JPH05283408A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH05283408A
JPH05283408A JP10566992A JP10566992A JPH05283408A JP H05283408 A JPH05283408 A JP H05283408A JP 10566992 A JP10566992 A JP 10566992A JP 10566992 A JP10566992 A JP 10566992A JP H05283408 A JPH05283408 A JP H05283408A
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JP
Japan
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insulating film
film
forming
substrate
wiring
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Application number
JP10566992A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Ushiku
幸広 牛久
Toshiko Ono
寿子 小野
Naomi Ninomiya
尚美 二宮
Masanobu Saito
雅伸 斎藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a manufacturing method of a semiconductor device which has a process capable of forming an interlayer insulating film excellent in flatness without damaging a substrate even in the case of a fine element. CONSTITUTION:The title manufacturing method is constituted of the following; a process for forming a wiring layer 3 on a semiconductor substrate 1, a process for forming a silicon nitride layer 4 on the wiring layer 3, a process for etching the wiring layer 3 by using the silicon nitride layer 4 as a mask, a process wherein the semiconductor substrate 1 is dipped in a supersaturated solution of SiO2 and an SiO2 film is selectively grown on a region of the substrate except the silicon nitride layer 4, and a process for eliminating the silicon nitride layer 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、層間絶縁膜や積層配線
等の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an interlayer insulating film, laminated wiring and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュ−タ−や通信機器の重要
部分には、多数のトランジスタや抵抗等を電気回路を達
成するようにむすびつけ、1チップ上に集積化して形成
した大規模集積回路(LSI)が多用されている。この
ため、機器全体の性能は、LSI単体の性能と大きく結
び付いている。
2. Description of the Related Art In recent years, large-scale integrated circuits formed by integrating a large number of transistors, resistors, etc., on a single chip on important parts of a computer or communication equipment so as to achieve an electric circuit ( LSI) is widely used. Therefore, the performance of the entire device is largely linked to the performance of the LSI alone.

【0003】LSI単体の性能向上は、集積度を高める
こと、つまり、素子の微細化により実現できる。しかし
ながら、素子の微細化には、次のような問題があった。
The performance of the LSI itself can be improved by increasing the degree of integration, that is, by miniaturizing the elements. However, the miniaturization of the device has the following problems.

【0004】即ち、図14(a)に示すように、シリコ
ン酸化膜282を介してAl配線283が形成された半
導体基板281上に層間絶縁膜284を堆積すると、A
l配線283間が狭いのでボイド285が発生し、信頼
性が低下するという問題があった。
That is, as shown in FIG. 14A, when the interlayer insulating film 284 is deposited on the semiconductor substrate 281 on which the Al wiring 283 is formed via the silicon oxide film 282, A
Since the space between the 1 wirings 283 is narrow, a void 285 is generated, and there is a problem that reliability is reduced.

【0005】また、層間絶縁膜284が平坦でないた
め、後工程のフォトリソグラフィ工程において、露光の
焦点誤差が生じ、正確な膜加工が困難になるという問題
もあった。
Further, since the interlayer insulating film 284 is not flat, there is a problem that a focus error of exposure occurs in a photolithography process which is a post-process and it becomes difficult to perform accurate film processing.

【0006】上述した問題は、エッチバックを用いるこ
とである程度解消できるが、この場合、工程の複雑化と
いう新たな問題が生じる。
The above-mentioned problem can be solved to some extent by using etch back, but in this case, a new problem that the process is complicated occurs.

【0007】更に、次のような問題も素子の微細化を困
難にしていた。
Further, the following problems also make it difficult to miniaturize the device.

【0008】図14(b)に示すように、下層配線29
3とのコンタクトを取るためにエッチングにより層間絶
縁膜294に開口部を形成するときにオーバーエッチン
グにより下層配線293がエッチングされることがあ
る。
As shown in FIG. 14B, the lower layer wiring 29
The lower wiring 293 may be etched by over-etching when an opening is formed in the interlayer insulating film 294 by etching in order to make contact with 3.

【0009】即ち、絶縁膜292を介して下層配線29
3が形成された半導体基板291上に、層間絶縁膜29
4を堆積した後、この上にフォトレジストパタ−ンを形
成し、これをマスクとして層間絶縁膜294をエッチン
グする。
That is, the lower layer wiring 29 is provided through the insulating film 292.
On the semiconductor substrate 291 on which the interlayer insulating film 29 is formed.
4 is deposited, a photoresist pattern is formed thereon, and the interlayer insulating film 294 is etched using this as a mask.

【0010】層間絶縁膜294は、平坦であることが望
ましいが、下層配線293の影響を受ける。このため、
平坦な膜にするために、層間絶縁膜294は、厚膜に形
成する必要がある。この結果、エッチング量が増え、下
層配線293までがエッチングされてしまう。
The interlayer insulating film 294 is preferably flat, but is influenced by the lower layer wiring 293. For this reason,
In order to form a flat film, the interlayer insulating film 294 needs to be formed as a thick film. As a result, the etching amount increases, and the lower layer wiring 293 is also etched.

【0011】また、フォトレジストパタ−ンがずれる
と、図14(c)に示すように、下層配線293の下層
の絶縁膜292までエッチングされてしまう。これを防
止するには、合わせマ−ジン、つまり、下層配線293
の幅を広くすれば良いが、素子の微細化が困難になる。
If the photoresist pattern is displaced, the insulating film 292 in the lower layer of the lower wiring 293 is also etched as shown in FIG. 14C. To prevent this, the alignment margin, that is, the lower layer wiring 293.
However, it is difficult to miniaturize the device.

【0012】また、素子の微細化に伴い多様な幅の素子
分離領域を形成する必要があるが、従来法、例えば、溝
埋め込み方法を用いた場合、全ての溝を全て等しく絶縁
膜で埋めることが困難であるという問題があった。
Further, it is necessary to form element isolation regions of various widths with the miniaturization of elements. When the conventional method, for example, the groove burying method is used, all the trenches are equally filled with the insulating film. There was a problem that it was difficult.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の半
導体装置の製造方法では、素子の微細化が進むと、層間
絶縁膜の形成の際にボイドが生じたり、上層配線の形成
の際に下層配線がエッチングされたり、多様な幅の素子
分離領域の形成が困難になるという問題があった。 本
発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、製造工程の複雑化を招くこと無く、素
子の微細化を成し得る半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
As described above, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device, when the element is miniaturized, a void is generated in the formation of the interlayer insulating film, or the upper wiring is formed. There are problems that the lower layer wiring is etched and it is difficult to form element isolation regions of various widths. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of miniaturizing an element without inviting a complicated manufacturing process. is there.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、液相中
での絶縁膜の選択成長を利用したことにある。
The essence of the present invention is to utilize the selective growth of an insulating film in a liquid phase.

【0015】即ち、上記の目的を達成するために、本発
明の半導体装置の製造方法(請求項1)は、基板上に金
属膜を形成する工程と、この金属膜上に、液相中で所定
の絶縁膜が成長しないマスクパタ−ンを形成する工程
と、このマスクパタ−ンをマスクとして前記金属膜をエ
ッチングする工程と、液相中で前記マスクパタ−ン以外
の領域の基板上に所定の絶縁膜を選択的に成長させる工
程と、前記マスクパタ−ンを除去する工程とを備えてい
ることを特徴とする。
That is, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (claim 1) comprises a step of forming a metal film on a substrate and a step of forming a metal film on the metal film in a liquid phase. A step of forming a mask pattern on which a predetermined insulating film does not grow, a step of etching the metal film using this mask pattern as a mask, and a predetermined insulating layer on the substrate in a region other than the mask pattern in the liquid phase. The method is characterized by comprising a step of selectively growing a film and a step of removing the mask pattern.

【0016】また、本発明の他の半導体装置の製造方法
(請求項2)は、基板上に第1の金属配線を形成する工
程と、この金属配線上に、液相中で所定の絶縁膜が成長
しないマスクパタ−ンを形成する工程と、液相中で前記
マスクパタ−ン以外の領域の基板上に所定の絶縁膜を選
択的に成長させる工程と、前記マスクパタ−ンを除去し
て開口部を形成した後、この開口部に配線材料を埋め込
んで第2の金属配線を形成する工程とを備えていること
を特徴とする。
Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (claim 2) includes a step of forming a first metal wiring on a substrate and a predetermined insulating film in a liquid phase on the metal wiring. Forming a mask pattern that does not grow, a step of selectively growing a predetermined insulating film on a substrate in a region other than the mask pattern in a liquid phase, and removing the mask pattern to form an opening. And then forming a second metal wiring by burying a wiring material in the opening.

【0017】また、本発明の他の半導体装置の製造方法
(請求項3)は、基板上に、液相中で所定の絶縁膜が成
長しないマスクパタ−ンを形成する工程と、このマスク
パタ−ンをマスクとして前記基板をエッチングして溝を
形成する工程と、液相中で前記溝内に所定の絶縁膜を選
択的に成長させる工程と、前記マスクパタ−ンを除去す
る工程とを備えていることを特徴とする。
According to another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention (claim 3), a step of forming a mask pattern on a substrate in which a predetermined insulating film does not grow in a liquid phase, and the mask pattern. Is used as a mask to form a groove by etching the substrate, a step of selectively growing a predetermined insulating film in the groove in a liquid phase, and a step of removing the mask pattern. It is characterized by

【0018】また、本発明の他の半導体装置の製造方法
(請求項4)は、基板上に、液相中で所定の絶縁膜が成
長しないマスクパタ−ンを形成する工程と、液相中で前
記マスクパタ−ン以外の領域の基板上に所定の絶縁膜を
選択的に成長させる工程と、前記マスクパタ−ンを除去
した後、前記マスクパタ−ンの領域の基板上に半導体膜
を形成する工程とを備えていることを特徴とする。
Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (claim 4) comprises a step of forming a mask pattern on a substrate in which a predetermined insulating film does not grow in a liquid phase, and a step of forming a mask pattern in the liquid phase. A step of selectively growing a predetermined insulating film on the substrate in regions other than the mask pattern; and a step of forming a semiconductor film on the substrate in the region of the mask pattern after removing the mask pattern. It is characterized by having.

【0019】[0019]

【作用】本発明の半導体装置の製造方法では、液相中で
所定の絶縁膜が成長しないマスクパタ−ンを基板上に形
成した後、液相中で所定の絶縁膜を選択成長させ、しか
る後、マスクパタ−ンを除去する。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a mask pattern which does not grow a predetermined insulating film in a liquid phase is formed on a substrate, and then a predetermined insulating film is selectively grown in the liquid phase. , Remove the mask pattern.

【0020】したがって、所望の処理がなされた基板と
して、最上層が配線となる金属膜が堆積された基板を選
べば、マスクパタ−ンをマスクとして前記金属膜をエッ
チングした後、液相中で所定の絶縁膜の選択的成長を行
ない、しかる後、前記マスクパタ−ンを除去すれば、層
間絶縁膜となる絶縁膜をエッチバックすること無く、平
坦性に優れた層間絶縁膜が得られる。また、配線層間が
狭くなっても、選択成長を用いているので層間絶縁膜中
のボイドの発生を防止できる。
Therefore, if a substrate on which a metal film having wiring as the uppermost layer is deposited is selected as the substrate subjected to the desired treatment, the metal film is etched using the mask pattern as a mask and then predetermined in the liquid phase. By selectively growing the insulating film, and then removing the mask pattern, an interlayer insulating film having excellent flatness can be obtained without etching back the insulating film to be the interlayer insulating film. Further, even if the space between the wiring layers is narrowed, it is possible to prevent the generation of voids in the interlayer insulating film because the selective growth is used.

【0021】また、所望の処理がなされた基板として、
最上層が配線層の基板を選び、この配線層上にマスクパ
タ−ンを形成した後、液相中で所定の絶縁膜の選択的成
長を行ない、しかる後、前記マスクパタ−ンを除去すれ
ば、層間絶縁膜となる絶縁膜をエッチングせずに、スル
−ホ−ルを形成できる。したがって、配線層がエッチン
グされるという問題は生じない。更に、マスクパタ−ン
をフォトリソグラフィ技術を用いて形成すれば、開口部
の寸法精度は、フォトレジストのパタ−ニング精度によ
り決定される。したがって、エッチング精度を考慮しな
くても良いのでエッチングを用いた従来法に比べ、より
微細なスル−ホ−ルを形成できる。
Further, as a substrate subjected to desired processing,
After selecting a substrate having a wiring layer as the uppermost layer and forming a mask pattern on the wiring layer, selective growth of a predetermined insulating film is performed in a liquid phase, and thereafter, if the mask pattern is removed, The through hole can be formed without etching the insulating film serving as the interlayer insulating film. Therefore, the problem that the wiring layer is etched does not occur. Further, if the mask pattern is formed by using the photolithography technique, the dimensional accuracy of the opening is determined by the photoresist patterning accuracy. Therefore, since it is not necessary to consider the etching accuracy, a finer through-hole can be formed as compared with the conventional method using etching.

【0022】また、本発明(請求項4)では、液相中で
所定の絶縁膜が成長しないマスクパタ−ンを基板上に形
成し、このマスクパタ−ンをマスクとして前記基板をエ
ッチングして素子分離領域となる溝を形成し、液相中で
所定の絶縁膜の選択的成長を行なっているので、前記溝
内を前記絶縁膜で埋めることができる。したがって、素
子分離用絶縁膜となる絶縁膜をエッチバックする必要が
無いので、素子分離領域の形成の際に基板がダメ−ジを
受けるという問題は生じないし、工程も簡略となる。
Further, in the present invention (claim 4), a mask pattern which does not allow a predetermined insulating film to grow in a liquid phase is formed on a substrate, and the substrate is etched by using this mask pattern as a mask to separate elements. Since the groove to be the region is formed and the predetermined insulating film is selectively grown in the liquid phase, the inside of the groove can be filled with the insulating film. Therefore, since it is not necessary to etch back the insulating film to be the insulating film for element isolation, there is no problem that the substrate is damaged during the formation of the element isolation region, and the process is simplified.

【0023】また、本発明(請求項5)では、液相中で
所定の絶縁膜の選択的成長を行なった後、マスクパタ−
ンを除去し、その領域の基板上に半導体膜を形成するこ
とで、溝に絶縁膜を埋め込んだ場合と同じ構造の基板が
得られる。更に、基板にエッチングを施して溝を形成す
る必要がないので、基板ダメ−ジの低減化が図れる。
Further, according to the present invention (claim 5), a mask pattern is formed after a predetermined insulating film is selectively grown in a liquid phase.
Then, the semiconductor film is removed and a semiconductor film is formed over the substrate in that region, so that a substrate having the same structure as when the groove is filled with the insulating film is obtained. Furthermore, since it is not necessary to form a groove by etching the substrate, the substrate damage can be reduced.

【0024】[0024]

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1は、本発明の第1の実施例に係わる層
間絶縁膜の形成方法を示す形成工程断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a forming process showing a method of forming an interlayer insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【0026】まず、図1(a)に示す如く、半導体基板
1上にシリコン酸化膜2を形成した後、この上に配線層
3を堆積する。次いで全面にシリコンナイトライド層4
を堆積した後、この上にフォトレジストを塗布し、引き
続き、露光,現像を行ない配線領域のみにフォトレジス
トを残す。次いでこのフォトレジストをマスクとしてシ
リコンナイトライド層4のエッチングを行ない、この
後、フォトレジストを剥離する。
First, as shown in FIG. 1A, after a silicon oxide film 2 is formed on a semiconductor substrate 1, a wiring layer 3 is deposited thereon. Next, a silicon nitride layer 4 on the entire surface
After depositing a photoresist, a photoresist is applied thereon, and then exposure and development are performed to leave the photoresist only in the wiring region. Then, using this photoresist as a mask, the silicon nitride layer 4 is etched, and then the photoresist is removed.

【0027】次に図1(b)に示す如く、シリコンナイ
トライド層4をマスクとして配線層3をエッチングす
る。
Next, as shown in FIG. 1B, the wiring layer 3 is etched using the silicon nitride layer 4 as a mask.

【0028】次に図1(c)に示す如く、半導体基板1
をSiO2 の過飽和溶液中に浸漬して層間絶縁膜である
SiO2 膜5をシリコン酸化膜2上に形成する。SiO
2 の過飽和溶液としては、SiO2 を珪化フッ化水素酸
溶液に過飽和したものを用いる。成膜温度は室温で良
い。SiO2 の過飽和溶液中では、シリコンナイトライ
ド層4上にはSiO2 が成長しないという性質があるの
で、SiO2 膜5はシリコン酸化膜2上に選択的に成長
する。
Next, as shown in FIG. 1C, the semiconductor substrate 1
Is immersed in a supersaturated solution of SiO 2 to form an SiO 2 film 5 as an interlayer insulating film on the silicon oxide film 2. SiO
As the supersaturated solution of 2 , SiO 2 which is supersaturated with a silicified hydrofluoric acid solution is used. The film forming temperature may be room temperature. Since SiO 2 does not grow on the silicon nitride layer 4 in a supersaturated solution of SiO 2 , the SiO 2 film 5 selectively grows on the silicon oxide film 2.

【0029】次にSiO2 膜5の膜厚が配線層5のそれ
と同じなったら、SiO2 の過飽和溶液から半導体基板
1を取り出す。最後に、図1(d)に示す如く、シリコ
ンナイトライド層4を除去して、層間絶縁膜の形成工程
が完了する。
Next, when the film thickness of the SiO 2 film 5 becomes the same as that of the wiring layer 5, the semiconductor substrate 1 is taken out from the supersaturated solution of SiO 2 . Finally, as shown in FIG. 1D, the silicon nitride layer 4 is removed, and the step of forming the interlayer insulating film is completed.

【0030】以上述べた方法によれば、SiO2 がシリ
コン酸化膜2上に成長してSiO2膜が形成されるの
で、微細化により配線層3間が狭くなっても、ボイドは
生じない。また、シリコンナイトライド層4上にはSi
2 は成長しないので、容易にシリコンナイトライド層
4を除去でき、製造工程の複雑化を招くこと無く表面の
平坦化を行なえる。
According to the method described above, since SiO 2 grows on the silicon oxide film 2 to form the SiO 2 film, no void is generated even if the space between the wiring layers 3 is narrowed due to miniaturization. Further, Si is formed on the silicon nitride layer 4.
Since O 2 does not grow, the silicon nitride layer 4 can be easily removed, and the surface can be planarized without complicating the manufacturing process.

【0031】かくして本実施例によれば、素子の微細化
を行なっても、ボイドが無く、表面が平坦な層間絶縁膜
を得ることができる。
Thus, according to the present embodiment, even if the element is miniaturized, it is possible to obtain an interlayer insulating film having no void and a flat surface.

【0032】なお、本実施例では、フォトレジパタ−ン
を用いてシリコンナイトライド層4を形成したが、直接
フォトリソグラフィ工程を用いてフォトレジストで形成
しても良い。また、本実施例では、シリコンナイトライ
ド層4を形成した後、フォトレジパタ−ンを剥離して次
の工程に進んだが、剥離せずに次の工程に進んでも良
い。この場合、フォトレジパタ−ンの剥離は、例えば、
シリコンナイトライド層4の除去と同時に行なう。ま
た、シリコンナイトライド層4の代わりにフォトレジス
トを用いても良い。
In this embodiment, the silicon nitride layer 4 is formed by using a photoresist pattern, but it may be formed by a photoresist by using a direct photolithography process. In this embodiment, after the silicon nitride layer 4 is formed, the photoresist pattern is peeled off and the process proceeds to the next step. However, the photoresist pattern may be peeled off to the next step. In this case, the peeling of the photoresist pattern is performed, for example,
This is performed simultaneously with the removal of the silicon nitride layer 4. A photoresist may be used instead of the silicon nitride layer 4.

【0033】図2は、本発明の第2の実施例に係わる層
間絶縁膜の形成方法を示す形成工程断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a forming process showing a method for forming an interlayer insulating film according to the second embodiment of the present invention.

【0034】まず、図2(a)に示す如く、半導体基板
21上にシリコン酸化膜22を形成し、このシリコン酸
化膜22上に配線層23となるAl膜を堆積する。次い
でこのAl膜上に配線層用のフォトレジストパタ−ン2
4を作成し、これをマスクとしてAl膜をエッチングし
て配線層23を形成する。
First, as shown in FIG. 2A, a silicon oxide film 22 is formed on a semiconductor substrate 21, and an Al film to be a wiring layer 23 is deposited on the silicon oxide film 22. Then, a photoresist pattern 2 for a wiring layer is formed on the Al film.
4 is formed, and the Al film is etched using this as a mask to form the wiring layer 23.

【0035】次に図2(b)に示す如く、フォトレジス
トパタ−ン24を剥離した後、配線層23の表面改質の
ために、半導体基板21を強酸溶液、例えば、濃硝酸中
に浸漬して配線層23の表面に不動態層(Al2 3
25を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, after removing the photoresist pattern 24, the semiconductor substrate 21 is immersed in a strong acid solution, for example, concentrated nitric acid, for surface modification of the wiring layer 23. Then, a passivation layer (Al 2 O 3 ) is formed on the surface of the wiring layer 23.
25 is formed.

【0036】最後に、図2(c)に示す如く、半導体基
板21をSiO2 の過飽和溶液の中に浸漬し、シリコン
酸化膜22上に層間絶縁膜であるSiO2 膜26を配線
層23と同じ厚さに堆積する。ここで、不動態層25に
は、SiO2 が成長しないという性質があるので、Si
2 膜26はシリコン酸化膜22上に選択的に成長す
る。また、不動態層25は、配線層23を酸から守る役
割も果している。
[0036] Finally, as shown in FIG. 2 (c), by immersing the semiconductor substrate 21 in the SiO 2 of the supersaturated solution, the SiO 2 film 26 to the wiring layer 23 is an interlayer insulating film on the silicon oxide film 22 Deposit to the same thickness. Here, since the passivation layer 25 has a property that SiO 2 does not grow,
The O 2 film 26 selectively grows on the silicon oxide film 22. The passivation layer 25 also plays a role of protecting the wiring layer 23 from acid.

【0037】以上述べた方法によれば、先の実施例と同
様な理由により微細化により配線層23間が狭くなって
も、ボイドは生じない。また、本実施例では、配線層2
3上にシリコンナイトライド層を形成する代わりに、配
線層23の表面に不動態層25に形成したので、シリコ
ンナイトライド層の除去工程が無くなり、より簡単な工
程で層間絶縁膜を形成できる。
According to the method described above, voids do not occur even if the space between the wiring layers 23 becomes narrow due to miniaturization for the same reason as in the previous embodiment. In addition, in this embodiment, the wiring layer 2
Since the passivation layer 25 is formed on the surface of the wiring layer 23 instead of forming the silicon nitride layer on the surface of the wiring layer 3, the step of removing the silicon nitride layer is eliminated, and the interlayer insulating film can be formed by a simpler process.

【0038】かくして本実施例によれば、先の実施例と
同様に、素子の微細化を行なっても、ボイドが無く、表
面が平坦な層間絶縁膜を得ることができる。
Thus, according to this embodiment, similarly to the previous embodiment, even if the element is miniaturized, an interlayer insulating film having no void and a flat surface can be obtained.

【0039】なお、本実施例では、配線層23の表面の
全てに不動態層25を形成したが、配線層23の側部だ
けに不動態層25を形成しても良い。
Although the passivation layer 25 is formed on the entire surface of the wiring layer 23 in this embodiment, the passivation layer 25 may be formed only on the side portion of the wiring layer 23.

【0040】即ち、フォトレジストパタ−ン24の耐性
が保てる条件で、配線層23の側部だけに不動態層25
を形成した後、半導体基板21をSiO2 の過飽和溶液
の中に浸漬してSiO2 膜26を形成する。そして、S
iO2 の過飽和溶液から半導体基板21を取り出してフ
ォトレジストパタ−ン24を剥離すると、図1(d)の
ような構造の層間絶縁膜が得られる。なお、この場合の
改質方法としては、窒素プラズマ中でのアニ−ルがあが
られる。また、配線層23のエッチングの際に配線層2
3の側部に堆積するエッチング成分を利用するこもでき
る。
That is, under the condition that the resistance of the photoresist pattern 24 can be maintained, the passivation layer 25 is formed only on the side portion of the wiring layer 23.
After formation, thereby forming a SiO 2 film 26 by immersing the semiconductor substrate 21 in the SiO 2 of the supersaturated solution. And S
When the semiconductor substrate 21 is taken out of the supersaturated solution of iO 2 and the photoresist pattern 24 is peeled off, an interlayer insulating film having a structure as shown in FIG. 1D is obtained. As a reforming method in this case, annealing in nitrogen plasma can be used. Further, when the wiring layer 23 is etched, the wiring layer 2
It is also possible to use an etching component that is deposited on the side of 3.

【0041】また、本実施例では、配線層23の表面改
質のために、半導体基板21を強酸溶液中に浸漬して配
線層23の表面に不動態層25を形成したが、選択CV
D法を用いて配線層23の表面のみにタングステン膜を
堆積しても良い。また、配線層23の材料としてAlを
用いたが、その代わりに銅を用いても良い。この場合の
改質方法としては、銅配線の表面をメッキ法により金を
堆積する方法が挙げられる。また、チタンを含んだ銅を
配線層材料として用いた場合には、窒素雰囲気中でのア
ニ−ルにより、銅配線層の表面を窒化チタン化すること
で改質を行なえる。要は、SiO2 の過飽和溶液により
配線層が溶出しないように配線層の表面を改質すれば良
い。
In this embodiment, the semiconductor substrate 21 is immersed in a strong acid solution to form the passivation layer 25 on the surface of the wiring layer 23 for surface modification of the wiring layer 23.
The tungsten film may be deposited only on the surface of the wiring layer 23 by using the D method. Although Al is used as the material of the wiring layer 23, copper may be used instead. As a modification method in this case, there is a method of depositing gold on the surface of the copper wiring by a plating method. Further, when copper containing titanium is used as the wiring layer material, the surface of the copper wiring layer can be converted into titanium nitride by anneal in a nitrogen atmosphere for modification. The point is that the surface of the wiring layer should be modified so that the wiring layer does not elute with the supersaturated solution of SiO 2 .

【0042】図3は、本発明の第3の実施例に係わる層
間絶縁膜の形成方法を示す形成工程断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a forming process showing a method of forming an interlayer insulating film according to the third embodiment of the present invention.

【0043】本実施例は、配線層がSiO2 の過飽和溶
液に溶解しない場合の形成方法に関する。
This embodiment relates to a method of forming a wiring layer when it is not dissolved in a supersaturated solution of SiO 2 .

【0044】まず、図3(a)に示す如く、半導体基板
31上にシリコン酸化膜32を介して配線層33となる
タングステンやポリシリコン等からなる金属膜を堆積し
た後、フォトレジストパタ−ン34を形成し、これをマ
スクとして金属膜をエッチングして配線層33を形成す
る。
First, as shown in FIG. 3A, a metal film made of tungsten, polysilicon, or the like to be the wiring layer 33 is deposited on the semiconductor substrate 31 via the silicon oxide film 32, and then a photoresist pattern is formed. 34 is formed, and the metal film is etched using this as a mask to form the wiring layer 33.

【0045】次に図3(b)に示す如く、半導体基板3
1をSiO2 の過飽和溶液中に浸漬して、シリコン酸化
膜32上に層間絶縁膜であるSiO2 膜35を選択的に
成長させる。ここで、シリコンナイトライド層と同様
に、SiO2 の過飽和溶液中では、フォトレジストパタ
−ン34上には、SiO2 は成長しない。
Next, as shown in FIG. 3B, the semiconductor substrate 3
1 was immersed in a supersaturated solution of SiO 2, selectively growing a SiO 2 film 35 an interlayer insulating film on the silicon oxide film 32. Here, as with the silicon nitride layer, during a supersaturated solution of SiO 2, photoresist pattern - on down 34, SiO 2 does not grow.

【0046】最後に、図3(c)に示す如く、フォトレ
ジストパタ−ン34を剥離して層間絶縁膜の形成工程が
完成する。
Finally, as shown in FIG. 3C, the photoresist pattern 34 is removed to complete the step of forming the interlayer insulating film.

【0047】以上述べた方法でも、先の実施例と同様な
効果が得られ、しかも、配線層33の材料としてSiO
2 の過飽和溶液に溶解しない金属を用いているので、不
動態層を形成する必要がなくなる。
The method described above can also achieve the same effect as that of the previous embodiment, and moreover, the material of the wiring layer 33 is SiO 2.
Since a metal that does not dissolve in the supersaturated solution of 2 is used, there is no need to form a passivation layer.

【0048】図4は、本発明の第4の実施例に係わる層
間絶縁膜の形成方法を示す形成工程断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a forming process showing a method of forming an interlayer insulating film according to the fourth embodiment of the present invention.

【0049】まず、図4(a)に示す如く、半導体基板
41上にシリコン酸化膜42を形成し、続いて、このシ
リコン酸化膜42上に薄い配線層43aとなる薄膜を堆
積する。薄膜の材料としては、ポリシリコンや銅やタン
グステン等があげられる。次いでこの薄膜上にフォトレ
ジストパタ−ン44を形成し、これをマスクとして薄膜
をエッチングして薄い配線層43aを形成する。
First, as shown in FIG. 4A, a silicon oxide film 42 is formed on a semiconductor substrate 41, and then a thin film to be a thin wiring layer 43a is deposited on the silicon oxide film 42. Examples of the material of the thin film include polysilicon, copper, tungsten and the like. Next, a photoresist pattern 44 is formed on this thin film, and the thin film is etched using this as a mask to form a thin wiring layer 43a.

【0050】次に図4(b)に示す如く、半導体基板4
1をSiO2 の過飽和溶液中に浸漬して、シリコン酸化
膜42上に層間絶縁膜であるSiO2 膜45を選択的に
所望の厚さだけ成長させる。
Next, as shown in FIG. 4B, the semiconductor substrate 4
1 was immersed in a supersaturated solution of SiO 2, it is selectively grown by a desired thickness of the SiO 2 film 45 an interlayer insulating film on the silicon oxide film 42.

【0051】次に図4(c)に示す如く、フォトレジス
トパタ−ン44を剥離した後、図4(d)に示す如く、
薄い配線層43aを種として、この薄い配線層43a上
に選択的に厚い配線層43bを形成し、フォトレジスト
パタ−ン44の剥離によりできた開口部を塞ぐ。厚い配
線層43bの形成方法としては次のような方法があげら
れる。
Next, as shown in FIG. 4C, after removing the photoresist pattern 44, as shown in FIG.
Using the thin wiring layer 43a as a seed, a thick wiring layer 43b is selectively formed on the thin wiring layer 43a to close the opening formed by peeling the photoresist pattern 44. The method for forming the thick wiring layer 43b includes the following methods.

【0052】即ち、薄い配線層43aがポリシリコンか
らなる場合には、エピタキシャル成長法を用いて厚い配
線層43bを薄い配線層43a上に選択的に形成する。
That is, when the thin wiring layer 43a is made of polysilicon, the thick wiring layer 43b is selectively formed on the thin wiring layer 43a by the epitaxial growth method.

【0053】また、薄い配線層43aが銅からなる場合
には、メッキ法を用いて薄い配線層43a上に銅や金か
らなる厚い配線層43bを選択的に形成する。
When the thin wiring layer 43a is made of copper, a thick wiring layer 43b made of copper or gold is selectively formed on the thin wiring layer 43a by a plating method.

【0054】また、薄い配線層43aがタングステンか
らなる場合には、選択CVD法を用いて薄い配線層43
a上にタングステンや銅やアルミニウムからなる厚い配
線層43bを選択的に形成する。
When the thin wiring layer 43a is made of tungsten, the thin wiring layer 43 is formed by the selective CVD method.
A thick wiring layer 43b made of tungsten, copper or aluminum is selectively formed on a.

【0055】以上述べた方法でも、素子が微細になって
もボイドや段差のない層間絶縁膜を得ることができ、装
置の信頼性の低下を防止できる。
Also by the method described above, it is possible to obtain an interlayer insulating film having no voids or steps even if the element becomes fine, and it is possible to prevent the deterioration of the reliability of the device.

【0056】なお、上記第1〜第4の実施例では、層間
絶縁膜の形成の場合について説明したが、本発明は、素
子分離,コンタクトホ−ル,ヴィアホ−ル,MOSトラ
ンジスタのゲ−ト,バイポ−ラトランジスタのエミッタ
等の形成にも適用できる。
In the above first to fourth embodiments, the case of forming the interlayer insulating film has been described. However, the present invention is directed to element isolation, contact holes, via holes, and gates of MOS transistors. It can also be applied to the formation of the emitter of a bipolar transistor.

【0057】図5,図6は、本発明の第5の実施例に係
わる積層配線の形成方法を示す形成工程断面図である。
5 and 6 are sectional views of a forming process showing a method of forming a laminated wiring according to the fifth embodiment of the present invention.

【0058】まず、図5(a)に示す如く、半導体基板
51上に層間絶縁膜52を介して下層配線53を形成す
る。
First, as shown in FIG. 5A, the lower wiring 53 is formed on the semiconductor substrate 51 with the interlayer insulating film 52 interposed therebetween.

【0059】次に図5(b)に示す如く、下層配線53
を保護するために、例えば、スパッタ法を用いて厚さ1
00nm以下のSiO2 からなる薄い絶縁膜54を全面
に堆積する。
Next, as shown in FIG. 5B, the lower wiring 53
To protect the
A thin insulating film 54 made of SiO 2 having a thickness of 00 nm or less is deposited on the entire surface.

【0060】次に図5(c)に示す如く、全面にフォト
レジストを塗布した後、フォトマスクとしてスル−ホ−
ルの反転パタ−ンを用いて露光を行ない、続いて、現像
を行ないフォトレジストパタ−ン55を形成する。この
後、必要に応じてフォトレジストパタ−ン55の改質を
行なう。改質方法としては、フォトレジストパタ−ン5
5の表面を疎水性に変える方法や、フォトレジストパタ
−ン55の表面の不純物を除去する方法等があげられ
る。
Next, as shown in FIG. 5C, a photoresist is applied to the entire surface, and then a through-hole is used as a photomask.
Exposure is carried out using a reverse pattern of the pattern, and then development is carried out to form a photoresist pattern 55. After that, the photoresist pattern 55 is modified if necessary. As a modification method, a photoresist pattern 5 is used.
There are a method of making the surface of No. 5 hydrophobic and a method of removing impurities on the surface of the photoresist pattern 55.

【0061】次に図6(a)に示す如く、半導体基板5
1をSiO2 の過飽和溶液中に浸漬して、薄い絶縁膜5
4上に層間絶縁膜であるSiO2 膜56を選択的に所望
の厚さだけ成長させる。
Next, as shown in FIG. 6A, the semiconductor substrate 5
1 is immersed in a supersaturated solution of SiO 2 to form a thin insulating film 5
An SiO 2 film 56, which is an interlayer insulating film, is selectively grown on the film 4 to a desired thickness.

【0062】次に図6(b)に示す如く、フォトレジス
トパタ−ン55を剥離した後、異方性エッチングによ
り、露出した薄い絶縁膜54を除去する。ここで、スル
−ホ−ルの形成工程が完了する。
Next, as shown in FIG. 6B, after removing the photoresist pattern 55, the exposed thin insulating film 54 is removed by anisotropic etching. At this point, the through-hole forming process is completed.

【0063】最後に、図6(c)に示す如く、スル−ホ
−ル内に金属材料を埋込んで上層配線57を形成する。
金属材料としては、Al,Au,Cu,W,Zn,N
i,Co,Pd,Ti,Si等の材料や、これら材料を
組み合わせたものを用いることができる。また、埋め込
み方法としては、選択CVD法,無電界メッキ法,スパ
ッタ法とエッチバックとの組合せ等があげられる。な
お、上層配線56は、単層構造でも積層構造でも良い。
Finally, as shown in FIG. 6C, a metal material is embedded in the through hole to form the upper wiring 57.
As the metal material, Al, Au, Cu, W, Zn, N
Materials such as i, Co, Pd, Ti and Si, and combinations of these materials can be used. As the embedding method, there are a selective CVD method, an electroless plating method, a combination of a sputtering method and an etch back, and the like. The upper layer wiring 56 may have a single layer structure or a laminated structure.

【0064】以上述べた方法によれば、SiO2 が薄い
絶縁膜54上に選択的に成長してSiO2 膜が形成され
るので、微細化により下層配線53間が狭くなっても、
つまり、高アスペクト比の場合でも、ボイドが無いSi
2 膜56が得られる。また、スル−ホ−ルは、フォト
レジストパタ−ン55を剥離することで形成できるの
で、従来法のように、層間絶縁膜となる絶縁膜のオ−バ
−エッチングにより、下層配線53がエッチングされる
という問題は生じない。また、エッチング工程が減るの
で、製造工程の簡略化が図れる。
According to the method described above, since SiO 2 is selectively grown on the thin insulating film 54 to form the SiO 2 film, even if the space between the lower layer wirings 53 becomes narrow due to miniaturization,
That is, even if the aspect ratio is high, Si without voids
An O 2 film 56 is obtained. Further, since the through hole can be formed by peeling off the photoresist pattern 55, the lower layer wiring 53 is etched by the over etching of the insulating film which becomes the interlayer insulating film as in the conventional method. There is no problem with being. Moreover, since the number of etching processes is reduced, the manufacturing process can be simplified.

【0065】また、本実施例では、スル−ホ−ルの寸法
精度はフォトレジストのパタ−ニング精度により決定さ
れる。このため、エッチング精度を考慮しなくて良いの
でエッチングを用いた従来法に比べ、より微細なスル−
ホ−ルを形成できる。また、図7(a)に示すように、
フォトレジストパタ−ン55の位置がずれても、フォト
レジストパタ−ン55を除去することで、スル−ホ−ル
を形成できるので、図7(b)に示すように上層配線5
7を形成できる。したがって、合わせマ−ジンが不要に
なり、多層配線における微細化,集積化を高めることが
できる。
In this embodiment, the dimensional accuracy of the through hole is determined by the photoresist patterning accuracy. Therefore, since it is not necessary to consider the etching accuracy, a finer through-hole is required as compared with the conventional method using etching.
A hole can be formed. In addition, as shown in FIG.
Even if the position of the photoresist pattern 55 is displaced, the through hole can be formed by removing the photoresist pattern 55. Therefore, as shown in FIG.
7 can be formed. Therefore, the alignment margin becomes unnecessary, and the miniaturization and integration of the multilayer wiring can be improved.

【0066】図8,図9は、本発明の第6の実施例に係
わる積層配線の形成方法を示す形成工程断面図である。
FIGS. 8 and 9 are sectional views of a forming process showing a method of forming a laminated wiring according to the sixth embodiment of the present invention.

【0067】まず、図8(a)に示す如く、素子分離用
の絶縁膜62で囲まれた半導体基板61の素子形成領域
に、ゲ−ト絶縁膜63,ゲ−ト電極64,ソ−ス・ドレ
イン拡散層65を形成する。この後、下地を保護するた
めに、例えば、スパッタ法或いはCVD法を用いて、厚
さ100nm以下のSiO2 膜からなる薄い絶縁膜66
を形成する。
First, as shown in FIG. 8A, a gate insulating film 63, a gate electrode 64, and a source are formed in an element forming region of a semiconductor substrate 61 surrounded by an insulating film 62 for element isolation. -The drain diffusion layer 65 is formed. After that, in order to protect the base, for example, a thin insulating film 66 made of a SiO 2 film having a thickness of 100 nm or less is formed by using a sputtering method or a CVD method.
To form.

【0068】次に図8(b)に示す如く、全面にフォト
レジストを塗布した後、フォトマスクとしてスル−ホ−
ルの反転パタ−ンを用いて露光を行ない、続いて、現像
を行ないフォトレジストパタ−ン67を形成する。次い
で半導体基板61をSiO2の過飽和溶液中に浸漬し
て、薄い絶縁膜66上に層間絶縁膜であるSiO2 膜6
8を選択的に所望の厚さだけ成長させる。
Next, as shown in FIG. 8B, a photoresist is applied on the entire surface, and a through-hole is used as a photomask.
Exposure is carried out using a reverse pattern of the pattern, and then development is carried out to form a photoresist pattern 67. Then, the semiconductor substrate 61 is dipped in a supersaturated solution of SiO 2 to form an SiO 2 film 6 which is an interlayer insulating film on the thin insulating film 66.
8 is selectively grown to the desired thickness.

【0069】次に図8(c)に示す如く、フォトレジス
トパタ−ン67を剥離した後、露出した薄い絶縁膜66
を異方性エッチングを用いて除去してスル−ホ−ルを形
成する。次いでこのスル−ホ−ル内に、金属材料を埋込
んで第1層配線69を形成する。
Next, as shown in FIG. 8C, after the photoresist pattern 67 is peeled off, the exposed thin insulating film 66 is removed.
Is removed using anisotropic etching to form a through hole. Then, a metal material is embedded in the through hole to form the first layer wiring 69.

【0070】なお、フォトレジストパタ−ン67を剥離
した後、金属材料の埋め込みの前に、必要に応じて、真
空中での300〜900℃の熱処理により、SiO2
68の水分除去を行なっても良い。
After removing the photoresist pattern 67 and before embedding the metal material, a heat treatment at 300 to 900 ° C. in a vacuum is performed to remove the water content of the SiO 2 film 68, if necessary. May be.

【0071】次に図9(a)に示す如く、下層保護のた
めに、薄い絶縁膜70を形成し、続いて、薄い絶縁膜7
0上にフォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフ
ィ技術を用いて、第2層配線となる領域以外のフォトレ
ジストを除去してフォトレジストパタ−ン71を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 9A, a thin insulating film 70 is formed to protect the lower layer, and then the thin insulating film 7 is formed.
After a photoresist is applied on the photoresist layer 0, a photoresist pattern 71 is formed by using a photolithography technique to remove the photoresist except for the region to be the second layer wiring.

【0072】次に図9(b)に示す如く、半導体基板6
1をSiO2 の過飽和溶液中に浸漬して、薄い絶縁膜7
0上にSiO2 膜72を選択的に堆積する。次いでフォ
トレジストパタ−ン71を剥離した後、露出した薄い絶
縁膜70を除去してスル−ホ−ルを形成する。次いでこ
のスル−ホ−ル内に金属材料を埋め込み第2層配線73
を形成する。
Next, as shown in FIG. 9B, the semiconductor substrate 6
1 is immersed in a supersaturated solution of SiO 2 to form a thin insulating film 7
A SiO 2 film 72 is selectively deposited on the SiO. Then, after removing the photoresist pattern 71, the exposed thin insulating film 70 is removed to form a through hole. Then, a metal material is embedded in the through hole and the second layer wiring 73 is formed.
To form.

【0073】以上の工程を繰り返すことで、例えば、あ
と2回繰り返すと、図9(c)に示すような4積層配線
構造の素子が得られる。なお、図中、76,79はそれ
ぞれ第3層配線,第4層配線であり、74,77は薄い
絶縁膜であり、75,78はSiO2 膜である。
By repeating the above steps, for example, by repeating the process two more times, an element having a four-layer wiring structure as shown in FIG. 9C is obtained. In the figure, 76 and 79 are the third layer wiring and the fourth layer wiring, 74 and 77 are thin insulating films, and 75 and 78 are SiO 2 films.

【0074】以上述べた方法によれば、微細なスル−ホ
−ルを介してソ−ス・ドレイン拡散層65に接続した積
層配線を容易に所望の数だけ形成できる。
According to the method described above, a desired number of laminated wirings connected to the source / drain diffusion layer 65 through the fine holes can be easily formed.

【0075】図10は、本発明の第7の実施例に係わる
素子分離領域の形成方法を示す形成工程断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a forming process showing a method of forming an element isolation region according to the seventh embodiment of the present invention.

【0076】まず、図10(a)に示す如く、Si基板
81上に素子領域を覆うフォトレジストパタ−ン82を
形成し、これをマスクとしてSi基板81をエッチング
して素子分離領域となる溝を形成する。
First, as shown in FIG. 10A, a photoresist pattern 82 covering the element region is formed on the Si substrate 81, and the Si substrate 81 is etched using this as a mask to form a groove to be an element isolation region. To form.

【0077】次に図10(b)に示す如く、Si基板8
1をSiO2 の過飽和溶液中に浸漬して、溝内に、素子
分離用の絶縁膜であるSiO2 膜83を選択的に堆積し
て溝を埋める。溝内にSiO2 膜83を選択的に堆積で
きるのは、SiO2 の過飽和溶液中では、フォトレジス
ト上にSiO2 が成長しないからである。
Next, as shown in FIG. 10B, the Si substrate 8
1 is immersed in a supersaturated solution of SiO 2 , and a SiO 2 film 83, which is an insulating film for element isolation, is selectively deposited in the groove to fill the groove. You can selectively depositing SiO 2 film 83 in the groove, during the supersaturated solution of SiO 2, because SiO 2 does not grow on the photoresist.

【0078】最後に、図10(c)に示す如く、フォト
レジストパタ−ン82を剥離して素子分離領域の形成工
程が完了する。
Finally, as shown in FIG. 10C, the photoresist pattern 82 is peeled off to complete the element isolation region forming step.

【0079】以上述べた方法によれば、絶縁膜のエッチ
バック工程なしで溝内にSiO2 膜83を埋め込むこと
ができるので、素子分離の際に素子領域に相当するSi
基板81がダメ−ジを受けるという問題は生じないし、
また、形成工程の簡略化も図れる。
According to the method described above, the SiO 2 film 83 can be embedded in the trench without the etching back step of the insulating film, so that the Si region corresponding to the element region is isolated at the time of element isolation.
There is no problem that the substrate 81 is damaged,
Moreover, the formation process can be simplified.

【0080】一方、従来法では、図11(a)に示す如
く、溝が形成されたSi基板81の全面に素子分離用の
絶縁膜84を堆積した後、エッチバック法を用いて溝内
に絶縁膜84を埋込むので、エッチバックの際にSi基
板81がダメ−ジを受け、信頼性に関して問題が生じ
る。例えば、ソ−ス・ドレイン拡散層等の高濃度拡散領
域を形成した場合、Si基板81にダメ−ジがあると、
リ−ク電流の発生や、耐電圧の低下等が起こり、装置の
信頼性が低下する。
On the other hand, in the conventional method, as shown in FIG. 11A, after the insulating film 84 for element isolation is deposited on the entire surface of the Si substrate 81 in which the groove is formed, it is etched into the groove by the etch back method. Since the insulating film 84 is buried, the Si substrate 81 is damaged at the time of etch back, which causes a problem in reliability. For example, when a high-concentration diffusion region such as a source / drain diffusion layer is formed, if the Si substrate 81 is damaged,
Occurrence of a leak current, a decrease in withstand voltage, etc., reduce the reliability of the device.

【0081】上述した従来法では、溝の幅が異なると、
幅が広い溝の絶縁膜84の膜厚の方が薄くなるので段差
が生じ、これが配線の断線や短絡等の不良原因となり、
信頼性が低下する。
In the above-mentioned conventional method, if the widths of the grooves are different,
Since the film thickness of the insulating film 84 of the wide groove is thinner, a step is generated, which causes a defect such as a disconnection or a short circuit of the wiring.
Reliability is reduced.

【0082】一方、本実施例の方法によれば、一様な膜
厚のSiO2 膜で溝を埋込むことができるので、上述し
た原因による信頼性の低下を防止できる。
On the other hand, according to the method of this embodiment, the groove can be filled with the SiO 2 film having a uniform film thickness, so that the deterioration of reliability due to the above-mentioned cause can be prevented.

【0083】かくして本実施例によれば、基板ダメ−ジ
や段差等を招くこと無なく、多様な幅の素子分離領域を
形成でき、もって信頼性の向上を図れる。
Thus, according to this embodiment, it is possible to form element isolation regions of various widths without causing substrate damage or steps, thereby improving reliability.

【0084】図12は、本発明の第8の実施例に係わる
素子分離領域の形成方法を示す形成工程断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a forming process showing a method of forming an element isolation region according to the eighth embodiment of the present invention.

【0085】まず、図12(a)に示す如く、Si基板
上91の表面を熱酸化してSiO2膜92を形成し、続
いて、CVD法を用いてSiO2 膜92上にSi3 4
膜93を堆積する。次いでSi3 4 膜93上に素子領
域を覆うフォトレジストパタ−ン94を形成した後、こ
のフォトレジストパタ−ン94をマスクとしてSi3
4 膜93,SiO2 膜92,Si基板91をエッチング
して素子分離領域となる溝を形成する。
[0085] First, as shown in FIG. 12 (a), the surface of the Si substrate 91 to form a SiO 2 film 92 by thermal oxidation, followed by, Si 3 on the SiO 2 film 92 by CVD N Four
The film 93 is deposited. Then the Si 3 N 4 film 93 a photoresist pattern to cover the element region on - after the formation of the emissions 94, the photoresist pattern - Si 3 N a down 94 as a mask
The 4 film 93, the SiO 2 film 92, and the Si substrate 91 are etched to form a groove to be an element isolation region.

【0086】次に図12(b)に示す如く、フォトレジ
ストパタ−ン94を剥離した後、再びCVD法を用いて
全面にSi3 4 膜93を堆積し、これをエッチバック
して溝の側壁にSi3 4 膜93を形成する。
Next, as shown in FIG. 12B, after removing the photoresist pattern 94, a Si 3 N 4 film 93 is deposited on the entire surface by using the CVD method again, and this is etched back to form a groove. Si 3 N 4 film 93 is formed on the side wall of the.

【0087】最後に、図12(c)に示す如く、Si基
板91をSiO2 の過飽和溶液中に浸漬して、溝内に素
子分離用の絶縁膜であるSiO2 膜95を選択的に堆積
して溝を埋める。
[0087] Finally, as shown in FIG. 12 (c), by immersing the Si substrate 91 in a supersaturated solution of SiO 2, selectively depositing SiO 2 film 95 is an insulating film for element isolation in the groove And fill the groove.

【0088】以上述べた方法でも、先の実施例と同様な
効果が得られるのは勿論のこと、本実施例では、溝の側
壁にSi3 4 膜93を形成したので、溝の側壁から成
長するSiO2 膜95を防止でき、より平坦性に優れた
SiO2 膜95を得ることができる。
By the method described above, it goes without saying that the same effect as in the previous embodiment can be obtained, and in this embodiment, since the Si 3 N 4 film 93 is formed on the side wall of the groove, the side wall of the groove is prevents SiO 2 film 95 to be grown, it is possible to obtain the SiO 2 film 95 having more excellent flatness.

【0089】図13は、本発明の第9の実施例に係わる
素子分離領域の形成方法を示す形成工程断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a forming process showing a method of forming an element isolation region according to the ninth embodiment of the present invention.

【0090】まず、図13(a)に示す如く、Si基板
101上に、素子領域を覆うフォトレジストパタ−ン1
02を形成する。
First, as shown in FIG. 13A, a photoresist pattern 1 covering the element region is formed on the Si substrate 101.
02 is formed.

【0091】次に図13(b)に示す如く、Si基板1
01をSiO2 の過飽和溶液中に浸漬して、フォトレジ
ストパタ−ン102で囲まれたSi基板101上に、素
子分離用の絶縁膜であるSiO2 膜103を選択的に堆
積する。
Next, as shown in FIG. 13B, the Si substrate 1
01 is immersed in a supersaturated solution of SiO 2, photoresist pattern - on the Si substrate 101 surrounded by the down 102, selectively depositing a SiO 2 film 103 is an insulating film for element isolation.

【0092】次に図13(c)に示す如く、フォトレジ
ストパタ−ン102を剥離し、素子形成領域のSi基板
101の表面を露出させる。
Next, as shown in FIG. 13C, the photoresist pattern 102 is peeled off to expose the surface of the Si substrate 101 in the element forming region.

【0093】最後に、図13(d)に示す如く、選択エ
ピタキシャル成長法を用いて、Si基板101の表面に
Siを選択的に成長させ、素子形成領域となるSi膜1
04を形成する。
Finally, as shown in FIG. 13D, a selective epitaxial growth method is used to selectively grow Si on the surface of the Si substrate 101 to form the Si film 1 to be an element formation region.
To form 04.

【0094】以上述べた方法によれば、エッチングを用
いて溝を形成する必要が無いので、Si基板101のダ
メ−ジを更に少なくできる。
According to the method described above, since it is not necessary to form the groove by etching, the damage of the Si substrate 101 can be further reduced.

【0095】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、SiO2膜の代わりに、Ta
O等の絶縁膜を液相中で選択成長させても良い。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施できる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, instead of the SiO 2 film, Ta
An insulating film such as O may be selectively grown in the liquid phase. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、液
相中で絶縁膜の選択成長を利用することにより、層間絶
縁膜や素子分離用絶縁膜となる絶縁膜にエッチングを行
なわずに、層間絶縁膜や素子分離用絶縁膜等の絶縁膜を
形成できるので、エッチング工程に伴う信頼性の低下を
回避できる。
As described above in detail, according to the present invention, by utilizing the selective growth of the insulating film in the liquid phase, the insulating film to be the interlayer insulating film or the element isolation insulating film is not etched. In addition, since an insulating film such as an interlayer insulating film or an element isolation insulating film can be formed, it is possible to avoid a decrease in reliability due to the etching process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係わる層間絶縁膜の形
成方法を示す形成工程断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a forming process showing a method for forming an interlayer insulating film according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例に係わる層間絶縁膜の形
成方法を示す形成工程断面図。
FIG. 2 is a sectional view of a forming process showing a method for forming an interlayer insulating film according to the second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例に係わる層間絶縁膜の形
成方法を示す形成工程断面図。
FIG. 3 is a sectional view of a forming process showing a method for forming an interlayer insulating film according to the third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例に係わる層間絶縁膜の形
成方法を示す形成工程断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a forming process showing a method of forming an interlayer insulating film according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例に係わる積層配線の形成
方法を示す形成工程断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a forming process showing a method of forming a laminated wiring according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例に係わる積層配線の形成
方法を示す形成工程断面図。
FIG. 6 is a sectional view of a forming process showing a method of forming a laminated wiring according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】フォトレジストパタ−ンがずれた場合の積層配
線の形成方法を示す形成工程断面図。
FIG. 7 is a sectional view of a forming process showing a method of forming a laminated wiring when a photoresist pattern is displaced.

【図8】本発明の第6の実施例に係わる積層配線の形成
方法を示す形成工程断面図。
FIG. 8 is a sectional view of a forming process showing a method of forming a laminated wiring according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6の実施例に係わる積層配線の形成
方法を示す形成工程断面図。
FIG. 9 is a sectional view of a forming process showing a method of forming a laminated wiring according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第7の実施例に係わる素子分離領域
の形成方法を示す形成工程断面図。
FIG. 10 is a sectional view of a forming process showing a method for forming an element isolation region according to the seventh embodiment of the present invention.

【図11】従来法の素子分離領域の形成方法を示す形成
工程断面図。
FIG. 11 is a sectional view of a forming process showing a conventional method of forming an element isolation region.

【図12】本発明の第8の実施例に係わる素子分離領域
の形成方法を示す形成工程断面図。
FIG. 12 is a sectional view of a forming process showing a method of forming an element isolation region according to an eighth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第9の実施例に係わる素子分離領域
の形成方法を示す形成工程断面図。
FIG. 13 is a sectional view of a forming process showing the method of forming the element isolation region according to the ninth embodiment of the present invention.

【図14】従来の問題点を説明するための図。FIG. 14 is a diagram for explaining a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,31,41,51,61…半導体基板、2、
22,32,42…シリコン酸化膜、3、23,33,
43a,43b,…配線層、4…シリコンナイトライド
層、5,26,35、45,56,68,72,75,
78,83,92,95,103…SiO2 膜、24,
34、44,55,67,71,82,94,102…
フォトレジストパタ−ン、25…不動態層、52…層間
絶縁膜、53…下層配線、54,62,66,70,7
4,77,84…絶縁膜、57…上層配線、63…ゲ−
ト絶縁膜、64…ゲ−ト電極、65…ソ−ス・ドレイン
拡散層、69…第1層配線、73…第2層配線、76…
第3層配線,79…第2層配線、81,91,101…
Si基板、93…Si3 4 膜,104…Si膜。
1, 21, 31, 41, 51, 61 ... Semiconductor substrate 2,
22, 32, 42 ... Silicon oxide film, 3, 23, 33,
43a, 43b, ... Wiring layer, 4 ... Silicon nitride layer, 5, 26, 35, 45, 56, 68, 72, 75,
78, 83, 92, 95, 103 ... SiO 2 film, 24,
34, 44, 55, 67, 71, 82, 94, 102 ...
Photoresist pattern, 25 ... Passive layer, 52 ... Interlayer insulating film, 53 ... Lower layer wiring, 54, 62, 66, 70, 7
4, 77, 84 ... Insulating film, 57 ... Upper layer wiring, 63 ... Gate
Gate insulating film, 64 ... Gate electrode, 65 ... Source / drain diffusion layer, 69 ... First layer wiring, 73 ... Second layer wiring, 76 ...
Third layer wiring, 79 ... Second layer wiring, 81, 91, 101 ...
Si substrate, 93 ... Si 3 N 4 film, 104 ... Si film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 雅伸 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masanobu Saito 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Research Institute

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に金属膜を形成する工程と、 この金属膜上に、液相中で所定の絶縁膜が成長しないマ
スクパタ−ンを形成する工程と、 このマスクパタ−ンをマスクとして前記金属膜をエッチ
ングする工程と、 液相中で前記マスクパタ−ン以外の領域の基板上に所定
の絶縁膜を選択的に成長させる工程と、 前記マスクパタ−ンを除去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。
1. A step of forming a metal film on a substrate, a step of forming a mask pattern on the metal film in which a predetermined insulating film does not grow in a liquid phase, and the mask pattern is used as a mask. The method comprises the steps of etching a metal film, selectively growing a predetermined insulating film on a substrate in a region other than the mask pattern in a liquid phase, and removing the mask pattern. And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】基板上に第1の金属配線を形成する工程
と、 この金属配線上に、液相中で所定の絶縁膜が成長しない
マスクパタ−ンを形成する工程と、 液相中で前記マスクパタ−ン以外の領域の基板上に所定
の絶縁膜を選択的に成長させる工程と、 前記マスクパタ−ンを除去して開口部を形成した後、こ
の開口部に配線材料を埋込んで第2の金属配線を形成す
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. A step of forming a first metal wiring on a substrate, a step of forming a mask pattern on the metal wiring in which a predetermined insulating film does not grow in a liquid phase, and a step of forming a mask pattern in the liquid phase. A step of selectively growing a predetermined insulating film on the substrate in a region other than the mask pattern; and after removing the mask pattern to form an opening, a wiring material is embedded in the opening to form a second layer. And a step of forming the metal wiring.
【請求項3】基板上に、液相中で所定の絶縁膜が成長し
ないマスクパタ−ンを形成する工程と、 このマスクパタ−ンをマスクとして前記基板をエッチン
グして素子分離領域となる溝を形成する工程と、 液相中で前記溝内に所定の絶縁膜を選択的に成長させる
工程と、 前記マスクパタ−ンを除去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。
3. A step of forming a mask pattern on a substrate in which a predetermined insulating film does not grow in a liquid phase, and the substrate is etched by using this mask pattern as a mask to form a groove serving as an element isolation region. And a step of selectively growing a predetermined insulating film in the groove in a liquid phase, and a step of removing the mask pattern, a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】基板上に、液相中で所定の絶縁膜が成長し
ないマスクパタ−ンを形成する工程と、 液相中で前記マスクパタ−ン以外の領域の基板上に所定
の絶縁膜を選択的に成長させる工程と、 前記マスクパタ−ンを除去した後、前記マスクパタ−ン
の領域の基板上に半導体膜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. A step of forming a mask pattern on a substrate in which a predetermined insulating film does not grow in a liquid phase, and a predetermined insulating film is selected on the substrate in a region other than the mask pattern in the liquid phase. And a step of forming a semiconductor film on the substrate in the region of the mask pattern after removing the mask pattern, the method of manufacturing a semiconductor device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148563A (en) * 1994-11-22 1996-06-07 Nec Corp Formation of multilayer wiring structure body of semiconductor device

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