JPH05291415A - 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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JPH05291415A
JPH05291415A JP8571092A JP8571092A JPH05291415A JP H05291415 A JPH05291415 A JP H05291415A JP 8571092 A JP8571092 A JP 8571092A JP 8571092 A JP8571092 A JP 8571092A JP H05291415 A JPH05291415 A JP H05291415A
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JP
Japan
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plasma
film
ozone
teos film
aluminum
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Withdrawn
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JP8571092A
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English (en)
Inventor
Toru Kubo
亨 久保
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機シランオゾン系酸化膜堆積後、アルミ配
線間のボイド発生を防ぎ、微細な多層配線の層間膜形成
を可能にする。 【構成】 配線3上に形成した0.4μmのプラズマテ
オス膜4を温度450℃、N2 雰囲気中、30分で熱処
理し、さらに、そのプラズマテオス膜5の表面をN2
ラズマ処理する。熱処理を行なった後にN2 プラズマ処
理を行なうことで、狭いアルミ間スペースのプラズマテ
オス膜6の側壁部が十分に改善される。さらに、オゾン
テオス膜7をプラズマテオス膜6の上に0.8μm堆積
させても、ボイドの発生がなく、0.5μmの狭いアル
ミ間スペースを埋め込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、多層配線の層間絶縁膜の形成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の半導体装置の製造方法
は、有機シラン系プラズマ化学気相成長法を用いて有機
シラン系プラズマ酸化膜を形成する工程と、有機シラン
−オゾン系常圧CVD法を用いて有機シランオゾン系酸
化膜を形成する工程と、をこの順序で含む。従来の半導
体装置の製造方法は、有機シラン系プラズマ酸化膜を形
成する工程と有機シランオゾン系酸化膜を形成する工程
との間に、有機シラン系プラズマ酸化膜の表面をN2
ラズマ処理する工程を含んでいた。それは、アイ・イー
・イー・イー ヴイ・エム・アイ・シー コンファレン
ス(IEEE VMIC Conference)の頁
445〜447、6月、11−12、(1991年)に
記載されている。
【0003】以下、図2を参照して、その内容を含む層
間絶縁膜の平坦化方法について説明する。
【0004】まず、図2(a)に示されるように、基板
11の上に配線下絶縁膜12としてBPSG(ホウ素−
リンケイ酸ガラス)膜を形成し、熱処理し、高さ1μm
の銅・シリコン含有アルミ配線13を形成した。次に、
ケイ酸エチル(Si(OC25 4 :以下TEOSと
呼ぶ)を原料とするプラズマ化学気相成長法を用いて、
シリコン酸化膜(以下、プラズマテオス膜という)14
を0.4μm形成する。
【0005】さらに、図2(b)に示されるように、枚
葉式プラズマCVD装置を用いて、温度400℃、圧力
1.0torr、周波数50Hz、N2 流量1000s
ccmの条件でプラズマテオス膜14の表面をN2 プラ
ズマ処理して、プラズマテオス膜15を得る。
【0006】その後、図2(c)に示されるように、T
EOSを原料とするオゾン常圧気相成長法を用いて、シ
リコン膜(以下、オゾンテオス膜という)17を1μm
形成する。
【0007】この従来例では、図2(c)に示されるよ
うに、0.6μm以下のアルミ間スペースでは、ボイド
が発生する。
【0008】次に、図2(d)に示されるように、スピ
ン塗布法を用いて有機シリカ膜18を約0.8μm形成
する。
【0009】さらに、図2(e)に示されるように、平
行平板型バッチ式反応性イオンエッチング装置を用い
て、オゾンテオス膜17と有機シリカ膜18のエッチン
グレートがほぼ等しくなるような条件で、約1μmエッ
チバックを行って、表面の平坦なオゾンテオス膜19を
得る。
【0010】そして、図2(f)に示されるように、プ
ラズマテオス膜20を0.5μm形成した。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置の製造方法では、図2(c)〜(f)に示すよう
に、N2 プラズマ処理後の膜厚0.4μmプラズマテオ
ス膜14の上にオゾンテオス膜17を0.8μm堆積せ
ると、0.6μm以下のアルミ配線間にボイド16が発
生するという問題点があった。
【0012】この理由としては、アルミ配線上のプラズ
マテオス膜はN2 プラズマ処理で十分改善されるが、ア
ルミ配線の側壁のプラズマテオス膜はN2 プラズマ処理
の効果が十分届かず、あまり改善されないためであると
考えらえる。
【0013】したがって、本発明の目的は、有機シラン
オゾン系酸化膜堆積後、アルミ配線間のボイド発生を防
ぎ、微細な多層配線の層間膜形成を可能にする半導体装
置の製造方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、有機シラン系プラズマ化学気相成長方を用い
て有機シラン系プラズマ酸化膜を形成する工程と、有機
シラン−オゾン系常圧CVD法を用いて有機シランオゾ
ン系酸化膜を形成する工程との間に、熱処理を行う工程
と、窒素プラズマ処理を用いて有機シラン系プラズマ酸
化膜の表面をプラズマ処理する工程と、を含んでいる。
【0015】
【作用】この熱処理を行なうことで、有機シラン系プラ
ズマ酸化膜の狭いスペースの側壁部の改善が十分に行わ
れる。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0017】図1は本発明の一実施例による半導体装置
の製造方法を示す縦断面図である。
【0018】本実施例では、図1(a)に示されるよう
に、シリコン基板1の上に常圧気相成長装置を用いてB
PSG膜0.5μmを形成したのち、温度900℃、N
2 雰囲気中、30分の熱処理を施し、配線下絶縁膜2を
形成した。次に、1μm厚の銅・シリコン含有アルミニ
ウム膜をスパッタリング法を用いて形成し、通常の微細
加工技術を用いて、アルミ配線3を形成した。そのの
ち、平行平板型枚葉式プラズマ化学気相成長装置を用い
て、基板温度375℃、圧力1.0torr、13.5
6MHz高周波電力2W/cm2 の条件で、TEOSと
酸素ガスを用いて、0.4μmのプラズマテオス膜4を
形成した。
【0019】ここで、本実施例では、図1(b)に示さ
れるように、温度450℃、N2 雰囲気中、30分で熱
処理を行って、プラズマテオス膜5を得た。
【0020】さらに、図1(c)に示されるように、枚
葉式プラズマCVD装置を用いて、温度400℃、圧力
1.0torr、周波数50kHz、N2 流量1000
sccmの条件で、プラズマテオス膜5の表面をN2
ラズマ処理して、プラズマテオス膜6を得た。
【0021】次に、図1(d)に示されるように,平行
平板型枚葉式常圧気相成長装置を用いて、基板温度40
0℃、TEOS流量50sccm、オゾン流量400s
ccmの条件で、オゾンテオス膜7を0.8μm形成し
た。
【0022】本実施例では、アルミ間スペース0.5μ
mにおいてもボイドの発生なく、オゾンテオス膜7を埋
め込むことができた。
【0023】さらに、図1(e)に示されるように、有
機シリカ膜8をスピン塗布法により約1μm形成した。
【0024】しかるのち、図1(f)に示されるよう
に、平行平板型バッチ式反応性イオンエッチング装置を
用いて、CF4 ガス流量100sccm、O2 ガス流量
15sccm、圧力0.1torr、13.56MHz
高周波電力0.3W/cm2 の条件で、有機シリカ膜8
を完全に除去し、オゾンテオス膜7をエッチバックし
て、表面の平坦なオゾンテオス膜9を得た。
【0025】最後に、図1(g)に示されるように、再
びプラズマテオス膜10を0.5μm形成した。
【0026】本実施例によれば、プラズマテオス膜4を
形成する工程と、プラズマテオス膜5の表面をN2 プラ
ズマ処理する工程との間に、温度450℃、N2 雰囲気
中、30分で熱処理を行う工程が加えられている。
【0027】図3に、この熱処理の効果を、プラズマテ
オス膜の膜厚とアルミ間スペースの関係で示す。N2
ラズマ処理のみの膜厚0.4μmのプラズマテオス膜で
は、オゾンテオス膜0.8μm形成後、アルミ間スペー
スが0.6μm以下でボイドが発生していることを示し
ている。しかし、450℃、N2 雰囲気中、30分で熱
処理後にN2 プラズマ処理を行った場合は、プラズマテ
オス膜の膜厚が0.4μmでも、オゾンテオス膜0.8
μm形成後、アルミ間スペースが0.5μmでボイドが
発生していないことを示している。
【0028】図4に0.5μmのアルミ間スペース26
で、本実施例の製造方法によって製造された半導体装置
の縦断面図を示す。基板21の上に膜厚が0.4μmの
プラズマテオス膜24を堆積させ、温度450℃、N2
雰囲気中、30分で熱処理後にN2 プラズマ処理を行っ
た場合は、ボイドの発生なくオゾンテオス膜25を埋め
込むことができることを示している。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、有機シラ
ン系プラズマ酸化膜を形成したのち、熱処理を行い、N
2 プラズマ処理を行って、有機シランオゾン系酸化膜を
形成する工程を含んでいるので、膜厚0.4μmの有機
シラン系プラズマ酸化膜堆積後に、温度450℃、N2
雰囲気中、30分で熱処理を行い、N2 プラズマ処理を
行った場合は、膜厚0.4μmの有機シラン系プラズマ
酸化膜でもアルミ間スペースが0.5μmまでボイドの
発生なく、有機シランオゾン系酸化膜を埋め込むことが
できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す縦断面図である。
【図2】従来の半導体装置の製造方法を示す縦断面図で
ある。
【図3】プラズマテオス膜の膜厚とアルミ間スペースの
関係を、ボイドの発生状況と共に示す図である。
【図4】本発明の実施例の製造方法によって製造され
た、アルミ間スペースが0.5μmの、半導体装置を示
す縦断面図である。
【符号の説明】
1、11、21 基板 2、12、22 配線下絶縁膜 3、13、23 配線 4、10、14、20、24 プラズマテオス膜 5 熱処理後のプラズマテオス膜 6、15 N2 プラズマ処理後のプラズマテオス膜 7、17、25 オゾンテオス膜 8、18 有機シリカ膜 9、19 エッチバック後のオゾンテオス膜 16 ボイド 26 アルミ間スペース0.5μm

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機シラン系プラズマ化学気相成長法を
    用いて有機シラン系プラズマ酸化膜を形成する工程と、
    有機シラン−オゾン系常圧CVD法を用いて有機シラン
    オゾン系酸化膜を形成する工程と、をこの順序で含む半
    導体装置の製造方法において、 前記有機シランオゾン系酸化膜を形成する前に、熱処理
    を行なう工程と、窒素プラズマを用いて前記有機シラン
    系プラズマ酸化膜の表面をプラズマ処理する工程と、を
    含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記熱処理を行なう工程が、温度450
    ℃、窒素雰囲気中、30分で熱処理を行うことを特徴と
    する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
JP8571092A 1992-04-07 1992-04-07 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH05291415A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 19990608