JPH088249A - 層間絶縁膜の形成方法 - Google Patents
層間絶縁膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH088249A JPH088249A JP6134399A JP13439994A JPH088249A JP H088249 A JPH088249 A JP H088249A JP 6134399 A JP6134399 A JP 6134399A JP 13439994 A JP13439994 A JP 13439994A JP H088249 A JPH088249 A JP H088249A
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- Japan
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- film
- forming
- insulating film
- sio
- interlayer insulating
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- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】多層の層間絶縁膜にコンタクト孔を形成するに
あたって、金属配線の段切れを防止する。 【構成】SiO2膜１３とBPSG膜１４とを交互に積層して形
成した多層の層間絶縁膜１５にコンタクト孔１５を形成
し、そのコンタクト孔１５の側壁を被覆するように、エ
ッチングレートの比較的小さい膜、例えばSiO2膜１８を
形成し、その後、自然酸化膜［SiO2膜］１９をフッ酸溶
液を用いてエッチング・除去する。そして、スパッタ法
により金属配線を形成する。
あたって、金属配線の段切れを防止する。 【構成】SiO2膜１３とBPSG膜１４とを交互に積層して形
成した多層の層間絶縁膜１５にコンタクト孔１５を形成
し、そのコンタクト孔１５の側壁を被覆するように、エ
ッチングレートの比較的小さい膜、例えばSiO2膜１８を
形成し、その後、自然酸化膜［SiO2膜］１９をフッ酸溶
液を用いてエッチング・除去する。そして、スパッタ法
により金属配線を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置における層
間絶縁膜の形成方法に関する。
間絶縁膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の層間絶縁膜の形成方法は、例えば
図５に示すように、半導体基板１上にＬＯＣＯＳ酸化膜
２を形成し、さらにゲート電極３を形成した後に、全面
を覆うようにBPSG膜等から成る層間絶縁膜４を形成し、
その後層間絶縁膜４上にＡｌ配線等を形成していた。し
かしながら、層間絶縁膜４の表面に段差があると、Ａｌ
配線の断線等が生じ、多層配線化の障害となっていた。
そこで、デバイスの表面、すなわち層間絶縁膜４を平坦
化する技術が必要であり、その目的を達成するために種
々の技術が開発されている。
図５に示すように、半導体基板１上にＬＯＣＯＳ酸化膜
２を形成し、さらにゲート電極３を形成した後に、全面
を覆うようにBPSG膜等から成る層間絶縁膜４を形成し、
その後層間絶縁膜４上にＡｌ配線等を形成していた。し
かしながら、層間絶縁膜４の表面に段差があると、Ａｌ
配線の断線等が生じ、多層配線化の障害となっていた。
そこで、デバイスの表面、すなわち層間絶縁膜４を平坦
化する技術が必要であり、その目的を達成するために種
々の技術が開発されている。
【０００３】従来、層間絶縁膜の平坦化技術には、エッ
チバック法、回転塗布法、ＣＭＰ法などがある。エッチ
バック法は、Ａｌ配線などの上に絶縁膜をＣＶＤ法を用
いて形成し、ホトレジストを塗布後、絶縁膜とホトレジ
ストを同時にエッチングし、ホトレジストの表面形状と
同じ平坦化された絶縁膜の形状を得るものであるが、パ
ーティクルが発生し、またスループットが低いなどの欠
点がある。回転塗布法は、有機溶剤に溶かしたＳＯＧを
基板表面に回転塗布し、表面の凹部を埋め込むことによ
り平坦化する技術であるが、そのＳＯＧの膜厚が厚いと
クラックが発生し、また有機溶剤の影響でコンタクト抵
抗が高くなるという欠点がある。ＣＭＰ法は、研摩剤を
用いて絶縁膜の表面を機械的に研摩し、平坦化する近年
注目されている技術であるが、設備が高価であるという
欠点がある。
チバック法、回転塗布法、ＣＭＰ法などがある。エッチ
バック法は、Ａｌ配線などの上に絶縁膜をＣＶＤ法を用
いて形成し、ホトレジストを塗布後、絶縁膜とホトレジ
ストを同時にエッチングし、ホトレジストの表面形状と
同じ平坦化された絶縁膜の形状を得るものであるが、パ
ーティクルが発生し、またスループットが低いなどの欠
点がある。回転塗布法は、有機溶剤に溶かしたＳＯＧを
基板表面に回転塗布し、表面の凹部を埋め込むことによ
り平坦化する技術であるが、そのＳＯＧの膜厚が厚いと
クラックが発生し、また有機溶剤の影響でコンタクト抵
抗が高くなるという欠点がある。ＣＭＰ法は、研摩剤を
用いて絶縁膜の表面を機械的に研摩し、平坦化する近年
注目されている技術であるが、設備が高価であるという
欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の層間絶縁膜の平
坦化技術には種々のものがあるが、上記したような欠点
がある。そこで、本発明は、そのような欠点のない層間
絶縁膜の形成方法を提供することを目的としている。
坦化技術には種々のものがあるが、上記したような欠点
がある。そこで、本発明は、そのような欠点のない層間
絶縁膜の形成方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、凹凸のある半導体基板上に第１のSiO2
膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に薄いSi3N4
膜を形成する工程と、前記耐酸化性膜上の全面に多結晶
シリコン膜を形成する工程と、前記多結晶シリコン膜を
エッチバックし前記第１のSiO2膜の凹部に残す工程と、
前記多結晶シリコン膜を熱酸化することにより、前記第
１のSiO2膜の凹部に第２のSiO2膜を形成する工程とを有
し、前記層間絶縁膜が前記第１および第２のSiO2膜から
成ることを特徴としている。
解決するために、凹凸のある半導体基板上に第１のSiO2
膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に薄いSi3N4
膜を形成する工程と、前記耐酸化性膜上の全面に多結晶
シリコン膜を形成する工程と、前記多結晶シリコン膜を
エッチバックし前記第１のSiO2膜の凹部に残す工程と、
前記多結晶シリコン膜を熱酸化することにより、前記第
１のSiO2膜の凹部に第２のSiO2膜を形成する工程とを有
し、前記層間絶縁膜が前記第１および第２のSiO2膜から
成ることを特徴としている。
【０００６】
【作用】上述の手段のように、前記第１のSiO2膜の凹部
に残した多結晶シリコンを熱酸化すると、その膜厚が約
２倍の第２のSiO2膜が形成されるので、絶縁膜の段差を
小さくし、平坦化を達成できる。
に残した多結晶シリコンを熱酸化すると、その膜厚が約
２倍の第２のSiO2膜が形成されるので、絶縁膜の段差を
小さくし、平坦化を達成できる。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例に係る層間絶縁膜の形成方
法を図１〜図４を参照しながら説明する。まず、図１に
示すように、半導体基板１１上に７０００Å程度のＬＯ
ＣＯＳ酸化膜１２を形成し、次に４０００Å程度の多結
晶シリコンから成るゲート電極１３を形成した後に、全
面を覆うように３０００Å程度の第１のSiO2膜１４を形
成する。このとき、段差が８０００Å程度あるとする
と、その上にＬＰＣＶＤ法により、１０００Å程度のSi
3N4膜１５と４０００Å程度の多結晶シリコン膜１６を
堆積し、さらに１μｍ程度のレジスト膜１７を塗布す
る。
法を図１〜図４を参照しながら説明する。まず、図１に
示すように、半導体基板１１上に７０００Å程度のＬＯ
ＣＯＳ酸化膜１２を形成し、次に４０００Å程度の多結
晶シリコンから成るゲート電極１３を形成した後に、全
面を覆うように３０００Å程度の第１のSiO2膜１４を形
成する。このとき、段差が８０００Å程度あるとする
と、その上にＬＰＣＶＤ法により、１０００Å程度のSi
3N4膜１５と４０００Å程度の多結晶シリコン膜１６を
堆積し、さらに１μｍ程度のレジスト膜１７を塗布す
る。
【０００８】次に、図２に示すように、レジスト膜１７
および多結晶シリコン膜１６を、O2＋CF4＋SF6ガスを用
いて、上記段差の１/２程度までエッチングする。すな
わち、多結晶シリコン膜１６を６０００Å程度（最初に
多結晶シリコン膜１６が露出してからのエッチング量）
エッチングする。これにより、多結晶シリコン膜１６
は、第１のSiO2膜１４の凹部に残る。ここで、Si3N4膜
１５はエッチングの終点検出に利用している。なお、レ
ジスト膜１７の代わりに、ＳＯＧ膜を使用してエッチバ
ックしてもよい。
および多結晶シリコン膜１６を、O2＋CF4＋SF6ガスを用
いて、上記段差の１/２程度までエッチングする。すな
わち、多結晶シリコン膜１６を６０００Å程度（最初に
多結晶シリコン膜１６が露出してからのエッチング量）
エッチングする。これにより、多結晶シリコン膜１６
は、第１のSiO2膜１４の凹部に残る。ここで、Si3N4膜
１５はエッチングの終点検出に利用している。なお、レ
ジスト膜１７の代わりに、ＳＯＧ膜を使用してエッチバ
ックしてもよい。
【０００９】次いで、図３に示すように、残ったレジス
ト膜１７を除去する。そして、図４に示すように、多結
晶シリコン膜１６を９５０℃〜１０００℃で熱酸化する
ことにより、SiO2膜に変化させ、第２のSiO2膜１８を形
成する。第２のSiO2膜１８は、多結晶シリコン膜１６の
膜厚の２倍程度になるので、第１のSiO2膜１４および第
２のSiO2膜１８から成る層間絶縁膜１９の段差は非常に
小さくなる。ここで、第１のSiO2膜１４上にSi3N4膜１
５があるので、O2の拡散によってゲート電極１３が酸化
されるのが防止される。なお、酸化温度が低いか、第１
のSiO2膜１４がある程度厚ければ、このSi3N4膜１５の
形成を省略できる。
ト膜１７を除去する。そして、図４に示すように、多結
晶シリコン膜１６を９５０℃〜１０００℃で熱酸化する
ことにより、SiO2膜に変化させ、第２のSiO2膜１８を形
成する。第２のSiO2膜１８は、多結晶シリコン膜１６の
膜厚の２倍程度になるので、第１のSiO2膜１４および第
２のSiO2膜１８から成る層間絶縁膜１９の段差は非常に
小さくなる。ここで、第１のSiO2膜１４上にSi3N4膜１
５があるので、O2の拡散によってゲート電極１３が酸化
されるのが防止される。なお、酸化温度が低いか、第１
のSiO2膜１４がある程度厚ければ、このSi3N4膜１５の
形成を省略できる。
【００１０】この後は、層間絶縁膜１９の所定部分にコ
ンタクト孔を形成し、層間絶縁膜１９上にＡｌ配線等を
形成する。このように、本発明によれば、前記第１のSi
O2膜１４の凹部に多結晶シリコン１６を残し、その多結
晶シリコン１６を熱酸化することにより、その膜厚が約
２倍の第２のSiO2膜が形成しているので、段差の非常に
小さい層間絶縁膜１９を形成することができる。
ンタクト孔を形成し、層間絶縁膜１９上にＡｌ配線等を
形成する。このように、本発明によれば、前記第１のSi
O2膜１４の凹部に多結晶シリコン１６を残し、その多結
晶シリコン１６を熱酸化することにより、その膜厚が約
２倍の第２のSiO2膜が形成しているので、段差の非常に
小さい層間絶縁膜１９を形成することができる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体基板１１上に形成した第１のSiO2膜１４の凹部に
多結晶シリコン１６を残し、その多結晶シリコン１６を
熱酸化することにより、その膜厚を約２倍とした第２の
SiO2膜が形成し、その第１のSiO2膜１４と第２のSiO2膜
１８とで層間絶縁膜１９を構成しているので段差の非常
に小さい層間絶縁膜が得られるとともに、従来の方法で
問題となったクラックの発生やコンタクト抵抗の増大等
を抑止することができる。
半導体基板１１上に形成した第１のSiO2膜１４の凹部に
多結晶シリコン１６を残し、その多結晶シリコン１６を
熱酸化することにより、その膜厚を約２倍とした第２の
SiO2膜が形成し、その第１のSiO2膜１４と第２のSiO2膜
１８とで層間絶縁膜１９を構成しているので段差の非常
に小さい層間絶縁膜が得られるとともに、従来の方法で
問題となったクラックの発生やコンタクト抵抗の増大等
を抑止することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る層間絶縁膜の形成方法
を説明する第１の断面図である。
を説明する第１の断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る層間絶縁膜の形成方法
を説明する第２の断面図である。
を説明する第２の断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る層間絶縁膜の形成方法
を説明する第３の断面図である。
を説明する第３の断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る層間絶縁膜の形成方法
を説明する第４の断面図である。
を説明する第４の断面図である。
【図５】従来例に係る層間絶縁膜の形成方法を説明する
断面図である。
断面図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 多層配線における層間絶縁膜の形成方法
において、 凹凸のある基体上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜上の全面に半導体膜を形成する工程
と、 前記半導体膜をエッチバックし前記第１の絶縁膜の凹部
に残す工程と、 前記半導体膜を熱酸化することにより、前記第１の絶縁
膜の凹部に第２の絶縁膜を形成する工程とを有し、前記
層間絶縁膜が前記第１および第２の絶縁膜から成ること
を特徴とした層間絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】 多層配線における層間絶縁膜の形成方法
において、 凹凸のある基体上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜上に耐酸化性膜を形成する工程と、 前記耐酸化性膜上の全面に半導体膜を形成する工程と、 前記半導体膜をエッチバックし前記第１の絶縁膜の凹部
に残す工程と、 前記半導体膜を熱酸化することにより、前記第１の絶縁
膜の凹部に第２の絶縁膜を形成する工程とを有し、前記
層間絶縁膜が前記第１および第２の絶縁膜から成ること
を特徴とした層間絶縁膜の形成方法。 - 【請求項３】 多層配線における層間絶縁膜の形成方法
において、 凹凸のある半導体基板上に第１のSiO2膜を形成する工程
と、 前記第１の絶縁膜上に薄いSi3N4膜を形成する工程と、 前記耐酸化性膜上の全面に多結晶シリコン膜を形成する
工程と、 前記多結晶シリコン膜をエッチバックし前記第１のSiO2
膜の凹部に残す工程と、 前記多結晶シリコン膜を熱酸化することにより、前記第
１のSiO2膜の凹部に第２のSiO2膜を形成する工程とを有
し、前記層間絶縁膜が前記第１および第２のSiO2膜から
成ることを特徴とした層間絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6134399A JPH088249A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6134399A JPH088249A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088249A true JPH088249A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15127494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6134399A Pending JPH088249A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088249A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08204150A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-09 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| KR100230386B1 (ko) * | 1996-11-22 | 1999-11-15 | 윤종용 | 금속 층간절연막 형성방법 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP6134399A patent/JPH088249A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08204150A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-09 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| KR100230386B1 (ko) * | 1996-11-22 | 1999-11-15 | 윤종용 | 금속 층간절연막 형성방법 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051206 |
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