JPH02201940A - 層間絶縁膜およびその製造方法 - Google Patents
層間絶縁膜およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH02201940A JPH02201940A JP1020570A JP2057089A JPH02201940A JP H02201940 A JPH02201940 A JP H02201940A JP 1020570 A JP1020570 A JP 1020570A JP 2057089 A JP2057089 A JP 2057089A JP H02201940 A JPH02201940 A JP H02201940A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- interlayer insulating
- upper layer
- flow rate
- lower layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- 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〕
本発明は半導体装置の多層配線における層間絶縁膜およ
びその製造方法に関し、特に５ｉＯｘＮ を組成成分と
しコンタクトホールが形成されるものに関する。
びその製造方法に関し、特に５ｉＯｘＮ を組成成分と
しコンタクトホールが形成されるものに関する。
従来、この種の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成す
る方法としては、ＣＶＤ法により堆積された絶縁膜上に
フォトレジストを塗布し、このフォトレジストをリソグ
ラフィ技術を用いてパターンニングし、その後、ウェッ
トエツチングやドライエツチング等によりテーパー形状
の断面を有するコンタクトホールを形成する方法が一般
的である。
る方法としては、ＣＶＤ法により堆積された絶縁膜上に
フォトレジストを塗布し、このフォトレジストをリソグ
ラフィ技術を用いてパターンニングし、その後、ウェッ
トエツチングやドライエツチング等によりテーパー形状
の断面を有するコンタクトホールを形成する方法が一般
的である。
このようなコンタクトホールの形成方法によれば、小規
模集積回路（ＳＳＩ）、中規模集積回路（ＭＳＩ）レベ
ルの多層配線において、下層配線と上層配線とを接続す
るためのＶＩＡメタルを埋め込む必要は無くなる。つま
り、上記方法により絶縁膜に形成されたコンタクトホー
ルの断面はテーパー形状をしているため、コンタクトホ
ール上にアルミニウム（１）等を蒸着することにより容
易に良好なステップカバレージが形成される。
模集積回路（ＳＳＩ）、中規模集積回路（ＭＳＩ）レベ
ルの多層配線において、下層配線と上層配線とを接続す
るためのＶＩＡメタルを埋め込む必要は無くなる。つま
り、上記方法により絶縁膜に形成されたコンタクトホー
ルの断面はテーパー形状をしているため、コンタクトホ
ール上にアルミニウム（１）等を蒸着することにより容
易に良好なステップカバレージが形成される。
そして、さらに、このアルミニウムをパターンニングす
ることにより、容易に下層配線と上層配線との接続をす
ることが可能になり、ＶＩＡメタルを埋め込む工程は不
要になって上記方法を用いた半導体装置の製造コストは
低減される。
ることにより、容易に下層配線と上層配線との接続をす
ることが可能になり、ＶＩＡメタルを埋め込む工程は不
要になって上記方法を用いた半導体装置の製造コストは
低減される。
しかしながら、上記した従来の層間絶縁膜にコンタクト
ホールを形成する方法は、絶縁膜のエツチング工程にケ
ミカルエツチング等のウェットエツチングを採用すると
、得られるコンタクトホールの断面形状がばらついてし
まい、ウェハ全面で、また、製造ロット毎に均一なテー
パー形状の断面にならないという課題を有していた。ま
た、絶縁膜のエツチング工程に種々のガスを用いるドラ
イエツチングを採用すると、得られるコンタクトホール
断面のテーパー形状のテーパー角は直角に近付いてしま
い、良好なステップカバレージを得ることが出来ないと
いう課題を有していた。
ホールを形成する方法は、絶縁膜のエツチング工程にケ
ミカルエツチング等のウェットエツチングを採用すると
、得られるコンタクトホールの断面形状がばらついてし
まい、ウェハ全面で、また、製造ロット毎に均一なテー
パー形状の断面にならないという課題を有していた。ま
た、絶縁膜のエツチング工程に種々のガスを用いるドラ
イエツチングを採用すると、得られるコンタクトホール
断面のテーパー形状のテーパー角は直角に近付いてしま
い、良好なステップカバレージを得ることが出来ないと
いう課題を有していた。
本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、層間絶縁膜はＳｆＯＮ を組成酸ｙ 分とし、下層部から上層部へ移るに従ってＯ原子成分が
減少し、下層部から上層部へ移るに従ってＮ原子成分が
増加するように形成されたものである。また、０原子を
含む反応ガスは堆積初期時にはその流量が多くその後時
間の経過とともにその流量は減少し、Ｎ原子を含む反応
ガスは堆積初期時にはその流量ほとんど無くその後時間
の経過とともにその流量は増加するように製造するよう
にしたものである。
で、層間絶縁膜はＳｆＯＮ を組成酸ｙ 分とし、下層部から上層部へ移るに従ってＯ原子成分が
減少し、下層部から上層部へ移るに従ってＮ原子成分が
増加するように形成されたものである。また、０原子を
含む反応ガスは堆積初期時にはその流量が多くその後時
間の経過とともにその流量は減少し、Ｎ原子を含む反応
ガスは堆積初期時にはその流量ほとんど無くその後時間
の経過とともにその流量は増加するように製造するよう
にしたものである。
層間絶縁膜のエツチングは、エツチング条件にかかわら
ず、Ｎ原子を多く含む上層部が０原子を多く含む下層部
よりも速いエツチングレートにてエツチングされる。
ず、Ｎ原子を多く含む上層部が０原子を多く含む下層部
よりも速いエツチングレートにてエツチングされる。
次に本発明について図面を参照して以下に詳述する。
第１図＜ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を表す断面図
である。
である。
基体（サブストレート）１上にＳｉＯｘＮｙ か
ｙ らなる層間絶縁膜２がＣＶＤ法により堆積される。
ｙ らなる層間絶縁膜２がＣＶＤ法により堆積される。
この堆積は以下の諸条件のもとに行われる。
つまり、全圧が０ 、 １ ｔｏｒｒ、周波数が５０Ｋ
Ｈｚ、パワーが２００Ｗのもとで、層間絶縁膜２の堆積
初期時にはＳ Ｌ Ｈ４ガスが２７０ ｓｅｃ復。
Ｈｚ、パワーが２００Ｗのもとで、層間絶縁膜２の堆積
初期時にはＳ Ｌ Ｈ４ガスが２７０ ｓｅｃ復。
ＮＨ３ガスが１．７ｓｌ＋ｎ 、Ｎ２０ガスが０．１５
１ｍの流量で基体１表面上に各ガスは流される。
１ｍの流量で基体１表面上に各ガスは流される。
その後、時間の経過とともにＮ２０ガスの流量は、第２
図（ａ）のグラフにおける直線５に示されるように減少
され、層間絶縁膜２の堆積終了時である時間Ｔにには流
量がＯｓｌｍになって流されなくなる。また、これとは
反対に、Ｎ２ガスの流量は、堆積初期時にはＯ５ＩＴＩ
でガスは流されていないが、その後、時間の経過ととも
に同図（ａ）のグラフにおける直線６に示されるように
増加し、堆積終了時である時間Ｔには０．１５１ｍの流
量でガスが流されるようになる。
図（ａ）のグラフにおける直線５に示されるように減少
され、層間絶縁膜２の堆積終了時である時間Ｔにには流
量がＯｓｌｍになって流されなくなる。また、これとは
反対に、Ｎ２ガスの流量は、堆積初期時にはＯ５ＩＴＩ
でガスは流されていないが、その後、時間の経過ととも
に同図（ａ）のグラフにおける直線６に示されるように
増加し、堆積終了時である時間Ｔには０．１５１ｍの流
量でガスが流されるようになる。
また、Ｎ２０ガスとＮ２ガスとの各ガスの和の流量は、
第２図（ｂ）のグラフにおける直線７に示されるように
、層間絶縁膜２の堆積の初期時から終了時Ｔまでの間、
一定量の０． １ｓｌａ＋になるように制御されている
。なお、第２図（ａ）。
第２図（ｂ）のグラフにおける直線７に示されるように
、層間絶縁膜２の堆積の初期時から終了時Ｔまでの間、
一定量の０． １ｓｌａ＋になるように制御されている
。なお、第２図（ａ）。
（ｂ）に示される各グラフにおいて、横軸は堆積時間を
表し、縦軸はガスの流量を表している。
表し、縦軸はガスの流量を表している。
このようにして、層間絶縁膜２はその下層部から上層部
へ移るに従って、つまり、基体１から遠ざかるに従って
Ｏ原子成分が減少し、また、その下層部から上層部へ移
るに従ってＮ原子成分が増加するように形成されている
。このため、層間絶縁膜２の下層部の組成はＳｉＯ（Ｓ
ｉＯ２Ｎｏ）により主に構成され、中層部の組成はＳｔ
、１．。
へ移るに従って、つまり、基体１から遠ざかるに従って
Ｏ原子成分が減少し、また、その下層部から上層部へ移
るに従ってＮ原子成分が増加するように形成されている
。このため、層間絶縁膜２の下層部の組成はＳｉＯ（Ｓ
ｉＯ２Ｎｏ）により主に構成され、中層部の組成はＳｔ
、１．。
Ｎ により主に構成され、上層部の組成はＳｉ１．Ｏ
Ｎ （Ｘ−１，０〜１．３）により主に構成されるよ
うになる。
うになる。
次に、層間絶縁膜２を形成した後に、この層間絶縁膜２
上に図示しないフォトレジストをスピンコード法等によ
り塗布し、リソグラフィ技術を用いてこのフォトレジス
トをパターンニングする。
上に図示しないフォトレジストをスピンコード法等によ
り塗布し、リソグラフィ技術を用いてこのフォトレジス
トをパターンニングする。
パターンユング後、このフォトレジストをマスクにして
ＣＦ やＳＦ６等のフッ化物系のガスを用いてドライ
エツチングを行い、コンタクトホール３を形成させる。
ＣＦ やＳＦ６等のフッ化物系のガスを用いてドライ
エツチングを行い、コンタクトホール３を形成させる。
このコンタクトホール３の形成の際には、層間絶縁膜２
が上述のように上層部がＮ原子を多く含み、下層部が０
原子を多く含むため、層間絶縁膜２の上層部は下層部に
対してエツチングレートが速くなる。このため、上層部
の下層部に対するエツチング量は多くなり、コンタクト
ホール３の断面形状は、良好なステラップカバレージが
得られるテーパー角を有するテーパー形状に容易に形成
される。
が上述のように上層部がＮ原子を多く含み、下層部が０
原子を多く含むため、層間絶縁膜２の上層部は下層部に
対してエツチングレートが速くなる。このため、上層部
の下層部に対するエツチング量は多くなり、コンタクト
ホール３の断面形状は、良好なステラップカバレージが
得られるテーパー角を有するテーパー形状に容易に形成
される。
なお、上記実施例は層間絶縁膜２のエツチング工程にフ
ッ化物系のガスを用いたドライエツチングを採用した場
合について説明したが、これに限定されることはない。
ッ化物系のガスを用いたドライエツチングを採用した場
合について説明したが、これに限定されることはない。
例えば、ケミカルエツチング等のウェットエツチングを
採用して層間絶縁膜２をエツチングするようにしても良
く、この場合においても上記実施例と同様な効果が得ら
れ、ウェハ全面において、かつ、製造ロット毎において
均一なテーパー形状をした断面のコンタクトホールが容
易に得られる。
採用して層間絶縁膜２をエツチングするようにしても良
く、この場合においても上記実施例と同様な効果が得ら
れ、ウェハ全面において、かつ、製造ロット毎において
均一なテーパー形状をした断面のコンタクトホールが容
易に得られる。
以上説明したように本発明は、層間絶縁膜はＳｉＯｘＮ
ｙ を組成成分とし、下層部から上層部 ｙ へ移るに従ってＯ原子成分が減少し、下層部から上層部
へ移るに従ってＮ原子成分が増加するように形成された
ことにより、また、０原子を含む反応ガスは堆積初期時
にはその流量が多くその後時間の経過とともにその流量
は減少し、Ｎ原子を含む反応ガスは堆積初期時にはその
流量ほとんど無くその後時間の経過とともにその流量は
増加するように製造するようにしたことにより、Ｎ原子
を多く含む上層部はＯ原子を多く含む下層部よりも速い
エツチングレートにてエツチングされる。
ｙ を組成成分とし、下層部から上層部 ｙ へ移るに従ってＯ原子成分が減少し、下層部から上層部
へ移るに従ってＮ原子成分が増加するように形成された
ことにより、また、０原子を含む反応ガスは堆積初期時
にはその流量が多くその後時間の経過とともにその流量
は減少し、Ｎ原子を含む反応ガスは堆積初期時にはその
流量ほとんど無くその後時間の経過とともにその流量は
増加するように製造するようにしたことにより、Ｎ原子
を多く含む上層部はＯ原子を多く含む下層部よりも速い
エツチングレートにてエツチングされる。
このため、この層間絶縁膜をエツチングして形成される
コンタクトホールの断面形状は、層間絶縁膜のエツチン
グ条件にかかわらず、常に適性なテーパー角を有するテ
ーパー形状に均一に形成され、良好なステップカバレー
ジが常に得られるコンタクトホールが形成されるという
効果を有する。
コンタクトホールの断面形状は、層間絶縁膜のエツチン
グ条件にかかわらず、常に適性なテーパー角を有するテ
ーパー形状に均一に形成され、良好なステップカバレー
ジが常に得られるコンタクトホールが形成されるという
効果を有する。
さらに、ウェハ全面において、かつ、製造ロフト毎にお
いて常に均一なテーパー形状をした断面を有するコンタ
クトホールが形成されるという効果も有する。
いて常に均一なテーパー形状をした断面を有するコンタ
クトホールが形成されるという効果も有する。
１・・・基体、２・・・層間絶縁膜、３・・・コンタク
トホール。
トホール。
特許出願人 住友電気工業株式会社
代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
塩 １） 辰 也
塩 １） 辰 也
第１図（ａ）、（ｂ）それぞれは本発明の一実施例を表
す断面図、第２図（ａ）、（ｂ）それぞれは第１図に示
された層間絶縁膜２の形成時における堆積時間とガスの
流量との関係を示すグラフである。
す断面図、第２図（ａ）、（ｂ）それぞれは第１図に示
された層間絶縁膜２の形成時における堆積時間とガスの
流量との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体装置の多層配線における上層配線と下層配線
との間に介在される層間絶縁膜において、ＳｉＯ＿ｘＮ
＿ｙを組成成分とし、下層部から上層部へ移るに従って
Ｏ原子成分が減少し、下層部から上層部へ移るに従って
Ｎ原子成分が増加するように形成されたことを特徴とす
る層間絶縁膜。 ２、半導体装置の多層配線における上層配線と下層配線
との間に介在されＳｉＯ＿ｘＮ＿ｙを組成成分とする層
間絶縁膜を反応ガスを利用した気相成長法により堆積さ
せて形成する層間絶縁膜の製造方法において、Ｏ原子を
含む反応ガスは堆積初期時にはその流量が多くその後時
間の経過とともにその流量は減少し、Ｎ原子を含む反応
ガスは堆積初期時にはその流量ほとんど無くその後時間
の経過とともにその流量は増加するように反応ガスの流
量を制御して前記層間絶縁膜を堆積させることを特徴と
する層間絶縁膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020570A JPH02201940A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 層間絶縁膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020570A JPH02201940A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 層間絶縁膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02201940A true JPH02201940A (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=12030851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020570A Pending JPH02201940A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 層間絶縁膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02201940A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09251996A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-09-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7420628B1 (en) | 1991-02-16 | 2008-09-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of making an active-type LCD with digitally graded display |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020570A patent/JPH02201940A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7420628B1 (en) | 1991-02-16 | 2008-09-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of making an active-type LCD with digitally graded display |
| US7479939B1 (en) | 1991-02-16 | 2009-01-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device |
| JPH09251996A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-09-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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