JPH05283541A - 層間絶縁膜の形成方法 - Google Patents
層間絶縁膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH05283541A JPH05283541A JP4078092A JP7809292A JPH05283541A JP H05283541 A JPH05283541 A JP H05283541A JP 4078092 A JP4078092 A JP 4078092A JP 7809292 A JP7809292 A JP 7809292A JP H05283541 A JPH05283541 A JP H05283541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction
- insulating film
- film
- reaction vessel
- wall
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応容器内壁への膜付着を防止する溶液成長
法による層間絶縁膜の形成方法を得る。 【構成】 反応容器２１内にＯ−キシレン（沸点１４５
℃）を入れ、ヒータ２９で１４５℃に保持し、水分除去
を行ない、次に、トリメチルメトキシシラン等の有機金
属アルコキシドを添加し１４６℃で還流することで反応
容器内壁表面の水酸基と反応させ疎水化処理が完成す
る。次にウエハ２７上に層間絶縁膜を成長させる。容器
内壁の膜付着が防止されるため、層間絶縁膜の成膜速度
が安定化し、良好な膜質となる。
法による層間絶縁膜の形成方法を得る。 【構成】 反応容器２１内にＯ−キシレン（沸点１４５
℃）を入れ、ヒータ２９で１４５℃に保持し、水分除去
を行ない、次に、トリメチルメトキシシラン等の有機金
属アルコキシドを添加し１４６℃で還流することで反応
容器内壁表面の水酸基と反応させ疎水化処理が完成す
る。次にウエハ２７上に層間絶縁膜を成長させる。容器
内壁の膜付着が防止されるため、層間絶縁膜の成膜速度
が安定化し、良好な膜質となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造分
野に適応される層間絶縁膜の形成方法に関し、特に所謂
溶液成長法により形成される平坦化絶縁膜の形成を良好
に行う方法に関する。
野に適応される層間絶縁膜の形成方法に関し、特に所謂
溶液成長法により形成される平坦化絶縁膜の形成を良好
に行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デバイスの高密度化に伴って配線
技術は、微細化、多層化の方向に進んでいる。
技術は、微細化、多層化の方向に進んでいる。
【０００３】反面、このように高集積化が進むことによ
り信頼性を低下させる結果となっている。これは、配線
の微細化と多層化の進展によって層間絶縁膜の段差は、
大きく、且つ急峻となり、その上に形成される配線の加
工精度、信頼性を低下させるためである。このため、Ａ
ｌ配線の段差被覆性の大幅な改善ができない現在層間平
坦化膜の平坦性を向上させる必要がある。
り信頼性を低下させる結果となっている。これは、配線
の微細化と多層化の進展によって層間絶縁膜の段差は、
大きく、且つ急峻となり、その上に形成される配線の加
工精度、信頼性を低下させるためである。このため、Ａ
ｌ配線の段差被覆性の大幅な改善ができない現在層間平
坦化膜の平坦性を向上させる必要がある。
【０００４】従来、この種の絶縁膜の形成技術及び平坦
化技術としては、例えば有機シラン系ガスを用いてＣＶ
Ｄを行なう方法，膜形成と同時にスパッタエッチを行い
角をとるバイアススパッタやバイアスＥＣＲ ＣＶＤ技
術，ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ＯｎＧｌａｓｓ）等を塗布する
平坦化技術，熱処理により膜を軟化させる平坦化技術，
エッチバック法等が各種知られている。
化技術としては、例えば有機シラン系ガスを用いてＣＶ
Ｄを行なう方法，膜形成と同時にスパッタエッチを行い
角をとるバイアススパッタやバイアスＥＣＲ ＣＶＤ技
術，ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ＯｎＧｌａｓｓ）等を塗布する
平坦化技術，熱処理により膜を軟化させる平坦化技術，
エッチバック法等が各種知られている。
【０００５】しかし、微細化，多層化した配線層に適用
した場合配線間隔が広い場所での平坦化の不足や配線間
隔における層間膜での鬆の発生により配線間における接
続不良等が重大な問題になっている。
した場合配線間隔が広い場所での平坦化の不足や配線間
隔における層間膜での鬆の発生により配線間における接
続不良等が重大な問題になっている。
【０００６】そこで、この問題を改善する手段としてＡ
ｌ配線間に選択的に絶縁膜を形成することにより高アス
ペクト比のＡｌ配線層上を平坦化する技術（特願平２−
３００４４７号に係る発明）が提案されている。かかる
選択成長の手段としては、Ａｌ配線上にマスクを形成し
た後、有機金属アルコキシドを非水溶媒中で反応させ層
間絶縁膜を形成するものである（溶液成長法）。
ｌ配線間に選択的に絶縁膜を形成することにより高アス
ペクト比のＡｌ配線層上を平坦化する技術（特願平２−
３００４４７号に係る発明）が提案されている。かかる
選択成長の手段としては、Ａｌ配線上にマスクを形成し
た後、有機金属アルコキシドを非水溶媒中で反応させ層
間絶縁膜を形成するものである（溶液成長法）。
【０００７】また、この種の溶液成長法の改良技術とし
て特願平３−２５４００３号に係る技術が知られてい
る。
て特願平３−２５４００３号に係る技術が知られてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような溶
液成長法はプロセスの低温化が可能なことや装置の簡便
性の点から有効な層間平坦化方法として注目されている
が、基本的に反応機構が表面水酸基との脱水縮合反応を
利用しているため、ウエハ表面以外にも反応容器を構成
する金属及び石英表面に反応生成物が堆積するため、パ
ーティクルの発生や成膜速度の変動が発生し、安定な層
間絶縁膜が形成できなかった。
液成長法はプロセスの低温化が可能なことや装置の簡便
性の点から有効な層間平坦化方法として注目されている
が、基本的に反応機構が表面水酸基との脱水縮合反応を
利用しているため、ウエハ表面以外にも反応容器を構成
する金属及び石英表面に反応生成物が堆積するため、パ
ーティクルの発生や成膜速度の変動が発生し、安定な層
間絶縁膜が形成できなかった。
【０００９】更に、構成材料によってはフッ素樹脂コー
ティング等による疎水処理が考えられるが、ピンホール
等が発生することや材料によっては、コーティング自体
が困難なことからその使用が制限される。
ティング等による疎水処理が考えられるが、ピンホール
等が発生することや材料によっては、コーティング自体
が困難なことからその使用が制限される。
【００１０】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、長時間の溶液反応処理に
耐えられる、反応生成物の容器への付着防止処理を備
え、成膜制御性の良好な層間絶縁膜の形成方法を得んと
するものである。
して創案されたものであって、長時間の溶液反応処理に
耐えられる、反応生成物の容器への付着防止処理を備
え、成膜制御性の良好な層間絶縁膜の形成方法を得んと
するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は溶液反応
方法による絶縁膜形成工程において溶液反応による絶縁
膜の形成に先立って反応容器内に絶縁膜の付着を防止す
る目的で表面水酸基を置換する化合物例えば、少なくと
も１つ以上のアルキル基又はフッ素を含むアルキル基を
含有する有機金属アルコキシドを用いて処理を行なうこ
とを特徴とするものである。
方法による絶縁膜形成工程において溶液反応による絶縁
膜の形成に先立って反応容器内に絶縁膜の付着を防止す
る目的で表面水酸基を置換する化合物例えば、少なくと
も１つ以上のアルキル基又はフッ素を含むアルキル基を
含有する有機金属アルコキシドを用いて処理を行なうこ
とを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】本願の発明にかかる表面処理方法は、反応容器
内壁表面の水酸基を例えばトリメチルメトキシシランを
溶液反応性により表面にアルキル基を固定する。従っ
て、表面水酸基をアルキル基に置換することにより溶液
反応時に反応容器内壁への有機金属アルコキシドの付着
を防止しパーティクル発生の抑制及び安定な層間平坦化
絶縁層を形成することができる。
内壁表面の水酸基を例えばトリメチルメトキシシランを
溶液反応性により表面にアルキル基を固定する。従っ
て、表面水酸基をアルキル基に置換することにより溶液
反応時に反応容器内壁への有機金属アルコキシドの付着
を防止しパーティクル発生の抑制及び安定な層間平坦化
絶縁層を形成することができる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の具体的な実施例について説明
する。ここで実際の表面処理プロセスの説明に先立ち、
まず本発明を実施するために使用した溶液反応装置の構
成例及び処理方法について図１を参照しながら説明す
る。
する。ここで実際の表面処理プロセスの説明に先立ち、
まず本発明を実施するために使用した溶液反応装置の構
成例及び処理方法について図１を参照しながら説明す
る。
【００１４】尚ここでは、上記溶液反応装置として枚様
式の反応処理装置を取り上げるがウエハ載置の構成使用
方法については、特に限定されるものではない。
式の反応処理装置を取り上げるがウエハ載置の構成使用
方法については、特に限定されるものではない。
【００１５】反応容器２１の一方の側壁部に必要な処理
剤を矢印Ｂ１の方向から導入するための導入管２２及び
溶媒を矢印Ｂ２方向から導入するための導入管２３が設
けられている。更に他方の側壁部には溶液反応処理時に
表面吸着水及び副反応物等を分離するトラップ２４及び
溶媒の還流を可能にする為に冷却配管２５が埋設され装
置外部に配置されたチラー２６等の冷却設備から冷媒を
導入して図中矢印Ｃ１方向に循環されている。石英で成
る反応容器２１内部には被処理基板であるウエハ２７を
載置する載置台２８が収容されている反応容器内には溶
液を加熱する為のヒータ２９が埋設されている。
剤を矢印Ｂ１の方向から導入するための導入管２２及び
溶媒を矢印Ｂ２方向から導入するための導入管２３が設
けられている。更に他方の側壁部には溶液反応処理時に
表面吸着水及び副反応物等を分離するトラップ２４及び
溶媒の還流を可能にする為に冷却配管２５が埋設され装
置外部に配置されたチラー２６等の冷却設備から冷媒を
導入して図中矢印Ｃ１方向に循環されている。石英で成
る反応容器２１内部には被処理基板であるウエハ２７を
載置する載置台２８が収容されている反応容器内には溶
液を加熱する為のヒータ２９が埋設されている。
【００１６】更に、トラップ２４には反応容器内の圧力
を制御可能なように排気装置３０が接続されている。次
にこのような構成の反応容器を用いた表面処理方法につ
いて実際のプロセス例について説明する。
を制御可能なように排気装置３０が接続されている。次
にこのような構成の反応容器を用いた表面処理方法につ
いて実際のプロセス例について説明する。
【００１７】（実施例１）本実施例は、本発明をＡｌ配
線層間を平坦化したプロセスに適用した場合である。
線層間を平坦化したプロセスに適用した場合である。
【００１８】まずはじめに、層間平坦化絶縁膜の形成に
先立って反応容器内に絶縁膜の付着を防止する目的で表
面水酸基を疎水性を有する官能基との置換を以下のよう
に行なう。
先立って反応容器内に絶縁膜の付着を防止する目的で表
面水酸基を疎水性を有する官能基との置換を以下のよう
に行なう。
【００１９】反応容器２１内に疎水性の溶媒例えばオル
トキシレン（Ｏ−ｘｙｌｅｎｅ 沸点 １４５℃）を反
応容器内に導入する。このとき、ヒータ２９により溶媒
の温度を沸点である１４５℃に保持する。このとき反応
容器２１内の側壁に吸着した水分は添加した溶媒ととも
に蒸発し、前述の冷却配管２５で液化する。このときオ
ルトキシレンと相溶しない吸着水は比重差によりトラッ
プ２４に分離される。この状態で吸着水が完全に脱離す
るまで１時間程度還流する。表面吸着水が残留している
場合には、次の疎水表面形成時に添加するトリメチルメ
トキシシラン等の有機金属アルコキシドが溶媒中で反応
するためパーティクルが発生したり、疎水処理効果が不
充分であるなどの弊害が発生してしまう。
トキシレン（Ｏ−ｘｙｌｅｎｅ 沸点 １４５℃）を反
応容器内に導入する。このとき、ヒータ２９により溶媒
の温度を沸点である１４５℃に保持する。このとき反応
容器２１内の側壁に吸着した水分は添加した溶媒ととも
に蒸発し、前述の冷却配管２５で液化する。このときオ
ルトキシレンと相溶しない吸着水は比重差によりトラッ
プ２４に分離される。この状態で吸着水が完全に脱離す
るまで１時間程度還流する。表面吸着水が残留している
場合には、次の疎水表面形成時に添加するトリメチルメ
トキシシラン等の有機金属アルコキシドが溶媒中で反応
するためパーティクルが発生したり、疎水処理効果が不
充分であるなどの弊害が発生してしまう。
【００２０】次にトラップ２４にある吸着水をドレイン
より除去した後、３つのアルキル基（メチル基）を含有
する有機金属アルコキシドであるトリメチルメトキシシ
ランを添加し１４６℃で還流することにより反応容器内
壁表面の水酸基と反応させることにより疎水化処理を行
ない表面処理が完成する。
より除去した後、３つのアルキル基（メチル基）を含有
する有機金属アルコキシドであるトリメチルメトキシシ
ランを添加し１４６℃で還流することにより反応容器内
壁表面の水酸基と反応させることにより疎水化処理を行
ない表面処理が完成する。
【００２１】その後従来と同様にテトラエトキシシラン
をオルトキシレン溶液中に添加しその溶液中にてウエハ
を還流処理することにより層間平坦化絶縁膜の形成が完
了する。
をオルトキシレン溶液中に添加しその溶液中にてウエハ
を還流処理することにより層間平坦化絶縁膜の形成が完
了する。
【００２２】溶媒反応を用いた表面処理方法に用いてい
る溶媒としては疎水溶媒でしかも反応生成物のアルコー
ル（メタノール）及び表面吸着水より沸点が高い溶媒を
選択すればよい。例えば、オルトキシレンの他にはシク
ロオクタン等が考えられる。
る溶媒としては疎水溶媒でしかも反応生成物のアルコー
ル（メタノール）及び表面吸着水より沸点が高い溶媒を
選択すればよい。例えば、オルトキシレンの他にはシク
ロオクタン等が考えられる。
【００２３】また、層間膜絶縁の形成にはトリメチルメ
トキシシランを用いたが表面の疎水効果が期待できる官
能基を有する有機金属アルコキシドであれば適宜変更可
能である。官能基のアルキル基を分子量の大きい「かさ
高」のアルキル基を用いた場合には、アルキル基の立体
障害の為に表面の水酸基と反応する表面処理剤分子数が
制限されてしまう為にその効果が低下する。その為アル
キル基の分子構造については、その表面水酸基量を考慮
して決定する必要がある。
トキシシランを用いたが表面の疎水効果が期待できる官
能基を有する有機金属アルコキシドであれば適宜変更可
能である。官能基のアルキル基を分子量の大きい「かさ
高」のアルキル基を用いた場合には、アルキル基の立体
障害の為に表面の水酸基と反応する表面処理剤分子数が
制限されてしまう為にその効果が低下する。その為アル
キル基の分子構造については、その表面水酸基量を考慮
して決定する必要がある。
【００２４】（実施例２）本実施例は、表面処理方法に
おいて反応副生応物の除去を効果的に行なうために疎水
化処理工程において圧力を低下させることを特徴とする
ものである。高沸点の溶媒を用いても低温で還流するこ
とができ、吸着水との沸点温度差を大きくすることがで
き、効果的な疎水化表面処理が可能となる。
おいて反応副生応物の除去を効果的に行なうために疎水
化処理工程において圧力を低下させることを特徴とする
ものである。高沸点の溶媒を用いても低温で還流するこ
とができ、吸着水との沸点温度差を大きくすることがで
き、効果的な疎水化表面処理が可能となる。
【００２５】反応容器２１内に疎水性溶媒例えばシクロ
オクタノンを反応容器内に導入する。反応容器２１内の
圧力を３９９０［Ｐａ］（３０［ｔｏｒｒ］）に保持す
ることにより溶媒の沸点を下させる。この時ヒータ２９
により溶媒の温度を沸点である７０℃に保持する。反応
容器２１内壁に吸着した水分は添加した溶媒と共に蒸発
し前述の冷却器２５で液化する。
オクタノンを反応容器内に導入する。反応容器２１内の
圧力を３９９０［Ｐａ］（３０［ｔｏｒｒ］）に保持す
ることにより溶媒の沸点を下させる。この時ヒータ２９
により溶媒の温度を沸点である７０℃に保持する。反応
容器２１内壁に吸着した水分は添加した溶媒と共に蒸発
し前述の冷却器２５で液化する。
【００２６】シクロオクタノンと相溶しない吸着水は比
重差によりトラップ２４に分離される。この状態で吸着
水が完全に脱離するまで１時間程度還流を行なう。次に
トラップ２４にある吸着水をドレインより除去した後、
少なくとも１つ以上の、フッ素を含むアルキル基を含有
する有機金属アルコキシドであるトリフロロメチルメト
キシシランを添加し３９９０［Ｐａ］（３０［ｔｏｒ
ｒ］）に保持した後７０℃で還流することにより反応容
器２１表面の水酸基と反応させることにより表面処理を
行ない表面処理が完成する。その後上記実施例１と同様
にテトラエトキシシランをオルトキシレン溶液中に添加
しその溶液内にてウエハを還流処理することにより層間
平坦化絶縁膜の形成が完了する。
重差によりトラップ２４に分離される。この状態で吸着
水が完全に脱離するまで１時間程度還流を行なう。次に
トラップ２４にある吸着水をドレインより除去した後、
少なくとも１つ以上の、フッ素を含むアルキル基を含有
する有機金属アルコキシドであるトリフロロメチルメト
キシシランを添加し３９９０［Ｐａ］（３０［ｔｏｒ
ｒ］）に保持した後７０℃で還流することにより反応容
器２１表面の水酸基と反応させることにより表面処理を
行ない表面処理が完成する。その後上記実施例１と同様
にテトラエトキシシランをオルトキシレン溶液中に添加
しその溶液内にてウエハを還流処理することにより層間
平坦化絶縁膜の形成が完了する。
【００２７】以上、実施例１，２について説明したが、
本発明は、これらに限定されるものではなく、構成の要
旨に付随する各種の変更が可能であり、各種の有機金属
アルコキシドの適用が可能である。
本発明は、これらに限定されるものではなく、構成の要
旨に付随する各種の変更が可能であり、各種の有機金属
アルコキシドの適用が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、反容容器内壁表面への膜付着が防止でき、層
間絶縁膜の成膜速度の安定化を達成し、良好な層間絶縁
膜が形成される効果がある。
によれば、反容容器内壁表面への膜付着が防止でき、層
間絶縁膜の成膜速度の安定化を達成し、良好な層間絶縁
膜が形成される効果がある。
【図１】本発明の実施例に用いた溶液反応処理装置の概
略図。
略図。
２１…反応容器
Claims (2)
- 【請求項１】 反応容器内に被成長基板を配置し、前記
反応容器内で有機シリコン系化合物の縮合反応により前
記被成長基板上に絶縁膜を成長させる層間絶縁膜の形成
方法において、 前記絶縁膜を成長させる工程の前に、前記反応容器内壁
表面を、少なくとも１つ以上のアルキル基を含有する有
機金属アルコキシドを用いて疎水化処理することを特徴
とする層間絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】 反応容器内に被成長基板を配置し、前記
反応容器内で有機シリコン系化合物の縮合反応により前
記被成長基板上に絶縁膜を成長させる層間絶縁膜の形成
方法において、 前記絶縁膜を成長させる工程の前に、前記反応容器内壁
表面を、少なくとも１つ以上の、フッ素を含むアルキル
基を含有する有機金属アルコキシドを用いて疎水化処理
することを特徴とする層間絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4078092A JPH05283541A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4078092A JPH05283541A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283541A true JPH05283541A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13652221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4078092A Pending JPH05283541A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283541A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021034417A (ja) * | 2019-08-16 | 2021-03-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置及び成膜方法 |
-
1992
- 1992-04-01 JP JP4078092A patent/JPH05283541A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021034417A (ja) * | 2019-08-16 | 2021-03-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置及び成膜方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5426076A (en) | Dielectric deposition and cleaning process for improved gap filling and device planarization | |
| CN105453227B (zh) | 半导体薄膜制造中的变频微波（vfm）工艺及应用 | |
| US5525550A (en) | Process for forming thin films by plasma CVD for use in the production of semiconductor devices | |
| KR20190129146A (ko) | 고 종횡비 구조들에서의 갭충전을 위한 방법들 | |
| US6770575B2 (en) | Method for improving thermal stability of fluorinated amorphous carbon low dielectric constant materials | |
| US6136729A (en) | Method for improving semiconductor dielectrics | |
| JPH05283541A (ja) | 層間絶縁膜の形成方法 | |
| JP3384487B2 (ja) | 絶縁膜の形成方法および多層配線 | |
| JP3136784B2 (ja) | 絶縁膜の形成方法 | |
| JP3173178B2 (ja) | 平坦化絶縁膜の形成方法 | |
| US6197703B1 (en) | Apparatus and method for manufacturing semiconductors using low dielectric constant materials | |
| JP3161131B2 (ja) | 絶縁膜の形成方法及び半導体装置の製造方法 | |
| JPH05291177A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH05140747A (ja) | 膜形成装置およびこの装置を用いた膜形成方法 | |
| JPH0547720A (ja) | 自然酸化膜の除去方法 | |
| US20240105499A1 (en) | Molecular layer deposition carbon masks for direct selective deposition of silicon-containing materials | |
| JP2883333B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3303375B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP2908200B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2000068264A (ja) | 多孔質絶縁膜の表面処理方法およびこれを用いた電子装置の製造方法 | |
| JPH02262336A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JP2969680B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH07176613A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| RU1389603C (ru) | Способ создани металлизации интегральных схем | |
| JPH07111968B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |