JPH0476920A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】

【産業上の利用分野］ 本発明は、２層以上の配線を有する半導体装置の製造方
法に間するものである。 【従来の技術】 半導体装置が高集積化されるに伴い、その中における配
線は、層間！！縁膜を挟んで多層にされるようになって
来ている。なお、配線の材料としては、主にアルミニウ
ムが用いられている。 第３図に、従来の方法で製造された上記のような半導体
装置を示す。第３図において、１は半導体基板、２は第
１アルミニウム配線、３は５ｉ０２膜、４はＳＯＣ膜（
Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）、４−１は内壁露出部、
５はＳｉＯ２膜、６は第２アルミニウム配線、７はＶＩ
Ａホール、８は接触部である。 半導体基板１としてはシリコン基板が用いられ、この上
に第１アルミニウム配線２が形成され、その上に、層間
絶縁膜としての５ｉＯｚ膜３．ｓＯＧ膜４．ＳｉＯ□膜
５が、順次形成される。そして、ＶＩＡホール７がエツ
チングによって開けられた後、第２アルミニウム配線６
が形成され、接触部８で第１アルミニウム配ｗＡ２と接
触する。これにより、第１アルミニウム配線２と第２ア
ルミニウム配線６とが、電気的に接続される。 層間絶縁膜は、第１アルミニウム配線２と第２アルミニ
ウム配線６との間を、ＶＩＡホール７以外の部分では絶
縁するためのものである。なお、コンタクトホールでも
同様である。コンタクトホールでは、接続する相手が配
線ではなく、トランジスタのドレインやソースとなるだ
けの違いである。 ＳＯＧ膜４は、第２アルミニウム配線６を形成する際の
土台となる表面を、できるだけ凹凸のないようにするた
めの平坦化材として用いられている。土台となる表面に
大きな凹凸があると、第２アルミニウム配線６に、断線
や短絡を生しさせる恐れがあるからである。 ＳｏＧ膜４は、空中の水分を含んだりして化学的に不安
定な物質になり勝ちなので、それを防止するため、その
上に５ｉｎ２膜５が施される。

【発明が解決しようとする課題】

（問題点） しかしながら、前記した従来の方法で製造された半導体
装置には、次のような問題点があった。 第１の問題点は、ＳＯＧ膜４による平坦化が充分でなく
、配線が断線したり短絡したりし易いという点である。 第２の問題点は、接触部８の接触抵抗が大きいという点
である。 （問題点の説明） ■　まず、第１の問題点について説明する。 ＳＯＧを塗布する表面は、Ｓ１０．膜３の表面である。 つまり、どの部分においてもＳＯＧに対する濡れ性は同
しであり、濡れ性は同しでも、はとんど水のような粘性
の為、スピンコードすると凹部にたまりやすく、凸部に
比べれば凹部の方が厚く塗布される。そのため、緩和さ
れるとはいうものの、どうしても凹凸が残ってしまい、
平坦化が充分には行われない。 凹凸が残る表面に配線を施すと、断線したり短絡したり
する可能性が大きくなる。 ■　次に、第２の問題点について説明する。 第３図で、第２アルミニウム配線６を施すに先立ち、Ｖ
ＩＡホール７を開けるが、これによってＳＯＧ膜４は、
内壁露出部４−１で露出することになる。そして、この
部分からは、ＳＯＧ膜４に含まれている溶媒とか水分等
が、ガスとなって出て来る（アウトガス）。 第２アルミニウム配線６の形成は、前記のようなガスが
出ている中で行われるので、アルミニウムの表面は、そ
れらのガスと酸化などの反応をして変質する。接触部８
の部分もそのように変質し、純粋なアルミニウムに比べ
て電気抵抗が増加する。 その結果、接触抵抗が大となってしまう。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本発明では、第１の配線の上
方に第２の配線を形成する半導体装置の製造方法におい
て、該第１の配線を形成したのち気相成長法によりＳ　
＋　０２　ｇＩを形成する工程と、該ｓｉＯ□膜をエッ
チハックすることにより該第１の配線の側面にサイドス
ペーサを形成する工程と、その後スピンコーティングに
よりＳＯＣ膜を形成する工程と、１ｓＯＧ膜を該第１の
配線の上面が露出するまでエッチハックする工程と、そ
の後気相成長法によりＳｉＯ□膜を形成する工程とを含
むこととした。

【作　　用】

Ｓｉｎ、製のサイドスペーサを第１の配線の側面に設け
た後にＳＯＧをスピンコーティングすると、ＳｉＯ□は
ＳＯＧに対する濡れ性が良いので、第１の配線の側方の
凹部に効率よ＜ＳＯＣを付着させることが出来、表面の
平坦化を良好に行うことが可能となる。 また、ＳＯＣ膜のエッチハックを第１の配線の上面が露
出するまで行ってから、その上に５ｉ０２膜を形成する
ので、第２の配線との接続をするためにＶＩＡホールを
開けた際、その内壁に５Ｏｃｔ！＊が露出することがな
い。そのため、配線材料の表面を変質させるガスが放出
されることがなく、接触抵抗の増加が防止される。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 第１図は、本発明にかかわる半導体装置の製造方法を説
明する図である。符号は第３図のものに対応し、３−１
はサイドスペーサ、４−２は当初表面である。 製造は、第１図（イ）〜（ホ）の順に行われるので、こ
の順に沿って説明する。 （１）第１図（イ）の工程 半導体基板１の上に、第１アルミニウム配線２を形成す
る。Ｍ厚は、例えば約８０００人程度である。 （２）第１図＜ａ）の工程 第１アルミニウム配線２が形成された後に、プラズマ気
相成長法により、Ｓ　ｉ　Ｏ，膜３を形成す例えば、下
記の条件にて形成した場合、膜厚は、約４０００人程度
となる。 温度　　　　・・・３００°Ｃ ＲＦ比出力　−１００Ｗ　（ＲＦ　：Ｒａｄｉｏ　Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ　）圧力　　　　・＝７．２Ｔｏｒｒ ＳｉＨ４ガス・＝１００　ｓｃｃｍ　（ｓｔａｎｄａｒ
ｄ　ｃｃ　／ｓｉｎ　）Ｎ、Ｏガス　−４５００ｓｅｃ
ｍ （３）第１図（ハ）の工程 ５１０２膜３を、ＲＩＥ法（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）によってエンチハックする。その結果
、第１アルミニウム配線２の側面にＳｉＯ□膜が残り、
これをサイドスペーサ３−１とする。 かくして、第１アルミニウム配線２の上面ば露出し、側
面はサイドスペーサ３−１で覆われる。 なお、この時のエツチングの条件は、例えば下記のよう
にする。 ＲＦ比出力　　・・・３５０Ｗ ＣＦ、ガス　　−２０ｓｃｃｍ Ｈ２ガス　　　−１２５ｃｃｎ 圧力　　　　　・・・１．３　　パスカル（４）第１図
（ニ）の工程 次に、ＳＯＧを、スピンコーターで塗布する。 濡れ性は同しでも、はとんど水のような粘性の為、スピ
ンコードすると凹部にたまりやすく、凸部に比べれば凹
部の方が厚く塗布される。ところが、本発明では第１ア
ルミニウム配線２の側面を、ＳＯＧに対する濡れ性が良
いＳｉｎ、製のサイドスペーサ３−１で覆っている。他
方、第１アルミニウム配線２の上面は、ＳｉＯ□に比べ
てＳｕＧに対する濡れ性が悪いアルミニウムが露出して
いる。 このような濡れ性の差により、ＳＯＧは第１アルミニウ
ム配線２の側方の凹部に良く入り込み、平坦化が良好に
行われる。 かくして得られる当初のＳＯＧ膜４の表面は、点線で表
した当初表面４−２のところにある。これを、ＲｒＥ法
によるライトエンチングによって、第１アルミニウム配
線２の上面が露出するまでＳＯＧ膜４の表面を下げる。 図示されているＳＯＧ膜４は、この時の状態を示してい
る。 （５）　　第１図（ホ）の工程 プラズマ気相成長法により、ＳｉＯ２膜５を形成する。 これを、例えば次のような条件で行い、膜厚１μｍのＳ
ｉｆ！膜５を形成することが出来る。 温度　　　　・・・３００°Ｃ ＲＦ比出力　・・・１００　Ｗ 圧力　　　　−１，２Ｔｏｒｒ Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス−１００ｓｅｃｍ Ｎ２０ガス　−４５００ｓｅｃｍ 以上のような工程を経ることにより、表面の凹凸が一層
平坦化された眉間絶縁膜が形成される。 これに対して従来と同様の技術によりＶＩＡホルが開け
られ、ついで第２アルミニウム配線が施される。層間絶
縁膜が充分に平坦化されているので、第２アルミニウム
配線は、断線したり短絡したりする可能性が少なくなる
。 第２図は、そのような本発明の方法で製造された半導体
装置である。符号は第１図、第３図のものに対応してい
る。 第１図（ホ）の段階まで製造されたものでは、第１アル
ミニウム配線２の上方に存在するのはＳｌ○２膜５だけ
であるから、ＶＩＡホール７を開けた場合、その内壁と
して露出する材質はＳｉＯ２だけである。ＳｉＯ□から
は、ＳＯＧと違って、アルミニウムと反応して変質させ
るようなガスは放出されない。 そのため、第２アルミニウム配線６を施した時に、接触
部８の接触抵抗が増大することはない。 上側では、アルミニウム配線が２層の場合について説明
したが、３層以上の場合にも適用できることは勿論であ
る。 また、Ｓ　ｉ　Ｏｚ膜の形成をプラズマ気相成長法で行
うとしたが、それは配線材料として、ヒロックの発生が
予想されるアルミニウムを用いた場合を想定したためで
ある。ヒロックの発生が少ない材料（例えばＡｌ−５ｉ
−Ｃｕ合金）を用いるのであれば、他の気相成長法を用
いてもよい。

【発明の効果】

以上述べた如く、本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、次のような効果を奏する。 ■　ＳＯＧ膜による平坦化が良好に行われる。 本発明では、ＳｉＯ□のＳＯＧに対する濡れ性が、配線
材料（アルミニウム）のＳＯＧに対する濡れ性より良い
点に着目し、ＳｉＯ□製のサイトスペーサを第１の配線
の側面に設けた後にＳＯＧをスピンコーティングする。 このようにすることにより、第１の配線の側方の凹部に
効率よくＳＯＧを付着させることが出来、表面の平坦化
が良好に行われる。 そのため、平坦化された表面の上に形成される第２の配
線は、断線したり短絡したりする可能性が少なくなる。 ■　配線間の接触抵抗が増加しない。 本発明では、ＳＯＧ膜のエッチバックを第１の配線の上
面が露出するまで行ってから、その上にＳｉＯ□膜を形
成する。その結果、第１の配線の上方に存在するのはＳ
ｉ０ｇ膜だけとなる（従来は、ＳＯＧ膜の層も存在して
いた）。 この状態で、第２の配線との接続をするためのＶＩＡホ
ールを開けると、その内壁にはＳＯＧ膜は露出してない
。従って、配線材料の表面を変質させるガスが放出され
ることはなく、接触抵抗の増加が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明にかかわる半導体装置の製造方法を
説明する図 第２図・・・本発明の方法で製造された半導体装置第３
図・・・従来の方法で製造された半導体装置図において
、Ｉは半導体基板、２は第１アルミニウム配線、３はＳ
ｉＯ□膜、３−１はサイドスペーサ、４はＳＯＧ膜、４
−１は内壁露出部、４２は当初表面、５はＳ＋Ｏｚ膜、
６は第２アルミニウム配線、７はＶＩＡホール、８は接
触部である。 特許出願人　　　冨士ゼロックス株式会社代理人弁理士
　　本　庄　冨　雄 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の配線の上方に第２の配線を形成する半導体装置の
   製造方法において、該第１の配線を形成したのち気相成
   長法によりＳｉＯ＿２膜を形成する工程と、該ＳｉＯ＿
   ２膜をエッチバックすることにより該第１の配線の側面
   にサイドスペーサを形成する工程と、その後スピンコー
   ティングによりＳＯＧ膜を形成する工程と、該ＳＯＧ膜
   を該第１の配線の上面が露出するまでエッチバツクする
   工程と、その後気相成長法によりＳｉＯ＿２膜を形成す
   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
   。