JPH02152258A - Ｌｓｉ用中間酸化膜の製造方法 - Google Patents
Ｌｓｉ用中間酸化膜の製造方法Info
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- JPH02152258A JPH02152258A JP30722888A JP30722888A JPH02152258A JP H02152258 A JPH02152258 A JP H02152258A JP 30722888 A JP30722888 A JP 30722888A JP 30722888 A JP30722888 A JP 30722888A JP H02152258 A JPH02152258 A JP H02152258A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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ＬＳＩ用中間酸化膜の製造方法に係り、特に、
溶剤に溶かしたケイ素化合物を半導体基板に塗布してＬ
ＳＩを製作する上で必要な中間酸化膜を製造方法する方
法に関する。
溶剤に溶かしたケイ素化合物を半導体基板に塗布してＬ
ＳＩを製作する上で必要な中間酸化膜を製造方法する方
法に関する。
〔従来の技術］
従来の半導体装置、例えばバイポーラ集積回路。
ＭＯ３集積回路では、高集積化のため多層配線が施され
ている。このような半導体装置の製造の従来例において
は、半導体基板上に第１層のＡＩ配線が形成され、この
配線層上に常圧ＣＶＤ法により５ｉＯｚ膜を形成し、更
にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ□膜を形成し、次いで
ドライエツチングによりスルーホール開孔処理を行った
後第２層のＡｉ配線を形成していた。
ている。このような半導体装置の製造の従来例において
は、半導体基板上に第１層のＡＩ配線が形成され、この
配線層上に常圧ＣＶＤ法により５ｉＯｚ膜を形成し、更
にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ□膜を形成し、次いで
ドライエツチングによりスルーホール開孔処理を行った
後第２層のＡｉ配線を形成していた。
しかしながら、上記従来の製造方法では、第１層のＡＩ
配線部は凸部となり段差が生ずるため、この凸部上に形
成されるＳｉＯ□膜も段差形状になる。従って、このＳ
ｉｎ、膜上に形成された第２ＨのＡＩ配線の厚みが段差
形状の凸部で薄くなり、その結果Ａｌ配線の断線が生ず
る虞が在った。
配線部は凸部となり段差が生ずるため、この凸部上に形
成されるＳｉＯ□膜も段差形状になる。従って、このＳ
ｉｎ、膜上に形成された第２ＨのＡＩ配線の厚みが段差
形状の凸部で薄くなり、その結果Ａｌ配線の断線が生ず
る虞が在った。
そこで、第２の従来例ではＳＯＧ法と呼ばれる手法を用
いてＳｉＯ□膜上の段差部を平坦にする段差緩和処理を
行うことにより、第２層のＡＩ配線の断線の問題を解決
している。ここで云うところのＳＯＧ法とは次の通りで
ある。
いてＳｉＯ□膜上の段差部を平坦にする段差緩和処理を
行うことにより、第２層のＡＩ配線の断線の問題を解決
している。ここで云うところのＳＯＧ法とは次の通りで
ある。
ＳＯＧ法とは、溶剤（アルコール系であることが多い）
に溶かしたケイ素化合物（主成分シラノール・Ｓ ｉ
（ＯＨ）４）をプラズマＣＶＤ法によるＳｉｎ、膜上に
スピンコードし、窒素ガス雰囲気下でこのウェハを加熱
して、ＳｉＯ□の膜（ＳＯＧ膜）を形成させる方法であ
る。このＳＯＧ膜は第２層の配線下に形成されることに
より、上記ＣＶＤ法により形成されたプラズマＳｉｎ、
膜上の段差を緩和して第２層の配線を平坦にすることに
より、上記配線の断線の問題を解決しようとするもので
ある。
に溶かしたケイ素化合物（主成分シラノール・Ｓ ｉ
（ＯＨ）４）をプラズマＣＶＤ法によるＳｉｎ、膜上に
スピンコードし、窒素ガス雰囲気下でこのウェハを加熱
して、ＳｉＯ□の膜（ＳＯＧ膜）を形成させる方法であ
る。このＳＯＧ膜は第２層の配線下に形成されることに
より、上記ＣＶＤ法により形成されたプラズマＳｉｎ、
膜上の段差を緩和して第２層の配線を平坦にすることに
より、上記配線の断線の問題を解決しようとするもので
ある。
しかし上記第２の従来例では、中間酸化膜である５ｉｎ
２膜にスルーホール開孔処理を行って第１層の配線と第
２層の配線とを接続する際しばしば第１層の配線と第２
層の配線との間で導通不良が発生すると云う課題が存在
していた。
２膜にスルーホール開孔処理を行って第１層の配線と第
２層の配線とを接続する際しばしば第１層の配線と第２
層の配線との間で導通不良が発生すると云う課題が存在
していた。
そこで本発明は、このような従来からの課題を解決する
為に、ＬＳＩの導通不良を発生させることがない中間酸
化膜を形成可能な、ＬＳＩ用中間酸化膜の製造方法を提
供することを目的とする。
為に、ＬＳＩの導通不良を発生させることがない中間酸
化膜を形成可能な、ＬＳＩ用中間酸化膜の製造方法を提
供することを目的とする。
本発明者らは、多層配線ＬＳＩの導通不良につて種々の
検討を行うため、加熱処理後のＳＯＧ膜についてオージ
ェ分析を行ったところ、第１層ＡＩ界面近くにＳｉが存
在すると云う新たな知見を得るに至った。この新たな知
見は次のように解釈される。
検討を行うため、加熱処理後のＳＯＧ膜についてオージ
ェ分析を行ったところ、第１層ＡＩ界面近くにＳｉが存
在すると云う新たな知見を得るに至った。この新たな知
見は次のように解釈される。
上記従来のＳＯＧ法では、ケイ素化合物溶液を塗布した
後加熱を行っているが、この際溶剤が蒸発し、そして溶
剤中に含まれる水分も蒸発する。
後加熱を行っているが、この際溶剤が蒸発し、そして溶
剤中に含まれる水分も蒸発する。
この水蒸気と配線金属であるＡＩとが反応して水素が発
生する。この水素が、ケイ素化合物を還元して導電性の
低いＳｉを発生させる。一方、中間酸化膜（ＳｉＯ□）
のスルーホール開孔処理を行って第１ＨのＡＩ配線と第
２層のＡＩ配線とを接続する際、上記還元によって生じ
たＳｉが当該配線間に存在し、これが多層配線ＬＳＩの
導通不良の原因となっていると考え、これに対する対策
実験を行った結果、本発明を得るに至った。
生する。この水素が、ケイ素化合物を還元して導電性の
低いＳｉを発生させる。一方、中間酸化膜（ＳｉＯ□）
のスルーホール開孔処理を行って第１ＨのＡＩ配線と第
２層のＡＩ配線とを接続する際、上記還元によって生じ
たＳｉが当該配線間に存在し、これが多層配線ＬＳＩの
導通不良の原因となっていると考え、これに対する対策
実験を行った結果、本発明を得るに至った。
本発明は、上記目的を達成する為に、溶剤に溶かしたケ
イ素化合物を半導体基板に塗布する工程と、次いで当該
半導体基板を加熱して５ｉｎ２膜を形成する工程と、を
含んでなるＬＳＩ用中間酸化膜の製造方法において、前
記ＳｉＯ□膜を形成する工程を酸化性ガス雰囲気で行う
ことを特徴とするものである。
イ素化合物を半導体基板に塗布する工程と、次いで当該
半導体基板を加熱して５ｉｎ２膜を形成する工程と、を
含んでなるＬＳＩ用中間酸化膜の製造方法において、前
記ＳｉＯ□膜を形成する工程を酸化性ガス雰囲気で行う
ことを特徴とするものである。
上記本発明によれば、溶剤に溶解したケイ素化合物を加
熱して中間酸化膜である５ｉｎ２膜を形成する際、酸化
性ガス雰囲気としているため、溶剤から蒸発した水分が
ＡＩによって還元されて生ずる水素は、当該酸化性ガス
によって酸化される。
熱して中間酸化膜である５ｉｎ２膜を形成する際、酸化
性ガス雰囲気としているため、溶剤から蒸発した水分が
ＡＩによって還元されて生ずる水素は、当該酸化性ガス
によって酸化される。
したがって、上記ケイ素化合物が還元されることもない
ため、導電性が低い（高抵抗な）Ｓｉが第１．２層の配
線間に生ずることがなくなる。その結果、ＬＳＩの導通
不良を発生させることがない中間酸化膜を形成すること
が出来る。
ため、導電性が低い（高抵抗な）Ｓｉが第１．２層の配
線間に生ずることがなくなる。その結果、ＬＳＩの導通
不良を発生させることがない中間酸化膜を形成すること
が出来る。
［実施例〕
次に、本発明方法に係るＬＳＩ用中間酸化膜の製造方法
の実施例について説明する。
の実施例について説明する。
第１図は、この製造方法を用いたＬＳＩの製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
第１図の（３）及び（４）において、第１，２層の配線
間に設けられる中間酸化膜は、プラズマＳｉＯ□膜２．
ＳＯＧ膜５、常圧Ｓｉｎ、膜６とから構成されている。
間に設けられる中間酸化膜は、プラズマＳｉＯ□膜２．
ＳＯＧ膜５、常圧Ｓｉｎ、膜６とから構成されている。
先ず、（１）の工程について説明すると半導体基板（方
位、 （１００） 、 Ｎ形、ｐ＝１〜５Ω’ｃｍ、径
７５〜１００ｍｍφ、厚さ４５０〜６００μ）１の表面
に存在する第１層間絶縁膜５ｉｎ２膜１゜には、所定パ
ターンの第１層ＡＩ配線３が形成されている。
位、 （１００） 、 Ｎ形、ｐ＝１〜５Ω’ｃｍ、径
７５〜１００ｍｍφ、厚さ４５０〜６００μ）１の表面
に存在する第１層間絶縁膜５ｉｎ２膜１゜には、所定パ
ターンの第１層ＡＩ配線３が形成されている。
そして、この第１１ｉｔＡ１配線３上にプラズマＣＶＤ
法により、プラズマＳｉｎ、膜２を形成する。
法により、プラズマＳｉｎ、膜２を形成する。
この時、第１層ＡＩ配線上には、凸部（段差部）４が存
在している。
在している。
この凸部上にＡＩ配線を施すと、ＡＩ配線にもこの凸部
が転写されるためその部分でＡＩ配線が薄くなり断線の
虞がある。そこで、次の工程（２）のようにこの凸部４
を平坦化するため、プラズマＳｉＯ２膜２上に前記ＳＯ
Ｇ膜５を形成する。
が転写されるためその部分でＡＩ配線が薄くなり断線の
虞がある。そこで、次の工程（２）のようにこの凸部４
を平坦化するため、プラズマＳｉＯ２膜２上に前記ＳＯ
Ｇ膜５を形成する。
工程（２）において、ＳＯＧＯｓＯ４成は、次のように
して行われる。
して行われる。
主成分としてシラノール５ｉ（ＯＨ）ｎを含有するアル
コール溶液（以下、ＳＯＧと云う）を、上記工程（１）
終了のウェハ表面へスピンコードする。
コール溶液（以下、ＳＯＧと云う）を、上記工程（１）
終了のウェハ表面へスピンコードする。
このスピンコードは、５００ｒｐｍＸ８秒（この間に３
００滴下）土水半回転数×２５秒で行った。
００滴下）土水半回転数×２５秒で行った。
次いで、ＳＯＧが塗布されたウェハを加熱炉に移し、１
５０℃×２０分のプリベーク、そして４００ ”ＣＸ
３０分のポストベークを行った。この加熱処理によりＳ
ＯＧから水分を蒸発させプラズマ常圧ＳｉＯ□膜２上に
ＳＯＧＯｓＯ４成する。このＳＯＧ膜により、上記凸部
は緩和されて表面が平坦化する。
５０℃×２０分のプリベーク、そして４００ ”ＣＸ
３０分のポストベークを行った。この加熱処理によりＳ
ＯＧから水分を蒸発させプラズマ常圧ＳｉＯ□膜２上に
ＳＯＧＯｓＯ４成する。このＳＯＧ膜により、上記凸部
は緩和されて表面が平坦化する。
このポストベークの際、加熱炉には、体積百分率で０．
１％の０□を含むＮ２ガスを１０ １／ｍｉｎで導入し
て酸化性ガス雰囲気とする。上記加熱処理の際、蒸発し
た水分は、従来のように１００％Ｎ２ガス雰囲気とする
と、ＡＩと蒸発した水分とが反応してＮ２ガスが発生し
これがＳＯＧのシラノールを還元する。このシラノール
の還元により、高抵抗のＳｔが生ずる。これに対し、工
程（２）では酸化性ガス雰囲気で加熱処理を行っている
ため、水分とＡＩとが反応して生じたＮ２ガスが酸化さ
れる。従って、高抵抗のＳｉを生ずることなくＳＯＧＯ
ｓＯ４成することができ丙。
１％の０□を含むＮ２ガスを１０ １／ｍｉｎで導入し
て酸化性ガス雰囲気とする。上記加熱処理の際、蒸発し
た水分は、従来のように１００％Ｎ２ガス雰囲気とする
と、ＡＩと蒸発した水分とが反応してＮ２ガスが発生し
これがＳＯＧのシラノールを還元する。このシラノール
の還元により、高抵抗のＳｔが生ずる。これに対し、工
程（２）では酸化性ガス雰囲気で加熱処理を行っている
ため、水分とＡＩとが反応して生じたＮ２ガスが酸化さ
れる。従って、高抵抗のＳｉを生ずることなくＳＯＧＯ
ｓＯ４成することができ丙。
次に、このＳＯＧＯｓＯ４に常圧ＳｉＯ□膜６を形成す
る。これが第１図における工程（３）である。
る。これが第１図における工程（３）である。
次いで、工程（４）に移行する。
工程（４）では、写真蝕刻法を使ってコンタクト領域内
の中間酸化膜２，５．６を除去して、２．０μｍ中のス
ルーホールを形成する。
の中間酸化膜２，５．６を除去して、２．０μｍ中のス
ルーホールを形成する。
次いで、真空中でアルミニウムをスパッタリング法によ
り、ウェハ表面全面にアルミニウム膜を被着させる。こ
のあと、フォトレジストによる写真蝕刻法を使って、第
２層のＡＩ配線７のパターンを形成し、フォトレジスト
をマスクにして、不用部分をドライエツチングにより除
去する。次に、フォトレジストを除去した後、温度を約
４００°Ｃにして、第１ＮのＡ１配線３と第２層のＡＩ
配線７との電気的接続を良好にさせて、ウェハ製造のプ
ロセスを完了する。
り、ウェハ表面全面にアルミニウム膜を被着させる。こ
のあと、フォトレジストによる写真蝕刻法を使って、第
２層のＡＩ配線７のパターンを形成し、フォトレジスト
をマスクにして、不用部分をドライエツチングにより除
去する。次に、フォトレジストを除去した後、温度を約
４００°Ｃにして、第１ＮのＡ１配線３と第２層のＡＩ
配線７との電気的接続を良好にさせて、ウェハ製造のプ
ロセスを完了する。
この（４）の工程において、第２層のＡＩ配線７の下に
形成されたＳＯＧＯｓＯ４ぼ平坦であることから、その
上に形成される常圧ＳｉＯ□膜６及びＡＩ配線７も平坦
に形成される。従って、ＡＩ配線７の断線を防ぐことが
できる。
形成されたＳＯＧＯｓＯ４ぼ平坦であることから、その
上に形成される常圧ＳｉＯ□膜６及びＡＩ配線７も平坦
に形成される。従って、ＡＩ配線７の断線を防ぐことが
できる。
一方、ＡＩ配ｗＡ３，７の接続を行う際、前記工程（２
）で説明したように１．Ａ Ｉ配線３．７の界面には導
電性の低いＳｔが存在しない為、配線３．７間の導通不
良が生ずるのを防止することが出来る。
）で説明したように１．Ａ Ｉ配線３．７の界面には導
電性の低いＳｔが存在しない為、配線３．７間の導通不
良が生ずるのを防止することが出来る。
以上の工程（１）〜（４）を経たＭＯ３集積回路を、１
０００個製造した（実施例法）。一方、工程（２）で０
．１％のＯ７を含むＮ２ガスを導入する代わりに１００
％Ｎｔガスを導入して、ＭＯ３集積回路を、１０００個
製造した（比較例法）。
０００個製造した（実施例法）。一方、工程（２）で０
．１％のＯ７を含むＮ２ガスを導入する代わりに１００
％Ｎｔガスを導入して、ＭＯ３集積回路を、１０００個
製造した（比較例法）。
このようにして製造されたＭＯ３集積回路について導通
試験を行い、ＡＩ配線３，７間の抵抗が５００Ω以上の
ものを接続不良と判定した。
試験を行い、ＡＩ配線３，７間の抵抗が５００Ω以上の
ものを接続不良と判定した。
この結果、実施例法では接続不良率が０．２％であるの
に対し、比較例法では１．２％であつた。
に対し、比較例法では１．２％であつた。
上記工程（２）において使用されるＳＯＧのポストベー
ク雰囲気中の酸化性ガスの濃度は、以下に説明するよう
に、体積百分率で０．００１〜１．０％であることが望
ましい。
ク雰囲気中の酸化性ガスの濃度は、以下に説明するよう
に、体積百分率で０．００１〜１．０％であることが望
ましい。
酸化性ガス濃度が０．００１％未満であると金属Ｓｉ析
出防止の効果が十分でなく、また、酸化性ガス濃度が１
．０％を越λると、配線材料として使用されているＡ１
合金の表面酸化が生じて好ましくない。
出防止の効果が十分でなく、また、酸化性ガス濃度が１
．０％を越λると、配線材料として使用されているＡ１
合金の表面酸化が生じて好ましくない。
上記実施例では、酸化性ガスとして酸素を使用している
が、これに限定されることなく他の酸化性ガス、例えば
二酸化酸素、二酸化窒素、空気などを使用することが可
能である。
が、これに限定されることなく他の酸化性ガス、例えば
二酸化酸素、二酸化窒素、空気などを使用することが可
能である。
また、配線材料として、ＡＩを用いたがこれに限定され
ることなく他の配線材料を用いることも出来る。
ることなく他の配線材料を用いることも出来る。
さらに、前記ＳＯＧ膜の形成材料としては、シラノール
に限定されることなく他のケイ素化合物を用いることも
可能である。
に限定されることなく他のケイ素化合物を用いることも
可能である。
上記本発明方法は、ＭＯ３集積回路の他、バイイボーラ
集積回路等、種々のＬＳＩに適用することが可能である
。
集積回路等、種々のＬＳＩに適用することが可能である
。
以上説明したように本発明に係るＬＳＩ用中間酸化膜の
製造方法によれば、ＳＯＧ膜を形成する際に発生ずる水
素は、酸化性ガスによって酸化される。したがって、導
電性が低いＳｔが第１．２層の配線間に生ずることがな
くなる結果、ＬＳＩの導通不良を発生することなく中間
酸化膜を形成することが出来ると云う効果を奏する。
製造方法によれば、ＳＯＧ膜を形成する際に発生ずる水
素は、酸化性ガスによって酸化される。したがって、導
電性が低いＳｔが第１．２層の配線間に生ずることがな
くなる結果、ＬＳＩの導通不良を発生することなく中間
酸化膜を形成することが出来ると云う効果を奏する。
第１図は、本発明法の一実施例を用いてＬＳＩを製造す
ることを説明した工程図である。 図中、１はＮ形半導体基板、２はプラズマ５ｔ０２膜、
３は第１層ＡＩ配線、４は段差部、５はＳＯＧ膜、６は
常圧Ｓｉｎ、膜、７は第２ＪＩＡ１配線である。 埋謬
ることを説明した工程図である。 図中、１はＮ形半導体基板、２はプラズマ５ｔ０２膜、
３は第１層ＡＩ配線、４は段差部、５はＳＯＧ膜、６は
常圧Ｓｉｎ、膜、７は第２ＪＩＡ１配線である。 埋謬
Claims (1)
- （１）溶剤に溶かしたケイ素化合物を半導体基板に塗布
する工程と、次いで当該半導体基板を加熱してＳｉＯ＿
２膜を形成する工程と、を含んでなるＬＳＩ用中間酸化
膜の製造方法において、前記ＳｉＯ＿２膜を形成する工
程を酸化性ガス下雰囲気で行うことを特徴とするＬＳＩ
用中間酸化膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30722888A JPH02152258A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Ｌｓｉ用中間酸化膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30722888A JPH02152258A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Ｌｓｉ用中間酸化膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02152258A true JPH02152258A (ja) | 1990-06-12 |
Family
ID=17966587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30722888A Pending JPH02152258A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Ｌｓｉ用中間酸化膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02152258A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5364818A (en) * | 1990-05-29 | 1994-11-15 | Mitel Corporation | Sog with moisture resistant protective capping layer |
| US6689701B1 (en) | 1996-12-28 | 2004-02-10 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a spin on glass film of a semiconductor device |
-
1988
- 1988-12-05 JP JP30722888A patent/JPH02152258A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5364818A (en) * | 1990-05-29 | 1994-11-15 | Mitel Corporation | Sog with moisture resistant protective capping layer |
| US6689701B1 (en) | 1996-12-28 | 2004-02-10 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a spin on glass film of a semiconductor device |
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