JPH07263547A - 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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- JPH07263547A JPH07263547A JP4946694A JP4946694A JPH07263547A JP H07263547 A JPH07263547 A JP H07263547A JP 4946694 A JP4946694 A JP 4946694A JP 4946694 A JP4946694 A JP 4946694A JP H07263547 A JPH07263547 A JP H07263547A
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層配線構造等におけるAl配線の信頼性を
向上させる半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。 【構成】 半導体基板上にSOG膜を形成し、そのSO
G膜の上層及び下層に層間絶縁膜として、バイアスEC
Rプラズマ−CVD法による酸化膜を200nm以上の
厚さで形成する。これにより、SOG膜から上層側へ向
かうSOG膜中の水分をブロックすることができる。ま
た、半導体基板上にBPSG膜を形成し、このBPSG
膜上に層間絶縁膜として、バイアスECRプラズマ−C
VD法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成す
る。これにより、BPSG膜から上層側へ向かうBPS
G膜中の水分をブロックすることができる。
向上させる半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。 【構成】 半導体基板上にSOG膜を形成し、そのSO
G膜の上層及び下層に層間絶縁膜として、バイアスEC
Rプラズマ−CVD法による酸化膜を200nm以上の
厚さで形成する。これにより、SOG膜から上層側へ向
かうSOG膜中の水分をブロックすることができる。ま
た、半導体基板上にBPSG膜を形成し、このBPSG
膜上に層間絶縁膜として、バイアスECRプラズマ−C
VD法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成す
る。これにより、BPSG膜から上層側へ向かうBPS
G膜中の水分をブロックすることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層配線構造等の半導
体装置の製造方法に関し、特に配線層の信頼性を向上さ
せた半導体装置の製造方法に関する。
体装置の製造方法に関し、特に配線層の信頼性を向上さ
せた半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置は、高信頼性を保ちな
がらも、より高集積度なものが求められてきており、そ
の中で配線を多層化して集積度を向上させる多層配線技
術が注目されている。高集積化の観点からその配線は微
細化されながらも、より高い信頼性が求められており、
高信頼性の多層配線構造の形成方法が要求されている。
がらも、より高集積度なものが求められてきており、そ
の中で配線を多層化して集積度を向上させる多層配線技
術が注目されている。高集積化の観点からその配線は微
細化されながらも、より高い信頼性が求められており、
高信頼性の多層配線構造の形成方法が要求されている。
【0003】従来、この種の半導体装置としては、例え
ば図9に示すようなものがあった。この半導体装置は、
容量結合型プラズマCVD法による酸化膜(以下、P−
SiO膜という)とSOG(Spin−On−Glas
s)膜とを用いて平坦化したAl多層配線構造を有する
ものである。その製造方法は、まず、LOCOS(Lo
cal Oxidation ofSilicon)法
により形成されたシリコン基板101上のフィールド酸
化膜102の表面上に、CVDによる酸化膜103とB
PSG(Boron−Phospho Silicat
e Glass)膜104を成膜する。次いで、BPS
G膜104の表面上にAl(アルミニウム)配線層10
5を所定のパターンで形成し、その状態のウェーハ全面
に容量結合型プラズマCVD法によりP−SiO膜10
6を成膜する。
ば図9に示すようなものがあった。この半導体装置は、
容量結合型プラズマCVD法による酸化膜(以下、P−
SiO膜という)とSOG(Spin−On−Glas
s)膜とを用いて平坦化したAl多層配線構造を有する
ものである。その製造方法は、まず、LOCOS(Lo
cal Oxidation ofSilicon)法
により形成されたシリコン基板101上のフィールド酸
化膜102の表面上に、CVDによる酸化膜103とB
PSG(Boron−Phospho Silicat
e Glass)膜104を成膜する。次いで、BPS
G膜104の表面上にAl(アルミニウム)配線層10
5を所定のパターンで形成し、その状態のウェーハ全面
に容量結合型プラズマCVD法によりP−SiO膜10
6を成膜する。
【0004】ここで、容量結合型プラズマCVD法は、
一対の電極に高周波電圧を印加して電極間に生ずる電界
により電子を加速し、これによって生成されるプラズマ
に反応ガスをさらすことにより活性化させ、低温で膜形
成を行うものである。その後、P−SiO膜106の上
にSOG膜107を成膜してP−SiO膜106が露出
する程度に平坦化する。SOG膜107は、ケイ素化合
物を有機溶剤に溶解した溶液を塗布、焼成することによ
って形成される。
一対の電極に高周波電圧を印加して電極間に生ずる電界
により電子を加速し、これによって生成されるプラズマ
に反応ガスをさらすことにより活性化させ、低温で膜形
成を行うものである。その後、P−SiO膜106の上
にSOG膜107を成膜してP−SiO膜106が露出
する程度に平坦化する。SOG膜107は、ケイ素化合
物を有機溶剤に溶解した溶液を塗布、焼成することによ
って形成される。
【0005】さらに、この状態のウェーハ表面上にP−
SiO膜108を再び成膜し、そして、P−SiO膜1
08上に、パターン化されたAl配線層109、常圧C
VDによるPSG膜110、プラズマ励起CVDによる
窒化膜(以下、P−SiN膜という)111を順次形成
する。
SiO膜108を再び成膜し、そして、P−SiO膜1
08上に、パターン化されたAl配線層109、常圧C
VDによるPSG膜110、プラズマ励起CVDによる
窒化膜(以下、P−SiN膜という)111を順次形成
する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置の製造方法では、Al配線層105,1
09間の絶縁膜として、P−SiO膜106/SOG膜
107/P−SiO膜108の構造がとられているが、
そのうち、SOG膜107は、前述したようにケイ素化
合物を有機溶剤に溶解した溶液を使用するために、焼成
した後も水分を含んでいる。そのため、これらのP−S
iO膜106、SOG膜107、P−SiO膜108が
形成された後の熱処理(400℃程度)時にSOG膜1
07中から放出される水分により、Al配線層105,
109にコロージョン(腐食)が発生し、Al配線の信
頼性が低下するという問題があった。
来の半導体装置の製造方法では、Al配線層105,1
09間の絶縁膜として、P−SiO膜106/SOG膜
107/P−SiO膜108の構造がとられているが、
そのうち、SOG膜107は、前述したようにケイ素化
合物を有機溶剤に溶解した溶液を使用するために、焼成
した後も水分を含んでいる。そのため、これらのP−S
iO膜106、SOG膜107、P−SiO膜108が
形成された後の熱処理(400℃程度)時にSOG膜1
07中から放出される水分により、Al配線層105,
109にコロージョン(腐食)が発生し、Al配線の信
頼性が低下するという問題があった。
【0007】さらに、P−SiO膜106,108を形
成する際の温度が350℃程度のため、Al配線105
にヒロックが発生し、Al配線層105,109間がシ
ョートする恐れもあった。本発明の目的は、多層配線構
造等におけるAl配線の信頼性を向上させる半導体装置
の製造方法を提供することにある。
成する際の温度が350℃程度のため、Al配線105
にヒロックが発生し、Al配線層105,109間がシ
ョートする恐れもあった。本発明の目的は、多層配線構
造等におけるAl配線の信頼性を向上させる半導体装置
の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、半導体基板
上にSOG膜を形成する工程と、前記SOG膜の上層
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成する工程とを有することを
特徴とする半導体装置の製造方法により達成される。
上にSOG膜を形成する工程と、前記SOG膜の上層
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成する工程とを有することを
特徴とする半導体装置の製造方法により達成される。
【0009】上記半導体装置の製造方法において、前記
SOG膜の下層に、バイアスECRプラズマ−CVD法
による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する工程を
更に有することを特徴とする半導体装置の製造方法によ
り達成される。上記目的は、半導体基板上にPSG膜を
形成する工程と、前記PSG膜の上層にバイアスECR
プラズマ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚
さで形成する工程とを有することを特徴とする半導体装
置の製造方法により達成される。
SOG膜の下層に、バイアスECRプラズマ−CVD法
による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する工程を
更に有することを特徴とする半導体装置の製造方法によ
り達成される。上記目的は、半導体基板上にPSG膜を
形成する工程と、前記PSG膜の上層にバイアスECR
プラズマ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚
さで形成する工程とを有することを特徴とする半導体装
置の製造方法により達成される。
【0010】上記半導体装置の製造方法において、前記
PSG膜の下層に層間絶縁膜として、バイアスECRプ
ラズマ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さ
で形成する工程を更に有することを特徴とする半導体装
置の製造方法により達成される。上記目的は、半導体基
板上にBPSG膜を形成する工程と、前記BPSG膜の
上層に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化
膜を200nm以上の厚さで形成する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法により達成され
る。
PSG膜の下層に層間絶縁膜として、バイアスECRプ
ラズマ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さ
で形成する工程を更に有することを特徴とする半導体装
置の製造方法により達成される。上記目的は、半導体基
板上にBPSG膜を形成する工程と、前記BPSG膜の
上層に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化
膜を200nm以上の厚さで形成する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法により達成され
る。
【0011】上記半導体装置の製造方法において、前記
BPSG膜の下層に、バイアスECRプラズマ−CVD
法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法によ
り達成される。
BPSG膜の下層に、バイアスECRプラズマ−CVD
法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法によ
り達成される。
【0012】
【作用】本発明による半導体装置の製造方法によれば、
半導体基板上にSOG膜を形成し、そのSOG膜上に、
バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を20
0nm以上の厚さで形成したので、SOG膜から上層側
へ向かうSOG膜中の水分をブロックすることができ
る。
半導体基板上にSOG膜を形成し、そのSOG膜上に、
バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を20
0nm以上の厚さで形成したので、SOG膜から上層側
へ向かうSOG膜中の水分をブロックすることができ
る。
【0013】また、半導体基板上にSOG膜を形成し、
そのSOG膜の上層及び下層に、バイアスECRプラズ
マ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さで更
に形成したので、SOG膜から上層側及び下層側へ向か
うSOG膜中の水分をブロックすることができる。ま
た、半導体基板上にPSG膜を形成し、このPSG膜上
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、PSG膜から上
層側へ向かうSOG膜中の水分をブロックすることがで
きる。
そのSOG膜の上層及び下層に、バイアスECRプラズ
マ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さで更
に形成したので、SOG膜から上層側及び下層側へ向か
うSOG膜中の水分をブロックすることができる。ま
た、半導体基板上にPSG膜を形成し、このPSG膜上
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、PSG膜から上
層側へ向かうSOG膜中の水分をブロックすることがで
きる。
【0014】また、半導体基板上にPSG膜を形成し、
このPSG膜の上層及び下層に、バイアスECRプラズ
マ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さで形
成したので、PSG膜から上層側及び下層側へ向かうP
SG膜中の水分をブロックすることができる。また、半
導体基板上にBPSG膜を形成し、このBPSG膜上
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、BPSG膜から
上層側へ向かうBSOG膜中の水分をブロックすること
ができる。
このPSG膜の上層及び下層に、バイアスECRプラズ
マ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さで形
成したので、PSG膜から上層側及び下層側へ向かうP
SG膜中の水分をブロックすることができる。また、半
導体基板上にBPSG膜を形成し、このBPSG膜上
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、BPSG膜から
上層側へ向かうBSOG膜中の水分をブロックすること
ができる。
【0015】また、半導体基板上にBPSG膜を形成
し、このBPSG膜の上層及び下層に層間絶縁膜とし
て、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、BPSG膜から
上層側及び下層側へ向かうBPSG膜中の水分をブロッ
クすることができる。
し、このBPSG膜の上層及び下層に層間絶縁膜とし
て、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、BPSG膜から
上層側及び下層側へ向かうBPSG膜中の水分をブロッ
クすることができる。
【0016】
【実施例】本発明の第1の実施例による半導体装置の製
造方法を図1〜図4を用いて説明する。なお、図1〜図
3は本実施例による半導体装置の製造方法を示す工程
図、及び図4はバイアスECRプラズマ−CVD装置の
構造を示す断面図である。本実施例の半導体装置は、バ
イアスECRプラズマ(Electron cyclo
tron Resonance)−CVD法による酸化
膜(以下、ECR−SiOという)とSOG膜とを用い
て平坦化したAl多層配線構造を有するものである。
造方法を図1〜図4を用いて説明する。なお、図1〜図
3は本実施例による半導体装置の製造方法を示す工程
図、及び図4はバイアスECRプラズマ−CVD装置の
構造を示す断面図である。本実施例の半導体装置は、バ
イアスECRプラズマ(Electron cyclo
tron Resonance)−CVD法による酸化
膜(以下、ECR−SiOという)とSOG膜とを用い
て平坦化したAl多層配線構造を有するものである。
【0017】その製造方法は、図1(a)に示すよう
に、まず、シリコン基板1表面上の素子分離領域にフィ
ールド酸化膜2をLOCOS法により形成し、さらに図
示しない素子形成領域において、ゲート酸化膜を介して
ゲート電極を形成すると共にソース/ドレインを形成し
た後、その状態のウェーハ全面にCVDによる酸化膜3
とBPSG膜4とを順次成膜する。
に、まず、シリコン基板1表面上の素子分離領域にフィ
ールド酸化膜2をLOCOS法により形成し、さらに図
示しない素子形成領域において、ゲート酸化膜を介して
ゲート電極を形成すると共にソース/ドレインを形成し
た後、その状態のウェーハ全面にCVDによる酸化膜3
とBPSG膜4とを順次成膜する。
【0018】次いで、BPSG膜4の全表面上にAlを
蒸着して、リソグラフィ技術を用いてAl配線層5(膜
厚500nm)をパターン形成し(図1(b))、さら
にその状態のウェーハ全面にECR−SiO膜6を20
0nm以上の厚さで形成する(図2(c))。ここで、
バイアスECRプラズマ−CVD法は、マイクロ波と磁
場の相互作用による電子サイクロトロン共鳴を利用して
プラズマを発生させるプラズマCVDの一種であり、水
分のブロック効果が優れ、また150℃程度の低温で高
速成膜が可能であるといった特徴を有している。
蒸着して、リソグラフィ技術を用いてAl配線層5(膜
厚500nm)をパターン形成し(図1(b))、さら
にその状態のウェーハ全面にECR−SiO膜6を20
0nm以上の厚さで形成する(図2(c))。ここで、
バイアスECRプラズマ−CVD法は、マイクロ波と磁
場の相互作用による電子サイクロトロン共鳴を利用して
プラズマを発生させるプラズマCVDの一種であり、水
分のブロック効果が優れ、また150℃程度の低温で高
速成膜が可能であるといった特徴を有している。
【0019】ECR−SiO膜6は、図4に示すバイア
スECRプラズマ−CVD装置により次のようにして形
成される。図4において、周波数2.45GHzのマイ
クロ波(例えば300W)は、矩形導波管21から合成
石英窓22を通して真空のプラズマ生成室23に導かれ
る。プラズマ生成室23の周囲には磁気コイル24(例
えば180A)が配置され、この磁気コイル24によっ
てECR条件(電子サイクロトロン共鳴)を満たす磁界
が形成されると共に、プラズマ生成室23から成長室2
5へプラズマを引き出すための発散磁界が形成される。
スECRプラズマ−CVD装置により次のようにして形
成される。図4において、周波数2.45GHzのマイ
クロ波(例えば300W)は、矩形導波管21から合成
石英窓22を通して真空のプラズマ生成室23に導かれ
る。プラズマ生成室23の周囲には磁気コイル24(例
えば180A)が配置され、この磁気コイル24によっ
てECR条件(電子サイクロトロン共鳴)を満たす磁界
が形成されると共に、プラズマ生成室23から成長室2
5へプラズマを引き出すための発散磁界が形成される。
【0020】本実施例のECR−SiO膜6を形成する
ウェーハ1は、プラズマ生成室23の出口26から所定
の距離を置いて成長室25内に設けられたウエハ保持具
27にプラズマ流と直交するように搭載されている。E
CR−SiO膜6の成膜では、プラズマ生成室23へガ
ス導入管28を通してO2 (酸素)ガス(例えば36c
c/min)とN2 (窒素)ガス(例えば3.6cc/
min)が導入される。さらに、反応ガス導入管29を
通して反応ガスとしてのSiH4 (モノシラン)が、例
えば30cc/minでプラズマ生成室23の出口26
付近の成長室25へ導入される。その結果、SiH
4 は、発散磁界により引き出されたO2 プラズマ流によ
り分解されてウエーハ1上へ堆積される。
ウェーハ1は、プラズマ生成室23の出口26から所定
の距離を置いて成長室25内に設けられたウエハ保持具
27にプラズマ流と直交するように搭載されている。E
CR−SiO膜6の成膜では、プラズマ生成室23へガ
ス導入管28を通してO2 (酸素)ガス(例えば36c
c/min)とN2 (窒素)ガス(例えば3.6cc/
min)が導入される。さらに、反応ガス導入管29を
通して反応ガスとしてのSiH4 (モノシラン)が、例
えば30cc/minでプラズマ生成室23の出口26
付近の成長室25へ導入される。その結果、SiH
4 は、発散磁界により引き出されたO2 プラズマ流によ
り分解されてウエーハ1上へ堆積される。
【0021】なお、ウェーハ保持具27には、RF電源
(13MHz)30より電力900Wの正電圧が印加さ
れ、また、排気口31より成長室25内のガスを排気す
ると同時に減圧している。このようにして、Al配線層
5(1層目)の形成されたウェーハ表面にECR−Si
O膜6を200nm以上の厚さで成長させた後に、ウェ
ーハ全面にSOG膜7(膜厚500nm)を成膜し、そ
のSOG膜7をAl配線層5上のECR−SiO膜6の
表面が露出する程度にエッチングして平坦化する(図2
の(d))。
(13MHz)30より電力900Wの正電圧が印加さ
れ、また、排気口31より成長室25内のガスを排気す
ると同時に減圧している。このようにして、Al配線層
5(1層目)の形成されたウェーハ表面にECR−Si
O膜6を200nm以上の厚さで成長させた後に、ウェ
ーハ全面にSOG膜7(膜厚500nm)を成膜し、そ
のSOG膜7をAl配線層5上のECR−SiO膜6の
表面が露出する程度にエッチングして平坦化する(図2
の(d))。
【0022】このSOG膜7の成膜は、まず、ケイ素化
合物にP(リン),B(ボロン),As(ヒ素)等の添
加剤を加え、これを有機溶剤に溶解してSOG溶液を作
製する。そして、このSOG溶液をスピンナーを用いて
回転塗布した後、熱処理を施し、溶剤の蒸発及び脱水重
合反応を進行させ、SOG膜7として無機質のSiO 2
膜を形成する。
合物にP(リン),B(ボロン),As(ヒ素)等の添
加剤を加え、これを有機溶剤に溶解してSOG溶液を作
製する。そして、このSOG溶液をスピンナーを用いて
回転塗布した後、熱処理を施し、溶剤の蒸発及び脱水重
合反応を進行させ、SOG膜7として無機質のSiO 2
膜を形成する。
【0023】その後、SOG膜7によって平坦化された
ウェーハ全面に、前述したと同様の成膜条件でECR−
SiO膜8を200nm以上の厚さで成膜する(図3
(e))。さらに、このECR−SiO膜8表面上全面
にAlを蒸着し、リソグラフィ技術によって前記Al配
線層5と直交する方向にAl配線層9(2層目)をパタ
ーン形成した後、Al配線層9が形成されたウェーハ上
に常圧CVD法によるPSG膜10と、容量結合型プラ
ズマCVD法による窒化膜(以下、P−SiN膜とい
う)11とを順次成膜する(図3(f))。
ウェーハ全面に、前述したと同様の成膜条件でECR−
SiO膜8を200nm以上の厚さで成膜する(図3
(e))。さらに、このECR−SiO膜8表面上全面
にAlを蒸着し、リソグラフィ技術によって前記Al配
線層5と直交する方向にAl配線層9(2層目)をパタ
ーン形成した後、Al配線層9が形成されたウェーハ上
に常圧CVD法によるPSG膜10と、容量結合型プラ
ズマCVD法による窒化膜(以下、P−SiN膜とい
う)11とを順次成膜する(図3(f))。
【0024】このように本実施例によれば、P−SiO
膜に比べて水分ブロック効果が大きいECR−SiO膜
6,8を、それぞれSOG膜7の下層及び上層に層間絶
縁膜として200nm以上の厚さで形成するようにした
ので、SOG膜7から上層側及び下層側へ向かうSOG
膜7中の水分(H2 O)を完全にブロックすることがで
きる。
膜に比べて水分ブロック効果が大きいECR−SiO膜
6,8を、それぞれSOG膜7の下層及び上層に層間絶
縁膜として200nm以上の厚さで形成するようにした
ので、SOG膜7から上層側及び下層側へ向かうSOG
膜7中の水分(H2 O)を完全にブロックすることがで
きる。
【0025】この点について図5及び図6のグラフを用
いて具体的に説明する。図5は、温度に対するP−Si
O膜又はECR−SiO膜の水分放出量の特性を示すT
DS(Thermal Desorption Spe
ctoscopy)実験データのグラフである。このT
DS実験データを収集するためには、シリコン基板上に
SOG膜(400nm)を形成し、アニール(450
℃)後のSOG膜上にP−SiO膜(150nm)又は
ECR−SiO膜(150nm)を形成して、それぞれ
P−SiO試料及びECR−SiO試料を作製する。そ
して、これらの試料を真空容器内に設置し、加熱して試
料から出てくる水分の放出量を質量分析計を使用して分
析する。
いて具体的に説明する。図5は、温度に対するP−Si
O膜又はECR−SiO膜の水分放出量の特性を示すT
DS(Thermal Desorption Spe
ctoscopy)実験データのグラフである。このT
DS実験データを収集するためには、シリコン基板上に
SOG膜(400nm)を形成し、アニール(450
℃)後のSOG膜上にP−SiO膜(150nm)又は
ECR−SiO膜(150nm)を形成して、それぞれ
P−SiO試料及びECR−SiO試料を作製する。そ
して、これらの試料を真空容器内に設置し、加熱して試
料から出てくる水分の放出量を質量分析計を使用して分
析する。
【0026】この図5から明らかなように、ECR−S
iO試料の方がP−SiO試料よりも400℃以下での
水分をブロックする効果が大きい。また、図6は、EC
R−SiO膜の膜厚に対する水分放出量の特性を示すT
DS実験データのグラフである。このTDS実験データ
を収集するためには、ECR−SiO試料におけるEC
R−SiO膜の膜厚を例えば50nm、100nm、1
50nm、200nm、300nmと変化させて形成
し、この各ECR−SiO試料を順次、真空容器内に設
置し、加熱して試料から出てくる水分の放出量を質量分
析計を使用して分析する。
iO試料の方がP−SiO試料よりも400℃以下での
水分をブロックする効果が大きい。また、図6は、EC
R−SiO膜の膜厚に対する水分放出量の特性を示すT
DS実験データのグラフである。このTDS実験データ
を収集するためには、ECR−SiO試料におけるEC
R−SiO膜の膜厚を例えば50nm、100nm、1
50nm、200nm、300nmと変化させて形成
し、この各ECR−SiO試料を順次、真空容器内に設
置し、加熱して試料から出てくる水分の放出量を質量分
析計を使用して分析する。
【0027】この図6から明らかなように、ECR−S
iO膜の膜厚が200nm以上になると、SOG膜から
の水分が完全にブロックされるようになる。従って、本
実施例では、ECR−SiO膜6,8により、SOG膜
7からの水分を完全にブロックすることができるので、
Al配線層5,9へのコロージョン等の悪影響を回避す
ることができる。さらに、ECR−SiO膜6,8は、
150℃程度の低温で成膜することができるので、Al
配線層5でのヒロック発生を防止することが可能とな
る。これにより、多層配線構造におけるAl配線の信頼
性が向上する。
iO膜の膜厚が200nm以上になると、SOG膜から
の水分が完全にブロックされるようになる。従って、本
実施例では、ECR−SiO膜6,8により、SOG膜
7からの水分を完全にブロックすることができるので、
Al配線層5,9へのコロージョン等の悪影響を回避す
ることができる。さらに、ECR−SiO膜6,8は、
150℃程度の低温で成膜することができるので、Al
配線層5でのヒロック発生を防止することが可能とな
る。これにより、多層配線構造におけるAl配線の信頼
性が向上する。
【0028】本発明の第2の実施例による半導体装置の
製造方法を図7及び図8を用いて説明する。なお、上記
第1の実施例と共通する要素には同一の符号を付して、
説明を簡略化する。本実施例の半導体装置は、BPSG
膜上にECR−SiO膜を用いたAl多層配線構造を有
するものである。その製造方法において上記実施例と特
に異なる点は、シリコン基板1表面上のフィールド酸化
膜2上にCVD酸化膜3及びBPSG膜4を成膜した後
に(図7(a))、そのBPSG膜4表面上にECR−
SiO膜4aを上記第1の実施例と同様の成膜条件下で
200nm以上の厚さに形成した(図7(b))点であ
る。
製造方法を図7及び図8を用いて説明する。なお、上記
第1の実施例と共通する要素には同一の符号を付して、
説明を簡略化する。本実施例の半導体装置は、BPSG
膜上にECR−SiO膜を用いたAl多層配線構造を有
するものである。その製造方法において上記実施例と特
に異なる点は、シリコン基板1表面上のフィールド酸化
膜2上にCVD酸化膜3及びBPSG膜4を成膜した後
に(図7(a))、そのBPSG膜4表面上にECR−
SiO膜4aを上記第1の実施例と同様の成膜条件下で
200nm以上の厚さに形成した(図7(b))点であ
る。
【0029】さらに、ECR−SiO膜4a上にAl配
線層5をパターン形成した後、上記実施例のECR−S
iO膜6に代えてP−SiO膜6aを形成し、SOG膜
7により平坦化した後、その表面上にECR−SiO膜
8に代えてP−SiO膜8aを成膜する(図8
(c))。そして、P−SiO膜8a上に上記実施例と
同様にして、Al配線層9、PSG膜10及びP−Si
N膜11を順次形成する(図8(d))。
線層5をパターン形成した後、上記実施例のECR−S
iO膜6に代えてP−SiO膜6aを形成し、SOG膜
7により平坦化した後、その表面上にECR−SiO膜
8に代えてP−SiO膜8aを成膜する(図8
(c))。そして、P−SiO膜8a上に上記実施例と
同様にして、Al配線層9、PSG膜10及びP−Si
N膜11を順次形成する(図8(d))。
【0030】本実施例では、BPSG膜4上にECR−
SiO膜4aを設けたことにより、BPSG膜4中の水
分が上層のAl配線層5,9へ脱ガスするのをブロック
することができる。さらに上記実施例同様にAl配線層
5のヒロックも防止することができる。本発明の上記実
施例に限らず種々の変形が可能である。
SiO膜4aを設けたことにより、BPSG膜4中の水
分が上層のAl配線層5,9へ脱ガスするのをブロック
することができる。さらに上記実施例同様にAl配線層
5のヒロックも防止することができる。本発明の上記実
施例に限らず種々の変形が可能である。
【0031】例えば、上記第1の実施例では、SOG膜
の上層及び下層に層間絶縁膜として、ECR−SiO膜
を200nm以上の厚さで形成したが、SOG膜の上層
のみにECR−SiO膜を200nm以上の厚さで形成
してもよい。また、SOG膜の代わりにPSG膜を用い
た場合に、PSG膜の上層及び下層に層間絶縁膜とし
て、ECR−SiO膜を200nm以上の厚さで形成し
てもよいし、PSG膜の上層のみにECR−SiO膜を
200nm以上の厚さで形成してもよい。
の上層及び下層に層間絶縁膜として、ECR−SiO膜
を200nm以上の厚さで形成したが、SOG膜の上層
のみにECR−SiO膜を200nm以上の厚さで形成
してもよい。また、SOG膜の代わりにPSG膜を用い
た場合に、PSG膜の上層及び下層に層間絶縁膜とし
て、ECR−SiO膜を200nm以上の厚さで形成し
てもよいし、PSG膜の上層のみにECR−SiO膜を
200nm以上の厚さで形成してもよい。
【0032】また、上記第2の実施例では、BPSG膜
上に層間絶縁膜として、ECR−SiO膜を形成した
が、BPSG膜の上層及び下層にECR−SiO膜を2
00nm以上の厚さで形成してもよい。
上に層間絶縁膜として、ECR−SiO膜を形成した
が、BPSG膜の上層及び下層にECR−SiO膜を2
00nm以上の厚さで形成してもよい。
【0033】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、半導体基
板上にSOG膜を形成し、そのSOG膜上に、バイアス
ECRプラズマ−CVD法による酸化膜を200nm以
上の厚さで形成したので、SOG膜から上層側へ向かう
SOG膜中の水分をブロックすることができる。
板上にSOG膜を形成し、そのSOG膜上に、バイアス
ECRプラズマ−CVD法による酸化膜を200nm以
上の厚さで形成したので、SOG膜から上層側へ向かう
SOG膜中の水分をブロックすることができる。
【0034】また、半導体基板上にSOG膜を形成し、
そのSOG膜の上層及び下層に、バイアスECRプラズ
マ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さで更
に形成したので、SOG膜から上層側及び下層側へ向か
うSOG膜中の水分をブロックすることができる。ま
た、半導体基板上にPSG膜を形成し、このPSG膜上
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、PSG膜から上
層側へ向かうSOG膜中の水分をブロックすることがで
きる。
そのSOG膜の上層及び下層に、バイアスECRプラズ
マ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さで更
に形成したので、SOG膜から上層側及び下層側へ向か
うSOG膜中の水分をブロックすることができる。ま
た、半導体基板上にPSG膜を形成し、このPSG膜上
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、PSG膜から上
層側へ向かうSOG膜中の水分をブロックすることがで
きる。
【0035】また、半導体基板上にPSG膜を形成し、
このPSG膜の上層及び下層に、バイアスECRプラズ
マ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さで形
成したので、PSG膜から上層側及び下層側へ向かうP
SG膜中の水分をブロックすることができる。また、半
導体基板上にBPSG膜を形成し、このBPSG膜上
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、BPSG膜から
上層側へ向かうBPSG膜中の水分をブロックすること
ができる。
このPSG膜の上層及び下層に、バイアスECRプラズ
マ−CVD法による酸化膜を200nm以上の厚さで形
成したので、PSG膜から上層側及び下層側へ向かうP
SG膜中の水分をブロックすることができる。また、半
導体基板上にBPSG膜を形成し、このBPSG膜上
に、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、BPSG膜から
上層側へ向かうBPSG膜中の水分をブロックすること
ができる。
【0036】また、半導体基板上にBPSG膜を形成
し、このBPSG膜の上層及び下層に層間絶縁膜とし
て、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、BPSG膜から
上層側及び下層側へ向かうBPSG膜中の水分をブロッ
クすることができる。
し、このBPSG膜の上層及び下層に層間絶縁膜とし
て、バイアスECRプラズマ−CVD法による酸化膜を
200nm以上の厚さで形成したので、BPSG膜から
上層側及び下層側へ向かうBPSG膜中の水分をブロッ
クすることができる。
【図1】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程図(その1)である。
方法を示す工程図(その1)である。
【図2】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程図(その2)である。
方法を示す工程図(その2)である。
【図3】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程図(その3)である。
方法を示す工程図(その3)である。
【図4】バイアスECRプラズマ−CVD装置の構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図5】温度に対するP−SiO膜又はECR−SiO
膜の水分放出量の特性を示すTDS実験データのグラフ
である。
膜の水分放出量の特性を示すTDS実験データのグラフ
である。
【図6】ECR−SiO膜の膜厚に対する水分放出量の
特性を示すTDS実験データのグラフである。
特性を示すTDS実験データのグラフである。
【図7】本発明の第2の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程図(その1)である。
方法を示す工程図(その1)である。
【図8】本発明の第2の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程図(その2)である。
方法を示す工程図(その2)である。
【図9】従来の半導体装置の断面図である。
1…シリコン基板 2…フィールド酸化膜 3…酸化膜 4…BPSG膜 4a…ECR−SiO膜 5…Al配線層 6…ECR−SiO膜 6a…P−SiO膜 7…SOG膜 8…ECR−SiO膜 8a…P−SiO膜 9…Al配線層 10…PSG膜 11…P−SiN膜 21…矩形導波管 22…合成石英窓 23…プラズマ生成室 24…磁気コイル 25…成長室 26…プラズマ生成室23の出口 27…ウエハ保持具 28…ガス導入管 29…反応ガス導入管 30…RF電源 31…排気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 章二 愛知県春日井高蔵寺町2丁目1844番2 富 士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (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 (72)発明者 大平 請一郎 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 (6)
- 【請求項1】 半導体基板上にSOG膜を形成する工程
と、 前記SOG膜の上層に、バイアスECRプラズマ−CV
D法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記SOG膜の下層に、バイアスECRプラズマ−CV
D法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する工
程を更に有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項3】 半導体基板上にPSG膜を形成する工程
と、 前記PSG膜の上層に、バイアスECRプラズマ−CV
D法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記PSG膜の下層に、バイアスECRプラズマ−CV
D法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する工
程を更に有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項5】 半導体基板上にBPSG膜を形成する工
程と、 前記BPSG膜の上層に、バイアスECRプラズマ−C
VD法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する
工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項6】 請求項5記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記BPSG膜の下層に、バイアスECRプラズマ−C
VD法による酸化膜を200nm以上の厚さで形成する
工程を更に有する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 |
---|---|---|---|
JP4946694A JPH07263547A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4946694A JPH07263547A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07263547A true JPH07263547A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12831922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4946694A Withdrawn JPH07263547A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07263547A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6187662B1 (en) | 1998-01-19 | 2001-02-13 | Nec Corporation | Semiconductor device with low permittivity interlayer insulating film and method of manufacturing the same |
US9299772B2 (en) | 2014-06-05 | 2016-03-29 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
US9437734B2 (en) | 2010-08-11 | 2016-09-06 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Semiconductor device with protective films and manufacturing method thereof |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP4946694A patent/JPH07263547A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6187662B1 (en) | 1998-01-19 | 2001-02-13 | Nec Corporation | Semiconductor device with low permittivity interlayer insulating film and method of manufacturing the same |
US9437734B2 (en) | 2010-08-11 | 2016-09-06 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Semiconductor device with protective films and manufacturing method thereof |
US9299772B2 (en) | 2014-06-05 | 2016-03-29 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |