JPH10335460A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH10335460A
JPH10335460A JP15785597A JP15785597A JPH10335460A JP H10335460 A JPH10335460 A JP H10335460A JP 15785597 A JP15785597 A JP 15785597A JP 15785597 A JP15785597 A JP 15785597A JP H10335460 A JPH10335460 A JP H10335460A
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JP
Japan
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insulating film
micro
cmp
semiconductor device
interlayer insulating
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JP15785597A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Furuichi
充寛 古市
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】層間絶縁膜をCMPで平坦化する場合に、CM
Pで生じるマイクロスクラッチによる配線間ショートの
発生を防ぐ半導体装置およびその製造方法の提供。 【解決手段】CMPにて平坦な層間絶縁膜4−1を形成
した後に、絶縁膜7を形成し、マイクロスクラッチ5を
埋め込む。これにより、配線6を形成する際にマイクロ
スクラッチ5内への配線材料の入り込み(残り)が無く
なり、配線間ショートを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、CMP(chemical mechanic
al polishing;化学機械研磨)工程を製造工程に含む
半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図5(a)、及び図5(b)は、従来の
半導体装置の層間絶縁膜の形成を工程順に示したもので
ある。この従来の半導体装置では、まず、図5(a)に
示すように、フィールド酸化膜2やゲート3等、トラン
ジスタを作り込んだ半導体基板1上に、半導体基板1と
後に形成する配線6とを絶縁する、例えばO3−TEO
S(tetraethylortho silicate) BPSG(boron
phosphosilicate glass)から成る層間絶縁膜4を、最
終的に形成される膜厚よりも厚く形成する。
【0003】次に図5(b)に示すように、CMPによ
り層間絶縁膜を所望の膜厚に削りもどし、平坦な層間絶
縁膜4−1を形成する。次にコンタクトホールを形成し
(図示せず)、次に配線6を形成するものであった。
【0004】上記のCMP工程においては、層間絶縁膜
4が形成された半導体基板1上にスラリーを流し、研磨
パッドにて研磨し平坦に削りもどすものだが、この際、
スラリーの凝集物により層間絶縁膜4の表面に微細な欠
陥(キズ)が入り、平坦な層間絶縁膜4−1を形成した
時に、その表面にマイクロスクラッチ5が発生するもの
である。
【0005】図6に、表面にマイクロスクラッチが発生
した半導体装置の平面図を示す。図6において、5はマ
イクロスクラッチ、6は配線、4−1は層間絶縁膜を示
している。
【0006】なお、上記したCMP処理による層間絶縁
膜表面に生ずるマイクロスクラッチの対策とは相違して
いるが、例えば特開平7−58104号公報には、厚く
成膜された層間絶縁膜中のボイドによってCMPを施し
た後に研磨表面に表出する溝(クラック)をO3−TE
OSで埋め込み表面を平坦化する方法が提案されてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術においては、半導体装置において、平坦化処理が施
された層間絶縁膜表面のマイクロスクラッチ5を介して
配線間ショートが生じ、半導体装置の歩留まりを低下さ
せる、という問題点を有している。
【0008】その理由は、マイクロスクラッチ5が発生
していると配線6を形成する際に、配線6を形成する金
属材料がマイクロスクラッチ5内に入り込んで残るから
である。
【0009】したがって、本発明は、上記従来技術の問
題点を解消すべくなされたものであって、その目的は、
CMPにより平坦化処理が施されたマイクロスクラッチ
により配線間ショートが発生することを防止し得る半導
体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、層間絶縁膜をCMPで平坦
化する多層配線構造の半導体装置において、層間絶縁膜
のマイクロスクラッチを埋め込んで表面を平坦化するよ
うに絶縁膜を形成したものである。
【0011】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
トランジスタあるいは配線パターンが形成された凹凸の
ある半導体基板表面上に層間絶縁膜を形成する工程と、
CMPで表面を平坦化する工程と、CMPで生じたマイ
クロスクラッチを絶縁膜で埋め込んで平坦化する工程と
を含むことを特徴としたものである。
【0012】[作用]本発明においては、層間絶縁膜を
CMPで平坦化する工程の後に、絶縁膜を形成し、CM
Pで生じたマイクロスクラッチを埋め込んで平坦化して
いるため、配線を形成する際にマイクロスクラッチ内へ
の配線材料の入り込み(残り)が無くなり、配線間ショ
ートが防止できる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【0014】図1乃至図3は、本発明の実施の形態の半
導体装置の製造方法を工程順に模式的に示した工程断面
図である。まず、図1(a)に示すように、フィールド
酸化膜2やゲート3等のトランジスタを作り込んだ半導
体基板1上に、CVD法により厚さ1.0〜2.5μm
の層間絶縁膜4を形成する。
【0015】次に、図1(b)に示すように、CMPに
より、0.7〜1.5μmの所望の厚さに削りもどし、
平坦な層間絶縁膜4−1を形成する。
【0016】次に、図2に示すように、CVD法によ
り、厚さ0.05〜0.3μmの絶縁膜7を形成する。
【0017】次に、図3に示すように、コンタクトホー
ルを形成し(図示せず)、次に金属で形成される配線6
を形成するものである。
【0018】次に、本発明の実施の形態の動作につい
て、図2を参照して説明する。
【0019】CMPにより平坦に形成された層間絶縁膜
4−1には、CMPの際に発生したマイクロスクラッチ
5が、その表面に発生している。このマイクロスクラッ
チ5を、絶縁膜7を形成することにより埋め込んで平坦
化する。
【0020】これにより、後に配線6を形成する際に、
マイクロスクラッチ5内に配線を形成する金属材料が入
り込まず、配線間ショートが防止できる。
【0021】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
【0022】[実施例1]図1及び図3に示した工程断
面図を参照して、本発明の一実施例の製造方法について
説明する。まず、図1(a)に示すように、フィールド
酸化膜2やゲート3等のトランジスタを作り込んだ半導
体基板1上に、O3−TEOS BPSGからなる厚さ
1.3μmの層間絶縁膜4を形成する。O3−TEOS
BPSG膜は、リフロー及び膜の焼き固めに800
℃、30秒程のN2ランプアニール等の熱処理を行うも
のである。
【0023】次に、図1(b)に示すように、CMPに
より層間絶縁膜4を削りもどし、厚さ1.0μmの平坦
な層間絶縁膜4−1を形成する。
【0024】次に、図2に示すように、プラズマTEO
S酸化膜(プラズマTEOS CVDにより形成される
酸化膜)からなる厚さ0.1μmの絶縁膜7を形成す
る。
【0025】次に、図3に示すように、コンタクトホー
ルを形成し(図示せず)、次に、アルミニウム等からな
る配線6をフォトレジストでパターン形成し、ドライエ
ッチング等により形成するものである。
【0026】次に、本発明の実施例の動作について、図
2を参照して説明する。
【0027】CMPにより平坦に形成された層間絶縁膜
4−1には、CMPの際に発生したマイクロスクラッチ
5が、その表面に発生している。このマイクロスクラッ
チ5は溝幅0.1μm程度、深さ0.2μm程度の大き
さであり、プラズマTEOS酸化膜からなる厚さ0.1
μmの絶縁膜7を形成することにより、埋め込んで、平
坦化できる。
【0028】これにより、後にアルミニウム等からなる
配線6をフォトレジストでパターン形成し、ドライエッ
チング等により形成する際、マイクロスクラッチ5内に
配線6を形成するアルミニウム等がが入り込まず、配線
間ショートが防止できる。
【0029】絶縁膜7の材質については、O3−TEO
S BPSG等でも良いが、膜の焼き固めに熱処理工程
が必要であり、熱処理工程を必要としないプラズマTE
OS酸化膜が最も良い。厚さも0.1〜0.2μm程度
の厚さが好ましく、マイクロスクラッチ5を埋め込み平
坦化できる。
【0030】[実施例2]これまで、トランジスタを作
り込んだ半導体基板上への実施例について説明したが、
次に、配線パターンの形成された半導体基板上に本発明
を適用した場合の実施例について説明する。図4は、本
発明の第2の実施例の製造方法について説明するための
工程断面図である。
【0031】まず、図4(a)に示すように、配線6の
形成された半導体基板1上に、プラズマTEOS酸化膜
からなる厚さ1.8μmの層間絶縁膜4を形成する。配
線6はアルミニウム等からなり、高さ0.6μm、幅
0.7μmで、隣接する配線間の最小間隔は0.9μm
に形成されている。
【0032】次に、図4(b)に示すように、CMPに
より層間絶縁膜4を削りもどし、厚さ1.0μmの平坦
な層間絶縁膜4−1を形成する。
【0033】次に、図4(c)に示すように、プラズマ
TEOS酸化膜からなる厚さ0.1μmの絶縁膜7を形
成する。CMPにより平坦に形成された層間絶縁膜4−
1には、CMPの際に発生したマイクロスクラッチ5が
その表面に発生している。このマイクロスクラッチ5
は、溝幅0.1μm程度、深さ0.2μm程度の大きさ
であり、プラズマTEOS酸化膜からなる厚さ0.1μ
mの絶縁膜7を形成することにより埋め込んで平坦化で
きる。
【0034】次に、スルーホールを形成し(図示せ
ず)、次にアルミニウム等からなる上層配線8をフォト
レジストでパターン形成し、ドライエッチ等により形成
するものである。上層配線8を形成する際、絶縁膜7に
てマイクロスクラッチ5を埋め込んでいるため、マイク
ロスクラッチ5間に上層配線8を形成するアルミニウム
等が入り込まず、配線間ショートが防止できる。
【0035】配線パターンが形成された半導体基板は、
配線パターンが溶けてしまうため、高温での熱処理はで
きない。このため、O3−TEOS BPSG等、膜の
焼き固めに高温での熱処理が必要な膜の層間絶縁膜4、
および絶縁膜7への適用は困難である。
【0036】これより、絶縁膜7の材質については、熱
処理を必要としない、プラズマTEOS酸化膜が最も良
い。厚さも0.1〜0.2μm程度の厚さが好ましく、
マイクロスクラッチ5を埋め込み平坦化できる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロスクラッチを介した配線間ショートの発生を防
止するという効果を奏する。これにより、半導体装置の
信頼性及び歩留まりを向上する。
【0038】その理由は、本発明においては、層間絶縁
膜をCMPで平坦化する工程の後に、絶縁膜を形成し、
CMPで生じたマイクロスクラッチを埋め込んで平坦化
しているため、配線を形成する際にマイクロスクラッチ
内への配線材料の入り込み(残り)が無くなるからであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を工
程順に示す断面図である。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を工
程順に示す断面図である。
【図3】本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を工
程順に示す断面図である。
【図4】本発明の半導体装置の製造方法の第2の実施例
を工程順に示す断面図である。
【図5】従来の半導体装置の製造方法の一例を工程順に
示す断面図である。
【図6】従来の半導体装置の一例の配線形成後の平面図
である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート 4、4−1 層間絶縁膜 5 マイクロスクラッチ 6 配線 7 絶縁膜 8 上層配線

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】層間絶縁膜をCMP(chemical mechanic
    al polishing;化学機械研磨)で平坦化する多層配線
    構造の半導体装置において、 前記層間絶縁膜のマイクロスクラッチ(微細表面欠陥)
    を埋め込んで表面を平坦化するように絶縁膜が形成され
    ている、ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記絶縁膜の膜厚が略0.1〜0.2μm
    であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記絶縁膜が、CVDなどにより形成され
    た酸化膜よりなることを特徴とする請求項1記載の半導
    体装置。
  4. 【請求項4】前記絶縁膜が、プラズマTEOS酸化膜よ
    りなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】層間絶縁膜をCMP(chemical mechanic
    al polishing;化学機械研磨)で平坦化する多層配線
    構造の半導体装置において、 前記層間絶縁膜表面の前記CMPの際に発生したマイク
    ロスクラッチ(微細表面欠陥)を埋め込んで表面を平坦
    化する、好ましくは、プラズマTEOS酸化膜よりなる
    絶縁膜を備え、 前記絶縁層の上に配線を形成することにより、前記マイ
    クロスクラッチ内に配線を形成する金属材料が入り込ま
    ず、配線間ショートを防止するようにしたことを特徴と
    する半導体装置。
  6. 【請求項6】(a)トランジスタあるいは配線パターン
    が形成された凹凸のある半導体基板表面上に層間絶縁膜
    を形成する工程と、 (b)CMPで表面を平坦化する工程と、 (c)前記CMPで生じたマイクロスクラッチを絶縁膜
    で埋め込んで平坦化する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP15785597A 1997-05-30 1997-05-30 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH10335460A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR100639030B1 (ko) 2004-12-24 2006-10-26 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 패턴 형성방법
KR100664806B1 (ko) 2005-09-13 2007-01-04 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 제조 방법
US7452813B2 (en) 2005-03-04 2008-11-18 Elpida Memory, Inc. Method of manufacturing semiconductor device having planarized interlayer insulating film

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