JPH1027792A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH1027792A
JPH1027792A JP8182410A JP18241096A JPH1027792A JP H1027792 A JPH1027792 A JP H1027792A JP 8182410 A JP8182410 A JP 8182410A JP 18241096 A JP18241096 A JP 18241096A JP H1027792 A JPH1027792 A JP H1027792A
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信広 寺田
Nagataka Tominaga
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、層間絶縁膜を構成する下層のP−TE
OS膜205は、一定のRFパワーを印加することによ
り形成していた。この形成方法によると、上層の絶縁膜
(O3TEOS膜207)を含めた層間絶縁膜の形状
が、急峻(段差が大きく、勾配が急である。)になって
しまい、その結果、層間絶縁膜上に形成する上層のメタ
ル配線のカバレッジが悪くなってしまうという問題があ
った。 【解決手段】 本発明は、上述した問題点を解決するた
めになされた半導体装置の製造方法であり、その要旨と
するところは、層間絶縁膜を構成する下層の絶縁膜を、
形成条件を変化させながら形成することである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関するものであり、特に層間絶縁膜の形成方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、層間絶縁膜として2種類のTEO
S(tetra ethyl ortho silicate)膜を使用するものが
あった。このようなTEOS膜を使用した半導体装置
は、例えば図2に示すような処理フローで形成されてい
た。
【0003】まず、半導体基体201(この半導体基体
とは、半導体基板そのものでも良いし、半導体基板と半
導体基板上に形成されたいくつかの膜とを含めたもので
も良い。)上に、アルミニウム等のメタル材料を堆積さ
せた後、フォトリソグラフィによりこのメタル材料を所
定の形状にパターンニングし、メタル配線203を形成
する。このメタル配線203間の幅は、約1.4μmで
ある。
【0004】次に、プラズマ励起によるCVD法によ
り、下層の層間絶縁膜であるP−TEOS膜(プラズマ
TEOS膜)205を約2000Å形成する。P−TE
OS膜を形成するための条件は、図3に示す通りであ
る。すなわち、P−TEOS膜の形成初期の時点から形
成終了時点まで(約17秒間)、プラズマを励起するた
めのRFパワーは一定の値(この例では400W)であ
る。
【0005】その後、このP−TEOS膜205上に、
常圧CVD法により上層の層間絶縁膜であるO3TEO
S(オゾンTEOS膜)207を約8000Å形成す
る。
【0006】O3TEOS膜207を形成するための条
件は、図4に示すとおりである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような方法では、メタル配線203間における層間絶
縁膜の形状が、図5の拡大断面図に示すように急峻(段
差が大きく、勾配が急である。)になってしまう。その
結果、層間絶縁膜上に形成する上層のメタル配線のカバ
レッジが悪くなってしまうという問題があった。また、
上層のメタル配線を形成するためのパターンニング工程
において、不要なメタル配線材料が、段差部(メタル配
線203間に位置する層間絶縁膜上)に残り易くなって
しまうという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
点を解決するためになされた半導体装置の製造方法であ
り、その代表的なものは、半導体基体上に所定形状にパ
ターニングされた配線層を形成する工程と、前記配線層
上を含む前記半導体基体上に、形成条件を変化させなが
ら第1の絶縁層を形成する工程と、前記第1の絶縁層上
に第2の絶縁層を形成する工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図6を用いて説明する。
【0010】まず、半導体基体601(この半導体基体
とは、半導体基板そのものでも良いし、半導体基板と半
導体基板上に形成されたいくつかの膜とを含めたもので
も良い。一例として、半導体基体601は、半導体基板
と半導体基板上部に形成されたBPSG膜を含んでい
る。)上に、アルミニウム等のメタル材料を堆積させた
後、フォトリソグラフィによりこのメタル材料を所定の
形状にパターンニングし、メタル配線603を形成す
る。このメタル配線603間の幅は、約1.4μmであ
る。
【0011】次に、図1に示した条件に従いプラズマ励
起によるCVD法を行い、下層の層間絶縁膜であるP−
TEOS膜(プラズマTEOS膜)605を約2000
Å形成する。図1に示した条件とは、P−TEOS膜6
05の形成初期から形成終了時期に至るまでの間に、プ
ラズマ励起のためのRFパワーを段階的に低下させると
いうものである。具体的には、図1に示すように、形成
初期ではRFパワーを400Wととして(約8秒間)、
その後このRFパワーを300W(3秒間)、200W
(3秒間)、100W(3秒間)、0Wというように段
階的に変化させる。このようにRFパワーを段階的に低
下させる期間を、以下ランプダウン期間と呼ぶ。
【0012】以上のように、形成条件(RFパワー)を
変化させながらP−TEOS膜605を形成すると、P
−TEOS膜505の表層部の膜質が、次工程で形成す
るO3TEOS(オゾンTEOS膜)膜607の形成レ
ート(デポレート)を増大させるような膜質になる。す
なわち、P−TEOS膜605の表層部の膜質が、O3
TEOS膜607の段差形状がなめらかになるような膜
質となる。
【0013】続いて、このP−TEOS膜605上に、
常圧CVD法により上層の層間絶縁膜であるO3TEO
S膜(オゾンTEOS膜)607を形成する。このとき
のO3TEOS膜507の形成条件は、図4に示すとお
りである。
【0014】このとき、O3TEOS膜607の形成レ
ートは、P−TEOS膜605の影響により、従来と比
べて大きくなる。以上の工程により、層間絶縁膜の形成
を終了する。この時点での拡大断面図を図7に示す。
【0015】なお、P−TEOS膜の膜厚は、RFラン
プダウン期間を設けても、あまり変化しない。(本実施
の形態では、約2000Åである。)よって、本発明に
よれば、P−TEOS膜の膜厚を変化させることなく、
層間絶縁膜の膜厚を厚くすることができる。
【0016】次に、形成された層間絶縁膜の評価につい
て説明する。
【0017】図8は、層間絶縁膜の形状の評価を行うた
めのパラメータを説明する図である。
【0018】図8において、θは層間絶縁膜の段差角
度、aは層間絶縁膜の膜厚、bは段差を示す。なお、層
間絶縁膜の膜厚aは、P−TEOS膜の膜厚約2000
Åを含んでいる。
【0019】従来の方法を使用した場合、段差角度θは
約95度、層間絶縁膜の膜厚aは約1.02μm、段差
bは約0.85μmであった。それに対して、本発明の
実施形態によれば、段差角度θは約129度、層間絶縁
間の膜厚aは約1.35μm、段差bは約0.42μm
であった。
【0020】このように本発明を使用して形成した層間
絶縁膜は、段差が低減され、段差角度が増大している。
つまり、本発明を使用した場合、層間絶縁膜の形状が従
来に比較して明らかになだらかになっている。このこと
は図7に示した拡大断面図を見ても明らかである。
【0021】次に、ランプダウン期間におけるRFパワ
ー印加時間と、層間絶縁膜の形状との関係について、図
9、図10を用いて説明する。
【0022】図9は、層間絶縁膜の膜厚aと、段差b
と、ランプダウン期間の各RFパワー印加時間との関係
を示す図である。ランプダウン期間におけるRFパワー
印加時間とは、例えば、時間9秒は、RFパワー400
Wを8秒間、300Wを3秒間、200Wを3秒間、1
00Wを3秒間印加することを意味する。同様にして、
時間6秒は、RFパワー400Wを11秒間、300W
を2秒間、200Wを2秒間、100Wを2秒間印加す
ることを意味する。
【0023】図10は、段差角度θと、ランプダウン期
間におけるRFパワー印加時間との関係を示す図であ
る。
【0024】時間0秒、すなわち従来と同様の方法を使
用した場合、段差bは約0.86μm、層間絶縁膜の膜
厚aが約1.02μm、段差角度θが約78度である。
【0025】ランプダウン期間におけるRFパワー印加
時間が3秒の場合、段差bは約0.58μm、層間絶縁
膜の膜厚aが約1.03μm、段差角度θが約91度で
ある。
【0026】ランプダウン期間におけるRFパワー印加
時間が6秒の場合、段差bは約0.52μm、層間絶縁
膜の膜厚aが約1.24μm、段差角度θが約120度
である。
【0027】ランプダウン期間におけるRFパワー印加
時間が9秒の場合、段差bは約0.42μm、層間絶縁
膜の膜厚aが約1.35μm、段差角度θが約129度
である。
【0028】以上の結果から、RFパワーを段階的に低
下させ、かつRFパワー印加時間を長くするに従って、
段差bが低減し、段差角度θ、層間絶縁膜の膜厚aが増
加していることがわかる。このことは、本発明を使用す
ることにより、形状がなだらかな層間絶縁膜が得られる
ことを意味し、結果として、層間絶縁膜上に形成する上
層のメタル配線のカバレッジが良くなることが期待でき
る。さらに、上層のメタル配線を形成するためのパター
ンニング工程において、不要なメタル配線材料が、段差
部(メタル配線603間に位置する層間絶縁膜上)に残
ることを防止することが期待できる。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の代
表的なものによれば、次のような効果を奏することがで
きる。
【0030】すなわち、本発明によれば、形成条件を変
化させながら第1の絶縁層を形成するようにしたので、
その後にこの第1の絶縁層上に形成する第2の絶縁層の
形成状態が改善される。よって、層間絶縁膜(第1の絶
縁層、第2の絶縁層)の形状がなだらかになり、結果と
して、層間絶縁膜上に形成する上層のメタル配線のカバ
レッジが良くなる。さらに、上層のメタル配線を形成す
るためのパターンニング工程において、不要なメタル配
線材料が、段差部に残ることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるP−TEOS膜の形成条件を示
す図。
【図2】従来の半導体装置の製造方法を示す図。
【図3】従来のP−TEOS膜の形成条件を示す図。
【図4】O3TEOS膜の形成条件を示す図。
【図5】従来の製造方法によって製造された半導体装置
の拡大断面図。
【図6】本発明における半導体装置の製造方法を示す
図。
【図7】本発明の製造方法によって製造された半導体装
置の拡大断面図。
【図8】層間絶縁膜の形状の評価を行うためのパラメー
タを説明する図である。
【図9】ランプダウン期間におけるRFパワー印加時間
と層間絶縁膜の形状との関係を示す図。
【図10】ランプダウン期間におけるRFパワー印加時
間と層間絶縁膜の形状との関係を示す図。
【符号の説明】
601・・・半導体基体 603・・・メタル配線 605・・・P−TEOS膜 607・・・O3TEOS膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)半導体基体上に所定形状にパター
    ニングされた配線層を形成する工程と、 (b)前記配線層上を含む前記半導体基体上に、形成条
    件を変化させながら第1の絶縁層を形成する工程と、 (c)前記第1の絶縁層上に第2の絶縁層を形成する工
    程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記(b)工程は、RFパワーを段階的
    に低下させながら前記第1の絶縁層を形成することを特
    徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第1の絶縁層はプラズマTEOS膜
    であり、前記第2の絶縁層はオゾンTEOS膜であるこ
    とを特徴とする請求項1もしくは2いずれか記載の半導
    体装置の製造方法。
JP8182410A 1996-07-11 1996-07-11 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH1027792A (ja)

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