JPH10214892A

JPH10214892A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH10214892A
Application number: JP1690997A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Kameoka; 克也亀岡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】層間絶縁膜の平坦化に無機ＳＯＧ膜を用いな
がら、ビア・ホールの埋め込み不良を防止する。【解決手段】配線パターン３上に、ＣＶＤ法によって
形成される絶縁膜８、Ｓｉ−Ｈ結合を含む無機系塗布型
絶縁膜９、ＣＶＤ法によって形成される絶縁膜１０をこ
の順に積層し、これら絶縁膜８，９，１０にレジストを
マスクとしてビア・ホール７を形成した後、有機溶剤に
よる洗浄処理によってレジストを除去するに際して、有
機溶剤による洗浄処理の前に、少なくとも上記ビア・ホ
ール７に露出している絶縁膜８，９，１０に対して酸素
イオンによるプラズマ処理を６０秒以上行い、その後、
有機溶剤による洗浄処理と加熱処理を行う。あるいは、
基板上に形成された配線パターン上に、ＣＶＤ法によっ
て形成される絶縁膜とＳｉ−Ｈ結合を含む無機系塗布型
絶縁膜をこの順に積層し、これら絶縁膜にビア・ホール
を形成した後、１５０℃以上の温度で加熱処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に、多層配線構造の半導体装置において上
層の配線パターンと下層の配線パターンを接続するビア
・ホールの後処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴い、配
線の最小幅はサブミクロンに達しており、また、配線の
多層化も進んでいる。

【０００３】従来、半導体装置における配線パターンの
形成は、薄膜形成技術、リソグラフィー技術及びエッチ
ング技術を用いて行われているが、多層配線構造におい
て微細な配線パターンを精度良く形成するためには、配
線の下地表面の平坦化が不可欠である。

【０００４】すなわち、多層配線構造の半導体装置は、
トランジスタ等の素子が形成された半導体基板上に、層
間絶縁膜を介して複数層の配線パターンが形成される。

【０００５】この層間絶縁膜としては、膜質が緻密であ
り絶縁性能に優れることから、ＣＶＤ法によって形成さ
れる酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜や窒化シリコン（Ｓｉ
−Ｎ）膜等が設けられる。

【０００６】しかし、ＣＶＤ法によって形成される絶縁
膜は、下地表面と相似形で形成されるため、下地の凹凸
形状がそのまま表面に現れる。このため、特に、配線パ
ターンのような凹凸を有する下地上に形成された層間絶
縁膜の場合、この上に、さらに微細な配線パターンを精
度良く形成するのは難しい。

【０００７】そこで、層間絶縁膜を表面平坦化する技術
が各種提案され、その一つに塗布型絶縁膜を用いる方法
が知られている。

【０００８】塗布型絶縁膜は、流動性を有する原料液
を、塗布、熱処理することで形成される絶縁膜である。
この絶縁膜は、液状で塗布されることから凹凸を有する
下地の段差を埋めるように形成され、平坦な表面を得る
ことができる。

【０００９】塗布型絶縁膜には、大別して無機系のもの
と有機系のものがある。このうち無機系の塗布型絶縁膜
としては、シラノールを水やアルコールに溶解させた原
料液を用いて形成される、無機スピンオングラス（Ｓｐ
ｉｎｏｎＧｌａｓｓ，ＳＯＧ）と称されるものが良
く知られている。この無機ＳＯＧ膜は、表面平坦化が容
易に行えることから汎用されている。

【００１０】半導体装置で、この無機ＳＯＧ膜を用いる
場合には、通常、緻密性の高いＣＶＤ絶縁膜が併用され
る。

【００１１】無機ＳＯＧ膜とＣＶＤ絶縁膜を併用した半
導体装置の具体的な製造工程について図１３を参照しな
がら説明する。

【００１２】まず、半導体基板１０１上に、第１の層間
絶縁膜１０２を介して配線パターン１０３を形成する。

【００１３】そして、この配線パターン１０３の上に、
上述のＣＶＤ膜と無機ＳＯＧ膜よりなる第２の層間絶縁
膜１０９を形成する。この第２の層間絶縁膜１０９を形
成するには、まず、ＣＶＤ法によって絶縁膜１０４を形
成し、この上に無機ＳＯＧ膜１０５を形成し、平坦化す
る。そして、この平坦化された上に、さらにＣＶＤ法に
よって絶縁膜１０６を形成する。

【００１４】このようにして形成された第２の層間絶縁
膜１０９には、下層の配線パターン１０３と上層の配線
パターン１０８を接続するためのビア・ホール１０７が
形成される。ビア・ホール１０７を形成するには、第２
の層間絶縁膜１０９上に、当該ビア・ホールに対応した
位置に開口部を有するレジストマスクを形成し、この上
から反応性イオンエッチング等を行うことでホールをエ
ッチング形成する。

【００１５】そして、レジストマスクを有機溶剤によっ
て剥離した後、ＣＶＤ法あるいはスパッタリングによっ
て配線材料をビア・ホール１０７に埋め込むとともに第
２の層間絶縁膜１０９上に配線層１０８を形成する。そ
して、さらに配線層１０３をパターニングすることで上
層の配線パターンを形成する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
無機ＳＯＧ膜は、吸湿性が高いため、水分を多く含み易
い。このため、ビア・ホール１０７に配線材を埋め込む
工程において、この吸湿した水分が水蒸気となってビア
・ホール１０７に放出され、その結果、ビア・ホールの
配線材にボイド１１０等が発生し、埋め込み不良を引き
起こしてしまう。

【００１７】これに対して、近年、Ｓｉ−Ｈ結合を導入
することによって耐吸湿性を向上させた新しい無機ＳＯ
Ｇ膜も開発されている。

【００１８】しかしながら、Ｓｉ−Ｈ結合を有する無機
ＳＯＧ膜を用いても、ガラス化するための熱処理条件、
有機溶剤による洗浄処理の条件、さらに絶縁膜の層構造
によっては、やはりビア・ホールの埋め込み時にガスの
放出が見られ、埋め込み不良を完全に防止できないのが
実情である。

【００１９】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、無機ＳＯＧ膜を層間絶縁
膜として用いる半導体装置の製造方法であって、ビア・
ホールの埋め込み不良を防止することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に形成
された配線パターン上に、ＣＶＤ法によって形成された
絶縁膜、Ｓｉ−Ｈ結合を含む無機系塗布型絶縁膜、ＣＶ
Ｄ法によって形成された絶縁膜をこの順に積層し、これ
ら絶縁膜にレジストをマスクとしてビア・ホールを形成
した後、有機溶剤による洗浄処理によってレジストを除
去するに際して、有機溶剤による洗浄処理の前に、少な
くとも上記ビア・ホールに露出している絶縁膜に対して
酸素イオンによるプラズマ処理を６０秒以上行い、その
後、有機溶剤による洗浄処理と加熱処理を行うことを特
徴とするものである。

【００２１】また、基板上に形成された配線パターン上
に、ＣＶＤ法によって形成された絶縁膜とＳｉ−Ｈ結合
を含む無機系塗布型絶縁膜をこの順に積層し、これら絶
縁膜にビア・ホールを形成した後、１５０℃以上の温度
で加熱処理を行うことを特徴とする。

【００２２】この製造方法では、絶縁膜にビア・ホール
を形成した後、加熱処理を施すことによって塗布型絶縁
膜から予め水分を蒸発させておく。したがって、この後
行われるビア・ホールの埋め込み工程では、塗布型絶縁
膜から水分が放出せず、ビア・ホールの埋め込み不良が
防止される。

【００２３】但し、塗布型絶縁膜の加熱時の水分放出特
性は、レジストを除去する工程で残留した有機溶剤の影
響を受ける。すなわち、有機溶剤による処理が行われて
いると、有機溶剤による処理が行われていない場合に比
べて、水分の放出ピークが高温側に広がり、水分がより
放出され難くなる。

【００２４】水分の放出特性がこのような影響を受けた
場合、特に、塗布型絶縁膜が２層のＣＶＤ絶縁膜によっ
て挟み込まれている構成では、塗布型絶縁膜の上面が外
部に露出していない分水分が放出され難いため、加熱処
理によって十分に水分を放出させることができなくな
る。

【００２５】これに対して、この製造方法では、有機溶
剤による洗浄処理の前に、塗布型縁膜に対して酸素イオ
ンによるプラズマ処理を行っている。これによって有機
溶剤による放出特性への影響が抑えられ、加熱処理によ
って塗布型絶縁膜から十分に水分を蒸発除去しておくこ
とができるようになる。したがって、ビア・ホールの埋
め込み不良が確実に防止される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について説明する。

【００２７】なお、ここでは、半導体基板上に２層の配
線パターンが形成された２層構成の半導体装置を製造す
る場合を例にして説明する。

【００２８】まず、半導体装置の第１の製造例について
説明する。

【００２９】ここで製造する２層構成の半導体装置を図
１に示す。

【００３０】この半導体装置は、シリコン基板等の半導
体基板１上に第１の層間絶縁膜２を介して第１の配線パ
ターン３が形成され、さらに第２の層間絶縁膜４を介し
て第２の配線パターン５が形成されて構成される。

【００３１】半導体基板１上に形成された素子と第１の
配線パターン３とは、第１の層間絶縁膜２を貫通して形
成されたコンタクトホール６によって電気的に接続さ
れ、第１の配線パターン３と第２の配線パターン５と
は、第２の層間絶縁膜４を貫通して形成されたビア・ホ
ール７によって電気的に接続されている。

【００３２】このような半導体装置は次のようにして製
造される。

【００３３】まず、半導体基板１上にトランジスタ等の
素子を形成し、この上に第１の層間絶縁膜２を形成す
る。第１の層間絶縁膜２としては、例えばＳｉＯ₂膜
と、ボロン及びリンが添加されたＳｉＯ₂膜よりなる２
層膜等が形成される。

【００３４】そして、この第１の層間絶縁膜２の所定の
位置にコンタクトホール６を形成する。コンタクトホー
ル６を形成するには、第１の層間絶縁膜２上に、当該コ
ンタクトホール６に対応する位置に開口部が形成された
レジストマスクを形成し、この上からドライエッチング
を行うことでホールをエッチング形成する。このドライ
エッチング法としては、異方性に優れることから例えば
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法が用いられる。

【００３５】続いて、レジストマスクを有機溶媒等を用
いて剥離した後、ＣＶＤ法（化学気相成長法）あるいは
スパッタリング法によって配線材料を、コンタクホール
に埋め込み、第１の層間絶縁膜２上に配線層を形成す
る。そして、この配線層の上に、所定の配線パターンに
対応させてレジストマスクを形成し、この上からＲＩＥ
等のドライエッチングを行うことで配線パターン３を形
成する。

【００３６】次に、このレジストマスクを有機溶媒等を
用いて剥離し、配線パターン３上に第２の層間絶縁膜４
を形成する。この第２の層間絶縁膜４は、ＣＶＤ法によ
って形成されるＣＶＤ絶縁膜８の上に、無機ＳＯＧ（Ｓ
ｐｉｎｏｎＧｌａｓｓ，ＳＯＧ）膜９が形成され、
さらにこの上にＣＶＤ絶縁膜１０が形成された３層構成
とされている。

【００３７】このうち、ＣＶＤ絶縁膜８，１０は、膜質
が緻密であるため絶縁性能に優れる。しかし、ＣＶＤ絶
縁膜には、下地の配線パターンの凹凸形状がそのまま表
面に現れるため、これのみを層間絶縁膜として設けた場
合には、表面の凹凸によって第２の配線パターン５を精
度良く形成するのが難しい。このため、ここで製造する
半導体装置では、２層のＣＶＤ絶縁膜８，１０の間に無
機ＳＯＧ膜９を設け、この凹凸形状を平坦化する。

【００３８】但し、無機ＳＯＧ膜９は、吸湿性を有する
ことから、そのままでは後工程で行われるビア・ホール
７の埋め込みに際して吸湿した水分が水蒸気となって放
出され、ホールの埋め込み不良を生じさせる。このよう
な水蒸気の放出を防止するために、この製造方法では、
無機ＳＯＧ膜９として、特にＳｉーＨ結合を有するもの
を用いる。そして、次のような工程で第２の層間絶縁膜
４を形成することとする。

【００３９】すなわち、第２の層間絶縁膜４を形成する
には、まず、第１の配線パターン３上にＣＶＤ法によっ
てＳｉＯ₂膜等のＣＶＤ絶縁膜８を形成する。

【００４０】そして、このＣＶＤ絶縁膜８の上に、無機
ＳＯＧ膜９の原料液を塗布して無機ＳＯＧ膜をする。こ
の無機ＳＯＧ膜の原料液は、Ｓｉ−Ｈ結合を有するシラ
ノールが水あるいはアルコールに溶解されて調製されて
いる。

【００４１】そして、この無機ＳＯＧ膜９を、プリベー
クとポストベークの２段階で熱処理し、表面が平坦なガ
ラスの層を形成する。

【００４２】プリベークでは、例えば１５０℃で１分
間、２００℃で１分間、３００℃で１分間というように
段階的に温度を上げながら熱処理を行う。

【００４３】このプリベークで用いるオーブンは、ウェ
ハに均一に熱処理が行えることから、プロキシミティ方
式のオーブンが好適である。また、この他、マイクロウ
ェーブ方式、密着型方式等を用いるようにしても良い。

【００４４】ポストベークでは、真空下あるいは窒素等
の不活性ガス雰囲気下、例えば４００℃で６０分間熱処
理する。

【００４５】このポストベークで用いるオーブンは、温
度制御機能や減圧機構を有するものであれば、いずれも
使用可能である。

【００４６】続いて、この無機ＳＯＧ膜９上に、ＣＶＤ
法によってＳｉＯ₂膜等のＣＶＤ絶縁膜１０を形成す
る。

【００４７】以上のようにして３層構成の第２の層間絶
縁膜４を形成した後、この絶縁膜にビア・ホール７を形
成する。ビア・ホール７を形成するには、第２の層間絶
縁膜４の上に、ビア・ホール７に対応した位置に開口部
を有するレジストマスクを形成し、この上からＲＩＥ等
のドライエッチング法を行うことによってホールをエッ
チング形成する。

【００４８】続いて、このビア・ホール７に露出してい
る無機ＳＯＧ膜９に対して、酸素イオンによるプラズマ
処理を６０秒以上行い、この後、レジストマスクを有機
溶剤によって剥離、除去する。

【００４９】次に、以上のような工程を経たウェハに対
して、３５０℃以上の温度で加熱処理を行い、無機ＳＯ
Ｇ膜９中の水分を蒸発させる。

【００５０】ここで、このときの水分の放出特性は、先
の工程で行った酸素イオンによるプラズマ処理と有機溶
剤による洗浄処理の影響を受ける。以下、この影響につ
いて実験結果に基づいて説明する。

【００５１】まず、ガラス化を真空下で行った無機ＳＯ
Ｇ膜９の水分の放出特性を図２〜図５に示す。なお、こ
こで言う水分の放出特性とは、加熱温度の上昇に対して
水分の放出量を経時的にトレースしたものである。ま
た、図６に、これら水分放出特性のピーク面積をまとめ
て示す。

【００５２】まず、図２は、無機ＳＯＧ膜９に酸素イオ
ンによるプラズマ処理を施していない場合の水分の放出
特性である。このように、無機ＳＯＧ膜９に酸素イオン
によるプラズマ処理を行わない場合には、水分の放出ピ
ークが４００℃〜４５０℃の高温側にあり、ピーク形状
がブロードである。このことは、酸素イオンによるプラ
ズマ処理を行っていない状態の無機ＳＯＧ膜９は、加熱
処理によって水分が放出され難いことを示している。

【００５３】次に、図３は、無機ＳＯＧ膜９に酸素イオ
ンによるプラズマ処理を４０秒行った場合の脱ガス特性
である。このうち、（ａ）は、有機溶剤による洗浄処理
を行なわなかった場合であり、（ｂ）は、プラズマ処理
の後、有機溶剤による洗浄処理を行った場合である。な
お、有機溶剤による洗浄処理を行った場合の特性図は、
洗浄処理３０分後のデータである。

【００５４】このように酸素イオンによるプラズマ処理
を行うと、水分の放出ピークが、プラズマ処理を行わな
い場合（図２）に比べて低温側にシフトする。しかし、
有機溶剤による洗浄処理を行った場合を、有機溶剤によ
る洗浄処理を行わない場合と比べると、ピークが高温側
にあり、ピーク形状がブロードになっている。

【００５５】一方、図４は、酸素イオンによるプラズマ
処理を６０秒行った場合の脱ガス特性であり、（ａ）
は、有機溶剤による洗浄処理を行なわなかった場合であ
り、（ｂ）は、プラズマ処理の後、有機溶剤による洗浄
処理を行った場合である。

【００５６】この場合には有機溶剤による洗浄処理を行
った場合と、有機溶剤による洗浄処理を行わない場合の
いずれにおいても、３００〜３５０℃の範囲に水分の放
出ピークがある。このような放出特性の場合、３５０℃
程度の加熱処理でも十分に水分を蒸発させることができ
る。

【００５７】以上のことから、有機溶剤による洗浄処理
の後に加熱処理によって無機ＳＯＧ膜９から水分を十分
に蒸発させるには、有機溶剤による洗浄処理の前に、酸
素イオンによるプラズマ処理を６０秒以上行うことが必
要であることがわかる。

【００５８】なお、比較のため、無機ＳＯＧ膜９に、酸
素イオンによるプラズマ処理の代わりにダウンフロー処
理（Ｄ／Ｆ処理：プラズマラジカル処理）を行った場合
の脱ガス特性を図５に示す。

【００５９】このダウンフロー処理の場合には、酸素イ
オンによるプラズマ処理を行った場合に比べて、高温側
に水分蒸発量のピークがある。このことから、ダウンフ
ロー処理は、蒸発水分量のピークを制御する方法として
は不適当であることがわかる。

【００６０】次に、ガラス化を窒素ガス雰囲気下で行っ
た無機ＳＯＧ膜９の水分の放出特性を図７〜図１０に示
す。図７は、無機ＳＯＧ膜９に酸素イオンによるプラズ
マ処理を施していない場合の脱ガス特性であり、図８
は、酸素イオンによるプラズマ処理を４０秒行った場合
の脱ガス特性であり、図９は、酸素イオンによるプラズ
マ処理を６０秒行った場合の脱ガス特性である。また、
図１０は、酸素イオンによるプラズマ処理の代わりにダ
ウンフロー処理を行った場合の脱ガス特性である。図８
〜図１０において、（ａ）は、有機溶剤による洗浄処理
を行なわなかった場合であり、（ｂ）は、有機溶剤によ
る洗浄処理を行った場合である。また、図１１に、これ
ら水分の放出特性のピーク面積をまとめて示す。

【００６１】この場合にも、ガラス化を真空下で行った
無機ＳＯＧ膜９の場合と同様な傾向が見られる。

【００６２】すなわち、無機ＳＯＧ膜９に酸素イオンに
よるプラズマ処理を行わない場合には、ピークが高温側
に広がり、水分が放出され難い。

【００６３】これに対して、無機ＳＯＧ膜９に酸素イオ
ンによるプラズマ処理を６０秒行った場合には、有機溶
剤による洗浄処理を行った場合と洗浄処理を行わない場
合とで差のない脱ガス特性となり、いずれも３００〜３
５０℃の範囲に水分蒸発量のピークがある。したがっ
て、３５０℃程度の加熱処理でも十分に水分を蒸発させ
ることができる。

【００６４】しかし、プラズマ処理の時間が４０秒と短
い場合には、有機溶剤による洗浄処理を行った場合に、
ピークが高温側に広がり、水分が放出され難い。

【００６５】また、無機ＳＯＧ膜９に、酸素イオンによ
るプラズマ処理の代わりにダウンフロー処理を行った場
合には、酸素イオンプラズマ処理を行った場合に比べ
て、高温側に水分の放出ピークがある。したがって、蒸
発水分量を制御する方法としては不適当である。

【００６６】以上のことから、ガラス化を窒素ガス雰囲
気下で行った無機ＳＯＧ膜９の場合にも、有機溶剤によ
る洗浄処理の後に加熱処理によって水分を十分に蒸発さ
せるには、有機溶剤による洗浄処理の前に、酸素イオン
によるプラズマ処理を６０秒以上行うことが必要である
ことがわかる。

【００６７】半導体装置を製造するには、このようにし
て各種処理を施して無機ＳＯＧ膜９から水分を蒸発させ
た後、ＣＶＤ法あるいはスパッタリング法によって、ビ
ア・ホール７を配線材で埋め込むとともに第２の層間絶
縁膜４上に配線層を形成する。このとき、無機ＳＯＧ膜
９からは、先の工程で既に水分が蒸発、除去されている
ことから、この工程で水蒸気が放出されることがない。
したがって、ビア・ホール７の埋め込み不良が防止され
る。

【００６８】そして、この堆積した配線材料層の上に、
所定の配線パターンに対応させてレジストマスクを形成
し、この上からＲＩＥ等のドライエッチングを行うこと
で第２の配線パターン５を形成し、半導体装置が完成す
る。このようにして製造された半導体装置では、ビア・
ホールに埋め込み不良が生じていないことから良好な動
作を得ることができる。

【００６９】次に、半導体装置の第２の製造例について
説明する。

【００７０】ここで製造する２層構成の半導体装置を図
１２に示す。

【００７１】この半導体装置は、シリコン基板等の半導
体基板２１上に第１の層間絶縁膜２２を介して第１の配
線パターン２３が形成され、さらに第２の層間絶縁膜２
４を介して第２の配線パターン２５が形成されて構成さ
れる。ここで、第２の層間絶縁膜２４は、ＣＶＤ法によ
って形成されたＣＶＤ絶縁膜２６と無機ＳＯＧ膜２７が
積層された２層構成とされている。

【００７２】半導体基板２１上に形成された素子と第１
の配線パターン２３とは、第１の層間絶縁膜２２を貫通
して形成されたコンタクトホール２８によって電気的に
接続され、第１の配線パターン２３と第２の配線パター
ン２５とは、第２の層間絶縁膜２４を貫通して形成され
たビア・ホール２９によって電気的に接続されている。

【００７３】このような半導体装置は次のようにして製
造される。

【００７４】まず、第１の製造例の場合と同様に、半導
体基板２１上にトランジスタ等の素子を形成し、この
後、第１の層間絶縁膜２２の形成、コンタクトホール２
８の形成、第１の配線パターン２３の形成を順次行う。

【００７５】そして、第１の配線パターン２３上に第２
の層間絶縁膜２４を形成する。この第２の層間絶縁膜２
４は、ＣＶＤ法によって形成されるＣＶＤ絶縁膜２６の
上に、表面を平坦化するために無機ＳＯＧ膜２７が形成
された２層構成とされており、それぞれ第１の製造例の
場合と同様に成膜され、ビア・ホール２９が形成され
る。

【００７６】ここで、上述の如く、この無機ＳＯＧ膜２
７は、吸湿性を有することから、そのままでは後工程で
行われるビア・ホールの埋め込みに際して吸湿した水分
が水蒸気となって放出され、ホールの埋め込み不良を生
じさせる。

【００７７】このような水蒸気の放出を防止するため
に、この製造方法では、無機ＳＯＧ膜２７として、特に
ＳｉーＨ結合を有するものを用いる。そして、ウェハに
対して加熱処理を行い、埋め込み工程の前に無機ＳＯＧ
膜２７中の水分を蒸発させておく。なお、この場合に
は、無機ＳＯＧ膜の上にＣＶＤ絶縁膜が形成されておら
ず、露出面積が広いので水分が放出され易い。したがっ
て、比較的緩和な加熱条件、すなわち１５０℃以上の温
度で１５秒以上加熱を行えば水分を十分に蒸発させるこ
とができる。

【００７８】そして、この後、ＣＶＤ法あるいはスパッ
タリング法によって配線材料を堆積させることで、ビア
・ホール２９を配線材で埋め込み、第２の層間絶縁膜２
４上に配線層を形成する。このとき、無機ＳＯＧ膜２７
からは、先の工程で既に水分が蒸発、除去されているこ
とから、この工程で水蒸気が放出されることがない。し
たがって、ビア・ホール２９の埋め込み不良が防止され
る。

【００７９】そして、この堆積した配線層の上に、所定
の配線パターンに対応させてレジストマスクを形成し、
この上からＲＩＥ等のドライエッチングを行うことで第
２の配線パターン２５を形成し、半導体装置が完成す
る。このようにして製造された半導体装置は、ビア・ホ
ールに埋め込み不良が生じていないことから良好な動作
を得ることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の製造方法では、配線パターン上に、ＣＶＤ法によっ
て形成される絶縁膜、Ｓｉ−Ｈ結合を含む無機系塗布型
絶縁膜、ＣＶＤ法によって形成される絶縁膜をこの順に
積層し、これら絶縁膜にレジストをマスクとしてビア・
ホールを形成した後、有機溶剤による洗浄処理によって
レジストを除去するに際して、有機溶剤による洗浄処理
の前に、少なくとも上記ビア・ホールに露出している絶
縁膜に対して酸素イオンによるプラズマ処理を６０秒以
上行い、その後、有機溶剤による洗浄処理と加熱処理を
行う。あるいは、基板上に形成された配線パターン上
に、ＣＶＤ法によって形成される絶縁膜とＳｉ−Ｈ結合
を含む無機系塗布型絶縁膜をこの順に積層し、これら絶
縁膜にビア・ホールを形成した後、１５０℃以上の温度
で加熱処理を行う。したがって、ビア・ホールの埋め込
み不良が防止され、良好な動作を示す半導体装置を製造
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法で製造される半導体装置の一
例を示す要部概略断面図である。

【図２】真空下でガラス化した無機ＳＯＧ膜について、
酸素イオンによるプラズマ処理を行わなかった場合の水
分の放出特性を示す特性図である。

【図３】真空下でガラス化した無機ＳＯＧ膜について、
酸素イオンによるプラズマ処理を４０秒行った場合の水
分の放出特性を示すものであり、（ａ）は有機溶剤によ
る洗浄処理を行わなかった場合の特性図、（ｂ）は有機
溶剤による洗浄処理を行った場合の特性図である。

【図４】真空下でガラス化した無機ＳＯＧ膜について、
酸素イオンによるプラズマ処理を６０秒行った場合の水
分の放出特性を示すものであり、（ａ）は有機溶剤によ
る洗浄処理を行わなかった場合の特性図、（ｂ）は有機
溶剤による洗浄処理を行った場合の特性図である。

【図５】真空下でガラス化した無機ＳＯＧ膜について、
ダウンフロー処理を行った場合の水分の放出特性を示す
ものであり、（ａ）は有機溶剤による洗浄処理を行わな
かった場合の特性図、（ｂ）は有機溶剤による洗浄処理
を行った場合の特性図である。

【図６】図２〜図５に示す特性図のピーク面積をまとめ
て示す特性図である。

【図７】窒素雰囲気下でガラス化した無機ＳＯＧ膜につ
いて、酸素イオンによるプラズマ処理を行わなかった場
合の水分の放出特性を示す特性図である。

【図８】窒素雰囲気下でガラス化した無機ＳＯＧ膜につ
いて、酸素イオンによるプラズマ処理を４０秒行った場
合の水分の放出特性を示すものであり、（ａ）は有機溶
剤による洗浄処理を行わなかった場合の特性図、（ｂ）
は有機溶剤による洗浄処理を行った場合の特性図であ
る。

【図９】窒素雰囲気下でガラス化した無機ＳＯＧ膜につ
いて、酸素イオンによるプラズマ処理を６０秒行った場
合の水分の放出特性を示すものであり、（ａ）は有機溶
剤による洗浄処理を行わなかった場合の特性図、（ｂ）
は有機溶剤による洗浄処理を行った場合の特性図であ
る。

【図１０】窒素雰囲気下でガラス化した無機ＳＯＧ膜に
ついて、ダウンフロー処理を行った場合の水分の放出特
性を示すものであり、（ａ）は有機溶剤による洗浄処理
を行わなかった場合の特性図、（ｂ）は有機溶剤による
洗浄処理を行った場合の特性図である。

【図１１】図７〜図１１に示す特性図のピーク面積をま
とめて示す特性図である。

【図１２】本発明の製造方法によって製造される半導体
装置の他の例を示す要部概略断面図である。

【図１３】ビア・ホールにボイドが発生した様子を示す
要部概略断面図である。

【符号の説明】１，２１半導体基板、２，２２第１の層間絶縁膜、
３，２３ビア・ホール、４，２４第２の層間絶縁
膜、５，２５第２の配線層、６，２８コンタクトホ
ール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された配線パターン上に、
ＣＶＤ法によって形成される絶縁膜、Ｓｉ−Ｈ結合を含
む無機系塗布型絶縁膜、ＣＶＤ法によって形成される絶
縁膜をこの順に積層し、これら絶縁膜にレジストをマス
クとしてビア・ホールを形成した後、有機溶剤による洗
浄処理によってレジストを除去するに際して、有機溶剤による洗浄処理の前に、少なくとも上記ビア・
ホールに露出している絶縁膜に対して酸素イオンによる
プラズマ処理を６０秒以上行い、その後、有機溶剤によ
る洗浄処理と加熱処理を行うことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
【請求項２】塗布型絶縁膜の焼成を、真空雰囲気下あ
るいは窒素含有雰囲気下で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。
【請求項３】加熱処理の温度を、３５０℃以上とする
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。
【請求項４】基板上に形成された配線パターン上に、
ＣＶＤ法によって形成される絶縁膜とＳｉ−Ｈ結合を含
む無機系塗布型絶縁膜をこの順に積層し、これら絶縁膜
にビア・ホールを形成した後、１５０℃以上の温度で加
熱処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。