JPH05218210A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH05218210A JPH05218210A JP1793592A JP1793592A JPH05218210A JP H05218210 A JPH05218210 A JP H05218210A JP 1793592 A JP1793592 A JP 1793592A JP 1793592 A JP1793592 A JP 1793592A JP H05218210 A JPH05218210 A JP H05218210A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属配線による凹凸の影響をなくして高度に
平坦化した層間絶縁膜を有する半導体装置およびそのよ
うな半導体装置を簡単なプロセスで製造する方法を提供
する。 【構成】 BPSGより成る第１の絶縁膜およびP-SiN より
成る第２の絶縁膜を形成した後、アルミニウム金属膜を
形成し、さらにその上にBPSG膜より成る第３の絶縁膜を
形成し、続いてアルミニウム膜および第３の絶縁膜を同
時にエッチングして表面に第３の絶縁膜を有するアルミ
ニウム配線を形成し、さらに全体の上にTEOS-O3 CVD に
より第 4の絶縁膜を形成する。BPSG膜の上のTEOS-O3 CV
D 膜の成長速度はP-SiN 膜の上よりも低いので平坦化が
達成される。
平坦化した層間絶縁膜を有する半導体装置およびそのよ
うな半導体装置を簡単なプロセスで製造する方法を提供
する。 【構成】 BPSGより成る第１の絶縁膜およびP-SiN より
成る第２の絶縁膜を形成した後、アルミニウム金属膜を
形成し、さらにその上にBPSG膜より成る第３の絶縁膜を
形成し、続いてアルミニウム膜および第３の絶縁膜を同
時にエッチングして表面に第３の絶縁膜を有するアルミ
ニウム配線を形成し、さらに全体の上にTEOS-O3 CVD に
より第 4の絶縁膜を形成する。BPSG膜の上のTEOS-O3 CV
D 膜の成長速度はP-SiN 膜の上よりも低いので平坦化が
達成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層配線構造を有する半
導体装置およびその製造方法に関するものである。
導体装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の微細化に伴い多層配線構造
が採用されるようになったが、それに伴って半導体装置
の表面の凹凸が激しくなり、金属配線の段切れなどの問
題が起こっている。このような凹凸をなくして表面を平
坦化する技術としては、SOG(Spin-on-glass)やTEOS(Tet
ra-ethyl-ortho-silicate)などを用いた平坦化法が提案
されている。
が採用されるようになったが、それに伴って半導体装置
の表面の凹凸が激しくなり、金属配線の段切れなどの問
題が起こっている。このような凹凸をなくして表面を平
坦化する技術としては、SOG(Spin-on-glass)やTEOS(Tet
ra-ethyl-ortho-silicate)などを用いた平坦化法が提案
されている。
【０００３】例えば、特開平２−１６４０９７号公報に
は、プラズマCVD(P-CVD と略記する) 法によってシリコ
ン窒化膜を形成した後、ヒドロキシシランまたはアルコ
キシシラン、たとえばSi(OH)4 またはSi(OR)4 （Ｒはア
ルキル基）を主成分とし、アルコールと高沸点溶媒との
混合液を溶媒とする溶液を塗布し、加熱してガラス膜を
形成し、さらにその上にP-CVD シリコン窒化膜を形成す
る方法が記載されている。このような方法では加熱時に
ガラスがリフローして平坦化が行われる。
は、プラズマCVD(P-CVD と略記する) 法によってシリコ
ン窒化膜を形成した後、ヒドロキシシランまたはアルコ
キシシラン、たとえばSi(OH)4 またはSi(OR)4 （Ｒはア
ルキル基）を主成分とし、アルコールと高沸点溶媒との
混合液を溶媒とする溶液を塗布し、加熱してガラス膜を
形成し、さらにその上にP-CVD シリコン窒化膜を形成す
る方法が記載されている。このような方法では加熱時に
ガラスがリフローして平坦化が行われる。
【０００４】図１Ａ〜Ｄは多層配線構造を有する半導体
装置の上記公報に開示されているシラン化合物によるSO
G 膜を適用した従来の製造方法の順次の工程を示す断面
図である。シリコン基板１の表面にはソースおよびドレ
イン領域２および３が形成されており、さらにチャネル
の上にはゲート酸化膜４を介してポリシリコンより成る
厚さ3500Åのゲート電極５が形成されている。このゲー
ト電極５を覆うように厚さ6000ÅのBPSG膜６を形成し、
このBPSG膜にコンタクトホール７を形成した後、アルミ
ニウム膜８を形成した状態を図１Ａに示す。
装置の上記公報に開示されているシラン化合物によるSO
G 膜を適用した従来の製造方法の順次の工程を示す断面
図である。シリコン基板１の表面にはソースおよびドレ
イン領域２および３が形成されており、さらにチャネル
の上にはゲート酸化膜４を介してポリシリコンより成る
厚さ3500Åのゲート電極５が形成されている。このゲー
ト電極５を覆うように厚さ6000ÅのBPSG膜６を形成し、
このBPSG膜にコンタクトホール７を形成した後、アルミ
ニウム膜８を形成した状態を図１Ａに示す。
【０００５】次に、図１Ｂに示すようにホトレジスト９
を選択的に形成し、これをマスクとしてアルミニウム膜
８をエッチングして図１Ｃに示すように金属配線を形成
する。さらに、有機洗浄を施した後、図１Ｄに示すよう
に表面全体に亘ってP-CVD 法によりP-CVD シリコン酸化
膜１０を形成し、その上に段差を滑らかとするようにSO
G 膜１１を形成し、さらにその上にP-CVD シリコン酸化
膜１２を形成する。このようにして３層構造の層間絶縁
膜を形成している。
を選択的に形成し、これをマスクとしてアルミニウム膜
８をエッチングして図１Ｃに示すように金属配線を形成
する。さらに、有機洗浄を施した後、図１Ｄに示すよう
に表面全体に亘ってP-CVD 法によりP-CVD シリコン酸化
膜１０を形成し、その上に段差を滑らかとするようにSO
G 膜１１を形成し、さらにその上にP-CVD シリコン酸化
膜１２を形成する。このようにして３層構造の層間絶縁
膜を形成している。
【０００６】図２Ａ〜Ｄは同じく多層配線構造を有する
半導体装置の図１に示したSOG とは異なり、TEOSを用い
た従来の製造方法の順次の工程を示す断面図である。図
２Ａ〜Ｃの工程は上述した図１Ａ〜Ｃの工程と同様であ
り、アルミニウムより成る金属配線８を形成した後、表
面を有機洗浄する。本例では、次にP-CVD シリコン酸化
膜１０を形成し、さらにその上にTEOS-O3 法によってNS
G 膜１３を形成する。
半導体装置の図１に示したSOG とは異なり、TEOSを用い
た従来の製造方法の順次の工程を示す断面図である。図
２Ａ〜Ｃの工程は上述した図１Ａ〜Ｃの工程と同様であ
り、アルミニウムより成る金属配線８を形成した後、表
面を有機洗浄する。本例では、次にP-CVD シリコン酸化
膜１０を形成し、さらにその上にTEOS-O3 法によってNS
G 膜１３を形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した図１に示した
従来の製造方法においては、絶縁膜を形成するためにP-
SiO 膜の形成、SOG 塗布、ベーキング、キュア、P-SiO
膜の形成と多くのプロセスが必要であり、製造コストの
上昇を招くとともに歩留りも低下する欠点がある。さら
に、アルミニウム配線を多層に形成した場合、SOG 膜か
らのガスがコンタクトホールを経て上層のアルミニウム
膜に達し、下層と上層のアルミニウム配線とが良好に接
触せず、コンタクト不良を起こす欠点がある。さらに、
平坦化も十分ではない欠点もある。
従来の製造方法においては、絶縁膜を形成するためにP-
SiO 膜の形成、SOG 塗布、ベーキング、キュア、P-SiO
膜の形成と多くのプロセスが必要であり、製造コストの
上昇を招くとともに歩留りも低下する欠点がある。さら
に、アルミニウム配線を多層に形成した場合、SOG 膜か
らのガスがコンタクトホールを経て上層のアルミニウム
膜に達し、下層と上層のアルミニウム配線とが良好に接
触せず、コンタクト不良を起こす欠点がある。さらに、
平坦化も十分ではない欠点もある。
【０００８】図２の示した従来の製造方法においては、
TEOS-O3 のNSG 膜を形成するに先立ってBPSG膜の上にP-
SiO 膜を形成しているが、これはBPSG膜に直接NSG 膜を
形成しようとすると、NSG 膜の下地依存性によってBPSG
膜の上に形成されるNSG 膜の膜厚が薄くなってしまうの
を防止するためである。しかしながら、P-SiO 膜を形成
することによってその上に形成されるNSG 膜の膜厚は均
一になり、平坦化が十分に達成されない欠点がある。し
たがって、このような方法で形成された多層配線構造を
有する従来の半導体装置は金属配線の信頼性が低いとい
う欠点がある。
TEOS-O3 のNSG 膜を形成するに先立ってBPSG膜の上にP-
SiO 膜を形成しているが、これはBPSG膜に直接NSG 膜を
形成しようとすると、NSG 膜の下地依存性によってBPSG
膜の上に形成されるNSG 膜の膜厚が薄くなってしまうの
を防止するためである。しかしながら、P-SiO 膜を形成
することによってその上に形成されるNSG 膜の膜厚は均
一になり、平坦化が十分に達成されない欠点がある。し
たがって、このような方法で形成された多層配線構造を
有する従来の半導体装置は金属配線の信頼性が低いとい
う欠点がある。
【０００９】本発明の目的は、上述した従来の欠点を除
去し、十分な平坦化が得られ、したがって金属配線の信
頼性が高い半導体装置およびこのような半導体装置を簡
単なプロセスで製造することができるな製造方法を提供
しようとするものである。
去し、十分な平坦化が得られ、したがって金属配線の信
頼性が高い半導体装置およびこのような半導体装置を簡
単なプロセスで製造することができるな製造方法を提供
しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、多層配線構造
を有する半導体装置において、第１の絶縁材料より成る
第１の絶縁膜と、この第１絶縁膜上に形成された第２の
絶縁材料より成る第２の絶縁膜と、この第２の絶縁膜上
に所望のパターンに形成された金属配線と、この金属配
線上にのみ形成され、少なくとも前記第２の絶縁材料と
は異なる第３の絶縁材料より成る第３の絶縁膜と、前記
第２の絶縁膜および第３の絶縁膜の上に形成された有機
シラン-O3CVD膜よりなる第４の絶縁膜とを具え、前記第
２および第３の絶縁膜をそれぞれ構成する第２および第
３の絶縁材料を、第２の絶縁膜上での有機シラン-O3CVD
膜の成長速度が、前記第３の絶縁膜上での成長速度より
も高いものとしたことを特徴とするものである。本発明
の好適実施例においては、前記第１の絶縁膜をBPSGを以
て構成し、前記第２の絶縁膜をプラズマCVD 膜またはア
モルファスシリコン膜を以て構成し、前記第３の絶縁膜
をBPSG膜を以て構成する。さらに、本発明による半導体
装置の製造方法は、多層配線構造を有する半導体装置を
製造するに当たり、BPSGより成る第１の絶縁膜を形成
し、この第１絶縁膜上にプラズマCVD 膜またはアモルフ
ァスシリコン膜より成る第２の絶縁膜を形成し、前記第
１の絶縁膜および第２の絶縁膜にコンタクトホールを形
成した後、その上に金属膜を形成し、さらにその上にBP
SGより成る第３の絶縁膜を形成し、前記金属膜上の第３
の絶縁膜を残したままで金属膜をパターニングして金属
配線を形成し、前記第２の絶縁膜および第３の絶縁膜の
上に有機シラン-O3CVD法により第４の絶縁膜を形成する
ことを特徴とするものである。
を有する半導体装置において、第１の絶縁材料より成る
第１の絶縁膜と、この第１絶縁膜上に形成された第２の
絶縁材料より成る第２の絶縁膜と、この第２の絶縁膜上
に所望のパターンに形成された金属配線と、この金属配
線上にのみ形成され、少なくとも前記第２の絶縁材料と
は異なる第３の絶縁材料より成る第３の絶縁膜と、前記
第２の絶縁膜および第３の絶縁膜の上に形成された有機
シラン-O3CVD膜よりなる第４の絶縁膜とを具え、前記第
２および第３の絶縁膜をそれぞれ構成する第２および第
３の絶縁材料を、第２の絶縁膜上での有機シラン-O3CVD
膜の成長速度が、前記第３の絶縁膜上での成長速度より
も高いものとしたことを特徴とするものである。本発明
の好適実施例においては、前記第１の絶縁膜をBPSGを以
て構成し、前記第２の絶縁膜をプラズマCVD 膜またはア
モルファスシリコン膜を以て構成し、前記第３の絶縁膜
をBPSG膜を以て構成する。さらに、本発明による半導体
装置の製造方法は、多層配線構造を有する半導体装置を
製造するに当たり、BPSGより成る第１の絶縁膜を形成
し、この第１絶縁膜上にプラズマCVD 膜またはアモルフ
ァスシリコン膜より成る第２の絶縁膜を形成し、前記第
１の絶縁膜および第２の絶縁膜にコンタクトホールを形
成した後、その上に金属膜を形成し、さらにその上にBP
SGより成る第３の絶縁膜を形成し、前記金属膜上の第３
の絶縁膜を残したままで金属膜をパターニングして金属
配線を形成し、前記第２の絶縁膜および第３の絶縁膜の
上に有機シラン-O3CVD法により第４の絶縁膜を形成する
ことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】このような本発明の半導体装置およびその製造
方法においては、有機シラン-O 3CVD膜の成長速度の下地
依存性を利用し、配線金属が形成されていない部分には
プラズマ酸化膜、プラズマ窒化膜、プラズマ酸化窒化膜
のように、その上での有機シラン-O3CVD膜の成長速度が
高い絶縁材料を存在させ、金属配線の上には有機シラン
-O3CVD膜の成長速度が低いBPSGのような絶縁材料を存在
させているので、有機シラン-O3CVD膜の表面を平坦化す
ることができる。また、有機シラン-O3CVD膜を形成する
以前に、BPSG膜を有機洗浄すると、その上での有機シラ
ン-O3CVD膜の成長速度はさらに遅くなり、一層の平坦化
を達成することができる。したがって、このような多層
配線構造を有する半導体装置においては、金属配線の段
切れなどが起こらず、金属配線の信頼性を向上すること
ができる。
方法においては、有機シラン-O 3CVD膜の成長速度の下地
依存性を利用し、配線金属が形成されていない部分には
プラズマ酸化膜、プラズマ窒化膜、プラズマ酸化窒化膜
のように、その上での有機シラン-O3CVD膜の成長速度が
高い絶縁材料を存在させ、金属配線の上には有機シラン
-O3CVD膜の成長速度が低いBPSGのような絶縁材料を存在
させているので、有機シラン-O3CVD膜の表面を平坦化す
ることができる。また、有機シラン-O3CVD膜を形成する
以前に、BPSG膜を有機洗浄すると、その上での有機シラ
ン-O3CVD膜の成長速度はさらに遅くなり、一層の平坦化
を達成することができる。したがって、このような多層
配線構造を有する半導体装置においては、金属配線の段
切れなどが起こらず、金属配線の信頼性を向上すること
ができる。
【００１２】
【実施例】図３は本発明による半導体装置の一実施例の
構成を示す断面図である。Ｐ型シリコン基板２１の表面
にＮ型のソース２２およびドレイン２３が形成され、さ
らにその上にはシリコン酸化膜２４が形成されている。
ソース２２およびドレイン２３の間に挟まれたシリコン
基板２１に形成されるチャネルの上にはゲートシリコン
酸化膜２５が形成され、さらにその上にはポリシリコン
より成るゲート電極２６が形成されている。
構成を示す断面図である。Ｐ型シリコン基板２１の表面
にＮ型のソース２２およびドレイン２３が形成され、さ
らにその上にはシリコン酸化膜２４が形成されている。
ソース２２およびドレイン２３の間に挟まれたシリコン
基板２１に形成されるチャネルの上にはゲートシリコン
酸化膜２５が形成され、さらにその上にはポリシリコン
より成るゲート電極２６が形成されている。
【００１３】本発明においては、多層配線構造を形成す
るために、シリコン酸化膜２４およびゲート電極２６の
上に第１の絶縁膜であるBPSG膜２７が形成されており、
このBPSG膜は850 ℃、30分間Ｎ2 中でリフローさせ、さ
らにその上に第２の絶縁膜であるP-SiN 膜２８がP-CVD
法により形成されている。シリンコン酸化膜２４、BPSG
膜２７およびP-SiN 膜２８にはコンタクトホール２９が
形成されており、P-SiN 膜２８の上にはこのコンタクト
ホールを埋め込むようにアルミニウム配線３０が形成さ
れている。さらに、このアルミニウム配線３０の上にの
み第３の絶縁膜としてBPSG膜３１が形成されている。第
２の絶縁膜であるP-SiN 膜２８と第３の絶縁膜であるBP
SG膜３１の上には第４の絶縁膜としてTEOS-O3CVD膜３２
が形成されている。
るために、シリコン酸化膜２４およびゲート電極２６の
上に第１の絶縁膜であるBPSG膜２７が形成されており、
このBPSG膜は850 ℃、30分間Ｎ2 中でリフローさせ、さ
らにその上に第２の絶縁膜であるP-SiN 膜２８がP-CVD
法により形成されている。シリンコン酸化膜２４、BPSG
膜２７およびP-SiN 膜２８にはコンタクトホール２９が
形成されており、P-SiN 膜２８の上にはこのコンタクト
ホールを埋め込むようにアルミニウム配線３０が形成さ
れている。さらに、このアルミニウム配線３０の上にの
み第３の絶縁膜としてBPSG膜３１が形成されている。第
２の絶縁膜であるP-SiN 膜２８と第３の絶縁膜であるBP
SG膜３１の上には第４の絶縁膜としてTEOS-O3CVD膜３２
が形成されている。
【００１４】このように、本発明による半導体装置にお
いては、アルミニウム配線３１の上にのみ第３の絶縁膜
としてBPSG膜３１を形成してあるので、第４の絶縁膜で
あるTEOS-O3CVD膜３２を形成する際、BPSG膜の上での成
長速度は第２の絶縁膜であるP-SiN 膜２８の上での成長
速度よりも遙かに遅いのでTEOS-O3CVD膜３２の表面は高
度に平坦化されることになる。すなわち、TEOS-O3CVD膜
３２の成膜速度の下地依存性は下表に示す通りである。
いては、アルミニウム配線３１の上にのみ第３の絶縁膜
としてBPSG膜３１を形成してあるので、第４の絶縁膜で
あるTEOS-O3CVD膜３２を形成する際、BPSG膜の上での成
長速度は第２の絶縁膜であるP-SiN 膜２８の上での成長
速度よりも遙かに遅いのでTEOS-O3CVD膜３２の表面は高
度に平坦化されることになる。すなわち、TEOS-O3CVD膜
３２の成膜速度の下地依存性は下表に示す通りである。
【００１５】
【表１】
【００１６】図４Ａ〜Ｄは図３に示した本発明の半導体
装置を製造する本発明の方法の一実施例の順次の工程を
示す断面図である。図４Ａに示すようにシリコン基板２
１の表面にソース２２およびドレイン２３を形成した
後、表面にシリコン酸化膜２４を形成する。さらに、ソ
ース２２およびドレイン２３によって挟まれたシリコン
基板２１のチャネル領域の上にゲートシリコン酸化膜２
５を形成し、さらにその上にポリシリコンゲート電極２
６を3500Åの厚さに形成する。続いて、ゲート電極２６
を覆うようにBPSG膜を6000Åの厚さに形成した後、P-CV
D 法によって窒化シリコン膜(P-SiN) ２８を500 Åの厚
さに形成する。この窒化シリコン膜２８の膜厚としては
50〜500 Åとするのが好適である。さらに、シリコン酸
化膜２４、BPSG膜２７およびP-SiN 膜２８に、ソース２
２およびドレイン２３に達するコンタクトホール２９を
形成した後、アルミニウム膜３３をコンタクトホールを
埋め込むように堆積形成する。
装置を製造する本発明の方法の一実施例の順次の工程を
示す断面図である。図４Ａに示すようにシリコン基板２
１の表面にソース２２およびドレイン２３を形成した
後、表面にシリコン酸化膜２４を形成する。さらに、ソ
ース２２およびドレイン２３によって挟まれたシリコン
基板２１のチャネル領域の上にゲートシリコン酸化膜２
５を形成し、さらにその上にポリシリコンゲート電極２
６を3500Åの厚さに形成する。続いて、ゲート電極２６
を覆うようにBPSG膜を6000Åの厚さに形成した後、P-CV
D 法によって窒化シリコン膜(P-SiN) ２８を500 Åの厚
さに形成する。この窒化シリコン膜２８の膜厚としては
50〜500 Åとするのが好適である。さらに、シリコン酸
化膜２４、BPSG膜２７およびP-SiN 膜２８に、ソース２
２およびドレイン２３に達するコンタクトホール２９を
形成した後、アルミニウム膜３３をコンタクトホールを
埋め込むように堆積形成する。
【００１７】次に、図４Ｂに示すように、アルミニウム
膜３３の上にBPSG膜３４を形成した後、その上にホトレ
ジスト３５を選択的に形成し、これをマスクとしてアル
ミニウム膜３３を選択的にエッチングしてアルミニウム
膜を所望のパターンとしてアルミニウム配線３０を形成
した状態を図４Ｃに示す。本例では、このようにアルミ
ニウム膜３３をパターニングするのと同時にアルミニウ
ム配線３０の上にのみBPSG膜３１が形成された構造を造
ることができる。
膜３３の上にBPSG膜３４を形成した後、その上にホトレ
ジスト３５を選択的に形成し、これをマスクとしてアル
ミニウム膜３３を選択的にエッチングしてアルミニウム
膜を所望のパターンとしてアルミニウム配線３０を形成
した状態を図４Ｃに示す。本例では、このようにアルミ
ニウム膜３３をパターニングするのと同時にアルミニウ
ム配線３０の上にのみBPSG膜３１が形成された構造を造
ることができる。
【００１８】次に、有機洗浄を行った後、図４Ｄに示す
ように常圧CVD 法により高濃度のオゾンの存在下におい
てTEOS-O3 NSG 膜３２を形成する。このNSG 膜３２の成
長速度は下地依存性が大きく、有機洗浄を行ったBPSG膜
３１の上での成長速度は、P-SiN 膜２８の上での成長速
度よりも遙かに遅くなる。したがって、図４Ｃに示すよ
うに表面の低い部分にP-SiN 膜２８があり、高い部分に
BPSG膜があるので、TEOS−O3 NSG膜３２は低い部分では
厚く形成され、高い部分では薄く形成されることにな
り、高度の平坦化を達成することができる。さらに、こ
のようにして形成したTEOS−O3 NSG膜３２にはH2O やCO
などの不純物が含まれていないので、その膜質は非常に
良好なものとなる。
ように常圧CVD 法により高濃度のオゾンの存在下におい
てTEOS-O3 NSG 膜３２を形成する。このNSG 膜３２の成
長速度は下地依存性が大きく、有機洗浄を行ったBPSG膜
３１の上での成長速度は、P-SiN 膜２８の上での成長速
度よりも遙かに遅くなる。したがって、図４Ｃに示すよ
うに表面の低い部分にP-SiN 膜２８があり、高い部分に
BPSG膜があるので、TEOS−O3 NSG膜３２は低い部分では
厚く形成され、高い部分では薄く形成されることにな
り、高度の平坦化を達成することができる。さらに、こ
のようにして形成したTEOS−O3 NSG膜３２にはH2O やCO
などの不純物が含まれていないので、その膜質は非常に
良好なものとなる。
【００１９】上述したようにTEOS−O3 NSG膜３２は常圧
CVD 法で形成するが、そのときの条件としては、ウエフ
ァを反応容器に入れて400 ℃の温度に加熱し、この反応
容器に６％のオゾンを含む酸素ガスを7.5 リットル/ 分
の流量で供給するとともに65℃に維持した恒温槽の内部
にバブラーを配置し、このバブラーにTEOSを入れて窒素
ガスを３リットル／分の流量で供給してTEOSガスを発生
させ、これをキャリアとして作用する窒素ガスとともに
18リットル/ 分の流量で反応容器に供給し、486 秒の時
間堆積させることによって厚さ6000ÅのTEOS-O3 NSG 膜
をベアSi上に形成することができる。このとき、BPSG膜
上では1000Åの厚さに、またP-SiN 膜上では6000Åの厚
さにTEOS-O3 NSG 膜が形成される。
CVD 法で形成するが、そのときの条件としては、ウエフ
ァを反応容器に入れて400 ℃の温度に加熱し、この反応
容器に６％のオゾンを含む酸素ガスを7.5 リットル/ 分
の流量で供給するとともに65℃に維持した恒温槽の内部
にバブラーを配置し、このバブラーにTEOSを入れて窒素
ガスを３リットル／分の流量で供給してTEOSガスを発生
させ、これをキャリアとして作用する窒素ガスとともに
18リットル/ 分の流量で反応容器に供給し、486 秒の時
間堆積させることによって厚さ6000ÅのTEOS-O3 NSG 膜
をベアSi上に形成することができる。このとき、BPSG膜
上では1000Åの厚さに、またP-SiN 膜上では6000Åの厚
さにTEOS-O3 NSG 膜が形成される。
【００２０】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形を加えることができ
る。例えば、上述した実施例においては、第１の絶縁膜
27としてBPSG膜を使用したが、PSG 膜などの他の絶縁材
料の膜を使用することもできる。また、第１の絶縁膜と
して作用するBPSG膜２７の上に第２の絶縁膜として作用
するプラズマCVD 法によるシリコン窒化膜２８を形成し
たが、プラズマシリコン酸化膜(P-SiO) やプラズマシリ
コン酸化窒化膜(P-SiON)、プラズマシリコン膜(P-Si)な
どのプラズマCVD 膜を用いることもでき、さらにはプラ
ズマCVD 膜の代わりにアモルファスシリコン膜を用いる
こともできる。いずれにしても、この第２の絶縁膜は、
これに対するTEOS-O3 CVD 膜の成長速度が第３の絶縁膜
に対する成長速度よりも高いものであれば本発明のよる
効果が達成されることになる。
ものではなく、幾多の変更や変形を加えることができ
る。例えば、上述した実施例においては、第１の絶縁膜
27としてBPSG膜を使用したが、PSG 膜などの他の絶縁材
料の膜を使用することもできる。また、第１の絶縁膜と
して作用するBPSG膜２７の上に第２の絶縁膜として作用
するプラズマCVD 法によるシリコン窒化膜２８を形成し
たが、プラズマシリコン酸化膜(P-SiO) やプラズマシリ
コン酸化窒化膜(P-SiON)、プラズマシリコン膜(P-Si)な
どのプラズマCVD 膜を用いることもでき、さらにはプラ
ズマCVD 膜の代わりにアモルファスシリコン膜を用いる
こともできる。いずれにしても、この第２の絶縁膜は、
これに対するTEOS-O3 CVD 膜の成長速度が第３の絶縁膜
に対する成長速度よりも高いものであれば本発明のよる
効果が達成されることになる。
【００２１】さらに、上述した実施例では有機シランを
原料ガスとして用い、オゾンを酸化剤または触媒として
用いて常圧CVD 法により形成した有機シラン−O3 CVD膜
としてTEOS-O3 CVD 膜を用いたが、他の有機シラン、例
えばHMDS(hexa-methl-di-siloxane)やOMCTS(octa-methl
-cyclo-tetra-siloxane)などを用いることもできる。ま
た、上述した実施例では有機シラン−O3 CVD膜を常圧CV
D で形成したが、1.5〜5 気圧、好適には２気圧程度の
加圧CVD で形成することもできる。このような加圧CVD
を採用する場合にはシリコン基板の加熱温度を下げるこ
とができるとともに成長速度を上げることができる。
原料ガスとして用い、オゾンを酸化剤または触媒として
用いて常圧CVD 法により形成した有機シラン−O3 CVD膜
としてTEOS-O3 CVD 膜を用いたが、他の有機シラン、例
えばHMDS(hexa-methl-di-siloxane)やOMCTS(octa-methl
-cyclo-tetra-siloxane)などを用いることもできる。ま
た、上述した実施例では有機シラン−O3 CVD膜を常圧CV
D で形成したが、1.5〜5 気圧、好適には２気圧程度の
加圧CVD で形成することもできる。このような加圧CVD
を採用する場合にはシリコン基板の加熱温度を下げるこ
とができるとともに成長速度を上げることができる。
【００２２】さらに、上述した実施例では第４の絶縁膜
であるTEOS-O3 膜32を形成する前に有機洗浄を行った
が、BPSG膜の上での有機シラン-O3 膜の成長速度はプラ
ズマCVD 膜やアモルファスシリコン膜の上での成長速度
よりももともと低いので、必ずしも有機洗浄を施す必要
はない。
であるTEOS-O3 膜32を形成する前に有機洗浄を行った
が、BPSG膜の上での有機シラン-O3 膜の成長速度はプラ
ズマCVD 膜やアモルファスシリコン膜の上での成長速度
よりももともと低いので、必ずしも有機洗浄を施す必要
はない。
【００２３】
【発明の効果】上述したように本発明による半導体装置
においては、金属配線の上にのみ、有機シラン─O3 CVD
膜の成長速度の遅い絶縁材料より成る第３の絶縁膜を形
成し、金属配線の内部分には成長速度が早くなる絶縁材
料より成る第２の絶縁膜を形成したので、有機シラン─
O3 CVD膜の表面を高度に平坦化することができる。した
がって段差における金属配線の段切れを防止することが
でき、金属配線の信頼性を向上することができる。さら
に、本発明による半導体装置の製造方法によれば、金属
膜を一様に形成し、さらにその上に第３の絶縁膜を一様
に形成した後に、所望のパターンにしたがってこれらを
選択的にエッチングすることによって金属配線の上にの
み第３の絶縁膜を形成するようにしたので、プロセスは
簡単になり、歩留りを向上することができる。
においては、金属配線の上にのみ、有機シラン─O3 CVD
膜の成長速度の遅い絶縁材料より成る第３の絶縁膜を形
成し、金属配線の内部分には成長速度が早くなる絶縁材
料より成る第２の絶縁膜を形成したので、有機シラン─
O3 CVD膜の表面を高度に平坦化することができる。した
がって段差における金属配線の段切れを防止することが
でき、金属配線の信頼性を向上することができる。さら
に、本発明による半導体装置の製造方法によれば、金属
膜を一様に形成し、さらにその上に第３の絶縁膜を一様
に形成した後に、所望のパターンにしたがってこれらを
選択的にエッチングすることによって金属配線の上にの
み第３の絶縁膜を形成するようにしたので、プロセスは
簡単になり、歩留りを向上することができる。
【図１】図１Ａ〜Ｄは、従来の半導体装置の製造方法の
一例における順次の工程を示す断面図である。
一例における順次の工程を示す断面図である。
【図２】図２Ａ〜Ｄは、従来の半導体装置の製造方法の
他の例における順次の工程を示す断面図である。
他の例における順次の工程を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明による半導体装置の一実施例の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図４】図４Ａ〜Ｄは、本発明による半導体装置の製造
方法の順次の工程を示す断面図である。
方法の順次の工程を示す断面図である。
２１ シリコン基板 ２２ ソース ２３ ドレイン ２４ シリコン酸化膜 ２５ ゲート酸化膜 ２６ ゲート電極 ２７ BPSG膜( 第１の絶縁膜) ２８ P-SiN 膜( 第２の絶縁膜) ２９ コンタクトホール ３０ アルミニウム配線 ３１ BPSG膜( 第３の絶縁膜) ３２ TEOS-O3 CVD 膜( 第４の絶縁膜) ３３ アルミニウム膜 ３４ BPSG膜 ３５ レジスト
Claims (6)
- 【請求項１】 多層配線構造を有する半導体装置におい
て、第１の絶縁材料より成る第１の絶縁膜と、この第１
絶縁膜上に形成された第２の絶縁材料より成る第２の絶
縁膜と、この第２の絶縁膜上に所望のパターンに形成さ
れた金属配線と、この金属配線上にのみ形成され、少な
くとも前記第２の絶縁材料とは異なる第３の絶縁材料よ
り成る第３の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜および第３の
絶縁膜の上に形成された有機シラン-O3CVD膜よりなる第
４の絶縁膜とを具え、前記第２および第３の絶縁膜をそ
れぞれ構成する第２および第３の絶縁材料を、第２の絶
縁膜上での有機シラン-O3CVD膜の成長速度が、前記第３
の絶縁膜上での成長速度よりも高いものとしたことを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記第１の絶縁膜をBPSGを以て構成し、
前記第２の絶縁膜をプラズマCVD 膜またはアモルファス
シリコン膜を以て構成し、前記第３の絶縁膜をBPSG膜を
以て構成したことを特徴とする請求項１記載の半導体装
置。 - 【請求項３】 多層配線構造を有する半導体装置を製造
するに当たり、BPSGより成る第１の絶縁膜を形成し、こ
の第１絶縁膜上にプラズマCVD 膜またはアモルファスシ
リコン膜より成る第２の絶縁膜を形成し、前記第１の絶
縁膜および第２の絶縁膜にコンタクトホールを形成した
後、その上に金属膜を形成し、さらにその上にBPSGより
成る第３の絶縁膜を形成し、前記金属膜上の第３の絶縁
膜を残したままで金属膜をパターニングして金属配線を
形成し、前記第２の絶縁膜および第３の絶縁膜の上に有
機シラン-O3CVD法により第４の絶縁膜を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記金属配線を形成した後、有機シラン
-O3CVD膜を形成する以前に有機洗浄を施すことを特徴と
する請求項３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記有機シラン-O3CVD膜より成る第４の
絶縁膜を、常圧CVD法で形成することを特徴とする請求
項４記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記有機シラン-O3CVD膜より成る第４の
絶縁膜を、加圧CVD法で形成することを特徴とする請求
項４記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1793592A JPH05218210A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1793592A JPH05218210A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218210A true JPH05218210A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=11957639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1793592A Pending JPH05218210A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218210A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0837187A (ja) * | 1994-05-19 | 1996-02-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| US8470647B2 (en) * | 2000-05-12 | 2013-06-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1992
- 1992-02-03 JP JP1793592A patent/JPH05218210A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0837187A (ja) * | 1994-05-19 | 1996-02-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| US8470647B2 (en) * | 2000-05-12 | 2013-06-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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