JPH0794583A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPH0794583A
JPH0794583A JP23301593A JP23301593A JPH0794583A JP H0794583 A JPH0794583 A JP H0794583A JP 23301593 A JP23301593 A JP 23301593A JP 23301593 A JP23301593 A JP 23301593A JP H0794583 A JPH0794583 A JP H0794583A
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JP
Japan
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film
insulating film
interlayer insulating
silicon oxide
integrated circuit
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JP23301593A
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English (en)
Inventor
Akio Shimizu
昭男 清水
Nobuyoshi Satou
暢佳 佐藤
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパッタエッチング時に層間絶縁膜の表面か
ら発生する異物の量を低減する。 【構成】 層間絶縁膜7の最上層に無機シランをソース
ガスとするプラズマCVD法で堆積した酸化シリコン膜
10を堆積する。この酸化シリコン膜10は、プラズマ
TEOS膜8のような有機シランをソースガスとするプ
ラズマCVD法で堆積した酸化シリコン膜に比べて、膜
質が緻密で難いため、スパッタエッチング時の異物の発
生量が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造技術に関し、特に、アルミニウム系金属で構成され
た多層配線と、有機シランをソースガスとする酸化シリ
コン膜で構成された層間絶縁膜とを有する半導体集積回
路装置に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、シリコン(Si)の半導体基
板上に形成される配線材料としては、電気抵抗が低い、
酸化珪素膜との密着性が良い、加工が容易であるなどの
理由からアルミニウム(Al)系の金属が使用されてい
る。
【0003】また、半導体基板上に多層配線を形成した
場合の層間絶縁膜材料としては、下地段差の被覆性(ス
テップカバレージ)や平坦性を考慮してSi(OC2
5)4(テトラエトキシシラン)のような有機シランをソ
ースガスとするCVD法で堆積した酸化シリコン膜(以
下、この酸化シリコン膜をプラズマTEOS膜という)
や、このプラズマTEOS膜とスピンオングラス(SO
G)膜とを積層した膜などが使用されている。
【0004】半導体基板上に多層配線を形成する場合
は、層間絶縁膜に開孔した接続孔を通じて上層の配線と
下層の配線とを電気的に接続する。上下層の配線を電気
的に接続するには、まず下層配線の上に層間絶縁膜を堆
積した後、フォトレジストをマスクにしたエッチングで
この層間絶縁膜に接続孔(コンタクトホール)を形成
し、次に、この層間絶縁膜の上に上層配線用の金属膜を
堆積した後、フォトレジストをマスクにしたエッチング
によってこの金属膜をパターニングし、上層配線を形成
する。
【0005】このとき、前記アルミニウム系の金属材料
を用いて配線を形成する場合は、接続孔の内部における
上下層の配線の接触抵抗(コンタクト抵抗)に配慮する
必要がある。すなわち、アルミニウムは非常に酸化し易
い金属材料であるため、層間絶縁膜に接続孔を形成して
下層配線の一部を露出させると、大気中の酸素によって
下層配線の表面が速やかに酸化し、絶縁性の酸化アルミ
ニウム膜が形成される。そのため、この状態で層間絶縁
膜上に上層の配線を形成すると、接続孔の内部で上下層
の配線の接触抵抗が増大してしまう。
【0006】これを防止するためには、接続孔を形成し
た層間絶縁膜上に上層配線用のアルミニウム系金属膜を
堆積する直前に接続孔内の下層配線の表面をスパッタエ
ッチングして絶縁性の酸化アルミニウム膜を除去する必
要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記接続孔内の下層配
線の表面をスパッタエッチングして酸化アルミニウム膜
を除去する工程では、接続孔が形成された層間絶縁膜の
表面も同時にスパッタエッチングされる。ところが、こ
のとき、層間絶縁膜の材料に前述したプラズマTEOS
膜が使用されていると、この膜の表面から多くの異物が
発生し、この異物が汚染源となって半導体集積回路装置
の信頼性や製造歩留りを低下させることが本発明者の検
討によって明らかとなった。
【0008】本発明の目的は、層間絶縁膜の表面をスパ
ッタエッチングする際の異物の発生量を低減することの
できる技術を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、下記の
とおりである。
【0011】プラズマTEOS膜のような有機シランを
ソースガスとするCVD法で堆積した酸化シリコン膜を
含む層間絶縁膜に設けた接続孔を通じて、上下層のアル
ミニウム系金属配線を電気的に接続する際、前記層間絶
縁膜の表面に無機シランをソースガスとするプラズマC
VD法で酸化シリコン膜を堆積した後、前記酸化シリコ
ン膜および前記層間絶縁膜をエッチングして前記接続孔
を形成する。
【0012】
【作用】無機シランをソースガスとするプラズマCVD
法で堆積した酸化シリコン膜は、プラズマTEOS膜の
ような有機シランをソースガスとするプラズマCVD法
で堆積した酸化シリコン膜に比べて膜質が緻密で硬いた
め、スパッタエッチング時の異物の発生量が少ない。従
って、この無機シランをソースガスとするプラズマCV
D法で堆積した酸化シリコン膜をプラズマTEOS膜を
含む層間絶縁膜の上に設けることにより、スパッタエッ
チング時に層間絶縁膜の表面から発生する異物の量を低
減することができる。
【0013】
【実施例】以下、図1〜図6を用いて本発明の一実施例
である半導体集積回路装置の製造方法を説明する。
【0014】図1に示すように、シリコン単結晶からな
る半導体基板1の主面のフィールド絶縁膜2で囲まれた
活性領域には、MOSFETなどの半導体素子3が形成
されている。フィールド絶縁膜2および半導体素子3の
上層には酸化シリコンの絶縁膜4が形成され、この絶縁
膜4に開孔した接続孔5を通じて、絶縁膜4上の第1層
Al配線6と半導体素子3とが電気的に接続されてい
る。この第1層Al配線6は、微量のシリコンおよびC
uを添加したAl合金膜で構成されている。
【0015】上記第1層Al配線6の上には、層間絶縁
膜7が堆積されている。図2に示すように、この層間絶
縁膜7は、下層から順にプラズマTEOS膜8、スピン
オングラス膜9、プラズマTEOS膜8を積層した3層
膜で構成され、さらにその上には、SiH4 などの無機
シランをソースガスとするプラズマCVD法で堆積した
酸化シリコン膜10が形成されている。すなわち、層間
絶縁膜7は、実質的にプラズマTEOS膜8、スピンオ
ングラス膜9、プラズマTEOS膜8および酸化シリコ
ン膜10の4層膜で構成されている。
【0016】本実施例では、まず図3に示すように、フ
ォトレジスト(図示せず)をマスクにして上記層間絶縁
膜7をエッチングすることにより、第1層Al配線6に
達する接続孔11を形成する。
【0017】次に、スパッタ法を用いて上記層間絶縁膜
7上にAl合金膜12aを堆積する。このとき、まず図
4に示すように、半導体基板1の表面全体をスパッタエ
ッチングして、接続孔11の底部に露出した第1層Al
配線6の表面の自然酸化膜を除去し、その後、図5に示
すように、層間絶縁膜7上の全面にAl合金膜12aを
堆積する。
【0018】次に、図6に示すように、フォトレジスト
(図示せず)をマスクにして上記Al合金膜12aをエ
ッチングすることにより、前記接続孔11を通じて第1
層Al配線6と電気的に接続された第2層Al配線12
が形成される。
【0019】上記のような構成からなる本実施例によれ
ば、次のような効果が得られる。
【0020】(1).接続孔11の底部に露出した第1層A
l配線6の表面の自然酸化膜を除去するためにスパッタ
エッチングを行うと、層間絶縁膜7の表面も同時にスパ
ッタエッチングされるが、層間絶縁膜7の最上層に無機
シランをソースガスとするプラズマCVD法で堆積した
酸化シリコン膜10を堆積することにより、上記スパッ
タエッチング時に層間絶縁膜7の表面から発生する異物
の量を低減することができるので、この異物による半導
体集積回路装置の信頼性や製造歩留りの低下を抑制する
ことができる。
【0021】(2).層間絶縁膜7上にAl合金膜12aを
堆積する直前に半導体基板1の表面全体をスパッタエッ
チングして、接続孔11の底部に露出した第1層Al配
線6の表面の自然酸化膜を除去することにより、第1層
Al配線6と第2層Al配線12との接触抵抗を低減す
ることができる。
【0022】(3).層間絶縁膜7の一部をプラズマTEO
S膜8、スピンオングラス膜9、プラズマTEOS膜8
の積層膜で構成することにより、層間絶縁膜7の表面を
容易に平坦化することができるので、層間絶縁膜7上に
形成される第2層Al配線12とその下層の第1層Al
配線6との接続信頼性を向上させることができる。
【0023】(4).プラズマTEOS膜8、スピンオング
ラス膜9、プラズマTEOS膜8の3層膜上に無機シラ
ンをソースガスとするプラズマCVD法で堆積した酸化
シリコン膜10を堆積することにより、特にバッチ方式
のCVD装置を使って酸化シリコン膜10を堆積する場
合には、スピンオングラス膜9の脱気(脱水)効果が得
られるため、スピンオングラス膜9を2次ベークする工
程を省略することができる。
【0024】すなわち、本実施例によれば、層間絶縁膜
7の最上層に酸化シリコン膜10を堆積することによ
り、層間絶縁膜7の堆積工程が1工程増加するが、上記
したスピンオングラス膜9の2次ベークする工程を省略
することができるので、全体として製造工程を増やすこ
となく、上記(1) の効果を得ることができる。
【0025】(5).無機シランをソースガスとするプラズ
マCVD法で堆積した酸化シリコン膜10は、有機シラ
ンをソースガスとするプラズマTEOS膜8に比べて膜
質が緻密で硬い。従って、層間絶縁膜7の最上層にこの
酸化シリコン膜10を堆積することにより、層間絶縁膜
7にクラックが発生し難くなり、半導体集積回路装置の
信頼性や製造歩留りが向上する。
【0026】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0027】前記実施例では、無機シランをソースガス
とするプラズマCVD法で堆積した酸化シリコン膜を層
間絶縁膜の最上層に形成したが、スパッタエッチング時
に異物が発生し難い他の絶縁膜(例えばアルミナなど)
を用いてもよい。また、プラズマTEOS膜を堆積する
工程の途中で温度やガス流量などの堆積条件を変えるこ
とにより、プラズマTEOS膜の一部をスパッタエッチ
ング時に異物の発生量が少ない膜に改質することもでき
る。
【0028】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0029】本発明によれば、無機シランをソースガス
とするプラズマCVD法で堆積した酸化シリコン膜を層
間絶縁膜の最上層に設けることにより、スパッタエッチ
ング時に層間絶縁膜の表面から発生する異物の量を低減
することができるので、この異物に起因する半導体集積
回路装置の信頼性低下や製造歩留りの低下を抑制するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図2】図1の拡大断面図である。
【図3】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図4】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図5】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図6】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 フィールド絶縁膜 3 半導体素子 4 絶縁膜 5 接続孔 6 第1層Al配線 7 層間絶縁膜 8 プラズマTEOS膜 9 スピンオングラス膜 10 酸化シリコン膜 11 接続孔 12a Al合金膜 12 第2層Al配線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機シランをソースガスとするプラズマ
    CVD法で堆積した酸化シリコン膜を含む層間絶縁膜に
    接続孔を設け、アルミニウム系金属膜で構成した上下層
    の配線を前記接続孔を通じて電気的に接続する工程を有
    する半導体集積回路装置の製造方法であって、前記層間
    絶縁膜の表面に無機シランをソースガスとするプラズマ
    CVD法で酸化シリコン膜を堆積した後、前記酸化シリ
    コン膜および前記層間絶縁膜をエッチングして前記接続
    孔を形成することを特徴とする半導体集積回路装置の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 前記有機シランは、テトラエトキシシラ
    ンであることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
    路装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記層間絶縁膜は、有機シランをソース
    ガスとするプラズマCVD法で堆積した2層の酸化シリ
    コン膜の間にスピンオングラス膜を設けた3層膜で構成
    されることを特徴とする請求項1または2記載の半導体
    集積回路装置の製造方法。
JP23301593A 1993-09-20 1993-09-20 半導体集積回路装置の製造方法 Pending JPH0794583A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224899B1 (en) 1997-03-18 2001-05-01 Kobayashi Pharmaceutical Co., Ltd. Adhesive cooling composition and process for its preparation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224899B1 (en) 1997-03-18 2001-05-01 Kobayashi Pharmaceutical Co., Ltd. Adhesive cooling composition and process for its preparation
US6228376B1 (en) 1997-03-18 2001-05-08 Kobayashi Pharmaceutical Co., Ltd. Adhesive cooling composition and process for its preparation
US6524612B2 (en) 1997-03-18 2003-02-25 Kobayashi Pharmaceutical Co., Ltd. Adhesive cooling composition and process for its preparation

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