JPS63169042A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （′産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に多層配線
技術を利用した半導体装置の製造方法に関する。

１促来の技術１ 従来、この種の層間絶縁膜としては、半導体装ｒ・部と
配線間又は多層の配線間とを電気的に分離させるために
、（：　Ｖ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ口
ｅｐｎｓｉＬ　ｉ　ｒ＋　１１　）法により形成された
各種酸化膜が用いられている。特に高融点金属を用いた
多層配線を有する゛ト導体装置の層間絶縁膜としては、
リンヒホウ素を３む酸化膜（以後Ｂ　Ｐ　Ｓ　＜”’、
ｘ膜と記す）が電気的なパッシベーション効果を有し、
素子表面を平滑化させるための流動効果も大であり、耐
湿性の点でも問題がない等の長所を有していることによ
り２用されている。

第３図（ａ）、（ｂ）は従求の半導体装置の製造ＪＴ法
の一例を説明するための半導体チ・ツブの断面図である
。

第３図（ａ＞に示すように、半導体基板１のトに形成し
たＦ層絶縁膜２の上に半導体基板１の他の部分に設けら
れた拡散領域又は多層の配線（図示せず）とのコンタク
ト抵抗を下げるための多結晶シリコン膜３を選択的に形
成し、多結晶シリコン膜３の土に金属配線４を形成する
。次に、ｃｖＩ）法によりＢｒ＋　Ｓ　Ｇ膜９を全面に
形成する。

次に、第３図（１））に示すように、ＢＰＳＧ膜９の１
−に形成しようとする金属配線のアロイ・スパイク防止
およびコンタクト抵抗を下げるための多結晶シリコン膜
１０を形成し、多結晶シリコン１模１０にリンを拡散す
るが、そのときの熱処理により多結晶シリコン膜が膨張
し、針属配線４の端部に大きな勾が加わり、同時に、１
３　Ｐ　Ｓ　Ｇ膜９が流動して２結晶シリコン膜１ｏに
しわを生ずる。

特に金属配線・・１の端部でＢＰ　Ｓ　ｒ−ｖ膜９およ
び多結晶シリコン膜１０が盛上ってしまう。このように
、しわや盛上りを生じた状態で多結晶シリコンｖ！１０
の１−に金属配線を形成すると、金属配線に段切れを生
じ易くなる。

第４図は従来の半導体装置の製造方法の他の例を説明す
るための半導体チ・ツブの断面図であ第７１図に示すよ
うに、多結晶シリコン膜によるしわや盛り上りを１１ｈ
市するためにＢ　ｒ’　Ｓ　Ｇ膜９の（−にＣＶ　ＩＪ
法による酸化珪素膜１１を形成し、酸化珪素膜１１の一
ヒに多結晶シリコン膜１０を形成する５゜ この場な、酸化珪素膜１１の膜厚が薄いと多結晶シリコ
ン膜１０の８５３９１４による影響を受けやすく、膜厚
が厚いと酸化珪素膜■１の緻密化のための熱処理で酸化
珪素膜１１が収縮し金属配線４の側面ツノ向に力が加わ
りＦＩＰＳＧ膜（）の稜線が金属配線・１の中央よりず
れることがある。

１発明が解決しようとする問題点１ １−述した従来の半導体装置の製造方法は、下層の絶縁
股上に形成した配線を覆うＢ　Ｐ　Ｓ　Ｇ膜がしわや盛
上りを生じ、Ｂ　Ｐ　Ｓ　Ｇ股上に形成する配線に段切
れを生じさせなり、Ｂ　Ｐ　Ｓ　Ｇ膜の稜線が配線の中
央よりずれを生じ、Ｂ　Ｐ　Ｓ　Ｇ膜上に配線等を形成
するためのパターン露光で目合わせずれを起し、層間配
線の接続が不良になる等の問題点があった。

本発明の目的は、層間絶縁膜のしわやずれを防１１−シ
、か−ノ゛１／滑性を得る半導体装置の製造方法を提供
することにある。

１問題点を解決するための手段〕 本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板ト、に形
成した下層絶縁膜の上に配線を形成し前記配線を覆う第
１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に
シリコン化合物を主成分としリン及びホウ素を含む溶液
を塗布し焼成して第２の絶縁膜を形成する工程と、反応
性イオンエツチング法により前記配線の側面に傾斜表面
をなして＋ｉｉｒ記第２の絶縁膜が残るように前記第２
の絶縁膜の−・部を除去する工程と、前記半導体基板の
全面に第３の絶縁膜を形成する工程とを含んで構成され
る。

１実施例」 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図（ａ　）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明
するための工程順に示した半導体チヴグの１１１面図で
ある。

第１図（ａ）に示すように、半導体基板１の上に設けた
１７層絶縁膜２の上に多結晶シリコン膜３と″ｔ−結晶
シリコン膜３上の高融点金属配線４とをｊπ択的に形成
し複合配線とする。次に、全面にＣｖｌ）法により酸ｆ
ヒ珪素膜５を形成する。

次に、第１図（［））に示すように、全面にスピンコ−
１・法によりシリコン化合物を主体としリンおよびホウ
素を３む溶液をスピナの回転数が毎分、ｔ　ＯＯｏ〜７
０００回転で塗布することにより平用部で薄く段差部で
厚く堆積させた後約８０　（’）　℃の水蒸気雰囲気中
で熱処理を行い酸化珪素膜５より堅い珪酸ガラス膜すを
形成する。

次に、第１図（Ｃ）に示すように、ｃＦ４＋０２系ガス
の反応性イオンエ・ソヂングにより高融点金属配線４が
露出するまで異方性エツチングを行い多結晶シリコン膜
３および高融点金属配線４の１ｊｌ１面に傾斜表面をな
す珪酸ガラス膜６を残す。

次に、第１図（ｄ）に示すように、プラズマｃ■Ｄ法に
より酸１ヒ珪素膜７を形成する。このように、流動性の
少ない酸化珪素膜５，７および珪酸ガラス膜すてなだら
かな層間絶縁膜が得られる。

第２図（ａ）〜（ｄ＞は本発明の第２の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。

第２図（：Ｌ〉に示すように、半導体基板１の上に設け
た下層絶縁膜２の上に多結晶シリコン膜３と多結晶シリ
コン膜３の上の金属配線８とを選択的に形成した後、多
結晶シリコン膜３と金属配線８を覆う全面にプラズマＣ
ＶＤ法により酸化珪素膜９を形成する。

次に、第２図（ｂ）に示すように、全面にスピンコ−１
・法によりシリコン化合物を主体としリンお、Ｊ、びホ
ウ素をかむ溶液をスピナの回転数が毎分、・１０００−
７０００回転で塗布することにより平坦部で薄く段差部
で厚く堆積させた後、約４５０℃の窒素又は酸素雰囲気
中で熱処理を行い酸化珪素膜９と同程度の堅さの珪酸ガ
ラス膜６を形成する。

次に、第２［ス１（Ｃ）に示すように、ＣＦ４＋０２系
ガスの反応性イオンエ・ソチングにより酸化珪素膜（ン
の膜厚を１・７２〜１７′３とし、多結晶シｊＪ−’ｒ
ン膜３および酸化珪素膜９め側面に傾斜表面をなす珪酸
ガラス膜６を残す。

次に、第２図（（１）に示すように、プラズマＣＶ　ｌ
）法により酸化珪素膜７を全面に酸化珪素膜０の膜厚の
１．／２〜１　、、’　３形成する。

ごの場合、熱処理温度が約４５０℃であるので金属配線
層は高融点金属のみならずアルミニウム等分１重用でき
る利点がある。。

１、発明の効宋」 以上説明したように本発明は、半導休店板上の１・層絶
縁膜の上に形成された配線を覆う絶縁膜を流動性の少な
い材質で形成し、配線側面の段差部に流動性の大きい第
２の絶縁膜で傾斜表面を形成することによって従来の半
導体装置の製造方法で配線りに生ずる層間絶縁膜のしわ
や盛上りに起因−４ｌ°る１−１層配線の断線、露光目
金わせずれによる配線間の接続不良を解消し２ｒ導体装
置の信頼性を向Ｉ−３させる効宋がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための］−程順に示した半導体チップの断面図、第２
図（２Ｌ）〜（ｄ＞は本発明の第２の実施例を説明する
ための工程順に示した半導体チップ°の断面図、第３図
（ａ＞、（ｂ）は従来の半導体装置の製造方法を説明す
るための工程順に示した゛１炙導体チップの断面図、第
４図は従来の半導体装置の製造方法の途中１程を説明す
るための半ｊ、ｌン体チップの断面図である。 １・パ１１導体基板、２・・・下層絶縁膜、３・・・多
結晶シリコン膜、４・・・高融点金属配線、５・・・酸
化珪素膜、６・・・珪酸ガラス膜、７・・・酸化珪素膜
、８・・・金属配線、９・・・［３Ｆ”　Ｓ　Ｇ膜、１
０・・・多結晶シリコン膜、１１・・・酸化珪素膜。 第１図 （ｂ） 筋２凹 第３図 ￥４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上に形成した下層絶縁膜の上に配線を形成し
   前記配線を覆う第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第
   １の絶縁膜の上にシリコン化合物を主成分としリンおよ
   びホウ素を含む溶液を塗布し焼成して第２の絶縁膜を形
   成する工程と、反応性イオンエッチング法により前記配
   線の側面に傾斜表面をなして前記第２の絶縁膜が残るよ
   うに前記第２の絶縁膜の一部を除去する工程と、前記半
   導体基板の全面に第３の絶縁膜を形成する工程とを含む
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。