JPH05160276A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05160276A
JPH05160276A JP34970491A JP34970491A JPH05160276A JP H05160276 A JPH05160276 A JP H05160276A JP 34970491 A JP34970491 A JP 34970491A JP 34970491 A JP34970491 A JP 34970491A JP H05160276 A JPH05160276 A JP H05160276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
interlayer insulating
insulating film
bpsg
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP34970491A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroki Sugano
弘樹 菅野
Shingo Ikeda
慎悟 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP34970491A priority Critical patent/JPH05160276A/ja
Publication of JPH05160276A publication Critical patent/JPH05160276A/ja
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  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数層の層間絶縁膜を形成する際、上層の層
間絶縁膜のリフロー時に、下層の層間絶縁膜が流動する
ことのない半導体装置の製造方法を提供する。 【構成】 一層目のBPSG膜1上の金属配線膜2を覆
うようにシリコン窒化膜3を形成し、このシリコン窒化
膜3上に二層目のBPSG膜4を成膜してリフローを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に関し、特に、多層配線の配線層間を電気的に分離する
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】近年、LSIが高集積化されるにつれて
その構造も三次元化され、第1の層間絶縁膜上に金属配
線を形成した後、更にこの第1の層間絶縁膜上の金属配
線を覆うように第2の層間絶縁膜を形成することが行わ
れている。そして、この層間絶縁膜としては、BPSG
膜,PSG膜,BSG膜,AsSG膜等のシリケートガ
ラスが多く用いられている。
【0003】図3は、このような半導体装置の製造工程
において、BPSG膜を用いて層間絶縁膜を形成する工
程を示す工程別断面図であり、図において、1は一層目
のBPSG膜、2は金属配線膜、4は二層目のBPSG
膜であり、図3(a) は一層目のBPSG膜1上に2層目
のBPSGを成膜した状態、図3(b) は成膜された2層
目のBPSG膜4をリフローした状態を示している。こ
こで、リフローとは、平坦化技術の一手法、即ち、熱処
理によりBPSG膜等の層間絶縁膜を流動させて平坦化
することを意味しており、一般に、BPSG膜に対して
水蒸気雰囲気下700〜1000℃程度の熱処理を施す
ことで、水蒸気がBPSG膜等の層間絶縁膜中に侵入
し、水蒸気中のOH基によって層間絶縁膜中のSi−O
結合の結合力を弱め、よりBPSG膜等の層間絶縁膜を
流動しやすくしている。
【0004】以下、層間絶縁膜の形成工程を詳細に説明
する。先ず、図示しない下地上にCVD法等により一層
目のBPSG膜1を成膜し、次いで、水蒸気雰囲気下で
BPSG膜1に700〜1000℃の熱処理を行い、B
PSG膜1を平坦化する。次に、一般的な配線の形成方
法により、所望のパターンからなる金属配線膜2を形成
する。次に、図3(a) に示すように、CVD法等により
上記金属配線膜2を覆うように二層目のBPSG膜4を
形成した後、上記と同様に水蒸気雰囲気下で二層目のB
PSG膜4に対して700〜1000℃の熱処理を施
し、図3(b) に示すように、二層目のBPSG膜4を平
坦化する。そして、この平坦化されたBPSG膜4上
に、例えば、更に、金属配線層を形成する等を行い、複
数層の層間絶縁膜を備えた3次元構造の半導体装置が得
られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のよう
な従来の複数層の層間絶縁膜によって配線層間等を電気
的に分離する工程を含む半導体装置の製造工程では、下
層の層間絶縁膜上に形成された上層の層間絶縁膜をリフ
ローする際、上層の層間絶縁膜を通して水蒸気が下層の
層間絶縁膜まで達し、下層の層間絶縁膜も流動を起こす
ことがあり、その結果、上層の層間絶縁膜のリフロー時
に、上記図3(b) に示すように、下層の層間絶縁膜上に
ある金属配線膜が移動し、ショートやオープン不良等の
不具合を発生するという問題点があった。
【0006】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、複数層の層間絶縁膜を形成す
る工程を含む半導体装置の製造工程において、上層の層
間絶縁膜をリフローする際、下層の層間絶縁膜が流動す
ることのない半導体装置の製造方法を提供することを目
的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
装置の製造方法は、下層の層間絶縁膜と上層の層間絶縁
膜との間に水蒸気を遮断する耐湿性膜を形成するように
したものである。
【0008】また、この発明にかかる半導体装置の製造
方法は、複数層の層間絶縁膜の内の上層の層間絶縁膜と
して、その下部領域が低ボロン濃度のBPSG膜を形成
するようにしたものである。
【0009】
【作用】この発明においては、下層の層間絶縁膜と上層
の層間絶縁膜との間に水蒸気を遮断する耐湿性膜を形成
するため、上層の層間絶縁膜のリフロー時に、リフロー
雰囲気中の水蒸気が下層の層間絶縁膜に侵入せず、下層
の層間絶縁膜が流動するのを防止することができる。
【0010】この発明においては、複数層の層間絶縁膜
の上層の層間絶縁膜として、その下部領域が低ボロン濃
度のBPSG膜を形成するため、このBPSG膜のリフ
ロー時に、リフロー雰囲気の水蒸気が低ボロン濃度領域
によって遮断されて、下層の層間絶縁膜に侵入すること
がなくなり、下層の層間絶縁膜が流動するのを防止する
ことができる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は、この発明の一実施例による半導体装置の
製造工程において複数層の層間絶縁膜によって配線層間
等を電気的に分離する工程を示す工程別断面図であり、
図において、図3と同一符号は同一部分を示し、3はシ
リコン窒化膜である。ここで、図1(a) は一層目のBP
SG膜1上に2層目のBPSG膜4を成膜した状態を示
し、図1(b) は成膜された2層目のBPSG4をリフロ
ーした状態を示している。
【0012】以下、図1を用いて二層のBPSG膜を形
成する工程を説明する。まず、図示しない下地上にCV
D法等により一層目のBPSG膜1を成膜し、次いで、
水蒸気雰囲気下でBPSG膜1に700〜1000℃の
熱処理を行い、一層目のBPSG膜1を平坦化する。次
に、一般的な配線の形成方法により、所望のパターンか
らなる金属配線膜2を形成する。次に、図1(a) に示す
ように、シリコン窒化膜3をCVD法により上記金属配
線膜2を覆うようにBPSG膜1上に形成し、更に、こ
の上にCVD法により二層目のBPSG膜4を形成す
る。上記と同様に水蒸気雰囲気下で二層目のBPSG膜
4に対して700〜1000℃の熱処理を施し、図1
(b) に示すように、二層目のBPSG膜4を平坦化す
る。このリフロー工程では、二層目のBPSG膜4を通
過した水蒸気は耐熱性及び耐水性に優れたシリコン窒化
膜3によって遮断されて、一層目のBPSG膜1には侵
入せず、一層目のBPSG膜1の流動が防止される。そ
して、このようにして平坦化されたBPSG膜4上に図
示しない金属配線層を更に形成することにより多層配線
構造が形成される。
【0013】このような本実施例の層間絶縁膜の形成工
程では、一層目のBPSG膜1上の金属配線を覆うよう
にシリコン窒化膜3が形成され、このシリコン窒化膜3
上に二層目のBPSG膜4が形成されるため、この二層
目のBPSG膜4をリフローする際に、一層目のBPS
G膜1には水蒸気が到達せず、その結果、一層目のBP
SG膜1の流動を防止することができ、一層目のBPS
G膜1上に形成された金属配線膜2の接触や断線を防止
することができる。
【0014】図5は、本発明の第2の実施例による半導
体装置の製造工程において、一層目の層間絶縁膜上に金
属配線を介して2層目の層間絶縁膜を形成した状態を示
す断面図であり、図において、図3と同一符号は同一ま
たは相当する部分を示し、5はBPSG膜、5aは低ボ
ロン濃度領域、5bは高ボロン濃度領域を示している。
そして、本実施例の層間絶縁膜の製造工程は、二層目の
BPSG膜4をCVD法で作成する工程時、例えば枚葉
式のチャンバー方式の装置において材料ガスの供給量を
変化させることにより、低ボロン濃度領域5aと高ボロ
ン濃度領域5bとからなるBPSG膜5を形成したもの
であり、他の工程についは図3に示した従来の工程と全
く同様である。ここで、低ボロン濃度領域5aのボロン
濃度は、リフロー雰囲気中の水蒸気がこの部分を透過し
ない程度の耐湿性が得られる濃度とし、ボロンを含まな
い程度までボロン濃度を低下させてもよい。
【0015】このような本実施例の層間絶縁膜の形成工
程では、一層目のBPSG膜1上の金属配線を覆う二層
目のBPSG膜5を形成する際、BPSG膜5の下部領
域を低ボロン濃度に形成しているので、この低ボロン濃
度領域5aによってリフロー雰囲気中の水蒸気が一層目
のBPSG膜1に到達することが防止でき、その結果、
一層目のBPSG膜1が流動せず、このBPSG膜1上
に形成された金属配線膜2の接触や断線を防止すること
ができる。また、本実施例の製造工程では、CVD法に
よる二層目のBPSG膜5の形成工程において、材料ガ
スの供給量を変えるだけで、この二層目のBPSG膜5
内に耐湿性に優れた低ボロン濃度領域5aを形成するこ
とができ、上記第1の実施例のように、新たな膜を形成
する工程を必要としないため、工程数を短縮できる利点
がある。
【0016】尚、上記第1の実施例では、二層の層間絶
縁膜を形成する場合を示したが、三層以上の多層の層間
絶縁膜を形成する場合も、上下の層間絶縁膜の間にシリ
コン窒化膜を形成することにより、上記第1の実施例と
同様の効果を得ることができる。
【0017】また、上記第1の実施例では水蒸気を遮断
する膜としてシリコン窒化膜を形成したが、これに限定
されるものではなく、他の耐湿性に優れた材料からなる
膜を形成しても同様の効果を得ることができる。
【0018】また、上記第2の実施例では、二層のBP
SG膜を形成する場合を示したが、三層以上のBPSG
膜を形成する場合も、最下層のBPSG膜を除く他のB
PSG膜の下部のボロン濃度を低減することにより、上
記第3の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0019】また、上記何れの実施例も層間絶縁膜がB
PSG膜であるが、水蒸気雰囲気中のリフローによっ
て、同様に水蒸気が作用して膜の流動が起こるPSG,
BSG,AsSG等の層間絶縁膜の形成工程において
も、本発明が適用できることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、複数
の層間絶縁膜を形成する際、下層の層間絶縁膜と上層と
の層間絶縁膜との間に水蒸気を遮断する耐湿性膜を形成
するようにしたので、上層の層間絶縁膜のリフロー時
に、リフロー雰囲気中の水蒸気が下層の層間絶縁膜に侵
入することがなくなって、下層の層間絶縁膜が流動する
のを防止でき、その結果、下層の層間絶縁膜上に形成さ
れた金属配線膜の接触や断線を防止することができ、シ
ョートやオープン不良等の不具合を軽減できる効果があ
る。
【0021】また、この発明によれば、複数の層間絶縁
膜を形成する際、複数層の層間絶縁膜の内の上層の層間
絶縁膜として、その下部領域が低ボロン濃度のBPSG
膜を形成するようにしたので、このBPSG膜のリフロ
ー時に、リフロー雰囲気の水蒸気がこのBPSG膜を透
過して下層の層間絶縁膜に侵入することがなくなって、
下層の層間絶縁膜が流動するのを防止でき、その結果、
下層の層間絶縁膜上に形成された金属配線膜の接触や断
線を防止することができ、ショートやオープン不良等の
不具合を軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による層間絶縁膜の形成工
程を示す工程別断面図。
【図2】この発明の第2の実施例による層間絶縁膜の成
膜状態を示す断面図。
【図3】従来の層間絶縁膜の形成工程を示す工程別断面
図。
【符号の説明】
1 一層目のBPSG膜 2 金属配線膜 3 窒化膜 4 二層目のBPSG膜 5 二層目のBPSG膜 5a 低ボロン濃度領域 5b 高ボロン濃度領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の層間絶縁膜をリフローして平坦化
    する工程と、この平坦化された第1の層間絶縁膜上に金
    属配線膜を形成する工程と、該金属配線膜を覆うように
    上記第1の層間絶縁膜上に第2の層間絶縁膜を形成する
    工程と、該第2の層間絶縁膜をリフローして平坦化する
    工程とを含む半導体装置の製造方法において、 上記第2の層間絶縁膜の形成に先立って、上記第1の層
    間絶縁膜上に耐湿性膜を形成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】 請求項1に記載の半導体装置の製造方法
    において、 上記耐湿性膜がシリコン窒化膜であることを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 第1の層間絶縁膜をリフローして平坦化
    する工程と、この平坦化された第1の層間絶縁膜上に金
    属配線膜を形成する工程と、該金属配線膜を覆うように
    上記第1の層間絶縁膜上に第2の層間絶縁膜を形成する
    工程と、該第2の層間絶縁膜をリフローして平坦化する
    工程とを含む半導体装置の製造方法において、 上記第2の層間絶縁膜として、その下部領域が低ボロン
    濃度またはボロンを含まない組成からなるBPSG膜を
    形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP34970491A 1991-12-05 1991-12-05 半導体装置の製造方法 Pending JPH05160276A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6040621A (en) * 1997-03-26 2000-03-21 Matsushita Electronics Corporation Semiconductor device and wiring body
US7126650B2 (en) 2002-03-29 2006-10-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Illumination unit and liquid crystal display apparatus comprising same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6040621A (en) * 1997-03-26 2000-03-21 Matsushita Electronics Corporation Semiconductor device and wiring body
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