JPH06295959A - 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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JPH06295959A
JPH06295959A JP8064693A JP8064693A JPH06295959A JP H06295959 A JPH06295959 A JP H06295959A JP 8064693 A JP8064693 A JP 8064693A JP 8064693 A JP8064693 A JP 8064693A JP H06295959 A JPH06295959 A JP H06295959A
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JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
semiconductor device
hydrogen
upper layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP8064693A
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English (en)
Inventor
Shuji Ichinose
修二 市之瀬
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】トランジスタ特性に支障を来すことなく、平坦
化を達成することが可能な半導体装置の製造方法を提供
する。 【構成】半導体基板上に形成した所望素子上に、第1の
層間絶縁膜1を形成し、当該第1の層間絶縁膜1上に、
水分及び水素の透過を阻止することが可能なP−SiO
膜2を形成し、次いで、この上に上層配線4を形成した
後、当該上層配線4上に、水及び/又は水素を含有した
第2の層間絶縁膜9を形成する。

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
に係り、特に、配線上に、水分及び/又は水素を含有し
た層間絶縁膜を形成する半導体装置の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体装置の微細化及び高集
積化に伴い、素子の平坦化が益々重要となり、様々な平
坦化方法が紹介されている。そして、その一つとして、
下地の段差を緩和するため、優れた平坦化特性を有する
種々の層間絶縁膜や保護絶縁膜が使用されている。
【0003】前記優れた平坦化特性を有する膜として
は、例えば、有機溶剤に溶けたガラス溶液をウエハ上に
回転塗布して形成するSOG(Spin 0n Glass )膜や、
有機シランを含むガスを用いた気相成長法により成膜さ
れるオゾンTEOS−CVD膜(以下、『O3 −TEO
S膜』という)が、一般的に使用されている。しかしな
がら、前記SOG膜及びO3 −TEOS膜は、優れた平
坦化特性を有する反面、耐クラック性が弱いという欠点
を有している。さらに、両者とも膜中に、水分や水素を
含有しているため、トランジスタ特性の劣化を引き起こ
し易いという問題があった。
【0004】そこで、近年では、前記SOG膜やO3
TEOS膜の長所を生かし、欠点をカバーした層間絶縁
膜や保護絶縁膜として、当該SOG膜やO3 −TEOS
膜の上下を、緻密な構造を有するCVD膜で挟んだ構造
の膜が紹介されている。そして、一般的に、このCVD
膜としては、SiH4 ガスを使用したプラズマCVD法
により形成されたプラズマ酸化膜(以下、『P−SiO
膜』という)が使用されている。このP−SiO膜は、
ダングリングボンドを多く含む条件で成膜すると、この
ダングリングボンドに、水(H2 O)や水素(H2 )を
トラップし、水分や水素の透過を阻止することができ
る。このため、前記SOG膜やO3 −TEOS膜の上下
を、P−SiO膜で挟むことにより、当該SOG膜やO
3 −TEOS膜に含まれている水分や水素に対するバリ
ア効果を付与し、当該水分や水素がトランジスタ特性に
悪影響を与えることを防止している。
【0005】また、近年では、前記ダングリングボンド
を多く含む膜として、電子サイクロトロン共鳴を用いた
気相成長法(以下、『ECR−CVD法』という;EC
R(Electron Cycrotron Resonance))により形成され
た膜が注目されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記P
−SiO膜は、水分や水素の透過を阻止することができ
る反面、平坦性が悪いため、段差を有する下地上に形成
すると、オーバーハング形状になるという問題があっ
た。そして、特に、近年では、素子の微細化に伴って、
配線等による段差が益々厳しくなってきているため、前
記のようなP−SiO膜の成膜形状の悪化は、層間絶縁
膜や保護絶縁膜にボイドの発生を引き起こす等、平坦化
プロセスの設計上、種々の問題が発生していた。
【0007】そこで、前記P−SiO膜に代えて、TE
OS(テトラエトキシシラン)系のガスを使用したプラ
ズマCVD法により得られるP−TEOS膜を使用する
例が紹介されている。しかしながら、前記P−TEOS
膜は、P−SiO膜に比べ、ダングリングボンドの量が
少なく、水分や水素の透過を阻止する効果が劣るため、
層間絶縁膜や保護絶縁膜中に、存在させるSOG膜やO
3 −TEOS膜の量に限界が生じ、平坦化が困難となる
という問題があった。
【0008】本発明は、このような問題を解決すること
を課題とするものであり、トランジスタ特性に支障を来
すことなく、平坦化を達成することが可能な半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、半導体基板上または所望素子上に形成さ
れた絶縁膜を介して上層配線を形成し、当該上層配線上
に水分及び/又は水素を含有した層間絶縁膜または保護
絶縁膜を形成する半導体装置の製造方法において、前記
上層配線は、水分及び水素の透過を阻止することが可能
な絶縁膜を介して形成することを特徴とする半導体装置
の製造方法を提供するものである。
【0010】そしてまた、前記絶縁膜は、SiH4 を含
有するガスを使用したプラズマ気相成長法により形成す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供するも
のである。さらにまた、前記絶縁膜は、電子サイクロト
ロン共鳴を用いたプラズマ気相成長法により形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供するもので
ある。
【0011】
【作用】本発明によれば、水分及び水素の透過を阻止す
ることが可能な絶縁膜を介して上層配線を形成するた
め、段差が少ない下地上に当該絶縁膜を形成することが
できる。従って、前記絶縁膜の平坦化特性にかかわら
ず、当該絶縁膜を平坦に形成することができる。また、
前記上層配線上に、SOG膜、O3 −TEOS膜等の水
分や水素を含有した膜を形成しても、前記絶縁膜が、水
分及び水素の透過を阻止することができる。従って、前
記上層配線上には、平坦化特性に優れた膜のみを使用し
た層間絶縁膜または保護絶縁膜を形成することができる
ため、当該層間絶縁膜または保護絶縁膜にボイドが発生
することがない。このため、トランジスタ特性や配線特
性に支障を来すことなく、半導体装置の平坦化を達成す
ることができる。
【0012】そしてまた、前記絶縁膜を、SiH4 を含
有するガスを使用したプラズマCVD法により形成する
ことで、ダングリングボンドの量が多い絶縁膜を得るこ
とができる。従って、前記水分及び水素の透過を阻止す
る作用をさらに向上することができる。さらにまた、前
記絶縁膜を、ECR−CVD法により形成することで、
ダングリングボンドをより多く含む絶縁膜を得ることが
できる。従って、前記水分及び水素の透過を阻止する作
用をさらに向上することができる。
【0013】
【実施例】次に、本発明に係る一実施例について、図面
を参照して説明する。図1ないし図4は、本発明の実施
例に係る半導体装置の製造工程の一部を示す部分断面図
である。図1に示す工程では、半導体基板に所望の処理
を行い、所望のトランジスタや下層配線等の所望素子を
形成した後、第1の層間絶縁膜1を形成する。次に、S
iH4 を含有するガスを用いたプラズマCVD法を行
い、前記第1の層間絶縁膜1上に、膜厚が2000Å程
度のP−SiO膜2を形成する。このP−SiO膜2
は、水分及び水素の透過を阻止する性能を有し、後の工
程で形成する、O3 −TEOS膜やSOG膜中に存在す
る水分や水素からトランジスタ等の素子を保護する役割
を果たすことができる。次いで、前記P−SiO膜2上
に、膜厚が1μm程度の配線膜3を形成する。なお、本
実施例では、配線膜3としてアルミニウム膜を使用し
た。
【0014】次に、図2に示す工程では、図1に示す工
程で得た配線膜3にパターニングを行い、上層配線4を
形成する。なお、前記上層配線4の配線間隔は、1μm
とした。次いで、図3に示す工程では、図2に示す工程
で得たウエハの全面に、TEOS系のガスを使用したプ
ラズマCVD法を行い、膜厚が3000Å程度のP−T
EOS膜5を形成する。このP−TEOS膜5は、ステ
ップカバレッジ性に優れ、均一な膜厚で形成されるた
め、配線間距離が小さく、急峻な段差を有する配線上に
形成しても、ボイドの発生を防止することができる。さ
らに、前記P−TEOS膜5は、緻密な構造を有し、ク
ラックが入り難く、絶縁特性に優れ、リーク電流の低減
化を達成することができ、且つ、ホットキャリア耐性を
向上することができる。
【0015】次に、図4に示す工程では、図3に示す工
程で得たP−TEOS膜5上に、TEOS系のガスを使
用したオゾンCVD法を行い、平坦化特性に優れたO3
−TEOS膜6を形成する。次に、前記O3 −TEOS
膜6上に、平坦化特性に優れたSOG膜7を形成する。
このようにして、素子の平坦化を達成した。次いで、前
記SOG膜7が形成されたウエハの全面に、SiH4
含有するガスを用いたプラズマCVD法を行い、膜厚が
4000Å程度のP−SiO膜8を形成する。このよう
にして、上層配線4上に、P−TEOS膜5、O3 −T
EOS膜6、SOG膜7及びP−SiO膜8からなる第
2の層間絶縁膜9を形成した。
【0016】その後、所望の工程を行い、半導体装置を
完成する。なお、本実施例では、SiH4 を含有するガ
スを用いたプラズマCVD法により形成したP−SiO
膜2を上層配線4の下地としたが、これに限らず、前記
P−SiO膜2は、ECR−CVD法により形成しても
よい。また、前記上層配線4の下地として形成する絶縁
膜は、水分及び水素の透過を阻止することが可能な絶縁
膜であれば、他の方法により形成した絶縁膜を用いても
よい。
【0017】また、本実施例では、上層配線4上に、第
2の層間絶縁膜9を形成する方法について説明したが、
これに限らず、保護絶縁膜(最終保護膜)を形成する際
に応用してもよいことは勿論である。そして、本実施例
では、上層配線4上にP−TEOS膜5、O3 −TEO
S膜6、SOG膜7及びP−SiO膜8からなる第2の
層間絶縁膜9を形成したが、これに限らず、第2の層間
絶縁膜9は、平坦化を達成することが可能であれば、他
の構造を有してもよい。
【0018】そしてまた、本実施例で形成した素子のサ
イズは、一例であり、これに限るものではない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置の製造方法は、水分及び水素の透過を阻止するこ
とが可能な絶縁膜を介して、上層配線を形成するため、
段差が少ない下地上に当該絶縁膜を形成することができ
る。従って、前記絶縁膜の平坦化特性にかかわらず、当
該絶縁膜を平坦に形成することができる。また、前記上
層配線上に、SOG膜、O3 −TEOS膜等の水分や水
素を含有した膜を形成しても、前記絶縁膜が、前記水分
及び水素の透過を阻止することができる。このため、前
記上層配線上には、平坦化特性に優れた膜のみで構成し
た層間絶縁膜または保護絶縁膜を形成することができる
ため、当該層間絶縁膜または保護絶縁膜にボイドが発生
することがない。この結果、トランジスタ特性や配線特
性に支障を来すことなく、半導体装置の平坦化を達成す
ることができ、高精度で信頼性の高い半導体装置を提供
することができる。
【0020】そしてまた、前記絶縁膜を、SiH4 を含
有するガスを使用したプラズマCVD法により形成する
ことで、ダングリングボンドの量が多い絶縁膜を得るこ
とができる結果、前記水分及び水素の透過を阻止する効
果をさらに向上することができる。さらにまた、前記絶
縁膜を、ECR−CVD法により形成することで、ダン
グリングボンドをより多く含む絶縁膜を得ることができ
る結果、前記水分及び水素の透過を阻止する効果をさら
に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【図2】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【図3】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【図4】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 第1の層間絶縁膜 2 P−SiO膜 3 配線膜 4 上層配線 5 P−TEOS膜 6 O3 −TEOS膜 7 SOG膜 8 P−SiO膜 9 第2の層間絶縁膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上または所望素子上に形成さ
    れた絶縁膜を介して上層配線を形成し、当該上層配線上
    に水分及び/又は水素を含有した層間絶縁膜または保護
    絶縁膜を形成する半導体装置の製造方法において、 前記上層配線は、水分及び水素の透過を阻止することが
    可能な絶縁膜を介して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】 前記絶縁膜は、SiH4 を含有するガス
    を使用したプラズマ気相成長法により形成することを特
    徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記絶縁膜は、電子サイクロトロン共鳴
    を用いたプラズマ気相成長法により形成することを特徴
    とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
JP8064693A 1993-04-07 1993-04-07 半導体装置の製造方法 Pending JPH06295959A (ja)

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