本发明专利技术提供的半导体装置的制造方法包括：将含有苯基和硅、并且不含不可避免的杂质以外的氮的有机硅烷气体活化而得到等离子体，并且在将基板的温度设定为２００℃以下的状态下，将上述基板暴露在上述等离子体中，在上述基板上形成含有苯基和硅的薄膜的工序（ａ）；和其后，对上述基板施加能量，使水分从上述薄膜脱离，得到低介电常数膜的工序（ｂ）。根据该半导体装置的制造方法，能够得到在对含有有机物的硅氧化物类的低介电常数膜进行蚀刻处理或灰化处理等的等离子体处理时，由于有机物脱离而受到的损害小的低介电常数膜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在基板上形成等离子体耐性优异的低介电常数膜的技术。
技术介绍
随着半导体设备的高集成化，配线的微细化逐步发展。因此，以 抑制配线延迟为目的，追求层间绝缘膜的低介电常数化。 一直以来用作层间绝缘膜的SiO2膜的介电常数为4.0左右，不能说足够低。因此， 对各种低介电常数膜进行研究，作为其中之一，已知介电常数为3.2 左右的SiCOH膜。如图13所示，SiCOH膜为在SiOj莫中作为有机成分主要混入有 CH3基的构造。例如以具有甲基的硅烷类的气体作为原料形成SiCOH 膜。因为SiCOH膜混入有有机成分，所以SiCOH膜的膜密度减小。 因此，SiCOH膜的介电常数降低。为了在层间绝缘膜形成配线用的埋入槽或连接孔，对层间绝缘膜 进行利用等离子体的蚀刻，其后，进行光致抗蚀剂掩模的灰化。但是， 由于该SiCOH膜的膜密度小，容易由于等离子体而受到损害。并且， 如果SiCOH膜被暴露于等离子体中，则存在有机物从SiCOH膜中脱 离的问题。在这样的SiCOH膜中，为了进一步实现低介电常数化，需要例如 进一步增加有机物的含量。但是，当进一步增加有机物的含量时， SiCOH膜的等离子体耐性变得更低，SiCOH膜更加容易由于等离子体 而受到损害。另外，当在SiCOH膜中含有大量的有机成分时，SiCOH 膜的膜强度降低。这样一来，在该SiCOH膜中，低介电常数化与等离 子体耐性或者机械强度为权衡(trade-off)关系。因此，需求介电常数 低、并且等离子体耐性和机械强度优异的层间绝缘膜。日本专利公报特开2000-269208 (特别是段落0022 段落0023) 中，公开有如下技术以双-二甲基氨基二苯基硅烷为原料气体，利用 热CVD法在低温下形成含有苯基的有机二氧化硅膜，其后从膜中除去 该苯基。根据该技术，苯基存在的部位空洞化并多孔化，由此能够得 到介电常数低的多孔膜。但是，由于原料气体中含有氮，所以在膜中 残存氮的情况下，介电常数升高。即，利用该日本专利公报特开 2000-269208中公开的技术，不能得到介电常数低、并且等离子体耐性 和机械强度优异的层间绝缘膜。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的现状而完成的。即，本专利技术的目的在于提供 一种形成等离子体耐性和机械强度优异的低介电常数膜的技术、和具 备等离子体耐性和机械强度优异的低介电常数膜的平导体装置。本专利技术的半导体装置的制造方法的特征在于，包括将含有苯基 和硅、并且不含不可避免的杂质以外的氮的有机硅垸气体活化而得到等离子体，并且在将基板的温度设定在20(TC以下的状态下，将上述基 板暴露在上述等离子体中，在上述基板上形成含有苯基和硅的薄膜的工序(a);和其后，对上述基板施加能量，使水分从上述薄膜脱离，得到低介电常数膜的工序(b)。在本专利技术的半导体装置的制造方法中，上述形成薄膜的工序(a) 包括将有机硅烷气体和氧气的混合气体活化的工序。另外，在本专利技术的半导体装置的制造方法中，上述使水分从薄膜 脱离、得到低介电常数膜的工序(b)包括选自以下工序中的一个以上 的工序将上述基板的温度加热至高于20(TC的温度的工序、向上述基 板的表面照射紫外线的工序、和将上述基板的表面暴露在使氢气活化 而得到的等离子体中的工序。进一步，在本专利技术的半导体装置的制造方法中，上述低介电常数 膜的介电常数可以为3.2以下。本专利技术的半导体装置的特征在于，具备利用上述任一种半导体装 置的制造方法得到的低介电常数膜。6本专利技术的半导体制造装置的特征在于，具备等离子体CVD装置和后处理装置，其中，等离子体CVD装置包括用于收容基板的处理容器；向上述处理容器内供给含有苯基和硅、并且不含不可避免的杂质以外的氮的有机硅烷气体的供给机构；在上述处理容器内，将上述有 机硅烷气体活化，生成等离子体的活化机构；和用于调节上述处理装 置内的处理温度的调节机构，该等离子体CVD装置构成为，在上述处 理容器中，将基板的温度保持在200。C以下，同时将上述基板暴露在上 述等离子体中，在上述基板上形成薄膜，上述后处理装置具有能量赋 予机构，该能量赋予机构对利用上述等离子体CVD装置形成有薄膜的 基板施加能量，该后处理装置构成为，对上述薄膜施加能量，形成使 水分从上述薄膜脱离而得到的低介电常数膜。在本专利技术的半导体制造装置中，上述等离子体CVD装置还具有向 上述处理容器内供给氧气的供给机构，上述活化机构构成为，在上述 处理容器内，将上述氧气与上述有机硅烷气体一起活化。另外，在本专利技术的半导体制造装置中，上述后处理装置包括选自 以下装置中的一个以上的装置将上述基板的温度加热至高于200'C的 温度的装置、向上述基板的表面照射紫外线的装置、和将上述基板的 表面暴露在使氢气活化而得到的等离子体中的装置。并且，本专利技术的半导体制造装置可以进一步具备位于上述等离子 体CVD装置和上述后处理装置之间的真空搬送模块。并且，在本专利技术的半导体制造装置中，上述等离子体CVD装置和 后处理装置可以构成为单一的装置。本专利技术的记录介质，其记录有通过控制半导体制造装置的控制装 置执行的程序，其特征在于，通过由上述控制装置执行上述程序，在 半导体制造装置中实施包括下述工序(a)和工序(b)的半导体装置 的制造方法，工序(a):将含有苯基和硅、并且不含不可避免的杂质 以外的氮的有机硅垸气体活化而得到等离子体，并且在将基板的温度 设定在20(TC以下的状态下，将上述基板暴露在上述等离子体中，在上 述基板上形成含有苯基和硅的薄膜；工序(b):其后，对上述基板施 加能量，使水分从上述薄膜脱离，得到低介电常数膜。根据本专利技术，能够得到等离子体耐性和机械强度大的低介电常数膜。附图说明图1A是用于对本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法 进行说明的纵截面图。图IB是用于对本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法 进行说明的纵截面图。图1C是用于对本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法 进行说明的纵截面图。图ID是用于对本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法 进行说明的纵截面图。图IE是用于对本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法 进行说明的纵截面图。图IF是用于对本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法 进行说明的纵截面图。图2A是表示由图1的制造方法形成得到的层间绝缘膜的构造的 一个例子的示意图。图2B是表示由图1的制造方法形成得到的层间绝缘膜的构造的 一个例子的示意图。图2C是表示由图1的制造方法形成得到的层间绝缘膜的构造的 一个例子的示意图。图3是表示通过图1的制造方法，形成有2段电路层的基板的纵 截面图。图4是表示形成层间绝缘膜的装置的一个例子的纵截面图。 图5是表示进行后处理工序的装置的一个例子的纵截面图。 图6是示意性地表示包括进行成膜的装置和进行后处理工序的装 置的基板处理装置的一个例子的平面图。图7是表示进行后处理工序的装置的另一个例子的纵截面图。 图8是表示进行后处理工序的装置的又一个例子的纵截面图。 图9是表示实验结果的特性图。图io是表示实验结果的特性图。图11是表示实验结果的特性图。图12是表示实验结果的特性图。图13是与图2A至图2C对应的图，是表示现有的层间绝缘膜的 构造的一个例子的示意图。具体实施例方式主要参照图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括： 将含有苯基和硅、并且不含不可避免的杂质以外的氮的有机硅烷气体活化而得到等离子体，并且在将基板的温度设定在２００℃以下的状态下，将所述基板暴露在所述等离子体中，在所述基板上形成含有苯基和硅的 薄膜的工序（ａ）；和 其后，对所述基板施加能量，使水分从所述薄膜脱离，得到低介电常数膜的工序（ｂ）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：加藤良裕，柏木勇作，松本贵士，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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