JPH0222845A

JPH0222845A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0222845A
Application number: JP17176888A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Matsuda; 哲朗松田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1990-01-25

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、半導体装置の製造方法、特に塗布絶縁膜の
形成工程を含む半導体装置の製造方法に関する。

（従来の技術）従来、集積回路等の製造工程において配線層間の平坦化
等を目的として塗布絶縁膜を形成する方法が広く用いら
れている。一般に、前記塗布絶縁膜は膜質が良好でない
ため前記膜質改善のために焼成工程を行なう、しかしな
がら前記焼成工程を行うと塗布絶縁膜の体積収縮に伴な
ういくつかの問題が生じる。この問題について以下図面
を用いて説明する。第２図（ａ）〜（Ｃ）は、配線層間
絶縁膜を平坦化する工程断面図である。

第２図（ａ）は、シリコン基板（２１）に素子（図示せ
ず）を形成し、更に、前記基板（２１）上にアルミニウ
ム配線（２２）を形成し、さらにその上に層間絶縁膜と
して気相成長法（以下ＣＶＤと呼ぶ。）により全面に二
酸硅素膜（２３）を堆積したものである。

次に、前記層間絶縁膜（２３）の平坦化を目的として塗
布絶縁膜、例えばスピンオンガラス（例えば。

二酸化硅素５％をアルコール溶媒中に溶解したもの、以
下ＳＯＧと呼ぶ、）を塗布し、ＳＯＧ膜（２４）を形成
する（第２図（ｂ））　。

次に、前記ＳＯＧ膜（２４）の膜質改善のための焼成を
例えば、４５０℃の窒素雰囲気中での熱処理によって行
う、ところが、この工程で、以下のような問題が発生す
る。

すなわち、■焼成に伴う堆積収縮により、Ｓ。

Ｇ膜（２４）に亀裂（２５）を生じる。

■焼成に伴う堆積収縮により、５ＯＧＩＦＪ（２４）に
引張応力が生じ、二酸化硅素膜（２３）に亀裂（２６）
を生じる。

前記ＳＯＧ膜（２４）ヘノ亀裂（２５）、ＳＯＧ膜（２
４）が、薄い場合に多く発生し、一方、前記二酸化硅素
膜（２３）への亀裂（２６）は、ＳＯＧ膜（２４）が、
厚い場合に多く発生する（第２図（Ｃ））。

これらの亀裂（２５）、　（２６）は１本来の目的であ
る平坦性を損ない、配線（２２）や、後に形成する上層
配線の信頼性を著しく劣化させる。このように。

層間平坦化において塗布絶縁膜を形成した後その焼成を
行うと、塗布絶縁膜自身や、配線に予め堆積した層間絶
縁膜に亀裂を発生する危険があり、この亀裂は、集積回
路の製造歩留まりや信頼性を著しく劣化させるため大き
な問題となっている。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、このように層間平坦に塗布絶縁膜を形成した
後、膜質改善のための焼成を行うと、塗布絶縁膜自身や
、配線に予め堆積した層間絶縁膜に亀裂発生する危険が
あり、この亀裂は、集積回路の製造歩留まりや信頼性を
著しく劣化させるという従来の問題点を解決するもので
塗布絶縁膜の形成工程を含む半導体装置の製造方法を提
供するものである。゛〔発明の構成〕（課題を解決するための手段）この発明は、塗布絶縁膜を形成した後、その焼成工程で
の塗布絶縁膜自身あるいは前記焼成工程に伴なう層間絶
縁膜への亀裂の発生を実質的に抑えることを目的とし、
−旦第一の塗布絶縁膜を薄く形成し、十分な焼成を行な
うと同時に塗布絶縁膜に亀裂を発生せしめ、次に第二の
塗布絶縁膜を形成して前記亀裂を平坦化あるいは平滑化
するようにしたものである。

（作　用）本発明によれば、第一の塗布絶縁膜から予め堆積した下
地の層間絶縁膜に作用する引張り応力は、前記第一の塗
布絶縁膜に発生した亀裂により大幅に緩和され、従って
前記層間絶縁膜に発生する亀裂を抑制できる。また、第
一の塗布絶縁膜に発生した亀裂は、第二の塗布絶縁膜に
よって平坦化。

平滑化されるので基板表面は亀裂のない平坦形状を得る
ことができる。

（実施例）本発明による一実施例を配線層間絶縁膜の平坦化を例と
して挙げ１図面を用いて詳細に説明する。

第１図は１本発明による一実施例を示す工程断面図であ
る。第１図（ａ）は、シリコン基板（１１）に素子（図
示せず）を形成し更に、前記基板（１１）上に素子に接
続されるパターニングされたアルミニウム配線（１２）
を形成し、その上に層間絶縁膜としてＣＶＤ法により二
酸化硅素ＩＰｉ　（１３）を全面に堆積したものである
。

このような基板表面に第１図（ｂ）に示すように第一の
塗布絶縁膜１例えば二酸化硅素をアルコール溶媒中に例
えば５％溶解したＳＯＧ膜（１４）を薄く塗布する。こ
の５ＯＧＷＡ（１４）の形成は前記パタニングされた配
線（１２）上に堆積された層間絶縁膜の溝部の全部又は
一部に埋め込むように形成する。

次に、前記ＳＯＧ膜（１４）の膜質改善のための焼成を
、例えば４５０℃で１Ｏ−２Ｔｏｒｒの真空中で熱処理
によって行う。この熱処理により前記ＳＯＧ膜（１４）
に焼成に伴う堆積収縮が生じ、ＳＯＧ膜（１４）には、
第１図（ｃ）のように亀裂（１５）が生じる。前記亀裂
（１５）は、焼成の温度を高くしたり、プラズマ中での
ガス処理を施したり、あるいは、大気圧を下回る圧力で
真空度を上げることにより発生し易くせしめることが可
能である。

その後、第１図（ｄ）に示すように第二の塗布絶縁膜と
してＳＯＧ膜（１６）を全面に塗布し、前記亀裂（１５
）を被覆するように表面の平坦化を行う。

上記工程により、第一の塗布絶縁膜（１４）から堆積し
た層間絶縁膜（１３）に作用する引張り応力は、前記塗
布絶縁膜（１４）に発生した亀裂（１５）により大幅に
緩和され、従来層間絶縁ＩＦＪ（１３）に発生する亀裂
を抑制することができる。また、第一の塗布絶縁（１４
）に発生した亀裂（１５）を第二の塗布絶縁膜（１６）
によって平坦化するので、最終的には亀裂のない層間平
坦形状が達成でき、集積回路の製造歩留まりや信頼性を
著しく向上することが可能となる。

尚、本実施例は、アルミニウム配線層間絶縁膜平坦化工
程を例に説明したが、実際にはアルミニウム配線層間絶
縁膜平坦化工程に限定されるものではなく、他の材料配
線や、半導体基板自身に設けられた段差の平坦化工程で
も同様の効果が得られることは言までもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば亀裂を生じることなく平坦性を達成し得
る塗布絶縁膜を形成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す工程断面図。第２図は、従来の工程を示す断面図である。１１・・・シリコン基板　　　１２・・・配線１３・・
・二酸化硅素膜　　　１４・・・第１の塗布絶縁膜１５
・・・亀裂　　　　　　　１６・・・第２の塗布絶縁膜
代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　松山光之第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体基板の一主面上に塗布絶縁膜を形成する工
程を含む半導体装置の製造方法において、第一の塗布絶
縁膜を形成する工程と、前記第一の塗布絶縁膜に亀裂を
発生せしめる工程と、前記第一の塗布絶縁膜上に第二の
塗布絶縁膜を形成し、前記亀裂の生じた第一の塗布絶縁
膜表面を平坦化若しくは平滑化する工程とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
（２）前記半導体基板の一主面上に塗布絶縁膜を形成す
る工程は、前記半導体基板の一主面に予め形成された段
差の平坦若しくは平滑化を行うものであることを特徴と
する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
（３）前記第一の塗布絶縁膜に亀裂を発生せしめる工程
は、熱処理、プラズマガス処理、あるいは大気圧を下回
る圧力下での処理により行なうことを特徴とする請求項
１記載の半導体装置の製造方法。