
よりＰＳＧ膜を形成する方法について説明する。
よりＰＳＧ膜を形成する方法について説明する。
【００４６】リン含有化合物として、下記に構造式を示
すSi-O-P構造を有するリン含有化合物（phosphorous ac
id dimethyl trimethylsilylester （以下、SOP-11(a)
と称する。）、及びphosphorous acid dimethoxy trime
thylsilylester（以下、SOP-11(b) と称する。））、即
ち、
すSi-O-P構造を有するリン含有化合物（phosphorous ac
id dimethyl trimethylsilylester （以下、SOP-11(a)
と称する。）、及びphosphorous acid dimethoxy trime
thylsilylester（以下、SOP-11(b) と称する。））、即
ち、
【００４７】
【化７】
【００４８】または、
【００４９】
【化８】
【００５０】を用いることができる。ここでは、上記の
うちSOP-11(b) を用いた。
うちSOP-11(b) を用いた。
【００５１】また、一以下の酸素を有するシリコン含有
化合物として、アルキルシラン又はアリールシラン（一
般式R n SiH4-n（ｎ＝１〜４）），アルコキシシラン
（一般式ROSiH3（ｎ＝１〜４）），鎖状シロキサン（一
般式R n H3-nSiOSiH3-n R n （ｎ＝１〜３）を用いるこ
とができる。なお、上記化学式中、Ｒはアルキル基，ア
リール基又はその誘導体である。また、ｎは零又は正の
整数である。ここでは、特に、ＴＥＯＳ等と比べて酸素
や炭素数や水素が少ないヘキサメチルジシロキサン（HM
DSO:(CH3)3SiOSi(CH3)3 ）を用いる。その理由は、炭素
数や水素が少ないため、化学的に安定であり、水分とも
反応しにくい。また、酸素が少ないため、成膜中の酸素
不足の状態を比較的容易に達成することができ、P2O3を
成膜中に多く含ませることができる。
化合物として、アルキルシラン又はアリールシラン（一
般式R n SiH4-n（ｎ＝１〜４）），アルコキシシラン
（一般式ROSiH3（ｎ＝１〜４）），鎖状シロキサン（一
般式R n H3-nSiOSiH3-n R n （ｎ＝１〜３）を用いるこ
とができる。なお、上記化学式中、Ｒはアルキル基，ア
リール基又はその誘導体である。また、ｎは零又は正の
整数である。ここでは、特に、ＴＥＯＳ等と比べて酸素
や炭素数や水素が少ないヘキサメチルジシロキサン（HM
DSO:(CH3)3SiOSi(CH3)3 ）を用いる。その理由は、炭素
数や水素が少ないため、化学的に安定であり、水分とも
反応しにくい。また、酸素が少ないため、成膜中の酸素
不足の状態を比較的容易に達成することができ、P2O3を
成膜中に多く含ませることができる。
【００５２】さらに、酸化性ガスとしてＯ2 ，ＣＯ，Ｃ
Ｏ2 ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などを用いることができ
る。ここでは、酸素（Ｏ2 ）を用いる。なお、リン含有
絶縁膜中にＰがIII 価の形で含まれる程度に酸素不足の
状態を維持するため、酸化性ガスを加えなくてもよい。
しかし、酸化性ガスを加えないと成膜レートが低下する
ので、リン含有絶縁膜中にＰがIII 価の形で含まれる程
度に酸素不足の状態を維持でき、かつ成膜レートをある
程度維持できるように酸化性ガスを適量、例えば酸素
（Ｏ2 ）を１５sccm以下、好ましくは１０sccm以下で加
えた方がよい。
Ｏ2 ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などを用いることができ
る。ここでは、酸素（Ｏ2 ）を用いる。なお、リン含有
絶縁膜中にＰがIII 価の形で含まれる程度に酸素不足の
状態を維持するため、酸化性ガスを加えなくてもよい。
しかし、酸化性ガスを加えないと成膜レートが低下する
ので、リン含有絶縁膜中にＰがIII 価の形で含まれる程
度に酸素不足の状態を維持でき、かつ成膜レートをある
程度維持できるように酸化性ガスを適量、例えば酸素
（Ｏ2 ）を１５sccm以下、好ましくは１０sccm以下で加
えた方がよい。
【００５３】以上のように、成膜ガスとしてSOP-11(b)
とHMDSO とＯ2 との混合ガスを用いるが、成膜条件につ
いては以下の範囲が好ましい。 基板温度：１５０〜２５０℃ ガス圧力：２〜１０Torr SiOP-11(b)バブリングガス（Ｎ2 又はＡｒ）流量：３０
０〜８００sccm（SiOP-11(b)ソース温度：４５℃） HMDSO バブリングガス（Ｎ2 又はＡｒ）流量：２００〜
６００sccm（HMDSO ソース温度：１０℃） 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：１５sccm以下 ＲＦ電力：１５０〜３００Ｗ 周波数：３８０kHz 〜２．４５GHz なお、液状のソースを用いるため、SOP-11(b) を４５℃
に加熱し、HMDSO を１０℃に冷却した。そして、これら
の液状ソースをキャリアガス（Ｎ2 又はＡｒ）でバブリ
ングしてソースをキャリアガス中に含ませ、キャリアガ
スの流量を調整することによりSOP-11(b) 及びHMDSO の
含有量を調整した。
とHMDSO とＯ2 との混合ガスを用いるが、成膜条件につ
いては以下の範囲が好ましい。 基板温度：１５０〜２５０℃ ガス圧力：２〜１０Torr SiOP-11(b)バブリングガス（Ｎ2 又はＡｒ）流量：３０
０〜８００sccm（SiOP-11(b)ソース温度：４５℃） HMDSO バブリングガス（Ｎ2 又はＡｒ）流量：２００〜
６００sccm（HMDSO ソース温度：１０℃） 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：１５sccm以下 ＲＦ電力：１５０〜３００Ｗ 周波数：３８０kHz 〜２．４５GHz なお、液状のソースを用いるため、SOP-11(b) を４５℃
に加熱し、HMDSO を１０℃に冷却した。そして、これら
の液状ソースをキャリアガス（Ｎ2 又はＡｒ）でバブリ
ングしてソースをキャリアガス中に含ませ、キャリアガ
スの流量を調整することによりSOP-11(b) 及びHMDSO の
含有量を調整した。
【００５４】また、成膜装置として図３に示すＰＥＣＶ
Ｄ装置を用いる。その成膜装置３０１は、図３に示すよ
うに、チャンバ２０１内に平行平板型の上部電極２０３
と下部電極２０２とを有し、上部電極２０３と下部電極
２０２の間に成膜ガスをプラズマ化するための周波数１
３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を供給するＲＦ電源２０７が
接続されている。チャンバ２０１内は排気口２０５に接
続された排気装置により排気されて適当な圧力に減圧さ
れる。また、下部電極２０２は被堆積基板１０１を載置
する基板載置台を兼ねており、下部電極２０２側には被
堆積基板１０１を加熱する加熱手段２０６が設けられて
いる。
Ｄ装置を用いる。その成膜装置３０１は、図３に示すよ
うに、チャンバ２０１内に平行平板型の上部電極２０３
と下部電極２０２とを有し、上部電極２０３と下部電極
２０２の間に成膜ガスをプラズマ化するための周波数１
３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を供給するＲＦ電源２０７が
接続されている。チャンバ２０１内は排気口２０５に接
続された排気装置により排気されて適当な圧力に減圧さ
れる。また、下部電極２０２は被堆積基板１０１を載置
する基板載置台を兼ねており、下部電極２０２側には被
堆積基板１０１を加熱する加熱手段２０６が設けられて
いる。
【００５５】さらに、リン含有化合物ソース３３として
SOP-11(b) の供給源２１を、シリコン含有化合物ソース
３６としてHMDSO の供給源２２を、酸化性ガスとしてＯ
2 の供給源を、希釈ガスソースとしてＡｒ又はＮ2 の供
給源を有し、これらの供給源はまとめて配管２４により
成膜装置３０１のチャンバ２０１のガス導入口２０４に
接続されている。
SOP-11(b) の供給源２１を、シリコン含有化合物ソース
３６としてHMDSO の供給源２２を、酸化性ガスとしてＯ
2 の供給源を、希釈ガスソースとしてＡｒ又はＮ2 の供
給源を有し、これらの供給源はまとめて配管２４により
成膜装置３０１のチャンバ２０１のガス導入口２０４に
接続されている。
【００５６】なお、ＲＦ電源２０７はマッチング回路２
０８を通して上部電極２０３に接続されている。また、
図３中、他の符号２４ａ〜２４ｄは各ガスを導く配管で
ある。２５ａ〜２５ｄは流量計であり、２６ａ〜２６ｄ
は各配管２４ａ〜２４ｄに設けられたソースガスの流通
路を開閉するバルブである。３２，３５はソースの温度
を調節する手段であり、具体的にはヒータや冷却器等で
ある。
０８を通して上部電極２０３に接続されている。また、
図３中、他の符号２４ａ〜２４ｄは各ガスを導く配管で
ある。２５ａ〜２５ｄは流量計であり、２６ａ〜２６ｄ
は各配管２４ａ〜２４ｄに設けられたソースガスの流通
路を開閉するバルブである。３２，３５はソースの温度
を調節する手段であり、具体的にはヒータや冷却器等で
ある。
【００５７】まず、このようなＰＥＣＶＤ装置のチャン
バ２０１内に、図１（ａ）に示す被堆積基板１０１を入
れる。次いで、基板加熱を行い、上記表２の基板温度の
範囲に保持する。
バ２０１内に、図１（ａ）に示す被堆積基板１０１を入
れる。次いで、基板加熱を行い、上記表２の基板温度の
範囲に保持する。
【００５８】なお、被堆積基板１０１は、シリコン基板
（半導体基板）１１上に、例えばシリコン酸化膜等の下
地絶縁膜１２が形成され、更に、下地絶縁膜１２上に例
えばアルミニウム膜等からなる配線層１３が形成されて
いる。
（半導体基板）１１上に、例えばシリコン酸化膜等の下
地絶縁膜１２が形成され、更に、下地絶縁膜１２上に例
えばアルミニウム膜等からなる配線層１３が形成されて
いる。
【００５９】次に、図１（ｂ）に示すように、上記表２
の成膜条件の範囲内に調整された成膜ガスをチャンバ２
０１内に導入し、上記表２のＲＦ電力でプラズマ化して
活性化する。
の成膜条件の範囲内に調整された成膜ガスをチャンバ２
０１内に導入し、上記表２のＲＦ電力でプラズマ化して
活性化する。
【００６０】この状態を所定の時間保持することによ
り、高濃度のP2O3を含む所定の膜厚のＰＳＧ膜（リン含
有絶縁膜）１４が形成される。このとき、P2O3の濃度又
はP2O3／P2O5の割合によって、ＰＳＧ膜１４の流動化温
度を２００〜５００℃の範囲で制御することができる。
このため、ＰＳＧ膜１４は成膜中に基板温度程度で流動
化する場合があり、この場合は成膜と同時に平坦化も達
成される。
り、高濃度のP2O3を含む所定の膜厚のＰＳＧ膜（リン含
有絶縁膜）１４が形成される。このとき、P2O3の濃度又
はP2O3／P2O5の割合によって、ＰＳＧ膜１４の流動化温
度を２００〜５００℃の範囲で制御することができる。
このため、ＰＳＧ膜１４は成膜中に基板温度程度で流動
化する場合があり、この場合は成膜と同時に平坦化も達
成される。
【００６１】そうでない場合は、図２（ａ）〜（ｃ）に
示すように、被堆積基板１０１にＰＳＧ膜（リン含有絶
縁膜）１５を成膜した後に別に平坦化のための加熱処理
を行い、ＰＳＧ膜１５を流動化し、平坦化する。これに
より、平坦化されたＰＳＧ膜１５ａが形成される。
示すように、被堆積基板１０１にＰＳＧ膜（リン含有絶
縁膜）１５を成膜した後に別に平坦化のための加熱処理
を行い、ＰＳＧ膜１５を流動化し、平坦化する。これに
より、平坦化されたＰＳＧ膜１５ａが形成される。
【００６２】次に、上記の工程のうち成膜工程における
成膜レートの調査結果について図６を参照して説明す
る。
成膜レートの調査結果について図６を参照して説明す
る。
【００６３】図６はＰＥＣＶＤ法におけるＲＦ電力に対
する成膜レートの依存性について示すグラフである。
する成膜レートの依存性について示すグラフである。
【００６４】図６の縦軸は線形目盛りで表した成膜レー
ト（Å／ｍｉｎ．）を示し、横軸は線形目盛りで表した
ＲＦ電力（Ｗ）を示す。
ト（Å／ｍｉｎ．）を示し、横軸は線形目盛りで表した
ＲＦ電力（Ｗ）を示す。
【００６５】調査に用いた試料の成膜条件は以下のとお
りである。 基板温度：１７０℃ ガス圧力：１０Torr 総ガス流量：９４０sccm SiOP-11(b)／HMDSO 流量比（Ａｒキャリアガス）：１．
６ （SiOP-11(b)ソース温度：４５℃，HMDSO ソース温度：
１０℃） 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：１〜１５sccm ＲＦ電力：２００〜３５０Ｗ 周波数：１３．５６MHz 図６の調査結果によれば、一つ以下の酸素を含有するシ
リコン含有化合物ＨＭＤＳＯに対して適量（１〜１５sc
cm、好ましくは２〜１０sccm）の酸素を加えることによ
り、酸素不足の状態を確保しつつ、酸素を添加しない場
合と比べて４０〜６０％程度成膜レートを向上させるこ
とができた。
りである。 基板温度：１７０℃ ガス圧力：１０Torr 総ガス流量：９４０sccm SiOP-11(b)／HMDSO 流量比（Ａｒキャリアガス）：１．
６ （SiOP-11(b)ソース温度：４５℃，HMDSO ソース温度：
１０℃） 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：１〜１５sccm ＲＦ電力：２００〜３５０Ｗ 周波数：１３．５６MHz 図６の調査結果によれば、一つ以下の酸素を含有するシ
リコン含有化合物ＨＭＤＳＯに対して適量（１〜１５sc
cm、好ましくは２〜１０sccm）の酸素を加えることによ
り、酸素不足の状態を確保しつつ、酸素を添加しない場
合と比べて４０〜６０％程度成膜レートを向上させるこ
とができた。
【００６６】なお、図６には、成膜レートのほかＲＦ電
力に対するリン含有絶縁膜の収縮率の依存性についての
調査結果も記載されている。ここで、収縮率とはアニー
ル前の膜厚に対するアニール後の膜厚の比（％）、即ち アニール後の膜厚／アニール前の膜厚×１００ で定義される。
力に対するリン含有絶縁膜の収縮率の依存性についての
調査結果も記載されている。ここで、収縮率とはアニー
ル前の膜厚に対するアニール後の膜厚の比（％）、即ち アニール後の膜厚／アニール前の膜厚×１００ で定義される。
【００６７】この場合、図６の縦軸は線形目盛りで表し
たリン含有絶縁膜の収縮率（％）を示し、横軸は線形目
盛りで表したＲＦ電力（Ｗ）を示す。
たリン含有絶縁膜の収縮率（％）を示し、横軸は線形目
盛りで表したＲＦ電力（Ｗ）を示す。
【００６８】この調査試料として、上記の成膜後に以下
の条件でアニールされた後の試料を用いた。アニール処
理については第３の実施の形態で詳しく説明するので詳
細な説明は省略する。 以上、第１の実施の形態の成膜方法によれば、シリコン
含有化合物として一以下の酸素を有するヘキサメチルジ
シロキサン（ＨＭＤＳＯ）を用い、リン含有化合物とし
てSiOP-11(b)を用い、かつ酸化性ガスを適量、例えば酸
素（Ｏ2 ）を１５sccm以下で加えている。
の条件でアニールされた後の試料を用いた。アニール処
理については第３の実施の形態で詳しく説明するので詳
細な説明は省略する。 以上、第１の実施の形態の成膜方法によれば、シリコン
含有化合物として一以下の酸素を有するヘキサメチルジ
シロキサン（ＨＭＤＳＯ）を用い、リン含有化合物とし
てSiOP-11(b)を用い、かつ酸化性ガスを適量、例えば酸
素（Ｏ2 ）を１５sccm以下で加えている。
【００６９】従って、成膜ガス全体の酸素量を減らすこ
とができ、高濃度のP2O3を含むＰＳＧ膜１５を形成する
ことができる。このため、流動化温度を５００℃以下に
下げることができる。
とができ、高濃度のP2O3を含むＰＳＧ膜１５を形成する
ことができる。このため、流動化温度を５００℃以下に
下げることができる。
【００７０】しかも、酸化性ガスとして酸素（Ｏ2 ）を
適量（１５sccm以下）で加えているので、成膜レートを
ある程度維持することができる。 （２）第２の実施の形態 次に、本発明の第２の実施の形態に係る、プラズマ励起
ＣＶＤ法によりP2O3を含むＢＰＳＧ膜を形成する方法に
ついて図４（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。
適量（１５sccm以下）で加えているので、成膜レートを
ある程度維持することができる。 （２）第２の実施の形態 次に、本発明の第２の実施の形態に係る、プラズマ励起
ＣＶＤ法によりP2O3を含むＢＰＳＧ膜を形成する方法に
ついて図４（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。
【００７１】成膜ガスとしてＨＭＤＳＯ＋SOP-11(b) ＋
ＴＭＢ又はＴＥＢ＋Ｏ2 の混合ガスを用いた。成膜条件
は以下の通りである。 基板温度：１５０〜２５０℃ ガス圧力：２〜１０Torr SiOP-11(b)バブリングガス（Ｎ2 又はＡｒ）流量：３０
０〜８００sccm（SiOP-11(b)ソース温度：４５℃） HMDSO バブリングガス（Ｎ2 又はＡｒ）流量：２００〜
６００sccm（HMDSO ソース温度：１０℃） TMP 流量：５〜２００sccm TMB 又はTEB 流量：３〜４００sccm 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：１５sccm以下 ＲＦ電力：１５０〜３００Ｗ 周波数：３８０kHz 〜２．４５GHz 上記により、図４（ｂ）に示すように、被堆積基板１０
１上にSiO2＋P2O3＋B2O3の混合物からなるＢＰＳＧ膜
（リン含有絶縁膜）１７が形成される。なお、図４
（ａ）は成膜前の被堆積基板１０１の断面図である。
ＴＭＢ又はＴＥＢ＋Ｏ2 の混合ガスを用いた。成膜条件
は以下の通りである。 基板温度：１５０〜２５０℃ ガス圧力：２〜１０Torr SiOP-11(b)バブリングガス（Ｎ2 又はＡｒ）流量：３０
０〜８００sccm（SiOP-11(b)ソース温度：４５℃） HMDSO バブリングガス（Ｎ2 又はＡｒ）流量：２００〜
６００sccm（HMDSO ソース温度：１０℃） TMP 流量：５〜２００sccm TMB 又はTEB 流量：３〜４００sccm 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：１５sccm以下 ＲＦ電力：１５０〜３００Ｗ 周波数：３８０kHz 〜２．４５GHz 上記により、図４（ｂ）に示すように、被堆積基板１０
１上にSiO2＋P2O3＋B2O3の混合物からなるＢＰＳＧ膜
（リン含有絶縁膜）１７が形成される。なお、図４
（ａ）は成膜前の被堆積基板１０１の断面図である。
【００７２】第１の実施の形態と同じように、酸素濃
度、基板温度、リン含有化合物又はボロン含有化合物を
調整することにより、P2O3の濃度又はP2O3／P2O5の割合
を調整し、そのＢＰＳＧ膜１７の流動化温度を２００〜
５００℃の範囲で制御することができる。
度、基板温度、リン含有化合物又はボロン含有化合物を
調整することにより、P2O3の濃度又はP2O3／P2O5の割合
を調整し、そのＢＰＳＧ膜１７の流動化温度を２００〜
５００℃の範囲で制御することができる。
【００７３】しかも、酸化性ガスとして酸素（Ｏ2 ）を
適量（１５sccm以下）で加えているので、成膜レートを
ある程度維持することができる。
適量（１５sccm以下）で加えているので、成膜レートを
ある程度維持することができる。
【００７４】（３）第３の実施の形態 ところで、P2O3自身は容易に水分と反応するので、上記
のようにして形成されたＰＳＧ膜１４，１５ａやＢＰＳ
Ｇ膜１７は、成膜後空気中に取り出すと、吸湿する。従
って、半導体装置の層間絶縁膜等として用いるために
は、吸湿しないように、P2O3を含むＰＳＧ膜１４，１５
ａやＢＰＳＧ膜１７を安定化させる必要がある。
のようにして形成されたＰＳＧ膜１４，１５ａやＢＰＳ
Ｇ膜１７は、成膜後空気中に取り出すと、吸湿する。従
って、半導体装置の層間絶縁膜等として用いるために
は、吸湿しないように、P2O3を含むＰＳＧ膜１４，１５
ａやＢＰＳＧ膜１７を安定化させる必要がある。
【００７５】次に、P2O3を含むＰＳＧ膜１４，１５ａや
ＢＰＳＧ膜１７を安定化させる方法について図５を参照
しながら説明する。
ＢＰＳＧ膜１７を安定化させる方法について図５を参照
しながら説明する。
【００７６】第１の実施の形態に係る成膜方法により成
膜した後、チャンバ内に被堆積基板を入れて温度６５０
℃に基板加熱する。
膜した後、チャンバ内に被堆積基板を入れて温度６５０
℃に基板加熱する。
【００７７】次いで、Ｎ2 を導入し、その雰囲気中、基
板温度６５０℃で１５分間程度アニールする。引き続
き、Ｎ2 を止めてＯ2 を導入し、その雰囲気中、基板温
度６５０℃で１５分間程度アニールする。
板温度６５０℃で１５分間程度アニールする。引き続
き、Ｎ2 を止めてＯ2 を導入し、その雰囲気中、基板温
度６５０℃で１５分間程度アニールする。
【００７８】これらのアニールによりＰＳＧ膜１４，１
５ａやＢＰＳＧ膜１７中のP2O3をP2O5に変換させること
ができる。
５ａやＢＰＳＧ膜１７中のP2O3をP2O5に変換させること
ができる。
【００７９】以上のように、成膜後、窒素雰囲気中及び
酸素雰囲気中でアニールすることにより、P2O3をP2O5へ
変換させてＰＳＧ膜１４，１５ａ等を安定化させること
ができる。また、P2O5という最終的な組成は、ＰＳＧ膜
１４，１５ａ等にパッシペーション効果を持たせ、界面
特性の安定化に寄与する。なお、アニールにより同時
に、リン含有絶縁膜中に含まれる残余のカーボンも酸化
される。
酸素雰囲気中でアニールすることにより、P2O3をP2O5へ
変換させてＰＳＧ膜１４，１５ａ等を安定化させること
ができる。また、P2O5という最終的な組成は、ＰＳＧ膜
１４，１５ａ等にパッシペーション効果を持たせ、界面
特性の安定化に寄与する。なお、アニールにより同時
に、リン含有絶縁膜中に含まれる残余のカーボンも酸化
される。
【００８０】以上により、吸湿性が改善されるため、半
導体装置への適用が可能となる。
導体装置への適用が可能となる。
【００８１】なお、上記アニールの代わりに、或いはア
ニールとともに、ＰＳＧ膜１４，１５ａ等上に吸湿阻止
用のカバー絶縁膜を形成してもよい。
ニールとともに、ＰＳＧ膜１４，１５ａ等上に吸湿阻止
用のカバー絶縁膜を形成してもよい。
【００８２】また、上記実施の形態ではＰＥＣＶＤ装置
が用いられ、膜の改質のためにアニール用の炉が用いら
れるが、成膜後大気に触れさせないで直ちに膜の改質が
可能なように、成膜装置全体としてＣＶＤ装置とアニー
ル用の炉がロードロック室で接続されたものを用いるこ
とが望ましい。
が用いられ、膜の改質のためにアニール用の炉が用いら
れるが、成膜後大気に触れさせないで直ちに膜の改質が
可能なように、成膜装置全体としてＣＶＤ装置とアニー
ル用の炉がロードロック室で接続されたものを用いるこ
とが望ましい。
【００８３】以上のように、第１〜第３の実施の形態に
おいては、リン成分としてP2O3の濃度が高い絶縁膜を形
成しているので、流動化温度を５００℃以下に大幅に低
下させることができる。
おいては、リン成分としてP2O3の濃度が高い絶縁膜を形
成しているので、流動化温度を５００℃以下に大幅に低
下させることができる。
【００８４】従って、アルミニウム配線を被覆する層間
絶縁膜として用いることができる。また、高密度化に伴
い、拡散層が浅くなっている半導体装置にその配線層の
下地絶縁膜として用いた場合でも、拡散層内の不純物の
再分布を防止することができる。
絶縁膜として用いることができる。また、高密度化に伴
い、拡散層が浅くなっている半導体装置にその配線層の
下地絶縁膜として用いた場合でも、拡散層内の不純物の
再分布を防止することができる。
【００８５】更に、ＣＭＰ法等の平坦化加工技術を必要
とせず、リン含有絶縁膜を熱的に流動化させることによ
り層間絶縁膜を平坦化することができるので、配線層間
等の凹部を隙間無く埋めることができる。
とせず、リン含有絶縁膜を熱的に流動化させることによ
り層間絶縁膜を平坦化することができるので、配線層間
等の凹部を隙間無く埋めることができる。
【００８６】また、酸化性ガスを適量加えているので、
成膜レートをある程度維持することができる。 （リン含有絶縁膜の膜質等の調査結果）上記実施の形態
の成膜方法により形成されたＰＳＧ膜１４について、フ
ーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）によるリン含有絶縁
膜中の成分分析、リン含有絶縁膜中のリンの減少率、リ
ン含有絶縁膜の収縮率、及び電子顕微鏡による成膜形状
について調査した。調査対象のＰＳＧ膜１４は第３の実
施の形態に示すアニールが行われた後のものである。
成膜レートをある程度維持することができる。 （リン含有絶縁膜の膜質等の調査結果）上記実施の形態
の成膜方法により形成されたＰＳＧ膜１４について、フ
ーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）によるリン含有絶縁
膜中の成分分析、リン含有絶縁膜中のリンの減少率、リ
ン含有絶縁膜の収縮率、及び電子顕微鏡による成膜形状
について調査した。調査対象のＰＳＧ膜１４は第３の実
施の形態に示すアニールが行われた後のものである。
【００８７】以下、これらの調査結果について図７乃至
図１２を参照して説明する。
図１２を参照して説明する。
【００８８】図７（ａ），（ｂ）はＦＴＩＲによる成分
分析結果を示すグラフである。図７（ａ）は成膜直後
（as depo ）の分析結果であり、図７（ｂ）はアニール
後の分析結果であり、ともに、Ｏ2 流量（sccm）をパラ
メータとしている。また、両方のグラフとも、縦軸は任
意単位で表した吸収強度を示し、横軸は線形目盛りで表
した波数（ｃｍ-1）を示す。
分析結果を示すグラフである。図７（ａ）は成膜直後
（as depo ）の分析結果であり、図７（ｂ）はアニール
後の分析結果であり、ともに、Ｏ2 流量（sccm）をパラ
メータとしている。また、両方のグラフとも、縦軸は任
意単位で表した吸収強度を示し、横軸は線形目盛りで表
した波数（ｃｍ-1）を示す。
【００８９】調査に用いた試料の成膜条件及びアニール
条件は以下のとおりである。なお、括弧内のＮ2 又はＡ
ｒはキャリアガスを示し、その前の数字はいずれかのキ
ャリアガスを用いた場合の条件である。 成膜条件 基板温度：１７０℃ チャンバ内ガス圧力：３Torr（Ｎ2 ） ８Torr（Ａｒ） SiOP-11(b)バブリングガス流量：４００sccm（Ｎ2 ） ６２７sccm（Ａｒ） （SiOP-11(b)ソース温度：４５℃（２１Torr）） HMDSO バブリングガス流量：２５０sccm（Ｎ2 ） ３１３sccm（Ａｒ） （HMDSO ソース温度：１０℃（２６Torr）） 希釈ガス流量：１１０sccm（Ｎ2 ） ０sccm（Ａｒ） 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：０，２，５，１０sccm ＲＦ電力：１５０Ｗ 周波数：１３．５６MHz 上下電極間距離：２５ｍｍ アニール条件 第１ 雰囲気ガス：Ｎ2 処理温度：６５０℃ 時間：１５分 第２ 雰囲気ガス：Ｏ2 処理温度：６５０℃ 時間：１５分 ＦＴＩＲによる成分分析結果によれば、成膜直後では全
ての試料についてＣＨ 3 ，Ｓｉ−ＣＨ3 ，及びＳｉ−Ｏ
Ｈの吸収が確認できる。そして、酸素の添加量が増える
に従ってこれらの吸収が消失していく。一方、アニール
後では、全ての試料についてＣＨ3 ，Ｓｉ−ＣＨ3 の吸
収が消失している。Ｓｉ−ＯＨの吸収については酸素の
添加量が０，２，５sccmの試料で確認できるが、大きな
違いはなく、成膜直後よりも大幅に減少している。一
方、酸素の添加量が１０sccmの場合Ｓｉ−ＯＨの吸収が
消失している。
条件は以下のとおりである。なお、括弧内のＮ2 又はＡ
ｒはキャリアガスを示し、その前の数字はいずれかのキ
ャリアガスを用いた場合の条件である。 成膜条件 基板温度：１７０℃ チャンバ内ガス圧力：３Torr（Ｎ2 ） ８Torr（Ａｒ） SiOP-11(b)バブリングガス流量：４００sccm（Ｎ2 ） ６２７sccm（Ａｒ） （SiOP-11(b)ソース温度：４５℃（２１Torr）） HMDSO バブリングガス流量：２５０sccm（Ｎ2 ） ３１３sccm（Ａｒ） （HMDSO ソース温度：１０℃（２６Torr）） 希釈ガス流量：１１０sccm（Ｎ2 ） ０sccm（Ａｒ） 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：０，２，５，１０sccm ＲＦ電力：１５０Ｗ 周波数：１３．５６MHz 上下電極間距離：２５ｍｍ アニール条件 第１ 雰囲気ガス：Ｎ2 処理温度：６５０℃ 時間：１５分 第２ 雰囲気ガス：Ｏ2 処理温度：６５０℃ 時間：１５分 ＦＴＩＲによる成分分析結果によれば、成膜直後では全
ての試料についてＣＨ 3 ，Ｓｉ−ＣＨ3 ，及びＳｉ−Ｏ
Ｈの吸収が確認できる。そして、酸素の添加量が増える
に従ってこれらの吸収が消失していく。一方、アニール
後では、全ての試料についてＣＨ3 ，Ｓｉ−ＣＨ3 の吸
収が消失している。Ｓｉ−ＯＨの吸収については酸素の
添加量が０，２，５sccmの試料で確認できるが、大きな
違いはなく、成膜直後よりも大幅に減少している。一
方、酸素の添加量が１０sccmの場合Ｓｉ−ＯＨの吸収が
消失している。
【００９０】また、アニール後では、酸素の添加量が
０，２，５sccmの試料ではともにリンと酸素の二重結合
Ｐ＝Ｏ（Ｐ2 Ｏ5 ）の吸収が確認できず、酸素の添加量
が１０sccmの場合にＰ＝Ｏ（Ｐ2 Ｏ5 ）の吸収が確認で
きる。
０，２，５sccmの試料ではともにリンと酸素の二重結合
Ｐ＝Ｏ（Ｐ2 Ｏ5 ）の吸収が確認できず、酸素の添加量
が１０sccmの場合にＰ＝Ｏ（Ｐ2 Ｏ5 ）の吸収が確認で
きる。
【００９１】ところで、ＦＴＩＲではＰ2 Ｏ3 の吸収は
もともと検出できず、Ｐ2 Ｏ5 の吸収のみ検出可能であ
るところ、上記調査結果を検討してみると、アニール後
に酸素の添加量が０，２，５sccmと少ない場合、Ｐ2 Ｏ
5 の吸収が確認できなかった理由は、Ｐ2 Ｏ3 からＰ2
Ｏ5 への変換量が少ないため検出にかからなかったもの
と考えられる。実際にはアニールによってＰ2 Ｏ3 から
Ｐ2 Ｏ5 への変換は進んでいる。一方、酸素の添加量が
１０sccmの場合はアニールによるＰ2 Ｏ3 からＰ2 Ｏ5
への変換量が多く、Ｐ（Ｐ2 Ｏ5 ）濃度が７％台と高い
ために、Ｐ2 Ｏ 5 の吸収が観察できたものと考えられ
る。
もともと検出できず、Ｐ2 Ｏ5 の吸収のみ検出可能であ
るところ、上記調査結果を検討してみると、アニール後
に酸素の添加量が０，２，５sccmと少ない場合、Ｐ2 Ｏ
5 の吸収が確認できなかった理由は、Ｐ2 Ｏ3 からＰ2
Ｏ5 への変換量が少ないため検出にかからなかったもの
と考えられる。実際にはアニールによってＰ2 Ｏ3 から
Ｐ2 Ｏ5 への変換は進んでいる。一方、酸素の添加量が
１０sccmの場合はアニールによるＰ2 Ｏ3 からＰ2 Ｏ5
への変換量が多く、Ｐ（Ｐ2 Ｏ5 ）濃度が７％台と高い
ために、Ｐ2 Ｏ 5 の吸収が観察できたものと考えられ
る。
【００９２】以上のように、成膜ガス中の酸素の添加量
を増やしていくと、形成膜中のＣやＨ等の不純物量は減
少していくので好ましいが、同時にＰ2 Ｏ3 からＰ2 Ｏ
5への変換も進み、平坦化の場合の流動化温度も上が
り、形成膜の固化も早く起こるようになる。
を増やしていくと、形成膜中のＣやＨ等の不純物量は減
少していくので好ましいが、同時にＰ2 Ｏ3 からＰ2 Ｏ
5への変換も進み、平坦化の場合の流動化温度も上が
り、形成膜の固化も早く起こるようになる。
【００９３】このため、形成膜中の不純物量を実用上問
題のない範囲で許容し、できるだけ低い流動化温度が得
られるように、成膜ガス中の酸素添加量を調整すること
が必要である。そして、形成膜中の不純物は成膜・平坦
化の工程の後にアニールにより減らすことが好ましい。
題のない範囲で許容し、できるだけ低い流動化温度が得
られるように、成膜ガス中の酸素添加量を調整すること
が必要である。そして、形成膜中の不純物は成膜・平坦
化の工程の後にアニールにより減らすことが好ましい。
【００９４】図８はＯ2 流量に対するリン含有絶縁膜中
のリンの減少率の依存性を示すグラフである。図８の縦
軸は線形目盛りで表したリンの減少率（％）を示し、横
軸は線形目盛りで表したＯ2 流量（sccm）を示す。
のリンの減少率の依存性を示すグラフである。図８の縦
軸は線形目盛りで表したリンの減少率（％）を示し、横
軸は線形目盛りで表したＯ2 流量（sccm）を示す。
【００９５】調査に用いた試料の成膜条件は以下のとお
りである。 基板温度：２５０℃ チャンバ内ガス圧力：３Torr SiOP-11(b)バブリングガス（Ｎ2 ）流量：４００sccm SiOP-11(b)収納容器温度：４５℃（２１Torr） HMDSO バブリングガス（Ｎ2 ）流量：２５０sccm HMDSO収納容器温度：１０℃（２６Torr） 希釈ガス（Ｎ2 ）流量：１１０sccm 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：０,２,５,１０sccm ＲＦ電力：１５０Ｗ 周波数：１３．５６MHz 上下電極間距離：２５ｍｍ 図８に示す結果によれば、酸素添加量が増えるにしたが
ってリンの減少率は低下する。
りである。 基板温度：２５０℃ チャンバ内ガス圧力：３Torr SiOP-11(b)バブリングガス（Ｎ2 ）流量：４００sccm SiOP-11(b)収納容器温度：４５℃（２１Torr） HMDSO バブリングガス（Ｎ2 ）流量：２５０sccm HMDSO収納容器温度：１０℃（２６Torr） 希釈ガス（Ｎ2 ）流量：１１０sccm 酸化性ガス（Ｏ2 ）流量：０,２,５,１０sccm ＲＦ電力：１５０Ｗ 周波数：１３．５６MHz 上下電極間距離：２５ｍｍ 図８に示す結果によれば、酸素添加量が増えるにしたが
ってリンの減少率は低下する。
【００９６】図９はＯ2 流量に対するリン含有絶縁膜の
収縮率の依存性を示すグラフである。図９の縦軸は線形
目盛りで表したリン含有絶縁膜の収縮率（％）を示し、
横軸は線形目盛りで表したＯ2 流量（sccm）を示す。
収縮率の依存性を示すグラフである。図９の縦軸は線形
目盛りで表したリン含有絶縁膜の収縮率（％）を示し、
横軸は線形目盛りで表したＯ2 流量（sccm）を示す。
【００９７】調査に用いた試料の成膜条件は図８の場合
と同じ条件である。
と同じ条件である。
【００９８】図９に示す結果によれば、酸素添加量が増
えるにしたがって、収縮率は小さくなる。
えるにしたがって、収縮率は小さくなる。
【００９９】以上の図８及び図９の調査結果に示すとこ
ろから、酸素添加量が増えるにしたがってリンの減少率
が低下し、収縮率が小さくなる理由は、酸素添加量が増
えるに従い、成膜直後の分解が進んでいること、さら
に、酸素の添加により成膜直後におけるＰがIII 価から
Ｖ 価に変換されたためだと考えられる。
ろから、酸素添加量が増えるにしたがってリンの減少率
が低下し、収縮率が小さくなる理由は、酸素添加量が増
えるに従い、成膜直後の分解が進んでいること、さら
に、酸素の添加により成膜直後におけるＰがIII 価から
Ｖ 価に変換されたためだと考えられる。
【０１００】図１０〜図１２は、酸化性ガスとしての酸
素添加の有無について、成膜直後とアニール後の被堆積
基板１０１の断面を電子顕微鏡により比較観察した写真
である。
素添加の有無について、成膜直後とアニール後の被堆積
基板１０１の断面を電子顕微鏡により比較観察した写真
である。
【０１０１】成膜前の被堆積基板１０１は、図１０〜図
１２の（ａ）の方が、図１３（ａ）に示すように、下地
の熱酸化膜５１上に堆積した膜厚約０．５μｍのドープ
ドポリシリコン膜５２ａをパターニングし、その表面に
膜厚約０．１μｍの熱酸化膜５３ａを形成して段差部を
作成した部分であり、図１０〜図１２の（ｂ）の方が、
図１３（ｂ）に示すように、下地の熱酸化膜５１上に堆
積した膜厚約０．４μｍのドープドポリシリコン膜をパ
ターニングして、間隔約０．３５μｍで並ぶ複数の幅約
０．４μｍの帯状層５２ｂを形成し、その表面に膜厚約
０．１μｍの熱酸化膜５３ｂを形成した部分である。
１２の（ａ）の方が、図１３（ａ）に示すように、下地
の熱酸化膜５１上に堆積した膜厚約０．５μｍのドープ
ドポリシリコン膜５２ａをパターニングし、その表面に
膜厚約０．１μｍの熱酸化膜５３ａを形成して段差部を
作成した部分であり、図１０〜図１２の（ｂ）の方が、
図１３（ｂ）に示すように、下地の熱酸化膜５１上に堆
積した膜厚約０．４μｍのドープドポリシリコン膜をパ
ターニングして、間隔約０．３５μｍで並ぶ複数の幅約
０．４μｍの帯状層５２ｂを形成し、その表面に膜厚約
０．１μｍの熱酸化膜５３ｂを形成した部分である。
【０１０２】図１０（ａ），（ｂ）の調査に用いた試料
の成膜条件は図８の調査に用いた試料の成膜条件と同じ
とした。但し、酸化性ガスとしてＯ2 を流量２sccmで加
えた。また、図１１（ａ），（ｂ）の調査に用いた試料
の成膜条件は図１０（ａ），（ｂ）の調査に用いた試料
の成膜条件と同じとした。但し、Ｏ2 を添加しなかっ
た。ともにアニール条件は図７（ａ），（ｂ）の調査に
用いた試料のアニール条件と同じとした。
の成膜条件は図８の調査に用いた試料の成膜条件と同じ
とした。但し、酸化性ガスとしてＯ2 を流量２sccmで加
えた。また、図１１（ａ），（ｂ）の調査に用いた試料
の成膜条件は図１０（ａ），（ｂ）の調査に用いた試料
の成膜条件と同じとした。但し、Ｏ2 を添加しなかっ
た。ともにアニール条件は図７（ａ），（ｂ）の調査に
用いた試料のアニール条件と同じとした。
【０１０３】また、図１２（ａ），（ｂ）の調査に用い
た試料の成膜条件は図７（ａ），（ｂ）の調査に用いた
試料の成膜条件と同じとした。この場合、キャリアガス
としてＡｒを用い、酸化性ガスとしてＯ2 を流量２sccm
で加えた。また、アニール条件は雰囲気ガスをＮ2 と
し、基板温度を６５０℃とし、処理時間を５分間とし
た。
た試料の成膜条件は図７（ａ），（ｂ）の調査に用いた
試料の成膜条件と同じとした。この場合、キャリアガス
としてＡｒを用い、酸化性ガスとしてＯ2 を流量２sccm
で加えた。また、アニール条件は雰囲気ガスをＮ2 と
し、基板温度を６５０℃とし、処理時間を５分間とし
た。
【０１０４】図１０〜図１２の結果によれば、酸素を添
加したものは、図１０（ｂ）に示すように、極微細部
（０．１２μｍ）において、成膜直後ではボイドができ
るもののアニール後は埋まっていることが分かる。一
方、極微細部（０．１２μｍ）において、酸素添加して
いないものについては、図１１（ｂ）に示すように、ア
ニール後も成膜直後のボイドが埋まらずに残ってしまっ
ている。
加したものは、図１０（ｂ）に示すように、極微細部
（０．１２μｍ）において、成膜直後ではボイドができ
るもののアニール後は埋まっていることが分かる。一
方、極微細部（０．１２μｍ）において、酸素添加して
いないものについては、図１１（ｂ）に示すように、ア
ニール後も成膜直後のボイドが埋まらずに残ってしまっ
ている。
【０１０５】また、キャリアガスとしてＮ2 の代わりに
Ａｒを用いた図１２の場合、酸素添加無しでは図示して
いないがフロー形状が得られなかった。一方、酸素を２
sccm添加したものについて電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、フロー形状が得られ、図１２（ｂ）に示すように、
間隔約０．１５μｍ、深さ０．４〜０．５μｍの帯状層
間の凹部は完全に埋められていた。なお、極微細部につ
いては確認していない。
Ａｒを用いた図１２の場合、酸素添加無しでは図示して
いないがフロー形状が得られなかった。一方、酸素を２
sccm添加したものについて電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、フロー形状が得られ、図１２（ｂ）に示すように、
間隔約０．１５μｍ、深さ０．４〜０．５μｍの帯状層
間の凹部は完全に埋められていた。なお、極微細部につ
いては確認していない。
【０１０６】以上の結果より、酸素添加は量が多すぎる
とＶ価のＰの形成により抜けが悪くなってしまうが、少
量添加することにより成膜直後のフロー性が高められ、
埋め込み性が向上すると考えられる。酸素添加量は、流
量で１５sccm以下、好ましくは１０sccm以下の範囲から
選択するとよい。以上、実施の形態によりこの発明を詳
細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に限
られるものではなく、上記実施の形態に対して設計変更
程度の変更はこの発明の範囲に含まれる。
とＶ価のＰの形成により抜けが悪くなってしまうが、少
量添加することにより成膜直後のフロー性が高められ、
埋め込み性が向上すると考えられる。酸素添加量は、流
量で１５sccm以下、好ましくは１０sccm以下の範囲から
選択するとよい。以上、実施の形態によりこの発明を詳
細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に限
られるものではなく、上記実施の形態に対して設計変更
程度の変更はこの発明の範囲に含まれる。
【０１０７】例えば、第３の実施の形態でアニール温度
を６５０℃としているが、これに限られるものではな
く、６５０℃以下の温度、好ましくは５００℃以下でも
可能である。
を６５０℃としているが、これに限られるものではな
く、６５０℃以下の温度、好ましくは５００℃以下でも
可能である。
【０１０８】また、シリコン含有化合物としてＨＭＤＳ
Ｏを用いているが、一つ以下の酸素を含有する他のシリ
コン含有化合物を用いることが可能である。
Ｏを用いているが、一つ以下の酸素を含有する他のシリ
コン含有化合物を用いることが可能である。
【０１０９】さらに、キャリアガスとしてＮ2 又はＡｒ
を用いているが、Ｈｅを用いてもよい。
を用いているが、Ｈｅを用いてもよい。
【０１１０】また、酸化性ガスとしてＯ2 を用いている
が、他の酸化性ガス、例えばＣＯ，ＣＯ2 ，ＮＯ，Ｎ2
Ｏ，ＮＯ2 を用いてもよいし、酸化性ガスを加えなくて
もよい。
が、他の酸化性ガス、例えばＣＯ，ＣＯ2 ，ＮＯ，Ｎ2
Ｏ，ＮＯ2 を用いてもよいし、酸化性ガスを加えなくて
もよい。
【０１１１】さらに、ＰＥＣＶＤ法を実施する成膜装置
として、平行平板型のＰＥＣＶＤ装置を用いているが、
これに限られるものでない。ＥＣＲ（Electron Cyclotr
on Resonance）型のその他のＰＥＣＶＤ装置を用いるこ
とができる。
として、平行平板型のＰＥＣＶＤ装置を用いているが、
これに限られるものでない。ＥＣＲ（Electron Cyclotr
on Resonance）型のその他のＰＥＣＶＤ装置を用いるこ
とができる。
【０１１２】また、プラズマ化のためのＲＦ電力の周波
数は１３．５６ＭＨｚに限られるものではないが、３８
０ｋＨｚ乃至２．４５ＧＨｚの範囲の周波数のＲＦ電力
を用いることができる。
数は１３．５６ＭＨｚに限られるものではないが、３８
０ｋＨｚ乃至２．４５ＧＨｚの範囲の周波数のＲＦ電力
を用いることができる。
【０１１３】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、III
価のリンを含むリン含有化合物と、一以下の酸素を有す
るシリコン含有化合物との混合ガスに、少量の酸化性ガ
スを加え、又は酸化性ガスを添加しないでリン含有絶縁
膜を形成している。
価のリンを含むリン含有化合物と、一以下の酸素を有す
るシリコン含有化合物との混合ガスに、少量の酸化性ガ
スを加え、又は酸化性ガスを添加しないでリン含有絶縁
膜を形成している。
【０１１４】従って、酸素不足の状態でリン含有絶縁膜
を形成することができるので、P2O3の濃度が高いリン含
有絶縁膜を形成し、流動化温度を５００℃以下に大幅に
低下させることができる。また、酸化性ガスを少量加え
ることにより成膜レートを維持することができる。
を形成することができるので、P2O3の濃度が高いリン含
有絶縁膜を形成し、流動化温度を５００℃以下に大幅に
低下させることができる。また、酸化性ガスを少量加え
ることにより成膜レートを維持することができる。
【０１１５】更に、リン含有絶縁膜を熱的に流動化させ
ることにより層間絶縁膜を平坦化することができるの
で、配線層間等の凹部を隙間無く埋めることができる。
ることにより層間絶縁膜を平坦化することができるの
で、配線層間等の凹部を隙間無く埋めることができる。
【図１】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施の
形態に係るP2O3を含むＰＳＧ膜の成膜方法について示す
断面図である。
形態に係るP2O3を含むＰＳＧ膜の成膜方法について示す
断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の
形態に係るP2O3を含むＰＳＧ膜の他の成膜方法について
示す断面図である。
形態に係るP2O3を含むＰＳＧ膜の他の成膜方法について
示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る成膜方法に
用いられる成膜装置の構成を示す側面図である。
用いられる成膜装置の構成を示す側面図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施の
形態に係るＢＰＳＧ膜の成膜方法について示す断面図で
ある。
形態に係るＢＰＳＧ膜の成膜方法について示す断面図で
ある。
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態に係る成膜
方法について示す断面図である。
方法について示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る成膜方法に
より形成されたリン含有絶縁膜の成膜レートとＲＦ電力
との相関について示すグラフである。
より形成されたリン含有絶縁膜の成膜レートとＲＦ電力
との相関について示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は、本発明の実施の形態に係る成膜
方法により形成された成膜直後のＰＳＧ膜中の成分分析
結果を示すグラフである。図７（ｂ）は同じくアニール
後のＰＳＧ膜中の成分分析結果を示すグラフである。
方法により形成された成膜直後のＰＳＧ膜中の成分分析
結果を示すグラフである。図７（ｂ）は同じくアニール
後のＰＳＧ膜中の成分分析結果を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係るＰＳＧ膜の
成膜方法において、ＰＳＧ膜中のリンの減少率と成膜ガ
ス中のＯ2 添加量との相関について示すグラフである。
成膜方法において、ＰＳＧ膜中のリンの減少率と成膜ガ
ス中のＯ2 添加量との相関について示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係るＰＳＧ膜の
成膜方法において、ＰＳＧ膜の収縮率と成膜ガス中のＯ
2 添加量との相関について示すグラフである。
成膜方法において、ＰＳＧ膜の収縮率と成膜ガス中のＯ
2 添加量との相関について示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形
態に係る、Ｎ2 キャリアガスを用い、酸化性ガスを添加
した成膜ガスを用いて被堆積基板上に形成されたＰＳＧ
膜の断面写真である。
態に係る、Ｎ2 キャリアガスを用い、酸化性ガスを添加
した成膜ガスを用いて被堆積基板上に形成されたＰＳＧ
膜の断面写真である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形
態に係る、Ｎ2 キャリアガスを用い、酸化性ガスを添加
しない成膜ガスを用いて被堆積基板上に形成されたＰＳ
Ｇ膜の断面写真である。
態に係る、Ｎ2 キャリアガスを用い、酸化性ガスを添加
しない成膜ガスを用いて被堆積基板上に形成されたＰＳ
Ｇ膜の断面写真である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形
態に係る、Ａｒキャリアガスを用い、酸化性ガスを添加
した成膜ガスを用いて被堆積基板上に形成されたＰＳＧ
膜の断面写真である。
態に係る、Ａｒキャリアガスを用い、酸化性ガスを添加
した成膜ガスを用いて被堆積基板上に形成されたＰＳＧ
膜の断面写真である。
【図１３】図１３（ａ），（ｂ）は、図１０〜図１２の
調査に用いられた成膜前の被堆積基板の断面図である。
調査に用いられた成膜前の被堆積基板の断面図である。
【図１４】図１４（ａ），（ｂ）は、従来例に係る加熱
による平坦化を含む層間絶縁膜の形成方法について示す
断面図である。
による平坦化を含む層間絶縁膜の形成方法について示す
断面図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は、従来例に係る、エ
ッチバックによる平坦化を含む層間絶縁膜の形成方法に
ついて示す断面図である。
ッチバックによる平坦化を含む層間絶縁膜の形成方法に
ついて示す断面図である。
【図１６】図１６（ａ），（ｂ）は、従来例に係るＣＭ
Ｐ法を用いた研磨による平坦化を含む層間絶縁膜の形成
方法について示す断面図である。
Ｐ法を用いた研磨による平坦化を含む層間絶縁膜の形成
方法について示す断面図である。
１１ シリコン基板（半導体基板）、 １２ 下地絶縁膜、 １３ａ，１３ｂ 配線層、 １４，１５，１５ａ ＰＳＧ膜（リン含有絶縁膜）、 １７ ＢＰＳＧ膜（リン含有絶縁膜）、 １０１ 被堆積基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−135203（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−333858（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−153696（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−320338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−14367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−34470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−118386（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−124977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−2638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−108235（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−22475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−21783（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−21785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−18278（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−255792（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−237833（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/316 H01L 21/31
Claims (11)
- 【請求項１】 流量３００sccm以上、８００sccm以下に
調整された、III 価のリンを有し、かつSi-O-P構造を有
するリン含有化合物と、流量２００sccm以上、６００sc
cm以下に調整された、ヘキサメチルジシロキサン（(C
H3)3SiOSi(CH3)3 ）とを含む混合ガスに酸化性ガスを添
加しない成膜ガスをプラズマ化により活性化して反応さ
せ、或いは前記混合ガスに前記酸化性ガスとして流量１
５sccm以下に調整された酸素（Ｏ2 ）を添加した成膜ガ
スをプラズマ化により活性化して反応させ、被堆積基板
を温度１５０℃以上、２５０℃以下に加熱した状態で該
被堆積基板上にP2O3を含むリン含有絶縁膜を形成するこ
とを特徴とする成膜方法。 - 【請求項２】 III 価のリンを有し、かつSi-O-P構造を
有するリン含有化合物は、 【化１】 または、 【化２】 のうちいずれかの構造式を有するものであることを特徴
とする請求項１記載の成膜方法。 - 【請求項３】 前記成膜中の被堆積基板を温度４００℃
以下に加熱することを特徴とする請求項１又は２記載の
成膜方法。 - 【請求項４】 前記P2O3を含むリン含有絶縁膜を形成し
た後、さらに、酸素を含む雰囲気中で前記リン含有絶縁
膜を加熱し、前記リン含有絶縁膜中のP2O3をP2O5に変換
することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の成膜方法。 - 【請求項５】 前記P2O3を含むリン含有絶縁膜を形成し
た後、さらに、前記リン含有絶縁膜を加熱し、流動化さ
せて平坦化することを特徴とする請求項１乃至請求項４
のいずれかに記載の成膜方法。 - 【請求項６】 前記リン含有絶縁膜を加熱する温度は７
００℃以下であることを特徴とする請求項５記載の成膜
方法。 - 【請求項７】 前記リン含有絶縁膜を加熱する温度は５
００℃以下であることを特徴とする請求項５に記載の成
膜方法。 - 【請求項８】 前記リン含有絶縁膜を加熱し、流動化さ
せて平坦化した後、さらに、酸素を含む雰囲気中で前記
リン含有絶縁膜を加熱し、前記リン含有絶縁膜中のP2O3
をP2O5に変換することを特徴とする請求項５乃至請求項
７のいずれか一に記載の成膜方法。 - 【請求項９】 前記リン含有絶縁膜は、リンシリケート
グラス膜（ＰＳＧ膜）又はボロンリンシリケートグラス
膜（ＢＰＳＧ膜）であることを特徴とする請求項１乃至
８のいずれか一に記載の成膜方法。 - 【請求項１０】 絶縁膜上に配線層を形成する工程と、
請求項１乃至９のいずれか一に記載の成膜方法により、
前記絶縁膜上の配線層を被覆して前記リン含有絶縁膜を
形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１１】 前記配線層の材料はアルミニウム、ア
ルミニウム合金、銅、高融点金属又は多結晶シリコンの
うちいずれか一であることを特徴とする請求項１０に記
載の半導体装置の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34540498A JP3251554B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 成膜方法及び半導体装置の製造方法 |
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| TW088112529A TW413850B (en) | 1998-12-04 | 1999-07-23 | Method for forming thin films and manufacturing method of semiconductor device |
| EP99114234A EP1006569A3 (en) | 1998-12-04 | 1999-07-27 | Deposition of an insulating film |
| KR1019990031795A KR100339820B1 (ko) | 1998-12-04 | 1999-08-03 | 성막방법 및 반도체장치의 제조방법 |
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|---|---|---|---|
| JP34540498A JP3251554B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 成膜方法及び半導体装置の製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34540498A Expired - Fee Related JP3251554B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 成膜方法及び半導体装置の製造方法 |
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| KR (1) | KR100339820B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4606552B2 (ja) * | 2000-06-27 | 2011-01-05 | 富士通株式会社 | 半導体装置 |
| US20020182342A1 (en) * | 2001-04-13 | 2002-12-05 | Luc Ouellet | Optical quality silica films |
| TW564499B (en) * | 2002-05-20 | 2003-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | Method for manufacturing a semiconductor device |
| US7145182B2 (en) * | 2003-09-12 | 2006-12-05 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Integrated emitter devices having beam divergence reducing encapsulation layer |
| DE102004032761A1 (de) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung komplex strukturierter Leitbahnebenen mit Kontaktflächen auf elektronischen Bauelementen |
| EP2953155A1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-09 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Usage of Si-O-Si based molecules for depositing an amorphous silicon oxide layer on a substrate |
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| JPH06120207A (ja) * | 1992-10-07 | 1994-04-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 絶縁膜の形成方法 |
| US5409743A (en) * | 1993-05-14 | 1995-04-25 | International Business Machines Corporation | PECVD process for forming BPSG with low flow temperature |
| JPH0817173B2 (ja) * | 1993-11-10 | 1996-02-21 | キヤノン販売株式会社 | 成膜方法 |
| JP2899600B2 (ja) * | 1994-01-25 | 1999-06-02 | キヤノン販売 株式会社 | 成膜方法 |
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| US5895259A (en) * | 1996-05-15 | 1999-04-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Polysilicon diffusion doping method employing a deposited doped oxide layer with a highly uniform thickness |
| JP2983476B2 (ja) * | 1996-10-30 | 1999-11-29 | キヤノン販売株式会社 | 成膜方法及び半導体装置の製造方法 |
| US6013584A (en) * | 1997-02-19 | 2000-01-11 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for forming HDP-CVD PSG film used for advanced pre-metal dielectric layer applications |
| JP4050804B2 (ja) * | 1997-04-30 | 2008-02-20 | 株式会社Ａｄｅｋａ | リン珪酸ガラス膜の形成法 |
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