JPH03159124A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03159124A JPH03159124A JP29911089A JP29911089A JPH03159124A JP H03159124 A JPH03159124 A JP H03159124A JP 29911089 A JP29911089 A JP 29911089A JP 29911089 A JP29911089 A JP 29911089A JP H03159124 A JPH03159124 A JP H03159124A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に金属配線層
間に絶縁膜の層を設けて形成される半導体装置の製造方
法に関する。
間に絶縁膜の層を設けて形成される半導体装置の製造方
法に関する。
従来、配線層間の平坦化法としては、例えば、気相成長
法によりシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜を形成
し、塗布焼成により形成されるケイ酸ガラスや有機シロ
キサン系ポリマー(以後塗布膜と略す)を形成しエッチ
バック後さらに気相成長法によりシリコン酸化膜、ある
いはシリコン窒化膜を成長し、配線層間膜とする方法が
ある。
法によりシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜を形成
し、塗布焼成により形成されるケイ酸ガラスや有機シロ
キサン系ポリマー(以後塗布膜と略す)を形成しエッチ
バック後さらに気相成長法によりシリコン酸化膜、ある
いはシリコン窒化膜を成長し、配線層間膜とする方法が
ある。
上述した従゛来の技術は塗布膜が厚くなるとスルーホー
ル開孔部に露出する塗布膜の面積が大きくなるので、塗
布膜からの7ウトガスがスルーホール部の配線金属を腐
食する等不良の原因となりやすい。これを防ぐために配
線金属上の塗布膜がなくなるまでエッチバックを行なう
。
ル開孔部に露出する塗布膜の面積が大きくなるので、塗
布膜からの7ウトガスがスルーホール部の配線金属を腐
食する等不良の原因となりやすい。これを防ぐために配
線金属上の塗布膜がなくなるまでエッチバックを行なう
。
しかしながら、第1層目の絶縁膜がシリコン酸化膜の場
合は、エッチバックを行なうと、シリコン酸化膜が露出
した際、塗布膜のエツチング速度が増加し、凹部に残る
塗布膜の膜厚が減少するため、十分な平坦性が得られな
い(第2図)。
合は、エッチバックを行なうと、シリコン酸化膜が露出
した際、塗布膜のエツチング速度が増加し、凹部に残る
塗布膜の膜厚が減少するため、十分な平坦性が得られな
い(第2図)。
一方、第1層目の絶縁膜がシリコン窒化膜の場合は、エ
ッチバック時に塗布膜のエツチング速度が増加するとい
う問題は起こらないものの、シリコン窒化膜の誘電率が
大きいため配線容量が増大し、半導体素子の高速化が実
現できない。
ッチバック時に塗布膜のエツチング速度が増加するとい
う問題は起こらないものの、シリコン窒化膜の誘電率が
大きいため配線容量が増大し、半導体素子の高速化が実
現できない。
本発明の半導体装置の製造方法は半導体基板上に形成さ
れた金属配線上の第1の絶縁膜としてシリコン(Si)
、ボロン(B)、及び窒素(N)を主成分としたシリコ
ンボロン窒化膜を形成し、次に前記のシリコンボロン窒
化膜上に、第2の絶縁膜を塗布焼成によって形成後、前
記金属配線段差上の第2の絶縁膜が完全に除去されるま
で、半導体基板全面をドライエツチングする工程を有す
る。
れた金属配線上の第1の絶縁膜としてシリコン(Si)
、ボロン(B)、及び窒素(N)を主成分としたシリコ
ンボロン窒化膜を形成し、次に前記のシリコンボロン窒
化膜上に、第2の絶縁膜を塗布焼成によって形成後、前
記金属配線段差上の第2の絶縁膜が完全に除去されるま
で、半導体基板全面をドライエツチングする工程を有す
る。
上述した従来の半導体装置の配線層間膜の形成方法に対
し、本発明においては第1層目の絶縁膜として、低誘電
率膜であるシリコンボロン窒化膜を用いることにより、
塗布膜形成後のエッチバック時の凹部に残る塗布膜の膜
厚減少を抑制でき、更に配線容量の小さな平坦性の優れ
た配線層間膜が得られる。
し、本発明においては第1層目の絶縁膜として、低誘電
率膜であるシリコンボロン窒化膜を用いることにより、
塗布膜形成後のエッチバック時の凹部に残る塗布膜の膜
厚減少を抑制でき、更に配線容量の小さな平坦性の優れ
た配線層間膜が得られる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(「)は本発明の半導体装置の第1の実
施例で製造工程順の配線部の断面図である。
施例で製造工程順の配線部の断面図である。
半導体素子を形成した単結晶シリコン基板101上に絶
縁膜102を形成し更にアルミニウム配線103をエツ
チングを用いて形成する(第1図(a))。
縁膜102を形成し更にアルミニウム配線103をエツ
チングを用いて形成する(第1図(a))。
次に本発明の特徴となるシリコンボロン窒化膜104を
プラズマ気相成長法で4000人程度形成する(第1図
(b))。その際にシリコンボロン窒化膜104はモノ
シランガス(SiH4)を150(SCCM)、アンモ
ニアガス(NH3)を200 (SCCM)。
プラズマ気相成長法で4000人程度形成する(第1図
(b))。その際にシリコンボロン窒化膜104はモノ
シランガス(SiH4)を150(SCCM)、アンモ
ニアガス(NH3)を200 (SCCM)。
ジポランガス(B2H4)を600 (SCCM)、ま
たモノシランガスとジボランガスの希釈ガスとして窒素
ガス(N2)を600 (SCCM)を流し、全ガス圧
力を0.3Torrに設定後、放電周波数400KHz
放電電力密度0.5 W/cniを印加し基板温度30
0℃の条件下で形成した。この条件下で形成したシリコ
ンボロン窒化膜の比誘電率は3.5とシリコン酸化膜よ
り小さい。
たモノシランガスとジボランガスの希釈ガスとして窒素
ガス(N2)を600 (SCCM)を流し、全ガス圧
力を0.3Torrに設定後、放電周波数400KHz
放電電力密度0.5 W/cniを印加し基板温度30
0℃の条件下で形成した。この条件下で形成したシリコ
ンボロン窒化膜の比誘電率は3.5とシリコン酸化膜よ
り小さい。
次に有機シロキサンポリマー溶液を塗布し、400℃3
0分の熱処理を行い、有機シロキサンポリマー層105
を形成する(第1図(C))。この時細いアルミニウム
配線上は2000人、広いアルミニウム配線上は400
0人とする。
0分の熱処理を行い、有機シロキサンポリマー層105
を形成する(第1図(C))。この時細いアルミニウム
配線上は2000人、広いアルミニウム配線上は400
0人とする。
次に広いアルミニウム配線上の有機シロキサンポリマー
層が完全になくなる様リアクティブイオンエッチにより
全面を5000人エツチングする。
層が完全になくなる様リアクティブイオンエッチにより
全面を5000人エツチングする。
(第1図(d))。その際に、例えばCF、をエツチン
グガスとして用い、シリコンボロン窒化膜104と有機
シロキサンポリマー105のエツーF−7//レートが
等しい条件でエツチングを行なう。エツチングの際、シ
リコンボロン窒化膜が露出しても、シリコン酸化膜の様
に塗布膜のエッチレートが増加することがないため有機
シロキサンポリマーの塗布焼成後の平坦性を維持したま
まアルミニウム配線上の有機シロキサンポリマーを除去
することができる。
グガスとして用い、シリコンボロン窒化膜104と有機
シロキサンポリマー105のエツーF−7//レートが
等しい条件でエツチングを行なう。エツチングの際、シ
リコンボロン窒化膜が露出しても、シリコン酸化膜の様
に塗布膜のエッチレートが増加することがないため有機
シロキサンポリマーの塗布焼成後の平坦性を維持したま
まアルミニウム配線上の有機シロキサンポリマーを除去
することができる。
次ニフラズマ気相成長法を用いてシリコンボロン窒化膜
106を400o人形成する(第1図(e))。シリコ
ンボロン窒化膜の形成条件は第1層104と同じである
。更に所定の位置にスルーホールを開孔し、第2層目の
アルミニウム配線107を形成する(第1図(「))。
106を400o人形成する(第1図(e))。シリコ
ンボロン窒化膜の形成条件は第1層104と同じである
。更に所定の位置にスルーホールを開孔し、第2層目の
アルミニウム配線107を形成する(第1図(「))。
この様に形成された半導体装置は平坦性が優れ、多層ア
ルミニウム配線が可能になり、信頼性も向上する。また
配線間の寄生容量が最も大きくなる配線の交差部は、誘
電率の小さなシリコンボロン窒化膜で絶縁さhているた
め、配線容量が低減される。これにより、高速な半導体
装置を実現できる。
ルミニウム配線が可能になり、信頼性も向上する。また
配線間の寄生容量が最も大きくなる配線の交差部は、誘
電率の小さなシリコンボロン窒化膜で絶縁さhているた
め、配線容量が低減される。これにより、高速な半導体
装置を実現できる。
第1の実施例における有機シロキサンポリマーをポリイ
ミドに置きかえることによって、更に配線容量の小さな
層間絶縁膜を形成できる。但し、エッチバックの際、エ
ツチングガスにはo2を含んだガスを用いる必要がある
。
ミドに置きかえることによって、更に配線容量の小さな
層間絶縁膜を形成できる。但し、エッチバックの際、エ
ツチングガスにはo2を含んだガスを用いる必要がある
。
またシリコンボロン窒化膜の原料ガスとして、シラン(
SiH4)の他に例えばヘキサメチルシクロトリシラザ
7 (HMCT S ZN) [(CH3)2Si−N
H]xの様な有機ケイ素化合物を用いることによって第
1層目のシリコンボロン窒化膜のステップカバレッジが
向上し、更に平坦性が優れた半導体装置が得られる。
SiH4)の他に例えばヘキサメチルシクロトリシラザ
7 (HMCT S ZN) [(CH3)2Si−N
H]xの様な有機ケイ素化合物を用いることによって第
1層目のシリコンボロン窒化膜のステップカバレッジが
向上し、更に平坦性が優れた半導体装置が得られる。
以上説明した様に本発明は金属配線上にシリコンボロン
窒化膜を形成した後、リン酸ガラスや有機シロキサン系
ポリマー、ポリイミドを塗布焼成することにより、その
後の金属配線の段差上の塗布膜除去のエッチバック工程
において、シリコンボロン窒化膜が露出しても、シリコ
ン酸化膜の様に塗布膜のエッチレートが増加することが
ないため、塗布焼成後の平坦性を維持したまま配線上の
塗布膜を除去できる。そのため平坦性が優れ、スルーホ
ール部の配線不良も発生せずきわめて信頼性の高い半導
体装置を形成できる効果がある。
窒化膜を形成した後、リン酸ガラスや有機シロキサン系
ポリマー、ポリイミドを塗布焼成することにより、その
後の金属配線の段差上の塗布膜除去のエッチバック工程
において、シリコンボロン窒化膜が露出しても、シリコ
ン酸化膜の様に塗布膜のエッチレートが増加することが
ないため、塗布焼成後の平坦性を維持したまま配線上の
塗布膜を除去できる。そのため平坦性が優れ、スルーホ
ール部の配線不良も発生せずきわめて信頼性の高い半導
体装置を形成できる効果がある。
また配線容量の最も大きくなる配線の交差部は、誘電率
の小さなシリコンボロン窒化膜で絶縁されているため、
配線容量を低減できる効果がある。
の小さなシリコンボロン窒化膜で絶縁されているため、
配線容量を低減できる効果がある。
これらの構造を繰り返すことにより3層以上の多層配線
も容易に形成することができる。
も容易に形成することができる。
第1図(a)〜(「)は第1の実施例の半導体装置の製
造方法である配線部の製造工程順の断面図である。 第2図は従来例の塗布膜エッチバック後の断面図である
。 101・・・・・・シリコン基板、102・・・・・・
絶縁膜、103・・・・・・アルミニウム配II、10
4・・・・・・シリコンボロン窒化膜、105・・・・
・・有機シロキサンポリマー lθ6・・・・・・シリ
コンポロ7窒f[,107・・・・・・アルミニウム配
線、201・・・・・・シリコンJ[,202・・・・
・・絶1L203・山・・アルミニウム配線、204・
・・・・・シリコン酸化膜、205・・・・・・塗布膜
。 代理−人 弁理士 内 原 晋 第1図 拓 1 図 第 図
造方法である配線部の製造工程順の断面図である。 第2図は従来例の塗布膜エッチバック後の断面図である
。 101・・・・・・シリコン基板、102・・・・・・
絶縁膜、103・・・・・・アルミニウム配II、10
4・・・・・・シリコンボロン窒化膜、105・・・・
・・有機シロキサンポリマー lθ6・・・・・・シリ
コンポロ7窒f[,107・・・・・・アルミニウム配
線、201・・・・・・シリコンJ[,202・・・・
・・絶1L203・山・・アルミニウム配線、204・
・・・・・シリコン酸化膜、205・・・・・・塗布膜
。 代理−人 弁理士 内 原 晋 第1図 拓 1 図 第 図
Claims (3)
- (1)半導体基板上に形成された金属配線上の第1の絶
縁膜としてシリコン(Si)、ボロン(B)、及び窒素
(N)を主成分としたシリコンボロン窒化膜を形成し、
次に前記のシリコンボロン窒化膜上に、第2の絶縁膜を
塗布焼成によって形成後、前記金属配線上部の第2の絶
縁膜の少なくとも一部あるいは全部が完全に除去される
まで半導体基板全面をドライエッチングする工程を有す
る半導体装置の製造方法 - (2)前記シリコンボロン窒化膜をプラズマ気相成長法
で形成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 - (3)前記第2の絶縁膜がケイ酸ガラスあるいはポリイ
ミド系樹脂あるいは有機シロキサン系ポリマーであるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29911089A JPH03159124A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29911089A JPH03159124A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03159124A true JPH03159124A (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=17868260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29911089A Pending JPH03159124A (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03159124A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6537904B1 (en) * | 1998-10-26 | 2003-03-25 | Tokyo Electron Limited | Method for manufacturing a semiconductor device having a fluorine containing carbon inter-layer dielectric film |
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-
1989
- 1989-11-16 JP JP29911089A patent/JPH03159124A/ja active Pending
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