JPH09129728A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置およびその製造方法Info
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- JPH09129728A JPH09129728A JP28485995A JP28485995A JPH09129728A JP H09129728 A JPH09129728 A JP H09129728A JP 28485995 A JP28485995 A JP 28485995A JP 28485995 A JP28485995 A JP 28485995A JP H09129728 A JPH09129728 A JP H09129728A
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Abstract
回路装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 複数の半導体素子が形成されている基体
9の上に層間絶縁膜11を形成した後、CMP法を使用
して層間絶縁膜11を平坦化する工程と、CMP法によ
り研磨キズが形成された層間絶縁膜11の表面に絶縁膜
12を形成することにより研磨キズを被覆する工程と、
層間絶縁膜11および絶縁膜12の選択的な領域にスル
ーホール14を形成した後、絶縁膜12の表面に配線層
15を形成する工程とを有するものである。
Description
置およびその製造方法に関する。
高速化および低消費電力化などを行うために種々の検討
がなされている。
置の層間絶縁膜の製造方法について検討した。以下は、
本発明者によって検討された技術であり、その概要は次
のとおりである。
基板の上に層間絶縁膜を形成した後、化学的機械研磨
(CMP:Chemical Mechanical Polishing)法を使用し
て層間絶縁膜を研磨して平坦化を行っている。
縁膜の研磨キズを防止するために、軟らかいパッドを用
いた仕上げ研磨を行っている。
の形成技術について記載されている文献としては、例え
ば平成元年11月2日、(株)プレスジャーナル発行、
「’90最新半導体プロセス技術」p291〜p295
に記載されているものがある。
導体集積回路装置の層間絶縁膜の製造方法において、仕
上げ研磨の顕著な効果を達成することができないと共に
仕上げ研磨を採用するとスループットの低下の原因とな
ることにより、研磨キズを防止した層間絶縁膜の平坦化
作業が困難となっている。
化処理において、層間絶縁膜の研磨キズによる上層配線
のショートおよび層間絶縁膜の耐圧低下を防止するため
に、軟らかいパッドを用いた仕上げ研磨を用いるしか方
法がない。
の平坦化処理において、前述したように層間絶縁膜にお
ける研磨キズの発生を防止することができないことによ
り、研磨キズによる上層配線のショートおよび層間絶縁
膜の耐圧低下を防止することが困難となっている。
造できる半導体集積回路装置およびその製造方法を提供
することにある。
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。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
製造方法は、複数の半導体素子が形成されている基体の
上に層間絶縁膜などの第1の絶縁膜を形成した後、CM
P法を使用して第1の絶縁膜を平坦化する工程と、CM
P法により研磨キズが形成された第1の絶縁膜の表面に
第2の絶縁膜を形成することにより研磨キズを被覆する
工程と、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜の選択的な領
域にスルーホールを形成した後、第1の絶縁膜に形成さ
れている研磨キズを被覆している第2の絶縁膜の表面に
配線層を形成する工程とを有するものである。
の製造方法によれば、第2の絶縁膜は、研磨キズが形成
されている層間絶縁膜などの第1の絶縁膜の表面に形成
されるものであることにより、研磨キズを埋め込む状態
をもって被覆することができるので、層間絶縁膜などの
第1の絶縁膜の上に形成される配線層が研磨キズを介し
てショートするのを防止できると共に層間絶縁膜などの
第1の絶縁膜の耐圧の低下を防止することができる。
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
る半導体集積回路装置の製造工程を示す断面図である。
同図を用いて、本発明の半導体集積回路装置およびその
製造方法を具体的に説明する。
リコン単結晶からなる半導体基板1の表面の選択的な領
域である素子分離領域に熱酸化処理を用いて酸化シリコ
ン膜からなるフィールド絶縁膜2を形成する。なお、図
示を省略しているがフィールド絶縁膜2の下に反転防止
用のチャネルストッパ層を形成している。
膜2によって囲まれた活性領域に酸化シリコンからなる
ゲート絶縁膜3を形成し、このゲート絶縁膜3の上に多
結晶シリコンからなるゲート電極4を形成する。ゲート
電極4は、半導体基板1の上に多結晶シリコン膜および
酸化シリコン膜からなる絶縁膜5を順次堆積し、これら
を順次エッチングして形成する。その後、ゲート電極4
の側壁に例えば酸化シリコンなどからなるサイドウォー
ル絶縁膜6を形成する。
どのn型の不純物をイオン注入してソースおよびドレイ
ンとなるn型の半導体領域7を形成する。
上に絶縁膜8を形成する。絶縁膜8は、例えばCVD
(Chemical Vapor Deposition)法により形成した酸化シ
リコン膜などを使用することができる。
は、半導体基板1にnチャネルMOSFETを形成した
形態であるが、半導体基板1にpチャネルMOSFE
T、バイポーラトランジスタ、容量素子などの種々の半
導体素子を形成した態様を採用することができる。
工程は、先行技術を種々組み合わせて行えるものであ
る。本発明の半導体集積回路装置およびその製造方法の
主要部は、半導体集積回路装置の配線構造における層間
絶縁膜を形成することにある。このことを踏まえて、今
後の図示を簡便化するために、前述した製造工程によっ
て形成した半導体基板1をスターティングマテリアルと
してpチャネルMOSFETを形成したものを基体9と
して包括的に図示し、内部構造を有する基体9における
内部構造を省略すると共に図示上の寸法を縮小して示す
ことにする。
成されている絶縁膜8の表面に1層目の配線層10を形
成する。1層目の配線層10は、例えばタングステン層
をスパッタリング法により例えば0.5μm程度の膜厚を
もって形成する。この配線層10の他の態様としては、
例えばアルミニウム層、多結晶シリコン層またはそれら
の層と高融点金属層を積層化したものなどの電気導電性
のあるものを使用することができる。
領域に、絶縁膜8に設けられているスルーホールを通し
て電気接続されている配線層を含んでおり、n型半導体
領域7と電気接続される配線層などをも含んでいる。
グラフィ技術および選択エッチング技術を用いて1層目
の配線層10をパターン化する。
10を被覆するように全面に層間絶縁膜11を形成す
る。層間絶縁膜11は、TEOS(テトラエトキシシラ
ン)と酸素の反応(TEOS系反応)を採用したCVD
法によってステップカバレッジの優れている層間絶縁膜
11を例えば1.5μm程度の膜厚をもって形成する。な
お、層間絶縁膜11の他の態様としては、CVD法を用
いた酸化シリコン膜などを使用することができる。
の表面に凹凸があるので、平坦化処理としてCMP法を
使用して層間絶縁膜11の表面を研磨する作業を行い、
例えば0.5μm程度の膜厚をもって平坦化された層間絶
縁膜11を形成する。この場合、層間絶縁膜11のCM
P法を使用した平坦化処理は、複数回行うことにより、
平坦度が高い層間絶縁膜11を形成することができる。
面に研磨キズが形成されるが、平坦化された層間絶縁膜
11を形成することができる。
の表面に絶縁膜12を形成する。
塗布装置による回転塗布法を使用したSOG(Spin On
Glass)膜を例えば0.3μm程度の膜厚をもって形成す
る。この場合、SOG膜は、回転塗布法により形成して
いることにより、表面が平坦化された絶縁膜12を形成
することができる。
4.0以下の誘電率の有機材料からなる有機シランなどの
低誘電率の絶縁体を用いることにより、下層配線層と上
層配線層との間に介在している絶縁膜としての電気特性
を優れたものとすることができる。
はCVD法を使用した製造工程により、有機材料を使用
した絶縁膜または無機材料を使用した絶縁膜を組み合わ
せて積層構造の絶縁膜とすることができる。
ている層間絶縁膜11の表面に形成されるものであるこ
とにより、研磨キズを埋め込むことができるので、後述
する層間絶縁膜11の上に形成される配線層が研磨キズ
を介してショートするのを防止できると共に層間絶縁膜
11の耐圧の低下を防止することができる。
表面に形成されるものであることにより、層間絶縁膜1
1のステップカバレッジ不足によるボイドを埋め込むこ
とができるので、層間絶縁膜11およびその上に形成さ
れる配線層の電気特性を優れたものにすることができ
る。
面にフォトレジスト膜13を形成した後、フォトリソグ
ラフィ技術および選択エッチング技術を用いて、フォト
レジスト膜13をマスクとして絶縁膜12および層間絶
縁膜11を選択的にエッチングすることにより、スルー
ホール14を例えば0.5μm程度の直径をもって形成す
る。
た絶縁膜である場合、異方性アッシャ処理を行うことに
より、スルーホール14の側壁の有機材料からなる領域
が無機化するのを防止することができるので、優れた電
気特性を有する絶縁膜12とすることができる。
ォトレジスト膜13を取り除いた後、スルーホール14
を有する層間絶縁膜11および絶縁膜12の上に2層目
の配線層15を形成する。
パッタリング法により例えば1.0μm程度の膜厚をもっ
て形成する。この配線層15の他の態様としては、例え
ばアルミニウム層、多結晶シリコン層またはそれらの層
と高融点金属層を積層化したものなどの電気導電性のあ
るものを使用することができる。
エッチング技術を用いて配線層15をパターン化する。
は、層間絶縁膜11に形成されている研磨キズが絶縁膜
12により被覆されていることにより、CMP法による
層間絶縁膜11の平坦化処理における研磨キズを原因と
した配線層15のショート不良の発生を防止できるの
で、配線層15のショート歩留りは100%とすること
ができる。
に必要に応じて積層させた後、表面保護膜を形成するこ
と(図示を省略)により、半導体集積回路装置の製造工
程を終了する。
置の製造方法は、複数の半導体素子が形成されている基
体9の上に層間絶縁膜11を形成した後、CMP法を使
用して層間絶縁膜11を平坦化する工程と、CMP法に
より研磨キズが形成された層間絶縁膜11の表面に絶縁
膜12を形成することにより研磨キズを被覆する工程
と、層間絶縁膜11および絶縁膜12の選択的な領域に
スルーホール14を形成した後、層間絶縁膜11に形成
されている研磨キズを被覆している絶縁膜12の表面に
配線層15を形成する工程とを有するものである。
路装置の製造方法によれば、絶縁膜12は、研磨キズが
形成されている層間絶縁膜11の表面に形成されるもの
であることにより、研磨キズを埋め込む状態をもって被
覆することができるので、層間絶縁膜11の上に形成さ
れる配線層15が研磨キズを介してショートするのを防
止できると共に層間絶縁膜11の耐圧の低下を防止する
ことができる。
の製造方法によれば、CMP法により発生する層間絶縁
膜11の研磨キズを防止するために、軟らかいパッドを
用いた仕上げ研磨を行う必要がないことにより、スルー
プットの低下を防止できるので、高性能な半導体集積回
路装置を容易に製造することができる。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態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。
域は、SOI(Silicon on Insulator)基板における半
導体領域などを使用することができ、MOSFET、C
MOSFETおよびバイポーラトランジスタなどの種々
の半導体素子を組み合わせた態様の半導体集積回路装置
およびその製造方法とすることができる。
う絶縁膜は、下層配線層と上層配線層との間に介在して
いる層間絶縁膜以外に半導体基板の上に形成されている
絶縁膜などの種々の絶縁膜に適用できる。
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。
造方法は、複数の半導体素子が形成されている基体の上
に層間絶縁膜などの第1の絶縁膜を形成した後、CMP
法を使用して層間絶縁膜などの第1の絶縁膜を平坦化す
る工程と、CMP法により研磨キズが形成された第1の
絶縁膜の表面に第2の絶縁膜を形成することにより研磨
キズを被覆する工程と、第1の絶縁膜および第2の絶縁
膜の選択的な領域にスルーホールを形成した後、第1の
絶縁膜に形成されている研磨キズを被覆している第2の
絶縁膜の表面に配線層を形成する工程とを有するもので
ある。
の製造方法によれば、第2の絶縁膜は、研磨キズが形成
されている層間絶縁膜などの第1の絶縁膜の表面に形成
されるものであることにより、研磨キズを埋め込む状態
をもって被覆することができるので、第1の絶縁膜の上
に形成される配線層が研磨キズを介してショートするの
を防止できると共に第1の絶縁膜の耐圧の低下を防止す
ることができる。
造方法によれば、CMP法により発生する層間絶縁膜な
どの第1の絶縁膜の研磨キズを防止するために、軟らか
いパッドを用いた仕上げ研磨を行う必要がないことによ
り、スループットの低下を防止できるので、高性能な半
導体集積回路装置を容易に製造することができる。
置の製造工程を示す断面図である。
置の製造工程を示す断面図である。
置の製造工程を示す断面図である。
置の製造工程を示す断面図である。
置の製造工程を示す断面図である。
置の製造工程を示す断面図である。
置の製造工程を示す断面図である。
置の製造工程を示す断面図である。
置の製造工程を示す断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 複数の半導体素子が設けられている基体
の上のCMP法により平坦化された第1の絶縁膜と、前
記第1の絶縁膜の表面に設けられている第2の絶縁膜
と、前記第2の絶縁膜の表面に設けられている配線層と
を有することを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記第1の絶縁膜は、層間絶縁膜であることを特
徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置において、前記第2の絶縁膜は、SOG膜であるこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置において、前記第2の絶縁膜は、有機
材料を用いた絶縁膜であることを特徴とする半導体集積
回路装置。 - 【請求項5】 複数の半導体素子が形成されている基体
の上に第1の絶縁膜を形成した後、CMP法を使用して
前記第1の絶縁膜を平坦化する工程と、 前記第1の絶縁膜の表面に第2の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1の絶縁膜および第2の絶縁膜の選択的な領域に
スルーホールを形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上に配線層を形成する工程とを有する
半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項6】 複数の半導体素子が形成されている基体
の表面に第1の配線層を形成する工程と、 前記第1の配線層の表面に層間絶縁膜となる第1の絶縁
膜を形成した後、CMP法を使用して第1の絶縁膜を平
坦化する工程と、 前記第1の絶縁膜の表面に第2の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1の絶縁膜および第2の絶縁膜の選択的な領域に
スルーホールを形成する工程と、 前記第2の絶縁膜の表面に第2の配線層を形成する工程
とを有する半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項7】 請求項5または6記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、前記第2の絶縁膜は、回転塗
布法を使用して形成する絶縁膜であることを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項8】 請求項5〜7のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法において、前記第2の絶縁
膜は、有機材料を用いた絶縁膜であることを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項9】 請求項5〜8のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法において、前記第2の絶縁
膜は、有機材料を用いた絶縁膜であり、前記第1の絶縁
膜および第2の絶縁膜にスルーホールを形成する際に、
異方性アッシャ処理を行うことを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP28485995A JP3523731B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09129728A true JPH09129728A (ja) | 1997-05-16 |
JP3523731B2 JP3523731B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
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---|---|
JP (1) | JP3523731B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0887848A1 (en) * | 1997-06-27 | 1998-12-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Process of removing CMP scratches in a dielectric layer by a reflow step, and integrated circuit chip formed thereby |
WO1999000838A1 (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-07 | Hitachi, Ltd. | Method for fabricating semiconductor integrated circuit device |
KR100350111B1 (ko) * | 2000-02-22 | 2002-08-23 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 장치의 배선 및 이의 제조 방법 |
-
1995
- 1995-11-01 JP JP28485995A patent/JP3523731B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO1999000838A1 (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-07 | Hitachi, Ltd. | Method for fabricating semiconductor integrated circuit device |
KR100350111B1 (ko) * | 2000-02-22 | 2002-08-23 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 장치의 배선 및 이의 제조 방법 |
US7012335B2 (en) | 2000-02-22 | 2006-03-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device wiring and method of manufacturing the same |
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