JPH0629400A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH0629400A JPH0629400A JP20734692A JP20734692A JPH0629400A JP H0629400 A JPH0629400 A JP H0629400A JP 20734692 A JP20734692 A JP 20734692A JP 20734692 A JP20734692 A JP 20734692A JP H0629400 A JPH0629400 A JP H0629400A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 層間絶縁膜の平坦性に優れた多層配線構造を
有する半導体装置とその製造方法を得る。 【構成】 半導体基板１表面のシリコン酸化膜２上の所
定部分に下層配線層３を形成し、この下層配線３をプラ
ズマ酸化膜４で被覆し、更に、このプラズマ酸化膜４上
に有機ＳＯＧをスピンコートし、得られた塗布膜を焼成
して有機ＳＯＧ膜８を形成する。次に、有機ＳＯＧ膜８
の上面に、下層配線３の上部に対応する所定部分に開孔
５ａが形成されたレジスト５を塗布し、これをマスクに
してＣＦ4，ＣＨＦ3 ，Ａｒの混合ガスで有機ＳＯＧ膜
８をエッチングして、該有機ＳＯＧ膜８にプラズマ酸化
膜４の上面に達する開孔８ａを形成し、この後、レジス
ト５を除去し、上記と同様のガスにより、有機ＳＯＧ膜
８とプラズマ酸化膜４とをエッチングする。
有する半導体装置とその製造方法を得る。 【構成】 半導体基板１表面のシリコン酸化膜２上の所
定部分に下層配線層３を形成し、この下層配線３をプラ
ズマ酸化膜４で被覆し、更に、このプラズマ酸化膜４上
に有機ＳＯＧをスピンコートし、得られた塗布膜を焼成
して有機ＳＯＧ膜８を形成する。次に、有機ＳＯＧ膜８
の上面に、下層配線３の上部に対応する所定部分に開孔
５ａが形成されたレジスト５を塗布し、これをマスクに
してＣＦ4，ＣＨＦ3 ，Ａｒの混合ガスで有機ＳＯＧ膜
８をエッチングして、該有機ＳＯＧ膜８にプラズマ酸化
膜４の上面に達する開孔８ａを形成し、この後、レジス
ト５を除去し、上記と同様のガスにより、有機ＳＯＧ膜
８とプラズマ酸化膜４とをエッチングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、多層配線構造を備えた半導体装置とその製造方法に
関するものである。
に、多層配線構造を備えた半導体装置とその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の半導体装置における多層
配線構造の形成工程を示す工程別断面図であり、図にお
いて、１はシリコン半導体基板、２は半導体基板１上に
形成されたシリコン酸化膜、３は下層配線、４はプラズ
マ酸化膜（シリコン酸化膜）、５はポジ型レジスト膜、
５ａはポジ型レジスト膜５に形成された開孔部、６はス
ルーホール、７はスルーホール７を通して下層配線３に
接続された上層配線である。
配線構造の形成工程を示す工程別断面図であり、図にお
いて、１はシリコン半導体基板、２は半導体基板１上に
形成されたシリコン酸化膜、３は下層配線、４はプラズ
マ酸化膜（シリコン酸化膜）、５はポジ型レジスト膜、
５ａはポジ型レジスト膜５に形成された開孔部、６はス
ルーホール、７はスルーホール７を通して下層配線３に
接続された上層配線である。
【０００３】以下、図５に基づいて形成工程を説明す
る。先ず、図５(a) に示すように、シリコン半導体基板
１表面を被覆するシリコン酸化膜２の上面の所定領域
に、下層配線３を選択的に形成する。次いで、図５(b)
に示すように、下層配線３を被覆するように、シリコン
半導体基板１の全面にわたってプラズマ酸化膜（シリコ
ン酸化膜）４を形成する。次に、図５(c) に示すよう
に、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４上にポジ型レ
ジスト膜５を塗布し、通常の写真製版技術により、図５
(d) に示すように、ポジ型レジスト膜５の所定領域に開
孔５ａを形成する。次に、この開孔５ａが形成されたポ
ジ型レジスト膜５をマスクとして、プラズマ酸化膜（シ
リコン酸化膜）４を選択的にエッチングし、図５(e) に
示すように、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４の所
定領域にスルーホール６を形成する。次に、上記ポジ型
レジスト膜５を完全に除去した後、図５(f) に示すよう
に、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４の上面及びス
ルーホール６から露出した下層配線３の表面に配線金属
を堆積させて上層配線７を形成する。
る。先ず、図５(a) に示すように、シリコン半導体基板
１表面を被覆するシリコン酸化膜２の上面の所定領域
に、下層配線３を選択的に形成する。次いで、図５(b)
に示すように、下層配線３を被覆するように、シリコン
半導体基板１の全面にわたってプラズマ酸化膜（シリコ
ン酸化膜）４を形成する。次に、図５(c) に示すよう
に、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４上にポジ型レ
ジスト膜５を塗布し、通常の写真製版技術により、図５
(d) に示すように、ポジ型レジスト膜５の所定領域に開
孔５ａを形成する。次に、この開孔５ａが形成されたポ
ジ型レジスト膜５をマスクとして、プラズマ酸化膜（シ
リコン酸化膜）４を選択的にエッチングし、図５(e) に
示すように、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４の所
定領域にスルーホール６を形成する。次に、上記ポジ型
レジスト膜５を完全に除去した後、図５(f) に示すよう
に、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４の上面及びス
ルーホール６から露出した下層配線３の表面に配線金属
を堆積させて上層配線７を形成する。
【０００４】上記工程に示されるように、通常、半導体
装置では、集積化及び微細化に応じて、層間絶縁膜（プ
ラズマ酸化膜４）を介して、上層と下層の配線間（上層
配線７と下層配線３の間）を、該層間絶縁膜に形成した
スルーホール６を通して接続する、多層配線構造が形成
される。
装置では、集積化及び微細化に応じて、層間絶縁膜（プ
ラズマ酸化膜４）を介して、上層と下層の配線間（上層
配線７と下層配線３の間）を、該層間絶縁膜に形成した
スルーホール６を通して接続する、多層配線構造が形成
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の多
層配線構造は以上の工程から形成されており、下層配線
３上の層間絶縁膜（プラズマ酸化膜４）に形成されるス
ルーホール６とその周辺部では、図に示すように、該層
間絶縁膜（プラズマ酸化膜４）の膜厚がそのまま段差と
なって表れるため、該層間絶縁膜（プラズマ酸化膜４）
の上面及びスルーホール６に内周面に沿って形成される
上層配線７は、この段差によって断線したり、また、断
線しないまでも被覆性が低下して、得られる半導体装置
の信頼性が低下するという問題点があった。
層配線構造は以上の工程から形成されており、下層配線
３上の層間絶縁膜（プラズマ酸化膜４）に形成されるス
ルーホール６とその周辺部では、図に示すように、該層
間絶縁膜（プラズマ酸化膜４）の膜厚がそのまま段差と
なって表れるため、該層間絶縁膜（プラズマ酸化膜４）
の上面及びスルーホール６に内周面に沿って形成される
上層配線７は、この段差によって断線したり、また、断
線しないまでも被覆性が低下して、得られる半導体装置
の信頼性が低下するという問題点があった。
【０００６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、層間絶縁膜のコンタクトホー
ルから露出する下層配線表面及びその周囲部の層間絶縁
膜表面に形成される上層配線が、断線することなく良好
に被覆形成された多層配線構造を有する半導体装置とそ
の製造方法を得ることを目的とする。
るためになされたもので、層間絶縁膜のコンタクトホー
ルから露出する下層配線表面及びその周囲部の層間絶縁
膜表面に形成される上層配線が、断線することなく良好
に被覆形成された多層配線構造を有する半導体装置とそ
の製造方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
装置及びその製造方法は、その上面に配線パターンが形
成された半導体基板上に炭素成分を含有しないシリコン
酸化膜を被着し、該シリコン酸化膜上に有機ＳＯＧ（ｓ
ｐｉｎ−ｏｎ−ｇｌａｓｓ）膜又は有機基を有するシリ
コンラダーポリマーの焼成膜を形成し、該有機ＳＯＧ膜
又は有機基を有するシリコンラダーポリマーの焼成膜の
所定部分に開孔を空けた状態で、これら炭素成分を含有
しないシリコン酸化膜と有機ＳＯＧ膜又はシリコンラダ
ーポリマーの焼成膜をエッチバックし、同時に、上記配
線パターンの上面を露出させるようにしたものである。
装置及びその製造方法は、その上面に配線パターンが形
成された半導体基板上に炭素成分を含有しないシリコン
酸化膜を被着し、該シリコン酸化膜上に有機ＳＯＧ（ｓ
ｐｉｎ−ｏｎ−ｇｌａｓｓ）膜又は有機基を有するシリ
コンラダーポリマーの焼成膜を形成し、該有機ＳＯＧ膜
又は有機基を有するシリコンラダーポリマーの焼成膜の
所定部分に開孔を空けた状態で、これら炭素成分を含有
しないシリコン酸化膜と有機ＳＯＧ膜又はシリコンラダ
ーポリマーの焼成膜をエッチバックし、同時に、上記配
線パターンの上面を露出させるようにしたものである。
【０００８】尚、有機ＳＯＧとは一般に、ケイ素化合部
を有機溶剤に溶解した溶液と、これを塗布，焼成して得
られるＳｉＯ2 を主成分とする膜の総称であるが、本明
細書では、ケイ素化合部を有機溶剤に溶解した溶液を有
機ＳＯＧとし、これらを塗布，焼成して得られるＳｉＯ
2 を主成分とする膜を有機ＳＯＧ膜として区別する。
を有機溶剤に溶解した溶液と、これを塗布，焼成して得
られるＳｉＯ2 を主成分とする膜の総称であるが、本明
細書では、ケイ素化合部を有機溶剤に溶解した溶液を有
機ＳＯＧとし、これらを塗布，焼成して得られるＳｉＯ
2 を主成分とする膜を有機ＳＯＧ膜として区別する。
【０００９】
【作用】この発明においては、有機ＳＯＧ膜又は有機基
を有するシリコンラダーポリマーの焼成膜の配線上部に
位置する所定部分に開孔を形成した状態で、該有機ＳＯ
Ｇ膜又は有機基を有するシリコンラダーポリマーの焼成
膜と上記炭素成分を含有しないシリコン酸化膜とに、二
酸化ケイ素をエッチングするガスを用いてドライエッチ
ングを施すと、有機ＳＯＧ膜又は有機基を有するシリコ
ンラダーポリマーの焼成膜のエッチングレートが、炭素
成分を含有しないシリコン酸化膜のそれに比べて小さい
ことから、上記開孔が形成された有機ＳＯＧ膜又は有機
基を有するシリコンラダーポリマーの焼成膜がマスクに
なって、上記炭素成分を含有しないシリコン酸化膜に下
層配線上面に達する開孔が形成されるとともに、これら
両者の膜がエッチバックされて、上記炭素成分を含有し
ないシリコン酸化膜の下層配線周囲部に形成された凹部
が上記有機ＳＯＧ膜又は有機基を有するシリコンラダー
ポリマーの焼成膜によって埋め込まれ、平坦化された層
間絶縁膜を形成することができる。
を有するシリコンラダーポリマーの焼成膜の配線上部に
位置する所定部分に開孔を形成した状態で、該有機ＳＯ
Ｇ膜又は有機基を有するシリコンラダーポリマーの焼成
膜と上記炭素成分を含有しないシリコン酸化膜とに、二
酸化ケイ素をエッチングするガスを用いてドライエッチ
ングを施すと、有機ＳＯＧ膜又は有機基を有するシリコ
ンラダーポリマーの焼成膜のエッチングレートが、炭素
成分を含有しないシリコン酸化膜のそれに比べて小さい
ことから、上記開孔が形成された有機ＳＯＧ膜又は有機
基を有するシリコンラダーポリマーの焼成膜がマスクに
なって、上記炭素成分を含有しないシリコン酸化膜に下
層配線上面に達する開孔が形成されるとともに、これら
両者の膜がエッチバックされて、上記炭素成分を含有し
ないシリコン酸化膜の下層配線周囲部に形成された凹部
が上記有機ＳＯＧ膜又は有機基を有するシリコンラダー
ポリマーの焼成膜によって埋め込まれ、平坦化された層
間絶縁膜を形成することができる。
【００１０】
【実施例】（実施例１）図１は、この発明の第１の実施
例による半導体装置の多層配線構造を形成する工程を示
した工程別断面図であり、図において、図５と同一符号
は同一または相当する部分を示し、８は有機ＳＯＧ膜、
８ａは有機ＳＯＧ膜８に形成された開孔部、９は層間絶
縁膜である。上記有機ＳＯＧ膜８は、下記式(2) の組成
式で表されるケイ素化合物を有機溶剤に溶解した有機Ｓ
ＯＧを、スピンコートした塗布膜を焼成して得られるも
ので、炭素成分を含有していることから、そのエッチン
グレートが炭素成分を含有しないシリコン酸化膜より遅
いという特徴を有している。
例による半導体装置の多層配線構造を形成する工程を示
した工程別断面図であり、図において、図５と同一符号
は同一または相当する部分を示し、８は有機ＳＯＧ膜、
８ａは有機ＳＯＧ膜８に形成された開孔部、９は層間絶
縁膜である。上記有機ＳＯＧ膜８は、下記式(2) の組成
式で表されるケイ素化合物を有機溶剤に溶解した有機Ｓ
ＯＧを、スピンコートした塗布膜を焼成して得られるも
ので、炭素成分を含有していることから、そのエッチン
グレートが炭素成分を含有しないシリコン酸化膜より遅
いという特徴を有している。
【００１１】 Ｒn Ｓｉ（ＯＨ）4-n …………………(2)
【００１２】式中、Ｒはフェニル基または低級アルキル
基、ｎは１〜３の整数である。
基、ｎは１〜３の整数である。
【００１３】以下、上記図１に基づいて多層配線構造の
形成工程を説明する。図１(a) ，(b) に示すように、従
来と同様に、シリコン半導体基板１表面を被覆するシリ
コン酸化膜２の上面の所定領域に、下層配線３を選択的
に形成し、次いで、この下層配線３を被覆するように、
シリコン半導体基板１の全面にわたってプラズマ酸化膜
（シリコン酸化膜）４を形成する。次に、上記式(2) で
示される有機基を有するケイ素化合物を、適当な有機バ
インダー，ガラス質形成剤とともに有機溶剤に溶解し、
この溶液を上記プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４上
にスピンコートし、次いで、熱処理を施すと、溶剤の蒸
発及び脱水・重合反応が進行して、図１(c) に示される
ように、炭素成分を含有したシリコン酸化膜からなる有
機ＳＯＧ膜８が形成される。この有機ＳＯＧ膜８はスピ
ンコートによって塗布形成されているので、図にみられ
るように、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４の段差
凹部には厚く、段差凸部には薄く形成され、平坦性に優
れた膜となる。次に、図１(d) に示すように、レジスト
膜５を塗布形成し、通常の写真製版技術により、図１
(e) に示すように該レジスト膜５の所定部分に開孔５ａ
を形成する。次に、図１(f) に示すように、この開孔５
ａが形成されたレジスト膜５をマスクにして、有機ＳＯ
Ｇ膜８にＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ａr の混合系ガスによるド
ライエッチングを施し、プラズマ酸化膜４の上部まで届
く開孔部８ａを形成する。次に、図１(g) に示すよう
に、上記レジスト膜５を除去した後、有機ＳＯＧ膜８及
びプラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４に対して、上記
と同様のＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ａr の混合系ガスを用い、
図３に示すエッチング条件でドライエッチングを施す。
この際、上述したように、有機ＳＯＧ膜８はプラズマ酸
化膜４よりエッチングレートが遅いため、開孔８ａが形
成された有機ＳＯＧ膜８がマスクになって、図１(h) に
示すように、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４に下
層配線３に届くスルーホール６が形成されるとともに、
エッチバックによって有機ＳＯＧ膜８とプラズマ酸化膜
（シリコン酸化膜）４からなる平坦化絶縁膜９が形成さ
れる。そして、この後、上層配線を構成する配線金属を
シリコン基板の全面に対して堆積させると、図１(i) に
示すように、コンタクトホール４ａ及びプラズマ酸化膜
（シリコン酸化膜）４の上面が、従来よりその層厚が均
一化した上層配線７によって被覆される。
形成工程を説明する。図１(a) ，(b) に示すように、従
来と同様に、シリコン半導体基板１表面を被覆するシリ
コン酸化膜２の上面の所定領域に、下層配線３を選択的
に形成し、次いで、この下層配線３を被覆するように、
シリコン半導体基板１の全面にわたってプラズマ酸化膜
（シリコン酸化膜）４を形成する。次に、上記式(2) で
示される有機基を有するケイ素化合物を、適当な有機バ
インダー，ガラス質形成剤とともに有機溶剤に溶解し、
この溶液を上記プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４上
にスピンコートし、次いで、熱処理を施すと、溶剤の蒸
発及び脱水・重合反応が進行して、図１(c) に示される
ように、炭素成分を含有したシリコン酸化膜からなる有
機ＳＯＧ膜８が形成される。この有機ＳＯＧ膜８はスピ
ンコートによって塗布形成されているので、図にみられ
るように、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４の段差
凹部には厚く、段差凸部には薄く形成され、平坦性に優
れた膜となる。次に、図１(d) に示すように、レジスト
膜５を塗布形成し、通常の写真製版技術により、図１
(e) に示すように該レジスト膜５の所定部分に開孔５ａ
を形成する。次に、図１(f) に示すように、この開孔５
ａが形成されたレジスト膜５をマスクにして、有機ＳＯ
Ｇ膜８にＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ａr の混合系ガスによるド
ライエッチングを施し、プラズマ酸化膜４の上部まで届
く開孔部８ａを形成する。次に、図１(g) に示すよう
に、上記レジスト膜５を除去した後、有機ＳＯＧ膜８及
びプラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４に対して、上記
と同様のＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ａr の混合系ガスを用い、
図３に示すエッチング条件でドライエッチングを施す。
この際、上述したように、有機ＳＯＧ膜８はプラズマ酸
化膜４よりエッチングレートが遅いため、開孔８ａが形
成された有機ＳＯＧ膜８がマスクになって、図１(h) に
示すように、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４に下
層配線３に届くスルーホール６が形成されるとともに、
エッチバックによって有機ＳＯＧ膜８とプラズマ酸化膜
（シリコン酸化膜）４からなる平坦化絶縁膜９が形成さ
れる。そして、この後、上層配線を構成する配線金属を
シリコン基板の全面に対して堆積させると、図１(i) に
示すように、コンタクトホール４ａ及びプラズマ酸化膜
（シリコン酸化膜）４の上面が、従来よりその層厚が均
一化した上層配線７によって被覆される。
【００１４】図４は、有機ＳＯＧ膜（メチル基を有機基
として含有するもの。）の反応温度（℃）とエッチング
レート（オングストローム／ｍｉｎ）の関係を、他の無
機絶縁膜（シリコン酸化膜）のそれと比較して示した図
であり、図において、ａは無機ＳＯＧ膜（有機基を持た
ないケイ素化合物から得られたＳＯＧ膜）のエッチング
レート、ｂはＴＥＯＳ（tetra-ethyl orthosilicate)の
エッチングレート、ｃ，ｄはメチル基を有機基として含
有する有機ＳＯＧ膜のエッチングレート、ｅは後述する
第２の実施例のＰＰＳＱ（ポリフェニルシリセスキオキ
サン）の焼成膜のエッチングレートを示している。ここ
で、ｄ，ｅは、膜中の炭素量が多い有機ＳＯＧ膜のエッ
チングレートがｄに対応し、膜中の炭素量が少ない有機
ＳＯＧ膜のエッチングレートがｃに対応している。
として含有するもの。）の反応温度（℃）とエッチング
レート（オングストローム／ｍｉｎ）の関係を、他の無
機絶縁膜（シリコン酸化膜）のそれと比較して示した図
であり、図において、ａは無機ＳＯＧ膜（有機基を持た
ないケイ素化合物から得られたＳＯＧ膜）のエッチング
レート、ｂはＴＥＯＳ（tetra-ethyl orthosilicate)の
エッチングレート、ｃ，ｄはメチル基を有機基として含
有する有機ＳＯＧ膜のエッチングレート、ｅは後述する
第２の実施例のＰＰＳＱ（ポリフェニルシリセスキオキ
サン）の焼成膜のエッチングレートを示している。ここ
で、ｄ，ｅは、膜中の炭素量が多い有機ＳＯＧ膜のエッ
チングレートがｄに対応し、膜中の炭素量が少ない有機
ＳＯＧ膜のエッチングレートがｃに対応している。
【００１５】この図から、本発明では、上記有機ＳＯＧ
膜８を他の炭素成分を含有しないシリコン酸化膜ととも
にエッチングする際のエッチング温度（反応温度）は、
そのエッチングレートが他の炭素成分を含有しないシリ
コン酸化膜に比べて充分に小さくなる５００℃以下にす
るのが好ましいことが分かる。
膜８を他の炭素成分を含有しないシリコン酸化膜ととも
にエッチングする際のエッチング温度（反応温度）は、
そのエッチングレートが他の炭素成分を含有しないシリ
コン酸化膜に比べて充分に小さくなる５００℃以下にす
るのが好ましいことが分かる。
【００１６】このような本実施例の多層配線構造の形成
工程では、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４上に、
平坦性に優れる有機ＳＯＧ膜８を形成し、この後、下層
配線３の上部に対応する有機ＳＯＧ膜８の所定部分に開
孔８ａを形成した状態で、これらプラズマ酸化膜（シリ
コン酸化膜）４と有機ＳＯＧ膜８に対して、二酸化ケイ
素をエッチングするＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ａr の混合系ガ
スにより、ドライエッチングを施すため、エッチングレ
ードの遅い有機ＳＯＧ膜８がマスクになって、下層配線
３に続くスルーホール６がプラズマ酸化膜（シリコン酸
化膜）４に形成されると同時に、プラズマ酸化膜（シリ
コン酸化膜）４と有機ＳＯＧ膜８がエッチバックされ、
その結果、スルーホール６の段差部はプラズマ酸化膜
（シリコン酸化膜）４の上面部分がエッチングされるこ
とからなだらかになり、更に、プラズマ酸化膜（シリコ
ン酸化膜）４の凹部が有機ＳＯＧ膜８で埋め込まれ、平
坦性に優れた層間絶縁膜９が形成される。従って、この
層間絶縁膜９上に配線金属を堆積して得られた上層配線
７は層厚が均一で断線等が生じない。
工程では、プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４上に、
平坦性に優れる有機ＳＯＧ膜８を形成し、この後、下層
配線３の上部に対応する有機ＳＯＧ膜８の所定部分に開
孔８ａを形成した状態で、これらプラズマ酸化膜（シリ
コン酸化膜）４と有機ＳＯＧ膜８に対して、二酸化ケイ
素をエッチングするＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ａr の混合系ガ
スにより、ドライエッチングを施すため、エッチングレ
ードの遅い有機ＳＯＧ膜８がマスクになって、下層配線
３に続くスルーホール６がプラズマ酸化膜（シリコン酸
化膜）４に形成されると同時に、プラズマ酸化膜（シリ
コン酸化膜）４と有機ＳＯＧ膜８がエッチバックされ、
その結果、スルーホール６の段差部はプラズマ酸化膜
（シリコン酸化膜）４の上面部分がエッチングされるこ
とからなだらかになり、更に、プラズマ酸化膜（シリコ
ン酸化膜）４の凹部が有機ＳＯＧ膜８で埋め込まれ、平
坦性に優れた層間絶縁膜９が形成される。従って、この
層間絶縁膜９上に配線金属を堆積して得られた上層配線
７は層厚が均一で断線等が生じない。
【００１７】（実施例２）図２は、この発明の第２の実
施例による半導体装置の多層配線構造を示す断面図であ
り、図において、図１と同一符号は同一または相当する
部分を示し、１１はシリコンラダーポリマーの焼成膜で
ある。ここで、シリコンラダーポリマーの焼成膜１１
は、その繰り返し単位が下記の一般式(3) で表されるシ
リコンラダーポリマーを有機溶剤に溶解した溶液を、プ
ラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４上にスピンコート
し、得られた塗膜を焼成したものである。
施例による半導体装置の多層配線構造を示す断面図であ
り、図において、図１と同一符号は同一または相当する
部分を示し、１１はシリコンラダーポリマーの焼成膜で
ある。ここで、シリコンラダーポリマーの焼成膜１１
は、その繰り返し単位が下記の一般式(3) で表されるシ
リコンラダーポリマーを有機溶剤に溶解した溶液を、プ
ラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４上にスピンコート
し、得られた塗膜を焼成したものである。
【００１８】
【数２】
【００１９】式中、Ｒ1 はフェニル基または低級のアル
キル基、Ｒ2 は水素原子または低級アルキル基であり、
異なるＲ1 は同じ基でも異なる基でもよく、異なるＲ2
は同じ基でも異なる基でもよい。また、ｎは２０〜１０
００の正の整数である。
キル基、Ｒ2 は水素原子または低級アルキル基であり、
異なるＲ1 は同じ基でも異なる基でもよく、異なるＲ2
は同じ基でも異なる基でもよい。また、ｎは２０〜１０
００の正の整数である。
【００２０】尚、この実施例における多層配線構造の形
成工程は、上記のようにプラズマ酸化膜（シリコン酸化
膜）４上にシリコンラダーポリマーの焼成膜１１を形成
する以外は上記第１の実施例と同じであり、ここでは説
明を省略する。
成工程は、上記のようにプラズマ酸化膜（シリコン酸化
膜）４上にシリコンラダーポリマーの焼成膜１１を形成
する以外は上記第１の実施例と同じであり、ここでは説
明を省略する。
【００２１】また、前述したように、図４のｅは、上記
一般式で表されるシリコンラダーポリマーであるＰＰＳ
Ｑ（ポリフェニルシリセスキオキサン）の焼成膜のエッ
チングレートを示しており、この図から、シリコンラダ
ーポリーマーの焼成膜のエッチングレートは他の炭素成
分を含有しないシリコン酸化膜に比べて充分に小さいこ
とがわかる。従って、上記第１の実施例と同様にして、
シリコンラダーポリマーの焼成膜１１に開孔を空け、プ
ラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４とシリコンラダーポ
リマーの焼成膜１１とにドライエッチングを施すと、該
シリコンラダーポリマーの焼成膜１１をマスクとしてプ
ラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４の所定部分にコンタ
クトホール６が形成されると同時に、エッチバックによ
って平坦化された層間絶縁膜９が形成される。
一般式で表されるシリコンラダーポリマーであるＰＰＳ
Ｑ（ポリフェニルシリセスキオキサン）の焼成膜のエッ
チングレートを示しており、この図から、シリコンラダ
ーポリーマーの焼成膜のエッチングレートは他の炭素成
分を含有しないシリコン酸化膜に比べて充分に小さいこ
とがわかる。従って、上記第１の実施例と同様にして、
シリコンラダーポリマーの焼成膜１１に開孔を空け、プ
ラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４とシリコンラダーポ
リマーの焼成膜１１とにドライエッチングを施すと、該
シリコンラダーポリマーの焼成膜１１をマスクとしてプ
ラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４の所定部分にコンタ
クトホール６が形成されると同時に、エッチバックによ
って平坦化された層間絶縁膜９が形成される。
【００２２】このような本実施例の半導体装置では、シ
リコンラダーポリマーの焼成膜１１のエッチングレート
がプラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４のそれに比べて
充分に小さく、所定部分に開孔が形成されたシリコンラ
ダーポリマーの焼成膜１１とプラズマ酸化膜（シリコン
酸化膜）４とが、二酸化ケイ素をエッチングするエッチ
ングガスによって、同時にエッチングされると、上記第
１の実施例と同様に、下層配線３の上面に続くスルーホ
ール６が形成されるとと同時に、プラズマ酸化膜４の凹
部がシリコンラダーポリマーの焼成膜で１１で埋め込ま
れ、平坦性に優れた層間絶縁膜９を形成することができ
る。従って、該層間絶縁膜９上に配線金属を堆積して得
られる上層配線７は、層厚が均一で、断線等の無いもの
になる。
リコンラダーポリマーの焼成膜１１のエッチングレート
がプラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）４のそれに比べて
充分に小さく、所定部分に開孔が形成されたシリコンラ
ダーポリマーの焼成膜１１とプラズマ酸化膜（シリコン
酸化膜）４とが、二酸化ケイ素をエッチングするエッチ
ングガスによって、同時にエッチングされると、上記第
１の実施例と同様に、下層配線３の上面に続くスルーホ
ール６が形成されるとと同時に、プラズマ酸化膜４の凹
部がシリコンラダーポリマーの焼成膜で１１で埋め込ま
れ、平坦性に優れた層間絶縁膜９を形成することができ
る。従って、該層間絶縁膜９上に配線金属を堆積して得
られる上層配線７は、層厚が均一で、断線等の無いもの
になる。
【００２３】尚、上記実施例では、プラズマ酸化膜（シ
リコン酸化膜）４と有機ＳＯＧ膜８をエッチングする際
のエッチングガスとして、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ａr の混
合ガスを用いたが、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ｈｅの混合ガス
等の他の二酸化ケイ素をエッチングできるガスを用いて
も同様の効果を得ることができる。
リコン酸化膜）４と有機ＳＯＧ膜８をエッチングする際
のエッチングガスとして、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ａr の混
合ガスを用いたが、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ｈｅの混合ガス
等の他の二酸化ケイ素をエッチングできるガスを用いて
も同様の効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、下層
配線を炭素成分を含有しないシリコン酸化膜で被覆し、
該炭素成分を含有しないシリコン酸化膜上に有機ＳＯＧ
膜又は有機基を有するシリコンラダーポリマーの焼成膜
を形成し、該有機ＳＯＧ膜又は有機基を有するシリコン
ラダーポリマーの焼成膜の所定部分に開孔を空けた状態
で、これら炭素成分を含有しないシリコン酸化膜と有機
ＳＯＧ膜又はシリコンラダーポリマーの焼成膜とを、Ｓ
ｉＯ2 をエッチングするエッチングガスを用いて、同時
にエッチングするようにしたので、上記下層配線上面が
露出して絶縁膜段差の少ないスルーホールが形成される
とともに、炭素成分を含有しないシリコン酸化膜と有機
ＳＯＧ膜又は有機基を有するシリコンラダーポリマーの
焼成膜とがエッチバックされて、平坦性に優れた層間絶
縁膜を形成することができ、その結果、上記スルーホー
ルと層間絶縁膜上に形成される上層配線の層厚が均一に
なり、信頼性に優れた半導体装置が得られる効果があ
る。
配線を炭素成分を含有しないシリコン酸化膜で被覆し、
該炭素成分を含有しないシリコン酸化膜上に有機ＳＯＧ
膜又は有機基を有するシリコンラダーポリマーの焼成膜
を形成し、該有機ＳＯＧ膜又は有機基を有するシリコン
ラダーポリマーの焼成膜の所定部分に開孔を空けた状態
で、これら炭素成分を含有しないシリコン酸化膜と有機
ＳＯＧ膜又はシリコンラダーポリマーの焼成膜とを、Ｓ
ｉＯ2 をエッチングするエッチングガスを用いて、同時
にエッチングするようにしたので、上記下層配線上面が
露出して絶縁膜段差の少ないスルーホールが形成される
とともに、炭素成分を含有しないシリコン酸化膜と有機
ＳＯＧ膜又は有機基を有するシリコンラダーポリマーの
焼成膜とがエッチバックされて、平坦性に優れた層間絶
縁膜を形成することができ、その結果、上記スルーホー
ルと層間絶縁膜上に形成される上層配線の層厚が均一に
なり、信頼性に優れた半導体装置が得られる効果があ
る。
【図１】この発明の第１の実施例による半導体装置の多
層配線構造を形成する工程を示す工程別断面図である。
層配線構造を形成する工程を示す工程別断面図である。
【図２】この発明の第２の実施例による半導体装置の多
層配線構造を示す断面図である。
層配線構造を示す断面図である。
【図３】図１に示す多層配線構造の形成工程におけるプ
ラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）とと有機ＳＯＧ膜とを
エッチングする際のエッチング条件を示すグラフ図であ
る。
ラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）とと有機ＳＯＧ膜とを
エッチングする際のエッチング条件を示すグラフ図であ
る。
【図４】有機ＳＯＧ膜，シリコンラダーポリマーの焼成
膜及び他の炭素成分を含有しないシリコン酸化膜の反応
温度に対するエッチングレートの変化を示す図である。
膜及び他の炭素成分を含有しないシリコン酸化膜の反応
温度に対するエッチングレートの変化を示す図である。
【図５】従来の半導体装置の多層配線構造を形成する工
程を示す工程別断面図である。
程を示す工程別断面図である。
１ シリコン半導体基板 ２ シリコン酸化膜 ３ 下層配線 ４ プラズマ酸化膜（シリコン酸化膜）膜 ５ レジスト膜 ５ａ 開孔 ６ スルーホール ７ 上層配線 ８ 有機ＳＯＧ膜 ８ａ 開孔 ９ 層間絶縁膜 １０ シリコンラダーポリマーの焼成膜 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ エッチングレート
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上の第１の配線層を覆う絶縁
酸化膜の所定領域に、該第１の配線層に達するスルーホ
ールを形成した後、上記半導体基板の全面に対して配線
金属を堆積し、上記スルーホールを通してその一部が上
記第１の配線層に接続する第２の配線層を、上記絶縁酸
化膜の上面に形成してなる半導体装置において、 上記第１の配線層を炭素成分を含有しない第１のシリコ
ン酸化膜で被覆し、更に、該第１のシリコン酸化膜を炭
素成分を含有する第２のシリコン酸化膜で被覆した後、
上記第１の配線層の上部に位置する上記第２のシリコン
酸化膜の所定部分に、上記第１のシリコン酸化膜の上面
に達する開孔を形成し、この状態で、二酸化ケイ素をエ
ッチングするエッチングガスにより、上記開孔が上記第
１の配線層の上面に達するまで、上記第１，第２のシリ
コン酸化膜をドライエッチングし、この後、上記半導体
基板の全面に対して配線金属を堆積して上記第２の配線
層を形成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体装置において、 上記炭素成分を含有する第２のシリコン酸化膜が、上記
第１のシリコン酸化膜の上面に有機ＳＯＧ( Spin on gl
ass)をスピンコートし、得られた塗膜を焼成して得られ
た有機ＳＯＧ膜であることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の半導体装置において、 上記炭素成分を含有する第２のシリコン酸化膜が、上記
第１のシリコン酸化膜の上面に、その繰り返し単位が下
記一般式(1) で表されるシリコンラダーポリマーが溶解
した樹脂溶液をスピンコートし、得られた塗膜を焼成し
て得られたシリコン酸化膜であることを特徴とする半導
体装置。 【数１】 式中、Ｒ1 はフェニル基または低級のアルキル基、Ｒ2
は水素原子または低級アルキル基であり、異なるＲ1 は
同じ基でも異なる基でもよく、異なるＲ2 は同じ基でも
異なる基でもよい。また、ｎは２０〜１０００の正の整
数を示す。 - 【請求項４】 半導体基板上に、下層配線と上層配線と
が層間絶縁膜内のスルーホールを通して接続される多層
配線膜を形成してなる半導体装置の製造方法において、 上記半導体基板上の所定領域に第１の配線層を形成する
工程と、 上記第１の配線層を被覆するよう上記半導体基板の全面
に対して、炭素成分を含有しない第１のシリコン酸化膜
を形成する工程と、 上記第１のシリコン酸化膜の上面に、有機ＳＯＧまたは
その繰り返し単位が上記一般式(1) で表されるシリコン
ラダーポリマーを溶解した樹脂溶液をスピンコートし、
得られた塗膜を焼成して、炭素成分を含有する第２のシ
リコン酸化膜を形成する工程と、 上記第２のシリコン酸化膜の上記第１の配線層の上部に
位置する所定部分に開孔を形成し、この状態で、二酸化
ケイ素をエッチングするエッチングガスにより、上記第
１，第２のシリコン酸化膜をエッチングして、上記第１
の配線層の上面を露出させる工程と、 上記半導体基板の全面に対して配線金属を堆積し、上記
第１の配線層にその一部が接続した第２の配線層を上記
第１，第２のシリコン酸化膜上に形成する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207346A JP2849286B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207346A JP2849286B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629400A true JPH0629400A (ja) | 1994-02-04 |
| JP2849286B2 JP2849286B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=16538220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4207346A Expired - Lifetime JP2849286B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849286B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271266B1 (en) * | 1996-07-11 | 2001-08-07 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Use of idebenone and analogues against β amyloid induced cytotoxicity |
| US6413438B1 (en) | 1999-09-09 | 2002-07-02 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of forming via hole by dry etching |
| USRE39895E1 (en) | 1994-06-13 | 2007-10-23 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit arrangement fabrication method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008078617A (ja) | 2006-08-25 | 2008-04-03 | Canon Inc | 構造体の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131030A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP4207346A patent/JP2849286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131030A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE39895E1 (en) | 1994-06-13 | 2007-10-23 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit arrangement fabrication method |
| US6271266B1 (en) * | 1996-07-11 | 2001-08-07 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Use of idebenone and analogues against β amyloid induced cytotoxicity |
| US6413438B1 (en) | 1999-09-09 | 2002-07-02 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of forming via hole by dry etching |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2849286B2 (ja) | 1999-01-20 |
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