JPH0677332A - 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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- JPH0677332A JPH0677332A JP22860992A JP22860992A JPH0677332A JP H0677332 A JPH0677332 A JP H0677332A JP 22860992 A JP22860992 A JP 22860992A JP 22860992 A JP22860992 A JP 22860992A JP H0677332 A JPH0677332 A JP H0677332A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳＯＧ膜からのガスの発生を抑えることによ
りＡｌ配線のステップカバレージを改善する。 【構成】 第１の配線層（１４）の上に第１の絶縁膜
（１５）、ＳＯＧ膜（１６）、および第２の絶縁膜（１
７）から成る層間絶縁膜を形成する。層間絶縁膜にスル
ーホール（１８）を形成し、先ず加熱無しの条件で第１
の金属層（１９）を形成し、次いで加熱有りの条件で第
２の金属層（２０）を形成する。
りＡｌ配線のステップカバレージを改善する。 【構成】 第１の配線層（１４）の上に第１の絶縁膜
（１５）、ＳＯＧ膜（１６）、および第２の絶縁膜（１
７）から成る層間絶縁膜を形成する。層間絶縁膜にスル
ーホール（１８）を形成し、先ず加熱無しの条件で第１
の金属層（１９）を形成し、次いで加熱有りの条件で第
２の金属層（２０）を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスピンオングラス膜（以
下ＳＯＧ膜と称す）を利用した多層配線構造を持つ半導
体装置の製造方法に関する。
下ＳＯＧ膜と称す）を利用した多層配線構造を持つ半導
体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路においては、高集積化、
高機能化を追求するためにＡｌ配線の平坦化技術が不可
欠となっている。平坦化することによってＡｌ配線のス
テップカバレージを改善し、もってＡｌ配線の多層化、
高密度化を行うものである。平坦化技術の一つとして、
従来よりＳＯＧ膜を用いた手法が知られている（例え
ば、特開平０３−１８３７５６号公報）。ＳＯＧ膜は、
有機溶剤にケイ素化合物とバインダーを溶解させた溶液
を回転塗布法により塗布し、その後処理を加えることに
より溶剤を蒸発させて形成したＳｉＯ2膜である。回転
塗布法で形成することにより、段差部に厚く平坦部に薄
く被着させることができる。
高機能化を追求するためにＡｌ配線の平坦化技術が不可
欠となっている。平坦化することによってＡｌ配線のス
テップカバレージを改善し、もってＡｌ配線の多層化、
高密度化を行うものである。平坦化技術の一つとして、
従来よりＳＯＧ膜を用いた手法が知られている（例え
ば、特開平０３−１８３７５６号公報）。ＳＯＧ膜は、
有機溶剤にケイ素化合物とバインダーを溶解させた溶液
を回転塗布法により塗布し、その後処理を加えることに
より溶剤を蒸発させて形成したＳｉＯ2膜である。回転
塗布法で形成することにより、段差部に厚く平坦部に薄
く被着させることができる。
【０００３】ＳＯＧ膜を用いた多層配線の製造方法を以
下に説明する。図５は層間絶縁膜を形成した半導体装置
を示す断面図である。層間絶縁膜は、第１の配線層
（１）の上にＣＶＤ法により第１の酸化膜（２）を形成
し、第１の酸化膜（２）の上に上記回転塗布法によりＳ
ＯＧ膜（３）を形成し、ＳＯＧ膜（３）の上に再びＣＶ
Ｄ法により第２の酸化膜（４）を形成した３層構造を有
する。
下に説明する。図５は層間絶縁膜を形成した半導体装置
を示す断面図である。層間絶縁膜は、第１の配線層
（１）の上にＣＶＤ法により第１の酸化膜（２）を形成
し、第１の酸化膜（２）の上に上記回転塗布法によりＳ
ＯＧ膜（３）を形成し、ＳＯＧ膜（３）の上に再びＣＶ
Ｄ法により第２の酸化膜（４）を形成した３層構造を有
する。
【０００４】そして、図６に示すように層間絶縁膜にス
ルーホール（５）を形成し、次いで図７に示すように２
層目のＡｌ（６）をスパッタ形成し、Ａｌをパターニン
グして第２の配線層を形成するものである。
ルーホール（５）を形成し、次いで図７に示すように２
層目のＡｌ（６）をスパッタ形成し、Ａｌをパターニン
グして第２の配線層を形成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳＯＧ
膜（３）は加熱によって溶剤の蒸発および脱水・重合反
応を進行させて無機質のＳｉＯ2膜を得るという性質
上、ベークを行っても完全な脱水は困難であり、形成後
でも加熱温度によってはガスを発生するという難点があ
る。そのため、２層目Ａｌ（６）のスパッタ時にウェハ
を加熱する（２００〜３００℃）と、ＳＯＧ膜（３）か
ら発生したガスがスルーホール（５）内の第１の配線層
（１）の表面を酸化させてコンタクト抵抗を増大させる
という欠点があった。酸化を避けるために加熱無しの条
件でスパッタ形成すると、今度は２層目Ａｌ（３）のス
テップカバレージが悪化するという欠点があった。
膜（３）は加熱によって溶剤の蒸発および脱水・重合反
応を進行させて無機質のＳｉＯ2膜を得るという性質
上、ベークを行っても完全な脱水は困難であり、形成後
でも加熱温度によってはガスを発生するという難点があ
る。そのため、２層目Ａｌ（６）のスパッタ時にウェハ
を加熱する（２００〜３００℃）と、ＳＯＧ膜（３）か
ら発生したガスがスルーホール（５）内の第１の配線層
（１）の表面を酸化させてコンタクト抵抗を増大させる
という欠点があった。酸化を避けるために加熱無しの条
件でスパッタ形成すると、今度は２層目Ａｌ（３）のス
テップカバレージが悪化するという欠点があった。
【０００６】これらの欠点を除去するため、スルーホー
ル（５）内壁にＳＯＧ膜（３）が露出しないように膜厚
が薄くなるまでエッチバックすることも考えられるが、
工程数が増大し、且つＳＯＧ膜（３）の平坦化効果を小
さくしてしまう。
ル（５）内壁にＳＯＧ膜（３）が露出しないように膜厚
が薄くなるまでエッチバックすることも考えられるが、
工程数が増大し、且つＳＯＧ膜（３）の平坦化効果を小
さくしてしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した欠点に
鑑み成されたもので、第２の配線層（２０）を形成する
に際し、先ず加熱無しの条件で第１の金属層（１９）を
スパッタ形成し、次いで加熱有りの条件で第２の金属層
（２０）をスパッタ形成することにより、従来の欠点を
全て解消した半導体装置の製造方法を提供するものであ
る。
鑑み成されたもので、第２の配線層（２０）を形成する
に際し、先ず加熱無しの条件で第１の金属層（１９）を
スパッタ形成し、次いで加熱有りの条件で第２の金属層
（２０）をスパッタ形成することにより、従来の欠点を
全て解消した半導体装置の製造方法を提供するものであ
る。
【０００８】
【作用】本発明によれば、第１の金属層（１９）によっ
てスルーホール（１８）側壁のＳＯＧ膜（１６）を被覆
するので、ガスの出口が第１の金属層（１９）によって
塞がれた形状になる。従って第２の金属層（２０）を加
熱有りの条件でスパッタ形成することができる。
てスルーホール（１８）側壁のＳＯＧ膜（１６）を被覆
するので、ガスの出口が第１の金属層（１９）によって
塞がれた形状になる。従って第２の金属層（２０）を加
熱有りの条件でスパッタ形成することができる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を図１〜図４
を参照しながら詳細に説明する。図１は層間絶縁膜を形
成した状態を示す断面図である。基板（１１）表面を被
覆する酸化膜（１２）にコンタクトホールを形成して拡
散層（１３）の表面を露出し、全面に１〜１．５μ厚の
Ａｌ−Ｓｉをスパッタ手法により堆積し、堆積したＡｌ
−Ｓｉをホトレジストを用いてパターニングすることに
より第１の配線層（１４）を形成する。第１の配線層
（１４）は拡散層（１３）にオーミックコンタクトし、
酸化膜（１２）上を延在する。第１の配線層（１４）形
成後、全面に第１の配線層（１４）を被覆する膜厚４０
００〜５０００Åの第１の絶縁膜（１５）を形成する。
第１の絶縁膜（１５）としては、減圧ＣＶＤ法によって
形成したノンドープのＴＥＯＳ（tetraethyl orhosilic
ate）酸化膜等を使用する。次いで、ＳＯＧ溶液をウェ
ハ上に回転塗布法によって塗布し、これをベーク（焼
成）、エッチバックしてＳＯＧ膜（１６）を形成する。
この時のエッチバックはスルーホール形成予定部にＳＯ
Ｇ膜（１６）を残さないような厳しい条件では無く、ス
ルーホール形成予定部を含む平坦部にＳＯＧ膜（１６）
が残っても良いという比較的緩やかな条件とする。その
後、再びＣＶＤ法によってＳＯＧ膜（１６）の上に膜厚
４０００〜５０００Åの第２の絶縁膜（１７）を形成す
る。材質は第１の絶縁膜（１５）と同じである。第１の
絶縁膜（１５）、ＳＯＧ膜（１６）、および第２の絶縁
膜（１７）で層間絶縁膜を形成する。
を参照しながら詳細に説明する。図１は層間絶縁膜を形
成した状態を示す断面図である。基板（１１）表面を被
覆する酸化膜（１２）にコンタクトホールを形成して拡
散層（１３）の表面を露出し、全面に１〜１．５μ厚の
Ａｌ−Ｓｉをスパッタ手法により堆積し、堆積したＡｌ
−Ｓｉをホトレジストを用いてパターニングすることに
より第１の配線層（１４）を形成する。第１の配線層
（１４）は拡散層（１３）にオーミックコンタクトし、
酸化膜（１２）上を延在する。第１の配線層（１４）形
成後、全面に第１の配線層（１４）を被覆する膜厚４０
００〜５０００Åの第１の絶縁膜（１５）を形成する。
第１の絶縁膜（１５）としては、減圧ＣＶＤ法によって
形成したノンドープのＴＥＯＳ（tetraethyl orhosilic
ate）酸化膜等を使用する。次いで、ＳＯＧ溶液をウェ
ハ上に回転塗布法によって塗布し、これをベーク（焼
成）、エッチバックしてＳＯＧ膜（１６）を形成する。
この時のエッチバックはスルーホール形成予定部にＳＯ
Ｇ膜（１６）を残さないような厳しい条件では無く、ス
ルーホール形成予定部を含む平坦部にＳＯＧ膜（１６）
が残っても良いという比較的緩やかな条件とする。その
後、再びＣＶＤ法によってＳＯＧ膜（１６）の上に膜厚
４０００〜５０００Åの第２の絶縁膜（１７）を形成す
る。材質は第１の絶縁膜（１５）と同じである。第１の
絶縁膜（１５）、ＳＯＧ膜（１６）、および第２の絶縁
膜（１７）で層間絶縁膜を形成する。
【００１０】図２は層間絶縁膜にスルーホール（１８）
を形成した状態を示す断面図である。先ず層間絶縁膜の
上にホトレジスト層を形成し、これを露光、現像してレ
ジストマスクを形成する。このレジストマスクによって
層間絶縁膜を選択的に除去し、第１の配線層（１４）の
表面を露出するスルーホール（１８）を形成する。手法
は例えばＣＦ4＋Ｏ2異方性ドライエッチングを利用す
る。この時、スルーホール（１８）の側壁には第１と第
２の絶縁膜（１５）（１７）およびＳＯＧ膜（１６）が
露出する。
を形成した状態を示す断面図である。先ず層間絶縁膜の
上にホトレジスト層を形成し、これを露光、現像してレ
ジストマスクを形成する。このレジストマスクによって
層間絶縁膜を選択的に除去し、第１の配線層（１４）の
表面を露出するスルーホール（１８）を形成する。手法
は例えばＣＦ4＋Ｏ2異方性ドライエッチングを利用す
る。この時、スルーホール（１８）の側壁には第１と第
２の絶縁膜（１５）（１７）およびＳＯＧ膜（１６）が
露出する。
【００１１】図３は第１の金属層（１４）を被着した状
態を示す断面図である。先ず逆スパッタ処理によって第
１の金属層（１４）の表面に付着した自然酸化膜を除去
し、ウェハ全面に加熱無しの条件で０．１μ厚のＡｌ−
Ｓｉを堆積する。この工程で、第１の金属膜（１９）は
スルーホール（１８）の第１の電極層（１４）の表面、
およびスルーホール（１８）側壁の層間絶縁膜を被覆す
る。加熱無しの室温に近い温度でスパッタするので、Ｓ
ＯＧ膜（１６）からのガスの発生は無い。よって第１の
配線層（１４）の表面が酸化されることがなく、第１の
配線層（１４）と第１の金属層（１９）とは良好なるオ
ーミックコンタクトが得られている。
態を示す断面図である。先ず逆スパッタ処理によって第
１の金属層（１４）の表面に付着した自然酸化膜を除去
し、ウェハ全面に加熱無しの条件で０．１μ厚のＡｌ−
Ｓｉを堆積する。この工程で、第１の金属膜（１９）は
スルーホール（１８）の第１の電極層（１４）の表面、
およびスルーホール（１８）側壁の層間絶縁膜を被覆す
る。加熱無しの室温に近い温度でスパッタするので、Ｓ
ＯＧ膜（１６）からのガスの発生は無い。よって第１の
配線層（１４）の表面が酸化されることがなく、第１の
配線層（１４）と第１の金属層（１９）とは良好なるオ
ーミックコンタクトが得られている。
【００１２】図４は第２の金属層（２０）を被着した状
態を示す断面図である。先ずウェハにプリヒートとして
２５０℃、数十秒の加熱を与え、次いで２５０℃の加熱
有りの条件で全面に０．８μ厚の第２の金属層（２０）
を形成する。加熱は、スパッタ装置に内蔵された、ウェ
ハ裏面からのランプ加熱による。加熱は、Ａｌ−Ｓｉ堆
積前でもＡｌ−Ｓｉ堆積中でも良い。第２の金属層（２
０）は加熱有りでスパッタするので、ステップカバレー
ジの良好な状態で形成することができる。また、加熱す
ることによってＳＯＧ膜（１６）からガスが発生する
が、スルーホール（１８）側壁のＳＯＧ膜（１６）は既
に第１の金属層（１９）によって塞がれているため、ガ
スがスルーホール（１８）内に噴出することがない。よ
って第１の配線層（１４）又は第１の金属層（１９）の
表面が酸化されることもなく、良好なオーミックコンタ
クトを保つことができる。そして、第２の金属層（２
０）と第１の金属層（１９）を同時にパターニングする
ことによって、スルーホール（１８）を介して第１の配
線層（１４）とコンタクトする第２の配線層を形成す
る。
態を示す断面図である。先ずウェハにプリヒートとして
２５０℃、数十秒の加熱を与え、次いで２５０℃の加熱
有りの条件で全面に０．８μ厚の第２の金属層（２０）
を形成する。加熱は、スパッタ装置に内蔵された、ウェ
ハ裏面からのランプ加熱による。加熱は、Ａｌ−Ｓｉ堆
積前でもＡｌ−Ｓｉ堆積中でも良い。第２の金属層（２
０）は加熱有りでスパッタするので、ステップカバレー
ジの良好な状態で形成することができる。また、加熱す
ることによってＳＯＧ膜（１６）からガスが発生する
が、スルーホール（１８）側壁のＳＯＧ膜（１６）は既
に第１の金属層（１９）によって塞がれているため、ガ
スがスルーホール（１８）内に噴出することがない。よ
って第１の配線層（１４）又は第１の金属層（１９）の
表面が酸化されることもなく、良好なオーミックコンタ
クトを保つことができる。そして、第２の金属層（２
０）と第１の金属層（１９）を同時にパターニングする
ことによって、スルーホール（１８）を介して第１の配
線層（１４）とコンタクトする第２の配線層を形成す
る。
【００１３】尚、第１と第２の金属層（１９）（２０）
は、同一装置内であたかも１つの工程であるように連続
して行うことが可能である。即ち、例えばＩＬＣ−１０
１２（アネルバ：商品名）の様に１チャンバ内に３ター
ゲット室を有し各ターゲット空間を順次ウェハ移送可能
なる装置を利用し、第１ターゲット室で第１の金属層
（１９）を、第２ターゲット室で加熱のみのプリヒート
を、第３ターゲット室で第２の金属層（２０）を、とい
う処理が可能である。この様な処理にすれば、スループ
ットを低下させることがなく、しかも途中で外気にさら
すことも無い。
は、同一装置内であたかも１つの工程であるように連続
して行うことが可能である。即ち、例えばＩＬＣ−１０
１２（アネルバ：商品名）の様に１チャンバ内に３ター
ゲット室を有し各ターゲット空間を順次ウェハ移送可能
なる装置を利用し、第１ターゲット室で第１の金属層
（１９）を、第２ターゲット室で加熱のみのプリヒート
を、第３ターゲット室で第２の金属層（２０）を、とい
う処理が可能である。この様な処理にすれば、スループ
ットを低下させることがなく、しかも途中で外気にさら
すことも無い。
【００１４】以上の本願の製造方法によれば、第１の金
属層（１９）によってガス発生源となるＳＯＧ膜（１
６）の端を塞いでおくので、第２の金属層（２０）をバ
ックヒート有りの条件でスパッタ処理できる。バックヒ
ート有りの条件でスパッタすれば、第２の金属層（２
０）はステップカバレージ良好なる状態で層間絶縁膜の
上を被覆できる。そして、第２の配線層の大部分を第２
の金属層（２０）で占めるように第１の金属層（１９）
の膜厚を十分小としておくことによって、第２の配線層
のステップカバレージを良好にする。一方、第１の金属
層（１９）がＳＯＧ膜（１６）端を塞いでおくことによ
ってガスの噴出を抑えるので、第１の配線層（１４）表
面の酸化を抑え、スルーホール抵抗の増大を抑える。
属層（１９）によってガス発生源となるＳＯＧ膜（１
６）の端を塞いでおくので、第２の金属層（２０）をバ
ックヒート有りの条件でスパッタ処理できる。バックヒ
ート有りの条件でスパッタすれば、第２の金属層（２
０）はステップカバレージ良好なる状態で層間絶縁膜の
上を被覆できる。そして、第２の配線層の大部分を第２
の金属層（２０）で占めるように第１の金属層（１９）
の膜厚を十分小としておくことによって、第２の配線層
のステップカバレージを良好にする。一方、第１の金属
層（１９）がＳＯＧ膜（１６）端を塞いでおくことによ
ってガスの噴出を抑えるので、第１の配線層（１４）表
面の酸化を抑え、スルーホール抵抗の増大を抑える。
【００１５】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
ＳＯＧ膜（１６）からのガスの噴出を防止しつつ第２の
金属層（２０）をバックヒート有りの条件でスパッタす
るので、第２の配線層のステップカバレージを大幅に改
善できる利点を有する。また、ガスの噴出を抑えること
により第１の配線層（１４）表面の酸化を防止できるの
で、スルーホール抵抗の増大をも防止できる利点をも有
するものである。
ＳＯＧ膜（１６）からのガスの噴出を防止しつつ第２の
金属層（２０）をバックヒート有りの条件でスパッタす
るので、第２の配線層のステップカバレージを大幅に改
善できる利点を有する。また、ガスの噴出を抑えること
により第１の配線層（１４）表面の酸化を防止できるの
で、スルーホール抵抗の増大をも防止できる利点をも有
するものである。
【図１】本発明を説明するための第１の断面図。
【図２】本発明を説明するための第２の断面図。
【図３】本発明を説明するための第３の断面図。
【図４】本発明を説明するための第４の断面図。
【図５】従来例を説明するための第１の断面図。
【図６】従来例を説明するための第２の断面図。
【図７】従来例を説明するための第３の断面図。
Claims (2)
- 【請求項１】 第１の配線層を形成する工程と、 スピンオングラス膜を含む層間絶縁膜を形成する工程
と、 前記層間絶縁膜に前記スピンオングラス膜の端を露出す
るようなスルーホールを形成する工程と、 前記スピンオングラス膜の端を塞ぐ第１の金属層を加熱
無しの条件で堆積し、次いで第２の金属層を加熱有りの
条件で堆積する工程と、 前記第１と第２の金属層をパターニングして第２の配線
層を形成する工程とを具備することを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記第１の金属層と前記第２の金属層と
を同一チャンバ内で連続的に行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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22860992A JPH0677332A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22860992A JPH0677332A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677332A true JPH0677332A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16879035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22860992A Pending JPH0677332A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677332A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970052185A (ja) * | 1995-12-02 | 1997-07-29 | ||
| US7447123B2 (en) | 2004-08-09 | 2008-11-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical pickup device |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP22860992A patent/JPH0677332A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970052185A (ja) * | 1995-12-02 | 1997-07-29 | ||
| US7447123B2 (en) | 2004-08-09 | 2008-11-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical pickup device |
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