JPH08111458A - 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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- JPH08111458A JPH08111458A JP24616894A JP24616894A JPH08111458A JP H08111458 A JPH08111458 A JP H08111458A JP 24616894 A JP24616894 A JP 24616894A JP 24616894 A JP24616894 A JP 24616894A JP H08111458 A JPH08111458 A JP H08111458A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、十分な平坦性および十分な層間膜
絶縁耐圧を持つ高信頼性の層間絶縁膜の形成方法を得る
ことを最も主要な特徴とする。 【構成】 半導体基板１の上に金属配線パターン２を形
成する。金属配線パターン２の表面を被覆するように、
半導体基板１の上に第１の酸化膜３を形成する。第１の
酸化膜３で被覆された金属配線パターン２を覆うよう
に、半導体基板１の上にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ
−Ｈ基を含み、かつ立体的な分子構造を有するポリマ膜
４を形成する。ポリマ膜４に不活性ガスによるプラズマ
処理を施し、それによって、ポリマ膜４中に不活性ガス
を導入する。プラズマ処理されたポリマ膜４の上に第２
の酸化膜６を形成する。
絶縁耐圧を持つ高信頼性の層間絶縁膜の形成方法を得る
ことを最も主要な特徴とする。 【構成】 半導体基板１の上に金属配線パターン２を形
成する。金属配線パターン２の表面を被覆するように、
半導体基板１の上に第１の酸化膜３を形成する。第１の
酸化膜３で被覆された金属配線パターン２を覆うよう
に、半導体基板１の上にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ
−Ｈ基を含み、かつ立体的な分子構造を有するポリマ膜
４を形成する。ポリマ膜４に不活性ガスによるプラズマ
処理を施し、それによって、ポリマ膜４中に不活性ガス
を導入する。プラズマ処理されたポリマ膜４の上に第２
の酸化膜６を形成する。
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、層間絶縁膜の耐ク
ラック性を向上させるように改良された半導体装置に関
する。この発明は、また、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、層間絶縁膜の耐ク
ラック性を向上させるように改良された半導体装置に関
する。この発明は、また、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】スピンオングラス（ＳＯＧ）法は、層間
絶縁膜の平坦化手法として、一般的に、ＬＳＩ製造プロ
セスに適用されている。ＳＯＧ材料は、主に、無機ＳＯ
Ｇと有機ＳＯＧの２種類に大別される。無機ＳＯＧは、
耐クラック性が乏しく、厚膜形成による十分な、層間膜
の平坦化を行なうことは困難である。一方、有機ＳＯＧ
は、膜中に有機成分（たとえばメチル基）を含んでお
り、良好な耐クラック性を有しているが、膜中に含まれ
る有機成分が分解し、生成する水分によりビアホール信
頼性が劣化する欠点を持つ。そこで、近年、これらの材
料に代わるものとして、厚膜形成が可能な無機ＳＯＧと
して、図３に示すＨＳＱ（ハイドロゼンシルセスキオキ
サン）が注目されており、この材料に関するプロセスが
開発されている。
絶縁膜の平坦化手法として、一般的に、ＬＳＩ製造プロ
セスに適用されている。ＳＯＧ材料は、主に、無機ＳＯ
Ｇと有機ＳＯＧの２種類に大別される。無機ＳＯＧは、
耐クラック性が乏しく、厚膜形成による十分な、層間膜
の平坦化を行なうことは困難である。一方、有機ＳＯＧ
は、膜中に有機成分（たとえばメチル基）を含んでお
り、良好な耐クラック性を有しているが、膜中に含まれ
る有機成分が分解し、生成する水分によりビアホール信
頼性が劣化する欠点を持つ。そこで、近年、これらの材
料に代わるものとして、厚膜形成が可能な無機ＳＯＧと
して、図３に示すＨＳＱ（ハイドロゼンシルセスキオキ
サン）が注目されており、この材料に関するプロセスが
開発されている。
【０００３】ＨＳＱについては、バランスらの論文（Ju
ne 9-10, 1992 VMIC Conference ）や、プラマニクらの
論文（June 8-9, 1993 VMIC Conference）に詳述されて
いる。ＨＳＱは、図３に示すように、立方体のポリマ構
造を有している。プラマニクらによれば、この材料を、
スピン塗布後、４００℃の窒素雰囲気で焼成すると、次
式（１）に示すように、ポリマの末端基であるＳｉ−Ｈ
基がＳｉ−ＯＨ基に変化し、さらに、式（２）に示す脱
水反応により、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を生成し、ポリマ同
士が結合し、最終的に薄膜を形成する。
ne 9-10, 1992 VMIC Conference ）や、プラマニクらの
論文（June 8-9, 1993 VMIC Conference）に詳述されて
いる。ＨＳＱは、図３に示すように、立方体のポリマ構
造を有している。プラマニクらによれば、この材料を、
スピン塗布後、４００℃の窒素雰囲気で焼成すると、次
式（１）に示すように、ポリマの末端基であるＳｉ−Ｈ
基がＳｉ−ＯＨ基に変化し、さらに、式（２）に示す脱
水反応により、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を生成し、ポリマ同
士が結合し、最終的に薄膜を形成する。
【０００４】 Ｓｉ−Ｈ＋Ｏ→Ｓｉ−ＯＨ…（１） Ｓｉ−ＯＨ＋Ｓｉ−ＯＨ→Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ＋Ｈ2 Ｏ…（２） 次に、ＨＳＱを用いる、従来の層間絶縁膜の形成フロー
について説明する。
について説明する。
【０００５】図４（ａ）を参照して、素子、絶縁層が形
成されたシリコン基板１１を準備する。シリコン基板１
１の上にアルミ配線パターン１２を形成する。アルミ配
線パターン１２の表面を被覆するように、シリコン基板
１１の上に第１のプラズマ酸化膜１３を形成する。
成されたシリコン基板１１を準備する。シリコン基板１
１の上にアルミ配線パターン１２を形成する。アルミ配
線パターン１２の表面を被覆するように、シリコン基板
１１の上に第１のプラズマ酸化膜１３を形成する。
【０００６】図４（ｂ）を参照して、第１のプラズマ酸
化膜１３でその表面が被覆されたアルミ配線パターン１
２を覆うように、第１のプラズマ酸化膜１３の上に、Ｈ
ＳＱで形成されたＳＯＧ膜（以下ＨＳＱ−ＳＯＧ膜とい
う）１４を形成する。その後、ＨＳＱ−ＳＯＧ膜１４
を、４００℃の窒素雰囲気で、３０分間窒素シンタを行
なって、焼成する。
化膜１３でその表面が被覆されたアルミ配線パターン１
２を覆うように、第１のプラズマ酸化膜１３の上に、Ｈ
ＳＱで形成されたＳＯＧ膜（以下ＨＳＱ−ＳＯＧ膜とい
う）１４を形成する。その後、ＨＳＱ−ＳＯＧ膜１４
を、４００℃の窒素雰囲気で、３０分間窒素シンタを行
なって、焼成する。
【０００７】図４（ｃ）を参照して、焼成されたＨＳＱ
−ＳＯＧ膜１４を覆うように、シリコン基板１１の上に
第２のプラズマ酸化膜１６を形成する。
−ＳＯＧ膜１４を覆うように、シリコン基板１１の上に
第２のプラズマ酸化膜１６を形成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ＨＳＱ−ＳＯＧ膜は、
既に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を、その膜内に含むため、従
来の無機ＳＯＧ（脱水反応により、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合
を形成する）で問題になっていた材料自身の収縮による
クラックは発生しにくい。
既に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を、その膜内に含むため、従
来の無機ＳＯＧ（脱水反応により、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合
を形成する）で問題になっていた材料自身の収縮による
クラックは発生しにくい。
【０００９】しかしながら、ポリマの構造が立体構造で
あることから、Ｓｉ−Ｈ基を介した架橋反応の起こる確
率が低く、膜自身の強度を十分高くすることができなか
った。その結果、膨張率の大きいアルミニウム等の上に
膜形成を行なった場合、アルミニウムからの外部応力に
よりクラックが発生しやすいという問題点があった。
あることから、Ｓｉ−Ｈ基を介した架橋反応の起こる確
率が低く、膜自身の強度を十分高くすることができなか
った。その結果、膨張率の大きいアルミニウム等の上に
膜形成を行なった場合、アルミニウムからの外部応力に
よりクラックが発生しやすいという問題点があった。
【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、耐クラック性を向上させた、
ＨＳＱを含む層間絶縁膜を有する、半導体装置を提供す
ることを目的とする。
るためになされたもので、耐クラック性を向上させた、
ＨＳＱを含む層間絶縁膜を有する、半導体装置を提供す
ることを目的とする。
【００１１】この発明は、また、そのような半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、半導体基板を備える。上記半導体基
板の上に金属配線パターンが設けられている。上記金属
配線パターンの表面を被覆するように上記半導体基板の
上に第１の酸化膜が設けられている。上記金属配線パタ
ーンを覆うように、上記第１の酸化膜の上に、その膜中
に不活性ガスを含むシリコン酸化膜が設けられる。上記
シリコン酸化膜の上に、第２の酸化膜が設けられてい
る。
従う半導体装置は、半導体基板を備える。上記半導体基
板の上に金属配線パターンが設けられている。上記金属
配線パターンの表面を被覆するように上記半導体基板の
上に第１の酸化膜が設けられている。上記金属配線パタ
ーンを覆うように、上記第１の酸化膜の上に、その膜中
に不活性ガスを含むシリコン酸化膜が設けられる。上記
シリコン酸化膜の上に、第２の酸化膜が設けられてい
る。
【００１３】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、半導体基板の上に金属配線
パターンを形成する。上記金属配線パターンの表面を被
覆するように、上記半導体基板の上に第１の酸化膜を形
成する。上記第１の酸化膜で被覆された上記金属配線パ
ターンを覆うように、上記半導体基板の上にＳｉ−Ｏ−
Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｈ基を含み、かつ立体的な分子構
造を有するポリマ膜を形成する。上記ポリマ膜に不活性
ガスによるプラズマ処理を施し、それによって、上記ポ
リマ膜中に不活性ガスを導入する。プラズマ処理された
上記ポリマ膜の上に、第２の酸化膜を形成する。
製造方法においては、まず、半導体基板の上に金属配線
パターンを形成する。上記金属配線パターンの表面を被
覆するように、上記半導体基板の上に第１の酸化膜を形
成する。上記第１の酸化膜で被覆された上記金属配線パ
ターンを覆うように、上記半導体基板の上にＳｉ−Ｏ−
Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｈ基を含み、かつ立体的な分子構
造を有するポリマ膜を形成する。上記ポリマ膜に不活性
ガスによるプラズマ処理を施し、それによって、上記ポ
リマ膜中に不活性ガスを導入する。プラズマ処理された
上記ポリマ膜の上に、第２の酸化膜を形成する。
【００１４】
【作用】この発明の第１の局面に従う半導体装置によれ
ば、シリコン酸化膜中に不活性ガスが導入されている。
このようなシリコン酸化膜は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およ
びＳｉ−Ｈ基を含む立体的な分子構造を持つポリマ膜
に、不活性ガスによるプラズマを照射することによって
得られる。
ば、シリコン酸化膜中に不活性ガスが導入されている。
このようなシリコン酸化膜は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およ
びＳｉ−Ｈ基を含む立体的な分子構造を持つポリマ膜
に、不活性ガスによるプラズマを照射することによって
得られる。
【００１５】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、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｈ
基を含み、かつ立体的な分子構造を有するポリマ膜に、
不活性ガスによるプラズマ処理を施す。このとき、不活
性ガスのラジカルは、ポリマ膜中に侵入し、膜中に含ま
れるポリマと衝突し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を切断し、結
果として立体的なポリマの分子構造を分解し、これを平
面的な分子構造へと変化させる。この平面的な分子構造
は、この後行なわれるシンタ炉による窒素シンタの際に
架橋反応を促進する。
製造方法によれば、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｈ
基を含み、かつ立体的な分子構造を有するポリマ膜に、
不活性ガスによるプラズマ処理を施す。このとき、不活
性ガスのラジカルは、ポリマ膜中に侵入し、膜中に含ま
れるポリマと衝突し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を切断し、結
果として立体的なポリマの分子構造を分解し、これを平
面的な分子構造へと変化させる。この平面的な分子構造
は、この後行なわれるシンタ炉による窒素シンタの際に
架橋反応を促進する。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。
る。
【００１７】実施例１ 図１（ａ）を参照して、素子、絶縁層が形成されたシリ
コン基板１を準備する。シリコン基板１の上に、アルミ
配線パターン２を形成する。アルミ配線パターン２の表
面を被覆するように、シリコン基板１の上に第１のプラ
ズマ酸化膜３を形成する。第１のプラズマ酸化膜３は、
プラズマＣＶＤ法で形成される。形成条件は、形成温度
が４００℃、圧力が８Ｔｏｒｒ、高周波パワーが５００
Ｗで、原料ガスにＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane ）と酸
素を用いる。第１のプラズマ酸化膜３の膜厚は、２００
０Åである。
コン基板１を準備する。シリコン基板１の上に、アルミ
配線パターン２を形成する。アルミ配線パターン２の表
面を被覆するように、シリコン基板１の上に第１のプラ
ズマ酸化膜３を形成する。第１のプラズマ酸化膜３は、
プラズマＣＶＤ法で形成される。形成条件は、形成温度
が４００℃、圧力が８Ｔｏｒｒ、高周波パワーが５００
Ｗで、原料ガスにＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane ）と酸
素を用いる。第１のプラズマ酸化膜３の膜厚は、２００
０Åである。
【００１８】図１（ｂ）を参照して、第１のプラズマ酸
化膜３の上に、スピン塗布により、ＨＳＱ−ＳＯＧ膜４
を形成する。本実施例では、２０００回転で、膜厚が６
０００ÅのＨＳＱ−ＳＯＧ膜４を形成した。ＨＳＱ−Ｓ
ＯＧ膜４を塗布装置で塗布した直後に、同一装置内で、
ホットプレートにより、仮焼成する。焼成温度は１００
℃で１分、２００℃で１分、３００℃で１分である。
化膜３の上に、スピン塗布により、ＨＳＱ−ＳＯＧ膜４
を形成する。本実施例では、２０００回転で、膜厚が６
０００ÅのＨＳＱ−ＳＯＧ膜４を形成した。ＨＳＱ−Ｓ
ＯＧ膜４を塗布装置で塗布した直後に、同一装置内で、
ホットプレートにより、仮焼成する。焼成温度は１００
℃で１分、２００℃で１分、３００℃で１分である。
【００１９】図１（ｃ）を参照して、ＨＳＱ−ＳＯＧ膜
４の表面を不活性ガスによるプラズマで処理する。本実
施例では、窒素プラズマを使用した。窒素プラズマはＮ
+ イオンまたはＮラジカル５を含む。窒素プラズマ処理
は、第１のプラズマ酸化膜３を形成したものと同一のプ
ラズマＣＶＤ装置を使用し、処理温度が４００℃、圧力
が８Ｔｏｒｒ、高周波パワーが５００Ｗで、原料ガスに
窒素を用いて行なった。Ｎ+ イオンまたはＮラジカル５
は、シリコン基板１上の電界効果または拡散により、Ｈ
ＳＱ−ＳＯＧ膜４上に到達し、さらに、ＨＳＱ−ＳＯＧ
膜４中に侵入する。
４の表面を不活性ガスによるプラズマで処理する。本実
施例では、窒素プラズマを使用した。窒素プラズマはＮ
+ イオンまたはＮラジカル５を含む。窒素プラズマ処理
は、第１のプラズマ酸化膜３を形成したものと同一のプ
ラズマＣＶＤ装置を使用し、処理温度が４００℃、圧力
が８Ｔｏｒｒ、高周波パワーが５００Ｗで、原料ガスに
窒素を用いて行なった。Ｎ+ イオンまたはＮラジカル５
は、シリコン基板１上の電界効果または拡散により、Ｈ
ＳＱ−ＳＯＧ膜４上に到達し、さらに、ＨＳＱ−ＳＯＧ
膜４中に侵入する。
【００２０】ＨＳＱ−ＳＯＧ膜４は、非常に気体を透過
させやすい性質を持っており、Ｎ+イオンまたはＮラジ
カル５は、容易にＨＳＱ−ＳＯＧ膜４中に侵入する。Ｈ
ＳＱ−ＳＯＧ膜４中に侵入したこれらＮ+ イオンまたは
Ｎラジカル５は、ＨＳＱ−ＳＯＧ膜４中に含まれるポリ
マと衝突し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を切断し、結果とし
て、立体的なポリマの分子構造を分解し、これを平面的
な分子構造へと変化させる。この平面的な分子構造が、
この後行なわれるシンタ炉による窒素シンタの際に、架
橋反応を促進し、膜強度を高める。そのため、ＨＳＱ−
ＳＯＧ膜４は、アルミ配線２からの外部応力に対し、十
分な耐クラック性を有するようになる。
させやすい性質を持っており、Ｎ+イオンまたはＮラジ
カル５は、容易にＨＳＱ−ＳＯＧ膜４中に侵入する。Ｈ
ＳＱ−ＳＯＧ膜４中に侵入したこれらＮ+ イオンまたは
Ｎラジカル５は、ＨＳＱ−ＳＯＧ膜４中に含まれるポリ
マと衝突し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を切断し、結果とし
て、立体的なポリマの分子構造を分解し、これを平面的
な分子構造へと変化させる。この平面的な分子構造が、
この後行なわれるシンタ炉による窒素シンタの際に、架
橋反応を促進し、膜強度を高める。そのため、ＨＳＱ−
ＳＯＧ膜４は、アルミ配線２からの外部応力に対し、十
分な耐クラック性を有するようになる。
【００２１】図１（ｄ）を参照して、第２のプラズマ酸
化膜６を、第１のプラズマ酸化膜３と同一装置、同一条
件で形成する。図示しないが、この後、この上に第２の
アルミ配線を形成すると、半導体装置は完成する。
化膜６を、第１のプラズマ酸化膜３と同一装置、同一条
件で形成する。図示しないが、この後、この上に第２の
アルミ配線を形成すると、半導体装置は完成する。
【００２２】図２は、本発明に従って形成した層間絶縁
膜（窒素プラズマ有り）のクラックの発生頻度を、従来
法により形成した層間絶縁膜の場合（窒素プラズマ無
し）と比較して示した図である。この実験では、図１
（ａ）−（ｃ）まで行なった状態に、さらに窒素シンタ
を３０分間および６０分間行ない、クラックの発生を観
察した。図２には、０．３μｍ、０．４μｍ、０．５μ
ｍのアルミ配線の配線間幅（溝幅）において発生したク
ラック数が示されている。また、６０箇所でクラックの
発生を観察した。図２より明らかなように、窒素プラズ
マを行なっていない場合、クラックが多数発生している
が、窒素プラズマの処理を行なうことによりクラックが
発生しなくなる。この結果より、窒素プラズマ処理がク
ラック防止に非常に効果を示すことが明らかとなった。
膜（窒素プラズマ有り）のクラックの発生頻度を、従来
法により形成した層間絶縁膜の場合（窒素プラズマ無
し）と比較して示した図である。この実験では、図１
（ａ）−（ｃ）まで行なった状態に、さらに窒素シンタ
を３０分間および６０分間行ない、クラックの発生を観
察した。図２には、０．３μｍ、０．４μｍ、０．５μ
ｍのアルミ配線の配線間幅（溝幅）において発生したク
ラック数が示されている。また、６０箇所でクラックの
発生を観察した。図２より明らかなように、窒素プラズ
マを行なっていない場合、クラックが多数発生している
が、窒素プラズマの処理を行なうことによりクラックが
発生しなくなる。この結果より、窒素プラズマ処理がク
ラック防止に非常に効果を示すことが明らかとなった。
【００２３】実施例２ 実施例１では、窒素プラズマ処理を例示したが、この発
明はこれに限られるものでなく、アルゴンプラズマ処理
を行なっても、実施例１と同様の効果を実現する。
明はこれに限られるものでなく、アルゴンプラズマ処理
を行なっても、実施例１と同様の効果を実現する。
【００２４】なお、上記実施例では金属配線パターンと
してアルミ配線を例示したが、この発明はこれに限られ
ない。
してアルミ配線を例示したが、この発明はこれに限られ
ない。
【００２５】
【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、シリコン酸化膜中に不
活性ガスを含む。このようなシリコン酸化膜は、Ｓｉ−
Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｈ基を含む立体的な分子構造
を持つポリマ膜に不活性ガスによるプラズマを照射する
ことによって得られる。このような処理を行なって得ら
れたシリコン酸化膜は、十分な平坦性および十分な層間
膜絶縁耐圧を持つ高信頼性の層間絶縁膜である。
局面に従う半導体装置によれば、シリコン酸化膜中に不
活性ガスを含む。このようなシリコン酸化膜は、Ｓｉ−
Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｈ基を含む立体的な分子構造
を持つポリマ膜に不活性ガスによるプラズマを照射する
ことによって得られる。このような処理を行なって得ら
れたシリコン酸化膜は、十分な平坦性および十分な層間
膜絶縁耐圧を持つ高信頼性の層間絶縁膜である。
【００２６】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、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｈ
基を含み、かつ立体的な分子構造を有するポリマ膜に不
活性ガスによるプラズマ処理を施し、それによってポリ
マ膜中に不活性ガスを導入する。このとき、不活性ガス
のラジカルは、ポリマ膜中に侵入し、ポリマ膜中に含ま
れるポリマと衝突し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を切断し、結
果として立体的なポリマの分子構造を分解し、これを平
面的な分子構造へと変化させる。この平面的な分子構造
は、この後行なわれるシンタ炉による窒素シンタの際
に、架橋反応を促進し、膜強度を高める。それゆえに、
得られるポリマ膜は、アルミ配線からの外部応力に対し
て十分な耐クラック性を有するようになる。その結果、
十分な平坦性、十分な層間膜絶縁耐圧を持つ高信頼性の
層間絶縁膜を有する半導体装置を与えるという効果を奏
する。
製造方法によれば、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｈ
基を含み、かつ立体的な分子構造を有するポリマ膜に不
活性ガスによるプラズマ処理を施し、それによってポリ
マ膜中に不活性ガスを導入する。このとき、不活性ガス
のラジカルは、ポリマ膜中に侵入し、ポリマ膜中に含ま
れるポリマと衝突し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を切断し、結
果として立体的なポリマの分子構造を分解し、これを平
面的な分子構造へと変化させる。この平面的な分子構造
は、この後行なわれるシンタ炉による窒素シンタの際
に、架橋反応を促進し、膜強度を高める。それゆえに、
得られるポリマ膜は、アルミ配線からの外部応力に対し
て十分な耐クラック性を有するようになる。その結果、
十分な平坦性、十分な層間膜絶縁耐圧を持つ高信頼性の
層間絶縁膜を有する半導体装置を与えるという効果を奏
する。
【図１】 実施例１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２】 実施例２に係る方法によって形成した層間絶
縁膜と従来法を適用して形成した層間絶縁膜の、クラッ
クの発生頻度を示す図である。
縁膜と従来法を適用して形成した層間絶縁膜の、クラッ
クの発生頻度を示す図である。
【図３】 本発明において使用されるＳＯＧ材料である
ＨＳＱのポリマ構造を示す図である。
ＨＳＱのポリマ構造を示す図である。
【図４】 層間絶縁膜の従来の形成方法を示す図であ
る。
る。
１ シリコン基板、２ アルミ配線パターン、３ 第１
のプラズマ酸化膜、４ＨＳＱ−ＳＯＧ膜、５ プラズマ
により生成したＮ+ イオンまたはＮラジカル、６ 第２
のプラズマ酸化膜。
のプラズマ酸化膜、４ＨＳＱ−ＳＯＧ膜、５ プラズマ
により生成したＮ+ イオンまたはＮラジカル、６ 第２
のプラズマ酸化膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3205
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板と、 前記半導体基板の上に設けられた金属配線パターンと、 前記金属配線パターンの表面を被覆するように前記半導
体基板の上に設けられた第１の酸化膜と、 前記金属配線パターンを覆うように前記第１の酸化膜の
上に設けられた、その膜中に不活性ガスを含むシリコン
酸化膜と、 前記シリコン酸化膜の上に設けられた第２の酸化膜と、
を備えた半導体装置。 - 【請求項２】 前記シリコン酸化膜は、ハイドロゼンシ
ルセスキオキサンのポリマを不活性ガスによるプラズマ
で処理し、その後、焼成することにより生成した膜を含
む、請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 半導体基板の上に金属配線パターンを形
成する工程と、 前記金属配線パターンの表面を被覆するように前記半導
体基板の上に第１の酸化膜を形成する工程と、 前記第１の酸化膜で被覆された前記金属配線パターンを
覆うように、前記半導体基板の上にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合
およびＳｉ−Ｈ基を含み、かつ立体的な分子構造を有す
るポリマ膜を形成する工程と、 前記ポリマ膜に不活性ガスによるプラズマ処理を施し、
それによって、前記ポリマ膜中に不活性ガスを導入する
工程と、 プラズマ処理された前記ポリマ膜の上に第２の酸化膜を
形成する工程と、を備えた半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24616894A JP3363614B2 (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 半導体装置の製造方法 |
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1994
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6255732B1 (en) | 1998-08-14 | 2001-07-03 | Nec Corporation | Semiconductor device and process for producing the same |
| US6479407B2 (en) * | 1998-08-14 | 2002-11-12 | Nec Corporation | Semiconductor device and process for producing the same |
| US7056825B2 (en) | 2003-06-05 | 2006-06-06 | Renesas Technology Corp. | Method for manufacturing a semiconductor device that includes plasma treating an insulating film with a mixture of helium and argon gases |
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