JPH03125461A - アニール方法 - Google Patents
アニール方法Info
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- JPH03125461A JPH03125461A JP26207189A JP26207189A JPH03125461A JP H03125461 A JPH03125461 A JP H03125461A JP 26207189 A JP26207189 A JP 26207189A JP 26207189 A JP26207189 A JP 26207189A JP H03125461 A JPH03125461 A JP H03125461A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
アニール方法に係り、特にＬＳＩ製造プロセスにおいて
Ａｊ２多層配線の層間絶縁膜成長後のアニール方法に関
し、 ＡＡ多層配線等の層間絶縁膜を形成した後、バイアホー
ルを形成する前の該絶縁膜のアニール方法を提供するこ
とを目的とし、 金属配線上に形成される層間絶縁膜を４００ないし４５
０℃の温度でガス雰囲気中でアニール処理を施す際に、
前記ガス雰囲気中にオゾンガスが含有〔産業上の利用分
野〕 本発明はアニール方法に係り、特にＬＳＩ製造プロセス
においてＡｊ２多層配線の層間絶縁膜成長後のアニール
方法に関する。
Ａｊ２多層配線の層間絶縁膜成長後のアニール方法に関
し、 ＡＡ多層配線等の層間絶縁膜を形成した後、バイアホー
ルを形成する前の該絶縁膜のアニール方法を提供するこ
とを目的とし、 金属配線上に形成される層間絶縁膜を４００ないし４５
０℃の温度でガス雰囲気中でアニール処理を施す際に、
前記ガス雰囲気中にオゾンガスが含有〔産業上の利用分
野〕 本発明はアニール方法に係り、特にＬＳＩ製造プロセス
においてＡｊ２多層配線の層間絶縁膜成長後のアニール
方法に関する。
従来Ｌ Ｓ Ｉ （Ｌａｒｇｅ ５ｃａｌｅ Ｉｎｔｅ
ｇｒａｔｅｃｌ Ｃ１ｒｃｕｉｔ）等の半導体装置の製
造工程では、形成途中の半導体装置が受ける損傷や既に
添加した導電性不純物の好ましくない拡散を避けるため
に、５１０２やＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ ５ｉｌｉｃａ
ｔｅ Ｇｌａｓｓ）等の層間絶縁膜を形成するのに、Ｃ
ＶＤ （化学気相成長）等の方法による低温プロセスを
用いることが好まれるようになってきている。特に最近
のＡｊ２多層配線を要したＬＳＩにおいては、加熱によ
るストレスで配線層が切れやすく、層間絶縁膜の形成工
程で上記のような低温プロセスを用いることは必須であ
る。
ｇｒａｔｅｃｌ Ｃ１ｒｃｕｉｔ）等の半導体装置の製
造工程では、形成途中の半導体装置が受ける損傷や既に
添加した導電性不純物の好ましくない拡散を避けるため
に、５１０２やＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ ５ｉｌｉｃａ
ｔｅ Ｇｌａｓｓ）等の層間絶縁膜を形成するのに、Ｃ
ＶＤ （化学気相成長）等の方法による低温プロセスを
用いることが好まれるようになってきている。特に最近
のＡｊ２多層配線を要したＬＳＩにおいては、加熱によ
るストレスで配線層が切れやすく、層間絶縁膜の形成工
程で上記のような低温プロセスを用いることは必須であ
る。
さてこのようなＡｆｆｌ配線層を半導体基板あるいは、
（１） （２） 他の配線層等、下層導電材料表面に形成する場合には、
そのコンタクト面でのみ、この下層導電材料表面に形成
されている層間絶縁膜を除去し、この下層導電材料表面
を露出させる開孔部（ｖｉａ ｈｏｌｅ；ピアホール）
を形成して、この開孔部内からこの開孔部外の層間絶縁
膜表面に延在するように、別のＡＩ！配線層を被着形成
するのが通常の工程である。ところが、近年のＬＳＩは
かなり微細化、高機能化しており、それに伴ってこの開
孔部の直径も数ｐ程度になってきている。すなわち、最
近の半導体装置では、次第にコンタクト面積が微小化し
てきており、それだけコンタクト抵抗が高くなっており
、このコンタクト面においては、コンタクト抵抗を不用
意に上げてしまう要因は何としても排除したい。例えば
この間孔部周辺の層間絶縁膜として用いられるＣＶＤ−
ＰＳＧ膜ヤＣＶＤ ５１０２膜は、水分を吸収しやすく
、また未分解のガスを膜中に多く含んでいる。工程中に
加熱を受けることがあると、この水分が水蒸気として、
あるいはまた未分解のガスが外部に発散し、この層間絶
縁膜自身にクラックを発生させたり、あるいはＡＩ！、
配線層の断線をもたらしたりする。そのため、ＣＶＤ５
１０２あるいはＰＳＧ膜の成長後、あるいはピアホール
形成後において、４００〜４５０℃の低温近辺でアニー
ルを行う事により幾らかの未分解ガスあるいは水分の放
出を行い、絶縁膜の緻密化を図っている。
（１） （２） 他の配線層等、下層導電材料表面に形成する場合には、
そのコンタクト面でのみ、この下層導電材料表面に形成
されている層間絶縁膜を除去し、この下層導電材料表面
を露出させる開孔部（ｖｉａ ｈｏｌｅ；ピアホール）
を形成して、この開孔部内からこの開孔部外の層間絶縁
膜表面に延在するように、別のＡＩ！配線層を被着形成
するのが通常の工程である。ところが、近年のＬＳＩは
かなり微細化、高機能化しており、それに伴ってこの開
孔部の直径も数ｐ程度になってきている。すなわち、最
近の半導体装置では、次第にコンタクト面積が微小化し
てきており、それだけコンタクト抵抗が高くなっており
、このコンタクト面においては、コンタクト抵抗を不用
意に上げてしまう要因は何としても排除したい。例えば
この間孔部周辺の層間絶縁膜として用いられるＣＶＤ−
ＰＳＧ膜ヤＣＶＤ ５１０２膜は、水分を吸収しやすく
、また未分解のガスを膜中に多く含んでいる。工程中に
加熱を受けることがあると、この水分が水蒸気として、
あるいはまた未分解のガスが外部に発散し、この層間絶
縁膜自身にクラックを発生させたり、あるいはＡＩ！、
配線層の断線をもたらしたりする。そのため、ＣＶＤ５
１０２あるいはＰＳＧ膜の成長後、あるいはピアホール
形成後において、４００〜４５０℃の低温近辺でアニー
ルを行う事により幾らかの未分解ガスあるいは水分の放
出を行い、絶縁膜の緻密化を図っている。
又は、ピアホール形成後に同様な低温アニールを行いそ
の後にＡβ前処理そしてＡＡ堆積を行う。
の後にＡβ前処理そしてＡＡ堆積を行う。
この方法ではピアホール形成後のホール側壁からの脱ガ
ス放出を行った後、Ａ１前処理により、その生成物を取
り除きＡＩ堆積する事によりコンタクトの安定化を図る
ものである。
ス放出を行った後、Ａ１前処理により、その生成物を取
り除きＡＩ堆積する事によりコンタクトの安定化を図る
ものである。
上記低温アニールでは十分なアニール効果が充分でなく
、どうしてもＡＡ堆積等の工程で脱ガスが発生し、Ａβ
−Ａｆｌコンタクトの不良が生じ易い。従って、できる
だけピアホールを形成する前に層間絶縁膜中の脱ガスを
促進し、膜の緻密化を行いアニール効果を上げる必要が
ある。
、どうしてもＡＡ堆積等の工程で脱ガスが発生し、Ａβ
−Ａｆｌコンタクトの不良が生じ易い。従って、できる
だけピアホールを形成する前に層間絶縁膜中の脱ガスを
促進し、膜の緻密化を行いアニール効果を上げる必要が
ある。
（３）
（４）
本発明はＡβ多層配線等の層間絶縁膜を形成した後、ピ
アホールを形成する前の該絶縁膜のアニール方法を提供
することを目的とする。
アホールを形成する前の該絶縁膜のアニール方法を提供
することを目的とする。
上記課題は本発明によれば金属配線上に形成される層間
絶縁膜を４００ないし４５０℃の温度でガス雰囲気中で
アニール処理を施す際に、前記ガス雰囲気中にオゾンガ
スが含有されていることを特徴とするアニール方法によ
って解決される。
絶縁膜を４００ないし４５０℃の温度でガス雰囲気中で
アニール処理を施す際に、前記ガス雰囲気中にオゾンガ
スが含有されていることを特徴とするアニール方法によ
って解決される。
本発明によれば従来のＮ２．Ｄ２又はＨ２ガス等の雰囲
気ガスを用いたアニール処理と異なり、０３（オゾン）
ガスを雰囲気ガスに含有されているので０３の酸化作用
により上記従来の雰囲気ガスによる低温アニール（４０
０〜４５０℃）では得られないアニール効果、例えば絶
縁膜中の水分の脱ガス化、該膜中の未分解ガスの反応促
進及びそれらに伴う絶縁膜の緻密化が行われ、結果的に
安定した膜が形成される。０３ガスの含有は多ければ多
い捏水発明では望ましいが数１１０００ｐｐオーダー例
えば１０００〜５０００ｐｐｍ程度が現在のオゾン発生
器（オゾナイダー）の能力から含有させることができる
。
気ガスを用いたアニール処理と異なり、０３（オゾン）
ガスを雰囲気ガスに含有されているので０３の酸化作用
により上記従来の雰囲気ガスによる低温アニール（４０
０〜４５０℃）では得られないアニール効果、例えば絶
縁膜中の水分の脱ガス化、該膜中の未分解ガスの反応促
進及びそれらに伴う絶縁膜の緻密化が行われ、結果的に
安定した膜が形成される。０３ガスの含有は多ければ多
い捏水発明では望ましいが数１１０００ｐｐオーダー例
えば１０００〜５０００ｐｐｍ程度が現在のオゾン発生
器（オゾナイダー）の能力から含有させることができる
。
本発明による０３ガスアニールの効果をより高めるには
減圧状態（真空系）のアニール炉又はそれに相等する炉
を用いることが有効である。
減圧状態（真空系）のアニール炉又はそれに相等する炉
を用いることが有効である。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明の１実施例（ＬＳＩのＡ
β多層プロセス）を示す工程断面図である。
β多層プロセス）を示す工程断面図である。
まず、第１図（ａ）に示すように５１０２又はＰＳＧか
らなる下地絶縁膜１上に蒸着法により第１層目のＡＡ層
２ａを約０．５〜１陣の厚さに堆積させ、第１図（ｂ）
のようにＡ１層２ａをＲＩＥ（反応性イオンエツチング
）法を用いてパターニングし１層目のＡＡ配線２ｂを形
成する。
らなる下地絶縁膜１上に蒸着法により第１層目のＡＡ層
２ａを約０．５〜１陣の厚さに堆積させ、第１図（ｂ）
のようにＡ１層２ａをＲＩＥ（反応性イオンエツチング
）法を用いてパターニングし１層目のＡＡ配線２ｂを形
成する。
次に第１図（Ｃ）に示すように、ＳＯＣ＜スピンオング
ラス）膜３を全面に形成しアニールしてく５） （６） Ａβ配線２ｂ間の平坦化を行う。
ラス）膜３を全面に形成しアニールしてく５） （６） Ａβ配線２ｂ間の平坦化を行う。
その後第１図（ｄ）に示すように、ＣＶＤ法により３１
口２膜あるいはＰＳＧ膜の層間絶縁膜４を約０．５〜０
．７μの厚さに形成する。この後、該層間絶縁膜４を通
常のＮ２．０２ガス雰囲気中に０．ガスを約１１０００
ｐｐ混合させ約４００〜４５０℃の温度でアニールした
。
口２膜あるいはＰＳＧ膜の層間絶縁膜４を約０．５〜０
．７μの厚さに形成する。この後、該層間絶縁膜４を通
常のＮ２．０２ガス雰囲気中に０．ガスを約１１０００
ｐｐ混合させ約４００〜４５０℃の温度でアニールした
。
次に第１図（ｅ）に示すようにＡｌ配線２ｂ上の層間絶
縁膜４に開口幅的０．５Ｎのピアホール５を形成し、第
２層のＡＩ！、を蒸着により堆積させ第２Ａβ配線層６
を形成する（第１図（ｆ））。
縁膜４に開口幅的０．５Ｎのピアホール５を形成し、第
２層のＡＩ！、を蒸着により堆積させ第２Ａβ配線層６
を形成する（第１図（ｆ））。
以上説明した様に本発明によれば、Ａｊ？多層配線プロ
セス工程において層間絶縁膜のアニールが０３ガスを含
有した雰囲気でなされているので該絶縁膜を安定化させ
ることができ、Ａｌ−Ａｌコンタクトの安定化を図るこ
とができる。
セス工程において層間絶縁膜のアニールが０３ガスを含
有した雰囲気でなされているので該絶縁膜を安定化させ
ることができ、Ａｌ−Ａｌコンタクトの安定化を図るこ
とができる。
第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明の１実施例（ＬＳＩのＡ
ｌ多層プロセス）を示す工程断面図である。 １・・・下地絶縁膜、 ２ａ・・・ＡＩ！、層、２
ｂ・・・Ａ１配線、 ３・・・ＳＯＧ膜、４・・
・層間絶縁膜、 ５・・・バイアホール、６・・
・第２Ａｌ配線層。
ｌ多層プロセス）を示す工程断面図である。 １・・・下地絶縁膜、 ２ａ・・・ＡＩ！、層、２
ｂ・・・Ａ１配線、 ３・・・ＳＯＧ膜、４・・
・層間絶縁膜、 ５・・・バイアホール、６・・
・第２Ａｌ配線層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属配線上に形成される層間絶縁膜を４００ないし
４５０℃の温度でガス雰囲気中でアニール処理を施す際
に、 前記ガス雰囲気中にオゾンガスが含有されていることを
特徴とするアニール方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26207189A JPH03125461A (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | アニール方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26207189A JPH03125461A (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | アニール方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03125461A true JPH03125461A (ja) | 1991-05-28 |
Family
ID=17370627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26207189A Pending JPH03125461A (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | アニール方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03125461A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121160A (en) * | 1997-02-06 | 2000-09-19 | Nec Corporation | Manufacturing method for semiconductor device |
-
1989
- 1989-10-09 JP JP26207189A patent/JPH03125461A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121160A (en) * | 1997-02-06 | 2000-09-19 | Nec Corporation | Manufacturing method for semiconductor device |
| US6384483B1 (en) | 1997-02-06 | 2002-05-07 | Nec Corporation | Manufacturing method for semiconductor device |
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