JPH06283523A - 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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- JPH06283523A JPH06283523A JP6836093A JP6836093A JPH06283523A JP H06283523 A JPH06283523 A JP H06283523A JP 6836093 A JP6836093 A JP 6836093A JP 6836093 A JP6836093 A JP 6836093A JP H06283523 A JPH06283523 A JP H06283523A
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- Japan
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- film
- teos
- cvd
- semiconductor device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カバレッジが充分で自己平坦性の高い高品質
の絶縁膜をパッシベーション膜として提供する。 【構成】 プラズマTEOS絶縁膜16の下地に有機化合物ま
たはその溶液による下地処理を施して下地依存性を解消
し、その後、常圧或は減圧CVD によりO3-TEOS NBGまたは
PSG膜19をパッシベーション膜として形成する。このO3-
TEOS NSGまたはPSG膜19の上にプラズマ窒化膜（p-SiN）
20を形成して自己平坦性が高く、高膜質な高品質のパッ
シベーションが達成できる。
の絶縁膜をパッシベーション膜として提供する。 【構成】 プラズマTEOS絶縁膜16の下地に有機化合物ま
たはその溶液による下地処理を施して下地依存性を解消
し、その後、常圧或は減圧CVD によりO3-TEOS NBGまたは
PSG膜19をパッシベーション膜として形成する。このO3-
TEOS NSGまたはPSG膜19の上にプラズマ窒化膜（p-SiN）
20を形成して自己平坦性が高く、高膜質な高品質のパッ
シベーションが達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法、
特に半導体基体および金属配線の上のパッシベーション
膜として作用する最終絶縁膜として使用することができ
る絶縁膜を有機シラン系化合物を原料ガスとして用いる
化学気相成長により形成するようにした半導体装置の製
造方法に関するものである。
特に半導体基体および金属配線の上のパッシベーション
膜として作用する最終絶縁膜として使用することができ
る絶縁膜を有機シラン系化合物を原料ガスとして用いる
化学気相成長により形成するようにした半導体装置の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、VLSIデバイスの高集積化、高密度
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、絶縁膜の平坦化技術であ
る。
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、絶縁膜の平坦化技術であ
る。
【０００３】サブミクロンデバイス用の絶縁膜に要求さ
れる特性としては、サブミクロンオーダーのスペースを
形成することおよび高アスペクト比を持つパターンに対
する優れたステップカバレージを実現することなどがあ
る。このような要求を満たす絶縁膜の形成方法として有
機シランおよび無機シランを原料ガスに用いた化学気相
成長法(CVD法) が知られている。また、CVD 法としては
プラズマCVD,常圧CVD法、減圧CVD 法、加圧CVD 法、光
励起CVD 法などが従来より提案されている。
れる特性としては、サブミクロンオーダーのスペースを
形成することおよび高アスペクト比を持つパターンに対
する優れたステップカバレージを実現することなどがあ
る。このような要求を満たす絶縁膜の形成方法として有
機シランおよび無機シランを原料ガスに用いた化学気相
成長法(CVD法) が知られている。また、CVD 法としては
プラズマCVD,常圧CVD法、減圧CVD 法、加圧CVD 法、光
励起CVD 法などが従来より提案されている。
【０００４】これらのうち、有機シランを原料ガスと
し、これにオゾンガスを加えて常圧CVD 法で形成した絶
縁膜、すなわち常圧オゾン−有機シランCVD シリコン酸
化膜は、その平坦性が特に優れていることから最も期待
されている方法の一つである。このようなオゾン−有機
シランの混合ガスを用いる常圧CVD 法は、例えば特開昭
61-77695号公報や「電気化学」56, No.7(1988), 527 〜
532 頁などに記載されている。有機シランとしてはTEOS
(tetraethoxysilane), TMOS(tetramethoxysilane),OMCT
S(octamethylcyclotetrasiloxane), HMDS(hexamethyldi
siloxane) などが知られている。
し、これにオゾンガスを加えて常圧CVD 法で形成した絶
縁膜、すなわち常圧オゾン−有機シランCVD シリコン酸
化膜は、その平坦性が特に優れていることから最も期待
されている方法の一つである。このようなオゾン−有機
シランの混合ガスを用いる常圧CVD 法は、例えば特開昭
61-77695号公報や「電気化学」56, No.7(1988), 527 〜
532 頁などに記載されている。有機シランとしてはTEOS
(tetraethoxysilane), TMOS(tetramethoxysilane),OMCT
S(octamethylcyclotetrasiloxane), HMDS(hexamethyldi
siloxane) などが知られている。
【０００５】また、最終保護膜として用いられる絶縁膜
においても、VLSIデバイスの高集積化、高密度化に伴
い、その平坦性と、素子の信頼性に影響を与える膜質の
向上が強く要求されている。これは主に素子外部からの
水分、アルカリ金属等の侵入を防ぐためである。
においても、VLSIデバイスの高集積化、高密度化に伴
い、その平坦性と、素子の信頼性に影響を与える膜質の
向上が強く要求されている。これは主に素子外部からの
水分、アルカリ金属等の侵入を防ぐためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
有機シランを原料ガスとするCVD 法による絶縁膜の形成
方法においては、成膜速度の下地依存性により、下地材
質によっては段差間( 配線間) の埋め込み性が悪くなる
とともに膜中にボイドが発生するという欠点がある。こ
のように有機シラン−CVD 膜が大きな下地依存性を有す
ることは、例えば平成３年に発行された「電気学会論文
Ａ」, 111 巻７号の652 〜658 頁に記載されている。こ
のように埋め込み性が悪化したりボイドが形成される
と、配線間のリーク電流が増加したり、素子特性に悪影
響を及ぼすことになる。
有機シランを原料ガスとするCVD 法による絶縁膜の形成
方法においては、成膜速度の下地依存性により、下地材
質によっては段差間( 配線間) の埋め込み性が悪くなる
とともに膜中にボイドが発生するという欠点がある。こ
のように有機シラン−CVD 膜が大きな下地依存性を有す
ることは、例えば平成３年に発行された「電気学会論文
Ａ」, 111 巻７号の652 〜658 頁に記載されている。こ
のように埋め込み性が悪化したりボイドが形成される
と、配線間のリーク電流が増加したり、素子特性に悪影
響を及ぼすことになる。
【０００７】さらに、従来の有機シランを用いたCVD 膜
は、膜中に水分等を含む多量の炭素化合物（未反応物）
が混入しているため、膜質が悪く、耐吸湿性が悪いとと
もにクラックが発生する欠点がある。耐吸湿性を補うた
めに厚膜とすると膜中に一層クラックが発生し易くな
り、素子の信頼性を損なう欠点がある。
は、膜中に水分等を含む多量の炭素化合物（未反応物）
が混入しているため、膜質が悪く、耐吸湿性が悪いとと
もにクラックが発生する欠点がある。耐吸湿性を補うた
めに厚膜とすると膜中に一層クラックが発生し易くな
り、素子の信頼性を損なう欠点がある。
【０００８】上述した従来の絶縁膜の形成方法の欠点を
軽減するために、即ち、層間絶縁膜の平坦化方法として
狭いギャップを埋め込むために自己平坦性を有するCVD
法として珪酸エステル等の珪素の有機化合物とオゾンと
を反応させる方法が開発されているが、膜質や成膜速
度、埋め込み性が下地状態に強く影響され、良好な膜が
形成されないと云う問題点があった。
軽減するために、即ち、層間絶縁膜の平坦化方法として
狭いギャップを埋め込むために自己平坦性を有するCVD
法として珪酸エステル等の珪素の有機化合物とオゾンと
を反応させる方法が開発されているが、膜質や成膜速
度、埋め込み性が下地状態に強く影響され、良好な膜が
形成されないと云う問題点があった。
【０００９】一般に、下地依存性を緩和する処置として
下地表面のプラズマ酸化膜をN2,NH3等のガスを用いてプ
ラズマ処理し、その後で有機シランによる常圧CVD 膜を
形成するのが有効であるとされているが、プラズマダメ
ージの問題が懸念されている。さらにプラズマ処理では
埋め込み性は改善されず、またプロセスが不安定である
と云う欠点があった。
下地表面のプラズマ酸化膜をN2,NH3等のガスを用いてプ
ラズマ処理し、その後で有機シランによる常圧CVD 膜を
形成するのが有効であるとされているが、プラズマダメ
ージの問題が懸念されている。さらにプラズマ処理では
埋め込み性は改善されず、またプロセスが不安定である
と云う欠点があった。
【００１０】特に、多層配線の最上層、即ち最終保護層
の耐湿性および耐アルカリイオン透過性を向上させるた
めに、従来はプラズマ窒化物（p-SiN ）あるいはp-SiN
およびリン入り珪酸ガラス(PSG) がパッシベーション膜
として用いられてきた。しかし、これらp-SiN,p-SiN ・
PSG はカバレッジが悪く、特に段差の大きい場合には、
カバレッジの不良により膜厚のムラや未成膜部分が残る
と云う大きな問題があった。
の耐湿性および耐アルカリイオン透過性を向上させるた
めに、従来はプラズマ窒化物（p-SiN ）あるいはp-SiN
およびリン入り珪酸ガラス(PSG) がパッシベーション膜
として用いられてきた。しかし、これらp-SiN,p-SiN ・
PSG はカバレッジが悪く、特に段差の大きい場合には、
カバレッジの不良により膜厚のムラや未成膜部分が残る
と云う大きな問題があった。
【００１１】本発明の目的は上述した従来の絶縁膜形成
時の欠点を解消し、プラズマダメージ無しに段差間の埋
め込み性および膜中のボイドの解消に優れており、特に
サブミクロンデバイスの絶縁膜として使用するのに有効
であるとともに優れた膜質を有し、クラックの発生もな
く、カバレッジが充分で自己平坦性の高い高品質の絶縁
膜をパッシベーション膜として有する半導体装置の製造
方法を提供しようとするものである。
時の欠点を解消し、プラズマダメージ無しに段差間の埋
め込み性および膜中のボイドの解消に優れており、特に
サブミクロンデバイスの絶縁膜として使用するのに有効
であるとともに優れた膜質を有し、クラックの発生もな
く、カバレッジが充分で自己平坦性の高い高品質の絶縁
膜をパッシベーション膜として有する半導体装置の製造
方法を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、有機シラン系化合物を原料として用いる
化学気相成長によって絶縁膜を形成するに当たり、有機
化合物またはその溶液による下地処理を施して下地依存
性を解消し、その後有機シラン化合物とオゾンとを反応
させる常圧或は減圧CVD によりパッシベーション膜を形
成するようにしたことを特徴とするものである。
の製造方法は、有機シラン系化合物を原料として用いる
化学気相成長によって絶縁膜を形成するに当たり、有機
化合物またはその溶液による下地処理を施して下地依存
性を解消し、その後有機シラン化合物とオゾンとを反応
させる常圧或は減圧CVD によりパッシベーション膜を形
成するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】上記有機化合物としては、脂肪族飽和一価
アルコール類、 脂肪族不飽和一価アルコール類、芳香族
アルコール類、脂肪族飽和多価アルコール類およびその
誘導体、アルデヒド、エーテル、ケトン・ケトアルコー
ル、カルボン酸、ニトロアルカン、アミン、アシルニト
リル、酸アミド、複素環式化合物が挙げられ、具体的に
以下のような物質を用いることができる。 脂肪族飽和一価アルコール類：メタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタノー
ル、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノー
ル、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブ
タノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサノ
ール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類：アリルアルコール、プ
ロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン−２−オ
ール芳香族アルコール類： ベンジルアルコール、フル
フリルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体：エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノｎブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル アルデヒド：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グ
リオキザール エーテル： ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、
テトラヒドロフルフリルアルコールケトン・ケトアルコ
ール： アセトン、２−ブタノン、ジアセトンアルコール、γブ
チロラクトン、炭酸プロピレンカルボン酸：ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳酸、乳酸エチル ニトロアルカン：ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロ
プロパン、ニトロベンゼン アミン：エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピル
アミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミ
ン、アニリン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチ
ルアミン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、
トリｎプロピルアミン、トリｎブチルアミンアシルニト
リル類： アセトニトリル、プロピオノニトリル、ブチロニトリ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ベンゾニ
トリル 酸アミド：ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物：ピリジン、キノリン、ピロール、ピペ
リジン、ピペラジン、モルホリン、２−ピロリジノン、
１−メチル−２−ピロリジノン しかし、特に低級アルコールやアセチレンアルコール類
が好適である。
アルコール類、 脂肪族不飽和一価アルコール類、芳香族
アルコール類、脂肪族飽和多価アルコール類およびその
誘導体、アルデヒド、エーテル、ケトン・ケトアルコー
ル、カルボン酸、ニトロアルカン、アミン、アシルニト
リル、酸アミド、複素環式化合物が挙げられ、具体的に
以下のような物質を用いることができる。 脂肪族飽和一価アルコール類：メタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタノー
ル、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノー
ル、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブ
タノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサノ
ール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類：アリルアルコール、プ
ロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン−２−オ
ール芳香族アルコール類： ベンジルアルコール、フル
フリルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体：エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノｎブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル アルデヒド：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グ
リオキザール エーテル： ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、
テトラヒドロフルフリルアルコールケトン・ケトアルコ
ール： アセトン、２−ブタノン、ジアセトンアルコール、γブ
チロラクトン、炭酸プロピレンカルボン酸：ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳酸、乳酸エチル ニトロアルカン：ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロ
プロパン、ニトロベンゼン アミン：エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピル
アミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミ
ン、アニリン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチ
ルアミン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、
トリｎプロピルアミン、トリｎブチルアミンアシルニト
リル類： アセトニトリル、プロピオノニトリル、ブチロニトリ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ベンゾニ
トリル 酸アミド：ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物：ピリジン、キノリン、ピロール、ピペ
リジン、ピペラジン、モルホリン、２−ピロリジノン、
１−メチル−２−ピロリジノン しかし、特に低級アルコールやアセチレンアルコール類
が好適である。
【００１４】また、前記有機シラン系化合物としては以
下のようなものを用いることができる。有機シラン テトラアルコシシシラン（オルトケイ酸エステル）：テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ
プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テト
ラｎブトキシシラン アルキルアルコキシシラン：メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎプロポキ
シシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリｎプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシ
ラン、ジエチルジｎプロポキシシラン、ジエチルジイソ
プロポキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メ
チルビニルジエトキシシラン メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキ
シシラン ポリシロキサン：テトラキス（ジメチルシロキシ）シラ
ン シクロシロキサン：オクタメチルシクロテトラシロキサ
ン、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチ
ルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシ
ロキサン、トリメチルシクロトリシロキサンジシロキサ
ン： ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルジメトキシジ
シロキサン、ジメチルテトラメトキシジシロキサン、ヘ
キサメトキシジシロキサン アルキルシラン：モノメチルシラン、ジメチルシラン、
トリメチルシラン、トリエチルシラン、テトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン アリルトリメチルシラン ヘキサメチルジシラン シリルアミン：ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエ
チルトリメチルシリルアミン シラン窒素誘導体：アミノプロピルトリエトキシシラン トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナイド シラザン：ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシ
ラザン オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメチルシク
ロトリシラザン ハロゲン化シランおよび誘導体：トリメチルクロロシラ
ン、トリエチルクロロシラン、トリｎプロピルクロロシ
ラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリ
メチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、
クロロプロピルトリメトキシシラン ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、メ
チルビニルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、
エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ト
リフロロプロピルトリクロロシラン、トリフロロプロピ
ルトリメトキシシラン、トリメチルシリルアイオダイ
ド、
下のようなものを用いることができる。有機シラン テトラアルコシシシラン（オルトケイ酸エステル）：テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ
プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テト
ラｎブトキシシラン アルキルアルコキシシラン：メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎプロポキ
シシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリｎプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシ
ラン、ジエチルジｎプロポキシシラン、ジエチルジイソ
プロポキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メ
チルビニルジエトキシシラン メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキ
シシラン ポリシロキサン：テトラキス（ジメチルシロキシ）シラ
ン シクロシロキサン：オクタメチルシクロテトラシロキサ
ン、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチ
ルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシ
ロキサン、トリメチルシクロトリシロキサンジシロキサ
ン： ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルジメトキシジ
シロキサン、ジメチルテトラメトキシジシロキサン、ヘ
キサメトキシジシロキサン アルキルシラン：モノメチルシラン、ジメチルシラン、
トリメチルシラン、トリエチルシラン、テトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン アリルトリメチルシラン ヘキサメチルジシラン シリルアミン：ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエ
チルトリメチルシリルアミン シラン窒素誘導体：アミノプロピルトリエトキシシラン トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナイド シラザン：ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシ
ラザン オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメチルシク
ロトリシラザン ハロゲン化シランおよび誘導体：トリメチルクロロシラ
ン、トリエチルクロロシラン、トリｎプロピルクロロシ
ラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリ
メチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、
クロロプロピルトリメトキシシラン ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、メ
チルビニルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、
エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ト
リフロロプロピルトリクロロシラン、トリフロロプロピ
ルトリメトキシシラン、トリメチルシリルアイオダイ
ド、
【００１５】本発明においては、上述した有機シラン系
化合物を単独で用いるかあるいは２以上の物質を混合し
て用いることができる。混合して用いる場合の混合割合
は適当にさだめれば良い。パッシベーションの用途に供
するためには、一般にリンを酸化膜に含有させることが
望ましく、この目的のために有機シランにホスフィンや
メタリン酸トリエチル等の有機リン化合物を混合してPS
G 膜を成膜することが行われる。さらに、効果の点から
は、前記有機化合物としてはエタノールが好適であり、
また有機シラン系化合物としてはTEOS、 TMOS、 OMCTS,HM
DSの他にSOB,DADBS,SOPを主原料ガスに用いるのが最も
好ましい。
化合物を単独で用いるかあるいは２以上の物質を混合し
て用いることができる。混合して用いる場合の混合割合
は適当にさだめれば良い。パッシベーションの用途に供
するためには、一般にリンを酸化膜に含有させることが
望ましく、この目的のために有機シランにホスフィンや
メタリン酸トリエチル等の有機リン化合物を混合してPS
G 膜を成膜することが行われる。さらに、効果の点から
は、前記有機化合物としてはエタノールが好適であり、
また有機シラン系化合物としてはTEOS、 TMOS、 OMCTS,HM
DSの他にSOB,DADBS,SOPを主原料ガスに用いるのが最も
好ましい。
【００１６】
【作用】このような本発明による半導体装置の製造方法
によれば、有機シラン系化合物を原料ガスとするCVD 法
によって絶縁膜を形成する前に、下地表面を前述の有機
化合物またはその有機化合物の溶液で処理( 以下有機物
処理とも云う) すると云うきわめて簡単な処理を行うこ
とによって下地依存性を大幅に緩和することができ、し
かも、埋め込み性および自己平坦性に優れているととも
にクラックやボイドのない優れたカバレッジの充分な膜
質を有する絶縁膜を形成することができ、スループット
を著しく改善することができる。
によれば、有機シラン系化合物を原料ガスとするCVD 法
によって絶縁膜を形成する前に、下地表面を前述の有機
化合物またはその有機化合物の溶液で処理( 以下有機物
処理とも云う) すると云うきわめて簡単な処理を行うこ
とによって下地依存性を大幅に緩和することができ、し
かも、埋め込み性および自己平坦性に優れているととも
にクラックやボイドのない優れたカバレッジの充分な膜
質を有する絶縁膜を形成することができ、スループット
を著しく改善することができる。
【００１７】成膜前の下地表面を処理する溶剤として
は、活性吸着サイトを除去することができる極性の高い
上述した有機化合物が好ましく、中でもエタノールが最
も好ましい。
は、活性吸着サイトを除去することができる極性の高い
上述した有機化合物が好ましく、中でもエタノールが最
も好ましい。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は以下に説明する本発明による半導体
装置の製造方法の実施例において有機シラン−CVD 膜を
形成する装置として使用することができる装置の一例の
構成を示すものである。反応チャンバ１の内部にはヒー
タ２を設け、サセプタ３によって支持されたシリコンウ
エファ４を加熱するようにする。さらに、反応チャンバ
１の外部にはオゾン発生装置５と、恒温槽６を設け、こ
の恒温槽の内部にはガスバブラー７を配置する。オゾン
発生装置５には酸素ガスを供給し、オゾンを生成するよ
うにする。このオゾン発生装置５のオゾン生成率は4.0%
である。恒温槽６内に配置したガスバブラー７には窒素
ガスを供給し、ガスバブラー内に収容した有機シラン、
本例ではTEOSのガスを発生させる。このTEOSガスはオゾ
ン発生装置５で発生させたオゾンと一緒に窒素ガスをキ
ャリアガスとして反応チャンバ１に供給する。反応チャ
ンバ１内にはディスパージョンヘッド８を配置し、オゾ
ンとTEOSガスとの混合ガスを層流としてシリコンウエフ
ァ４の表面に当ててシリコンウエファの表面全面に亘っ
て均一な成膜が行われるようにする。さらに、このため
にヒータ２およびサセプタ３とともにシリコンウエファ
４をその平面内で揺動させて成膜の均一性を確保するよ
うにしている。
て説明する。図１は以下に説明する本発明による半導体
装置の製造方法の実施例において有機シラン−CVD 膜を
形成する装置として使用することができる装置の一例の
構成を示すものである。反応チャンバ１の内部にはヒー
タ２を設け、サセプタ３によって支持されたシリコンウ
エファ４を加熱するようにする。さらに、反応チャンバ
１の外部にはオゾン発生装置５と、恒温槽６を設け、こ
の恒温槽の内部にはガスバブラー７を配置する。オゾン
発生装置５には酸素ガスを供給し、オゾンを生成するよ
うにする。このオゾン発生装置５のオゾン生成率は4.0%
である。恒温槽６内に配置したガスバブラー７には窒素
ガスを供給し、ガスバブラー内に収容した有機シラン、
本例ではTEOSのガスを発生させる。このTEOSガスはオゾ
ン発生装置５で発生させたオゾンと一緒に窒素ガスをキ
ャリアガスとして反応チャンバ１に供給する。反応チャ
ンバ１内にはディスパージョンヘッド８を配置し、オゾ
ンとTEOSガスとの混合ガスを層流としてシリコンウエフ
ァ４の表面に当ててシリコンウエファの表面全面に亘っ
て均一な成膜が行われるようにする。さらに、このため
にヒータ２およびサセプタ３とともにシリコンウエファ
４をその平面内で揺動させて成膜の均一性を確保するよ
うにしている。
【００１９】（実施例１）図２に示すようにシリコン基
板11の上に膜厚が10000 ÅのBPSG膜12を形成し、その上
に第１配線として高さ10000 Åのアルミニウムパターン
13をエッチングにより形成する。次いで全体にプラズマ
−TEOS CVD NSG膜14を形成し、その上に高さ１μm のア
ルミ配線15をライン巾0.5 μm 、スペース巾0.5 μm で
形成した。
板11の上に膜厚が10000 ÅのBPSG膜12を形成し、その上
に第１配線として高さ10000 Åのアルミニウムパターン
13をエッチングにより形成する。次いで全体にプラズマ
−TEOS CVD NSG膜14を形成し、その上に高さ１μm のア
ルミ配線15をライン巾0.5 μm 、スペース巾0.5 μm で
形成した。
【００２０】次に、斯様に形成したシリコンウエファを
図１に示す反応チャンバないに搬入して以下に示す成膜
条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜16をプラズマ−TEOS CVD
NSG膜14およびアルミ配線15の表面に8000Åの膜厚に形
成した。
図１に示す反応チャンバないに搬入して以下に示す成膜
条件でオゾン−TEOS CVD NSG膜16をプラズマ−TEOS CVD
NSG膜14およびアルミ配線15の表面に8000Åの膜厚に形
成した。
【表１】 成膜温度 400 ℃ 成膜圧力 大気圧 成膜時間 545 秒 ガスバブラへの窒素ガス流量 1.5l/min 恒温槽温度 65℃ オゾン発生装置への酸素流量 7.5l/min オゾン濃度 5 重量％ キャリアN2 18 SLM
【００２１】次いでオゾン−TEOS CVD NSG膜16の上に第
２配線として高さ１μm のアルミ配線17をライン巾0.5
μm 、スペース巾0.5 μm で形成した。さらに、 このオ
ゾン−TEOS CVD NSG膜16およびアルミ配線17上にプラズ
マ-TEOS CVD NSG 膜18を3000Åの厚さに形成した。
２配線として高さ１μm のアルミ配線17をライン巾0.5
μm 、スペース巾0.5 μm で形成した。さらに、 このオ
ゾン−TEOS CVD NSG膜16およびアルミ配線17上にプラズ
マ-TEOS CVD NSG 膜18を3000Åの厚さに形成した。
【００２２】次に、シリコンウエファの下地であるオゾ
ン−TEOS CVD NSG膜16およびアルミ配線17の表面に有機
化合物の溶液による処理、例えばエタノールで処理を施
した。本例のエタノール処理においては、シリコンウエ
ファをスピンコータに載せ、2000rpm で回転させながら
100ml/min の流量でエチルアルコールを２秒間塗布した
後、2000rpm で60秒乾燥させた。
ン−TEOS CVD NSG膜16およびアルミ配線17の表面に有機
化合物の溶液による処理、例えばエタノールで処理を施
した。本例のエタノール処理においては、シリコンウエ
ファをスピンコータに載せ、2000rpm で回転させながら
100ml/min の流量でエチルアルコールを２秒間塗布した
後、2000rpm で60秒乾燥させた。
【００２３】次に、シリコンウエファを図１に示す反応
チャンバ内に搬入し、以下の成膜条件でオゾン−TEOS C
VD PSG膜19を8000 Åの膜厚に形成した。このPSG膜を
パッシベーション膜として用いる。
チャンバ内に搬入し、以下の成膜条件でオゾン−TEOS C
VD PSG膜19を8000 Åの膜厚に形成した。このPSG膜を
パッシベーション膜として用いる。
【表２】 成膜温度 400 ℃ 成膜圧力 大気圧 成膜時間 545 秒 ガスバブラへの窒素ガス流量 1.5l/min 恒温槽温度 65℃ オゾン発生装置への酸素流量 7.5l/min オゾン濃度 5 重量％ キャリアN2 18 SLM このようにして形成したオゾン−TEOS CVD PSG膜19はア
ルミ配線17間の狭いスペースを埋め、良好なステップカ
バレージを有しているとともに自己平坦性も優れてお
り、ボイドも形成されていない良好の膜質を有するもの
であった。
ルミ配線17間の狭いスペースを埋め、良好なステップカ
バレージを有しているとともに自己平坦性も優れてお
り、ボイドも形成されていない良好の膜質を有するもの
であった。
【００２４】次いで斯様に形成したオゾン−TEOS CVD P
SG膜19上に所望に応じプラズマ窒化膜(p-SiN)20 を成膜
すると耐湿性および耐アルカリイオン透過性を一層向上
させることができる。
SG膜19上に所望に応じプラズマ窒化膜(p-SiN)20 を成膜
すると耐湿性および耐アルカリイオン透過性を一層向上
させることができる。
【００２５】また、パッシベーション膜には、ナトリウ
ム、カリウムの透過を完全に阻止するため、リンの添加
が行われることがある。これがため、上記有機シランソ
ースに加えてリンガラスソースとして、Ｐを含む化合
物：PH3, PO(OCH3)3, (CH3)3Pなど Si-Pを含む化合物:PO ｛OSi(CH3)3 ｝3, P｛OSi(CH3)3
｝3,(CH3O)POSi(OCH3)3, Si(OPO(OCH3)2)4 などを含有させて成膜することもできる。
ム、カリウムの透過を完全に阻止するため、リンの添加
が行われることがある。これがため、上記有機シランソ
ースに加えてリンガラスソースとして、Ｐを含む化合
物：PH3, PO(OCH3)3, (CH3)3Pなど Si-Pを含む化合物:PO ｛OSi(CH3)3 ｝3, P｛OSi(CH3)3
｝3,(CH3O)POSi(OCH3)3, Si(OPO(OCH3)2)4 などを含有させて成膜することもできる。
【００２６】本発明は上述した例にのみ限定されず、種
々の変形、変更が可能である。例えばパッシベーション
膜としてO3-TEOS NGS 膜を成膜させることができる。下
地としては上述したBPSG以外にSOG 等の絶縁性酸化膜の
上に金属配線をパターン形成したものを用いることもで
きる。
々の変形、変更が可能である。例えばパッシベーション
膜としてO3-TEOS NGS 膜を成膜させることができる。下
地としては上述したBPSG以外にSOG 等の絶縁性酸化膜の
上に金属配線をパターン形成したものを用いることもで
きる。
【００２７】
【発明の効果】上述したように、本発明による半導体装
置の製造方法においては、有機シラン系の原料ガスを用
いる化学気相成長法によって絶縁膜を形成する前に、下
地表面を有機化合物の溶液により直接処理するといった
きわめて簡単且つ迅速な処理によってCVD 絶縁膜の埋め
込み性が良く、絶縁膜中にボイドのない良質の絶縁膜を
自己平坦性が高く、良好なカバレッジで形成することが
できる。また、このようにして形成されたパッシベーシ
ョン膜としての絶縁膜は水分が少なく、耐吸湿性も優れ
たものとなるとともに後処理においてクラックが発生す
る恐れがなく、素子特性を改善することができ、パッシ
ベーション膜として好適に用いることができる。
置の製造方法においては、有機シラン系の原料ガスを用
いる化学気相成長法によって絶縁膜を形成する前に、下
地表面を有機化合物の溶液により直接処理するといった
きわめて簡単且つ迅速な処理によってCVD 絶縁膜の埋め
込み性が良く、絶縁膜中にボイドのない良質の絶縁膜を
自己平坦性が高く、良好なカバレッジで形成することが
できる。また、このようにして形成されたパッシベーシ
ョン膜としての絶縁膜は水分が少なく、耐吸湿性も優れ
たものとなるとともに後処理においてクラックが発生す
る恐れがなく、素子特性を改善することができ、パッシ
ベーション膜として好適に用いることができる。
【図１】図１は、本発明による半導体装置の製造方法に
おいて、オゾン−有機シランCVD 膜を形成する化学気相
成長装置の構成を示す線図である。
おいて、オゾン−有機シランCVD 膜を形成する化学気相
成長装置の構成を示す線図である。
【図２】図２は、本発明による半導体装置の製造方法の
実施例によって形成した半導体装置を示す断面図であ
る。
実施例によって形成した半導体装置を示す断面図であ
る。
１ 反応チャンバ ２ ヒータ ３ サセプタ ４ シリコンウエファ ５ オゾン発生装置 ６ 恒温槽 ７ ガスバブラー ８ ディスパージョンヘッド 11 基板 12 BPSG膜 13 Al 14 プラズマ−TEOS CVD NSG膜 15 アルミ配線 16 プラズマ−TEOS CVD NSG膜 17 アルミ配線 18 p-SiN 膜 19 O3−TEOS PSG膜 20 pSiN膜
Claims (3)
- 【請求項１】 化学気相成長によって絶縁膜を形成する
に当たり、下地に有機化合物による下地処理を施し，そ
の後有機ケイ素化合物のCVD によりパッシベーション膜
を形成するようにしたことを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項２】 前記下地はプラズマ−TEOS CVD NSGおよ
びその上に形成したAl配線パターンとしたことを特徴と
する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記パッシベーション膜の上にさらにプ
ラズマ窒化膜を成膜するようにしたことを特徴とする請
求項１に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6836093A JPH06283523A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6836093A JPH06283523A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283523A true JPH06283523A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13371557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6836093A Pending JPH06283523A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283523A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142578A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-06-02 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH07153840A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US5702980A (en) * | 1996-03-15 | 1997-12-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd | Method for forming intermetal dielectric with SOG etchback and CMP |
| JP2002151510A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-05-24 | Applied Materials Inc | シリコン基板に比べて窒化ケイ素上の二酸化ケイ素の堆積速度を減小するためのウェーハ前処理 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP6836093A patent/JPH06283523A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142578A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-06-02 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH07153840A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US5702980A (en) * | 1996-03-15 | 1997-12-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd | Method for forming intermetal dielectric with SOG etchback and CMP |
| JP2002151510A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-05-24 | Applied Materials Inc | シリコン基板に比べて窒化ケイ素上の二酸化ケイ素の堆積速度を減小するためのウェーハ前処理 |
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