JPH0778813A - 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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- JPH0778813A JPH0778813A JP16282693A JP16282693A JPH0778813A JP H0778813 A JPH0778813 A JP H0778813A JP 16282693 A JP16282693 A JP 16282693A JP 16282693 A JP16282693 A JP 16282693A JP H0778813 A JPH0778813 A JP H0778813A
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- JP
- Japan
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- film
- insulating film
- sog
- spin
- semiconductor device
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 O3-TEOS CVD 絶縁膜の成膜に先立ち、下地基
板にスピンオングラス（SOG ）を塗布することにより下
地依存性を解消し得るようにした半導体装置の製造方法
を提供せんとするものである。 【構成】 第２層間絶縁膜の形成に当たり、基板下地11
にスピンオングラス（SOG ）を塗布し、その上に有機化
合物の溶液を滴下し、乾燥させ、さらにアンモニアプラ
ズマを照射し、その後O3-TEOS CVD 絶縁膜14を成膜する
ようにして下地の依存性を解消する。
板にスピンオングラス（SOG ）を塗布することにより下
地依存性を解消し得るようにした半導体装置の製造方法
を提供せんとするものである。 【構成】 第２層間絶縁膜の形成に当たり、基板下地11
にスピンオングラス（SOG ）を塗布し、その上に有機化
合物の溶液を滴下し、乾燥させ、さらにアンモニアプラ
ズマを照射し、その後O3-TEOS CVD 絶縁膜14を成膜する
ようにして下地の依存性を解消する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法、
特に半導体基体と金属配線との間の１次絶縁膜、金属配
線間の層間絶縁膜およびパッシベーション膜として作用
する最終絶縁膜を有機シラン系化合物を原料ガスとして
用いる化学気相成長により形成する方法に関するもので
ある。
特に半導体基体と金属配線との間の１次絶縁膜、金属配
線間の層間絶縁膜およびパッシベーション膜として作用
する最終絶縁膜を有機シラン系化合物を原料ガスとして
用いる化学気相成長により形成する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、VLSIデバイスの高集積化、高密度
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、層間絶縁膜の平坦化技術
である。
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、層間絶縁膜の平坦化技術
である。
【０００３】サブミクロンデバイス用の層間絶縁膜に要
求される特性としては、サブミクロンオーダーのスペー
スを形成することおよび高アスペクト比を持つパターン
に対する優れたステップカバレージを実現することなど
がある。このような要求を満たす層間絶縁膜の形成方法
として有機シランおよび無機シランを原料ガスに用いる
化学気相成長法(CVD法) が知られている。また、CVD 法
としてはプラズマCVD法、常圧CVD 法、減圧CVD 法、加
圧CVD 法、光励起CVD 法などが従来より提案されてい
る。
求される特性としては、サブミクロンオーダーのスペー
スを形成することおよび高アスペクト比を持つパターン
に対する優れたステップカバレージを実現することなど
がある。このような要求を満たす層間絶縁膜の形成方法
として有機シランおよび無機シランを原料ガスに用いる
化学気相成長法(CVD法) が知られている。また、CVD 法
としてはプラズマCVD法、常圧CVD 法、減圧CVD 法、加
圧CVD 法、光励起CVD 法などが従来より提案されてい
る。
【０００４】これらのうち、 有機シランを原料ガスと
し、これにオゾンガスを加えて常圧CVD 法で形成した絶
縁膜、すなわち常圧オゾン−有機シランCVD シリコン酸
化膜は、その平坦性が特に優れていることから最も期待
されている方法の一つである。このようなオゾン−有機
シランの混合ガスを用いる常圧CVD 法は、例えば特開昭
61-77695号公報や「電気化学」56, No.7(1988), 527 〜
532 頁などに記載されている。有機シランとしてはTEOS
(tetraethoxysilane), TMOS(tetramethoxysilane),OMCT
S(octamethylcyclotetrasiloxane), HMDS(hexamethyldi
siloxane) などが知られている。
し、これにオゾンガスを加えて常圧CVD 法で形成した絶
縁膜、すなわち常圧オゾン−有機シランCVD シリコン酸
化膜は、その平坦性が特に優れていることから最も期待
されている方法の一つである。このようなオゾン−有機
シランの混合ガスを用いる常圧CVD 法は、例えば特開昭
61-77695号公報や「電気化学」56, No.7(1988), 527 〜
532 頁などに記載されている。有機シランとしてはTEOS
(tetraethoxysilane), TMOS(tetramethoxysilane),OMCT
S(octamethylcyclotetrasiloxane), HMDS(hexamethyldi
siloxane) などが知られている。
【０００５】また、最終保護膜として用いられる絶縁膜
においても、VLSIデバイスの高集積化、高密度化に伴
い、その平坦性と、素子の信頼性に影響を与える膜質の
向上が強く要求されている。これは主に最終配線の側壁
からの水分等の侵入を防ぐためである。
においても、VLSIデバイスの高集積化、高密度化に伴
い、その平坦性と、素子の信頼性に影響を与える膜質の
向上が強く要求されている。これは主に最終配線の側壁
からの水分等の侵入を防ぐためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
有機シランを原料ガスとするCVD 法による絶縁膜の形成
方法においては、成膜速度の下地依存性により、下地材
質によっては段差間( 配線間) の埋め込み性が悪くなる
とともに膜中にボイドが発生するという欠点がある。特
に素子構造が微細化されるに伴ってアスペクト比の大き
な段差が形成されるようになるので、このようなボイド
が発生される可能性が大きくなっている。このように有
機シラン−CVD 膜が大きな下地依存性を有することは、
例えば平成３年に発行された「電気学会論文Ａ」, 111
巻７号の652 〜658 頁に記載されている。このように埋
め込み性が悪化したりボイドが形成されると、配線間の
リーク電流が増加したりして素子特性に悪影響を及ぼす
ことになる。
有機シランを原料ガスとするCVD 法による絶縁膜の形成
方法においては、成膜速度の下地依存性により、下地材
質によっては段差間( 配線間) の埋め込み性が悪くなる
とともに膜中にボイドが発生するという欠点がある。特
に素子構造が微細化されるに伴ってアスペクト比の大き
な段差が形成されるようになるので、このようなボイド
が発生される可能性が大きくなっている。このように有
機シラン−CVD 膜が大きな下地依存性を有することは、
例えば平成３年に発行された「電気学会論文Ａ」, 111
巻７号の652 〜658 頁に記載されている。このように埋
め込み性が悪化したりボイドが形成されると、配線間の
リーク電流が増加したりして素子特性に悪影響を及ぼす
ことになる。
【０００７】さらに、従来の有機シランを用いたCVD 膜
は、膜中に水分等を含む多量の炭素化合物（未反応物）
が混入しているため、膜質が悪く、耐吸湿性が悪いとと
もにクラックが発生する欠点がある。耐吸湿性を補うた
めに厚膜とすると膜中に一層クラックが発生し易くな
り、素子の信頼性を損なう欠点がある。
は、膜中に水分等を含む多量の炭素化合物（未反応物）
が混入しているため、膜質が悪く、耐吸湿性が悪いとと
もにクラックが発生する欠点がある。耐吸湿性を補うた
めに厚膜とすると膜中に一層クラックが発生し易くな
り、素子の信頼性を損なう欠点がある。
【０００８】上述した従来の絶縁膜の形成方法の欠点を
軽減するために、下地表面のプラズマ酸化膜をN2, NH3
等のガスを用いてプラズマ処理し、その後で有機シラン
による常圧CVD 膜を形成することが提案されているが、
プラズマダメージの問題が懸念されている。
軽減するために、下地表面のプラズマ酸化膜をN2, NH3
等のガスを用いてプラズマ処理し、その後で有機シラン
による常圧CVD 膜を形成することが提案されているが、
プラズマダメージの問題が懸念されている。
【０００９】また、下地基板に有機化合物の溶液による
処理を施した後に、常圧O3-TEOS 膜を形成する工程と併
用することで埋め込み形状、膜質の向上をさせる方法は
すでに特願平4-329397号明細書に開示したところである
が、この方法を実用に供している課程で、下地の配線パ
ターンの粗な部分と密な部分において絶縁膜の高低の差
が強調されてくることを確かめた。
処理を施した後に、常圧O3-TEOS 膜を形成する工程と併
用することで埋め込み形状、膜質の向上をさせる方法は
すでに特願平4-329397号明細書に開示したところである
が、この方法を実用に供している課程で、下地の配線パ
ターンの粗な部分と密な部分において絶縁膜の高低の差
が強調されてくることを確かめた。
【００１０】また、第二層間絶縁膜の形成方法において
は、O3-TEOS AP-CVD法が用いられてきたが、下地絶縁膜
／金属間での成膜速度および膜質の依存性が高く、良好
な埋め込みが不可能であると云う欠点があった。
は、O3-TEOS AP-CVD法が用いられてきたが、下地絶縁膜
／金属間での成膜速度および膜質の依存性が高く、良好
な埋め込みが不可能であると云う欠点があった。
【００１１】そこで、O3-TEOS AP-CVD法に先立って下地
としてプラズマTEOS酸化膜を形成することが行われてい
るが、この場合には工程が複雑となり、特に大きなアス
ペクトを持つ段差においては下地のカバレッジが不充分
となり、実際に使用するのが困難であると云う問題点が
あった。
としてプラズマTEOS酸化膜を形成することが行われてい
るが、この場合には工程が複雑となり、特に大きなアス
ペクトを持つ段差においては下地のカバレッジが不充分
となり、実際に使用するのが困難であると云う問題点が
あった。
【００１２】本発明の目的はO3-TEOS CVD 絶縁膜の成膜
に先立ち、下地基板にスピンオングラス（SOG ）を塗布
することにより下地依存性を解消し得るようにした半導
体装置の製造方法を提供せんとするにある。
に先立ち、下地基板にスピンオングラス（SOG ）を塗布
することにより下地依存性を解消し得るようにした半導
体装置の製造方法を提供せんとするにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明半導体装置の製造
方法は、下地基板にスピンオングラス（SOG ）を塗布す
る工程と、その後O3-TEOS AP-CVD法による成膜を施す工
程とを具え、これにより下地の依存性を解消するように
したことを特徴とする。スピンオングラス（SOG ）の溶
液は深い段差でも容易に浸透するので、パターンの形状
にかかわらず基板をその全面に亘って一定の表面状態と
することができる。また、この溶液は段差間の隙間に溜
まるので、段差が実質的に軽減される効果もあり、CVD
の埋込みが容易になる。
方法は、下地基板にスピンオングラス（SOG ）を塗布す
る工程と、その後O3-TEOS AP-CVD法による成膜を施す工
程とを具え、これにより下地の依存性を解消するように
したことを特徴とする。スピンオングラス（SOG ）の溶
液は深い段差でも容易に浸透するので、パターンの形状
にかかわらず基板をその全面に亘って一定の表面状態と
することができる。また、この溶液は段差間の隙間に溜
まるので、段差が実質的に軽減される効果もあり、CVD
の埋込みが容易になる。
【００１４】本発明の他の例によれば、前記下地基板に
スピンオングラス（SOG ）を塗布する工程と、前記O3-T
EOS AP-CVD法による成膜を施す工程との間にこのSOG 下
地にさらに有機化合物の溶液による下地処理を施す工程
を具えるようにする。斯様に有機化合物の溶液で処理す
ると、有機化合物が表面に吸着されるため、成膜中間体
の流れが良くなり、段差間の埋込み性が向上する。
スピンオングラス（SOG ）を塗布する工程と、前記O3-T
EOS AP-CVD法による成膜を施す工程との間にこのSOG 下
地にさらに有機化合物の溶液による下地処理を施す工程
を具えるようにする。斯様に有機化合物の溶液で処理す
ると、有機化合物が表面に吸着されるため、成膜中間体
の流れが良くなり、段差間の埋込み性が向上する。
【００１５】本発明のさらに他の例によれば、前記有機
化合物の溶液による下地処理を施す工程と、前記O3-TEO
S AP-CVD法による成膜を施す工程との間にさらにプラズ
マを照射する工程を具えるようにする。斯様にプラズマ
処理を行うことで、広い平坦部の表面が変性されるた
め、成膜速度が向上し、結果として狭い段差と広い平坦
部の間の成膜速度が小さくなるため、パターン粗密の依
存性が軽減される。
化合物の溶液による下地処理を施す工程と、前記O3-TEO
S AP-CVD法による成膜を施す工程との間にさらにプラズ
マを照射する工程を具えるようにする。斯様にプラズマ
処理を行うことで、広い平坦部の表面が変性されるた
め、成膜速度が向上し、結果として狭い段差と広い平坦
部の間の成膜速度が小さくなるため、パターン粗密の依
存性が軽減される。
【００１６】成膜にあたって下地に塗布するのは珪酸エ
ステルを加水分解重合させたシラノールオリゴマーの溶
液で一般にスピンオングラス（SOG ）と呼ばれているも
のである。塗布する膜の厚さは規定されないが、余り厚
いとクラック発生や水分発生等の問題があるので、塗布
厚さは1500Å以下、特に500 Å以下が好適である。本発
明によれば、スピンオングラス（SOG ）の表面が存在す
ること自体が重要であって、スピンオングラス（SOG ）
の厚さを薄くする場合にはいくら薄くしても構わない。
また、スピンオングラス（SOG ）の濃度は低いほうが薄
い成膜に対しては有利であり、0.5 〜５％程度とするの
が好適である。
ステルを加水分解重合させたシラノールオリゴマーの溶
液で一般にスピンオングラス（SOG ）と呼ばれているも
のである。塗布する膜の厚さは規定されないが、余り厚
いとクラック発生や水分発生等の問題があるので、塗布
厚さは1500Å以下、特に500 Å以下が好適である。本発
明によれば、スピンオングラス（SOG ）の表面が存在す
ること自体が重要であって、スピンオングラス（SOG ）
の厚さを薄くする場合にはいくら薄くしても構わない。
また、スピンオングラス（SOG ）の濃度は低いほうが薄
い成膜に対しては有利であり、0.5 〜５％程度とするの
が好適である。
【００１７】さらに、O3-TEOS AP-CVDの原料ソースとし
ての有機シラン系化合物については以下に示すものを用
いることができる。 有機シラン テトラアルコシシシラン（オルトケイ酸エステル）：テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ
プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テト
ラｎブトキシシラン アルキルアルコキシシラン：メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎプロポキ
シシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリｎプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシ
ラン、ジエチルジｎプロポキシシラン、ジエチルジイソ
プロポキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メ
チルビニルジエトキシシラン メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキ
シシラン ポリシロキサン：テトラキス（ジメチルシロキシ）シラ
ン シクロシロキサン：オクタメチルシクロテトラシロキサ
ン、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチ
ルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシ
ロキサン、 トリメチルシクロトリシロキサンジシロキサン：ヘキサ
メチルジシロキサン、テトラメチルジメトキシジシロキ
サン、ジメチルテトラメトキシジシロキサン、ヘキサメ
トキシジシロキサン アルキルシラン：モノメチルシラン、ジメチルシラン、
トリメチルシラン、トリエチルシラン、テトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン アリルトリメチルシラン ヘキサメチルジシラン シリルアミン：ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエ
チルトリメチルシリルアミン シラン窒素誘導体：アミノプロピルトリエトキシシラン トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナイド シラザン：ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシ
ラザン オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメチルシク
ロトリシラザン ハロゲン化シランおよび誘導体：トリメチルクロロシラ
ン、トリエチルクロロシラン、トリｎプロピルクロロシ
ラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリ
メチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、
クロロプロピルトリメトキシシラン ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、メ
チルビニルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、
エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ト
リフロロプロピルトリクロロシラン、トリフロロプロピ
ルトリメトキシシラン、トリメチルシリルアイオダイ
ド、
ての有機シラン系化合物については以下に示すものを用
いることができる。 有機シラン テトラアルコシシシラン（オルトケイ酸エステル）：テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ
プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テト
ラｎブトキシシラン アルキルアルコキシシラン：メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎプロポキ
シシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル
トリｎプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシ
ラン、ジエチルジｎプロポキシシラン、ジエチルジイソ
プロポキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メ
チルビニルジエトキシシラン メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキ
シシラン ポリシロキサン：テトラキス（ジメチルシロキシ）シラ
ン シクロシロキサン：オクタメチルシクロテトラシロキサ
ン、ペンタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチ
ルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシ
ロキサン、 トリメチルシクロトリシロキサンジシロキサン：ヘキサ
メチルジシロキサン、テトラメチルジメトキシジシロキ
サン、ジメチルテトラメトキシジシロキサン、ヘキサメ
トキシジシロキサン アルキルシラン：モノメチルシラン、ジメチルシラン、
トリメチルシラン、トリエチルシラン、テトラメチルシ
ラン、テトラエチルシラン アリルトリメチルシラン ヘキサメチルジシラン シリルアミン：ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエ
チルトリメチルシリルアミン シラン窒素誘導体：アミノプロピルトリエトキシシラン トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナイド シラザン：ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシ
ラザン オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメチルシク
ロトリシラザン ハロゲン化シランおよび誘導体：トリメチルクロロシラ
ン、トリエチルクロロシラン、トリｎプロピルクロロシ
ラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリ
メチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、
クロロプロピルトリメトキシシラン ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、メ
チルビニルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、
エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ト
リフロロプロピルトリクロロシラン、トリフロロプロピ
ルトリメトキシシラン、トリメチルシリルアイオダイ
ド、
【００１８】本発明においては、上述した有機シラン系
化合物を単独で用いるかあるいは２以上の物質を混合し
て用いることができる。混合して用いる場合の混合割合
は適当にさだめれば良い。
化合物を単独で用いるかあるいは２以上の物質を混合し
て用いることができる。混合して用いる場合の混合割合
は適当にさだめれば良い。
【００１９】この後さらに有機化合物の溶液で処理する
と段差の埋込み形状がさらに向上する。かかる有機化合
物としては、脂肪族飽和一価アルコール類、脂肪族不飽
和一価アルコール類、芳香族アルコール類、脂肪族飽和
多価アルコール類およびその誘導体、アルデヒド、エー
テル、ケトン・ケトアルコール、カルボン酸、ニトロア
ルカン、アミン、アシルニトリル、酸アミド、複素環式
化合物が挙げられ、具体的に以下のような物質を用いる
ことができる。 脂肪族飽和一価アルコール類：メタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタノー
ル、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノー
ル、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブ
タノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサノ
ール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類：アリルアルコール、プ
ロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン−２−オ
ール芳香族アルコール類：ベンジルアルコール、フルフ
リルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体：エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノｎブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル アルデヒド：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グ
リオキザール エーテル：ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒド
ロフラン、テトラヒドロフルフリルアルコールケトン・
ケトアルコール：アセトン、２−ブタノン、ジアセトン
アルコール、γブチロラクトン、炭酸プロピレンカルボ
ン酸：ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳
酸、乳酸エチル ニトロアルカン：ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロ
プロパン、ニトロベンゼン アミン：エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピル
アミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミ
ン、アニリン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチ
ルアミン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、
トリｎプロピルアミン、トリｎブチルアミンアシルニト
リル類：アセトニトリル、プロピオノニトリル、ブチロ
ニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ベ
ンゾニトリル 酸アミド：ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物：ピリジン、キノリン、ピロール、ピペ
リジン、ピペラジン、モルホリン、２−ピロリジノン、
１−メチル−２−ピロリジノン しかし、特に低級アルコールやアセチレンアルコール類
が好適である。
と段差の埋込み形状がさらに向上する。かかる有機化合
物としては、脂肪族飽和一価アルコール類、脂肪族不飽
和一価アルコール類、芳香族アルコール類、脂肪族飽和
多価アルコール類およびその誘導体、アルデヒド、エー
テル、ケトン・ケトアルコール、カルボン酸、ニトロア
ルカン、アミン、アシルニトリル、酸アミド、複素環式
化合物が挙げられ、具体的に以下のような物質を用いる
ことができる。 脂肪族飽和一価アルコール類：メタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタノー
ル、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノー
ル、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブ
タノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサノ
ール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類：アリルアルコール、プ
ロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン−２−オ
ール芳香族アルコール類：ベンジルアルコール、フルフ
リルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体：エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノｎブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル アルデヒド：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グ
リオキザール エーテル：ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒド
ロフラン、テトラヒドロフルフリルアルコールケトン・
ケトアルコール：アセトン、２−ブタノン、ジアセトン
アルコール、γブチロラクトン、炭酸プロピレンカルボ
ン酸：ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳
酸、乳酸エチル ニトロアルカン：ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロ
プロパン、ニトロベンゼン アミン：エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピル
アミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミ
ン、アニリン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチ
ルアミン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、
トリｎプロピルアミン、トリｎブチルアミンアシルニト
リル類：アセトニトリル、プロピオノニトリル、ブチロ
ニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ベ
ンゾニトリル 酸アミド：ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物：ピリジン、キノリン、ピロール、ピペ
リジン、ピペラジン、モルホリン、２−ピロリジノン、
１−メチル−２−ピロリジノン しかし、特に低級アルコールやアセチレンアルコール類
が好適である。
【００２０】また、さらにアンモニア、窒素などのプラ
ズマを好適には短時間照射すると、パターンの粗密によ
る成膜速度の差が小さくなり、基板全体に亘って平坦性
を向上させることができる。
ズマを好適には短時間照射すると、パターンの粗密によ
る成膜速度の差が小さくなり、基板全体に亘って平坦性
を向上させることができる。
【００２１】また、前記表面処理としては、前記有機化
合物またはその水溶液または有機溶剤溶液の塗布処理、
または前記有機化合物またはその有機溶剤溶液への浸漬
処理、あるいは前記有機化合物またはその有機溶剤溶液
の蒸気による暴露処理、スプレー処理、シャワー処理な
どが挙げられるが、特にスピンコータを用いる塗布処理
が好適である。
合物またはその水溶液または有機溶剤溶液の塗布処理、
または前記有機化合物またはその有機溶剤溶液への浸漬
処理、あるいは前記有機化合物またはその有機溶剤溶液
の蒸気による暴露処理、スプレー処理、シャワー処理な
どが挙げられるが、特にスピンコータを用いる塗布処理
が好適である。
【００２２】このような本発明による半導体装置の製造
方法によれば、有機シラン系化合物を原料ガスとするCV
D 法によって絶縁膜を形成する前に、下地表面にスピン
オングラス（SOG ）を塗布するか、または下地表面を前
述の有機化合物またはその水溶液または有機溶剤溶液で
処理（以下有機物処理とも云う）するというきわめて簡
単な処理を行うことによって下地依存性を大幅に緩和す
ることができ、埋め込み性および平坦性に優れていると
ともにクラックやボイドのない優れた膜質を有する絶縁
膜を形成することができ、しかも下地処理は有機化合物
による処理という簡単なものであるので、製造装置が簡
単となるとともにスループットも改善されることにな
る。
方法によれば、有機シラン系化合物を原料ガスとするCV
D 法によって絶縁膜を形成する前に、下地表面にスピン
オングラス（SOG ）を塗布するか、または下地表面を前
述の有機化合物またはその水溶液または有機溶剤溶液で
処理（以下有機物処理とも云う）するというきわめて簡
単な処理を行うことによって下地依存性を大幅に緩和す
ることができ、埋め込み性および平坦性に優れていると
ともにクラックやボイドのない優れた膜質を有する絶縁
膜を形成することができ、しかも下地処理は有機化合物
による処理という簡単なものであるので、製造装置が簡
単となるとともにスループットも改善されることにな
る。
【００２３】また、下地表面の有機物処理は、半導体ウ
ェファをスピンさせながら塗布するスピンコート処理
（塗布処理）、有機化合物の蒸気を半導体ウェファに吹
き付ける蒸気処理、半導体ウェファを有機化合物の溶液
中に浸漬する浸漬処理、有機化合物の溶液をスプレーす
るスプレー処理、有機化合物のシャワーに半導体基板を
通過させるカーテンコート処理など種々の処理法が可能
であるが、いずれも簡単に実施することができる。
ェファをスピンさせながら塗布するスピンコート処理
（塗布処理）、有機化合物の蒸気を半導体ウェファに吹
き付ける蒸気処理、半導体ウェファを有機化合物の溶液
中に浸漬する浸漬処理、有機化合物の溶液をスプレーす
るスプレー処理、有機化合物のシャワーに半導体基板を
通過させるカーテンコート処理など種々の処理法が可能
であるが、いずれも簡単に実施することができる。
【００２４】
【実施例】以下、 図面につき本発明の実施例を説明す
る。図１は以下に説明する本発明による半導体装置の製
造方法の実施例において有機シラン−CVD 膜を形成する
装置として使用することができる装置の一例の構成を示
すものである。反応（または成膜）チャンバ１の内部に
はヒータ２を設け、サセプタ３によって支持されたシリ
コンウエファ４を加熱し得るようにする。さらに、反応
チャンバ１の外部にはオゾン発生装置５と、恒温槽６と
を設け、この恒温槽の内部にはガスバブラー７を配置す
る。オゾン発生装置５には酸素ガスを供給し、オゾンを
生成するようにする。このオゾン発生装置５のオゾン生
成率は4.0%である。恒温槽６内に配置したガスバブラー
７には窒素ガスを供給し、ガスバブラー内に収容した有
機シラン、本例ではTEOSのガスを発生させる。このTEOS
ガスはオゾン発生装置５で発生させたオゾンと一緒に窒
素ガスをキャリアガスとして反応チャンバ１に供給す
る。反応チャンバ１内にはディスパージョンヘッド８を
配置し、オゾンとTEOSガスとの混合ガスを層流としてシ
リコンウエファ４の表面に当ててシリコンウエファの表
面全面に亘って均一な成膜が行われるようにする。さら
に、このためにヒータ２およびサセプタ３とともにシリ
コンウエファ４をその平面内で揺動させて成膜の均一性
を確保するようにしている。
る。図１は以下に説明する本発明による半導体装置の製
造方法の実施例において有機シラン−CVD 膜を形成する
装置として使用することができる装置の一例の構成を示
すものである。反応（または成膜）チャンバ１の内部に
はヒータ２を設け、サセプタ３によって支持されたシリ
コンウエファ４を加熱し得るようにする。さらに、反応
チャンバ１の外部にはオゾン発生装置５と、恒温槽６と
を設け、この恒温槽の内部にはガスバブラー７を配置す
る。オゾン発生装置５には酸素ガスを供給し、オゾンを
生成するようにする。このオゾン発生装置５のオゾン生
成率は4.0%である。恒温槽６内に配置したガスバブラー
７には窒素ガスを供給し、ガスバブラー内に収容した有
機シラン、本例ではTEOSのガスを発生させる。このTEOS
ガスはオゾン発生装置５で発生させたオゾンと一緒に窒
素ガスをキャリアガスとして反応チャンバ１に供給す
る。反応チャンバ１内にはディスパージョンヘッド８を
配置し、オゾンとTEOSガスとの混合ガスを層流としてシ
リコンウエファ４の表面に当ててシリコンウエファの表
面全面に亘って均一な成膜が行われるようにする。さら
に、このためにヒータ２およびサセプタ３とともにシリ
コンウエファ４をその平面内で揺動させて成膜の均一性
を確保するようにしている。
【００２５】（第１実施例）図２に示すように８インチ
のシリコンウエファ11上に１μm のBPSG膜12を成膜し、
その上に厚さ１μm の金属膜、即ち、アルミニウム膜を
積層してエッチングすることにより、第１配線としてパ
ターン間隔 0.4μm 、溝深さ 1.0μm 、溝幅0.4 μm の
アルミニウム配線パターン13を形成した。絶縁膜の成膜
に先立って基板11をスピンコータ（図示せず）に取付
け、スピンオングラス（SOG ）として重量平均分子量15
00のシロキサンオリゴマーの１重量％メタノール／２−
プロポキシ−１−プロパノール混合溶液を滴下し、最大
回転数4000 rpmで塗布し、230 ℃で乾燥した。この後、
基板11を図１に示す成膜チャンバ内に搬送し、酸素中 4
00℃で７分間保持した後、常圧熱 CVD法によりテトラエ
トキシシランを用いて絶縁膜14を厚さ約1000nmに成膜し
た。原料ガスは45℃に保温されたバブラーに仕込み、約
２slmの窒素ガスでバブリングさせて搬送した。反応ガ
スにはオゾンO3を４％混合した酸素ガスを用いた。この
ように成膜した絶縁膜の断面を観察したところ、段差残
りは約 0.1μm であった。またウエファ全面に亘る膜の
厚さおよび平坦性の変動は、いずれも約１％であった。
のシリコンウエファ11上に１μm のBPSG膜12を成膜し、
その上に厚さ１μm の金属膜、即ち、アルミニウム膜を
積層してエッチングすることにより、第１配線としてパ
ターン間隔 0.4μm 、溝深さ 1.0μm 、溝幅0.4 μm の
アルミニウム配線パターン13を形成した。絶縁膜の成膜
に先立って基板11をスピンコータ（図示せず）に取付
け、スピンオングラス（SOG ）として重量平均分子量15
00のシロキサンオリゴマーの１重量％メタノール／２−
プロポキシ−１−プロパノール混合溶液を滴下し、最大
回転数4000 rpmで塗布し、230 ℃で乾燥した。この後、
基板11を図１に示す成膜チャンバ内に搬送し、酸素中 4
00℃で７分間保持した後、常圧熱 CVD法によりテトラエ
トキシシランを用いて絶縁膜14を厚さ約1000nmに成膜し
た。原料ガスは45℃に保温されたバブラーに仕込み、約
２slmの窒素ガスでバブリングさせて搬送した。反応ガ
スにはオゾンO3を４％混合した酸素ガスを用いた。この
ように成膜した絶縁膜の断面を観察したところ、段差残
りは約 0.1μm であった。またウエファ全面に亘る膜の
厚さおよび平坦性の変動は、いずれも約１％であった。
【００２６】（実施例２）本例でも実施例１につき説明
した所と同様の方法により８インチのシリコンウエファ
11上にパターン間隔 0.4μm 、溝深さ 1.0μm 、溝幅
0.4μm のパターン13を形成し、次いでスピンオングラ
ス（SOG ）を塗布し、乾燥した後に、窒素フロー中で 4
00℃で30分キュアベークした。この後、基板11をスピン
コータ（図示せず）に取付け、3000 rpmで回転させつつ
３mlのエタノールを１秒以内に滴下し、そのまま回転を
３分保って乾燥させた。次に、基板を成膜チャンバ内に
搬送し、実施例１につき説明した所と同一の条件で絶縁
膜を成膜した。このように成膜した絶縁膜の断面を観察
したところ、段差残りは全く認められなかった。また、
ウエファ全面に亘る膜の厚さおよび平坦性の変動は、い
ずれも約１％であった。
した所と同様の方法により８インチのシリコンウエファ
11上にパターン間隔 0.4μm 、溝深さ 1.0μm 、溝幅
0.4μm のパターン13を形成し、次いでスピンオングラ
ス（SOG ）を塗布し、乾燥した後に、窒素フロー中で 4
00℃で30分キュアベークした。この後、基板11をスピン
コータ（図示せず）に取付け、3000 rpmで回転させつつ
３mlのエタノールを１秒以内に滴下し、そのまま回転を
３分保って乾燥させた。次に、基板を成膜チャンバ内に
搬送し、実施例１につき説明した所と同一の条件で絶縁
膜を成膜した。このように成膜した絶縁膜の断面を観察
したところ、段差残りは全く認められなかった。また、
ウエファ全面に亘る膜の厚さおよび平坦性の変動は、い
ずれも約１％であった。
【００２７】（実施例３）本例でも実施例２につき説明
した所と同様の方法により８インチのシリコンウエファ
11上にパターン間隔 0.4μm 、溝深さ 1.0μm 、溝幅
0.4μm のパターン13を形成し、次いでスピンオングラ
ス（SOG ）を塗布し、乾燥し、キュアベークした後、エ
タノールを用いて基板表面にさらに下地処理を施した。
このあとプラズマ発生チャンバ内に基板11を搬送し、１
Torrのアンモニアプラズマを１分間照射した。次に、基
板を成膜チャンバ内に搬送し、実施例１につき説明した
所と同一の条件で絶縁膜を成膜した。このように成膜し
た絶縁膜の断面を観察したところ、段差残りは全く認め
られなかった。またウエファ全面に亘る膜の厚さおよび
平坦性の変動はいずれも0.005 ％以下と均一であった。
した所と同様の方法により８インチのシリコンウエファ
11上にパターン間隔 0.4μm 、溝深さ 1.0μm 、溝幅
0.4μm のパターン13を形成し、次いでスピンオングラ
ス（SOG ）を塗布し、乾燥し、キュアベークした後、エ
タノールを用いて基板表面にさらに下地処理を施した。
このあとプラズマ発生チャンバ内に基板11を搬送し、１
Torrのアンモニアプラズマを１分間照射した。次に、基
板を成膜チャンバ内に搬送し、実施例１につき説明した
所と同一の条件で絶縁膜を成膜した。このように成膜し
た絶縁膜の断面を観察したところ、段差残りは全く認め
られなかった。またウエファ全面に亘る膜の厚さおよび
平坦性の変動はいずれも0.005 ％以下と均一であった。
【００２８】（比較例）下地の上にスピンオングラス
（SOG ）を塗布しない点を除き、実施例と全く同一の条
件で絶縁膜を成膜したところ、段差間の隙間には埋込ま
れないボイドが残留し、且つ段差は緩和されず、約 0.5
μm の段差の凹凸が残った。ウエファ全面に亘る膜の厚
さおよび平坦性の変動は、５％以上であった。あった。
（SOG ）を塗布しない点を除き、実施例と全く同一の条
件で絶縁膜を成膜したところ、段差間の隙間には埋込ま
れないボイドが残留し、且つ段差は緩和されず、約 0.5
μm の段差の凹凸が残った。ウエファ全面に亘る膜の厚
さおよび平坦性の変動は、５％以上であった。あった。
【００２９】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、O3-TEO
S CVD 絶縁膜の成膜に先立ち、下地基板にスピンオング
ラス（SOG ）を塗布し、その上に有機化合物の溶液を滴
下し、乾燥させ、さらにアンモニアプラズマを照射し、
その後O3-TEOS CVD 絶縁膜を成膜することにより下地依
存性を完全に解消させることができる。
S CVD 絶縁膜の成膜に先立ち、下地基板にスピンオング
ラス（SOG ）を塗布し、その上に有機化合物の溶液を滴
下し、乾燥させ、さらにアンモニアプラズマを照射し、
その後O3-TEOS CVD 絶縁膜を成膜することにより下地依
存性を完全に解消させることができる。
【図１】本発明による半導体装置の製造方法において、
オゾン- 有機シランCVD 膜を形成する化学気相成長装置
の構成を示す線図である。
オゾン- 有機シランCVD 膜を形成する化学気相成長装置
の構成を示す線図である。
【図２】本発明による半導体装置の製造方法によって形
成した半導体装置の製造工程を示す断面図である。
成した半導体装置の製造工程を示す断面図である。
１ 反応( 成膜) チャンバ ２ ヒータ ３ サセプタ ４ シリコンウエファ ５ オゾン発生装置 ６ 恒温槽 ７ ガスバブラー ８ ディスパージョンヘッド 11 ウエファ 12 BPSG膜 13 Al配線 14 オゾン−TEOS CVD PSG膜
Claims (3)
- 【請求項１】 下地基板にスピンオングラス（SOG ）を
塗布する工程と、その後O3-TEOS AP-CVD法による成膜を
施す工程とを具え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に記載の半導体装置の製造方法
において、前記下地基板にスピンオングラス（SOG ）を
塗布する工程と、前記O3-TEOS AP-CVD法による成膜を施
す工程との間に、このスピンオングラス（SOG ）下地に
さらに有機化合物の溶液による下地処理を施す工程を具
えるようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の半導体装置の製造方法
において、前記有機化合物の溶液による下地処理を施す
工程と、前記O3-TEOS AP-CVD法による成膜を施す工程と
の間に、さらにプラズマを照射する工程を具えるように
したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16282693A JPH0778813A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
| US08/216,410 US5532191A (en) | 1993-03-26 | 1994-03-23 | Method of chemical mechanical polishing planarization of an insulating film using an etching stop |
| KR1019940006128A KR940022682A (ko) | 1993-03-26 | 1994-03-26 | 절연막의 평탄화 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16282693A JPH0778813A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0778813A true JPH0778813A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=15761973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16282693A Pending JPH0778813A (ja) | 1993-03-26 | 1993-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778813A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023171370A1 (ja) * | 2022-03-09 | 2023-09-14 | 日産化学株式会社 | 前処理用組成物 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16282693A patent/JPH0778813A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023171370A1 (ja) * | 2022-03-09 | 2023-09-14 | 日産化学株式会社 | 前処理用組成物 |
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