JP2904110B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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、特に半導体装置に用いるＳＯＧ膜の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の微細化に伴ない、配線間の
寄生容量を低減する目的から、これに採用する絶縁膜と
しては酸化シリコン系の絶縁膜が主流になりつつある。
また、配線層の下地をなす絶縁膜の表面に大きな段差が
存在する場合には、これら配線層の形成時のフォトリソ
グラフィ工程において、フォーカス・マージンの不足か
ら微細なフォトレジスト膜パターンの形成が困難にな
り、形成された配線層の断線，短絡等の支障を生じるこ
とになる。このため、絶縁膜の表面が滑らかであること
が要求される。平坦化方法の１つとして、次のような方
法がある。まず、凹凸を伴なう半導体基板表面上に、水
酸化シリコン（シラノール；Ｓｉ（ＯＨ）₄）が有機溶
剤に分散された溶液を回転塗布する。有機溶剤を蒸発さ
せた後、さらに加熱してＳｉ（ＯＨ）₄ を熱分解，脱水
縮合し、平坦な表面を有し，ＳｉＯ₂からなる無機系の
ＳＯＧ膜（スピン・オン・グラス膜）を形成する。この
方法は極めて簡便であるため、一般によく使用されてい
る。

【０００３】しかしながら、得られた上記ＳＯＧ膜は充
分な緻密化が行なわれずにポーラスな膜になり、熱処理
直後では大きな引っ張り応力を有し、さらに多量のＳｉ
−ＯＨ結合（シラノール結合）が近接して残留する。熱
処理を行なった後、大気中に放置されたこの無機系のＳ
ＯＧ膜は、（残留したＳｉ−ＯＨ結合に大気中の水分が
水素結合により吸着する傾向があるため）強い吸湿性を
示し、（水分の吸着により）堆積膨張して熱処理直後に
みられた大きな引っ張り応力が緩和される。なお、この
ときのＳＯＧ膜中の水分の濃度は１０ｗｔ％以上と非常
に高く、かつこの水分は容易に離脱するものの、この水
分が配線層（上層配線，下層配線）と反応してこれら配
線の信頼性を劣化させる原因になる。そのため、上記無
機系のＳＯＧ膜に直接に配線層が接しないように、この
ＳＯＧ膜の上下に化学気相成長法により膜質の良好な絶
縁膜を形成する方法がとられている。

【０００４】上記無機系ＳＯＧ膜を層間絶縁膜に採用す
るに際して、上記のように化学気相成長法による絶縁膜
によりこのＳＯＧ膜の上下を挟んだとしても、信頼性上
の問題が完全に解決されるわけではない。上層配線と下
層配線とを接続させるためにこれら積層構造の層間絶縁
膜に形成されたスルー・ホールでは、その側面にこのＳ
ＯＧ膜が露出されることになり、この部分からの水分の
離脱によりスルー・ホールの部分での配線の腐食等の発
生によりコンタクト抵抗が上昇するなどの現象が生じや
すくなる。特にスルー・ホールの口径が１μｍ以下にな
ると、この水分の離脱によるコンタクト抵抗の上昇が顕
著になる。また、このＳＯＧ膜には多量のシラノール結
合が残留することから、このような層間絶縁膜では隣接
するスルー・ホール（を埋設する金属配線）の間のリー
ク電流が大きいという問題点もある。

【０００５】シラノールを原材料とした無機系ＳＯＧ膜
におけるこのような問題点を回避する方法として、例え
ば特開平５−２６７２７９号公報や１９９４年１１月３
０日から１２月２日に開催されたＳＥＭＩテクノロジー
シンポジウム９４の予稿集の２３６〜２４２頁には、別
の原材料から無機系ＳＯＧ膜を形成する方法が報告され
ている。これらの方法では、分子式が（ＳｉＨ₂ ＮＨ）
_n で示される過水素化シラザン（パー・ハイドロ・シラ
ザン）重合体を有機溶剤に分散し、この溶液を半導体基
板等に回転塗布した後、各種の雰囲気で熱処理して無機
系のＳＯＧ膜を形成している。これらの報告において試
みられた雰囲気としては、スチーム雰囲気と、乾燥酸
素，乾燥オゾンあるいは酸素プラズマ処理等のドライ雰
囲気とがある。この無機系のＳＯＧ膜では、成膜後の吸
湿性の問題やスルー・ホールでの金属配線の腐食，スル
ー・ホール（を埋設する金属配線）間のリーク電流等の
問題は解決される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記特
開平５−２６７２７９号公報，上記ＳＥＭＩテクノロジ
ーシンポジウム９４予稿集２３６〜２４２頁記載の新原
材料を用いた無機系のＳＯＧ膜を実デバイスに適用する
べく追試を行なった。

【０００７】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図５を参照すると、分子式が（ＳｉＨ₂ ＮＨ）_n で示さ
れる上記パー・ハイドロ・シラザン重合体を原材料と
し，スチーム雰囲気で熱処理するＳＯＧ膜を採用した第
１の半導体装置は、以下のとおりに形成される。

【０００８】まず、Ｐ型シリコン基板２０１表面の素子
分離領域にフィールド酸化膜２０２が形成され、素子形
成領域にはＮチャネルＭＯＳトランジスタ等の半導体素
子が形成される。ＮチャネルＭＯＳトランジスタは、ゲ
ート酸化膜２０３を介してＰ型シリコン基板２０１の表
面上に設けられたゲート電極２０４と、Ｐ型シリコン基
板２０１の表面に設けられたＮ⁺ 型ソース・ドレイン領
域２０６とから形成される。ゲート酸化膜２０３の膜厚
は６ｎｍ程度であり、ＮチャネルＭＯＳトランジスタの
ゲート長，ゲート幅は０．４μｍ，１０μｍ程度であ
る。

【０００９】次に、全面に膜厚１００ｎｍ程度の酸化シ
リコン膜２０６が形成され、さらにフィールド酸化膜２
０２上で膜厚８００ｎｍ程度の平坦な上面を有するＢＰ
ＳＧ膜２０７が形成される。ＢＰＳＧ膜２０７，酸化シ
リコン膜２０６を貫通してＮ⁺ 型ソース・ドレイン領域
２０６等に達するコンタクト・ホールが形成された後、
例えば全面に膜厚８００ｎｍ程度の第１のアルミ系金属
膜が形成される。このアルミ系金属膜がパターニングさ
れて、下層配線２０８ａａ，２０８ａｂが形成される。
ここで、下層配線２０８ａａ等は、コンタクト・ホール
を介してＮチャネルＭＯＳトランジスタ等の半導体素子
に接続される。下層配線２０８ａｂの最小配線間隔は、
０．３５μｍ程度である〔図５（ａ）〕。

【００１０】次に、全面に膜厚１００ｎｍ程度の酸化シ
リコン膜２０９が形成される。続いて、上記分子式から
なるパー・ハイドロ・シラザン重合体を有機溶剤に分散
した溶液が（回転塗布法により）Ｐ型シリコン基板２０
１の表面上に塗布され、１５０℃程度の熱処理により有
機溶剤が除去されて塗布膜２１０が形成される。下層配
線２０８ａａ，２０８ａｂ上面でのこの塗布膜２１０の
膜厚は６００ｎｍ程度である〔図５（ｂ）〕。

【００１１】次に、水分の濃度が５ｍｏｌ％程度，４５
０℃程度での雰囲気で熱処理が行なわれ、無機系のＳＯ
Ｇ膜２１１Ａが形成される。続いて、フォトレジスト膜
パターン（図示せず）をマスクにしたＳＯＧ膜２１１Ａ
および，酸化シリカン膜２０９に対する異方性エッチン
グにより、ＳＯＧ膜２１１Ａと酸化シリコン膜２０９と
を貫通してそれぞれ下層配線２０８ａａ，２０８ａｂに
達するスルー・ホール２１２ａａ，２１２ａｂが形成さ
れる。これらのスルー・ホール２１２ａａ，２１２ａｂ
の口径は、０．５μｍ□程度である〔図５（ｃ）〕。

【００１２】上記フォトレジスト膜パターンがアッシン
グにより除去された後、スルー・ホール２１２ａａ，２
１２ａｂを充填するタングステン膜からなるコンタクト
・プラグ２１３が形成される。続いて、全面に膜厚８０
０ｎｍ程度の第２のアルミ系金属膜が形成され、このア
ルミ系金属膜がパターニングされて上層配線２１４ａ
ａ，２１４ａｂが形成される。上層配線２１４ａａ，２
１４ａｂは、それぞれスルー・ホール２１２ａａ，２１
２ａｂを充填するコンタクト・プラグ２１３を介して、
下層配線２０８ａａ，２０８ａｂに接続される〔図５
（ｄ）〕。

【００１３】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図６を参照すると、分子式が（ＳｉＨ₂ ＮＨ）_n で示さ
れる上記パー・ハイドロ・シラザン重合体を原材料と
し，例えば乾燥オゾン等の乾燥雰囲気で熱処理するＳＯ
Ｇ膜を採用した第２の半導体装置は、第１のアルミ系金
属膜がパターニングされてなる下層配線２０８ｂａ，２
０８ｂｂの形成，酸化シリコン膜２０９の形成までは上
記第１の半導体装置と同様の方法により形成される。さ
らに同様に、上記分子式からなるパー・ハイドロ・シラ
ザン重合体を有機溶剤に分散した溶液が（回転塗布法に
より）Ｐ型シリコン基板２０１の表面上に塗布され、１
５０℃程度の熱処理により有機溶剤が除去されて塗布膜
が形成される。次に、オゾン濃度が５ｍｏｌ％程度で４
００℃弱の乾燥雰囲気で熱処理が行なわれ、無機系のＳ
ＯＧ膜２１１Ｂが形成される〔図６（ａ）〕。

【００１４】さらに上記第１の半導体装置の形成方法と
同様に、ＳＯＧ膜２１１Ｂと酸化シリコン膜２０９とを
貫通してそれぞれ下層配線２０８ｂａ，２０８ｂｂに達
するスルー・ホール２１２ｂａ，２１２ｂｂが形成され
る。これらのスルー・ホール２１２ｂａ，２１２ｂｂの
口径も、０．５μｍ□程度である〔図６（ｂ）〕。

【００１５】さらにまた上記第１の半導体装置の形成方
法と同様に、スルー・ホール２１２ｂａ，２１２ｂｂを
充填するタングステン膜からなるコンタクト・プラグ２
１３が形成される。続いて、全面に膜厚８００ｎｍ程度
の第２のアルミ系金属膜が形成され、このアルミ系金属
膜がパターニングされて上層配線２１４ｂａ，２１４ｂ
ｂが形成される。上層配線２１４ｂａ，２１４ｂｂは、
それぞれスルー・ホール２１２ｂａ，２１２ｂｂを充填
するコンタクト・プラグ２１３を介して、下層配線２０
８ｂａ，２０８ｂｂに接続される〔図６（ｃ）〕。

【００１６】上記ＳＯＧ膜２１１ＡおよびＳＯＧ膜２１
１Ｂを採用した第１および第２の半導体装置について、
実デバイスへの適用の当否の検討を行なった。検討項目
は、それぞれのＳＯＧ膜２１１ＡおよびＳＯＧ膜２１１
Ｂの外観とスルー・ホール２１２ａｂおよびスルー・ホ
ール２１２ｂｂでのコンタクト抵抗と第１および第２の
半導体装置に形成されたＮチャネルＭＯＳトランジスタ
のホット・キャリア耐性によるトランジスタ寿命とであ
る。

【００１７】外観については、ＳＯＧ膜２１１Ｂの外観
（乾燥酸素雰囲気での熱処理および酸素（Ｏ₂ ）プラズ
マ処理によるＳＯＧ膜の外観も同様である）は良好であ
るが、ＳＯＧ膜２１１Ａの外観はシラノール系のＳＯＧ
膜と同様に（程度は低いものの）表面にクラックが散在
する。このことから、スチーム雰囲気を採用した上記第
１の半導体装置の製造方法では、上層配線，下層配線お
よび半導体素子の信頼性と半導体装置の加工性とに関す
る問題点は、解決できないことになる。

【００１８】口径０．５μｍ□の約２０００個のスルー
・ホールのチェーンにより、スルー・ホールのコンタク
ト抵抗を測定し、１つのスルー・ホール当りのコンタク
ト抵抗が５Ω（５Ω／個）未満のコンタクト抵抗の比率
（良品率）を比較すると、次のような結果が得られた。
ＳＯＧ膜２１１Ａでのスルー・ホール２１２ａｂのコン
タクト抵抗の良品率は１００％であり、ＳＯＧ膜２１１
Ｂでのスルー・ホール２１２ｂｂのコンタクト抵抗の良
品率は５６％である。さらに、乾燥酸素雰囲気で熱処理
を行なったＳＯＧ膜に設けられたスルー・ホールのコン
タクト抵抗の良品率は４４％であり、酸素プラズマ処理
により形成したＳＯＧ膜に設けられたスルー・ホールの
コンタクト抵抗の良品率は３９％である。すなわち、ス
チーム雰囲気での熱処理により形成されたＳＯＧ膜２１
１Ａに設けられたスルー・ホール２１２ａｂのコンタク
ト抵抗に比べて、ドライ系の処理によるＳＯＧ膜に設け
られたスルー・ホール２１２ｂｂのコンタクト抵抗の方
が高くなる傾向にある。なおパー・ハイドロ・シラザン
重合体を脱水縮合してＳＯＧ膜を形成するのに使用する
酸素プラズマ処理のエネルギー密度は、フォトレジスト
膜のアッシングに使用する酸素プラズマ処理のエネルギ
ー密度より、充分低い値である。

【００１９】ゲート酸化膜の膜厚，ゲート長およびゲー
ト幅が６０ｎｍ程度，０．４μｍ程度および１０μｍ程
度のＮチャネルＭＯＳトランジスタにおけるホット・キ
ャリア耐性によるトランジスタ寿命の測定を行なった。
これらのＭＯＳトランジスタのしきい値電圧（Ｖ_TN）は
０．４Ｖ程度であり、通常、３．３Ｖ系の電源電圧（Ｖ
_CC）で使用される。Ｖ_CCを変数とし，それぞれのＶ_CCに
対してそれぞれ基板電流（Ｉ_SUB ）が最大になるゲート
電圧（Ｖ_GG）を印加して、オン電流（Ｉ_ON）が１０％減
少するまでの時間をトランジスタ寿命と定義した。それ
ぞれのＶ_CCに対してそれぞれＩ_SUB が最大になるように
Ｖ_GGを印加すると、ドレイン領域からゲート酸化膜への
ホット・キャリア（この場合はホット・エレクトロン）
の注入が激しくなり、その結果Ｖ_TNが上昇し，Ｉ_ONが減
少することになる。Ｖ_CC＝４Ｖ，４．５Ｖ，５Ｖに対し
てＩ_SUB ≒４．５×１０^-5Ａ，２×１０^-4Ａ，４．５×
１０^-4Ａであった。Ｖ_CC＝３．３ＶではＩ_SUB ≒３×１
０^-6Ａであったが、この場合の寿命の測定には長時間要
するため、外挿法により求めた。これらの測定結果を示
す図７を参照すると、Ｖ_CC＝３．３Ｖでの上記Ｎチャネ
ルＭＯＳトランジスタの寿命は、ドライ系の処理により
得られたＳＯＧ膜を採用した場合には２０年程度である
が、スチーム処理によるＳＯＧ膜を採用した場合には１
０年に満たない値になる。

【００２０】以上の結果から、上記パー・ハイドロ・シ
ラザン重合体を原材料としたＳＯＧ膜の従来の形成方法
では、スチーム系でもドライ系でもそれぞれ一長一短が
あることになる。さらに本発明者らは、スチーム処理に
より得られたＳＯＧ膜にさらにドライ系の処理を施すこ
とと、逆に、ドライ系の処理により得られたＳＯＧ膜に
さらにスチーム処理を施すこととを試みたが、両者とも
実デバイスに適用し得る結果は得られなかった。

【００２１】したがって本発明の半導体装置の製造方法
の目的は、分子式が（ＨＮＳｉＨ₃）_n で示される上記
パー・ハイドロ・シラザン重合体を原材料にしてＳＯＧ
膜を形成するにあたり、形成されたこのＳＯＧ膜の表面
のクラックの発生およびこのＳＯＧ膜に設けたスルー・
ホール（もしくはコンタクト・ホール）のコンタクト抵
抗の上昇を抑制することが可能になる新たな処理方法を
提供することにある。さらに、半導体装置を構成する半
導体素子にＭＯＳトランジスタが含まれる場合には、こ
れらＭＯＳトランジスタの寿命を短命化しない上記ＳＯ
Ｇ膜の形成方法を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法の第１の態様は、半導体基板の表面の素子形成領
域に半導体素子を形成し、これらの半導体素子を含めて
この半導体基板の表面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
過水素化シラザン重合体（（ＳｉＨ₂ ＮＨ）_n）が有機
溶剤に分散された溶液を上記絶縁膜の表面上に塗布し、
少なくとも水分とオゾンとを含んだ雰囲気で熱処理を行
なってＳＯＧ膜を形成する工程と、上記ＳＯＧ膜と絶縁
膜とを貫通し上記半導体素子に達するコンタクト・ホー
ルを形成する工程と、上記コンタクト・ホールを介して
上記半導体素子に接続される金属配線を形成する工程と
を有することを特徴とする。好ましくは、上記オゾンの
濃度が少なくとも０．５ｍｏｌ％であり、上記水分の濃
度が２ｍｏｌ％以上，５ｍｏｌ％以下である。

【００２３】本発明の半導体装置の製造方法の第２の態
様は、シリコン基板の表面の素子形成領域に半導体素子
を形成し、これらの半導体素子を含めてこのシリコン基
板の表面を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間
絶縁膜の表面上に下層配線を形成する工程と、上記下層
配線を含めて上記層間絶縁膜の表面を覆う酸化シリコン
膜を形成する工程と、過水素化シラザン重合体が有機溶
剤に分散された溶液を上記酸化シリコン膜の表面上に塗
布し、少なくとも水分とオゾンとを含んだ雰囲気で熱処
理を行なってＳＯＧ膜を形成する工程と、上記ＳＯＧ膜
と酸化シリコン膜とを貫通して上記下層配線に達するス
ルー・ホールを形成する工程と、上記スルー・ホールを
介して上記下層配線に接続される上層配線を形成する工
程とを有することを特徴とする。好ましくは、上記半導
体素子には少なくともＭＯＳトランジスタが含まれてお
り、上記オゾンの濃度が少なくとも０．５ｍｏｌ％であ
り、上記水分の濃度が２ｍｏｌ％以上，５ｍｏｌ％以下
である。また、上記下層配線がアルミ系金属膜からなる
ときには上記酸化シリコン膜の形成がＴＥＯＳ，モノ・
シランあるいはジ・シランと酸素とを原料とするプラズ
マ化学気相成長法である。さらに好ましくは、上記層間
絶縁膜には、少なくとも上記ＳＯＧ膜が含まれている。

【００２４】本発明の半導体装置の製造方法の第３の態
様は、半導体基板の表面の素子形成領域に半導体素子を
形成し、これらの半導体素子を含めてこの半導体基板の
表面を覆う絶縁膜を形成する工程と、過水素化シラザン
重合体が有機溶剤に分散された溶液を上記絶縁膜の表面
上に塗布し、少なくとも過酸化水素を含んだ雰囲気で熱
処理を行なってＳＯＧ膜を形成する工程と、上記ＳＯＧ
膜と絶縁膜とを貫通して上記半導体素子に達するコンタ
クト・ホールを形成する工程と、上記コンタクト・ホー
ルを介して上記半導体素子に接続される金属配線を形成
する工程とを有することを特徴とする。好ましくは、上
記過酸化水素の濃度が２ｍｏｌ％以上，５ｍｏｌ％以下
である。

【００２５】本発明の半導体装置の製造方法の第４の態
様は、シリコン基板の表面の素子形成領域に半導体素子
を形成し、これらの半導体素子を含めてこのシリコン基
板の表面を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間
絶縁膜の表面上に下層配線を形成する工程と、上記下層
配線を含めて上記層間絶縁膜の表面を覆う酸化シリコン
膜を形成する工程と、過水素化シラザン重合体が有機溶
剤に分散された溶液を上記酸化シリコン膜の表面上に塗
布し、少なくとも過酸化水素を含んだ雰囲気で熱処理を
行なってＳＯＧ膜を形成する工程と、上記ＳＯＧ膜と酸
化シリコン膜とを貫通して上記下層配線に達するスルー
・ホールを形成する工程と、上記スルー・ホールを介し
て上記下層配線に接続される上層配線を形成する工程と
を有することを特徴とする。好ましくは、上記半導体素
子には少なくともＭＯＳトランジスタが含まれており、
上記過酸化水素の濃度が２ｍｏｌ％以上，５ｍｏｌ％以
下である。また、上記下層配線がアルミ系金属膜からな
るときには上記酸化シリコン膜の形成がＴＥＯＳ，モノ
・シランあるいはジ・シランと酸素とを原料とするプラ
ズマ化学気相成長法である。さらに好ましくは、上記層
間絶縁膜には、少なくとも上記ＳＯＧ膜が含まれてい
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】まず、本発明の説明に先だって、
本発明者らが行なった上記追試の結果に対する考察を行
ない、本発明に至る技術検討経過を明確にしておく。

【００２７】分子式が（ＳｉＨ₂ ＮＨ）_n で示される上
記パー・ハイドロ・シラザン重合体を原材料とし，スチ
ーム雰囲気で熱処理したＳＯＧ膜に対して、Ｎ−Ｈ結合
およびＳｉ−ＯＨ結合（シラノール結合）に関するフー
リェ分光法による赤外吸収測定（ＦＴ−ＩＲ）を行なっ
た。Ｎ−Ｈ結合（波数；λ^-1＝３３５０ｃｍ^-1）に関し
ては上記ＳＥＭＩテクノロジーシンポジウム９４予稿集
２３６〜２４２頁に記載されているのと同様に、概ね存
在は認められなかった。一方、Ｓｉ−ＯＨ結合に関して
は、孤立状態のＳｉ−ＯＨ結合（λ^-1＝３６５０ｃ
ｍ^-1）および近接状態の（吸着水的な）Ｓｉ−ＯＨ結合
（λ^-1＝３３８０ｃｍ^-1）の存在がともに認められた。
すなわち、加水分解によりＳｉ−Ｎ−Ｓｉ結合（シラザ
ン結合）はほぼ完全にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合に置換される
が、酸化反応が完璧ではなく、Ｓｉ−Ｈ結合の多くはＳ
ｉ−Ｏ−に置換されるものの一部は（孤立状態および近
接状態の）Ｓｉ−ＯＨ結合に置換されるものた考えられ
る。これらの結果から、このスチーム雰囲気による反応
は、

【００２８】

【００２９】となるものと考えられる。この近接状態の
Ｓｉ−ＯＨ結合の存在により、従来のシラノール系のＳ
ＯＧ膜と同様にクラックが発生しやすくなるものと考え
られる。ここで近接状態のＳｉ−ＯＨ結合の残存は存在
するものの、従来のシラノール系のＳＯＧ膜に比べてこ
の吸着水的なＳｉ−ＯＨ接合は微量であり、吸湿性の上
昇には到らないことから、コンタクト抵抗の上昇等は生
じないものと考えられる。しかしながらこの微量の吸着
水的なＳｉ−ＯＨ結合の存在により、ＭＯＳトランジス
タの寿命は短かくなるものと推測される。

【００３０】上記パー・ハイドロ・シラザン重合体をオ
ゾン等のドライ系の雰囲気で処理して得られたＳＯＧ膜
は、ＦＴ−ＩＲの測定によると、孤立状態のシラノール
結合は存在するが近接状態の（吸着水的な）Ｓｉ−ＯＨ
結合は概ね存在しない。一方、（上記ＳＥＭＩテクノロ
ジーシンポジウム９４予稿集２３６〜２４２頁において
も指摘されているように）Ｎ−Ｈ結合は残存する。本発
明者らのＦＴ−ＩＲ測定によると、乾燥酸素雰囲気，オ
ゾンを含んだ乾燥酸素雰囲気および酸素プラズマ処理に
より得られたＳＯＧ膜のＮ−Ｈ結合の吸収係数は、それ
ぞれ４５０ｃｍ^-1程度，２９０ｃｍ^-1程度および６３０
ｃｍ^-1程度であった。このオゾン雰囲気での反応は、

【００３１】

【００３２】となるものと考えられる。パー・ハイドロ
・シラザン重合体のＳｉ−Ｈ結合は、オゾンにより概ね
酸化されてＳｉ−Ｏ−となり縮合に寄与する。一方、Ｓ
ｉ−Ｎ−Ｓｉ結合に対してはオゾンによる酸化反応のみ
ではこれを充分にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合に置換できず、
（このオゾン雰囲気での熱処理による）酸化反応により
生成される水分（Ｈ₂ Ｏ）が加水分解に寄与したとして
も完全にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合に置換できないものと考え
られる。

【００３３】スチーム雰囲気での熱処理により得られた
ＳＯＧ膜にさらにドライ系の酸化雰囲気での処理を施し
ても、目的とする結果が得られなかったが、これは次の
ように解釈される。スチーム雰囲気での熱処理では加水
分解が優先する形態で脱水縮合反応が起り、非３次元的
の構造（１次元的ないしは２次元的な構造）から３次元
的な網目構造に変化する。この網目構造内には局所的に
Ｓｉ−ＯＨ結合が残存する。このような構造の状態で酸
化雰囲気での熱処理を行なったときにＳｉ−ＯＨ結合は
酸化されるが、この反応により生成した水分はこの網目
構造から完全に離脱されずにトラップされるものと考え
られる。

【００３４】また、ドライ系の酸化雰囲気での処理によ
り得られたＳＯＧ膜にさらにスチーム雰囲気での熱処理
を施しても、目的とする結果が得られなかったが、これ
も後のスチーム雰囲気での熱処理により生成されるアン
モニア（ＮＨ₃ ）もしくは水酸化アンモニウム（ＮＨ₄
ＯＨ）等が網目構造から完全に離脱されずにトラップさ
れるものと考えられる。前述したドライ系の酸化雰囲気
での処理のみにより形成されたＳＯＧ膜でのスルー・ホ
ールにおけるコンタクト抵抗の不具合は、この解釈に整
合する。上記処理によるＳＯＧ膜の形成後のスルー・ホ
ール形成のための異方性エッチングからコンタクト・プ
ラグの形成の間に半導体装置には、諸工程での熱処理，
水洗工程等により加熱とともに特にスルー・ホール側面
における水分の吸着等が起り、残置されたＳｉ−Ｎ−Ｓ
ｉ結合の部分での加水分解によりアンモニア等が発生
し、これらがスルー・ホール部での下層配線やコンタク
ト・プラグ等の金属膜と反応し、コンタクト抵抗が上昇
するものと考えられる。

【００３５】これらの検討の結果から、本発明者らは、
非３次元構造のパー・ハイドロ・シラザン重合体を脱水
縮合して３次元網目構造のＳＯＧ膜を形成するに際し
て、加水分解反応と酸化反応とを同時に生ぜしめて脱水
縮合することが必要であるとの結論を得た。すなわち、
パー・ハイドロ・シラザン重合体を処理する雰囲気に
は、水分（スチーム）と酸化剤との共存が必要である。
さらに酸化剤としたは、アンモニア等と反応して気化し
にくい塩を形成することは好ましくない。このため、酸
化剤としては活性酸素（Ｏ^* ）を含んだものが好ましい
ことになる。

【００３６】次に、図面を参照して本発明を説明する。

【００３７】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態の一
実施例の説明を行なう。本実施の形態におけるパー・ハ
イドロ・シラザン重合体の脱水縮合は、水分とオゾンと
のが混在した雰囲気で行なわれる。また、本実施例によ
る半導体装置は、シリコン基板の表面にＭＯＳトランジ
スタが形成され，水分とオゾンとが混在する雰囲気によ
る熱処理によりパー・ハイドロ・シラザン重合体が脱水
縮合してなるＳＯＧ膜を含んで第２の層間絶縁膜が形成
され，アルミ系金属膜からなる２層金属配線を有してい
る。本実施例による半導体装置は、次のように形成され
る。

【００３８】まず、Ｐ型シリコン基板１０１表面の素子
分離領域にフィールド酸化膜１０２が形成され、素子形
成領域にはＮチャネルＭＯＳトランジスタ等の半導体素
子が形成される。ＮチャネルＭＯＳトランジスタは、ゲ
ート酸化膜１０３を介してＰ型シリコン基板１０１の表
面上に設けられたゲート電極１０４と、Ｐ型シリコン基
板１０１の表面に設けられたＮ⁺ 型ソース・ドレイン領
域１０６とから形成される。ゲート酸化膜１０３の膜厚
は６ｎｍ程度であり、ＮチャネルＭＯＳトランジスタの
ゲート長，ゲート幅は０．４μｍ，１０μｍ程度である
〔図１（ａ）〕。なお、本実施例におけるＮチャネルＭ
ＯＳトランジスタのゲート酸化膜１０３の膜厚，ゲート
長およびゲート幅等は上記数値に限定されるものではな
い。また本実施の形態は、半導体素子，シリコン基板も
上記Ｐ型シリコン基板１０１，ＮチャネルＭＯＳトラン
ジスタのみに限定されるものではない。

【００３９】次に、酸化シリコン膜１０６とＢＰＳＧ膜
１０７との積層膜からなる第１の層間絶縁膜が全面に形
成される。第１の層間絶縁膜が酸化シリコン系の絶縁膜
から形成されるのは、寄生容量を低減するためである。
酸化シリコン膜１０６の膜厚は１００ｎｍ程度であり、
この酸化シリコン膜１０６は常圧化学気相成長法により
形成される。ＢＰＳＧ膜１０７の膜厚はフィールド酸化
膜１０２上で膜厚８００ｎｍ程度であり、このＢＰＳＧ
膜１０７は平坦な上面を有しており、このＢＰＳＧ膜１
０７は、例えばオゾンとＴＥＯＳとトリ・メチル・フォ
スフェート（ＴＭＰ；ＰＯ（ＯＣＨ₃ ）₃ ）とトリ・メ
チル・ボレート（ＴＭＢ；Ｂ（ＯＣＨ₃）₃ ）とを原料
にした減圧化学気相成長法による成膜と、リフロー等と
により形成される。ＢＰＳＧ膜１０７，酸化シリコン膜
１０６を貫通してＮ⁺ 型ソース・ドレイン領域１０６等
の半導体素子に達するコンタクト・ホールが形成された
後、例えば全面に膜厚８００ｎｍ程度の第１のアルミ系
金属膜が形成される。このアルミ系金属膜がパターニン
グされ、下層配線１０８ａ，１０８ｂが形成される。こ
こで、下層配線１０８ａ等は、コンタクト・ホールを介
してＮチャネルＭＯＳトランジスタ等の半導体素子に接
続される。下層配線１０８ｂの最小配線間隔は、０．３
５μｍ程度である〔図１（ｂ）〕。

【００４０】なお、本実施例における酸化シリコン膜１
０６，ＢＰＳＧ膜１０７の製法および膜厚は上記に限定
されるものではなく、酸化シリコン膜のみにより第１の
層間絶縁膜を構成してもよい。また、第１のアルミ系金
属膜の膜厚および下層配線１０８ｂの最小配線間隔は上
記数値に限定されるものではない。さらにまた、下層配
線１０８ａ，１０８ｂの構成材料はアルミ系金属膜に限
定されるものではなく、アルミ系金属膜，銅系金属膜，
金膜，タングステン膜等の高融点金属膜，タングステン
・シリサイド膜等の高融点金属シリサイド膜，タングス
テン・ポリサイド膜等の高融点金属ポリサイド膜，窒化
チタン膜あるいはチタン・タングステン膜等のバリア導
電体膜もしくはこれらの積層膜でもよい。

【００４１】次に、全面に膜厚１００ｎｍ程度の酸化シ
リコン膜１０９が形成される。下層配線１０８ａ，１０
８ｂを覆う絶縁膜として酸化シリコン膜１０９を採用す
る目的も、寄生容量の低減にある。この酸化シリコン膜
１０９は、ＴＥＯＳ，モノ・シランあるいはジ・シラン
と酸素とを原料としたプラズマ化学気相成長法により形
成される。続いて、上記分子式からなるパー・ハイドロ
・シラザン重合体を有機溶剤に分散した溶液が（回転塗
布法により）Ｐ型シリコン基板１０１の表面上に塗布さ
れ、１５０℃程度の熱処理により有機溶剤が除去されて
塗布膜１１０が形成される。下層配線１０８ａ，１０８
ｂ上面でのこの塗布膜１１０の膜厚は６００ｎｍ程度で
ある。上記酸化シリコン膜１０９を設ける目的は、上記
溶液の塗布，塗布膜１１０の形成さらにはＳＯＧ膜の形
成に際して、下層配線１０８ａ，１０８ｂをこれらから
保護することにある。そのため、この酸化シリコン膜１
０９は緻密であることが必須になり、例えば常圧化学気
相成長法などで形成するのは好ましくなくなる〔図１
（ｃ）〕。なお、本実施例における塗布膜１１０の膜厚
は上記値に限定されるものではない。また、下層配線１
０８ａ，１０８ｂがアルミ系金属膜から構成されずに高
融点材料から構成されている場合には、減圧化学気相成
長法による酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）を用いることが
できる。

【００４２】次に、例えば５ｍｏｌ％程度の水分と５ｍ
ｏｌ％程度のオゾンと含んだ雰囲気で、例えば３８０℃
程度の温度により熱処理が行なわれ、無機系のＳＯＧ膜
１１１が形成される。このＳＯＧ膜１１１は平坦な表面
を有しており、さらにこの表面にはクラックは存在しな
い。これにより、ＳＯＧ膜１１１と酸化シリコン膜１０
９との積層膜からなる第２の層間絶縁膜の形成が終了す
る〔図２（ａ）〕。この熱処理の温度としては、高々４
００℃程度が好ましい。４００℃より高温になると、オ
ゾンは酸化反応に寄与せずに塗布膜１１０表面に吸着さ
れやすくなり、このときの塗布膜１１０に対する熱処理
はスチームのみの加水分解を主体にした脱水縮合となる
傾向が強まることになる。水分濃度としては２ｍｏｌ％
以上で５ｍｏｌ％以下が好ましく、オゾン濃度としては
少なくとも０．５ｍｏｌ％であることが好ましい。この
ような水分濃度，オゾン濃度が好ましい理由と、得られ
たＳＯＧ膜１１１に残存するＮ−Ｈ結合等とについて
は、後述する。なお、本発明者らの実験によると、オゾ
ンを含まずに水分と酸素（Ｏ₂ ）とを含んだ雰囲気での
熱処理では、好ましい結果は得られなかった。

【００４３】続いて、フォトレジスト膜パターン（図示
せず）をマスクにして、ＳＯＧ膜１１１および，酸化シ
リコン膜１０９に対する異方性エッチングが行なわれ、
ＳＯＧ膜１１１と酸化シリコン膜１０９とを貫通してそ
れぞれ下層配線１０８ａ，１０８ｂに達するスルー・ホ
ール１１２ａ，１１２ｂが形成される。これらのスルー
・ホール１１２ａ，１１２ｂの口径は、０．５μｍ□程
度である〔図２（ｂ）〕。なお、本実施例におけるスル
ー・ホール１１２ａ，１１２ｂの口径は０．５μｍ□程
度に限定されるものではない。

【００４４】上記フォトレジスト膜パターンがアッシン
グにより除去され、水洗，アルゴン・スパッタリング
（スルー・ホール１１２ａ，１１２ｂ底部に露出した下
層配線１０８ａ，１０８ｂ上面の酸化物等を除去する）
等の処理が行なわれた後、６弗化タングステン（Ｗ
Ｆ₆ ）をモノ・シランで還元する化学気相成長法によ
り、全面にタングステン膜（図示せず）が形成される。
このタングステン膜がエッチ・バックされ、スルー・ホ
ール１１２ａ，１１２ｂを充填するタングステン膜から
なるコンタクト・プラグ１１３が形成される。続いて、
全面に膜厚８００ｎｍ程度の第２のアルミ系金属膜が形
成され、このアルミ系金属膜がパターニングされて上層
配線１１４ａ，１１４ｂが形成される。上層配線１１４
ａ，１１４ｂは、それぞれスルー・ホール１１２ａ，１
１２ｂを充填するコンタクト・プラグ１１３を介して、
下層配線１０８ａ，１０８ｂに接続される〔図２
（ｃ）〕。

【００４５】なお本実施例において、上層配線１１４
ａ，１１４ｂについても、上記下層配線と同様に、アル
ミ系金属膜に限定されるものではない。また、コンタク
ト・プラグ１１３もタングステン膜に限定されるもので
はない。さらに、スルー・ホール１１２ａ，１１２ｂを
形成し，上記フォトレジスト膜パターンを剥離した後、
チタン膜，窒化チタン膜，チタン・タングステン膜等の
バリア導電体膜を全面に形成し、コンタクト・プラグを
（もしくは上層配線を直接に）形成することもできる。

【００４６】本実施の形態の本実施例により得られた半
導体装置におけるトランジスタ寿命およびコンタクト抵
抗に対するＳＯＧ膜形成時の水分濃度依存性を示すグラ
フである図３と、残留したＮ−Ｈ結合のＳＯＧ膜形成時
の水分濃度依存性と残留した孤立状態および近接状態の
Ｓｉ−ＯＨ結合のＳＯＧ膜形成時のオゾン濃度依存性と
を示すグラフである図４とを併せて参照して、本実施の
形態におけるＳＯＧ形成のための熱処理雰囲気における
好ましい水分並びにオゾン濃度について説明する。

【００４７】オゾン濃度を５ｍｏｌ％に固定し，水分濃
度を変数にして塗布膜１１０をＳＯＧ膜１１１に変換
し、上記と同様の方法によりＮチャネルＭＯＳトランジ
スタのトランジスタ寿命とスルー・ホール１１２ｂでの
コンタクト抵抗とを測定した。図３（ａ）に示すよう
に、水分濃度が５ｍｏｌ％以下ではトランジスタ寿命が
１０年以上である。水分濃度が５ｍｏｌ％より高くなる
と、トランジスタ寿命は１０年に満たなくなる。コンタ
クト抵抗の測定結果である図３（ｂ）からは、水分濃度
が２ｍｏｌ％以上であることが好ましい。すなわち、水
分濃度が２ｍｏｌ％より低いと、パー・ハイドロ・シラ
ザン重合体に対する加水分解が不十分になる。また、水
分濃度が５ｍｏｌ％より高くなると、コンタクト抵抗へ
の影響は少ないものの、脱水縮合の際に生じた水分が
（雰囲気中の水分濃度が高いため）ＳＯＧ膜外に離脱し
にくくなり、トランジスタ特性の劣化を引き起すことに
なる。

【００４８】図４（ａ）に示したＮ−Ｈ結合のＦＴ−Ｉ
Ｒの結果はコンタクト抵抗の結果（図３（ｂ））と一致
する。これらの結果にもとずいて、水分が２ｍｏｌ％の
ときのＳｉ−ＯＨ結合のオゾン濃度依存性を測定した。
このときのＦＴ−ＩＲの結果が図４（ｂ）である。吸着
水的な隣接状態のＳｉ−ＯＨ結合は、オゾン濃度が０．
５ｍｏｌ％未満では存在するがオゾン濃度が０．５ｍｏ
ｌ％以上ではほとんど存在しない。孤立状態のＳｉ−Ｏ
Ｈ結合は、オゾン濃度が０ｍｏｌ％から０．５ｍｏｌ％
になるまでは減衰して０．５ｍｏｌ％以上ではほぼ一定
の値（この吸収係数の収束値はプラズマ化学気相成長法
による酸化シリコン膜におけるＳｉ−ＯＨ結合のＦＴ−
ＩＲ吸収係数と同程度である）に収束する。すなわち、
オゾン濃度が０．５ｍｏｌ％未満の場合、Ｓｉ−Ｈ結合
の酸化が不十分であることが明らかになる。また、孤立
状態のＳｉ−ＯＨ結合に関しては、高濃度のオゾンが存
在しても、酸化しにくいことを示している。これらの結
果から、本実施の形態におけるＳＯＧ膜形成の反応は、

【００４９】

【００５０】となるものと考えられる。また、本実施の
形態におけるパー・ハイドロ・シラザン重合体を脱水縮
合してＳＯＧ膜を形成するための熱処理の雰囲気は、少
なくとも０．５ｍｏｌ％のオゾンと２ｍｏｌ％以上で５
ｍｏｌ％以下の水分とを含んでいることが好ましいこと
になる。

【００５１】以上説明したように、上記一実施例は、パ
ー・ハイドロ・シラザン重合体を脱水縮合してＳＯＧ膜
を形成する際に上記条件の雰囲気での熱処理を行なうか
ぎり、ＳＯＧ膜の表面のクラックの発生およびこのＳＯ
Ｇ膜に設けたスルー・ホールのコンタクト抵抗の上昇を
抑制することが可能になる。さらに、ＮチャネルＭＯＳ
トランジスタのＭＯＳトランジスタは、１０年以上のト
ランジスタ寿命を有することができる。

【００５２】上記一実施の形態の適用は、上記一実施例
に限定されるものではない。本実施の形態は、上記一実
施例における第１の層間絶縁膜にも適用できる。この場
合には、半導体素子を直接に覆う絶縁膜としてはＨＴＯ
膜が好ましい。さらに本実施の形態は、多層配線ではな
い半導体装置にも適用できる。また本実施の形態は、半
導体基板がシリコン基板に限定されるものではなく、化
合物半導体装置にも適用できる。

【００５３】上記一実施の形態では、パー・ハイドロ・
シラザン重合体を脱水縮合してＳＯＧ膜を形成する際の
熱処理が、水分とオゾンとのが混在した雰囲気で行なわ
れた。しかしながら本発明の半導体装置の製造方法は、
上記脱水縮合のための熱処理を水分の活性酸素（Ｏ^* ）
との共存する雰囲気で行なえばよいことから、上記一実
施の形態に限定されるものではない。本発明の半導体装
置の製造方法の他の実施の形態は、上記脱水縮合による
ＳＯＧ膜の形成の熱処理を、過酸化水素雰囲気で行な
う。このときの過酸化水素の濃度は、２ｍｏｌ％以上で
５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法は、パー・ハイドロ・シラザン重合体を脱
水縮合してＳＯＧ膜を形成する際の熱処理が、水分と活
性酸素（Ｏ^* ）との共存する雰囲気で行なわれるため、
得られたＳＯＧ膜の表面のクラックの発生およびこのＳ
ＯＧ膜に設けたスルー・ホール（もしくはコンタクト・
ホール）のコンタクト抵抗の上昇を抑制することが可能
になる。さらに、半導体装置を構成する半導体素子にＭ
ＯＳトランジスタが含まれる場合には、これらＭＯＳト
ランジスタの寿命の短命化は、回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の一実施例の製造工程の
断面模式図である。

【図２】上記一実施例の製造工程の断面模式図である。

【図３】上記一実施例の効果を説明するための図であ
り、トランジスタ寿命およびコンタクト抵抗に対するＳ
ＯＧ膜形成の熱処理雰囲気における水分濃度依存性を示
すグラフである。

【図４】上記一実施例の効果を説明するための図であ
り、ＳＯＧ膜中に残留したＮ−Ｈ結合あるいはＳｉ−Ｏ
Ｈ結合のＦＴ−ＩＲ吸収係数のＳＯＧ膜形成時の水分濃
度依存性あるいはオゾン濃度依存性を示すグラフであ
る。

【図５】第１の従来の技術の製造工程の断面模式図てあ
る。

【図６】第２の従来の技術の製造工程の断面模式図であ
る。

【図７】上記第１，第２の従来の技術の問題点を説明す
るための図であり、トランジスタ寿命を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０１，２０１ Ｐ型シリコン基板 １０２，２０２ フィールド酸化膜 １０３，２０３ ゲート酸化膜 １０４，２０４ ゲート電極 １０５，２０５ Ｎ⁺ 型ソース・ドレイン領域 １０６，１０９，２０６，２０９ 酸化シリコン膜 １０７，２０７ ＢＰＳＧ膜 １０８ａ，１０８ｂ，２０８ａａ，２０８ａｂ，２０８
ｂａ，２０８ｂｂ下層配線 １１０，２１０ 塗布膜 １１１，２１１Ａ，２１１Ｂ ＳＯＧ膜 １１２ａ，１１２ｂ，２１２ａａ，２１２ａｂ，２１２
ｂａ，２１２ｂｂスルー・ホール １１３，２１３ コンタクト・プラグ １１４ａ，１１４ｂ，２１４ａａ，２１４ａｂ，２１４
ｂａ，２１４ｂｂ上層配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−243223（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−25606（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/316 H01L 21/31 H01L 21/768

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の表面の素子形成領域に半導
   体素子を形成し、該半導体素子を含めて該半導体基板の
   表面を覆う絶縁膜を形成する工程と、 過水素化シラザン重合体（（ＳｉＨ₂ ＮＨ）_n ）が有機
   溶剤に分散された溶液を前記絶縁膜の表面上に塗布し、
   少なくとも水分（Ｈ₂ Ｏ）とオゾン（Ｏ₃ ）とを含んだ
   雰囲気で熱処理を行なってＳＯＧ膜を形成する工程と、 前記ＳＯＧ膜，絶縁膜を貫通して前記半導体素子に達す
   るコンタクト・ホールを形成する工程と、 前記コンタクト・ホールを介して前記半導体素子に接続
   される金属配線を形成する工程とを有することを特徴と
   する半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記オゾンの濃度が少なくとも０．５ｍ
   ｏｌ％であり、前記水分の濃度が２ｍｏｌ％以上，５ｍ
   ｏｌ％以下であ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。
3. 【請求項３】 シリコン基板の表面の素子形成領域に半
   導体素子を形成し、該半導体素子を含めて該シリコン基
   板の表面を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜の表面上に下層配線を形成する工程と、 前記下層配線を含めて前記層間絶縁膜の表面を覆う酸化
   シリコン膜を形成する工程と、 過水素化シラザン重合体が有機溶剤に分散された溶液を
   前記酸化シリコン膜の表面上に塗布し、少なくとも水分
   とオゾンとを含んだ雰囲気で熱処理を行なってＳＯＧ膜
   を形成する工程と、 前記ＳＯＧ膜，前記酸化シリコン膜を貫通して前記下層
   配線に達するスルー・ホールを形成する工程と、 前記スルー・ホールを介して前記下層配線に接続される
   上層配線を形成する工程とを有することを特徴とする半
   導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記半導体素子には、少なくともＭＯＳ
   トランジスタが含まれていることを特徴とする請求項３
   記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記下層配線がアルミ系金属膜からな
   り、前記酸化シリコン膜の形成がテトラ・エトキシ・シ
   ラン（ＴＥＯＳ；Ｓｉ（Ｃ₂ Ｈ₅ Ｏ）₄ ），モノ・シラ
   ン（ＳｉＨ₄ ）あるいはジ・シラン（Ｓｉ₂ Ｈ₆ ）と酸
   素（Ｏ₂ ）とを原料とするプラズマ化学気相成長法であ
   ることを特徴とする請求項３もしくは４記載の半導体装
   置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記オゾンの濃度が少なくとも０．５ｍ
   ｏｌ％であり、前記水分の濃度が２ｍｏｌ％以上，５ｍ
   ｏｌ％以下であることを特徴とする請求項３，請求項４
   もしくは請求項５記載の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記層間絶縁膜には、少なくとも前記Ｓ
   ＯＧ膜が含まれていることを特徴とする請求項３，請求
   項４，請求項５もしくは請求項６記載の半導体装置の製
   造方法。
8. 【請求項８】 半導体基板の表面の素子形成領域に半導
   体素子を形成し、該半導体素子を含めて該半導体基板の
   表面を覆う絶縁膜を形成する工程と、 過水素化シラザン重合体が有機溶剤に分散された溶液を
   前記絶縁膜の表面上に塗布し、少なくとも過酸化水素
   （Ｈ₂ Ｏ₂ ）を含んだ雰囲気で熱処理を行なってＳＯＧ
   膜を形成する工程と、 前記ＳＯＧ膜，絶縁膜を貫通して前記半導体素子に達す
   るコンタクト・ホールを形成する工程と、 前記コンタクト・ホールを介して前記半導体素子に接続
   される金属配線を形成する工程とを有することを特徴と
   する半導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 前記過酸化水素の濃度が、２ｍｏｌ％以
   上，５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項８記
   載の半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 シリコン基板の表面の素子形成領域に
    半導体素子を形成し、該半導体素子を含めて該シリコン
    基板の表面を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜の表面上に下層配線を形成する工程と、 前記下層配線を含めて前記層間絶縁膜の表面を覆う酸化
    シリコン膜を形成する工程と、 過水素化シラザン重合体が有機溶剤に分散された溶液を
    前記酸化シリコン膜の表面上に塗布し、少なくとも過酸
    化水素を含んだ雰囲気で熱処理を行なってＳＯＧ膜を形
    成する工程と、 前記ＳＯＧ膜，前記酸化シリコン膜を貫通して前記下層
    配線に達するスルー・ホールを形成する工程と、 前記スルー・ホールを介して前記下層配線に接続される
    上層配線を形成する工程とを有することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記半導体素子には、少なくともＭＯ
    Ｓトランジスタが含まれていることを特徴とする請求項
    １０記載の半導体装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記下層配線がアルミ系金属膜からな
    り、前記酸化シリコン膜の形成がＴＥＯＳ，モノ・シラ
    ンあるいはジ・シランと酸素とを原料とするプラズマ化
    学気相成長法であることを特徴とする請求項１０もしく
    は１１記載の半導体装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記過酸化水素の濃度が、２ｍｏｌ％
    以上，５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１
    ０，請求項１１もしくは請求項１２記載の半導体装置の
    製造方法。
14. 【請求項１４】 前記層間絶縁膜には、少なくとも前記
    ＳＯＧ膜が含まれていることを特徴とする請求項１０，
    請求項１１，請求項１２もしくは請求項１３記載の半導
    体装置の製造方法。