JPH07153840A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH07153840A JPH07153840A JP32333693A JP32333693A JPH07153840A JP H07153840 A JPH07153840 A JP H07153840A JP 32333693 A JP32333693 A JP 32333693A JP 32333693 A JP32333693 A JP 32333693A JP H07153840 A JPH07153840 A JP H07153840A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 層間絶縁膜としてのオゾンテオス膜の形成工
程を簡略化するとともに、その膜質を改善した半導体装
置とその製造方法を得る。 【構成】 シリコン基板１上に第１下地絶縁膜としてＢ
ＰＳＧ膜２を形成し、その上に第２下地絶縁膜としてシ
ラン系プラズマＣＶＤ法によるプラズマシリコン膜３を
形成する。この下地絶縁膜３上に所要パターンのアルミ
ニウム配線４を形成した後、層間絶縁膜としてオゾン濃
度の高い有機シラン・オゾン系常圧ＣＶＤ法による酸化
シリコン膜（オゾンテオス膜）５を形成する。また、こ
の上に有機シリカ膜を塗布してエッチングバックを行い
表面を平坦化し、平坦化されたオゾンテオス膜５の上に
有機シラン系プラズマＣＶＤ法からなる酸化シリコン膜
（プラズマテオス膜）７を形成する。
程を簡略化するとともに、その膜質を改善した半導体装
置とその製造方法を得る。 【構成】 シリコン基板１上に第１下地絶縁膜としてＢ
ＰＳＧ膜２を形成し、その上に第２下地絶縁膜としてシ
ラン系プラズマＣＶＤ法によるプラズマシリコン膜３を
形成する。この下地絶縁膜３上に所要パターンのアルミ
ニウム配線４を形成した後、層間絶縁膜としてオゾン濃
度の高い有機シラン・オゾン系常圧ＣＶＤ法による酸化
シリコン膜（オゾンテオス膜）５を形成する。また、こ
の上に有機シリカ膜を塗布してエッチングバックを行い
表面を平坦化し、平坦化されたオゾンテオス膜５の上に
有機シラン系プラズマＣＶＤ法からなる酸化シリコン膜
（プラズマテオス膜）７を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は下値絶縁膜上に形成され
た配線上に層間絶縁膜が形成されている半導体装置に関
し、特にその下値絶縁膜と層間絶縁膜の構造およびその
製造方法に関する。
た配線上に層間絶縁膜が形成されている半導体装置に関
し、特にその下値絶縁膜と層間絶縁膜の構造およびその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高集積化を図った半導体装置で
は、下値絶縁膜上に配線が形成され、この配線上に層間
絶縁膜が形成されて更に上層の配線が形成される多層配
線構造が採用されている。この層間絶縁膜としては、ケ
イ酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ：以下、ＴＥＯＳと
称する）とオゾンを原料とする常圧化学気相成長（ＣＶ
Ｄ）法を用いて形成した酸化シリコン膜（以下、オゾン
テオス膜と称する）が用いられている。このオゾンテオ
ス膜は、下地絶縁膜がポリシリコン（多結晶シリコン）
膜の場合は表面の平坦性に優れているが、下地絶縁膜が
熱酸化膜の場合は表面に凹凸が生じる場合がある。ま
た、このオゾンテオス膜は形成時のオゾン濃度が高い
程、下地の配線を構成するアルミニウムの影響を受けて
表面の凹凸の差は大きくなる傾向にある。このため、オ
ゾンテオス膜の凹凸表面上に形成した配線にストレスが
かかり、断線等が生じ易くなって信頼性が劣化すること
がある。
は、下値絶縁膜上に配線が形成され、この配線上に層間
絶縁膜が形成されて更に上層の配線が形成される多層配
線構造が採用されている。この層間絶縁膜としては、ケ
イ酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ：以下、ＴＥＯＳと
称する）とオゾンを原料とする常圧化学気相成長（ＣＶ
Ｄ）法を用いて形成した酸化シリコン膜（以下、オゾン
テオス膜と称する）が用いられている。このオゾンテオ
ス膜は、下地絶縁膜がポリシリコン（多結晶シリコン）
膜の場合は表面の平坦性に優れているが、下地絶縁膜が
熱酸化膜の場合は表面に凹凸が生じる場合がある。ま
た、このオゾンテオス膜は形成時のオゾン濃度が高い
程、下地の配線を構成するアルミニウムの影響を受けて
表面の凹凸の差は大きくなる傾向にある。このため、オ
ゾンテオス膜の凹凸表面上に形成した配線にストレスが
かかり、断線等が生じ易くなって信頼性が劣化すること
がある。
【０００３】このため、特開平３−１９８３４０号公報
では、オゾンテオス膜の表面の平坦化を図った層間絶縁
膜の製造方法が提案されている。この方法を図４に示
す。まず、図４（ａ）に示すようにシリコン基板１１を
熱処理してその表面にゲート酸化膜１２を０．０２μｍ
形成し、その上にＣＶＤ法によりポリシリコンを堆積し
た後、パターニングしてゲート電極等を構成するポリシ
リコン膜１３を形成する。次に、図４（ｂ）のように、
オゾン濃度を１％程度に設定して、オゾンテオス膜（１
％）１４を０．１μｍ堆積する。この膜厚は前記ゲート
酸化膜１２を被覆する程度でよい。次に、オゾン濃度を
５％程度に上げ、図４（ｃ）に示すようにオゾンテオス
膜（５％）１５を０．６μｍ堆積する。この膜厚は層間
絶縁膜として必要な厚さとする。
では、オゾンテオス膜の表面の平坦化を図った層間絶縁
膜の製造方法が提案されている。この方法を図４に示
す。まず、図４（ａ）に示すようにシリコン基板１１を
熱処理してその表面にゲート酸化膜１２を０．０２μｍ
形成し、その上にＣＶＤ法によりポリシリコンを堆積し
た後、パターニングしてゲート電極等を構成するポリシ
リコン膜１３を形成する。次に、図４（ｂ）のように、
オゾン濃度を１％程度に設定して、オゾンテオス膜（１
％）１４を０．１μｍ堆積する。この膜厚は前記ゲート
酸化膜１２を被覆する程度でよい。次に、オゾン濃度を
５％程度に上げ、図４（ｃ）に示すようにオゾンテオス
膜（５％）１５を０．６μｍ堆積する。この膜厚は層間
絶縁膜として必要な厚さとする。
【０００４】このように形成される層間絶縁膜では、オ
ゾンテオス膜のオゾン濃度を高くしても下地のゲート酸
化膜１２はオゾンテオス膜（１％）１４によって、完全
に被覆されているので、ゲート酸化膜１２の影響は殆ど
なく、オゾンテオス膜（５％）１５の表面には凹凸は殆
ど現れない。また、オゾンテオス膜（５％）１５は、ポ
リシリコン膜１３の段差の角部の堆積形状がフロー形状
であって、カバレッジが極めて良好で、かつ吸湿性が少
ない良好な膜質をもっている。
ゾンテオス膜のオゾン濃度を高くしても下地のゲート酸
化膜１２はオゾンテオス膜（１％）１４によって、完全
に被覆されているので、ゲート酸化膜１２の影響は殆ど
なく、オゾンテオス膜（５％）１５の表面には凹凸は殆
ど現れない。また、オゾンテオス膜（５％）１５は、ポ
リシリコン膜１３の段差の角部の堆積形状がフロー形状
であって、カバレッジが極めて良好で、かつ吸湿性が少
ない良好な膜質をもっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の半導
体装置では、下地絶縁膜に熱酸化膜を用いているため、
層間絶縁膜としてオゾン濃度の高いオゾンテオス膜（５
％）を直接形成するとそのパターン依存性によって表面
に荒れが生じるおそれがあり、これを防止するためにオ
ゾン濃度の低いオゾンテオス膜（１％）を被着し、その
上にオゾンテオス膜（５％）を形成している。このた
め、異なるオゾン濃度でのオゾンテオス膜を連続して形
成する工程が必要となり、工程作業が繁雑化するという
問題がある。また、配線にアルミニウム配線を用いた場
合には、オゾン濃度の高いオゾンテオス膜のパターン依
存性によってオゾンテオス膜の表面凹凸が顕著になり、
微細配線に適用したときには、そのカバレッジ性により
層間絶縁膜にボイドが発生するという問題もある。更
に、オゾン濃度の低いオゾンテオス膜を形成している
が、この種のオゾンテオス膜は一般に膜中水分量が多い
ため、吸湿性が高く、配線層間の絶縁性を確保するため
の膜質としては問題がある。
体装置では、下地絶縁膜に熱酸化膜を用いているため、
層間絶縁膜としてオゾン濃度の高いオゾンテオス膜（５
％）を直接形成するとそのパターン依存性によって表面
に荒れが生じるおそれがあり、これを防止するためにオ
ゾン濃度の低いオゾンテオス膜（１％）を被着し、その
上にオゾンテオス膜（５％）を形成している。このた
め、異なるオゾン濃度でのオゾンテオス膜を連続して形
成する工程が必要となり、工程作業が繁雑化するという
問題がある。また、配線にアルミニウム配線を用いた場
合には、オゾン濃度の高いオゾンテオス膜のパターン依
存性によってオゾンテオス膜の表面凹凸が顕著になり、
微細配線に適用したときには、そのカバレッジ性により
層間絶縁膜にボイドが発生するという問題もある。更
に、オゾン濃度の低いオゾンテオス膜を形成している
が、この種のオゾンテオス膜は一般に膜中水分量が多い
ため、吸湿性が高く、配線層間の絶縁性を確保するため
の膜質としては問題がある。
【０００６】このため、図５に示すように、オゾンテオ
ス膜（１％）１４の更に下層にプラズマテオス膜１６を
形成して層間絶縁膜を３層構造にし、オゾンテオス膜
（１％）の膜中水分量による層間絶縁膜としての膜質の
低下を防止する試みも成されているが、これでは層間絶
縁膜が更に多層化され、その製造が一層繁雑化するとい
う問題が生じる。特に、図５ではオゾンテオス膜（５
％）の表面の平坦化を図るために、有機シリカ等を用い
たエッチングバック法による平坦化を行っており、その
上にプラズマテオス膜１７を形成した構成となっている
ため、層間絶縁膜が更に多層化されることになり、製造
工程が更に繁雑化される。本発明の目的は、オゾンテオ
ス膜の形成工程を簡略化するとともに、層間絶縁膜とし
ての膜質を改善した層間絶縁膜を有する半導体装置とそ
の製造方法を提供することにある。
ス膜（１％）１４の更に下層にプラズマテオス膜１６を
形成して層間絶縁膜を３層構造にし、オゾンテオス膜
（１％）の膜中水分量による層間絶縁膜としての膜質の
低下を防止する試みも成されているが、これでは層間絶
縁膜が更に多層化され、その製造が一層繁雑化するとい
う問題が生じる。特に、図５ではオゾンテオス膜（５
％）の表面の平坦化を図るために、有機シリカ等を用い
たエッチングバック法による平坦化を行っており、その
上にプラズマテオス膜１７を形成した構成となっている
ため、層間絶縁膜が更に多層化されることになり、製造
工程が更に繁雑化される。本発明の目的は、オゾンテオ
ス膜の形成工程を簡略化するとともに、層間絶縁膜とし
ての膜質を改善した層間絶縁膜を有する半導体装置とそ
の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
配線の下地絶縁膜をシラン系プラズマＣＶＤ法によるプ
ラズマ酸化膜で、この配線を覆う層間絶縁膜をオゾン濃
度の高い有機シラン・オゾン系常圧ＣＶＤ法によるオゾ
ンテオス膜でそれぞれ形成する。この場合、下地絶縁膜
をＢＰＳＧ膜とプラズマ酸化膜との２層構造として構成
する。或いは、層間絶縁膜をオゾンテオス膜と、有機シ
ラン系プラズマＣＶＤ法からなるプラズマテオス膜との
２層構造として構成する。また、本発明の半導体装置の
製造方法は、シリコン基板上に下地絶縁膜としてシラン
系プラズマＣＶＤ法によるプラズマ酸化膜を形成する工
程と、この下地絶縁膜上に所要パターンのアルミニウム
配線を形成する工程と、このアルミニウム配線を含む全
面に層間絶縁膜としてオゾン濃度の高い有機シラン・オ
ゾン系常圧ＣＶＤ法によるオゾンテオス膜を形成する工
程とを含んでいる。この場合、シリコン基板上に第１下
地絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を形成する工程を備え、更に
オゾンテオス膜を形成した後に、その上に有機シリカ膜
を塗布し、かつこの有機シリカ膜と酸化シリコン膜とを
エッチングバックして表面を平坦化する工程と、平坦化
されたオゾンテオス膜の上にプラズマテオス膜を形成す
る工程とを含んでもよい。
配線の下地絶縁膜をシラン系プラズマＣＶＤ法によるプ
ラズマ酸化膜で、この配線を覆う層間絶縁膜をオゾン濃
度の高い有機シラン・オゾン系常圧ＣＶＤ法によるオゾ
ンテオス膜でそれぞれ形成する。この場合、下地絶縁膜
をＢＰＳＧ膜とプラズマ酸化膜との２層構造として構成
する。或いは、層間絶縁膜をオゾンテオス膜と、有機シ
ラン系プラズマＣＶＤ法からなるプラズマテオス膜との
２層構造として構成する。また、本発明の半導体装置の
製造方法は、シリコン基板上に下地絶縁膜としてシラン
系プラズマＣＶＤ法によるプラズマ酸化膜を形成する工
程と、この下地絶縁膜上に所要パターンのアルミニウム
配線を形成する工程と、このアルミニウム配線を含む全
面に層間絶縁膜としてオゾン濃度の高い有機シラン・オ
ゾン系常圧ＣＶＤ法によるオゾンテオス膜を形成する工
程とを含んでいる。この場合、シリコン基板上に第１下
地絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を形成する工程を備え、更に
オゾンテオス膜を形成した後に、その上に有機シリカ膜
を塗布し、かつこの有機シリカ膜と酸化シリコン膜とを
エッチングバックして表面を平坦化する工程と、平坦化
されたオゾンテオス膜の上にプラズマテオス膜を形成す
る工程とを含んでもよい。
【０００８】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の断面図である。シリコン
基板１上に第１下地絶縁膜として０．５μｍ程度のＢＰ
ＳＧ膜２を有し、かつその上に第２下地絶縁膜として
０．２μｍ程度のプラズマ酸化シリコン膜３を有する。
そして、この第２下地絶縁膜３の上に１μｍ程度の厚さ
のアルミニウム膜で形成された所要パターンの配線４を
有する。そして、層間絶縁膜として、厚さ０．８μｍの
オゾンテオス膜５を被着しており、更にその平坦化され
た上面に０．５μｍの厚さのプラズマテオス膜７を有し
ている。
る。図１は本発明の一実施例の断面図である。シリコン
基板１上に第１下地絶縁膜として０．５μｍ程度のＢＰ
ＳＧ膜２を有し、かつその上に第２下地絶縁膜として
０．２μｍ程度のプラズマ酸化シリコン膜３を有する。
そして、この第２下地絶縁膜３の上に１μｍ程度の厚さ
のアルミニウム膜で形成された所要パターンの配線４を
有する。そして、層間絶縁膜として、厚さ０．８μｍの
オゾンテオス膜５を被着しており、更にその平坦化され
た上面に０．５μｍの厚さのプラズマテオス膜７を有し
ている。
【０００９】図２は図１の構造を製造工程順に示す断面
図である。先ず、図２（ａ）に示すように、シリコン基
板上１の上に常圧気相成長法により、ＢＰＳＧを０．５
μｍの厚さに堆積した後、９００℃の窒素ガス雰囲気中
で３０分間の熱処理を行い、第１下地絶縁膜（ＢＰＳＧ
膜）２を形成する。次に、第１下地絶縁膜２の上に平行
平板型枚葉式プラズマ化学気相成長装置を用いて、第２
下地絶縁膜としてシラン系プラズマ酸化シリコン膜３
（以下、プラズマ酸化膜という）を０．２μｍ形成す
る。そして、このプラズマ酸化膜３の上に銅及びシリコ
ンを含有するアルミニウム膜をスパッタリング法により
１μｍの厚さで堆積して、パターニングし、配線４を形
成する。次に、配線４を含む表面に平行平板型枚葉式常
圧気相成長装置を用い、基板温度４００℃，オゾン濃度
５％の条件で、厚さ０．８μｍのオゾンテオス膜５を堆
積する。
図である。先ず、図２（ａ）に示すように、シリコン基
板上１の上に常圧気相成長法により、ＢＰＳＧを０．５
μｍの厚さに堆積した後、９００℃の窒素ガス雰囲気中
で３０分間の熱処理を行い、第１下地絶縁膜（ＢＰＳＧ
膜）２を形成する。次に、第１下地絶縁膜２の上に平行
平板型枚葉式プラズマ化学気相成長装置を用いて、第２
下地絶縁膜としてシラン系プラズマ酸化シリコン膜３
（以下、プラズマ酸化膜という）を０．２μｍ形成す
る。そして、このプラズマ酸化膜３の上に銅及びシリコ
ンを含有するアルミニウム膜をスパッタリング法により
１μｍの厚さで堆積して、パターニングし、配線４を形
成する。次に、配線４を含む表面に平行平板型枚葉式常
圧気相成長装置を用い、基板温度４００℃，オゾン濃度
５％の条件で、厚さ０．８μｍのオゾンテオス膜５を堆
積する。
【００１０】次に、図２（ｂ）に示すように、スピン塗
布法により、有機シリカ膜６を約１μｍの厚さで形成す
る。次いで、図２（ｃ）に示すように、平行平板型バッ
チ式反応性イオンエッチング装置を用い、ＣＦ４ガス流
量１００ＳＣＣＭ，Ｏ２ガス流量１５ＳＣＣＭ，圧力
０．１ｔｏｒｒ，周波数１３．５６ＭＨＺ，並びに高周
波電力０．３Ｗ／ｃｍ2 の条件で、有機シリカ膜６の全
部及び前記オゾンテオス膜５の表面の一部をエッチング
バックして、オゾンテオス膜５の表面を平坦化する。こ
こで、オゾンテオス膜５のエッチングレートを有機シリ
カ膜６のエッチングレートとほぼ同じにするか、又はや
や大きくする。最後に、平坦化されたオゾンテオス膜５
の上に平行平板型枚葉式プラズマ化学気相成長装置を用
いて、プラズマテオス膜７を０．５μｍの厚さで堆積す
ることで、図１の構造が完成される。
布法により、有機シリカ膜６を約１μｍの厚さで形成す
る。次いで、図２（ｃ）に示すように、平行平板型バッ
チ式反応性イオンエッチング装置を用い、ＣＦ４ガス流
量１００ＳＣＣＭ，Ｏ２ガス流量１５ＳＣＣＭ，圧力
０．１ｔｏｒｒ，周波数１３．５６ＭＨＺ，並びに高周
波電力０．３Ｗ／ｃｍ2 の条件で、有機シリカ膜６の全
部及び前記オゾンテオス膜５の表面の一部をエッチング
バックして、オゾンテオス膜５の表面を平坦化する。こ
こで、オゾンテオス膜５のエッチングレートを有機シリ
カ膜６のエッチングレートとほぼ同じにするか、又はや
や大きくする。最後に、平坦化されたオゾンテオス膜５
の上に平行平板型枚葉式プラズマ化学気相成長装置を用
いて、プラズマテオス膜７を０．５μｍの厚さで堆積す
ることで、図１の構造が完成される。
【００１１】このように、第２下地絶縁膜としてプラズ
マ酸化膜を用いることにより、図３に示すようにアルミ
ニウム上とプラズマ酸化膜上でのオゾンテオス膜の成長
速度が、シリコン基板上での成長速度と同程度であるの
で、アルミニウムによるオゾンテオス膜のパターン依存
性を解消してその表面の凹凸が顕著になることが回避さ
れる。したがって、配線間寸法が微細な構造でもオゾン
テオス膜のカバレッジ性を改善し、配線間にボイド等が
発生することが防止される。例えば、配線間が０．２５
μｍの次世代デバイスへの適用が可能となる。また、こ
の実施例では、その表面を有機シリカ膜を利用してエッ
チングバックしているので平坦性を更に進めることがで
きる。更に、この場合オゾン濃度の高いオゾンテオス膜
（５％）のみで層間絶縁膜が形成されるため、膜中水分
量の多いオゾンテオス膜（１％）を第１層間絶縁膜とし
て形成することが不要となり、オゾンテオス膜の製造工
程の簡略化を図るとともに、層間絶縁膜の膜質を改善す
ることが可能となる。
マ酸化膜を用いることにより、図３に示すようにアルミ
ニウム上とプラズマ酸化膜上でのオゾンテオス膜の成長
速度が、シリコン基板上での成長速度と同程度であるの
で、アルミニウムによるオゾンテオス膜のパターン依存
性を解消してその表面の凹凸が顕著になることが回避さ
れる。したがって、配線間寸法が微細な構造でもオゾン
テオス膜のカバレッジ性を改善し、配線間にボイド等が
発生することが防止される。例えば、配線間が０．２５
μｍの次世代デバイスへの適用が可能となる。また、こ
の実施例では、その表面を有機シリカ膜を利用してエッ
チングバックしているので平坦性を更に進めることがで
きる。更に、この場合オゾン濃度の高いオゾンテオス膜
（５％）のみで層間絶縁膜が形成されるため、膜中水分
量の多いオゾンテオス膜（１％）を第１層間絶縁膜とし
て形成することが不要となり、オゾンテオス膜の製造工
程の簡略化を図るとともに、層間絶縁膜の膜質を改善す
ることが可能となる。
【００１２】ここで、下地絶縁膜として前記実施例では
ＢＰＳＧ膜とプラズマ酸化膜の２層構造としているが、
配線の直下の下地絶縁膜がプラズマ酸化膜で形成されて
いれば、その下側の絶縁膜は他の絶縁膜で形成してもよ
い。また、前記実施例では層間絶縁膜として５％のオゾ
ンテオス膜を採用しているが、オゾン濃度は多少増減し
てもよい。また、このオゾンテオス膜（５％）の上にプ
ラズマテオス膜を形成することは任意である。
ＢＰＳＧ膜とプラズマ酸化膜の２層構造としているが、
配線の直下の下地絶縁膜がプラズマ酸化膜で形成されて
いれば、その下側の絶縁膜は他の絶縁膜で形成してもよ
い。また、前記実施例では層間絶縁膜として５％のオゾ
ンテオス膜を採用しているが、オゾン濃度は多少増減し
てもよい。また、このオゾンテオス膜（５％）の上にプ
ラズマテオス膜を形成することは任意である。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、下地絶縁
膜をシラン系プラズマ酸化膜で形成し、かつ層間絶縁膜
を高オゾン濃度のオゾンテオス膜のみで形成しているた
め、低オゾン濃度のオゾンテオス膜と高オゾン濃度のオ
ゾンテオス膜を形成することなく、オゾンテオス膜の表
面荒れを抑止し、かつ成長速度のパターン依存性を抑止
することができるので、より高信頼性の層間絶縁膜を形
成することができる。また、高オゾン濃度のみを用いて
いるので吸湿性が減少し、膜質も向上する。また、本発
明方法によれば、低オゾン濃度のオゾンテオス膜を形成
する工程が不要となるので、オゾンテオス膜の製造工程
の簡略化を実現できる効果がある。
膜をシラン系プラズマ酸化膜で形成し、かつ層間絶縁膜
を高オゾン濃度のオゾンテオス膜のみで形成しているた
め、低オゾン濃度のオゾンテオス膜と高オゾン濃度のオ
ゾンテオス膜を形成することなく、オゾンテオス膜の表
面荒れを抑止し、かつ成長速度のパターン依存性を抑止
することができるので、より高信頼性の層間絶縁膜を形
成することができる。また、高オゾン濃度のみを用いて
いるので吸湿性が減少し、膜質も向上する。また、本発
明方法によれば、低オゾン濃度のオゾンテオス膜を形成
する工程が不要となるので、オゾンテオス膜の製造工程
の簡略化を実現できる効果がある。
【図１】本発明の半導体装置の一実施例の断面図であ
る。
る。
【図２】図１の半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図である。
面図である。
【図３】オゾンテオス膜の成膜時間とその膜厚の関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図４】従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図である。
面図である。
【図５】従来の他の半導体装置の断面図である。
１ シリコン基板 ２ ＢＰＳＧ膜（第１下地絶縁膜） ３ プラズマ酸化膜（第２下地絶縁膜） ４ アルミニウム配線 ５ オゾンテオス膜（５％） ６ 有機シリカ膜 ７ プラズマテオス膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年９月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は下地絶縁膜上に形成され
た配線上に層間絶縁膜が形成されている半導体装置に関
し、特にその下地絶縁膜と層間絶縁膜の構造およびその
製造方法に関する。
た配線上に層間絶縁膜が形成されている半導体装置に関
し、特にその下地絶縁膜と層間絶縁膜の構造およびその
製造方法に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】従来の高集積化を図った半導体装置で
は、下地絶縁膜上に配線が形成され、この配線上に層間
絶縁膜が形成されて更に上層の配線が形成される多層配
線構造が採用されている。この層間絶縁膜としては、ケ
イ酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ：以下、ＴＥＯＳと
称する）とオゾンを原料とする常圧化学気相成長（ＣＶ
Ｄ）法を用いて形成した酸化シリコン膜（以下、オゾン
テオス膜と称する）が用いられている。このオゾンテオ
ス膜は、下地絶縁膜がポリシリコン（多結晶シリコン）
膜の場合は表面の平坦性に優れているが、下地絶縁膜が
熱酸化膜の場合は表面に凹凸が生じる場合がある。ま
た、このオゾンテオス膜は形成時のオゾン濃度が高い
程、下地の配線を構成するアルミニウムの影響を受けて
表面の凹凸の差は大きくなる傾向にある。このため、オ
ゾンテオス膜の凹凸表面上に形成した配線にストレスが
かかり、断線等が生じ易くなって信頼性が劣化すること
がある。
は、下地絶縁膜上に配線が形成され、この配線上に層間
絶縁膜が形成されて更に上層の配線が形成される多層配
線構造が採用されている。この層間絶縁膜としては、ケ
イ酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ：以下、ＴＥＯＳと
称する）とオゾンを原料とする常圧化学気相成長（ＣＶ
Ｄ）法を用いて形成した酸化シリコン膜（以下、オゾン
テオス膜と称する）が用いられている。このオゾンテオ
ス膜は、下地絶縁膜がポリシリコン（多結晶シリコン）
膜の場合は表面の平坦性に優れているが、下地絶縁膜が
熱酸化膜の場合は表面に凹凸が生じる場合がある。ま
た、このオゾンテオス膜は形成時のオゾン濃度が高い
程、下地の配線を構成するアルミニウムの影響を受けて
表面の凹凸の差は大きくなる傾向にある。このため、オ
ゾンテオス膜の凹凸表面上に形成した配線にストレスが
かかり、断線等が生じ易くなって信頼性が劣化すること
がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】次に、図２（ｂ）に示すように、スピン塗
布法により、有機シリカ膜６を約１μｍの厚さで形成す
る。次いで、図２（ｃ）に示すように、平行平板型バッ
チ式反応性イオンエッチング装置を用い、ＣＦ4 ガス流
量１００ＳＣＣＭ，Ｏ2 ガス流量１５ＳＣＣＭ，圧力
０．１ｔｏｒｒ，周波数１３．５６ＭＨＺ，並びに高周
波電力０．３Ｗ／ｃｍ2 の条件で、有機シリカ膜６の全
部及び前記オゾンテオス膜５の表面の一部をエッチング
バックして、オゾンテオス膜５の表面を平坦化する。こ
こで、オゾンテオス膜５のエッチングレートを有機シリ
カ膜６のエッチングレートとほぼ同じにするか、又はや
や大きくする。最後に、平坦化されたオゾンテオス膜５
の上に平行平板型枚葉式プラズマ化学気相成長装置を用
いて、プラズマテオス膜７を０．５μｍの厚さで堆積す
ることで、図１の構造が完成される。
布法により、有機シリカ膜６を約１μｍの厚さで形成す
る。次いで、図２（ｃ）に示すように、平行平板型バッ
チ式反応性イオンエッチング装置を用い、ＣＦ4 ガス流
量１００ＳＣＣＭ，Ｏ2 ガス流量１５ＳＣＣＭ，圧力
０．１ｔｏｒｒ，周波数１３．５６ＭＨＺ，並びに高周
波電力０．３Ｗ／ｃｍ2 の条件で、有機シリカ膜６の全
部及び前記オゾンテオス膜５の表面の一部をエッチング
バックして、オゾンテオス膜５の表面を平坦化する。こ
こで、オゾンテオス膜５のエッチングレートを有機シリ
カ膜６のエッチングレートとほぼ同じにするか、又はや
や大きくする。最後に、平坦化されたオゾンテオス膜５
の上に平行平板型枚葉式プラズマ化学気相成長装置を用
いて、プラズマテオス膜７を０．５μｍの厚さで堆積す
ることで、図１の構造が完成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｋ
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に下地絶縁膜を有し、この下地絶
縁膜上に配線を有し、この配線を覆うように層間絶縁膜
が形成されている半導体装置において、前記下地絶縁膜
がシラン系プラズマＣＶＤ法によるプラズマ酸化シリコ
ン膜であり、前記層間絶縁膜がオゾン濃度の高い有機シ
ラン・オゾン系常圧ＣＶＤ法による酸化シリコン膜であ
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 下地絶縁膜がＢＰＳＧ膜とシラン系プラ
ズマＣＶＤ法によるプラズマ酸化シリコン膜との２層構
造である請求項１の半導体装置。 - 【請求項３】 層間絶縁膜が有機シラン・オゾン系常圧
ＣＶＤ法による酸化シリコン膜と、有機シラン系プラズ
マＣＶＤ法からなる酸化シリコン膜との２層構造である
請求項１または２の半導体装置。 - 【請求項４】 シリコン基板上に下地絶縁膜としてシラ
ン系プラズマＣＶＤ法によるプラズマシリコン膜を形成
する工程と、この下地絶縁膜上に所要パターンのアルミ
ニウム配線を形成する工程と、このアルミニウム配線を
含む全面に層間絶縁膜としてオゾン濃度の高い有機シラ
ン・オゾン系常圧ＣＶＤ法による酸化シリコン膜を形成
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。 - 【請求項５】 シリコン基板上に第１下地絶縁膜として
ＢＰＳＧ膜を形成する工程と、その上に第２下地絶縁膜
としてシラン系プラズマＣＶＤ法によるプラズマシリコ
ン膜を形成する工程と、この下地絶縁膜上に所要パター
ンのアルミニウム配線を形成する工程と、このアルミニ
ウム配線を含む全面に層間絶縁膜としてオゾン濃度の高
い有機シラン・オゾン系常圧ＣＶＤ法による酸化シリコ
ン膜を形成する工程と、その上に有機シリカ膜を塗布
し、かつこの有機シリカ膜と前記酸化シリコン膜とをエ
ッチングバックして表面を平坦化する工程と、平坦化さ
れた前記酸化シリコン膜の上に有機シラン系プラズマＣ
ＶＤ法からなる酸化シリコン膜を形成する工程とを含む
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32333693A JPH07153840A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32333693A JPH07153840A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153840A true JPH07153840A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=18153669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32333693A Pending JPH07153840A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07153840A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1012736A (ja) * | 1996-06-17 | 1998-01-16 | Taiwan Moshii Denshi Kofun Yugenkoshi | 集積回路製造における平坦化方法 |
| US8008730B2 (en) | 2008-08-26 | 2011-08-30 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device, and manufacturing method thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03159157A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH05291415A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH05308103A (ja) * | 1992-04-28 | 1993-11-19 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06104249A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-15 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置 |
| JPH06267939A (ja) * | 1992-03-13 | 1994-09-22 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06283523A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP32333693A patent/JPH07153840A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03159157A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH06267939A (ja) * | 1992-03-13 | 1994-09-22 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH05291415A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH05308103A (ja) * | 1992-04-28 | 1993-11-19 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06104249A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-15 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置 |
| JPH06283523A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1012736A (ja) * | 1996-06-17 | 1998-01-16 | Taiwan Moshii Denshi Kofun Yugenkoshi | 集積回路製造における平坦化方法 |
| US8008730B2 (en) | 2008-08-26 | 2011-08-30 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device, and manufacturing method thereof |
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