JPH0547758A - 半導体装置の層間絶縁膜の形成方法 - Google Patents
半導体装置の層間絶縁膜の形成方法Info
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- JPH0547758A JPH0547758A JP20584591A JP20584591A JPH0547758A JP H0547758 A JPH0547758 A JP H0547758A JP 20584591 A JP20584591 A JP 20584591A JP 20584591 A JP20584591 A JP 20584591A JP H0547758 A JPH0547758 A JP H0547758A
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- film
- insulating film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の製造方法、より詳しくは、多層
配線の層間絶縁膜の形成方法に関し、下地の材料に関係
なく(影響されることのない)かつステップカバーレッ
ジを改善した層間絶縁膜を、有機シリコン化合物(TE
OSを含む)と、オゾン(O3 )を含有した酸素とを原
料として形成する方法を提案する。 【構成】 半導体装置の多層配線構造での層間絶縁膜
を、(ア)有機シリコン化合物と、オゾン含有酸素ガス
と、リンドーパントを原料としてCVD法によりPSG
膜4を形成する工程、および(イ)該PSG膜4の上に
有機シリコン化合物と、オゾン含有酸素ガスとを原料と
してCVD法によりノンドープシリケイト(NDG)膜
4を形成する工程とでもって2層構造膜に形成する。
配線の層間絶縁膜の形成方法に関し、下地の材料に関係
なく(影響されることのない)かつステップカバーレッ
ジを改善した層間絶縁膜を、有機シリコン化合物(TE
OSを含む)と、オゾン(O3 )を含有した酸素とを原
料として形成する方法を提案する。 【構成】 半導体装置の多層配線構造での層間絶縁膜
を、(ア)有機シリコン化合物と、オゾン含有酸素ガス
と、リンドーパントを原料としてCVD法によりPSG
膜4を形成する工程、および(イ)該PSG膜4の上に
有機シリコン化合物と、オゾン含有酸素ガスとを原料と
してCVD法によりノンドープシリケイト(NDG)膜
4を形成する工程とでもって2層構造膜に形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方
法、より詳しくは、多層配線の層間絶縁膜の形成方法に
関する。IC、LSIなどの半導体装置の高集積化と微
細化とがますます求められている。そして、微細化では
より平坦な(段差のない)絶縁層(特に、多層配線構造
での層間絶縁膜)を形成することも重要であり、ステッ
プカバーレッジトラブルを防止し、半導体装置の信頼性
を高めることになる。
法、より詳しくは、多層配線の層間絶縁膜の形成方法に
関する。IC、LSIなどの半導体装置の高集積化と微
細化とがますます求められている。そして、微細化では
より平坦な(段差のない)絶縁層(特に、多層配線構造
での層間絶縁膜)を形成することも重要であり、ステッ
プカバーレッジトラブルを防止し、半導体装置の信頼性
を高めることになる。
【0002】
【従来の技術】従来の層間絶縁膜にはCVD法(化学的
気相成長法)によるSiO2 あるいはPSG膜が用いら
れている。SiO2 膜はSiH4 (あるいはSi
2 H6 ,SiH2 Cl2 )と、O2 (あるいはN2 O)
とを原料として、PSG膜はこれらの原料にリンドーパ
ントのPH3 (あるいはPCl3 ,POCl3 )を添加
して作られる。しかしながら、微細加工により配線層の
側面がより垂直になってくると、層間絶縁膜のステップ
カバーレッジは良くない。そこで、ステップカバーレッ
ジの改善を図るために、TEOS(Tetra Ethy Ortho S
ilicate)と、オゾン(O 3 )を含有した酸素とを原料と
したCVD絶縁膜であるノンドープシリケイト(NS
G)膜が注目されている。
気相成長法)によるSiO2 あるいはPSG膜が用いら
れている。SiO2 膜はSiH4 (あるいはSi
2 H6 ,SiH2 Cl2 )と、O2 (あるいはN2 O)
とを原料として、PSG膜はこれらの原料にリンドーパ
ントのPH3 (あるいはPCl3 ,POCl3 )を添加
して作られる。しかしながら、微細加工により配線層の
側面がより垂直になってくると、層間絶縁膜のステップ
カバーレッジは良くない。そこで、ステップカバーレッ
ジの改善を図るために、TEOS(Tetra Ethy Ortho S
ilicate)と、オゾン(O 3 )を含有した酸素とを原料と
したCVD絶縁膜であるノンドープシリケイト(NS
G)膜が注目されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このTEO
S−O3 −NSGはその膜質が下地材料に影響され易い
ために、アルミニウム(Al,Al合金)配線層の上よ
りも熱酸化膜や樹脂の上ではフッ酸によるエッチングレ
ートが速くなり(すなわち、エッチングレートが均一で
なく)、さらに熱酸化膜の上方表面が凹凸となってしま
う。
S−O3 −NSGはその膜質が下地材料に影響され易い
ために、アルミニウム(Al,Al合金)配線層の上よ
りも熱酸化膜や樹脂の上ではフッ酸によるエッチングレ
ートが速くなり(すなわち、エッチングレートが均一で
なく)、さらに熱酸化膜の上方表面が凹凸となってしま
う。
【0004】従って、このTEOS−O3 −NSG膜は
その膜質を悪くする様な下地の上には良質に成膜するこ
とは困難であった。本発明の目的は、以上の点に鑑み、
下地の材料に関係なく(影響されることのない)かつス
テップカバーレッジを改善した層間絶縁膜を、有機シリ
コン化合物(TEOSを含む)と、オゾン(O3 )を含
有した酸素とを原料として形成する方法を提案すること
である。
その膜質を悪くする様な下地の上には良質に成膜するこ
とは困難であった。本発明の目的は、以上の点に鑑み、
下地の材料に関係なく(影響されることのない)かつス
テップカバーレッジを改善した層間絶縁膜を、有機シリ
コン化合物(TEOSを含む)と、オゾン(O3 )を含
有した酸素とを原料として形成する方法を提案すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、半導体装
置の多層配線構造での層間絶縁膜を、(ア)有機シリコ
ン化合物と、オゾン含有酸素ガスと、リンドーパントを
原料としてCVD法によりPSG膜を形成する工程、お
よび(イ)該PSG膜の上に有機シリコン化合物と、オ
ゾン含有酸素ガスとを原料としてCVD法によりノンド
ープシリケイト膜を形成する工程とでもって2層構造膜
に形成することを特徴とする半導体装置の層間絶縁膜の
形成方法によって達成される。
置の多層配線構造での層間絶縁膜を、(ア)有機シリコ
ン化合物と、オゾン含有酸素ガスと、リンドーパントを
原料としてCVD法によりPSG膜を形成する工程、お
よび(イ)該PSG膜の上に有機シリコン化合物と、オ
ゾン含有酸素ガスとを原料としてCVD法によりノンド
ープシリケイト膜を形成する工程とでもって2層構造膜
に形成することを特徴とする半導体装置の層間絶縁膜の
形成方法によって達成される。
【0006】有機シリコン化合物がTEOS(Si(OC2H5)
4),TMOS(Si1C4H12O4),SOB( (CH3)3SiO 3B) ,
SOP( (CH3)3SiO 3PO),OMCTS(Si4C8H24O4),T
MCTS(Si4C4H16O4)またはDADBS(Si1C12H24O6)
であることが好ましい。TEOSは下記の化学構造式を
有する。
4),TMOS(Si1C4H12O4),SOB( (CH3)3SiO 3B) ,
SOP( (CH3)3SiO 3PO),OMCTS(Si4C8H24O4),T
MCTS(Si4C4H16O4)またはDADBS(Si1C12H24O6)
であることが好ましい。TEOSは下記の化学構造式を
有する。
【0007】
【化1】
【0008】TMOSは下記の化学構造式を有する。
【0009】
【化2】
【0010】SOBは下記の化学構造式を有する。
【0011】
【化3】
【0012】SOPは下記の化学構造式を有する。
【0013】
【化4】
【0014】OMCTSは下記の化学構造式を有する。
【0015】
【化5】
【0016】TMCTSは下記の化学構造式を有する。
【0017】
【化6】
【0018】DADBSは下記の化学構造式を有する。
【0019】
【化7】
【0020】リンドーパントがPCl3, POCl3, PH3, TM
P(P(CH3)3) またはTMOP(PO(CH 3)3)であることが好
ましい。
P(P(CH3)3) またはTMOP(PO(CH 3)3)であることが好
ましい。
【0021】
【作用】本発明では、層間絶縁膜を2層構造にして、上
述したTESO−O3 −NSG膜(すなわち、有機シリ
コン化合物と、オゾン含有酸素とのCVDによるNSG
膜)の下にTESO−O3 −PSG膜(すなわち、有機
シリコン化合物と、オゾン含有酸素と、リンドーパント
とのCVDによるPSG膜)を形成することで、NSG
膜の膜質低下を防止する。また、PSG膜はその表面を
大気に曝すと水分の析出が生じるので、その上のNSG
膜がカバーして水分析出を抑制することになる。本発明
でのNSG膜およびPSG膜は共に基本的には有機シリ
コン化合物と、オゾン含有酸素とのCVDによる成膜で
あってステップカバーレッジは一層改善される。
述したTESO−O3 −NSG膜(すなわち、有機シリ
コン化合物と、オゾン含有酸素とのCVDによるNSG
膜)の下にTESO−O3 −PSG膜(すなわち、有機
シリコン化合物と、オゾン含有酸素と、リンドーパント
とのCVDによるPSG膜)を形成することで、NSG
膜の膜質低下を防止する。また、PSG膜はその表面を
大気に曝すと水分の析出が生じるので、その上のNSG
膜がカバーして水分析出を抑制することになる。本発明
でのNSG膜およびPSG膜は共に基本的には有機シリ
コン化合物と、オゾン含有酸素とのCVDによる成膜で
あってステップカバーレッジは一層改善される。
【0022】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例および比較例によって本発明を詳細に説明する。図
1は、本発明に係る形成方法による半導体装置の多層配
線構造の部分断面図であり、層間絶縁膜を2層構造で構
成する。
様例および比較例によって本発明を詳細に説明する。図
1は、本発明に係る形成方法による半導体装置の多層配
線構造の部分断面図であり、層間絶縁膜を2層構造で構
成する。
【0023】例 先ず、シリコン半導体基板1を用意し、その上に絶縁
(SiO2 )膜2を熱酸化法によって形成する。該絶縁
膜2の上にアルミニウム配線層3Aおよび3Bを公知工
程にしたがって、スパッタリング法によるアルミニウム
膜の全面形成とリソグラフィ法によるパターンニングで
形成する。
(SiO2 )膜2を熱酸化法によって形成する。該絶縁
膜2の上にアルミニウム配線層3Aおよび3Bを公知工
程にしたがって、スパッタリング法によるアルミニウム
膜の全面形成とリソグラフィ法によるパターンニングで
形成する。
【0024】次に、本発明に従って、TEOS蒸気を含
有するヘリウム(He)(あるいは窒素(N2))キャリアガス
と、オゾン含有酸素ガスと、フォスフィン(PH3 )ガス
とを反応炉に入れて、所定温度に加熱した半導体基板の
配線層3A、3Bおよび絶縁膜2の全面にPSG膜4を
厚さ100〜300nmで形成する。図1に示すように、
PSG膜4は全面にわたってほぼ均一な厚さに堆積して
成膜できる。そして、フォスフィン(PH3 )ガスの供給
を停止し、さらに続けてTESO−O3 系の反応でNS
G膜5を厚さ500〜800nmで形成する。このNSG
膜5は図1に示すように配線層間の凹所を埋めかつ表面
がなだらかになる。そして、この上に上層の配線層(図
示せず)を形成するわけであり、ステップカバーレッジ
トラブルを招くことがない。また、NSG膜5のエッチ
ングレートは何処でも同じとなる。
有するヘリウム(He)(あるいは窒素(N2))キャリアガス
と、オゾン含有酸素ガスと、フォスフィン(PH3 )ガス
とを反応炉に入れて、所定温度に加熱した半導体基板の
配線層3A、3Bおよび絶縁膜2の全面にPSG膜4を
厚さ100〜300nmで形成する。図1に示すように、
PSG膜4は全面にわたってほぼ均一な厚さに堆積して
成膜できる。そして、フォスフィン(PH3 )ガスの供給
を停止し、さらに続けてTESO−O3 系の反応でNS
G膜5を厚さ500〜800nmで形成する。このNSG
膜5は図1に示すように配線層間の凹所を埋めかつ表面
がなだらかになる。そして、この上に上層の配線層(図
示せず)を形成するわけであり、ステップカバーレッジ
トラブルを招くことがない。また、NSG膜5のエッチ
ングレートは何処でも同じとなる。
【0025】比較例 上述の例と同様にしてシリコン基板1の上に絶縁膜2を
形成し、その上に配線層3Aおよび3Bを形成する。T
EOS蒸気を含有するヘリウム(あるいは窒素)キャリ
アガスと、オゾン含有酸素ガスと、ガスとを反応炉に入
れて、所定温度に加熱した半導体基板の配線層3A、3
Bおよび絶縁膜2の全面にNSG膜6を厚さ500〜8
00nmで形成する。このときの条件は上述の例でのNS
G膜形成と同じ条件である。この場合には、PSG膜が
無く、絶縁膜2の上方におけるNSG膜表面は細かな凹
凸が発生している。このような凹凸表面は、この上に積
層する配線あるいは絶縁層を凹凸にし、これをパターニ
ングした際の形状は不安定である。また、SOGとエッ
チバックの平坦化プロセスを使用した場合に、NSG膜
のエッチレートの不均一により、不安定な平坦化を招
き、半導体装置の信頼性を低下させる。
形成し、その上に配線層3Aおよび3Bを形成する。T
EOS蒸気を含有するヘリウム(あるいは窒素)キャリ
アガスと、オゾン含有酸素ガスと、ガスとを反応炉に入
れて、所定温度に加熱した半導体基板の配線層3A、3
Bおよび絶縁膜2の全面にNSG膜6を厚さ500〜8
00nmで形成する。このときの条件は上述の例でのNS
G膜形成と同じ条件である。この場合には、PSG膜が
無く、絶縁膜2の上方におけるNSG膜表面は細かな凹
凸が発生している。このような凹凸表面は、この上に積
層する配線あるいは絶縁層を凹凸にし、これをパターニ
ングした際の形状は不安定である。また、SOGとエッ
チバックの平坦化プロセスを使用した場合に、NSG膜
のエッチレートの不均一により、不安定な平坦化を招
き、半導体装置の信頼性を低下させる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る方法
で形成した層間絶縁膜はTESO−O 3 −NSG膜をそ
の膜質の下地依存性がなく、なだらかかつスムースな表
面で成膜できる。したがって、ステップカバーレッジト
ラブルの軽減と微細配線構造に寄与する。
で形成した層間絶縁膜はTESO−O 3 −NSG膜をそ
の膜質の下地依存性がなく、なだらかかつスムースな表
面で成膜できる。したがって、ステップカバーレッジト
ラブルの軽減と微細配線構造に寄与する。
【図1】本発明に係る方法で多層配線層を形成している
半導体装置の部分断面図である。
半導体装置の部分断面図である。
【図2】比較例としての半導体装置の部分断面図であ
る。
る。
1…シリコン半導体基板 2…絶縁膜 3A、3B…配線層 4…TESO−O3 −PSG膜 5…TESO−O3 −NSG膜 6…TESO−O3 −NSG膜
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体装置の多層配線構造での層間絶縁
膜を、(ア)有機シリコン化合物と、オゾン含有酸素ガ
スと、リンドーパントを原料としてCVD法によりPS
G膜(4)を形成する工程、および(イ)該PSG膜
(4)の上に有機シリコン化合物と、オゾン含有酸素ガ
スとを原料としてCVD法によりノンドープシリケイト
膜(5)を形成する工程とでもって2層構造膜に形成す
ることを特徴とする半導体装置の層間絶縁膜の形成方
法。 - 【請求項2】 前記有機シリコン化合物がTEOS,T
MOS,SOB,SOP,OMCTS,TMCTSまた
はDADBSであることを特徴とする請求項1記載の製
造方法。 - 【請求項3】 前記リンドーパントがPCl3, POCl3, P
H3, TMPまたはTMOPであることを特徴とする請求
項1記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20584591A JPH0547758A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 半導体装置の層間絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20584591A JPH0547758A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 半導体装置の層間絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0547758A true JPH0547758A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16513667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20584591A Pending JPH0547758A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | 半導体装置の層間絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0547758A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08153784A (ja) * | 1994-11-28 | 1996-06-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
US6103601A (en) * | 1995-10-26 | 2000-08-15 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for improving film stability of halogen-doped silicon oxide films |
US6352943B2 (en) | 1998-05-20 | 2002-03-05 | Semiconductor Process Laboratory Co., Ltd. | Method of film formation and method for manufacturing semiconductor device |
US6599574B1 (en) * | 1996-04-04 | 2003-07-29 | Applied Materials Inc. | Method and apparatus for forming a dielectric film using helium as a carrier gas |
KR100468687B1 (ko) * | 1997-09-08 | 2005-03-16 | 삼성전자주식회사 | 층간절연막형성방법 |
KR100952243B1 (ko) * | 2007-12-26 | 2010-04-09 | 주식회사 동부하이텍 | 반도체 소자의 금속전 층간 절연막 제조 방법 |
-
1991
- 1991-08-16 JP JP20584591A patent/JPH0547758A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08153784A (ja) * | 1994-11-28 | 1996-06-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
US6103601A (en) * | 1995-10-26 | 2000-08-15 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for improving film stability of halogen-doped silicon oxide films |
US6374770B1 (en) | 1995-10-26 | 2002-04-23 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for improving film stability of halogen-doped silicon oxide films |
US6599574B1 (en) * | 1996-04-04 | 2003-07-29 | Applied Materials Inc. | Method and apparatus for forming a dielectric film using helium as a carrier gas |
KR100468687B1 (ko) * | 1997-09-08 | 2005-03-16 | 삼성전자주식회사 | 층간절연막형성방법 |
US6352943B2 (en) | 1998-05-20 | 2002-03-05 | Semiconductor Process Laboratory Co., Ltd. | Method of film formation and method for manufacturing semiconductor device |
KR100952243B1 (ko) * | 2007-12-26 | 2010-04-09 | 주식회사 동부하이텍 | 반도체 소자의 금속전 층간 절연막 제조 방법 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000307 |