JPH056939A - 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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JPH056939A
JPH056939A JP15667291A JP15667291A JPH056939A JP H056939 A JPH056939 A JP H056939A JP 15667291 A JP15667291 A JP 15667291A JP 15667291 A JP15667291 A JP 15667291A JP H056939 A JPH056939 A JP H056939A
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JP
Japan
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insulating film
hole
film
wiring layer
wiring
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JP15667291A
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English (en)
Inventor
Shinsuke Oka
信介 岡
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】多層配線技術において段差の凹部にスルーホー
ルを形成しても信頼性を損うことがなく、半導体装置の
設計の自由度を向上させる。 【構成】SOG膜等の第2の絶縁膜がスルーホールに露
出した段階でプラズマガスに晒す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の多層配線
技術において、互いに異なる層の配線同士を接続する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造過程において、従来よ
り多層配線技術が用いられている。この多層配線技術で
は、下地の配線による段差を層間絶縁膜でできるだけ減
らすことが重要である。この平坦化には、塗布法(SO
G(Spin On Glass)法)を用いてSOG膜(塗布法を用
いて形成されたSiO2 の膜)やシリカゾル、ポリイミ
ド等の膜(以下、これらを総称してSOG膜等と称す
る)を形成する手法が多用されている。しかしこのSO
G膜等は半導体基板上に液状の膜を形成して加熱処理し
たものであるため膜の緻密さに欠け、吸湿性があり、こ
の水分が配線材に悪影響を及ぼすことが知られている。
このSOG膜等の吸湿性を改善するために、このSOG
膜等を例えば酸素、窒素、あるいは0族元素等のプラズ
マガスに晒す方法が提案されている(例えば特開平1−
181533号公報、特開平1−206631号公報、
特開平1−241135号公報参照)が、現状では配線
の信頼性を保持するために、このSOG膜等の上下に緻
密な膜、例えばPSG、NSG、BPSG、プラズマS
iO2 等の膜を形成することにより吸湿性のあるSOG
膜を挟み込む「サンドイッチ構造」が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記のような
サンドイッチ構造を備えた絶縁膜を挾んでその上下に配
線層を形成しこれら上下の配線層を接続する場合に以下
の問題点がある。図2は、この問題点を説明するため
に、上下の配線層を接続するプロセスを示した図であ
る。
【0004】図2(a)に示すように、半導体基板1上
に形成された複数のLOCOS酸化膜2に跨がるように
第1の配線層3が形成され、さらにその上に緻密な絶縁
膜である第1の絶縁膜3、段差を減らすための塗布法に
よる第2の絶縁膜(SOG膜等)4、及びその上に緻密
な第3の絶縁膜5が形成されている。ここで、第1の配
線層3と接続される第2の配線層をこの第3の絶縁膜6
上に形成するには、図2(b)に示すように選択エッチ
ング用のレジスト膜7を形成し、エッチング法により第
1〜第3の絶縁膜4、5、6にスルーホール8を形成し
て第1の配線層3の表面の一部を露出させる。この状態
で、図2(c)に示すように例えばアルミニウムがスパ
ッタリングされて第2の配線層9が形成されるが、スル
ーホール8内は緻密度の低い第2の絶縁膜5が露出して
おり、このスパッタリングの際はかなりの真空度に保た
れているため、この第2の絶縁膜5の露出した部分から
水分等が放出され、このためこのスルーホール8内にス
パッタリングされたアルミニウム等の配線材が入り込み
にくくなる場合があり、またこのスルーホール8内に配
線材が十分に入り込んだとしてもこのスルーホール8内
ではこの配線材が緻密度の低い第2の絶縁膜5と直接接
触することとなり、このためこの配線材が第2の絶縁膜
から染み出てきた水分により錆びる場合があり、スルー
ホール8の内部の配線の信頼性が低下するという問題が
ある。このため従来は、スルーホール内部に第2の絶縁
膜5が露出しないように、平坦部もしくは図3に示すよ
うな段差の凸部にスルーホール8を形成する必要があ
り、これが半導体を設計する際の大きな制約となってい
た。
【0005】本発明は、上記事情に鑑み、段差の凹部に
スルーホールを形成しても信頼性を損うことのない、半
導体装置の設計の自由度を向上させた多層配線技術を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の半導体装置の第1の製造方法は、半導体基板
上に第1の配線層を形成し、該第1の配線層上に第1の
絶縁膜を形成し、該第1の絶縁膜上に塗布法により第2
の絶縁膜を形成し、該第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を
形成し、これら第1、第2及び第3の絶縁膜に穴を形成
して前記第1の配線層の表面の一部を露出させ、この半
導体基板をプラズマガスに晒し、前記穴内に配線材が入
り込むように第2の配線層を形成することを特徴とする
ものである。
【0007】また上記目的を達成するための本発明の第
2の製造方法は半導体基板上に第1の配線層を形成し、
該第1の配線層上に第1の絶縁膜を形成し、該第1の絶
縁膜上に塗布法により第2の絶縁膜を形成し、該第2の
絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成し、前記第1及び第2の
絶縁膜の、下部に前記第1の配線層が形成された位置に
穴を形成し、この半導体基板をプラズマガスに晒し、前
記第3の絶縁膜に前記穴が延長された穴を形成して前記
第1の配線層の表面の一部を露出させ、この穴内に配線
材が入り込むように第2の配線層を形成することを特徴
とするものである。
【0008】ここで上記第1及び第2の製造方法におい
て、前記プラズマガスとして酸素、窒素、又は0族元素
のいずれかを含む圧力0.1〜2.0Torrのプラズ
マガスを用いることが好ましい。
【0009】
【作用】前述したSOG膜等をプラズマガスに晒す方法
はSOG膜の表面付近の緻密性を向上させるには有効で
あり、本発明はこの方法をスルーホール内に露出したS
OG膜の緻密性を向上させることに適用したものであ
る。即ち、上記第2の絶縁膜(SOG膜等)が露出され
た穴(スルーホール)を形成した後、この半導体基板を
プラズマガスに晒すようにしたため、この露出したSO
G膜等の表面の緻密性が向上しSOG膜等の内部とスル
ーホールとの間で水分の出入りが防止され、したがって
第2の配線層を形成する際に配線材が穴に十分に入り込
み、またこのスルーホール内の配線材が水分により錆び
てしまうことも防止され、信頼性の高い多層配線が実現
される。
【0010】このプラズマガスとしては酸素、窒素又は
0族元素のいずれかを含むことが有効であり、また圧力
を0.1〜4.0Torrに設定すると平均自由工程が
短くなってこのプラズマガスが穴内にも十分入り込み、
しかも穴内のSOG膜の表面付近の緻密性を十分向上さ
せることとなる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図1
は、本発明による半導体装置の製造プロセスの一例を示
した図である。この図において、図2、図3における要
素と対応する要素には図2、図3に付した番号と同一の
番号を付して示す。
【0012】図1(a)、(b)は、図2(a)(b)
と同一の図であり、半導体基板1上に形成された複数の
LOCOS酸化膜2に跨がるように第1の配線層3が形
成され、さらにその上に緻密な絶縁膜である第1の絶縁
膜4、段差を減らすための塗布法による第2の絶縁膜
5、及びその上に緻密な第3の絶縁膜6が形成されてお
り(図1(a))、この上に選択エッチング用のレジス
ト膜7が形成され、エッチング法により第1〜第3の絶
縁膜4、5、6にスルーホール8が形成されて第1の配
線層3の表面の一部が露出される。
【0013】この状態で、図1(c)に示すように、こ
の半導体基板が例えば圧力0.1〜2.0Torr程度
の酸素プラズマに晒される。ここでは真空度が低いた
め、酸素プラズマはその平均自由工程が短く、したがっ
てスルーホール8内にもこの酸素プラズマが十分に入り
込み、これにより第2の絶縁膜(SOG膜等)5のスル
ーホール8に露出した部分が緻密化され、これによりこ
の第2の絶縁膜5への水分の出入りが阻止されることと
なる。
【0014】その後、図1(d)に示すようにアルミニ
ウム等の配線材がスパッタリングされる。この際は、第
2の絶縁層5からの水分の放出もなく、したがって配線
材がスルーホール8内に十分入り込むこととなる。また
その後も第2の絶縁膜5から水分が染み出てきて配線材
を侵すことも防止される。これにより信頼性の高い多層
配線が実現され、半導体装置設計の自由度が大幅に向上
する。
【0015】なお、上記実施例では第1、第2及び第3
のの絶縁層4、5、6、に連通するスルーホール8を形
成した後半導体基板をプラズマガスに晒したが、第1の
配線層3をプラズマガスに晒したくない場合等には、第
2及び第3の絶縁膜にスルーホールを形成してプラズマ
ガスに晒し、その後第1の絶縁膜にスルーホールを形成
してもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法は、SOG膜等の第2の絶縁膜がスルーホ
ールに露出した段階でプラズマガスに晒すようにしたた
め、この第2の絶縁膜のスルーホールに面した部分に緻
密な膜が形成され、したがって第2の配線層を形成する
際に配線材がこのスルーホール内に入り込み易くなり、
またそのスルーホール内の配線材が侵されることも防止
され、信頼性の高い多層配線が実現され、半導体装置設
計の自由度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の製造プロセスの一例
を示した図である。
【図2】従来の多層配線技術における上下の配線層を接
続するプロセスを示した図である。
【図3】従来の多層配線技術における、上下の配線層を
接続する他の例を示した図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 LOCOS酸化膜 3 第1の配線層 4 第1の絶縁膜 5 第2の絶縁膜 6 第3の絶縁膜 8 スルーホール 9 第2の配線層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に第1の配線層を形成し、
    該第1の配線層上に第1の絶縁膜を形成し、該第1の絶
    縁膜上に塗布法により第2の絶縁膜を形成し、該第2の
    絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成し、これら第1、第2及
    び第3の絶縁膜に穴を形成して前記第1の配線層の表面
    の一部を露出させ、この半導体基板をプラズマガスに晒
    し、前記穴内に配線材が入り込むように第2の配線層を
    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】 半導体基板上に第1の配線層を形成し、
    該第1の配線層上に第1の絶縁膜を形成し、該第1の絶
    縁膜上に塗布法により第2の絶縁膜を形成し、該第2の
    絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成し、前記第1及び第2の
    絶縁膜の、下部に前記第1の配線層が形成された位置に
    穴を形成し、この半導体基板をプラズマガスに晒し、前
    記第3の絶縁膜に前記穴が延長された穴を形成して前記
    第1の配線層の表面の一部を露出させ、この穴内に配線
    材が入り込むように第2の配線層を形成することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記プラズマガスが、酸素、窒素、又は
    0族元素のいずれかを含む圧力0.1〜2.0Torr
    のプラズマガスであることを特徴とする請求項1又は2
    記載の半導体装置の製造方法。
JP15667291A 1991-06-27 1991-06-27 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH056939A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5643407A (en) * 1994-09-30 1997-07-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Solving the poison via problem by adding N2 plasma treatment after via etching
US6633082B1 (en) 1997-05-30 2003-10-14 Nec Corporation Semiconductor device and method for manufacturing the semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5643407A (en) * 1994-09-30 1997-07-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Solving the poison via problem by adding N2 plasma treatment after via etching
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Effective date: 19980903