專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法，更詳細(xì)地說涉及具有低介電常數(shù)絕緣膜的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體裝置的微細(xì)化、高速化，布線結(jié)構(gòu)多層化技術(shù)不斷發(fā)展。但是，伴隨這樣的微細(xì)化、高速化以及多層化的發(fā)展，出現(xiàn)了由于布線電阻以及布線間和布線層間的寄生電容的增大而導(dǎo)致信號延遲的問題。由于信號延遲T與布線電阻R和寄生電容C的積成正比，所以為了降低信號延遲T，就需要降低布線層的電阻并且降低寄生電容。
為了降低布線電阻R，可以使用較低電阻的布線材料。具體而言，可舉出從以往的鋁(Al)布線轉(zhuǎn)向銅(Cu)布線等。
另一方面，布線層間的寄生電容C與設(shè)在布線層間的層間絕緣膜的相對介電常數(shù)ε、布線層的間隔d以及布線層的側(cè)面積S之間具有如下關(guān)系C＝(ε·S)/d。因此，要降低寄生電容C，就需要實現(xiàn)層間絕緣膜的低介電常數(shù)化。因而，對相對介電常數(shù)比以往使用的SiO2膜(相對介電常數(shù)3.9)低的絕緣膜(以下稱為Low-k膜。)進行研究。特別是，有機硅氧烷類絕緣膜作為實現(xiàn)相對介電常數(shù)小于等于3.1的材料而倍受矚目。
對于有機硅氧烷類絕緣膜，除了可以通過化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition Method，以下稱作CVD法)成膜之外，還可以通過旋涂法成膜。但是不論是哪一種方法形成的絕緣膜，其結(jié)構(gòu)都是在Si-O-Si鍵構(gòu)成的主骨架上含有支鏈Si-R(R有機基)鍵。這里的R一般采用耐熱性優(yōu)良的CH3。另外，作為其它成分有時也含有Si-H鍵或Si-C-Si鍵等。此外，含C的未反應(yīng)物或反應(yīng)副生成物，也可以以雜質(zhì)形式殘留于絕緣膜中。
通過CVD法形成的絕緣膜以采用有機硅烷和氧化性氣體的為代表。另外，還有下述方法使用R2Si(OR’)2或者R4Si2O(OR’)2(其中R，R’為CH3等。)等的烷氧基硅烷和惰性氣體，使原料氣體在反應(yīng)室內(nèi)長時間滯留的條件下成膜(參照專利文獻1)。通過這些方法形成的有機硅氧烷類絕緣膜的硬度通常小于等于2Gpa。
另外，還有下述方法作為烷氧基硅烷采用RnSi(OR’)3-n(其中R為CH3，R’為CH3或C2H5，0.75≤n≤1.5。)，與惰性氣體混合，在反應(yīng)室內(nèi)滯留時間較短的條件下成膜(參照專利文獻2)。通過該方法可得到1≤(C/Si)≤2、硬度4.4Gpa的有機硅氧烷類絕緣膜。
另一方面，作為涂敷型的有機硅氧烷類絕緣膜，相對介電常數(shù)小于等于3，楊氏模量低于50Gpa(參照專利文獻3)。此時，為了避免在引線鍵合時對絕緣膜造成機械損傷，需要在上層層疊楊氏模量大于等于50GPa的保護膜。
但是，作為使用了Low-k膜的銅布線的形成方法，可以根據(jù)嵌入(Damascene)法。公知這是考慮到銅比鋁難以進行刻蝕速率的控制因而不對銅進行刻蝕地來形成布線的技術(shù)。
嵌入法具體而言是下面這樣的技術(shù)在Low-k膜上形成SiO2膜之后，通過以抗蝕劑圖形作為掩模的這些膜的干刻蝕從而形成開口部，在該開口部上經(jīng)由阻擋層金屬膜埋入銅層而形成銅布線層。銅層的埋入是在通過鍍金法以埋設(shè)于開口部中的方式形成銅層之后，通過化學(xué)機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing Method，以下稱為CMP法)，以僅在開口部內(nèi)保留銅層的方式來研磨表面而實現(xiàn)的。
專利文獻1特開2000-349083號公報專利文獻2特開2001-203200號公報專利文獻3特開2000-340569號公報在使用有機硅氧烷類絕緣膜作為Low-k膜的情況下，為了確保表面的平坦性，在所述CMP工序中，對整個SiO2膜以及一部分有機硅氧烷類絕緣膜進行研磨。然后，通過使用氨等還原性氣體的等離子體處理，在還原銅層表面的同時，清潔有機硅氧烷類絕緣膜的表面。隨后，在其上形成用于防止銅擴散的阻擋層絕緣膜。然而，在所述還原性等離子體處理工序中，由于有機硅氧烷類絕緣膜中的碳被還原，所以存在有機硅烷絕緣膜的表面形成變質(zhì)層的問題。
由于變質(zhì)層的電特性比原絕緣膜要差，所以當(dāng)形成變質(zhì)層時鄰接的布線間的絕緣特性就會降低。布線間的間隔越小，該問題就越嚴(yán)重。
對此有這樣的方法，即通過在有機硅氧烷類絕緣膜上沉積較厚(100nm左右)的SiO2膜，利用CMP法研磨結(jié)束后露出的面就不是有機硅氧烷類絕緣膜而是SiO2膜。由于SiO2膜中幾乎不含碳，所以通過該方法，即使進行還原性等離子體處理，也不會形成變質(zhì)層。然而，由于SiO2膜的相對介電常數(shù)較大，實際上布線間的寄生電容C不會降低。
另外，由于電特性的降低與變質(zhì)層的膜厚有關(guān)，所以變質(zhì)層的膜厚最好較薄。如果縮短還原性等離子體處理的時間，雖然可以減小變質(zhì)層的膜厚，但是會導(dǎo)致銅層表面還原以及絕緣膜表面的清潔度不充分，反而引起所不希望的可靠性降低。
另一方面，如果是不易形成變質(zhì)層的絕緣膜，就不需要在上層形成SiO2膜。例如，在使用上述RnSi(OR’)3-n形成的絕緣膜就不易形成變質(zhì)層。但是，在這種情況下，由于膜中的含碳量極高，無法確保轉(zhuǎn)印抗蝕劑圖形時的刻蝕選擇比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的。即，本發(fā)明旨在提供一種使用有機硅氧烷類絕緣膜且電特性優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置。
另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種制造使用有機硅氧烷類絕緣膜且電特性優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置的方法。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點通過下述記載就可變得清楚了。
本發(fā)明的第一方面是具備在半導(dǎo)體襯底上形成的多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置中，該多層布線結(jié)構(gòu)具有層間絕緣膜，該層間絕緣膜至少部分具備相對介電常數(shù)小于等于3.1且硬度大于等于2.7GPa的有機硅氧烷類絕緣膜，該有機硅氧烷類絕緣膜中碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比大于等于0.5小于等于1.0。在第1絕緣膜的上面，具有從第1絕緣膜中進行脫碳并且使碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比小于等于0.1的絕緣層。另外，在本說明書中，有時也將該絕緣層稱為變質(zhì)層。
此外，本發(fā)明的第二方面是在具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，具有以下工序在半導(dǎo)體襯底上形成的下層布線上形成第1絕緣膜；在該第1絕緣膜上形成第2絕緣膜；在該第2絕緣膜上形成第3絕緣膜；對第3絕緣膜、第2絕緣膜以及第1絕緣膜進行干刻蝕，形成直到下層布線的開口部；在開口部的內(nèi)面以及第3絕緣膜上形成阻擋層金屬膜；以埋入開口部的方式在阻擋層金屬膜上形成導(dǎo)電層；除開口部的內(nèi)部之外，對導(dǎo)電層、阻擋層金屬膜、第3絕緣膜以及第2絕緣膜的一部分通過化學(xué)機械研磨法除去，形成與下層布線電連接的上層布線；以及對露出的第2絕緣膜和導(dǎo)電層的表面進行還原性等離子體處理。而且，形成第2絕緣膜的工序具有如下特征使用通式RwSixOy(OR’)z(其中，R和R’為CH3，w、x、z為正整數(shù)，y是0或正整數(shù)，(w/x)＝2。)所表示的烷基烷氧基硅烷和非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于500Pa的壓力下成膜。
此外，本發(fā)明的第三方面是在具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，具有以下工序在半導(dǎo)體襯底上形成的下層布線上形成第1絕緣膜；在該第1絕緣膜上形成第2絕緣膜；在該第2絕緣膜上形成第3絕緣膜；對第3絕緣膜、第2絕緣膜以及第1絕緣膜進行干刻蝕，形成直到下層布線的開口部；在該開口部的內(nèi)面以及第3絕緣膜上形成阻擋層金屬膜；以埋入開口部的方式在阻擋層金屬膜上形成導(dǎo)電層；除開口部的內(nèi)部之外，對導(dǎo)電層、阻擋層金屬膜、第3絕緣膜以及第2絕緣膜的一部分通過化學(xué)機械研磨法除去，形成與下層布線電連接的上層布線；以及對露出的第2絕緣膜和導(dǎo)電層的表面進行還原性等離子體處理。而且，形成第2絕緣膜的工序具有如下特征以通式RwSixOy(OR’)z(其中，R和R’為CH3，w、x、z為正整數(shù)，y是0或正整數(shù)，(w/x)＝2。)所表示的烷基烷氧基硅烷和非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在大于等于650Pa的壓力下進行成膜直至達到規(guī)定膜厚，而后將壓力變?yōu)樾∮诘扔?00Pa進一步進行成膜。
本發(fā)明的第四方面是具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的制造方法，具有以下工序在半導(dǎo)體襯底上形成的下層布線上形成第1絕緣膜；在該第1絕緣膜上形成第2絕緣膜；在該第2絕緣膜上形成第3絕緣膜；在該第3絕緣膜上形成第4絕緣膜；對第4絕緣膜、第3絕緣膜、第2絕緣膜以及第1絕緣膜進行干刻蝕，形成直到下層布線的開口部；在該開口部的內(nèi)面以及第4絕緣膜上形成阻擋層金屬膜；以埋入開口部的方式在阻擋層金屬膜上形成導(dǎo)電層；除開口部的內(nèi)部之外，對導(dǎo)電層、阻擋層金屬膜、第4絕緣膜以及第3絕緣膜的一部分通過化學(xué)機械研磨法除去，形成與下層布線電連接的上層布線；以及對露出的第3絕緣膜和導(dǎo)電層的表面進行還原性等離子體處理。而且，形成第2絕緣膜的工序是形成相對介電常數(shù)比第3絕緣膜小的絕緣膜的工序，形成第3絕緣膜的工序具有如下特征使用通式RwSixOy(OR’)zz(其中，R和R’為CH3，w、x、z為正整數(shù)，y是0或正整數(shù)，(w/x)＝2。)所表示的烷基烷氧基硅烷和非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于500Pa的壓力下成膜。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，因為多層布線結(jié)構(gòu)具有層間絕緣膜，該層間絕緣膜至少部分具備相對介電常數(shù)小于等于3.1且硬度大于等于2.7GPa的絕緣膜，并且該絕緣膜包含硅、碳和氧，碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比大于等于0.5小于等于1.0，因此能夠使變質(zhì)層的膜質(zhì)致密而防止電特性的降低。此外，也能夠確保轉(zhuǎn)印抗蝕劑圖形時的刻蝕選擇比。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，因為使用通式RwSixOy(OR’)z所表示的烷基烷氧基硅烷以及非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于500Pa的壓力下形成第2絕緣膜，因此能夠使變質(zhì)層的膜質(zhì)致密而防止電特性的降低。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，由于形成第2絕緣膜的工序中，以通式RwSixOy(OR’)z所表示的烷基烷氧基硅烷以及非氧化性氣體作為原料氣體，使用等離子體CVD法在大于等于650Pa的壓力下成膜直至達到規(guī)定膜厚，而后將壓力變?yōu)樾∮诘扔?00Pa進一步進行成膜，因此能夠使變質(zhì)層的膜質(zhì)致密而防止電特性的降低并且可使寄生電容降低。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，形成第2絕緣膜的工序形成相對介電常數(shù)比第3絕緣膜小的絕緣膜的工序，形成第3絕緣膜的工序使用通式RwSixOy(OR’)z所表示的烷基烷氧基硅烷以及非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于500Pa的壓力條件下成膜，因此能夠使變質(zhì)層的膜質(zhì)致密而防止電特性的降低并且可使寄生電容降低。


圖1是表示對于本發(fā)明的有機硅氧烷類絕緣膜、在改變壓力時硬度與相對介電常數(shù)的關(guān)系的圖。
圖2是表示對于本發(fā)明的有機硅氧烷類絕緣膜、刻蝕時間與通過刻蝕除去的膜厚的關(guān)系的圖。
圖3是表示對于本發(fā)明的有機硅氧烷類絕緣膜、改變硬度時變質(zhì)層的膜厚與刻蝕速率的初速度的關(guān)系的圖。
圖4是表示在本發(fā)明中有機硅氧烷類絕緣膜的硬度與初始故障發(fā)生率的關(guān)系的圖。
圖5是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖6是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖7是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖8是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖9是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖10是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖11是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖12是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖13是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
圖14是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的說明圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，變質(zhì)層定義為下述這樣的層通過還原性等離子體處理從有機硅氧烷類絕緣膜中進行脫碳，使膜中的C原子數(shù)與Si原子數(shù)之比小于等于0.1。另外，在脫碳時，也可以將除碳之外的其他成分一起除去。
根據(jù)上述定義，變質(zhì)層的主要成分為Si和O。因此，與通過先在有機硅氧烷類絕緣膜上沉積較厚的SiO2膜、以CMP法完成研磨后使SiO2膜露出的方法所形成的結(jié)構(gòu)在外觀上類似。然而，本發(fā)明中的變質(zhì)層，與在有機硅氧烷類絕緣膜上沉積的SiO2膜具有顯著的不同。即，因為依賴于圖形密度且CMP的侵蝕量在數(shù)十nm左右的范圍內(nèi)變化，所以研磨結(jié)束后殘存的SiO2膜的膜厚也會隨之變化。因此，SiO2膜的膜厚的最大值與最小值的差大于等于平均值的50％。另一方面，變質(zhì)層的膜厚由等離子體處理的均勻程度決定，其最大值與最小值的差只不過是小于等于平均值的20％。
另外，本發(fā)明的變質(zhì)層，在提高粘接性的目的上，與通過氧等離子體處理或氦等離子體處理形成的變質(zhì)層不同。例如，在有機硅氧烷類絕緣膜的表面實施等離子體處理后形成SiO2膜的情況下，在該膜的界面形成等離子體處理的變質(zhì)層。然而，該變質(zhì)層在隨后的CMP工序中全部被研磨。因此，在最終結(jié)構(gòu)中沒有剩余這方面與本發(fā)明的變質(zhì)層有明確不同。
為了避免由于變質(zhì)層的形成導(dǎo)致電特性的降低，通過使變質(zhì)層致密，能夠有效提高其膜質(zhì)。然而，對于有機硅氧烷類絕緣膜，每單位體積中所含的Si-CH3鍵或者作為雜質(zhì)的反應(yīng)副生成物的量較大，通過還原性等離子體的作用使碳或氫脫離從而顯著降低了膜密度，因而不能獲得具有良好膜質(zhì)的變質(zhì)層。另外，在這種情況下，脫離后的膜密度越低則還原性等離子體越容易滲透內(nèi)部，因此，使變質(zhì)層的膜厚變厚，變質(zhì)層對電特性影響變大。
另一方面，Si-O-Si鍵不能通過還原性等離子體被分解。此外，Si-C-Si鍵通過還原性等離子體向Si-N-Si鍵或Si-O-Si鍵轉(zhuǎn)化，因而不會導(dǎo)致變質(zhì)層的密度顯著降低。因此，為使變質(zhì)層致密，也可以減少Si-CH3鍵或反應(yīng)生成物的量而增大Si-O-Si鍵或Si-C-Si鍵的量。但是，如果僅減少膜中的碳而增加Si-O-Si鍵，則變質(zhì)層變得致密，膜成為了接近SiO2膜的結(jié)構(gòu)。所以，相對介電常數(shù)變高，顯然無法收到作為Low-k膜的效果。
如上所述，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)確保實現(xiàn)低介電常數(shù)化所需程度的含碳量，同時減少Si-CH3鍵以及反應(yīng)副生成物的比例，增大Si-C-Si鍵的比例，這些都是很有效的，于是作出了本發(fā)明。
另外，包含在有機硅氧烷類絕緣膜中的Si-CH3、Si-C-Si以及Si-O-Si等各鍵，可以通過傅里葉變換法紅外吸收分光光度測定(以下稱為FTIR。)等方法確認(rèn)其存在。然而卻難以定量的分析這些鍵。
因此，在本發(fā)明中，以膜的硬度為指標(biāo)。當(dāng)膜的每單位體積中對鍵有貢獻的成分的含量提高時，則有機硅氧烷類絕緣膜的硬度就高。這里，對鍵有貢獻的成分是指Si-O-Si鍵和Si-C-Si鍵。另一方面，在鍵的終端的Si-CH3或所包含的作為雜質(zhì)的反應(yīng)副生成物不對鍵有貢獻，因而其含量增大時膜的硬度降低。在本發(fā)明中優(yōu)選硬度高而相對介電常數(shù)低的絕緣膜。
另外，本發(fā)明的有機硅氧烷類絕緣膜，碳原子數(shù)是硅原子數(shù)的大于等于0.5倍小于等于1.0倍(0.5≤(C/Si)≤1.0)。但是不希望由于碳過少而不能使相對介電常數(shù)小于等于3.1。另一方面，也不希望由于碳過多而無法確保轉(zhuǎn)印抗蝕劑圖形時的刻蝕選擇比。
本發(fā)明的有機硅氧烷類絕緣膜，使用由通式(1)表示的烷基烷氧基硅烷的蒸汽以及非氧化性氣體的混合氣體，通過等離子體CVD法形成。非氧化性氣體可以是He(氦)、Ar(氬)以及N2(氮)等惰性氣體。它們可以單獨使用，也可以混合使用。
RwSixOy(OR’)z…(1)在式(1)中，R和R’均為CH3。此外w、x、z分別為正整數(shù)，y是0(零)或正整數(shù)，(w/x)＝2。
具體而言，Si-OR’鍵彼此結(jié)合形成Si-O-Si鍵。另外Si-CH3鍵的一部分分解，分解部分彼此結(jié)合形成Si-C-Si鍵。
在形成有機硅氧烷類絕緣膜時使用非氧化性氣體，是為了在氧化性氣體的豐度化下使Si-CH3鍵和Si-C-Si鍵分解。然而，不使用氧化性氣體則容易在膜中殘留作為雜質(zhì)的由不需要的有機成分(R’)生成的反應(yīng)生成物。為了抑制這種情況，降低R’中C和H含量，并且優(yōu)選降低R’的數(shù)量。具體而言，設(shè)R’為CH3，并且優(yōu)選其個數(shù)相對于1個Si小于等于2個((z/x)≤2)。
作為例1，分別將(CH3)2Si(OCH3)2(二甲基二甲氧基硅烷)的氣體以流量200sccm、氦氣以流量100sccm分別供給到成膜裝置內(nèi)，在壓力350Pa～700Pa、襯底溫度375℃、RF功率1300W的條件下成膜。
使用FTIR研究所形成的膜中的鍵，能夠觀察到Si-O-Si鍵和Si-CH3鍵、以及Si-CH3鍵分解生成的Si-C-Si鍵。在這種情況下，成膜時的壓力越低，Si-CH3鍵就越少而Si-C-Si鍵就越多。
另外，使用盧瑟福后方散射(RBS)進行測定，膜中的碳與硅原子數(shù)之比(C/Si)，與條件無關(guān)而在0.84～0.86的范圍內(nèi)且大致恒定。
根據(jù)上述例1，形成了膜厚不同的兩種有機硅氧烷類絕緣膜。圖1表示了改變壓力時的硬度與相對介電常數(shù)的關(guān)系。如圖所示，硬度提高則相對介電常數(shù)增大。另外，壓力降低則具有相對介電常數(shù)和硬度提高的趨勢。具體而言，壓力在小于等于500Pa時則硬度達到大于等于2.7GPa，壓力在小于等于470Pa時硬度則達到大于等于3.0GPa。另一方面，壓力低則相對介電常數(shù)大，在350Pa-700Pa的范圍內(nèi)，相對介電常數(shù)均小于等于3.1。另外，相對介電常數(shù)的測定是對膜厚200nm的試料采用水銀探測法進行的。另外，硬度的測定是對膜厚600nm的試料采用納米壓痕法進行的。
作為例2，使用(CH3)4Si2O(OCH3)2和氦的混合氣體，與上例一樣地形成有機硅氧烷類絕緣膜。這種情況下，在壓力400Pa時得到相對介電常數(shù)2.7、硬度3.0GPa的膜。
另外，以Ar氣或N2氣替代He氣作為反應(yīng)氣體，與例1和例2同樣地成膜，所得膜的特性沒有明顯差別。
如上所述，在本發(fā)明中，使用絕緣膜作為層間絕緣膜，該絕緣膜含有硅、碳、氧，碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比大于等于0.5小于等于1.0且相對介電常數(shù)小于等于3.1、硬度大于等于2.7GPa。使用通式RwSixOy(OR’)z所表示的烷基烷氧基硅烷以及非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于500Pa的壓力下形成上述絕緣膜。其中，為了使變質(zhì)層的膜質(zhì)更加優(yōu)良，優(yōu)選使用相對介電常數(shù)小于等于3.1、硬度大于等于3.0GPa的絕緣膜作為層間絕緣膜。使用上述原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于470Pa的壓力下形成該絕緣膜。
上述專利文獻3中，公開了相對介電常數(shù)小于等于3而具有小于50GPa楊氏模量的有機SOG膜。然而，專利文獻3中，為了避免由于SOG膜的機械強度較低而產(chǎn)生裂紋，在SOG膜和電極焊盤之間設(shè)置具有大于等于50GPa楊氏模量的絕緣層。另一方面，本發(fā)明的特點在于，基于變質(zhì)層的膜質(zhì)與硬度的關(guān)系，通過對硬度、相對介電常數(shù)以及刻蝕選擇比進行比較研究，使用碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比大于等于0.5小于等于1.0且相對介電常數(shù)小于等于3.1、硬度大于等于2.7GPa的絕緣膜作為層間絕緣膜。因此，本發(fā)明與專利文獻3公開的發(fā)明具有顯著差別。另外，換言之，根據(jù)圖1的關(guān)系，在本發(fā)明中，使用硬度大于等于2.7GPa小于等于4.0GPa，優(yōu)選大于等于3.0GPa小于等于4.0GPa的絕緣膜作為層間絕緣膜。
下面，對于根據(jù)例1制成的膜厚100nm的有機硅氧烷類絕緣膜，使用平行平板型等離子體CVD裝置進行氨等離子體處理。另外，處理條件與通過CMP法在研磨后進行的還原性等離子體處理相同。
在上述等離子體處理進行30秒后，使用濃度0.5％的氟酸水溶液研究膜的刻蝕速率。圖2表示了刻蝕時間與通過刻蝕除去的膜厚的關(guān)系。如圖所示，隨著時間的經(jīng)過刻蝕速率呈下降趨勢。在除去膜厚達到B點、變質(zhì)層全部除去時，刻蝕速率降為零。刻蝕速率降為零通常所需的時間為2分鐘左右。另外，在刻蝕前后對膜進行FTIR頻譜進行測定，根據(jù)其差值得出除去的變質(zhì)層的頻譜，但是不能從膜中檢測出的Si-CH3等有機成分。
圖3表示了變質(zhì)層的膜厚(B)和刻蝕速率的初速度(B/A，其中A表示刻蝕時間。)對于膜的硬度的圖表。如圖所示，硬度越高則變質(zhì)層的膜厚越薄。另外，同時由于刻蝕速率低，所以變質(zhì)層的膜質(zhì)致密。
如圖所示，硬度3.6GPa下的刻蝕速率為9.2nm/分。這與通過等離子體CVD法形成SiO2膜的刻蝕速率(11nm/分)在同一程度上。另外，硬度大于等于2.7GPa則變質(zhì)層的膜厚小于等于14nm，硬度大于等于3.0GPa則變質(zhì)層的膜厚小于等于12nm。進而，研究變質(zhì)層膜厚的面內(nèi)均一性，其最大值與最小值之差在平均值的20％以內(nèi)。即，根據(jù)本發(fā)明，通過使用硬度大于等于2.7GPa的絕緣膜，所形成的變質(zhì)層的膜厚大致大于等于5nm小于等于15nm。
另外，圖2以及圖3的趨勢，對于在上述例2的條件下形成的膜也是同樣的。
接下來，在硅襯底上，以例1的條件形成膜厚500nm的有機硅氧烷類絕緣膜。接著，在其上形成膜厚30nm的SiO2膜之后，以抗蝕劑圖形作為掩模形成開口部。然后除去抗蝕劑圖形，沉積20nm由氮化鉭膜和鉭膜組成的阻擋層金屬膜，進而在其上形成銅層。然后，對整個SiO2膜以及有機硅氧烷類絕緣膜的一部分通過CMP法進行研磨，形成銅布線層。接著，對露出的有機硅氧烷類絕緣膜和銅層的表面進行氨等離子體處理，在其上形成作為阻擋層絕緣膜的SiCN膜。
將得到的襯底加熱到140℃，一邊在絕緣的相鄰布線間施加電場，一邊研究漏電流的經(jīng)時間變化。另外，此時相鄰布線間的距離為140nm。測定產(chǎn)生絕緣破壞的時間并進行統(tǒng)計分析，分為初始故障和真性故障兩種故障模式。這里，真性故障具有足夠的壽命，所以將初始故障判定為不良從而求得與硬度的關(guān)系。結(jié)果如圖4所示，硬度越大不良發(fā)生率越低。具體而言，硬度大于等于2.7GPa則成品率大于等于97％，達到實用水平是沒有問題的。另外，硬度大于等于3.0GPa則成品率達到100％，獲得更高的可靠性。
另外，圖4的趨勢，對于在上述例2的條件下形成的膜也是一樣的。
下面，參照圖5～圖15，說明本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的制造方法。另外，對于晶體管、擴散層和栓(plug)形成等通常的LSI制造工序省略說明，而就金屬布線的形成工序進行說明。
首先，準(zhǔn)備形成有下層布線1的半導(dǎo)體襯底(圖5)。作為半導(dǎo)體襯底，可以采用例如硅襯底。另外，簡便起見，圖中省略了下層布線1的結(jié)構(gòu)。
接著，在下層布線1上，順序形成第1絕緣膜2、第2絕緣膜3以及第3絕緣膜4(圖5)。這里，第1絕緣膜2是阻擋層絕緣膜，可以是例如SiN膜或SiCN膜等含N(氮)的絕緣膜。此外，第2絕緣膜3是本發(fā)明的有機硅氧烷類絕緣膜。進而，第3絕緣膜4可以是SiO2膜。
在形成第3絕緣膜4后，形成具有規(guī)定圖形的抗蝕膜5(圖6)。具體而言，在第3絕緣膜4的整個表面涂敷光致抗蝕劑(未圖示)，然后使用曝光光經(jīng)由具有規(guī)定圖形的掩模照射光致抗蝕劑。接著，通過用適當(dāng)?shù)娘@像液使光致抗蝕劑顯像，可以形成具有規(guī)定圖形的抗蝕膜5。
曝光光的種類，可以根據(jù)半導(dǎo)體裝置的設(shè)計規(guī)格適當(dāng)選取。例如，對于0.25μm～0.13μm的設(shè)計規(guī)格可以采用KrF(氟化氪)受激準(zhǔn)分子激光器(波長248nm)，對于90nm～65nm的設(shè)計規(guī)格可以采用ArF(氟化氬)受激準(zhǔn)分子激光器(波長193nm)，分別作為曝光裝置的光源。
下面，以抗蝕膜5作為掩模，對第3絕緣膜4和第2絕緣膜3進行第一干刻蝕。該第一干刻蝕在到達第1絕緣膜2時自動結(jié)束，形成直到第1絕緣膜2的開口部6(圖7)。
接下來，通過低壓氧等離子體除去抗蝕膜5，然后以第3絕緣膜4和第2絕緣膜3為掩模，對第1絕緣膜2進行第二干刻蝕。由此形成直到下層布線1的開口部7(圖8)。這里，開口部7可以是布線槽或者布線孔的任一個。
另外，通過低壓氧等離子體處理，在開口部7的內(nèi)面形成變質(zhì)層，該變質(zhì)層不同于作為本發(fā)明對象的“從有機硅氧烷類絕緣膜中進行脫碳并且使碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比小于等于0.1的絕緣層”。
接著，在開口部7的內(nèi)面形成阻擋層金屬膜，然后經(jīng)由阻擋層金屬膜在布線槽內(nèi)部埋入銅層從而形成銅布線。對該工序詳述如下。
首先，在開口部7的內(nèi)面和第3絕緣膜4上，作為阻擋層金屬膜8，形成由氮化鉭和鉭膜組成的層疊膜。阻擋層金屬膜8的膜厚例如可以是20nm左右。繼而，在阻擋層金屬膜8上，將作為導(dǎo)電層的銅層9以埋入開口部7的方式成膜。由此而得如圖9所示的結(jié)構(gòu)。
接著，采用CMP法，對銅層9和阻擋層金屬膜8進行研磨。此時，為了提高表面的平坦性，對整個第3絕緣膜4以及第2絕緣膜3的一部分進行研磨。由此，僅在開口部7的內(nèi)部殘留銅層9和阻擋層金屬膜8，從而形成與下層布線1電連接第一布線10。另外，研磨后的表面上露出了第2絕緣膜3(圖10)。
下面，進行使用氨的還原性等離子體處理，還原銅層9的表面，并且清潔了第2絕緣膜3的表面。由此，如圖12所示，第2絕緣膜3中的碳被還原而形成變質(zhì)層3’。變質(zhì)層3’的膜厚例如是12nm左右。另外，也可以用氫代替氨，或者同時使用氨和氫兩者。
通過上述工序，就可以形成使用了本發(fā)明有機硅氧烷類絕緣膜的布線層(圖11)。
下面，利用通路端方式雙單鑲嵌法，重復(fù)進行與圖5～圖11同樣的工序，從而形成與第一布線10電連接的第二布線11(圖12)。進而，重復(fù)同樣的工序形成多層布線結(jié)構(gòu)。
在圖12中，在第2絕緣膜3上，設(shè)有布線槽13以及與布線槽13對應(yīng)的通孔12。并且，在布線槽13和通孔12中填充銅層9而形成第二布線11。
在本實施方式中，也可以形成由硬度和相對介電常數(shù)不同的多層有機硅氧烷類絕緣膜組合而成的布線層。具體而言，使本發(fā)明的有機硅氧烷類絕緣膜的下層與該絕緣膜相接，也可以形成相對介電常數(shù)比該絕緣膜低的其他絕緣膜(以下簡稱為低介電常數(shù)絕緣膜)。
例如，在形成第2絕緣膜的工序中，用式(1)表示的烷基烷氧基硅烷以及非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在大于等于650Pa的壓力下成膜直至達到規(guī)定膜厚，然后改變壓力至小于等于500Pa進一步成膜。由此，在下層和上層成為這樣的絕緣膜含有硅、碳、氧，碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比大于等于0.5小于等于1.0，其中，下層絕緣膜的相對介電常數(shù)小于等于2.8、硬度小于等于1.8GPa，上層絕緣膜的相對介電常數(shù)小于等于3.1硬度大于等于2.7GPa(圖1)。在這種情況下，為了降低相鄰布線間的電容，優(yōu)選下層絕緣膜的相對介電常數(shù)小于等于2.6。
作為例3，在第一布線層上，以(CH3)4Si2O(OCH3)2為原料，將硬度3.0GPa的有機硅氧烷類絕緣膜形成為膜厚250nm。接著，在第二布線層上，將硬度0.9GPa的有機硅氧烷類絕緣膜形成為膜厚400nm，然后，將硬度3.0GPa的有機硅氧烷類絕緣膜形成為膜厚100nm。另外，原料氣體可以與第1絕緣膜相同。同樣地，第二布線層的上層布線層，也與第二布線層同樣形成。
該情形如圖13所示。圖13與圖12的不同點在于第二布線層11上的第2絕緣膜3是由第1有機硅氧烷類絕緣膜3a和第2有機硅氧烷類絕緣膜3b組成的。另外，第一布線層10上的第2絕緣膜3，僅由第1有機硅氧烷類絕緣膜3a構(gòu)成。這里，第1有機硅氧烷類絕緣膜3a為硬度3.0GPa的絕緣膜，第2有機硅氧烷類絕緣膜3b為硬度0.9GPa的絕緣膜。變質(zhì)層3’僅形成在暴露于還原性等離子體的第1有機硅氧烷類絕緣膜3a的表面上。而且，在第二布線層11的更上層形成的布線層(未圖示)，也可以與第二布線層具有相同的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)圖13的結(jié)構(gòu)，與布線槽13對應(yīng)的通孔12設(shè)于作為低介電常數(shù)絕緣膜的第2有機硅氧烷類絕緣膜3b的一部分上。此外，布線槽13設(shè)于第2有機硅氧烷類絕緣膜3b的一部分以及第1有機硅氧烷類絕緣膜3a上。并且，在布線槽13和通孔12中填充銅層9而形成第二布線11。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠收到如下所述降低相鄰布線間電容的效果。
根據(jù)圖1，硬度3.0GPa下的相對介電常數(shù)為2.93，硬度0.9GPa下的相對介電常數(shù)2.52。因此，通過如上所述設(shè)定膜厚，與僅由單一硬度的有機硅氧烷類絕緣膜形成各布線層的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)低10％左右的寄生電容。另外，這種情況下，以(CH3)4Si2O(OCH3)2代替(CH3)2Si(OCH3)2也是一樣的。
此外，作為例4，在第一布線層上，以(CH3)4Si2O(OCH3)2為原料，將硬度3.0GPa的有機硅氧烷類絕緣膜形成為膜厚250nm。接著，在第二布線層上，將硬度3.0GPa的有機硅氧烷類絕緣膜形成為膜厚200nm，然后，將硬度0.9GPa的有機硅氧烷類絕緣膜形成為膜厚200nm，進而，將硬度3.0GPa的有機硅氧烷類絕緣膜形成為膜厚100nm。另外，原料氣體可以與第1絕緣膜相同。同樣地，第二布線層的上層布線層，也與第二布線層同樣地形成。由此，與各布線層僅由單一硬度的有機硅氧烷類絕緣膜形成的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)低5％左右的寄生電容。另外，這種情況下，以(CH3)4Si2O(OCH3)2代替(CH3)2Si(OCH3)2也是一樣的。
該情形如圖14所示。圖14與圖13的不同點在于第二布線層11上的第2絕緣膜3，是由第1有機硅氧烷類絕緣膜3a和第2有機硅氧烷類絕緣膜3b以及第1有機硅氧烷類絕緣膜3a的三層結(jié)構(gòu)形成的。這里，第1有機硅氧烷類絕緣膜3a為硬度3.0GPa的絕緣膜，第2有機硅氧烷類絕緣膜3b為硬度0.9GPa的絕緣膜。第一布線層10上的第2絕緣膜3，僅由第1有機硅氧烷類絕緣膜3a構(gòu)成。另外，變質(zhì)層3’僅形成在暴露于還原性等離子體的第1有機硅氧烷類絕緣膜3a的表面上。另外，在第二布線層11的更上層形成的布線層(未圖示)，也可以與第二布線層具有相同的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)圖14的結(jié)構(gòu)，與布線槽13對應(yīng)的通孔12設(shè)于第1有機硅氧烷類絕緣膜3a上。并且，布線槽13設(shè)于作為低介電常數(shù)絕緣膜的第2有機硅氧烷類絕緣膜3b以及第1有機硅氧烷類絕緣膜3a上。并且，在布線槽13和通孔12中填充銅層9而形成第二布線11。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠收到如下所述抑制電阻值的上升同時降低相鄰布線間電容的效果。
根據(jù)上述例1～例4，制造具有5層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。另外，例1和例2對應(yīng)圖12的結(jié)構(gòu)。此外，例3對應(yīng)圖13的結(jié)構(gòu)，例4對應(yīng)圖14的結(jié)構(gòu)。而且，在200℃的溫度下，進行500小時的應(yīng)力遷移試驗，研究試驗前后的層間連接電阻變化，例4的半導(dǎo)體裝置的電阻上升率與例1和例2的電阻上升率在同一程度上。另一方面，盡管例3的電阻上升率為例4的兩倍左右，然而達到實用水平是沒有問題的。
另外，本發(fā)明中，在下層布線上形成第1絕緣膜、第2絕緣膜、第3絕緣膜以及第4絕緣膜之后，對這些絕緣膜進行干刻蝕而形成直到下層布線的開口部，在開口部內(nèi)部和第4絕緣膜上形成阻擋層金屬膜和導(dǎo)電層，除開口部內(nèi)部之外，對導(dǎo)電層、阻擋層金屬膜、第4絕緣膜以及第3絕緣膜的一部分通過化學(xué)機械研磨法除去，形成與下層布線電連接的上層布線。此時，在露出的第3絕緣膜和導(dǎo)電層的表面上進行還原性等離子體處理。另外，第1絕緣膜為阻擋層絕緣膜，第3絕緣膜為本發(fā)明的有機硅氧烷類絕緣膜，第4絕緣膜為SiO2膜。
另外，形成第2絕緣膜的工序是形成相對介電常數(shù)比第3絕緣膜小的絕緣膜的工序。即，第2絕緣膜可以是相對介電常數(shù)比第3絕緣膜小的絕緣膜，也不限于有機硅氧烷類絕緣膜。另一方面，形成第3絕緣膜的工序中，使用式(1)表示的烷基烷氧基硅烷以及非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于500Pa的壓力下成膜。由此得到硬度大于等于2.7GPa的第3絕緣膜。另外，通過使第3絕緣膜的硬度大于等于3.0GPa，從而使變質(zhì)層的膜質(zhì)更加優(yōu)良。這種情況下，優(yōu)選成膜時的壓力小于等于470Pa。
根據(jù)該方法，在圖14中，得到將第2有機硅氧烷類絕緣膜3b變?yōu)榈?絕緣膜的結(jié)構(gòu)。因而能夠使通過還原性等離子體處理而形成的變質(zhì)層的膜質(zhì)致密，所以避免了半導(dǎo)體裝置的電特性的降低。此外，與布線層僅由單一的有機硅氧烷類絕緣膜形成的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)較低的寄生電容。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，具備在半導(dǎo)體襯底上形成的多層布線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多層布線結(jié)構(gòu)具有層間絕緣膜，該層間絕緣膜至少部分具備相對介電常數(shù)小于等于3.1且硬度大于等于2.7GPa的有機硅氧烷類絕緣膜，該有機硅氧烷類絕緣膜中碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比大于等于0.5小于等于1.0。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，所述有機硅氧烷類絕緣膜的硬度大于等于3.0GPa。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，所述有機硅氧烷類絕緣膜具有Si-CH3鍵、Si-O-Si鍵和Si-C-Si鍵。
4.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，所述多層布線結(jié)構(gòu)在所述有機硅氧烷類絕緣膜的上面具有從所述有機硅氧烷類絕緣膜中進行脫碳并且使碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比小于等于0.1的絕緣層。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，所述絕緣層的膜厚大于等于5nm小于等于15nm。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，所述絕緣層的最大膜厚與最小膜厚之差在所述絕緣層平均膜厚的20％以內(nèi)。
7.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，在所述絕緣層的上層與所述絕緣層相接形成阻擋層絕緣膜。
8.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，在所述有機硅氧烷類絕緣膜的下層與所述有機硅氧烷類絕緣膜相接形成相對介電常數(shù)比所述有機硅氧烷類絕緣膜低的低介電常數(shù)絕緣膜。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，所述低介電常數(shù)絕緣膜是碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比大于等于0.5小于等于1.0的有機硅氧烷類絕緣膜，其相對介電常數(shù)小于等于2.8且硬度小于等于1.8GPa。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，所述多層布線結(jié)構(gòu)具有在布線槽和通孔中填充導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)，所述布線槽設(shè)置于所述有機硅氧烷類絕緣膜和所述低介電常數(shù)絕緣膜的一部分上，所述通孔與所述布線槽相對應(yīng)設(shè)置于該低介電常數(shù)絕緣膜的其他部分上。
11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，所述多層布線結(jié)構(gòu)具有在布線槽和通孔中填充導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)，所述布線槽設(shè)置于所述有機硅氧烷類絕緣膜和所述低介電常數(shù)絕緣膜上，所述通孔與所述布線槽相對應(yīng)設(shè)置于所述有機硅氧烷類絕緣膜上。
12.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體裝置具有多層布線結(jié)構(gòu)，所述制造方法其特征在于具有以下工序在半導(dǎo)體襯底上形成的下層布線上形成第1絕緣膜；在所述第1絕緣膜上形成第2絕緣膜；在所述第2絕緣膜上形成第3絕緣膜；對所述第3絕緣膜、所述第2絕緣膜以及所述第1絕緣膜進行干刻蝕，形成直到所述下層布線的開口部；在所述開口部的內(nèi)面以及所述第3絕緣膜上形成阻擋層金屬膜；以埋入所述開口部的方式在阻擋層金屬膜上形成導(dǎo)電層；除所述開口部的內(nèi)部之外，對所述導(dǎo)電層、所述阻擋層金屬膜、所述第3絕緣膜以及所述第2絕緣膜的一部分通過化學(xué)機械研磨法除去，形成與所述下層布線電連接的上層布線；以及對露出的所述第2絕緣膜和所述導(dǎo)電層的表面進行還原性等離子體處理，形成所述第2絕緣膜的工序是下述這樣的工序使用下式所表示的烷基烷氧基硅烷和非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于500Pa的壓力下進行成膜，RwSixOy(OR’)z其中，R和R’為CH3，w、x、z為正整數(shù)，y是0或正整數(shù)，w/x＝2。
13.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體裝置具有多層布線結(jié)構(gòu)，所述制造方法其特征在于具有以下工序在半導(dǎo)體襯底上形成的下層布線上形成第1絕緣膜；在所述第1絕緣膜上形成第2絕緣膜；在所述第2絕緣膜上形成第3絕緣膜；對所述第3絕緣膜、所述第2絕緣膜以及所述第1絕緣膜進行干刻蝕，形成直到所述下層布線的開口部；在所述開口部的內(nèi)面以及所述第3絕緣膜上形成阻擋層金屬膜；以埋入所述開口部的方式在所述阻擋層金屬膜上形成導(dǎo)電層；除所述開口部的內(nèi)部之外，對所述導(dǎo)電層、所述阻擋層金屬膜、所述第3絕緣膜以及所述第2絕緣膜的一部分通過化學(xué)機械研磨法除去，形成與所述下層布線電連接的上層布線；以及對露出的所述第2絕緣膜和所述導(dǎo)電層的表面進行還原性等離子體處理，形成所述第2絕緣膜的工序是下述這樣的工序以下式所表示的烷基烷氧基硅烷和非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在大于等于650Pa的壓力下進行成膜直至達到規(guī)定膜厚，而后將壓力變?yōu)樾∮诘扔?00Pa進一步地進行成膜，RwSixOy(OR’)z其中，R和R’為CH3，w、x、z為正整數(shù)，y是0或正整數(shù)，w/x＝2。
14.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體裝置具有多層布線結(jié)構(gòu)，所述制造方法其特征在于具有以下工序在半導(dǎo)體襯底上形成的下層布線上形成第1絕緣膜；在所述第1絕緣膜上形成第2絕緣膜；在所述第2絕緣膜上形成第3絕緣膜；在所述第3絕緣膜上形成第4絕緣膜；對所述第4絕緣膜、所述第3絕緣膜、所述第2絕緣膜以及所述第1絕緣膜進行干刻蝕，形成直到所述下層布線的開口部；在所述開口部的內(nèi)面以及所述第4絕緣膜上形成阻擋層金屬膜；以埋入所述開口部的方式在所述阻擋層金屬膜上形成導(dǎo)電層；除開口部的內(nèi)部之外，對所述導(dǎo)電層、所述阻擋層金屬膜、所述第4絕緣膜以及所述第3絕緣膜的一部分通過化學(xué)機械研磨法除去，形成與所述下層布線電連接的上層布線；以及對露出的所述第3絕緣膜和所述導(dǎo)電層的表面進行還原性等離子體處理，形成所述第2絕緣膜的工序是形成相對介電常數(shù)比所述第3絕緣膜低的絕緣膜的工序，形成所述第3絕緣膜的工序是下述這樣的工序使用下式所表示的烷基烷氧基硅烷和非氧化性氣體作為原料氣體，通過等離子體CVD法在小于等于500Pa的壓力下進行成膜，RwSixOy(OR’)z其中，R和R’為CH3，w、x、z為正整數(shù)，y是0或正整數(shù)，w/x＝2。
15.如權(quán)利要求12～14所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述非氧化性氣體是從氦氣、氬氣和氮氣構(gòu)成的組中選出的至少一種氣體。
16.如權(quán)利要求12～14所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述還原性等離子體處理是暴露于含氨和氫的至少一種的等離子體中的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造使用有機硅氧烷類絕緣膜且電特性優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置的方法。具備在半導(dǎo)體襯底上形成的多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置中，該多層布線結(jié)構(gòu)具有層間絕緣膜，該層間絕緣膜至少部分具備相對介電常數(shù)小于等于3.1且硬度大于等于2.7GPa的有機硅氧烷類絕緣膜。此外，該有機硅氧烷類絕緣膜中碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比大于等于0.5小于等于1.0。另外，該多層布線結(jié)構(gòu)在有機硅氧烷類絕緣膜的上面具有從有機硅氧烷類絕緣膜中進行脫碳并且使碳原子數(shù)與硅原子數(shù)之比小于等于0.1的絕緣層。
文檔編號H01L21/312GK1728375SQ20051008252
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者古澤健志, 三浦典子, 后藤欣哉, 松浦正純 申請人:株式會社瑞薩科技