JPH0770533B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0770533B2 JPH0770533B2 JP60081733A JP8173385A JPH0770533B2 JP H0770533 B2 JPH0770533 B2 JP H0770533B2 JP 60081733 A JP60081733 A JP 60081733A JP 8173385 A JP8173385 A JP 8173385A JP H0770533 B2 JPH0770533 B2 JP H0770533B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- film
- semiconductor device
- wiring
- psg
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【産業上の利用分野】 本発明は、密着性に優れた信頼性の高い絶縁膜を有する
半導体装置の製造方法である。
半導体装置の製造方法である。
多層配線を有する半導体装置においては、下層配線上に
形成した層間絶縁膜の急峻な凹凸が上層配線の断線や、
上層、下層の配線間の絶縁不良等の原因となる。 そこで最近では、上記障害を除去するために、例えば第
２図に示すように下層配線２が形成されている半導体基
板１上に、気相成長法によりリンを含むシリコン酸化膜
（PSG膜）３を形成後、該PSG膜３上に珪酸Si(0H)4また
は、その低分子重合体等の溶液を塗布し加熱することに
よってシリカフィルム層４を形成し、半導体基板表面の
急峻な凹凸部を平坦化し、上層配線を形成するという塗
布法が用いられている。
形成した層間絶縁膜の急峻な凹凸が上層配線の断線や、
上層、下層の配線間の絶縁不良等の原因となる。 そこで最近では、上記障害を除去するために、例えば第
２図に示すように下層配線２が形成されている半導体基
板１上に、気相成長法によりリンを含むシリコン酸化膜
（PSG膜）３を形成後、該PSG膜３上に珪酸Si(0H)4また
は、その低分子重合体等の溶液を塗布し加熱することに
よってシリカフィルム層４を形成し、半導体基板表面の
急峻な凹凸部を平坦化し、上層配線を形成するという塗
布法が用いられている。
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記の方法では、気相成長法により形成
したPSG膜３と塗布後熱処理により形成したシリカフィ
ルム層４は、密着性が悪く、しかもシリカフィルム層４
は、塗布後の熱処理により脱水され収縮するので、シリ
カフィルム層のピーリング（剥がれ）4aやクラック（亀
裂）4bの発生し、配線の断線が生じる。特に、段差部
は、膜厚が厚いのでこの部分のピーリングやクラックの
発生確率は、大きい。 更に、PSG膜のリン濃度が高い場合、PSG膜が長期間空気
中に放置されPSG膜表面が疎水性を呈している場合は、P
SG膜とシリカフィルムの密着性の悪化は促進される。 従って、本発明の目的は、半導体基板の表面上に気相成
長法により形成された絶縁被膜上を親水化処理すること
により、塗布法により形成されたシリカフィルムとの密
着性が良く、またシリカフィルム層の内部にクラックを
生ずることなく、信頼性の高い絶縁膜を提供することに
ある。
したPSG膜３と塗布後熱処理により形成したシリカフィ
ルム層４は、密着性が悪く、しかもシリカフィルム層４
は、塗布後の熱処理により脱水され収縮するので、シリ
カフィルム層のピーリング（剥がれ）4aやクラック（亀
裂）4bの発生し、配線の断線が生じる。特に、段差部
は、膜厚が厚いのでこの部分のピーリングやクラックの
発生確率は、大きい。 更に、PSG膜のリン濃度が高い場合、PSG膜が長期間空気
中に放置されPSG膜表面が疎水性を呈している場合は、P
SG膜とシリカフィルムの密着性の悪化は促進される。 従って、本発明の目的は、半導体基板の表面上に気相成
長法により形成された絶縁被膜上を親水化処理すること
により、塗布法により形成されたシリカフィルムとの密
着性が良く、またシリカフィルム層の内部にクラックを
生ずることなく、信頼性の高い絶縁膜を提供することに
ある。
基板上に、絶縁膜を介して多結晶シリコンを有する配線
を形成する工程、前記基板上及び前記配線上に化学的気
相成長法により第１絶縁膜を形成する工程、前記第１絶
縁膜の表面を硫酸洗浄もしくはRCA洗浄により親水化処
理する工程、親水性である前記第１絶縁膜の上に塗布法
により第２絶縁膜を被覆する絶縁膜塗布工程、しかる後
に、熱処理により、前記第２絶縁膜を焼成する工程を有
することを特徴とする。前記第１絶縁膜は、４〜６モル
％のリン濃度を有するPSG膜であることを特徴とする。
を形成する工程、前記基板上及び前記配線上に化学的気
相成長法により第１絶縁膜を形成する工程、前記第１絶
縁膜の表面を硫酸洗浄もしくはRCA洗浄により親水化処
理する工程、親水性である前記第１絶縁膜の上に塗布法
により第２絶縁膜を被覆する絶縁膜塗布工程、しかる後
に、熱処理により、前記第２絶縁膜を焼成する工程を有
することを特徴とする。前記第１絶縁膜は、４〜６モル
％のリン濃度を有するPSG膜であることを特徴とする。
以下、図面を参照して、本発明を説明する。 本発明の一実施例を図を用いて説明する。第１図は、本
発明の実施例の工程断面図である。 本発明の工程は、 （１）半導体基板１を熱酸化させた後、ポリシリコンゲ
ート電極２を形成する。その上に、SiH4等のシリコン化
合物とリン不純物PH3と酸素O2の熱処理による気相成長
法でPSG膜３を0.5〜1.0μｍ形成する。なお、形成したP
SG膜のリン濃度は４〜６モル％とした。 （２）次に、前記PSG膜表面を硫酸洗浄することで、PSG
膜表面を親水性にする。 （３）次に、珪酸Si(OH)4とリン化合物とエタノールを
含んだ珪酸溶液を、回転塗布法により上記PSG膜３上に
形成する。回転塗布法は、4000〜6000rpmで10秒間行
う。 （４）次に、前記回転塗布膜を300℃で１時間、次に900
℃で30分のステップ熱処理を行ってシリカフィルム層４
を形成する。 （５）前記シリカフィルム層上に多結晶シリコンの配線
を0.5〜1.0μｍ形成する。 以上により、本発明による半導体装置が得られる。 本発明の製造方法において、シリカフィルム層の形成す
るに先立ち、親水化処理であるウェット処理（硫酸洗浄
またはRCA洗浄）をPSG膜表面に施すことで、親水性であ
るPSG膜とシリカフィルム層は密着性が良好になる。 上記例では、絶縁膜の表面を親水性にするために硫酸洗
浄で説明したが、RCA洗浄でも同様な効果を得ることが
できる。 また、上記実施例では、第１の絶縁膜としてPSG膜を使
用したが、添加なしのSiO2膜、リンとポロンを含むシリ
コン酸化膜（BPSG膜）、プラズマ窒化膜またはプラズマ
PSG膜を用いても良い。 さらに、シリカフィルム層は、リン添加膜の場合を例示
したが、リンとポロンを添加した溶剤を用いても良い。
発明の実施例の工程断面図である。 本発明の工程は、 （１）半導体基板１を熱酸化させた後、ポリシリコンゲ
ート電極２を形成する。その上に、SiH4等のシリコン化
合物とリン不純物PH3と酸素O2の熱処理による気相成長
法でPSG膜３を0.5〜1.0μｍ形成する。なお、形成したP
SG膜のリン濃度は４〜６モル％とした。 （２）次に、前記PSG膜表面を硫酸洗浄することで、PSG
膜表面を親水性にする。 （３）次に、珪酸Si(OH)4とリン化合物とエタノールを
含んだ珪酸溶液を、回転塗布法により上記PSG膜３上に
形成する。回転塗布法は、4000〜6000rpmで10秒間行
う。 （４）次に、前記回転塗布膜を300℃で１時間、次に900
℃で30分のステップ熱処理を行ってシリカフィルム層４
を形成する。 （５）前記シリカフィルム層上に多結晶シリコンの配線
を0.5〜1.0μｍ形成する。 以上により、本発明による半導体装置が得られる。 本発明の製造方法において、シリカフィルム層の形成す
るに先立ち、親水化処理であるウェット処理（硫酸洗浄
またはRCA洗浄）をPSG膜表面に施すことで、親水性であ
るPSG膜とシリカフィルム層は密着性が良好になる。 上記例では、絶縁膜の表面を親水性にするために硫酸洗
浄で説明したが、RCA洗浄でも同様な効果を得ることが
できる。 また、上記実施例では、第１の絶縁膜としてPSG膜を使
用したが、添加なしのSiO2膜、リンとポロンを含むシリ
コン酸化膜（BPSG膜）、プラズマ窒化膜またはプラズマ
PSG膜を用いても良い。 さらに、シリカフィルム層は、リン添加膜の場合を例示
したが、リンとポロンを添加した溶剤を用いても良い。
以上のように、本発明の製造方法によれば、O2プラズマ
などのドライ処理にあるプラズマに暴露された絶縁膜と
導体の界面に電荷がたまり、絶縁膜の破壊やリーク電流
の増加などのプラズマダメージが、ウェット処理である
硫酸洗浄またはRCA洗浄することで、基板表面に形成さ
れた絶縁膜、MOS素子のゲード酸化膜等の特性劣化する
ことなく、気層成長法により形成した第１の絶縁被膜の
表面を親水性にして、第１の絶縁被膜とシリカフィルム
層との密着性を良好にし、密着性が良く、ピーリングや
クラックを防ぎ、基板の表面を平滑化し、信頼性の高い
絶縁膜を提供します。
などのドライ処理にあるプラズマに暴露された絶縁膜と
導体の界面に電荷がたまり、絶縁膜の破壊やリーク電流
の増加などのプラズマダメージが、ウェット処理である
硫酸洗浄またはRCA洗浄することで、基板表面に形成さ
れた絶縁膜、MOS素子のゲード酸化膜等の特性劣化する
ことなく、気層成長法により形成した第１の絶縁被膜の
表面を親水性にして、第１の絶縁被膜とシリカフィルム
層との密着性を良好にし、密着性が良く、ピーリングや
クラックを防ぎ、基板の表面を平滑化し、信頼性の高い
絶縁膜を提供します。
第１図は、本発明の実施例を示す半導体装置の工程断面
図、第２図は、従来例を説明する半導体装置の工程断面
図である。 １……半導体基板 ２……多結晶シリコンゲート電極 ３……PSG膜よりなるCVD絶縁膜 ４……シリカフィルム層 4a……シリカフィルム層のピーリング（剥がれ） 4b……シリカフィルム層のクラック（亀裂）
図、第２図は、従来例を説明する半導体装置の工程断面
図である。 １……半導体基板 ２……多結晶シリコンゲート電極 ３……PSG膜よりなるCVD絶縁膜 ４……シリカフィルム層 4a……シリカフィルム層のピーリング（剥がれ） 4b……シリカフィルム層のクラック（亀裂）
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に、絶縁膜を介して多結晶シリコン
を有する配線を形成する工程、前記基板上及び前記配線
上に化学的気相成長法により第１絶縁膜を形成する工
程、前記第１絶縁膜の表面を硫酸洗浄もしくはRCA洗浄
により親水化処理する工程、親水性である前記第１絶縁
膜の上に塗布法により第２絶縁膜を被覆する絶縁膜塗布
工程、しかる後に、熱処理により、前記第２絶縁膜を焼
成する工程を有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絶縁膜は、４〜６モル％のリン濃
度を有するPSG膜であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081733A JPH0770533B2 (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081733A JPH0770533B2 (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61240636A JPS61240636A (ja) | 1986-10-25 |
| JPH0770533B2 true JPH0770533B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=13754625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60081733A Expired - Lifetime JPH0770533B2 (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770533B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5874043A (ja) * | 1981-10-29 | 1983-05-04 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS6046036A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-12 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1985
- 1985-04-17 JP JP60081733A patent/JPH0770533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61240636A (ja) | 1986-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |