JP2001077104A - 半導体装置の層間絶縁膜の形成方法 - Google Patents

半導体装置の層間絶縁膜の形成方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 上層の層間膜の厚膜化を図ることにより、層
間膜上に上層のメタル配線を形成する際のメタル残りの
発生を防止することができる半導体装置の層間絶縁膜の
形成方法を提供する。 【解決手段】 半導体装置の層間膜の下層に膜中電荷量
の多いＰ−ＴＥＯＳ膜１０３を形成し、上層のＯ3 −Ｔ
ＥＯＳ膜１０４を厚膜化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の層間
絶縁膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の配線間に形成する層
間絶縁膜は、２種類のＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オル
ソ・シリケート）膜を使用するものであった。
【０００３】図７はかかる従来の半導体装置の配線用層
間絶縁膜の形成工程断面図である。
【０００４】まず、図７（ａ）に示すように、半導体基
板２０１上にメタル配線（Ｗ、Ａｌ等）２０２を形成す
る。
【０００５】次に、図７（ｂ）に示すように、被覆性の
良いＰ−ＴＥＯＳ膜２０３を形成する。
【０００６】次に、図７（ｃ）に示すように、自己平坦
性に優れるＯ3 −ＴＥＯＳ膜２０４を形成するものであ
った。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の下層にＰ−ＴＥＯＳ膜２０３を用いた構造で
は、上層（Ｏ3 −ＴＥＯＳ）膜２０４が下地（メタルパ
ターニング後）の影響を受け易く、目標膜厚（モニタ膜
厚を示す）より薄くなるという欠点があった。
【０００８】さらに、その薄膜化によって、メタル配線
間に段差形状が悪い、つまり、勾配が急峻で、くびれが
できる場所が発生し、層間膜上に第２のメタル配線を形
成する時にメタル残りが発生しやすいという問題があっ
た。
【０００９】本発明は、上記問題点を除去し、上層の層
間膜の厚膜化を図ることにより、層間膜上に上層のメタ
ル配線を形成する際のメタル残りの発生を防止すること
ができる半導体装置の層間絶縁膜の形成方法を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕半導体装置の層間絶縁膜の形成方法において、半
導体装置の層間膜の下層に膜中電荷量の多いＰ−ＴＥＯ
Ｓ膜を形成し、上層のＯ3 −ＴＥＯＳ膜を厚膜化するよ
うにしたものである。
【００１１】〔２〕上記〔１〕記載の半導体装置の層間
絶縁膜の形成方法において、前記膜中電荷量をＲＦ−低
周波出力を変えることにより変化させるようにしたもの
である。
【００１２】〔３〕上記〔１〕記載の半導体装置の層間
絶縁膜の形成方法において、前記膜中電荷量をＴＥＯＳ
／Ｏ2 流量比を変えることにより変化させるようにした
ものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の実施例を示す半導体装置の
配線用層間絶縁膜の形成工程断面図である。
【００１５】（１）まず、図１（ａ）に示すように、半
導体基板１０１上にメタル配線（Ｗ、Ａｌ等）１０２を
形成する。
【００１６】（２）次に、図１（ｂ）に示すように、膜
中電荷量の多い被覆性の良いＰ−ＴＥＯＳ膜１０３を形
成する。
【００１７】（３）次に、図１（ｃ）に示すように、厚
膜化される自己平坦性に優れるＯ3−ＴＥＯＳ膜１０４
を形成する。
【００１８】ここで、下層膜に使用するＰ−ＴＥＯＳ膜
１０３の膜中電荷量（Ｑｏｘ）は、−１〜２×１０11ｑ
／ｃｍ2 程度であり、これは、図２に示すように、ＲＦ
（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の２周波（高周
波：１３．５６ＭＨｚ、低周波：４３０ｋＨｚ）を用い
たＰ−ＴＥＯＳにおいて、低周波出力を上げることで増
加させることができる。
【００１９】また、同様のＰ−ＴＥＯＳ装置において、
図３に示すように、ＴＥＯＳとＯ2の流量比を変えて
（Ｏ2 は１．２ｌ／ｍｉｎ固定）成膜した時の流量比と
Ｑｏｘ値の関係を示すが、ＴＥＯＳの流量比が小さい程
Ｑｏｘ値を増加させることができる。
【００２０】ここで、Ｑｏｘ値を変えて、つまり低周波
出力を変えて、配線上に下層膜（３０００Å）を形成し
た後に、上層膜（Ｏ3 −ＴＥＯＳ：モニタ膜厚８０００
Å）を形成した場合の配線上膜厚を図４〜図６に示す。
【００２１】図４は半導体装置において基板に導通して
いない（フローティング）配線上の膜厚特性図であり、
横軸は膜中電荷量（１０11ｑ／ｃｍ2 ）、縦軸は膜厚
（Å）を示している。
【００２２】図５は半導体装置において基板に導通して
いる（グラウンド）配線上の膜厚特性図であり、横軸は
膜中電荷量（１０11ｑ／ｃｍ2 ）、縦軸は膜厚（Å）を
示している。
【００２３】図６は図４と図５の膜厚差を示す図であ
り、横軸は膜中電荷量（１０11ｑ／ｃｍ2 ）、縦軸は膜
厚（Å）を示している。
【００２４】図４〜図６から、下層の電荷量が増加する
程（低周波出力が高くなる程）配線上の膜厚は厚くな
り、レイアウトの異なる配線（基板に導通していない配
線と基板に導通している配線）間の膜厚差も小さくなる
のが分かる。なお、配線上に形成されるＰ−ＴＥＯＳ膜
は、条件によらず同膜厚となるため、上層のＯ3 −ＴＥ
ＯＳ膜が厚膜化されていることを示している。
【００２５】このように、本発明によれば、下層に膜中
電荷量の異なるＰ−ＴＥＯＳ膜を形成することにより、
上層に形成するＯ3 −ＴＥＯＳ膜厚を任意に変えること
が可能となる。特に、下層の膜中電荷量が大きい程、上
層膜厚は厚く形成され、レイアウトの異なる配線間の膜
厚差を小さくすることができる。
【００２６】この配線上膜厚の厚膜化により、層膜絶縁
膜としての平坦性が良好となり、上層の配線を形成する
ときにメタル残り発生し難くなるという効果がある。
【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００２８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００２９】下層に膜中電荷量の異なるＰ−ＴＥＯＳ膜
を形成することにより、上層に形成するＯ3 −ＴＥＯＳ
膜厚を任意に変えることが可能となる。特に、下層の膜
中電荷量が大きい程、上層膜厚は厚く形成され、レイア
ウトの異なる配線間の膜厚差を小さくすることができ
る。
【００３０】この配線上膜厚の厚膜化により、層膜絶縁
膜としての平坦性が良好となり、上層の配線を形成する
ときにメタル残りが発生し難くなる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す半導体装置の配線用層間
絶縁膜の形成工程断面図である。
【図２】本発明の実施例を示すＲＦの２周波（高周波：
１３．５６ＭＨｚ、低周波：４３０ｋＨｚ）を用いたＰ
−ＴＥＯＳにおける低周波出力と膜中電荷量との特性図
である。
【図３】本発明の実施例を示すＴＥＯＳとＯ2 の流量比
を変えて（Ｏ2 は１．２ｌ／ｍｉｎ固定）成膜した時の
流量比とＱｏｘ値の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例を示す半導体装置において基板
に導通していない（フローティング）配線上の膜厚特性
図である。
【図５】本発明の実施例を示す半導体装置において基板
に導通している（グラウンド）配線上の膜厚特性図であ
る。
【図６】図４と図５の膜厚差を示す図である。
【図７】従来の半導体装置の配線用層間絶縁膜の形成工
程断面図である。
【符号の説明】
１０１ 半導体基板 １０２ メタル配線（Ｗ、Ａｌ等） １０３ Ｐ−ＴＥＯＳ膜 １０４ Ｏ3 −ＴＥＯＳ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F033 HH08 HH19 SS01 SS04 SS11 SS15 TT02 XX01 XX35 5F058 BA09 BD01 BD04 BD07 BF07 BF25 BF29 BF36 BF37 BF39 BJ01 BJ02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体装置の層間膜の下層に膜中電荷量
    の多いＰ−ＴＥＯＳ膜を形成し、上層のＯ3 −ＴＥＯＳ
    膜を厚膜化することを特徴とする半導体装置の層間絶縁
    膜の形成方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の層間絶縁膜
    の形成方法において、前記膜中電荷量をＲＦ−低周波出
    力を変えることにより変化させることを特徴とする半導
    体装置の層間絶縁膜の形成方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体装置の層間絶縁膜
    の形成方法において、前記膜中電荷量をＴＥＯＳ／Ｏ2
    流量比を変えることにより変化させることを特徴とする
    半導体装置の層間絶縁膜の形成方法。
JP25276599A 1999-09-07 1999-09-07 半導体装置の層間絶縁膜の形成方法 Pending JP2001077104A (ja)

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