JPH02140926A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02140926A JPH02140926A JP29507788A JP29507788A JPH02140926A JP H02140926 A JPH02140926 A JP H02140926A JP 29507788 A JP29507788 A JP 29507788A JP 29507788 A JP29507788 A JP 29507788A JP H02140926 A JPH02140926 A JP H02140926A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は、多機能、集積化の為に多層配線構造を有する
半導体装置の製造方法に関するものである。
半導体装置の製造方法に関するものである。
[従来の技術]
従来、多層配線構造を持った半導体装置の製造方法は、
例えば第2図の如く、トランジスタや抵抗等の半導体素
子が作り込まれた半導体基板21上のフィールド酸化1
1422を介して、素子からの電極取り出しの為にコン
タクトホールを開孔した後、0.5〜0.8L1mのA
1合金をスパッタリングしてから、フォトエツチングに
より所望形状にバクーニングし、第1の金属配!123
を形成した後、第1の層間絶縁膜として、450℃以下
の低温でS i H4や有機シランと0*、N*Oある
いはオゾンを減圧下で気相反応させ約1.0μmのシリ
コン酸化膜を成長させる(第2図(a))、次に第1の
金属配線23の段差部にかかる第1の層間絶縁膜24を
平坦化する為CF、、CHFIやC*Fsガス等を用い
たドライエツチャーでエッチバックして側壁形成やスム
ージングし、あるいはAr等でスパックエツチングしく
第2図(b))、更に塗布ガラス膿26を被着しアニー
ルし、もしくは直接筒2の層間絶縁膜を成長した後、フ
ォトエツチングによりスルーホールを開孔し、約1.0
umのA1合金をスパッタリングした後、フォトエツチ
ングし第2の金属配線27として(第2図(c))、そ
の後パシベーション膜を積層し、外部電極取り出し用の
パッド部を開孔している。
例えば第2図の如く、トランジスタや抵抗等の半導体素
子が作り込まれた半導体基板21上のフィールド酸化1
1422を介して、素子からの電極取り出しの為にコン
タクトホールを開孔した後、0.5〜0.8L1mのA
1合金をスパッタリングしてから、フォトエツチングに
より所望形状にバクーニングし、第1の金属配!123
を形成した後、第1の層間絶縁膜として、450℃以下
の低温でS i H4や有機シランと0*、N*Oある
いはオゾンを減圧下で気相反応させ約1.0μmのシリ
コン酸化膜を成長させる(第2図(a))、次に第1の
金属配線23の段差部にかかる第1の層間絶縁膜24を
平坦化する為CF、、CHFIやC*Fsガス等を用い
たドライエツチャーでエッチバックして側壁形成やスム
ージングし、あるいはAr等でスパックエツチングしく
第2図(b))、更に塗布ガラス膿26を被着しアニー
ルし、もしくは直接筒2の層間絶縁膜を成長した後、フ
ォトエツチングによりスルーホールを開孔し、約1.0
umのA1合金をスパッタリングした後、フォトエツチ
ングし第2の金属配線27として(第2図(c))、そ
の後パシベーション膜を積層し、外部電極取り出し用の
パッド部を開孔している。
〔発明が解決しようとする課題1
しかしながら従来技術では、第1の層間絶縁膜24を平
坦化の為に行なうドライエツチングやスパッタエツチン
グする最中に、シリコン酸化膜とガスの反応によりポリ
マー25が生成され、特に段差側面や溝部には多く付着
する。この上に形成される塗布膜26や第2の層間絶縁
膜の密着が悪く成長直後や後工程のストレス等で剥離や
クラックが発生していた。またこれらのコンタミネーシ
ョンに依って信頼性にも悪影響を及ぼしていた。シリコ
ン酸化膜をエッチバックした後処理として、0□プラズ
マによるポリマー除去も一般には試みられてもいるが、
効果はあまりない、また90℃程度のH,SO2とH,
02の混合液に浸漬すると除去されるものの、ウェハー
周辺やピンホールから第1の金属配線23がエツチング
されてしまい、金属配線が形成されてからの処理には適
用出来ない。
坦化の為に行なうドライエツチングやスパッタエツチン
グする最中に、シリコン酸化膜とガスの反応によりポリ
マー25が生成され、特に段差側面や溝部には多く付着
する。この上に形成される塗布膜26や第2の層間絶縁
膜の密着が悪く成長直後や後工程のストレス等で剥離や
クラックが発生していた。またこれらのコンタミネーシ
ョンに依って信頼性にも悪影響を及ぼしていた。シリコ
ン酸化膜をエッチバックした後処理として、0□プラズ
マによるポリマー除去も一般には試みられてもいるが、
効果はあまりない、また90℃程度のH,SO2とH,
02の混合液に浸漬すると除去されるものの、ウェハー
周辺やピンホールから第1の金属配線23がエツチング
されてしまい、金属配線が形成されてからの処理には適
用出来ない。
しかるに本発明は、かかる問題点を解決するもので、多
層配線を有する半導体装置の平坦化処理に伴う汚染を除
去し、微細多機能半導体装置の安定供給を図ると共に、
信頼性に伴う品質の向上を図ることを目的としたもので
ある。
層配線を有する半導体装置の平坦化処理に伴う汚染を除
去し、微細多機能半導体装置の安定供給を図ると共に、
信頼性に伴う品質の向上を図ることを目的としたもので
ある。
[課題を解決するための手段1
本発明の半導体装置の製造方法は、少なくとも、第1の
金属配線を形成後、第1の層間絶縁膜な積層させる工程
、該層間絶縁膜の所定膜厚をドライエツチングする工程
、オゾンガスを含む雰囲気中で熱処理する工程を経てか
ら気相成長もしくは塗布法による第2の層間絶縁膜を被
着する工科、スルーホールの開孔を行ない第2の金属配
線形成工程を有したことを特徴とする。
金属配線を形成後、第1の層間絶縁膜な積層させる工程
、該層間絶縁膜の所定膜厚をドライエツチングする工程
、オゾンガスを含む雰囲気中で熱処理する工程を経てか
ら気相成長もしくは塗布法による第2の層間絶縁膜を被
着する工科、スルーホールの開孔を行ない第2の金属配
線形成工程を有したことを特徴とする。
〔実 施 例)
以下本発明の一実施例を、第1図に基づいて詳細に説明
する。
する。
サブミクロンルールのAI配線2層構造のSiゲートC
MO5半導体装置に適用した場合に於いて、トランジス
タや抵抗等の半導体素子が形成されたシリコン基板ll
上に1選択熱酸化や気相成長によるフィールド酸化膜1
2が形成され電極取り出し用のコンタクトホールを開孔
し、Cuを0.5%程度含んだAIを約0.7μmスパ
ッタリングし、フォトリソ後C1,ガスでドライエツチ
ングし、J’!小寸法が0.8〜1.2μmでほぼ垂直
に側面が形成された第1の金属配線13を施した0次に
第1の層間絶縁膜として、まず平行平板のプラズマ気相
成長装置により約380℃でTE01<S i (QC
,H,)4>と02をプラズマ反応させてシリコン酸化
膜を約1.0μm成長させた(第1図(a))、つぎに
CF、とHeガスをもちいた異方性ドライエツチャーに
より0.4μmをエッチバックして平坦化した。このと
き表面に、ポリマー15が付着する。(第1図(b))
。続いてチャンバー内でウェハーを300℃に加熱しな
がらオゾンを5〜6%含む0、ガスを流しなから6ot
orrで60秒処理し、ポリマーを15除去した後(第
1図(c)’) 、この上に塗布ガラス膜16を形成し
て400℃でアニールした。続いてスルーホールを形成
後、A1合金を約1.0amの厚みでスパッタリングし
てパターニングを行ない、第2の金属配線17とした。
MO5半導体装置に適用した場合に於いて、トランジス
タや抵抗等の半導体素子が形成されたシリコン基板ll
上に1選択熱酸化や気相成長によるフィールド酸化膜1
2が形成され電極取り出し用のコンタクトホールを開孔
し、Cuを0.5%程度含んだAIを約0.7μmスパ
ッタリングし、フォトリソ後C1,ガスでドライエツチ
ングし、J’!小寸法が0.8〜1.2μmでほぼ垂直
に側面が形成された第1の金属配線13を施した0次に
第1の層間絶縁膜として、まず平行平板のプラズマ気相
成長装置により約380℃でTE01<S i (QC
,H,)4>と02をプラズマ反応させてシリコン酸化
膜を約1.0μm成長させた(第1図(a))、つぎに
CF、とHeガスをもちいた異方性ドライエツチャーに
より0.4μmをエッチバックして平坦化した。このと
き表面に、ポリマー15が付着する。(第1図(b))
。続いてチャンバー内でウェハーを300℃に加熱しな
がらオゾンを5〜6%含む0、ガスを流しなから6ot
orrで60秒処理し、ポリマーを15除去した後(第
1図(c)’) 、この上に塗布ガラス膜16を形成し
て400℃でアニールした。続いてスルーホールを形成
後、A1合金を約1.0amの厚みでスパッタリングし
てパターニングを行ない、第2の金属配線17とした。
その後プラズマシリコン窒化膿を積層し、外部電極取り
出し用のバット部を開孔した。
出し用のバット部を開孔した。
このようにしてなる半導体装置は、第1の層間絶縁膜を
エッチバックした後、堆積したポリマーがオゾン処理に
より除去された為、従来のように塗布膜16の剥離やク
ラックが皆無となり、品質上の長期信頼性も向上した。
エッチバックした後、堆積したポリマーがオゾン処理に
より除去された為、従来のように塗布膜16の剥離やク
ラックが皆無となり、品質上の長期信頼性も向上した。
このポリマーの除去効果は、オゾン1度が2%程度から
ポリマーの除去効果が明確になり濃度が高い程除去速度
は大きく成る。又処理温度には敏感ではないが、200
℃程度以上で金属配線やPN接合に影響を与えない45
0℃程度までの温度が適当である。又この第1の層間絶
縁膜の成長工程、エッチバック、オゾン処理は、高周波
平行平板電極を持つ同一チャンバーで、処理温度を36
0〜400℃に保って連続処理も行なってみたがポリマ
ーの除去は当然として、搬送による汚染やパーティクル
の問題もなくすことが出来た。
ポリマーの除去効果が明確になり濃度が高い程除去速度
は大きく成る。又処理温度には敏感ではないが、200
℃程度以上で金属配線やPN接合に影響を与えない45
0℃程度までの温度が適当である。又この第1の層間絶
縁膜の成長工程、エッチバック、オゾン処理は、高周波
平行平板電極を持つ同一チャンバーで、処理温度を36
0〜400℃に保って連続処理も行なってみたがポリマ
ーの除去は当然として、搬送による汚染やパーティクル
の問題もなくすことが出来た。
エッチバックはCF、とHeだけでなくCzF、、CH
F、と0□やArのスパッタエツチングの時に生成され
るポリマーの除去にも効果があった。
F、と0□やArのスパッタエツチングの時に生成され
るポリマーの除去にも効果があった。
又層間絶縁膜に用いる気相膜は、TEOSと02の反応
だけでなく、SiH4とN20や0□、TEOSとオゾ
ンを用いたプラズマ反応や熱反応させたものでも良く、
又これらの複合膜も活用出来る。更に第2層間絶縁膜構
造としては。
だけでなく、SiH4とN20や0□、TEOSとオゾ
ンを用いたプラズマ反応や熱反応させたものでも良く、
又これらの複合膜も活用出来る。更に第2層間絶縁膜構
造としては。
塗布ガラス膜か気相成長膜の単層だけでなく、これ等の
複合膜やエッチバックされた構造のものでも適用できる
。
複合膜やエッチバックされた構造のものでも適用できる
。
本発明は、MO5ICに限らずバイポーラや0MO3及
びこれらを組み合わせたICにも適用でき、この他多結
晶Si同志あるいは、多結晶SiとA1合金配線の層間
絶縁膜の形成にも応用が可能である。更に金属配線とし
ては、A1合金に限られず、他金属、ケイ化物や半導体
物質でもよく、この他平坦化、コンタクトバリヤーの為
にT i、W、Co、Mo等の高融点金属あるいはやそ
の窒化物、ケイ化物および合金膜を積層化したものでも
応用可能である。
びこれらを組み合わせたICにも適用でき、この他多結
晶Si同志あるいは、多結晶SiとA1合金配線の層間
絶縁膜の形成にも応用が可能である。更に金属配線とし
ては、A1合金に限られず、他金属、ケイ化物や半導体
物質でもよく、この他平坦化、コンタクトバリヤーの為
にT i、W、Co、Mo等の高融点金属あるいはやそ
の窒化物、ケイ化物および合金膜を積層化したものでも
応用可能である。
〔発明の効果1
以上の様に本発明によれば、MO5LSI等の層間絶縁
膜の平坦化をプラズマやスパッタエツチング行なった後
、オゾン処理を施してやることにより、汚染生成物を除
去し層間絶縁膜自身の品質に関わる特性を改善し信頼性
の向上がなされるもので、より集積化、多機能化された
半導体装置の供給に寄与出来るものである。
膜の平坦化をプラズマやスパッタエツチング行なった後
、オゾン処理を施してやることにより、汚染生成物を除
去し層間絶縁膜自身の品質に関わる特性を改善し信頼性
の向上がなされるもので、より集積化、多機能化された
半導体装置の供給に寄与出来るものである。
第1図(a)〜(d)は、本発明による半導体装置の実
施例を示す概略断面図である。 第2図(a)〜(C)は、従来の半導体装置に係わる概
略断面図である。 ・半導体基板 ・フィールド酸化膜 ・第1の金属配線 ・第1の層間絶縁膜 ・ポリマー ・塗布ガラス膜 ・第2の金属配線 第1図(α) 第1図cb+ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 雅 誉(他1名)第1図(C
) 第1図rd)
施例を示す概略断面図である。 第2図(a)〜(C)は、従来の半導体装置に係わる概
略断面図である。 ・半導体基板 ・フィールド酸化膜 ・第1の金属配線 ・第1の層間絶縁膜 ・ポリマー ・塗布ガラス膜 ・第2の金属配線 第1図(α) 第1図cb+ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 雅 誉(他1名)第1図(C
) 第1図rd)
Claims (1)
- 少なくとも、第1の金属配線を形成後、第1の層間絶縁
膜を積層させる工程、該層間絶縁膜の所定膜厚をドライ
エッチングする工程、オゾンガスを含む雰囲気中で熱処
理する工程を経てから気相成長もしくは塗布法による第
2の層間絶縁膜を被着する工程、スルーホールの開孔を
行ない第2の金属配線形成工程を有したことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29507788A JPH02140926A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29507788A JPH02140926A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02140926A true JPH02140926A (ja) | 1990-05-30 |
Family
ID=17816020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29507788A Pending JPH02140926A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02140926A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7063992B2 (en) | 2003-08-08 | 2006-06-20 | Solid State Measurements, Inc. | Semiconductor substrate surface preparation using high temperature convection heating |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP29507788A patent/JPH02140926A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7063992B2 (en) | 2003-08-08 | 2006-06-20 | Solid State Measurements, Inc. | Semiconductor substrate surface preparation using high temperature convection heating |
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