JPH07288254A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH07288254A JPH07288254A JP8034094A JP8034094A JPH07288254A JP H07288254 A JPH07288254 A JP H07288254A JP 8034094 A JP8034094 A JP 8034094A JP 8034094 A JP8034094 A JP 8034094A JP H07288254 A JPH07288254 A JP H07288254A
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- metal wiring
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- silicon oxide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属配線の段差が平坦化された半導体装置を
得ること。 【構成】 基板絶縁層１の上に第１の絶縁層２が設けら
れている。第１の絶縁層２の上に、第１の金属配線３３
ａ，第２の金属配線３３ｂおよび第３の金属配線３３ｃ
が、互いに離されて形成されている。第１の金属配線３
３ａと第２の金属配線３３ｂとのすき間部分に、第１の
シリコン酸化膜５ａが埋め込まれている。第２の金属配
線３３ｂと第３の金属配線３３ｃとのすき間部分に、第
２のシリコン酸化膜５ｂが埋め込まれている。第１のシ
リコン酸化膜５ａと第２のシリコン酸化膜５ｂとは互い
に分離している。
得ること。 【構成】 基板絶縁層１の上に第１の絶縁層２が設けら
れている。第１の絶縁層２の上に、第１の金属配線３３
ａ，第２の金属配線３３ｂおよび第３の金属配線３３ｃ
が、互いに離されて形成されている。第１の金属配線３
３ａと第２の金属配線３３ｂとのすき間部分に、第１の
シリコン酸化膜５ａが埋め込まれている。第２の金属配
線３３ｂと第３の金属配線３３ｃとのすき間部分に、第
２のシリコン酸化膜５ｂが埋め込まれている。第１のシ
リコン酸化膜５ａと第２のシリコン酸化膜５ｂとは互い
に分離している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に半導体装置に
関するものであり、より特定的には、金属配線の段差が
平坦化された半導体装置に関する。この発明は、さら
に、そのような半導体装置の製造方法に関する。
関するものであり、より特定的には、金属配線の段差が
平坦化された半導体装置に関する。この発明は、さら
に、そのような半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、ＩＥＤＭテクニカルダイジェス
ト１９９２に開示されている、セレクティブＴＥＯＳ−
オゾンＡＰＣＶＤ法を用いる、平坦化された多層配線技
術の工程を示す図である。
ト１９９２に開示されている、セレクティブＴＥＯＳ−
オゾンＡＰＣＶＤ法を用いる、平坦化された多層配線技
術の工程を示す図である。
【０００３】図６（ａ）を参照して、下敷のプラズマＣ
ＶＤ酸化膜５０の上に、下層バリアメタル層１１，アル
ミ配線層１２および上層バリアメタル層１３からなる金
属配線のパターンを形成する。金属配線のパターンを覆
うように、下敷のプラズマＣＶＤ酸化膜５０の上にプラ
ズマＣＶＤ酸化膜１４を形成する。
ＶＤ酸化膜５０の上に、下層バリアメタル層１１，アル
ミ配線層１２および上層バリアメタル層１３からなる金
属配線のパターンを形成する。金属配線のパターンを覆
うように、下敷のプラズマＣＶＤ酸化膜５０の上にプラ
ズマＣＶＤ酸化膜１４を形成する。
【０００４】図６（ａ）と（ｂ）を参照して、プラズマ
ＣＶＤ酸化膜１４をエッチングし、金属配線のパターン
の側壁にサイドウォール酸化膜１５を形成する。プラズ
マＣＶＤ酸化膜１４のエッチングは、上層バリアメタル
層１３の表面が露出するまで行なわれる。
ＣＶＤ酸化膜１４をエッチングし、金属配線のパターン
の側壁にサイドウォール酸化膜１５を形成する。プラズ
マＣＶＤ酸化膜１４のエッチングは、上層バリアメタル
層１３の表面が露出するまで行なわれる。
【０００５】図６（ｂ）を参照して、下敷のプラズマＣ
ＶＤ酸化膜５０の表面全面を、ＣＦ 4 プラズマにさらす
ことによって、全表面をフッ素化する。
ＶＤ酸化膜５０の表面全面を、ＣＦ 4 プラズマにさらす
ことによって、全表面をフッ素化する。
【０００６】図６（ｃ）を参照して、ＴＥＯＳ−Ｏ3 常
圧ＣＶＤ酸化膜１６を基板の表面全面に形成する。この
とき、フッ素化された上層バリアメタル層１３の表面上
において、ＴＥＯＳ−Ｏ3 常圧ＣＶＤ酸化膜１６の形成
速度は、下敷のプラズマＣＶＤ酸化膜５０の上よりも遅
くなる。そのため、配線上において、ＴＥＯＳ−Ｏ3常
圧ＣＶＤ酸化膜１６の膜厚は薄くなり、配線間において
その膜厚は厚くなり、ひいては、金属配線の段差が平坦
化される。
圧ＣＶＤ酸化膜１６を基板の表面全面に形成する。この
とき、フッ素化された上層バリアメタル層１３の表面上
において、ＴＥＯＳ−Ｏ3 常圧ＣＶＤ酸化膜１６の形成
速度は、下敷のプラズマＣＶＤ酸化膜５０の上よりも遅
くなる。そのため、配線上において、ＴＥＯＳ−Ｏ3常
圧ＣＶＤ酸化膜１６の膜厚は薄くなり、配線間において
その膜厚は厚くなり、ひいては、金属配線の段差が平坦
化される。
【０００７】しかし、この工程においても、図６（ｃ）
に示すように、段差を完全になくすことはできない。
に示すように、段差を完全になくすことはできない。
【０００８】それゆえに、図６（ｄ）を参照して、ＴＥ
ＯＳ−Ｏ3 常圧ＣＶＤ酸化膜１６の上に有機ＳＯＧ（ス
ピンオングラス）膜１７を塗布する。
ＯＳ−Ｏ3 常圧ＣＶＤ酸化膜１６の上に有機ＳＯＧ（ス
ピンオングラス）膜１７を塗布する。
【０００９】図６（ｄ）と（ｅ）を参照して、有機ＳＯ
Ｇ膜１７をエッチバックすることによって、ＴＥＯＳ−
Ｏ3 常圧ＣＶＤ酸化膜１６の表面を平坦化させる。
Ｇ膜１７をエッチバックすることによって、ＴＥＯＳ−
Ｏ3 常圧ＣＶＤ酸化膜１６の表面を平坦化させる。
【００１０】図６（ｆ）を参照して、ＴＥＯＳ−Ｏ3 常
圧ＣＶＤ酸化膜１６の上に、上層プラズマＣＶＤ酸化膜
１８を形成する。これによって、段差が完全になくな
る。
圧ＣＶＤ酸化膜１６の上に、上層プラズマＣＶＤ酸化膜
１８を形成する。これによって、段差が完全になくな
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
セレクティブＴＥＯＳ−オゾンＡＰＣＶＤ法を用いる平
坦化技術は、次のような問題点があった。
セレクティブＴＥＯＳ−オゾンＡＰＣＶＤ法を用いる平
坦化技術は、次のような問題点があった。
【００１２】図７は、上記平坦化技術の問題点を説明す
るための図である。図７（ａ）を参照して、ＴＥＯＳ−
Ｏ3 常圧ＣＶＤ酸化膜１６の上に有機ＳＯＧ膜１７を塗
布する。図７（ｂ）を参照して、有機ＳＯＧ膜１７のエ
ッチバックを行なう。このとき、局所的に有機ＳＯＧ膜
１７のエッチングレートが速くなり、図７（ｃ）を参照
して、局所的にＶ字型の溝１９が、ＴＥＯＳ−Ｏ3 常圧
ＣＶＤ酸化膜１６の表面に生じてしまう。この現象は、
マイクロローディング効果と呼ばれている。
るための図である。図７（ａ）を参照して、ＴＥＯＳ−
Ｏ3 常圧ＣＶＤ酸化膜１６の上に有機ＳＯＧ膜１７を塗
布する。図７（ｂ）を参照して、有機ＳＯＧ膜１７のエ
ッチバックを行なう。このとき、局所的に有機ＳＯＧ膜
１７のエッチングレートが速くなり、図７（ｃ）を参照
して、局所的にＶ字型の溝１９が、ＴＥＯＳ−Ｏ3 常圧
ＣＶＤ酸化膜１６の表面に生じてしまう。この現象は、
マイクロローディング効果と呼ばれている。
【００１３】したがって、従来のＴＥＯＳ−オゾンＡＰ
ＣＶＤ法を用いる平坦化技術においても、完全な平坦化
は困難であるという問題点があった。
ＣＶＤ法を用いる平坦化技術においても、完全な平坦化
は困難であるという問題点があった。
【００１４】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたもので、金属配線の段差が極めて平坦にされ
た半導体装置を提供することを目的とする。
になされたもので、金属配線の段差が極めて平坦にされ
た半導体装置を提供することを目的とする。
【００１５】この発明の他の目的は、そのような半導体
装置を製造する方法を提供することを目的とする。
装置を製造する方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の局面に
従う半導体装置は、基板絶縁層を備える。上記基板絶縁
層の上に、第１金属配線、第２の金属配線および第３の
金属配線が互いに離されて形成されている。上記第１の
金属配線と上記第２の金属配線とのすき間部分に、第１
のシリコン酸化膜が埋め込まれている。上記第２の金属
配線と上記第３の金属配線とのすき間部分に第２のシリ
コン酸化膜が埋め込まれている。上記第１、第２、第３
の金属配線および上記第１、第２のシリコン酸化膜を覆
うように、上記基板絶縁層の上に絶縁層が設けられてい
る。上記第１のシリコン酸化膜と上記第２のシリコン酸
化膜とは互いに分離している。
従う半導体装置は、基板絶縁層を備える。上記基板絶縁
層の上に、第１金属配線、第２の金属配線および第３の
金属配線が互いに離されて形成されている。上記第１の
金属配線と上記第２の金属配線とのすき間部分に、第１
のシリコン酸化膜が埋め込まれている。上記第２の金属
配線と上記第３の金属配線とのすき間部分に第２のシリ
コン酸化膜が埋め込まれている。上記第１、第２、第３
の金属配線および上記第１、第２のシリコン酸化膜を覆
うように、上記基板絶縁層の上に絶縁層が設けられてい
る。上記第１のシリコン酸化膜と上記第２のシリコン酸
化膜とは互いに分離している。
【００１７】この発明の第２の局面に従う半導体装置の
製造方法においては、まず、基板絶縁層の上に、水分を
含有する第１の絶縁層を形成する。上記第１の絶縁層の
上に、互いに隣接する第１の金属配線と第２の金属配線
とを形成する。上記第１の絶縁層から上記水分が脱離す
る温度で、上記基板絶縁層の上に、加水分解によりシリ
コン酸化物を生成するガスを供給する。上記第１および
第２の金属線を覆うように、上記基板絶縁層の上に第２
の絶縁層を形成する。
製造方法においては、まず、基板絶縁層の上に、水分を
含有する第１の絶縁層を形成する。上記第１の絶縁層の
上に、互いに隣接する第１の金属配線と第２の金属配線
とを形成する。上記第１の絶縁層から上記水分が脱離す
る温度で、上記基板絶縁層の上に、加水分解によりシリ
コン酸化物を生成するガスを供給する。上記第１および
第２の金属線を覆うように、上記基板絶縁層の上に第２
の絶縁層を形成する。
【００１８】この発明の第３の局面に従う半導体装置の
製造方法においては、まず、基板絶縁層の上に、水分を
含有する第１の絶縁層を形成する。上記第１の絶縁層の
上に窒化膜を形成する。上記窒化膜の上に、互いに隣接
する第１の金属配線と第２の金属配線を形成する。上記
窒化膜の一部分であって、かつ上記第１の金属配線と上
記第２の金属配線との間に位置する部分を選択的にエッ
チング除去し、それによって上記第１の絶縁層の表面を
露出させる。上記第１の絶縁層から上記水分が脱離する
温度で、上記基板絶縁層の上に、加水分解によりシリコ
ン酸化物を生成するガスを供給する。上記第１および第
２の金属配線を覆うように、上記基板絶縁層の上に第２
の絶縁層を形成する。
製造方法においては、まず、基板絶縁層の上に、水分を
含有する第１の絶縁層を形成する。上記第１の絶縁層の
上に窒化膜を形成する。上記窒化膜の上に、互いに隣接
する第１の金属配線と第２の金属配線を形成する。上記
窒化膜の一部分であって、かつ上記第１の金属配線と上
記第２の金属配線との間に位置する部分を選択的にエッ
チング除去し、それによって上記第１の絶縁層の表面を
露出させる。上記第１の絶縁層から上記水分が脱離する
温度で、上記基板絶縁層の上に、加水分解によりシリコ
ン酸化物を生成するガスを供給する。上記第１および第
２の金属配線を覆うように、上記基板絶縁層の上に第２
の絶縁層を形成する。
【００１９】
【作用】この発明の第１の局面に従う半導体装置によれ
ば、第１の金属配線と第２の金属配線とのすき間部分に
第１のシリコン酸化膜が埋め込まれ、第２の金属配線と
第３の金属配線とのすき間部分に第２のシリコン酸化膜
が埋め込まれているので、金属配線の段差が平坦化され
る。
ば、第１の金属配線と第２の金属配線とのすき間部分に
第１のシリコン酸化膜が埋め込まれ、第２の金属配線と
第３の金属配線とのすき間部分に第２のシリコン酸化膜
が埋め込まれているので、金属配線の段差が平坦化され
る。
【００２０】この発明の第２の局面に従う半導体装置の
製造方法によれば、第１の絶縁層から水分が脱離する温
度で、基板絶縁層の上に、加水分解によりシリコン酸化
物を生成するガスを供給するので、第１の金属配線と第
２の金属配線との間のすき間部分に、選択的にシリコン
酸化物が埋め込まれる。
製造方法によれば、第１の絶縁層から水分が脱離する温
度で、基板絶縁層の上に、加水分解によりシリコン酸化
物を生成するガスを供給するので、第１の金属配線と第
２の金属配線との間のすき間部分に、選択的にシリコン
酸化物が埋め込まれる。
【００２１】この発明の第３の局面に従う半導体装置の
製造方法によれば、第１の絶縁膜の上であって、第１の
金属配線と第２の金属配線の直下部分に、窒化膜を形成
する。窒化膜は水を透過させにくいので、窒化膜で覆わ
れていない第１の絶縁膜の表面部分からのみ水が脱離す
る。
製造方法によれば、第１の絶縁膜の上であって、第１の
金属配線と第２の金属配線の直下部分に、窒化膜を形成
する。窒化膜は水を透過させにくいので、窒化膜で覆わ
れていない第１の絶縁膜の表面部分からのみ水が脱離す
る。
【００２２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。
る。
【００２３】実施例１ 図１は、この発明の一実施例に係る半導体装置の断面図
である。基板（図示せず）の上に基板絶縁層１が形成さ
れている。基板絶縁層１の上に有機ＳＯＧ（スピンオン
グラス）膜２が設けられている。有機ＳＯＧ膜２の上
に、第１のアルミ配線３３ａ、第２のアルミ配線３３ｂ
および第３のアルミ配線３３ｃが、互いに離されて形成
されている。第１のアルミ配線３３ａと第２のアルミ配
線３３ｂとのすき間部分に、第１のシリコン酸化膜５ａ
が埋め込まれている。第２のアルミ配線３３ｂと第３の
アルミ配線３３ｃとのすき間部分に、第２のシリコン酸
化膜５ｂが埋め込まれている。なお、第１のシリコン酸
化膜５ａと第２のシリコン酸化膜５ｂは同一物質であ
り、５で示すシリコン酸化膜も同一物質である。
である。基板（図示せず）の上に基板絶縁層１が形成さ
れている。基板絶縁層１の上に有機ＳＯＧ（スピンオン
グラス）膜２が設けられている。有機ＳＯＧ膜２の上
に、第１のアルミ配線３３ａ、第２のアルミ配線３３ｂ
および第３のアルミ配線３３ｃが、互いに離されて形成
されている。第１のアルミ配線３３ａと第２のアルミ配
線３３ｂとのすき間部分に、第１のシリコン酸化膜５ａ
が埋め込まれている。第２のアルミ配線３３ｂと第３の
アルミ配線３３ｃとのすき間部分に、第２のシリコン酸
化膜５ｂが埋め込まれている。なお、第１のシリコン酸
化膜５ａと第２のシリコン酸化膜５ｂは同一物質であ
り、５で示すシリコン酸化膜も同一物質である。
【００２４】第１のシリコン酸化膜５ａと第２のシリコ
ン酸化膜５ｂとは互いに分離している。第１、第２、第
３のアルミ配線３３ａ，３３ｂ，３３ｃおよび第１、第
２のシリコン酸化膜５ａ，５ｂを覆うように、第２の絶
縁層６が設けられている。
ン酸化膜５ｂとは互いに分離している。第１、第２、第
３のアルミ配線３３ａ，３３ｂ，３３ｃおよび第１、第
２のシリコン酸化膜５ａ，５ｂを覆うように、第２の絶
縁層６が設けられている。
【００２５】実施例によれば、アルミ配線間のすき間部
分にシリコン酸化膜が埋め込まれているので、装置の表
面は平坦化される。
分にシリコン酸化膜が埋め込まれているので、装置の表
面は平坦化される。
【００２６】次に、図１に示す半導体装置の製造方法に
ついて説明する。図２は、図１に示す半導体装置の製造
方法の順序の各工程における半導体装置の部分断面図で
ある。
ついて説明する。図２は、図１に示す半導体装置の製造
方法の順序の各工程における半導体装置の部分断面図で
ある。
【００２７】図２（ａ）を参照して、金属配線下の最上
層の層間絶縁膜である基板絶縁層１を、基板（図示せ
ず）の上に形成する。基板絶縁層１の上に有機ＳＯＧ
（スピンオングラス）膜２を形成する。有機ＳＯＧ膜２
の上に、アルミニウム配線膜３を形成する。
層の層間絶縁膜である基板絶縁層１を、基板（図示せ
ず）の上に形成する。基板絶縁層１の上に有機ＳＯＧ
（スピンオングラス）膜２を形成する。有機ＳＯＧ膜２
の上に、アルミニウム配線膜３を形成する。
【００２８】図２（ｂ）を参照して、レジストパターン
４を用いて、アルミ配線膜３をパターニングし、第１の
アルミ配線３３ａ、第２のアルミ配線３３ｂおよび第３
のアルミ配線３３ｃを形成する。
４を用いて、アルミ配線膜３をパターニングし、第１の
アルミ配線３３ａ、第２のアルミ配線３３ｂおよび第３
のアルミ配線３３ｃを形成する。
【００２９】図２（ｂ）と（ｃ）を参照して、レジスト
パターン４を除去するために、半導体装置の表面全面を
酸素プラズマにさらす。このとき、有機ＳＯＧ膜２中の
メチル基が、図３（ａ）に示す反応式に従って分解し、
有機ＳＯＧ膜２中に、多くの水が生成する。
パターン４を除去するために、半導体装置の表面全面を
酸素プラズマにさらす。このとき、有機ＳＯＧ膜２中の
メチル基が、図３（ａ）に示す反応式に従って分解し、
有機ＳＯＧ膜２中に、多くの水が生成する。
【００３０】図４は、このようにして生成した有機ＳＯ
Ｇ膜中の水の、温度と脱離量との関係を示す図である。
図中のスペクトルは、昇温脱離ガス分析法で測定された
質量数１８（水に起因する）のものである。温度が上昇
すると、２５０℃以上４００℃以下の範囲で、水分の脱
離が急激に発生していることがわかる。本発明では、後
述するように、この温度範囲で脱離してくる水分を酸化
剤として用いることによって、配線間のすき間部分に、
選択的に酸化膜を形成する。
Ｇ膜中の水の、温度と脱離量との関係を示す図である。
図中のスペクトルは、昇温脱離ガス分析法で測定された
質量数１８（水に起因する）のものである。温度が上昇
すると、２５０℃以上４００℃以下の範囲で、水分の脱
離が急激に発生していることがわかる。本発明では、後
述するように、この温度範囲で脱離してくる水分を酸化
剤として用いることによって、配線間のすき間部分に、
選択的に酸化膜を形成する。
【００３１】図２（ｂ）と（ｃ）を参照して、酸素プラ
ズマによりレジストパターン４を除去すると、有機ＳＯ
Ｇ層２は、水分を多く含む有機ＳＯＧ層２２に変化す
る。
ズマによりレジストパターン４を除去すると、有機ＳＯ
Ｇ層２は、水分を多く含む有機ＳＯＧ層２２に変化す
る。
【００３２】次に、金属配線と金属配線とのすき間部分
に、選択的に酸化膜を形成する方法の詳細について説明
する。図２（ｃ）に示す半導体装置（ウェハ）を、ＣＶ
Ｄ反応室へ導入する。ＣＶＤ法反応室を、減圧（約数ｍ
Ｔｏｒｒ）にする。ウェハを載せるサセプタの温度は、
１５０℃に設定される。ウェハがサセプタに設置された
後、シリコンソースとなるガス（ＳｉＨ4 ，ＴＥＯＳ
等）をＣＶＤ反応室に導入する。実施例では、シリコン
ソースとして、ＴＥＯＳを使用した。１５０℃という低
温では、ウェハからの水の供給がないため、ＴＥＯＳは
分解せず、酸化膜はウェハ上に形成されない。次に、Ｔ
ＥＯＳを流しながら、ウェハ温度を徐々に上げていく。
実施例では、昇温レートを１℃／ｓｅｃとし、４５０℃
まで昇温した。ＴＥＯＳとＨ2 Ｏは、図３（ｂ）のよう
に反応し（加水分解）、図３（ｃ）に示す縮合反応によ
って、酸化膜を形成する。このとき酸化膜は、図２
（ｃ）と（ｄ）を参照して、アルミニウム配線とアルミ
ニウム配線間のすき間部分において選択的に形成され
る。すき間部分において、水分が発生するからである。
図３（ｃ）に示す反応式では、二量体の生成までを記述
しているが、この反応は継続して行なわれ、多量体が生
成し、最終的に酸化膜が形成される。この酸化膜は、微
量ではあるが、Ｃ2 Ｈ5 基を含んでいるため、酸化膜形
成後、酸素プラズマ処理を同一のＣＶＤ反応室で行な
う。酸素プラズマ処理は、たとえば温度４５０℃、圧力
５ないし１０Ｔｏｒｒ、高周波パワー５００Ｗ、Ｏ2 流
量１ＳＬＭである。酸素プラズマ処理により、膜中のＳ
ｉ−Ｏ−Ｃ2 Ｈ5 基は分解され、ＳｉＯＨ基に変化し、
さらに脱水縮合反応により、２つのＳｉ−ＯＨ基からＳ
ｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が生成する。
に、選択的に酸化膜を形成する方法の詳細について説明
する。図２（ｃ）に示す半導体装置（ウェハ）を、ＣＶ
Ｄ反応室へ導入する。ＣＶＤ法反応室を、減圧（約数ｍ
Ｔｏｒｒ）にする。ウェハを載せるサセプタの温度は、
１５０℃に設定される。ウェハがサセプタに設置された
後、シリコンソースとなるガス（ＳｉＨ4 ，ＴＥＯＳ
等）をＣＶＤ反応室に導入する。実施例では、シリコン
ソースとして、ＴＥＯＳを使用した。１５０℃という低
温では、ウェハからの水の供給がないため、ＴＥＯＳは
分解せず、酸化膜はウェハ上に形成されない。次に、Ｔ
ＥＯＳを流しながら、ウェハ温度を徐々に上げていく。
実施例では、昇温レートを１℃／ｓｅｃとし、４５０℃
まで昇温した。ＴＥＯＳとＨ2 Ｏは、図３（ｂ）のよう
に反応し（加水分解）、図３（ｃ）に示す縮合反応によ
って、酸化膜を形成する。このとき酸化膜は、図２
（ｃ）と（ｄ）を参照して、アルミニウム配線とアルミ
ニウム配線間のすき間部分において選択的に形成され
る。すき間部分において、水分が発生するからである。
図３（ｃ）に示す反応式では、二量体の生成までを記述
しているが、この反応は継続して行なわれ、多量体が生
成し、最終的に酸化膜が形成される。この酸化膜は、微
量ではあるが、Ｃ2 Ｈ5 基を含んでいるため、酸化膜形
成後、酸素プラズマ処理を同一のＣＶＤ反応室で行な
う。酸素プラズマ処理は、たとえば温度４５０℃、圧力
５ないし１０Ｔｏｒｒ、高周波パワー５００Ｗ、Ｏ2 流
量１ＳＬＭである。酸素プラズマ処理により、膜中のＳ
ｉ−Ｏ−Ｃ2 Ｈ5 基は分解され、ＳｉＯＨ基に変化し、
さらに脱水縮合反応により、２つのＳｉ−ＯＨ基からＳ
ｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が生成する。
【００３３】こうして、図２（ｄ）を参照して、アルミ
配線とアルミ配線のすき間部分が、酸化膜５，５ａ，５
ｂで埋められる。第１のシリコン酸化膜５ａと第２のシ
リコン酸化膜５ｂとは、互いに分離して形成されてい
る。
配線とアルミ配線のすき間部分が、酸化膜５，５ａ，５
ｂで埋められる。第１のシリコン酸化膜５ａと第２のシ
リコン酸化膜５ｂとは、互いに分離して形成されてい
る。
【００３４】図２（ｅ）を参照して、同一ＣＶＤ反応室
で、上層のプラズマＣＶＤ酸化膜６を形成する。上層の
プラズマＣＶＤ酸化膜は、たとえば、温度４５０℃、圧
力５〜１０Ｔｏｒｒ、高周波パワー５００Ｗ、ＴＥＯＳ
流量７００ＳＣＣＭ、Ｏ2 流量９００ＳＣＣＭで形成し
た。なお、膜中に残存した水分をさらに減少させるため
に、この後、４５０℃、窒素雰囲気で、３０分間の熱処
理を行なってもよい。
で、上層のプラズマＣＶＤ酸化膜６を形成する。上層の
プラズマＣＶＤ酸化膜は、たとえば、温度４５０℃、圧
力５〜１０Ｔｏｒｒ、高周波パワー５００Ｗ、ＴＥＯＳ
流量７００ＳＣＣＭ、Ｏ2 流量９００ＳＣＣＭで形成し
た。なお、膜中に残存した水分をさらに減少させるため
に、この後、４５０℃、窒素雰囲気で、３０分間の熱処
理を行なってもよい。
【００３５】実施例２ 図５は、実施例２に係る半導体装置の製造方法の順序の
各工程における半導体装置の断面図である。
各工程における半導体装置の断面図である。
【００３６】図５（ａ）を参照して、基板絶縁層１の上
に有機ＳＯＧ層２を形成する。有機ＳＯＧ層２の上に、
プラズマＣＶＤ窒化膜７を形成する。プラズマＣＶＤ窒
化膜７の上にアルミニウム配線層３を形成する。
に有機ＳＯＧ層２を形成する。有機ＳＯＧ層２の上に、
プラズマＣＶＤ窒化膜７を形成する。プラズマＣＶＤ窒
化膜７の上にアルミニウム配線層３を形成する。
【００３７】図５（ｂ）を参照して、レジストパターン
４を用いて、アルミ配線層３をパターニングし、アルミ
配線３３を形成する。図５（ｂ）と（ｃ）を参照して、
アルミ配線３３をマスクにして、窒化膜７をパターニン
グし、有機ＳＯＧ層７の表面を露出させる。図５（ｂ）
と（ｃ）を参照して、酸素プラズマによりレジストパタ
ーン４を除去するときに、有機ＳＯＧ層７は、水分を多
く含む有機ＳＯＧ層２２に変化する。水分を多く含む有
機ＳＯＧ層２２から水分が脱離する温度で、加水分解に
よりシリコン酸化物を生成するガス、たとえばＴＥＯＳ
を、基板の上に供給する。これによって、図５（ｄ）を
参照して、アルミ配線３３とアルミ配線３３とのすき間
部分に、選択的に酸化膜５が形成される。窒化膜７を形
成する理由は次のとおりである。窒化膜７は、水を透過
させにくいので、窒化膜７が覆われていない有機ＳＯＧ
層２２の表面からのみ水が供給され、ひいては、水が有
効に利用される。
４を用いて、アルミ配線層３をパターニングし、アルミ
配線３３を形成する。図５（ｂ）と（ｃ）を参照して、
アルミ配線３３をマスクにして、窒化膜７をパターニン
グし、有機ＳＯＧ層７の表面を露出させる。図５（ｂ）
と（ｃ）を参照して、酸素プラズマによりレジストパタ
ーン４を除去するときに、有機ＳＯＧ層７は、水分を多
く含む有機ＳＯＧ層２２に変化する。水分を多く含む有
機ＳＯＧ層２２から水分が脱離する温度で、加水分解に
よりシリコン酸化物を生成するガス、たとえばＴＥＯＳ
を、基板の上に供給する。これによって、図５（ｄ）を
参照して、アルミ配線３３とアルミ配線３３とのすき間
部分に、選択的に酸化膜５が形成される。窒化膜７を形
成する理由は次のとおりである。窒化膜７は、水を透過
させにくいので、窒化膜７が覆われていない有機ＳＯＧ
層２２の表面からのみ水が供給され、ひいては、水が有
効に利用される。
【００３８】図５（ｅ）を参照して、アルミ配線３３お
よび酸化膜５を覆うように、上層プラズマＣＶＤ酸化膜
６を形成する。
よび酸化膜５を覆うように、上層プラズマＣＶＤ酸化膜
６を形成する。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の第１の
局面に従う半導体装置によれば、第１の金属配線と第２
の金属配線とのすき間部分に第１のシリコン酸化膜が埋
め込まれ、第２の金属配線と第３の金属配線とのすき間
部分に第２のシリコン酸化膜が埋め込まれているので、
金属配線の段差が平坦化される。その結果、金属配線の
段差が極めて平坦にされた半導体装置になるという効果
を奏する。
局面に従う半導体装置によれば、第１の金属配線と第２
の金属配線とのすき間部分に第１のシリコン酸化膜が埋
め込まれ、第２の金属配線と第３の金属配線とのすき間
部分に第２のシリコン酸化膜が埋め込まれているので、
金属配線の段差が平坦化される。その結果、金属配線の
段差が極めて平坦にされた半導体装置になるという効果
を奏する。
【００４０】この発明の第２の局面に従う半導体装置の
製造方法によれば、第１の絶縁層から水分が脱離する温
度で、基板絶縁層の上に、加水分解によりシリコン酸化
物を生成するガスを供給するので、第１の金属配線と第
２の金属配線とのすき間部分に、選択的にシリコン酸化
物が埋め込まれる。その結果、金属配線の段差が極めて
平坦にされた半導体装置が得られるという効果を奏す
る。
製造方法によれば、第１の絶縁層から水分が脱離する温
度で、基板絶縁層の上に、加水分解によりシリコン酸化
物を生成するガスを供給するので、第１の金属配線と第
２の金属配線とのすき間部分に、選択的にシリコン酸化
物が埋め込まれる。その結果、金属配線の段差が極めて
平坦にされた半導体装置が得られるという効果を奏す
る。
【００４１】この発明の第３の局面に従う半導体装置の
製造方法によれば、第１の絶縁膜の上であって、第１の
金属配線と第２の金属配線の直下部分に、窒化膜を形成
する。窒化膜は水を透過させにくいので、窒化膜が覆わ
れていない第１の絶縁膜の表面部分からのみ水が脱離す
る。したがって、第１の絶縁層から脱離する水が、シリ
コン酸化物の形成に有効に寄与するという効果を奏す
る。
製造方法によれば、第１の絶縁膜の上であって、第１の
金属配線と第２の金属配線の直下部分に、窒化膜を形成
する。窒化膜は水を透過させにくいので、窒化膜が覆わ
れていない第１の絶縁膜の表面部分からのみ水が脱離す
る。したがって、第１の絶縁層から脱離する水が、シリ
コン酸化物の形成に有効に寄与するという効果を奏す
る。
【図１】 本発明の実施例１に係る半導体装置の断面図
である。
である。
【図２】 図１に示す半導体装置の製造方法の順序の各
工程における半導体装置の断面図である。
工程における半導体装置の断面図である。
【図３】 アルミ配線間にシリコン酸化膜が選択的に形
成される理由を説明するための反応式を示す図である。
成される理由を説明するための反応式を示す図である。
【図４】 酸素プラズマにさらされた有機ＳＯＧ膜の、
温度と脱離ガス量との関係を示す、スペクトル図であ
る。
温度と脱離ガス量との関係を示す、スペクトル図であ
る。
【図５】 実施例２に係る半導体装置の製造方法の順序
の各工程における半導体装置の断面図である。
の各工程における半導体装置の断面図である。
【図６】 従来の半導体装置の製造方法の順序の各工程
における半導体装置の断面図である。
における半導体装置の断面図である。
【図７】 従来の半導体装置の製造方法の問題点を示す
図である。
図である。
１ 基板絶縁層、２ 有機ＳＯＧ層、５ａ，５ｂ 酸化
膜、６ 上層プラズマＣＶＤ酸化膜、３３ａ 第１アル
ミ配線、３３ｂ 第２アルミ配線、３３ｃ 第３アルミ
配線。
膜、６ 上層プラズマＣＶＤ酸化膜、３３ａ 第１アル
ミ配線、３３ｂ 第２アルミ配線、３３ｃ 第３アルミ
配線。
Claims (6)
- 【請求項１】 基板絶縁層と、 前記基板絶縁層の上に、互いに離されて形成された第１
の金属配線、第２の金属配線および第３金属配線と、 前記第１の金属配線と前記第２の金属配線とのすき間部
分に埋め込まれた第１のシリコン酸化膜と、 前記第２の金属配線と前記第３の金属配線とのすき間部
分に埋め込まれた第２のシリコン酸化膜と、 前記第１、第２、第３の金属配線および前記第１、第２
のシリコン酸化膜を覆うように前記基板絶縁層の上に設
けられた絶縁層と、を備え、 前記第１のシリコン酸化膜と前記第２のシリコン酸化膜
とは互いに分離している、半導体装置。 - 【請求項２】 前記第１および第２の金属配線と、前記
基板絶縁層との間にはシリコン酸化膜層が横たわってい
る、請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記第１、第２および第３金属配線は、
窒化膜をその間に介在させて、前記シリコン酸化膜層の
上に形成されている、請求項２に記載の半導体装置。 - 【請求項４】 基板絶縁層の上に水分を含有する第１の
絶縁層を形成する工程と、 前記第１の絶縁層の上に、互いに隣接する第１の金属配
線と第２の金属配線とを形成する工程と、 前記第１の絶縁層から前記水分が脱離する温度で、前記
基板絶縁層の上に、加水分解によりシリコン酸化物を生
成するガスを供給する工程と、 前記第１および第２金属線を覆うように前記基板絶縁層
の上に第２の絶縁層を形成する工程と、を備えた、半導
体装置の製造方法。 - 【請求項５】 基板絶縁層の上に水分を含有する第１の
絶縁層を形成する工程と、 前記第１の絶縁層の上に窒化膜を形成する工程と、 前記窒化膜の上に互いに隣接する第１の金属配線と第２
の金属配線を形成する工程と、 前記窒化膜の一部分であって、かつ前記第１の金属配線
と前記第２の金属配線との間に位置する部分を選択的に
エッチング除去し、それによって前記第１の絶縁層の表
面を露出させる工程と、 前記第１の絶縁層から前記水分が脱離する温度で、前記
基板絶縁層の上に、加水分解によりシリコン酸化物を生
成するガスを供給する工程と、 前記第１および第２金属配線を覆うように前記基板絶縁
層の上に第２の絶縁層を形成する工程と、を備えた、半
導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記ガスは、テトラエトキシシランを含
む、請求項４または５に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8034094A JPH07288254A (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8034094A JPH07288254A (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07288254A true JPH07288254A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13715540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8034094A Withdrawn JPH07288254A (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07288254A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011023706A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-02-03 | Tokyo Electron Ltd | 金属酸化物膜の形成方法及び成膜装置 |
| WO2017221807A1 (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体を処理する方法 |
-
1994
- 1994-04-19 JP JP8034094A patent/JPH07288254A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011023706A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-02-03 | Tokyo Electron Ltd | 金属酸化物膜の形成方法及び成膜装置 |
| WO2017221807A1 (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体を処理する方法 |
| CN109314059A (zh) * | 2016-06-20 | 2019-02-05 | 东京毅力科创株式会社 | 被处理体的处理方法 |
| KR20190019153A (ko) * | 2016-06-20 | 2019-02-26 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 피처리체를 처리하는 방법 |
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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: 20010703 |