JPH0697156A - 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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JPH0697156A
JPH0697156A JP24287092A JP24287092A JPH0697156A JP H0697156 A JPH0697156 A JP H0697156A JP 24287092 A JP24287092 A JP 24287092A JP 24287092 A JP24287092 A JP 24287092A JP H0697156 A JPH0697156 A JP H0697156A
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JP
Japan
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wiring pattern
film
ecrcvd
silicon oxide
forming
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Withdrawn
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JP24287092A
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English (en)
Inventor
Junya Nakahira
順也 中平
Masahiko Toki
雅彦 土岐
Hideaki Kikuchi
秀明 菊池
Hirofumi Wataya
宏文 綿谷
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線パターンの保護膜の形成方法に特徴を有
する半導体装置の製造方法に関し、多層配線構造の信頼
性を向上する。 【構成】 配線パターン21 〜23 の上を含む面にバイ
アスECRプラズマCVD(ECRCVD)によってシ
リコン酸化膜4またはシリコン窒化膜を形成する工程を
施す場合、幅が高さの2倍以上の段差が生じる配線パタ
ーンのパッド部分や電源配線部分にスリット状の溝を入
れて分割する。配線パターンの上にプラズマCVDによ
ってシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を形成した後に、
ECRCVDによってシリコン酸化膜等を形成してパッ
シベーションを強化することができる。また、配線パタ
ーンの上にプラズマCVDによってシリコン酸化膜等を
形成し、その上に常圧CVDまたは減圧CVDによって
PSG膜を形成し、その上にECRCVDによってシリ
コン酸化膜等を形成して、下地がECRCVDによって
損傷を受けるのを防ぐことができる。

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
に係わり、特にAlを主成分とする配線パターンの保護
膜の形成方法に特徴を有する半導体装置の製造方法に関
する。近年の半導体装置には、高信頼性を保ちながら、
より高集積化することが要求されており、集積度を向上
するために細い配線パターンを有し、かつ、信頼性が高
い多層配線が求められている。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法において
は、Alを主成分とする配線パターンの間を絶縁膜とし
て、PECVD(Plasma Enhanced C
hmical Vapor Deposition)に
よるシリコン酸化膜(以下「PECVD−SiO膜」と
略記する)/SOG(Spin on Glass)/
PECVD−SiOの積層構造が採られてきた。
【0003】図3は、従来のAl多層配線の一例の構成
説明図である。この図において、21はBPSG膜、2
2は一層目のAl配線パターン、23はPECVD−S
iO膜、24はSOG膜、25はPECVD−SiO
膜、26は二層目のAl配線パターン、27はAPCV
D−PSG膜、28はPECVD−SiN膜である。
【0004】従来のAl多層配線の一例においては、B
PSG膜21の上に、Alを主成分とする金属膜を蒸着
法等によって形成し、パターンニングすることによって
一層目のAl配線パターン22を形成し、その上に、P
ECVD−SiO膜23を形成し、このPECVD−S
iO膜23の窪みにSOG膜24を形成して平坦化し、
さらにその上に、PECVD−SiO膜25を形成し、
その上に二層目のAl配線パターン26を形成し、その
上にAPCVD(Atmospheric Press
ure Chmical Vapor Deposit
ion 常圧CVD)によってAPCVD−PSG膜2
7とPECVD−SiN膜28を形成していた。
【0005】ところが、この工程によると、SOG膜2
4に含まれる水分によって、Alを主成分とする金属か
らなる一層目のAl配線パターン22や二層目のAl配
線パターン26が経時的に劣化するという問題が生じる
ことがわかった。また、配線パターンの間隔が狭くなる
につれてSOG膜24が、一層目のAl配線パターン2
2の間の窪みに入り難くなるという問題も生じてきた。
そこで最近、ECRCVD(Electron Cyc
rotron Resonance Chmical
Vapor Deposition)による平坦化技術
が注目されている。
【0006】図4は、従来のECRCVDによるAl多
層配線の構成説明図である。この図において、31はB
PSG膜、32は一層目のAl配線パターン、33はE
CRCVD−SiO膜、34は二層目のAl配線パター
ン、35はAPCVD−PSG膜、36はPECVD−
SiN膜である。
【0007】この従来のECRCVDによるAl多層配
線においては、BPSG膜31の上に、一層目のAl配
線パターン32を形成し、その上にECRCVDによっ
てECRCVD−SiO膜33を堆積して平坦化し、そ
の上に二層目のAl配線パターン34を形成し、さらに
その上にAPCVD−PSG膜35とPECVD−Si
N膜36を形成していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、ECRC
VDによるAl多層配線構造は、ECRCVD装置一台
を用いることによってAl配線パターンの上を平坦化で
きること、Al配線パターンの間を埋めるためのSOG
膜を用いないため、層間絶縁膜から水分が発生しないこ
と、従来のPECVD−SiO/SOG/PECVD−
SiOの多層構造より優れた平坦化形状を実現できるこ
と等の特徴を有している。
【0009】ところが、このECRCVDを用いると、
配線パターンの電源用配線部分やパッド部分のような広
い段差部を平坦化するのが困難であり、したがって、多
層配線部分での信頼性を高くすることができず、半導体
集積回路装置の信頼性を向上できないという問題を生じ
ていた。
【0010】図5は、従来の配線パターンのパッド部分
上のECRCVD−SiO膜の構成説明図である。この
図において、41はBPSG膜、42は配線パターンの
パッド部分、43はECRCVD−SiO膜である。
【0011】バイアスECRCVDのスパッタリングに
よるエッチング効果は、被加工面に対して45度付近が
最も大きいため、段差の平坦化が行われるが、BPSG
膜41の上に、幅が高さの2倍以上ある配線パターンの
パッド部分42の上を含む面にECRCVD−SiO膜
43を形成すると、この図に示されているように、配線
パターンのパッド部分42の上に平坦化しきれずに盛り
上がった部分が生じることがわかった。この盛り上がっ
た部分が生じると、その上に形成する絶縁膜や配線パタ
ーンの平坦化が損なわれて、信頼性の高い多層配線を形
成することができない。
【0012】従来のPECVD−SiN膜を用いた保護
膜構造においては、二層目以上のAl配線パターンも一
層目の配線パターンと同様の理由によって劣化すること
が考えられる。
【0013】図6は、従来のPECVD−SiN膜を用
いた保護膜構成説明図である。この図において、51は
PECVD−SiO膜、52は二層目のAl配線パター
ン、53はPSG膜、54はPECVD−SiN膜であ
る。
【0014】この従来のPECVD−SiNを用いた保
護膜構造においては、PECVD−SiO膜51の上に
二層目のAl配線パターン52を形成し、その上にAP
CVDによりPSG膜53が形成され、さらにその上に
PECVD−SiN膜54が形成されている。
【0015】この保護膜構造においては、APCVDに
より形成したPSG膜53が窪んで薄くなった部分から
水分が浸入して、二層目のAl配線パターン52が劣化
する可能性があることが懸念される。
【0016】本発明は、以上の諸点に鑑み、多層配線構
造の信頼性を向上する半導体装置の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体装
置の製造方法においては、配線パターンの上を含む面に
バイアスECRプラズマCVDによってシリコン酸化膜
またはシリコン窒化膜を形成する工程を施す場合、幅が
高さの2倍以上の段差が生じる該配線パターンにスリッ
ト状の溝を入れて分割する工程を採用した。
【0018】この場合、配線パターンのパッド部分のみ
にスリット状の溝を入れて分割することができる。
【0019】またこの場合、配線パターンの上を含む面
にプラズマCVDによってシリコン酸化膜を形成し、そ
の上に、バイアスECRプラズマCVDによってシリコ
ン酸化膜を形成することができる。
【0020】またこの場合、配線パターンの上を含む面
にプラズマCVDによってシリコン酸化膜を形成し、そ
の上にバイアスECRプラズマCVDによってシリコン
窒化膜を形成することができる。
【0021】またこの場合、配線パターンの上を含む面
にプラズマCVDによってシリコン酸化膜を形成し、そ
の上に常圧CVDまたは減圧CVDによってPSG膜を
形成し、さらにその上にバイアスECRプラズマCVD
によってシリコン窒化膜を形成することができる。
【0022】
【作用】本発明のように、配線パターンの上を含む全面
にバイアスECRプラズマCVDによってシリコン酸化
膜またはシリコン窒化膜を形成する工程を施す際、幅が
高さの2倍以上の段差が生じる配線パターンにスリット
状の溝を入れて、幅が高さの2倍以上にならないように
分割すると、配線パターンの上に盛り上がった部分が生
じることなく、完全に平坦化することができる。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (第1実施例)図1は、第1実施例の半導体装置の製造
方法の説明図である。この図において、1はBPSG
膜、21 ,22 ,23 は一層目の配線パターン、3はP
ECVD−SiO膜、4はECRCVD−SiO膜であ
る。
【0024】この第1実施例の半導体装置の製造方法に
おいては、BPSG膜1の上に、Alを主成分とする金
属を蒸着し、この金属膜をパターニングして一層目の配
線パターンを形成する際、配線パターンのうち、幅が高
さの2倍以上の段差が生じる電源用配線部分やパッド部
分にスリット状の溝を入れて、幅が高さの2倍以上にな
らないように分割して一層目の配線パターン21
2 ,23 を形成し、その上にプラズマCVDによって
薄いPECVD−SiO膜3を形成し、さらにその上に
バイアスECRプラズマCVDによってECRCVD−
SiO膜4を形成して平坦化する。
【0025】この実施例によって多層配線構造を製造す
ると、図5に示されたような従来技術による場合と異な
り、全体としては幅が高さの2倍以上の段差が生じる配
線パターンの上にも、盛り上がった部分を生じることな
く、完全に平坦化され、その上に形成する二層目以上の
配線パターンを信頼性高く形成することができる。この
溝は、配線パターンの一方向のみに形成すれば効果を奏
し、縦横碁盤目のように溝を形成する必要はない。ま
た、この溝によって、配線パターンを完全に切り離す必
要はなく、配線パターンの上面の幅が高さの2倍以上の
段差が生じない程度に形成することによって上記の効果
を奏する。
【0026】このバイアスECRCVDによってシリコ
ン酸化膜等を形成して平坦化する場合に注意すべきこと
は、スパッタエッチング因子が膜の堆積因子より大きく
なると、下地の段差を削ってしまうことである。このよ
うにバイアスECRCVDによって下地の段差を削って
しまう虞を除くために、配線パターン上にCVD等によ
ってシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を形成した後に、
バイアスECRCVDによってシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜を形成することが望ましい。
【0027】この場合、シリコン酸化膜やシリコン窒化
膜にパッシベーションの役割を担わせ、ECRCVD−
SiOやECRCVD−SiNに窪みの埋め込みの役割
を担わせることができる。なお、この実施例では、Al
を主成分とする金属を用いた配線パターンについて説明
したが他の材料の配線パターンについても効果を有する
ことはいうまでもない。
【0028】(第2実施例)図2は、第2実施例の半導
体装置の製造方法の説明図である。この図において、1
1はECRCVD−SiO膜、121 ,122 は二層目
の配線パターン、13はPSG膜、14はECRCVD
−SiN膜である。
【0029】この第2実施例の半導体装置の製造方法に
おいては、例えば、第1実施例によって形成した一層目
の配線パターンの上に形成されたECRCVD−SiO
膜11の上に、Alを主成分とする金属を蒸着し、この
金属膜をパターニングして二層目の配線パターンを形成
する際、配線パターンのうち、幅が高さの2倍以上の段
差が生じる配線パターンの電源用配線部分やパッド部分
にスリット状の溝を入れて、幅が高さの2倍以上になら
ないように分割して、二層目の配線パターン121 ,1
2 を形成し、その上にAPCVDによってPSG膜1
3を形成し、さらにその上にバイアスECRプラズマC
VDによってECRCVD−SiN膜14を形成して平
坦化する。
【0030】この実施例によって多層配線構造を製造す
ると、従来技術による場合に全体としては幅が高さの2
倍以上の段差が生じる二層目の配線パターンの上に、盛
り上がった部分を生じることなく、完全に平坦化され、
その上に形成する三層目以上の配線パターンを信頼性高
く形成することができる。なお、APCVDによって形
成されたPSG膜13は、Naイオン等の有害不純物を
ゲッタリングする効果を有する他に、Al配線パターン
がバイアスECRCVDによって損傷を受けるのを防ぐ
効果も有している。また、PSG膜13はLPCVD
(Low Pressure Chemical Va
por Deposition 減圧CVD)によって
形成することもできる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
Al配線パターン、あるいは、Al多層配線の信頼性を
向上させることができ、信頼性が高い高集積化された半
導体集積回路装置の実現に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の半導体装置の製造方法の説明図で
ある。
【図2】第2実施例の半導体装置の製造方法の説明図で
ある。
【図3】従来のAl多層配線の一例の構成説明図であ
る。
【図4】従来のECRCVDによるAl多層配線の構成
説明図である。
【図5】従来の配線パターンのパッド部分上のECRC
VD−SiO膜の構成説明図である。
【図6】従来のPECVD−SiN膜を用いた保護膜構
成説明図である。
【符号の説明】
1 BPSG膜 21 ,22 ,23 一層目の配線パターン 3 PECVD−SiO膜 4 ECRCVD−SiO膜 11 ECRCVD−SiO膜 121 ,122 二層目の配線パターン 13 PSG膜 14 ECRCVD−SiN膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綿谷 宏文 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配線パターンの上を含む面にバイアスE
    CRプラズマCVDによってシリコン酸化膜またはシリ
    コン窒化膜を形成する工程を施す場合、幅が高さの2倍
    以上の段差が生じる該配線パターンにスリット状の溝を
    入れて分割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】 配線パターンのパッド部分のみにスリッ
    ト状の溝を入れて分割することを特徴とする請求項1に
    記載された半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 配線パターンの上を含む面にプラズマC
    VDによってシリコン酸化膜を形成する工程と、その上
    に、バイアスECRプラズマCVDによってシリコン酸
    化膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項1
    または請求項2に記載された半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 配線パターンの上を含む面にプラズマC
    VDによってシリコン酸化膜を形成する工程と、その上
    にバイアスECRプラズマCVDによってシリコン窒化
    膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2に記載された半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 配線パターンの上を含む面にプラズマC
    VDによってシリコン酸化膜を形成する工程と、その上
    に常圧CVDまたは減圧CVDによってPSG膜を形成
    する工程と、さらにその上にバイアスECRプラズマC
    VDによってシリコン窒化膜を形成する工程を有するこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2に記載された半
    導体装置の製造方法。
JP24287092A 1992-09-11 1992-09-11 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0697156A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09115903A (ja) * 1995-10-18 1997-05-02 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09115903A (ja) * 1995-10-18 1997-05-02 Nec Corp 半導体装置の製造方法

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Effective date: 19991130