[发明专利]形成半导体器件的旋涂玻璃膜的方法

说明书

本发明涉及形成半导体器件的旋涂玻璃(下文称为″SOG″)膜的方法，特别涉及形成下述半导体器件的SOG膜的方法，在该膜形成后，进行等离子后续处理，降低SOG膜的吸湿性，因此改善器件的可靠性。

通常，SOG膜由于具有高粘度而具有均匀平直性和高耐破裂性的优点。利用旋涂方法加SOG材料，因为通过旋涂后进行退火处理使其凝固，所以，SOG材料作为绝缘层。因此，在制造半导体器件工艺中，利用SOG膜达到绝缘的目的和使金属布线之间以及器件整个结构平面化。但是，由于SOG膜容易吸湿力，使金属及各膜干缩，因而SOG膜可使形成在SOG膜上的金属布线和各保护膜破裂。因为在接触孔中氧化底层金属布线，所以还会增加金属布线的内电阻。这使金属布线之间连线变坏或者断开，降低器件的可靠性。当器件动作时，SOG膜放出吸收的湿气。放出的湿气将变成为晶体管栅氧化和硅衬底之间的或场氧化膜和硅衬底之间的悬空键。由于载流子作用，俘获湿气是晶体管变坏或不能反型的主要原因。结果，使器件的电特性变坏。

本发明的目的是提供一种方法，它在形成SOG膜后，进行等离后续工艺，降低了SOG膜吸湿能力。

根据本发明，一种形成半导体器件的旋涂玻璃膜的方法，包括步骤：

在其上形成有金属图形的第1层间绝缘膜上形成第2层间绝缘膜后，在最终所得到的结构上涂覆SOG材料；通过在200到400℃温度下进行第1退火处理形成SOG膜；利用NF₃气体进行等离子轰击来后续处理所述的SOG膜；在400到450℃的温度下进行第二次退火所述的SOG膜。

为了比较充分的理解本发明的特点和目的，将结合下列附图进行详细叙述：

图1A到图1D是说明一种制造半导体器件的SOG膜方法的器件的剖视图。

对于上述几个视图，相同的标记表示相同的部分。

下面参照附图，详细叙述本发明。

图1A到图1D是说明按照本发明制造一种半导体器件中SOG膜方法的器件剖视图。

图1A是器件的剖视图，其中，通过在第1层间绝缘膜1上淀积像铝那样的导电材料形成金属膜2，层间绝缘膜1是利用所希望的制造半导体器件的工艺形成的。在膜2上面淀积TiN，形成抗反射涂膜3接着利用所需的掩模，通过光刻腐蚀工艺使抗反射涂膜3和金属膜2形成图形。

图1B是器件的剖视图，其中，在形成第2层间绝缘膜4后，为使表面平直，涂覆SOG材料形成SOG膜5，然后进行第1次退火，温度为200到400℃。

图1C是器件的剖视图，其中，利用NF₃气体进行等离子轰击，后续处理SOG膜5，其中，在化学汽相淀积(CVD)设备或等离子设备中产生等离子体。输入NF₃气体大约0.5到5SLM。同时加高频功率(13.56MH)和低频(300到50KHz)功率以改善离子轰击效果。通过上述等离子处理获得的效果如下。

利用等离子设备分离并离子化NF₃气体，产生象N⁺，F⁺，NF_x⁺那样的原子团，轰击SOG膜5。因为象N⁺，F⁺，NF_x⁺那样的离子，在等离子处理过的SOG膜5中的悬空键部位吸湿能力减小，所以减少了SOG膜的吸湿能力。由于在表面上产生Si-N键，这使SOG膜5的表面转变为氮氧化物的形式。因为氟(F)在SOG膜5中有高的负电，用像F⁺，NF_x⁺那样的离子代替Si-F键，会使Si-OH键分离而释放出OH离子。此外，上述替代的Si-F键增强了Si-O键的力，因此，防止它受大气中的水(H₂O)的破坏，有效地减少了SOG膜的湿能力。

图1D是器件的剖视图，其中，在等离子处理后，在温度400到450℃第2次退火SOG膜。进行第2次退火，释放出保留在SOG膜5中的具有弱键的氟(F)离子或分子。并且，经过第2次退火的其它化合物也能够释放出降低器件运作因相同工艺而使其键被断开的OH，H₂O，CH_x，F_x离子。

如上所述，本发明通过在形成SOG后进行后续处理，降低了膜的吸湿力，所以能明显改善器件可靠性。

如上所述，虽然以某种特例叙述了优选实施例，但那仅仅说明了本发明的原理，应该理解到，本发明不限于本文公开和说明的优选实施例。因此，在本发明的范围和精神实质内进行的各种合适的变化，都包括在本发明的其它实施例中。