JPH07221176A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH07221176A JPH07221176A JP1126094A JP1126094A JPH07221176A JP H07221176 A JPH07221176 A JP H07221176A JP 1126094 A JP1126094 A JP 1126094A JP 1126094 A JP1126094 A JP 1126094A JP H07221176 A JPH07221176 A JP H07221176A
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Abstract
る多層配線の層間絶縁膜にTEOS−O3 系を反応ガス
の原料としたNSG膜を用いる場合の層間絶縁膜の製造
方法に関し、NSG膜からの水分の下地ブロック膜によ
る適正な対処法、及び下地ブロック膜による層間絶縁膜
の表面凹凸依存性をなくす。 【構成】 TEOS−O3 系反応ガスを用いて形成され
たNSG膜1が層間絶縁膜として用いられた半導体装置
において、NSG膜1の下層にあらかじめ下地ブロック
膜として、屈折率n=1.65以下のSiON膜2を形成す
る。
Description
途上における多層配線の層間絶縁膜として用いるTEO
S−O3 系の反応ガスを原料としたNSG膜の製造方法
に関する。
って、電極配線が多層構造になり、その上部の配線を形
成する際の下地表面の凹凸(段差)が大きくなってい
る。従って、これら段差の表面を平坦化するような層間
絶縁膜の形成方法の開発が必要とされている。
て、7はSi基板、8はAl電極配線膜、9はBPSG膜、
10はSOG膜、11はボイドである。
Si基板7上に形成されたAl電極配線膜上のBPSG膜9
からなる層間絶縁膜形成後に、その凹凸を平坦化処理す
るため、図6(b)に示すように、SOG膜10等を被せ
た後、図6(c)に示すように、エッチバック等の複合
プロセスによりSi基板7上を平坦化処理する等、工程が
数工程必要となり、スループット上の問題があった。
て形成したNSG膜を使用するようになってからはエッ
チバック工程を必要とせず、工程の簡略化が可能となっ
たが、一方、このNSG膜は水分含有量が多く、下地の
トランジスタ等の電気的特性に悪影響を与える。このた
め、防水膜として下地ブロック膜を被覆するが、NSG
膜の水分等の含有量がSiON膜2等の下地ブロック膜
の表面依存性に大きく関係することが懸念されている。
Al電極配線膜8間隔の狭まった領域では、図6(d)に
示すように、NSG膜1形成時にボイド11が発生してし
まっていた。
の水分に対処した適正な下地ブロック膜の処理方法が必
要となり、また、下地ブロック膜による層間絶縁膜の表
面凹凸依存性をなくす事も必要である。
い膜を下地ブロック膜として使用することにより、下地
ブロック膜の薄膜化が可能となりボイド〔す=鬆〕の発
生を防ぐことも出来るが、しかし下地プロック膜である
SiON膜形成後からの放置時間により、NSG膜の下
地依存性が生じるため、このような影響をなくすため、
純水による高圧スクラバの処理することにより、安定し
た膜質が保たれる。一方、SiON(n=1.65以
上)膜の表面処理をせずに、その上に層間絶縁膜であく
NSG膜を成長した場合にはコンタクト抵抗が不安定に
なり、歩留りが低下する。
して、層間絶縁膜であるNSG膜からの水分の下地ブロ
ック膜による適正な対処法、及び下地ブロック膜による
層間絶縁膜の表面凹凸依存性をなくす事を目的として提
供される。
明図である。図において、1はNSG膜、2はSiON
膜、3はAr+ 、4はSiO2膜、5は洗浄液(純水)、6は
エチルアルコール、7はSi基板、8はAl電極配線膜であ
る。
膜にブロック性の優れたプラズマ装置を用いて形成した
SiO2膜4、またはSiON膜2を使用すると良い。この
SiO2膜4等は屈折率が高くなればなるほど、その上に被
覆するNSG膜1の表面依存性に影響が出て、膜質が劣
るために、SiON膜2表面の改質として、Ar+ による
スパッタエッチングやNH3 プラズマスパッタ等を行う
事により、下地依存性をなくすことが出来る。
膜4を成長させ、その際の成長は同一チャンバでの連続
処理をすると良い。また、上記のSiON膜2の下地依
存性等の影響をなくし、安定したプロセスにするため
に、洗浄液5に純水やエチルアルコール6を用いた高圧
スクラバ処理をしても良い。
て形成されたNSG膜1が層間絶縁膜として用いられた
半導体装置において、本発明の目的は、図1(a)に示
すように、NSG膜1の下層にあらかじめ下地ブロック
膜として、屈折率n=1.60以下のSiON膜2を形成す
ることにより、また、SiON膜2形成後、図1(b)
に示すように、SiON膜2の表面をAr+ 3によりスパ
ッタエッチングすることにより、また、SiON膜2形
成後、図1(c)に示すように、SiON膜2の表面に
SiO2膜4を形成することにより、また、図1(d)に示
すように、SiON膜2形成後、SiON膜2の表面を
純水等の洗浄液5により高圧スクラバすることにより、
更に、図1(e)に示すように、高圧スクラバに際し
て、洗浄液4にエチルアルコール6等の水溶性有機溶剤
を用いることにより達成される。
G膜の水分のブロック性が優れるために、下地ブロック
膜の薄膜化が可能となり、NSG膜成長時にボイドの発
生が抑えられる。
地依存性をなくすために連続処理してSiO2膜を薄く成長
させる。この時、SiO2膜成長の代わりにプラズマ照射の
みでも有効である。また、別の方法として、アルゴンス
パッタエッチングや高圧スクラバでも同様な効果が得ら
れるが、特に、高圧スクラバにエチルアルコール等に代
表される水溶性有機溶剤を用いるのが有効である。
4はSiO2膜、5は洗浄液(純水)、6はエチルアルコー
ル、7はSi基板、8はAl電極配線膜、11はボイド、12は
反応ガス、13はチャンバ、14は赤外線ランプ、15は熱
線、16はサセプタ、17は石英窓、18はメッシュ電極、19
はセラミックプレート、20はポンピングプレート、21は
排気、22はジェットノズル、23は純水リンスノズル、24
はN2ブローノズル、25はジェットノズルアーム、26はブ
ラシアーム、27はブラシである。
成されたNSG膜1が層間絶縁膜として其の機能を果た
すためには、下地ブロック膜の形成、ならびに下地ブロ
ック膜の表面処理等が必要となる。
の下層にあらかじめ下地ブロック膜として、屈折率n=
1.65以下のSiON膜2を形成する。本発明の第1の実
施例に用いたプラズマCVD装置の模式断面図を図2に
示す。下地ブロック膜としてのSiON膜2の成長条件
の一例としては、Si基板7の温度350 〜400 ℃ チャン
バ13内圧力2.5 〜3.5Torr 、メッシュ電極18とSi基板7
の間隔10〜12.5mm、RFパワー200 〜500 Wで、各反応
ガス12の流量条件は、シラン(SiH4)30〜50sccm、笑気(N
2O)100〜200sccm 、希釈用の窒素(N2)ガス2000sccmで、
SiON膜の成長時間は15〜30sec により、基板上に
1,000〜2,000 Åの成長を行った。この後、通常のプラ
ズマ工程で層間絶縁膜としてNSG膜1を図1(a)に
示したように、SiON膜2上に8,000 Åの厚さに形成
する。
N膜2を使用することにより、下地ブロック性が富むと
ともに、下地のSiNO膜2を薄くでき、ボイド11の発
生を除くことができる。
膜形成後に、その表面を清浄化する本発明の第二の実施
例について説明する。SiON膜2形成後、その表面を
Ar+ によりスパッタエッチングする。即ち、スパッタエ
ッチングの条件として Ar ガス圧力0.1Torr 、Arガスの
流量50sccm、RFパワー 800W、Si基板7の温度 100℃
で行った。
に下地ブロック膜であるSiON膜2のエッジが叩かれ
て削られ、その上に被覆するNSG膜1の下地依存性を
低減出来るとともに、、従来例の図3(a)に示したN
SG膜1内のボイド11の発生が阻止され、更に、NSG
膜1の平坦性の一層の向上を図ることができる。
る下地依存性の影響を軽減する第三の実施例について説
明する。高屈折率のSiON膜2上にそれより屈折率の
低いn=1.45〜1.50のSiO(N)またはSiO2膜4を連続成長
することにより、層間絶縁膜の下地依存性をなくせる。
接NSG膜1を成長すると、図4の(a)に示すよう
に、NSG膜1の表面はボロボロになってしまい、ボイ
ド11も発生していたが、SiO2膜4 を 200〜300 Åの厚さ
にSiON膜2上に連続成長することにより、NSG膜
1は図4(b)に示すようにスムーズな膜となる。
り屈折率の値がn=1.45〜1.50と低いSiO(N) または
SiO2膜4を連続成長することにより、NSG膜1の下地
依存性をなくせる。
じもので、成膜条件も前と同じであり、ガス流量はSiH4
40sccm 、N2O 50sccm、N2 2000sccmである。次に本発
明の第四の実施例について図5により説明する。
後、その表面を純水等の洗浄液5により高圧スクラバす
る。すなわち、図5に示したハイプレッシャスクラバ
(高圧スクラバ) 装置のジェットノズル22を用い、この
ジェットノズル22から水、或いはエチルアルコール6を
噴射する。洗浄液5は水でも良いが、実験の結果、エチ
ルアルコール6等の有機溶剤を用いた方が、その後のN
SG膜1の成膜がよりスムーズに行われた。
ロピルアルコール等のアルコール類やMEK、アセトン
等でも効果があり、水と混合しても良い。効果の挙がる
理由としては、アルコール類の場合、表面に水酸基(−
OH)が存在しているため、TEOSによるNSG膜1
の形成の場合、気相中でまず始めに、O3 自体が徐々に
分解するが、この過程でTEOSと結合され、それ自体
がSiON膜2の表面にて形成される。この時、SiO
N膜2への表面吸着が初期段階でされにくい状態である
と成膜形成が円滑には行われなず、膜の成長率が低下し
て、表面がぼろぼろな膜となってしまう。そこで、初期
の表面状態を高圧スクラバで有機溶剤、特にアルコール
類や水の処理で表面の水酸基とTEOSや、O3 が結合
し易くなり、NSG膜1の形成が促進される。
層間絶縁膜であるNSG膜の下地ブロック膜として用い
るSiON膜の薄膜化が可能となり、NSG膜内のボイ
ドがなくなり、また、表面の改質によりTEOS−O3
系反応ガスを用いて形成したNSG膜の下地依存性をな
くせる。
くSiO2膜を成長することによってもNSG膜の下地依存
性を改善でき、この場合、下地ブロック膜のSiON膜
と薄いSiO2膜を連続処理して積層を行うことから、スル
ープットの向上にも繋がる。
を下地ブロック膜として使用した場合の多層配線コンタ
クト抵抗の測定を行った場合に、従来方法の下地ブロッ
ク膜の表面処理を行わない場合には、デバイスの歩留り
が悪くなるが、本発明の方法によればデバイスの歩留り
並びに品質が向上して、デバイスの信頼性の確保、コス
トダウンに大きく寄与することができた。
Claims (5)
- 【請求項1】 テトラエチルオキシシラン−オゾン(T
EOS−O3 )系反応ガスを用いて形成された実質的に
ノンドープの珪酸ガラス(NSG)膜(1) が層間絶縁膜
として用いられた半導体装置において、 該NSG膜(1) の下層にあらかじめ下地ブロック膜とし
て、屈折率n=1.65以下のオキシ窒化シリコン(SiO
N)膜(2) を形成することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項2】前記SiON膜(2) 形成後、該SiON膜
(2) の表面をアルゴンイオン(Ar +) (3) によりスパッ
タエッチング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。 - 【請求項3】前記SiON膜(2) 形成後、該SiON膜
(2) の表面に二酸化シリコン(SiO2)膜(4) を形成するこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】前記SiON膜(2) 形成後、該SiON膜
(2) の表面を洗浄液(5) により高圧スクラバすることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】前記洗浄液(5) が水溶性有機溶剤(6) であ
ることを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01126094A JP3254875B2 (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP01126094A JP3254875B2 (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07221176A true JPH07221176A (ja) | 1995-08-18 |
JP3254875B2 JP3254875B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=11772982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01126094A Expired - Lifetime JP3254875B2 (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3254875B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002526916A (ja) * | 1998-10-01 | 2002-08-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ダマシン用途の低κシリコンカーバイドバリア層、エッチストップ及び反射防止被膜のインシチュウ堆積 |
WO2012077330A1 (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | シャープ株式会社 | 半導体装置及びその製造方法、固体撮像装置及びその製造方法、並びに電子情報機器 |
JP2012160748A (ja) * | 2001-06-11 | 2012-08-23 | Cree Inc | コンデンサ及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-02-03 JP JP01126094A patent/JP3254875B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002526916A (ja) * | 1998-10-01 | 2002-08-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ダマシン用途の低κシリコンカーバイドバリア層、エッチストップ及び反射防止被膜のインシチュウ堆積 |
JP2012160748A (ja) * | 2001-06-11 | 2012-08-23 | Cree Inc | コンデンサ及びその製造方法 |
WO2012077330A1 (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | シャープ株式会社 | 半導体装置及びその製造方法、固体撮像装置及びその製造方法、並びに電子情報機器 |
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