JPH06338500A - 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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JPH06338500A
JPH06338500A JP12741293A JP12741293A JPH06338500A JP H06338500 A JPH06338500 A JP H06338500A JP 12741293 A JP12741293 A JP 12741293A JP 12741293 A JP12741293 A JP 12741293A JP H06338500 A JPH06338500 A JP H06338500A
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JP
Japan
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insulating film
film
wiring
semiconductor device
thickness
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Pending
Application number
JP12741293A
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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】 層間絶縁膜の膜質低下を招くことなく、ボイ
ドの発生がなく且つ平坦性が達成された層間絶縁膜を形
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1上に導電性膜2を形成し、この
上に第1の絶縁膜3を形成する。次に、第1の絶縁膜3
上にレジストパターン4を形成し、これをマスクとし
て、第1の絶縁膜3及び導電性膜2をパターニングす
る。次いで、全面に、第2の絶縁膜6を形成し、この上
に有機SOG膜7を成膜してエッチバックし、平坦化を
行う。

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、微細な凹凸を有する半導体基板上に、平
坦な層間絶縁膜を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、素子の微細化及び高集積化の
要求に伴って、配線を多層に積み重ねた構造を備えた半
導体装置が使用されてきている。この多層配線構造を備
えた半導体装置では、微細な配線間に埋め込まれ且つ平
坦な形状を備えた層間絶縁膜を形成することが要求され
ている。
【0003】この層間絶縁膜は、一般的に、微細な配線
(段差)が形成された半導体基板上に、CVD(Chemic
al Vapor Deposition )法にて第1の絶縁膜(シリコン
酸化膜)を形成し、次いで、この上にエッチングの犠牲
膜として、SOG(Spin onGlass )膜を形成した後、
これらをエッチバックし、次に、この上にCVD法にて
第2の絶縁膜(シリコン酸化膜)を形成する方法を行う
ことで得ている。
【0004】この従来方法では、SOG膜を犠牲膜とし
て第1の絶縁膜をエッチバックする方法をとっているた
め、前記第1の絶縁膜は、エッチバックが終了した後
に、前記配線上に残存することが可能な厚い膜厚で形成
している。しかしながら、素子の微細化及び高集積化に
伴って配線間隔が狭くなるに連れて、前記第1の絶縁膜
の膜厚をある程度厚く形成すると、図8に示すように、
第1の絶縁膜16内に、ボイド20が発生するという問
題があった。そして、このボイド20は、この上に形成
される配線の不良発生原因となったり、配線の信頼性低
下を引き起こすという問題があった。
【0005】そこで、前記第1の絶縁膜として、前記C
VD法にて形成されるシリコン酸化膜と、自己埋め込み
特性に優れたO3 −TEOS(Ozone −Tetra-Ethyl-Or
tho-Silicate)膜を併用する従来例が存在するが、この
従来例は、膜質の低下やスループットの低下が起きると
いう問題があった。そこで、O3 −TEOS膜を使用す
ることなく、ボイドの発生を防止する従来例として、例
えば、特開昭60−5527号公報及び特開平2−16
6751号公報に開示されている技術が挙げられる。
【0006】前記特開昭60−5527号公報に開示さ
れている従来例は、段差が形成された下地上に、ボイド
の発生を黙認してCVD法により絶縁膜を厚く形成した
後、この上にSOG膜を塗布し、さらにこの上にエッチ
バックの犠牲膜を形成して、エッチバックによる平坦化
を行い、次に、前記ボイドの上部が開口するまで犠牲
膜、SOG膜及び絶縁膜をエッチバックした後、この上
にSOG膜を薄く塗布して前記ボイドをSOG膜で埋め
込むことで、ボイドの発生がなく且つ平坦化した層間絶
縁膜を形成するものである。
【0007】一方、特開平2−166751号公報に開
示されている従来例は、段差が形成された下地上に絶縁
膜を形成し、これをアルゴンを主とする反応ガス等によ
りエッチングして、当該絶縁膜の段差を緩和した後、こ
の上にSOG膜を塗布することで、ボイドの発生がなく
且つ平坦化した層間絶縁膜を形成するものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭60−5527号公報に開示されている従来例は、
前記絶縁膜内に形成されたボイドの上部が開口するまで
エッチバックを行う方法をとっているが、SOG膜は、
孤立配線(配線間隔が広い配線)の上部には薄く塗布さ
れ、密集配線(配線間隔が狭い配線)の上部には厚く塗
布される性質を備えている。従って、下地段差の形状に
よっては、ボイドの上部が開口する部分と開口しない部
分とが生じ、全てのボイドの上部を開口することが困難
であるという問題があった。このため、絶縁膜内に発生
したボイドが消滅せずに残存する場合が生じるという問
題があった。また、SOG膜を2回に分けて塗布するた
め、工程数が増加し、スループットが低下するという問
題もあった。
【0009】一方、特開平2−166751号公報に開
示されている従来例は、アルゴンを主とする反応ガス等
を用いて絶縁膜をエッチングし、該絶縁膜の段差を緩和
する際に、当該絶縁膜にダメージが入り易いという問題
があった。また、エッチングレートが遅く、エッチング
に時間がかかるため、スループットが低下するという問
題があった。
【0010】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題とするものであり、層間絶縁膜の膜質低
下を招くことなく、ボイドの発生がなく且つ平坦性が達
成された層間絶縁膜を形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。
【0011】
【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、半導体基板上に導電性膜を形成する第1
工程と、前記導電性膜上に第1の絶縁膜を形成する第2
工程と、前記導電性膜及び第1の絶縁膜をパターニング
する第3工程と、前記パターニング後、全面に第2の絶
縁膜を形成する第4工程と、を含む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。
【0012】
【作用】本発明によれば、第1の絶縁膜は、第2工程に
おいて、パターニングされていない導電性膜上に形成さ
れるため、ボイドの発生等を考慮することなく所望の膜
厚で形成される。そして、第3工程において、導電性膜
及び第1の絶縁膜をパターニングすることで、導電性膜
からなるパターン(例えば、配線等)上に、第1の絶縁
膜が形成される。このため、第4工程において、段差を
有する下地上に形成される第2の絶縁膜を、ボイドが発
生しない程度の薄い膜厚で形成しても、前記パターニン
グ後の導電性膜上には、十分に厚い膜厚を備えた絶縁膜
(第1の絶縁膜及び第2の絶縁膜)が形成される。即
ち、前記パターニング後の導電性膜上には、後の工程で
平坦化のためのエッチバックを行った後でも、当該導電
性膜上に残存させることが可能な十分に厚い膜厚を備え
た絶縁膜が形成される。
【0013】
【実施例】次に、本発明に係る実施例について、図面を
参照して説明する。図1ないし図7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、所望の処理が行われた半導
体基板1上に、膜厚が1.0μm程度の導電性膜2を形
成する。なお、本実施例では、導電性膜2としてアルミ
ニウム膜を使用した。次に、導電性膜2上に、プラズマ
CVD法を行い、膜厚が0.3μm程度のプラズマTE
OS−CVD膜(以下、『P−TEOS−CVD膜』と
いう)からなる第1の絶縁膜3を形成する。
【0014】次いで、図2に示す工程では、図1に示す
工程で得た第1の絶縁膜3上に、レジストを塗布した
後、該レジストをパターニングして配線形成用のレジス
トパターン4を形成する。この時、前記パターニング
は、後の工程で得られる配線の間隔が0.7μmとなる
ように行った。次に、図3に示す工程では、図2に示す
工程で得たレジストパターン4をマスクとして、第1の
絶縁膜3にRIE(Reactive Ion Etching)を行う。次
いで、アルミニウムエッチング装置を使用し、レジスト
パターン4及びエッチング後の第1の絶縁膜3をマスク
として、半導体基板1が露出するまで導電性膜2にエッ
チングを行い、配線5を形成する。このようにして、配
線5上にのみ第1の絶縁膜3を形成した。
【0015】次いで、図4に示す工程では、図3に示す
工程で露出した半導体基板1上、配線5及び第1の絶縁
膜3の表面に、プラズマCVD法を行い、膜厚が0.7
μm程度のP−TEOS−CVD膜からなる第2の絶縁
膜6を形成する。この時、第2の絶縁膜6を、ボイドが
発生しない程度の膜厚で形成しても、配線5上には、す
でに第1の絶縁膜3が形成されているため、後の工程で
行う平坦化のためのエッチバックを行っても、配線5上
に残存することが可能な十分に厚い膜厚を備えた絶縁膜
が形成される。
【0016】なお、平坦化のためには、第2の絶縁膜6
が形成された状態で形成されている段差のアスペクト比
が小さくなることが望ましい。このアスペクト比は、配
線5の間隔をx、配線5上に必要な第1の絶縁膜3及び
第2の絶縁膜6の合計膜厚をyとすると、第1の絶縁膜
3の膜厚をy−x、第2の絶縁膜の膜厚をxとすること
で最小にすることができる。
【0017】次に、図5に示す工程では、図4に示す工
程で形成された段差の凹部を埋め込みながら、第2の絶
縁膜6の全面に、膜厚が1.0μm程度の有機SOG膜
7を成膜する。ここで、有機SOG膜7を使用すること
で、前記凹部におけるクラックの発生を防止することが
できる。次いで、図6に示す工程では、図5に示す工程
で得た有機SOG膜7を犠牲膜としてエッチバックを行
い、さらに、有機SOG膜7と第2の絶縁膜6を同時に
エッチバックして平坦化を行う。
【0018】次に、図7に示す工程では、図6に示す工
程で得た絶縁膜の全面に、プラズマCVD法を行い、膜
厚が0.6μm程度のP−TEOS−CVD膜からなる
第3の絶縁膜8を形成する。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、配線5を
形成するためのパターニングと、第1の絶縁膜3のパタ
ーニングと、を同一のレジストパターン4を用いて連続
して行う方法について説明したが、これに限らず、導電
性膜からなり且つ段差を備えた下地を形成するためのパ
ターニングと、第1の絶縁膜3のパターニングと、を同
一のレジストパターンを用いて連続して行ってもよい。
【0019】また、本実施例では、配線間隔を0.7μ
m、第1の絶縁膜3の膜厚を0.3μm、第2の絶縁膜
6の膜厚を0.7μmとしたが、これに限らず、第1の
絶縁膜3の膜厚及び第2の絶縁膜6の膜厚は、配線間隔
及び、配線5上に必要な絶縁膜の膜厚に応じて、決定す
ればよく、また、第1の絶縁膜3の膜厚及び第2の絶縁
膜6の膜厚は、前述したように、第2の絶縁膜6が形成
された状態で形成されている段差のアスペクト比が最小
となるようにすることが望ましい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導電性膜上に、ボイドの発生を考慮することなく所望の
膜厚で第1の絶縁膜を形成した後、当該導電性膜及び第
1の絶縁膜をパターニングし、次いで、第2の絶縁膜を
形成する方法を採用しているため、段差を有する下地上
に形成される第2の絶縁膜を、ボイドが発生しない程度
の薄い膜厚で形成しても、前記パターニング後の導電性
膜上には、十分に厚い膜厚を備えた絶縁膜を形成するこ
とができる。従って、後の工程で平坦化のためのエッチ
バックを行った後でも、導電性膜上に絶縁膜を残存させ
ることが可能である。この結果、層間絶縁膜の膜質低下
を招くことなく、ボイドの発生がなく且つ平坦性が達成
された層間絶縁膜を形成することができる。
【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。
【図5】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6】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7】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8】従来の層間絶縁膜におけるボイドの発生状態を
示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 導電性膜 3 第1の絶縁膜 4 レジストパターン 5 配線 6 第2の絶縁膜 7 SOG膜 8 第3の絶縁膜 20 ボイド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に導電性膜を形成する第1
    工程と、前記導電性膜上に第1の絶縁膜を形成する第2
    工程と、前記導電性膜及び第1の絶縁膜をパターニング
    する第3工程と、前記パターニング後、全面に第2の絶
    縁膜を形成する第4工程と、を含むことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
JP12741293A 1993-05-28 1993-05-28 半導体装置の製造方法 Pending JPH06338500A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450569B1 (ko) * 2002-10-04 2004-09-30 동부전자 주식회사 반도체 소자의 층간 절연막 형성 방법

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