JPH0817917A - 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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- JPH0817917A JPH0817917A JP14737294A JP14737294A JPH0817917A JP H0817917 A JPH0817917 A JP H0817917A JP 14737294 A JP14737294 A JP 14737294A JP 14737294 A JP14737294 A JP 14737294A JP H0817917 A JPH0817917 A JP H0817917A
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- film
- organic solvent
- semiconductor device
- manufacturing
- semiconductor substrate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＴＥＯＳ等の有機金属化合物と酸化剤とによ
りＳｉＯ2 を成膜するような場合に、下地依存性がな
く、しかもパターン依存性のない、安定した成膜を実現
でき、例えばこれにより安定した平坦化形状を得ること
ができる成膜技術を備える半導体装置の製造方法の提
供。 【構成】 半導体基板２１上に有機Ｓｉソースガス等の
有機金属化合物とＨ2 ＯやＯ3 等の酸化剤を用いて成膜
を行う際に、成膜に先立ち、予め、成膜すべき表面を減
圧下で有機溶剤で処理する工程を含む。
りＳｉＯ2 を成膜するような場合に、下地依存性がな
く、しかもパターン依存性のない、安定した成膜を実現
でき、例えばこれにより安定した平坦化形状を得ること
ができる成膜技術を備える半導体装置の製造方法の提
供。 【構成】 半導体基板２１上に有機Ｓｉソースガス等の
有機金属化合物とＨ2 ＯやＯ3 等の酸化剤を用いて成膜
を行う際に、成膜に先立ち、予め、成膜すべき表面を減
圧下で有機溶剤で処理する工程を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関する。本発明は、有機金属化合物と酸化剤を用いて
少なくとも１回の成膜を行う場合に汎用することができ
る。本発明は、例えば、高度に微細化高集積化したメモ
リー素子等の集積半導体回路等の製造の際に、層間膜を
平坦化する工程を有する場合について好適に利用するこ
とができる。
に関する。本発明は、有機金属化合物と酸化剤を用いて
少なくとも１回の成膜を行う場合に汎用することができ
る。本発明は、例えば、高度に微細化高集積化したメモ
リー素子等の集積半導体回路等の製造の際に、層間膜を
平坦化する工程を有する場合について好適に利用するこ
とができる。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】半導体装置の分野では、
一層の微細化・集積化が進行している。例えば、デバイ
スの高密度化に伴って、配線技術はますます微細化、か
つ多層化の方向に進んでいる。
一層の微細化・集積化が進行している。例えば、デバイ
スの高密度化に伴って、配線技術はますます微細化、か
つ多層化の方向に進んでいる。
【０００３】しかし、高集積化は一方では、デバイスの
信頼性を低下させる要因になる場合がある。配線の微細
化と多層化の進展によって層間絶縁膜の段差は大きくか
つ急峻となり、その上に形成される配線の加工精度、信
頼性を低下させることがあるからである。このため、例
えば配線材料として一般的なＡｌ系材料の配線の段差被
覆性の大幅な改善ができない現在、層間絶縁膜の平坦性
を向上させる技術は必須である。この技術は、フォトリ
ソグラフィー技術における短波長化に伴う焦点深度の低
下の点からも、重要になりつつある。
信頼性を低下させる要因になる場合がある。配線の微細
化と多層化の進展によって層間絶縁膜の段差は大きくか
つ急峻となり、その上に形成される配線の加工精度、信
頼性を低下させることがあるからである。このため、例
えば配線材料として一般的なＡｌ系材料の配線の段差被
覆性の大幅な改善ができない現在、層間絶縁膜の平坦性
を向上させる技術は必須である。この技術は、フォトリ
ソグラフィー技術における短波長化に伴う焦点深度の低
下の点からも、重要になりつつある。
【０００４】これまでに、次の表１及び表２に示した各
種の絶縁膜の形成技術及び平坦化技術が開発されてきた
が、微細化、多層化した配線層に適用した場合、いずれ
の場合も、配線間隔が広い場合の平坦化の不足や配線間
隔における層間膜での“す”（Ｖｏｉｄ。空洞）の発生
により、配線間における接続不良等が重要な問題になっ
ている。
種の絶縁膜の形成技術及び平坦化技術が開発されてきた
が、微細化、多層化した配線層に適用した場合、いずれ
の場合も、配線間隔が広い場合の平坦化の不足や配線間
隔における層間膜での“す”（Ｖｏｉｄ。空洞）の発生
により、配線間における接続不良等が重要な問題になっ
ている。
【０００５】
【表１】
【０００６】
【表２】
【０００７】即ち、従来、この種の絶縁膜の形成技術及
び平坦化技術としては、上記表に示すように、例えば有
機シラン系ガスを用いて化学気相成長（ＣＶＤ）を行う
方法や、膜形成と同時にスパッタエッチングを行い角を
とるバイアススパッタやバイアスＥＣＲ−ＣＶＤ技術
や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等を塗布す
る平坦化技術や熱処理により膜を軟化させる平坦化技
術、またエッチバック法等が各種知られている。
び平坦化技術としては、上記表に示すように、例えば有
機シラン系ガスを用いて化学気相成長（ＣＶＤ）を行う
方法や、膜形成と同時にスパッタエッチングを行い角を
とるバイアススパッタやバイアスＥＣＲ−ＣＶＤ技術
や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等を塗布す
る平坦化技術や熱処理により膜を軟化させる平坦化技
術、またエッチバック法等が各種知られている。
【０００８】しかしこれら従来技術を、微細化、多層化
した配線層に適用した場合、配線間隔が広い場所での平
坦化の不足や上述した配線間隔における層間膜での
“す”の発生による、配線間における接続不良等が重大
な問題になっているいわけである。
した配線層に適用した場合、配線間隔が広い場所での平
坦化の不足や上述した配線間隔における層間膜での
“す”の発生による、配線間における接続不良等が重大
な問題になっているいわけである。
【０００９】そこで、この問題を改善する手段として、
酸化剤として水を添加した有機シランのプラズマＣＶＤ
や、Ｏ3 を酸化剤とし添加した有機シランの常圧ＣＶＤ
などにより、高アスペクト比のＡｌ等の配線上を平坦化
する技術が注目されている。この種の技術については例
えば、１９９１年第３８回応用物理学会関係連合講演会
予稿集（２９ｐ−Ｖ−８，２９ｐ−Ｖ−９、６３２頁）
などにその記載がある。
酸化剤として水を添加した有機シランのプラズマＣＶＤ
や、Ｏ3 を酸化剤とし添加した有機シランの常圧ＣＶＤ
などにより、高アスペクト比のＡｌ等の配線上を平坦化
する技術が注目されている。この種の技術については例
えば、１９９１年第３８回応用物理学会関係連合講演会
予稿集（２９ｐ−Ｖ−８，２９ｐ−Ｖ−９、６３２頁）
などにその記載がある。
【００１０】これらの方法はいずれも良好なギャップフ
ィル（埋め込み）特性を示し、超ＬＳＩの平坦化工程に
は欠かせない層間絶縁膜形成技術なりつつある。
ィル（埋め込み）特性を示し、超ＬＳＩの平坦化工程に
は欠かせない層間絶縁膜形成技術なりつつある。
【００１１】しかし、上記した如き技術を含め、有機金
属化合物と有機剤を用いて成膜する技術には、いずれも
下地依存性があるという問題がある。即ち、成膜すべき
表面によっては、良好な成膜が達成されない。とりわけ
常圧ＣＶＤについては、この下地依存性の問題が顕著で
ある。
属化合物と有機剤を用いて成膜する技術には、いずれも
下地依存性があるという問題がある。即ち、成膜すべき
表面によっては、良好な成膜が達成されない。とりわけ
常圧ＣＶＤについては、この下地依存性の問題が顕著で
ある。
【００１２】
【発明が解決すべき課題】この下地依存性は、成膜すべ
きその下地の膜種によって膜の特性、例えば、成長速度
や膜質とりわけ表面モフォロジーが変わってしまうとい
う問題である。半導体装置製造プロセス、例えば超ＬＳ
Ｉの製造工程では、絶縁膜を形成すべき下地としては各
種の膜が存在するため、下地によって成膜特性が異なる
ようでは安定したプロセスが達成できず、問題が大き
い。
きその下地の膜種によって膜の特性、例えば、成長速度
や膜質とりわけ表面モフォロジーが変わってしまうとい
う問題である。半導体装置製造プロセス、例えば超ＬＳ
Ｉの製造工程では、絶縁膜を形成すべき下地としては各
種の膜が存在するため、下地によって成膜特性が異なる
ようでは安定したプロセスが達成できず、問題が大き
い。
【００１３】これに対して、例えば、前掲の応用物理学
会予稿集によれば、常圧ＣＶＤの前に先立って、アルコ
ールなどの有機溶剤で処理する技術が知られている。し
かし、単に溶剤を塗布するだけではパターンの粗密によ
って差がでてしまうという問題があった。
会予稿集によれば、常圧ＣＶＤの前に先立って、アルコ
ールなどの有機溶剤で処理する技術が知られている。し
かし、単に溶剤を塗布するだけではパターンの粗密によ
って差がでてしまうという問題があった。
【００１４】このため、パターンによって差のない下地
依存抑制法が望まれるのである。
依存抑制法が望まれるのである。
【００１５】
【発明の目的】本発明は前記問題点に鑑みて創案された
もので、前記問題点を解決し、下地依存性がなく、しか
もパターン依存性のない、安定した成膜を実現でき、例
えばこれにより安定した平坦化形状を得ることができる
成膜技術を備える半導体装置の製造方法を提供せんとす
るものである。
もので、前記問題点を解決し、下地依存性がなく、しか
もパターン依存性のない、安定した成膜を実現でき、例
えばこれにより安定した平坦化形状を得ることができる
成膜技術を備える半導体装置の製造方法を提供せんとす
るものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本出願の請求項１記載の
発明は、半導体基板上に有機金属化合物と酸化剤を用い
て成膜を行う際に、前記成膜に先立ち、予め、成膜すべ
き表面を有機溶剤で処理する工程を含む半導体装置の製
造方法において、前記有機溶剤で処理する工程は、減圧
下で行うことを特徴とする半導体装置の製造方法であっ
て、この構成により上記目的を達成したものである。
発明は、半導体基板上に有機金属化合物と酸化剤を用い
て成膜を行う際に、前記成膜に先立ち、予め、成膜すべ
き表面を有機溶剤で処理する工程を含む半導体装置の製
造方法において、前記有機溶剤で処理する工程は、減圧
下で行うことを特徴とする半導体装置の製造方法であっ
て、この構成により上記目的を達成したものである。
【００１７】本出願の請求項２記載の発明は、有機溶剤
で処理する工程が有機溶剤蒸気に晒す工程であることを
特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法であ
って、この構成により、上記目的を達成したものであ
る。
で処理する工程が有機溶剤蒸気に晒す工程であることを
特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法であ
って、この構成により、上記目的を達成したものであ
る。
【００１８】本出願の請求項３記載の発明は、酸化剤と
して少なくともＨ2 Ｏを用いることを特徴とする請求項
１または２記載の半導体装置の製造方法であって、この
構成により上記目的を達成するものである。
して少なくともＨ2 Ｏを用いることを特徴とする請求項
１または２記載の半導体装置の製造方法であって、この
構成により上記目的を達成するものである。
【００１９】本出願の請求項４記載の発明は、酸化剤と
して少なくともＯ3 を用いることを特徴とする請求項１
または２に記載の半導体装置の製造方法であって、この
構成により上記目的を達成するものである。
して少なくともＯ3 を用いることを特徴とする請求項１
または２に記載の半導体装置の製造方法であって、この
構成により上記目的を達成するものである。
【００２０】本出願の請求項５記載の発明は、塩基性を
示す物質を添加することを少なくとも含むことを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置の
製造方法であって、この構成により上記目的を達成する
ものである。
示す物質を添加することを少なくとも含むことを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置の
製造方法であって、この構成により上記目的を達成する
ものである。
【００２１】本出願の請求項６記載の発明は、成膜工程
が、段差の平坦化のための平坦化工程のためのものであ
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法であって、この構成により上記
目的を達成するものである。
が、段差の平坦化のための平坦化工程のためのものであ
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法であって、この構成により上記
目的を達成するものである。
【００２２】本出願の請求項７記載の発明は、有機金属
化合物が、有機シリコン化合物であることを特徴とする
請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置の製造
方法であって、この構成により上記目的を達成するもの
である。
化合物が、有機シリコン化合物であることを特徴とする
請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置の製造
方法であって、この構成により上記目的を達成するもの
である。
【００２３】有機シリコン化合物としては、ＴＥＯＳ
（テトラエトキシシラン）をはじめとして、膜形成が可
能であるその他の有機金属アルコキシドである例えば、
ＯＭＣＴＳ（オクタメチルシクロテトラシロキサン）、
ＴＰＯＳ（テトラプロポキシシラン）、ＴＭＣＴＳ（テ
トラメチルシクロテトラシロキサン）等を好ましく用い
ることができ、また、ＤＡＤＢＳ（ジアセトキシ・ジタ
ーシャリーブトキシシラン）や、ＤＥＳ（ジエチルシラ
ン）などの、分子中に珪素と有機基とを有する化合物で
あるガスを用いることができる。
（テトラエトキシシラン）をはじめとして、膜形成が可
能であるその他の有機金属アルコキシドである例えば、
ＯＭＣＴＳ（オクタメチルシクロテトラシロキサン）、
ＴＰＯＳ（テトラプロポキシシラン）、ＴＭＣＴＳ（テ
トラメチルシクロテトラシロキサン）等を好ましく用い
ることができ、また、ＤＡＤＢＳ（ジアセトキシ・ジタ
ーシャリーブトキシシラン）や、ＤＥＳ（ジエチルシラ
ン）などの、分子中に珪素と有機基とを有する化合物で
あるガスを用いることができる。
【００２４】本発明において、減圧とは、常圧よりも低
い圧力として処理用溶剤の分子の働きを少しでも大きく
できる状態から、溶剤分子が処理用に存在し得る低圧ま
でをいう。常圧未満から１Ｐａ程度まで実施可能であ
り、好ましくは１０〜１５Ｐａ程度である。
い圧力として処理用溶剤の分子の働きを少しでも大きく
できる状態から、溶剤分子が処理用に存在し得る低圧ま
でをいう。常圧未満から１Ｐａ程度まで実施可能であ
り、好ましくは１０〜１５Ｐａ程度である。
【００２５】本発明者は、前記問題点を解決するにあた
り、鋭意考察した結果、成膜に先立ち、何らかの前処理
をしておく際に、パターン依存性のないように系内での
粒子の平均自由工程の大きい減圧下での処理を行えば良
いのではないかと考え、これに基づいて種々研究を重ね
て、本発明に至ったものである。
り、鋭意考察した結果、成膜に先立ち、何らかの前処理
をしておく際に、パターン依存性のないように系内での
粒子の平均自由工程の大きい減圧下での処理を行えば良
いのではないかと考え、これに基づいて種々研究を重ね
て、本発明に至ったものである。
【００２６】本発明は、例えば、段差を有する基体上の
平坦化工程において有機金属化合物と酸化剤を用いて少
なくとも１回の成膜を行う際に、前記成膜に先立ち、予
め、被処理体表面に減圧下で有機溶剤蒸気に晒す工程を
少なくとも含む態様で、好ましく問題を解決することが
できた。
平坦化工程において有機金属化合物と酸化剤を用いて少
なくとも１回の成膜を行う際に、前記成膜に先立ち、予
め、被処理体表面に減圧下で有機溶剤蒸気に晒す工程を
少なくとも含む態様で、好ましく問題を解決することが
できた。
【００２７】また、酸化剤として少なくともＨ2 Ｏを用
いる態様で、好ましく問題の解決を図ることができる。
いる態様で、好ましく問題の解決を図ることができる。
【００２８】また、酸化剤として少なくともＯ3 を用い
る態様で、好ましく問題を解決することができる。
る態様で、好ましく問題を解決することができる。
【００２９】さらに、塩基性を示す物質を添加すること
を少なくとも含む態様で、好ましくその解決を図ること
ができる。
を少なくとも含む態様で、好ましくその解決を図ること
ができる。
【００３０】
【作用】本発明においては、有機金属化合物と酸化剤を
用いて、成膜を行う際に、その成膜に先立ち、予め、成
膜すべき表面を有機溶剤蒸気に晒すなど有機溶剤処理を
行うとともに、この有機溶剤での処理工程は、減圧下で
行うので、該処理を確実かつ効果的に達成できる。
用いて、成膜を行う際に、その成膜に先立ち、予め、成
膜すべき表面を有機溶剤蒸気に晒すなど有機溶剤処理を
行うとともに、この有機溶剤での処理工程は、減圧下で
行うので、該処理を確実かつ効果的に達成できる。
【００３１】この有機溶剤による処理を減圧下で行うこ
との作用の機構は必ずしも明らかではないが、溶剤分子
の平均自由工程が長くなり、アスペクト比の大きい下地
段差の場合でも、その底部に充分、溶剤分子が到達でき
て、よってパターンに依らず、表面処理が有効に行われ
るためと推定される。
との作用の機構は必ずしも明らかではないが、溶剤分子
の平均自由工程が長くなり、アスペクト比の大きい下地
段差の場合でも、その底部に充分、溶剤分子が到達でき
て、よってパターンに依らず、表面処理が有効に行われ
るためと推定される。
【００３２】更に具体的に述べれば、例えば既に常圧系
でのＯ3 ／ＴＥＯＳ ＣＶＤの系でも明らかなように、
成膜前に被処理基体表面に有機溶剤を塗布することで、
その原理的なメカニズムには諸説があって必ずしも明確
ではないものの、例えば表面をすべて疎水性に変え、流
動性を増し、下地依存性をなくすことができることが知
られている。この原理は、プラズマを用いる酸化剤／Ｔ
ＥＯＳ系や、更に塩基性物質を添加した系でも有効であ
ることを本発明者は見い出している。
でのＯ3 ／ＴＥＯＳ ＣＶＤの系でも明らかなように、
成膜前に被処理基体表面に有機溶剤を塗布することで、
その原理的なメカニズムには諸説があって必ずしも明確
ではないものの、例えば表面をすべて疎水性に変え、流
動性を増し、下地依存性をなくすことができることが知
られている。この原理は、プラズマを用いる酸化剤／Ｔ
ＥＯＳ系や、更に塩基性物質を添加した系でも有効であ
ることを本発明者は見い出している。
【００３３】更に、本発明者は上記の考えを発展させ
て、成膜前に有機溶剤の雰囲気に晒すことで同じよう
に、例えば表面をすべて疎水性に変え、流動性を増し、
下地依存性をなくすことができると考えた。また、上記
と同様にこの原理は、プラズマを用いる酸化剤／ＴＥＯ
Ｓ系や、更に塩基性物質を添加した系でも有効であるこ
とを本発明者は見い出した。
て、成膜前に有機溶剤の雰囲気に晒すことで同じよう
に、例えば表面をすべて疎水性に変え、流動性を増し、
下地依存性をなくすことができると考えた。また、上記
と同様にこの原理は、プラズマを用いる酸化剤／ＴＥＯ
Ｓ系や、更に塩基性物質を添加した系でも有効であるこ
とを本発明者は見い出した。
【００３４】この有機溶剤雰囲気の処理は従来、常圧で
行われていたのであるが、本発明でこれを減圧下で行
う。これにより、溶剤分子の平均自由工程を長くして、
アスペクト比の大きい下地段差の場合でも、その底部に
充分、溶剤分子が到達できて、パターンに依らず、疎水
比処理が有効に行われると考えられる。従って、本発明
の手段は、今後の更に微細化された半導体デバイスに対
しても有利である。
行われていたのであるが、本発明でこれを減圧下で行
う。これにより、溶剤分子の平均自由工程を長くして、
アスペクト比の大きい下地段差の場合でも、その底部に
充分、溶剤分子が到達できて、パターンに依らず、疎水
比処理が有効に行われると考えられる。従って、本発明
の手段は、今後の更に微細化された半導体デバイスに対
しても有利である。
【００３５】
【実施例】以下に本発明の具体的な実施例について説明
する。但し、当然のことではあるが、本発明は以下に示
す実施例によって限定を受けるものではない。
する。但し、当然のことではあるが、本発明は以下に示
す実施例によって限定を受けるものではない。
【００３６】実際の具体的な実施例の説明に先立って、
以下の各実施例で用いた減圧処理装置について説明を加
える。
以下の各実施例で用いた減圧処理装置について説明を加
える。
【００３７】図４に示すのは実施例で用いた減圧処理装
置である。処理室１には成膜すべき被処理半導体基板３
を載置するサセプター２が具備され、それに対向する位
置にガスシャワーヘッド４を有するガス分散板５が設置
されている。有機溶剤はタンク７に収容され、加熱装置
（図示せず）にて気化され、マスフロー８を通してその
流量が制御され、ガス配管６を通って前記のガス分散板
５から基板３に供給される構成になっている。
置である。処理室１には成膜すべき被処理半導体基板３
を載置するサセプター２が具備され、それに対向する位
置にガスシャワーヘッド４を有するガス分散板５が設置
されている。有機溶剤はタンク７に収容され、加熱装置
（図示せず）にて気化され、マスフロー８を通してその
流量が制御され、ガス配管６を通って前記のガス分散板
５から基板３に供給される構成になっている。
【００３８】実施例１ この実施例は、Ａｌ配線層間を平坦化する平坦化膜形成
工程を備えた半導体装置製造プロセスの場合に、本発明
を適用したものである。
工程を備えた半導体装置製造プロセスの場合に、本発明
を適用したものである。
【００３９】図１に示したように、シリコン等からなる
半導体基板２１上に酸化シリコン等からなる層間絶縁膜
２２及びＡｌ配線層２３が形成されたウェハーを用意し
た。
半導体基板２１上に酸化シリコン等からなる層間絶縁膜
２２及びＡｌ配線層２３が形成されたウェハーを用意し
た。
【００４０】そこで本実施例では、層間膜の形成に先立
ち、以下の減圧下での条件で表面に有機溶剤を塗布し
た。装置は図４に示したものを用いた。 有機溶剤：エタノール（Ｅｔｈａｎｏｌ） 流 量 ：１０００ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３．３Ｐａ 温 度 ：室 温
ち、以下の減圧下での条件で表面に有機溶剤を塗布し
た。装置は図４に示したものを用いた。 有機溶剤：エタノール（Ｅｔｈａｎｏｌ） 流 量 ：１０００ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３．３Ｐａ 温 度 ：室 温
【００４１】この時、図２に示すように、基板表面に疎
水化処理された層２４が形成された。
水化処理された層２４が形成された。
【００４２】次に、図３に示したように層間膜２５を形
成した。層間絶縁膜２５の形成は、プラズマＣＶＤ装置
を用いて、以下の条件で行った。 使用ガス及び流量：ＴＥＯＳ／Ｈ2 Ｏ／ＮＨ3＝１５０
／１００／１０ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温 度 ：１５０℃ ＲＦ電力：３５０Ｗ
成した。層間絶縁膜２５の形成は、プラズマＣＶＤ装置
を用いて、以下の条件で行った。 使用ガス及び流量：ＴＥＯＳ／Ｈ2 Ｏ／ＮＨ3＝１５０
／１００／１０ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温 度 ：１５０℃ ＲＦ電力：３５０Ｗ
【００４３】ここで、前述したように、予め、有機溶剤
処理を施しているので、例えば基体表面が疎水性に変化
しており、下地に依らず、セルフフロー形状が得られ、
良好な平坦化が達成された。
処理を施しているので、例えば基体表面が疎水性に変化
しており、下地に依らず、セルフフロー形状が得られ、
良好な平坦化が達成された。
【００４４】上記では、層間膜の形成にはテトラエトキ
シシランを用いたが、絶縁膜形成が可能である有機金属
アルコキシドに適宜変更可能である。例えば、ＯＭＣＴ
Ｓ（ｏｃｔａｍｅｔｈｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓ
ｉｌｏｘａｎｅ）、ＴＰＯＳ（ｔｅｔｒａｐｒｏｐｏｘ
ｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＣＴＳ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈ
ｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓｉｌｏｘａｎｅ）、Ｄ
ＡＤＢＳ（ｄｉａｃｅｔｏｘｙ ｄｉｔｅｒｔｉａｒｙ
ｂｕｔｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＤＥＳ（ｄｉｅｔｈｙ
ｌ ｓｉｌａｎｅ）等でも可能である。
シシランを用いたが、絶縁膜形成が可能である有機金属
アルコキシドに適宜変更可能である。例えば、ＯＭＣＴ
Ｓ（ｏｃｔａｍｅｔｈｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓ
ｉｌｏｘａｎｅ）、ＴＰＯＳ（ｔｅｔｒａｐｒｏｐｏｘ
ｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＣＴＳ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈ
ｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓｉｌｏｘａｎｅ）、Ｄ
ＡＤＢＳ（ｄｉａｃｅｔｏｘｙ ｄｉｔｅｒｔｉａｒｙ
ｂｕｔｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＤＥＳ（ｄｉｅｔｈｙ
ｌ ｓｉｌａｎｅ）等でも可能である。
【００４５】本実施例では塩基性物質を添加して、触媒
のような働きをさせた。しかし、塩基系物質もアンモニ
アに限られたものではない。例えば有機塩基としてメチ
ルアミンやエチルアミン、イソプロピルアミン等を用い
ることもできる。
のような働きをさせた。しかし、塩基系物質もアンモニ
アに限られたものではない。例えば有機塩基としてメチ
ルアミンやエチルアミン、イソプロピルアミン等を用い
ることもできる。
【００４６】以上述べたように、本実施例によれば、有
機金属と酸化剤を用いて、とりわけ、平坦性と膜質を向
上させるために、塩基性溶媒を添加した系で、下地に拠
らず、安定にセルフフロー形状の得られる膜を形成する
ことができる。
機金属と酸化剤を用いて、とりわけ、平坦性と膜質を向
上させるために、塩基性溶媒を添加した系で、下地に拠
らず、安定にセルフフロー形状の得られる膜を形成する
ことができる。
【００４７】従って、超ＬＳＩの信頼性の良いプロセス
で歩留まり良く製造することができる。
で歩留まり良く製造することができる。
【００４８】実施例２ 本実施例も、Ａｌ配線層間を平坦化した場合である。こ
こでは有機溶剤としてＨＭＤＳ（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ
−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）を用いた。図１に示したよう
にシリコン等からなる半導体基板２１上に、酸化シリコ
ン等からなる層間絶縁膜２２、及びＡｌ配線層２３が形
成されたウェハーを用意した。そこで本実施例では、層
間膜の形成に先立ち、以下の減圧下の条件で表面に有機
溶剤を塗布した。装置は図４に示したものを用いた。 有機溶剤：ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン） 流 量 ：１０００ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３．３Ｐａ 温 度 ：室温
こでは有機溶剤としてＨＭＤＳ（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ
−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）を用いた。図１に示したよう
にシリコン等からなる半導体基板２１上に、酸化シリコ
ン等からなる層間絶縁膜２２、及びＡｌ配線層２３が形
成されたウェハーを用意した。そこで本実施例では、層
間膜の形成に先立ち、以下の減圧下の条件で表面に有機
溶剤を塗布した。装置は図４に示したものを用いた。 有機溶剤：ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン） 流 量 ：１０００ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３．３Ｐａ 温 度 ：室温
【００４９】この時、図２に示すように基板表面に疎水
化処理された層２４が形成された。
化処理された層２４が形成された。
【００５０】次に図２（ｃ）に示すように層間膜２５を
形成した。
形成した。
【００５１】層間絶縁膜２５の形成はプラズマＣＶＤ装
置を用いて、以下の条件で行った。 使用ガス及び流量：ＴＥＯＳ／Ｈ2 Ｏ／ＮＨ3＝１５０
／１００／１０ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温 度 ：１５０℃ ＲＦ電力：３５０Ｗ
置を用いて、以下の条件で行った。 使用ガス及び流量：ＴＥＯＳ／Ｈ2 Ｏ／ＮＨ3＝１５０
／１００／１０ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ） 温 度 ：１５０℃ ＲＦ電力：３５０Ｗ
【００５２】ここで、前述したように、予め、有機溶剤
処理を施しているので、例えば基体表面が疎水性に変化
しており、下地に依らず、セルフフロー形状が得られ、
良好な平坦化が達成された。
処理を施しているので、例えば基体表面が疎水性に変化
しており、下地に依らず、セルフフロー形状が得られ、
良好な平坦化が達成された。
【００５３】ここでも、層関膜の形成にはテトラエトキ
シシランを用いたが、絶縁膜形成が可能である有機金属
アルコキシドに適宜変更可能である。例えば、ＯＭＣＴ
Ｓ（ｏｃｔａｍｅｔｈｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓ
ｉｌｏｘａｎｅ）、ＴＰＯＳ（ｔｅｔｒａｐｒｏｐｏｘ
ｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＣＴＳ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈ
ｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓｉｌｏｘａｎｅ）、Ｄ
ＡＤＢＳ（ｄｉａｃｅｔｏｘｙ ｄｉｔｅｒｔｉａｒｙ
ｂｕｔｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＤＥＳ（ｄｉｅｔｈｙ
ｌ ｓｉｌａｎｅ）等でも可能である。
シシランを用いたが、絶縁膜形成が可能である有機金属
アルコキシドに適宜変更可能である。例えば、ＯＭＣＴ
Ｓ（ｏｃｔａｍｅｔｈｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓ
ｉｌｏｘａｎｅ）、ＴＰＯＳ（ｔｅｔｒａｐｒｏｐｏｘ
ｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＣＴＳ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈ
ｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓｉｌｏｘａｎｅ）、Ｄ
ＡＤＢＳ（ｄｉａｃｅｔｏｘｙ ｄｉｔｅｒｔｉａｒｙ
ｂｕｔｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＤＥＳ（ｄｉｅｔｈｙ
ｌ ｓｉｌａｎｅ）等でも可能である。
【００５４】本実施例でも塩基性物質を添加して、触媒
のような働きをさせた。しかし、塩基系物質もアンモニ
アに限られたものでなない。例えば有機塩基としてメチ
ルアミンやエチルミン、イソプロピルアミン等を用いる
ことも考えられる。
のような働きをさせた。しかし、塩基系物質もアンモニ
アに限られたものでなない。例えば有機塩基としてメチ
ルアミンやエチルミン、イソプロピルアミン等を用いる
ことも考えられる。
【００５５】実施例３ 本実施例も、Ａｌ配線層間を平坦化した例である。本発
明はプラズマを用いない常圧ＣＶＤでの成膜に応用し
た。
明はプラズマを用いない常圧ＣＶＤでの成膜に応用し
た。
【００５６】ここでは有機溶剤としてＨＭＤＳ（ｈｅｘ
ａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）を用いて、こ
れを下記の減圧下の条件で被処理ウェハーに塗布した。
即ち、図１に示したようにシリコン等からなる半導体基
板２１上に、酸化シリコン等からなる層間絶縁膜２２、
及びＡｌ配線層２３が形成されたウェハーを用意して、
被処理ウェハーとした。装置は図４に示したものを用い
た。 有機溶剤：ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン） 流 量 ：１０００ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３．３Ｐａ 温 度 ：室温
ａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）を用いて、こ
れを下記の減圧下の条件で被処理ウェハーに塗布した。
即ち、図１に示したようにシリコン等からなる半導体基
板２１上に、酸化シリコン等からなる層間絶縁膜２２、
及びＡｌ配線層２３が形成されたウェハーを用意して、
被処理ウェハーとした。装置は図４に示したものを用い
た。 有機溶剤：ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン） 流 量 ：１０００ＳＣＣＭ 圧 力 ：１３．３Ｐａ 温 度 ：室温
【００５７】この時、図２に示すように基板表面に疎水
化処理された層２４が形成された。次に以下の条件で層
間膜２５を形成した。 ガス流量：ＴＥＯＳ／Ｏ3 ＝３０００／１５００ＳＣＣ
Ｍ 圧 力 ：１０１０８０Ｐａ 温 度 ：４００℃
化処理された層２４が形成された。次に以下の条件で層
間膜２５を形成した。 ガス流量：ＴＥＯＳ／Ｏ3 ＝３０００／１５００ＳＣＣ
Ｍ 圧 力 ：１０１０８０Ｐａ 温 度 ：４００℃
【００５８】この場合も、予め、有機溶剤処理を施して
いるので、図３に示すように下地に依らず、セルフフロ
ー形状が得られ、良好な平坦化が達成された。
いるので、図３に示すように下地に依らず、セルフフロ
ー形状が得られ、良好な平坦化が達成された。
【００５９】ここでも層間膜の形成にテトラエトキシシ
ランを用いたが、絶縁膜形成が可能である有機金属アル
コキシドに適宜変更可能である。例えば、ＯＭＣＴＳ
（ｏｃｔａｍｅｔｈｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓｉ
ｌｏｘａｎｅ）、ＴＰＯＳ（ｔｅｔｒａｐｒｏｐｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＣＴＳ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙ
ｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＤＡ
ＤＢＳ（ｄｉａｃｅｔｏｘｙ ｄｉｔｅｒｔｉａｒｙｂ
ｕｔｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＤＥＳ（ｄｉｅｔｈｙｌ
ｓｉｌａｎｅ）等でも可能である。尚、本発明は当然
のことながら本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく本発明要旨を逸脱しない範囲内で構造、条件等は
適宜変更可能である。
ランを用いたが、絶縁膜形成が可能である有機金属アル
コキシドに適宜変更可能である。例えば、ＯＭＣＴＳ
（ｏｃｔａｍｅｔｈｙｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓｉ
ｌｏｘａｎｅ）、ＴＰＯＳ（ｔｅｔｒａｐｒｏｐｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＣＴＳ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙ
ｌ ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａ ｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＤＡ
ＤＢＳ（ｄｉａｃｅｔｏｘｙ ｄｉｔｅｒｔｉａｒｙｂ
ｕｔｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ）、ＤＥＳ（ｄｉｅｔｈｙｌ
ｓｉｌａｎｅ）等でも可能である。尚、本発明は当然
のことながら本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく本発明要旨を逸脱しない範囲内で構造、条件等は
適宜変更可能である。
【００６０】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、下地依存
性がなく、しかもパターン依存性のない安定した成膜を
実現でき、例えばこれにより安定した平坦化形状を得る
ことができる成膜技術を備える半導体装置の製造方法を
提供することができる。
性がなく、しかもパターン依存性のない安定した成膜を
実現でき、例えばこれにより安定した平坦化形状を得る
ことができる成膜技術を備える半導体装置の製造方法を
提供することができる。
【図１】 実施例１の工程を示す概略図である（１）。
【図２】 実施例１の工程を示す概略図である（２）。
【図３】 実施例１の工程を示す概略図である（３）。
【図４】 本実施例に用いた装置の概略図である。
１ 処理室 ２ サセプター ３ 基板 ４ ガスシャワーヘッド ５ ガス分散板 ６ ガス供給管 ７ 有機溶剤タンク ８ マスフロー ２１ 半導体基板 ２２ 層間絶縁膜 ２３ Ａｌ配線層 ２４ 有機溶剤による疎水化処理層 ２５ 層間膜
Claims (7)
- 【請求項１】半導体基板上に有機金属化合物と酸化剤を
用いて成膜を行う際に、前記成膜に先立ち、予め、成膜
すべき表面を有機溶剤で処理する工程を含む半導体装置
の製造方法において、 前記有機溶剤で処理する工程は、減圧下で行うことを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】有機溶剤で処理する工程が有機溶剤蒸気に
晒す工程であることを特徴とする請求項１に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項３】酸化剤として少なくともＨ2 Ｏを用いるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項４】酸化剤として少なくともＯ3 を用いること
を特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項５】塩基性を示す物質を添加することを少なく
とも含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】成膜工程が、段差の平坦化のための平坦化
工程のためのものであることを特徴とする請求項１ない
し５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】有機金属化合物が、有機シリコン化合物で
あることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14737294A JPH0817917A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14737294A JPH0817917A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817917A true JPH0817917A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15428749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14737294A Pending JPH0817917A (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817917A (ja) |
-
1994
- 1994-06-29 JP JP14737294A patent/JPH0817917A/ja active Pending
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