JPH06196574A - Fabrication of semiconductor device - Google Patents
Fabrication of semiconductor deviceInfo
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- JPH06196574A JPH06196574A JP16405693A JP16405693A JPH06196574A JP H06196574 A JPH06196574 A JP H06196574A JP 16405693 A JP16405693 A JP 16405693A JP 16405693 A JP16405693 A JP 16405693A JP H06196574 A JPH06196574 A JP H06196574A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に、層間絶縁膜にＳＯＧ（Spin OnGlass)膜を
用いた半導体装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device using an SOG (Spin On Glass) film as an interlayer insulating film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置の製造プロセスに
おいて、デバイスの高集積化及び高速化に伴い、横方向
でのスケールダウン並びに縦方向での多層配線化が進め
られている。これらの結果、デバイス表面の段差部のア
スペクト比が大きくなり、縦方向での多層化によるパタ
ーン段差部における配線の段切れを低減させる技術、即
ち、デバイス表面を平坦化する技術が重要になってきて
いる。2. Description of the Related Art In the process of manufacturing a semiconductor device such as an LSI, the scale-down in the horizontal direction and the multilayer wiring in the vertical direction have been promoted along with the high integration and high speed of the device. As a result of these, the aspect ratio of the stepped portion on the device surface becomes large, and a technique for reducing disconnection of wiring in the pattern stepped portion due to multilayering in the vertical direction, that is, a technique for flattening the device surface becomes important. ing.
【０００３】この平坦化技術の１つにＳＯＧ膜を用いる
ものがある。この技術は、シラノール系の化合物を有機
溶剤に溶かした溶液（ＳＯＧ溶液）を回転塗布法により
基板上に塗布し、これを熱処理することによって、溶剤
の蒸発並びにシラノール基の脱水縮合反応を起こさせ、
無機質のＳｉＯ2 膜を形成させるものである。この時、
ＳＯＧ溶液は、液体であるために、段差の底部にも充分
に行き渡り、これを回転塗布することにより優れた平坦
性を得ることができる。One of the flattening techniques uses an SOG film. In this technology, a solution (SOG solution) in which a silanol-based compound is dissolved in an organic solvent is applied on a substrate by a spin coating method, and then heat-treated to cause evaporation of the solvent and dehydration condensation reaction of silanol groups. ,
This is for forming an inorganic SiO 2 film. At this time,
Since the SOG solution is a liquid, the SOG solution sufficiently spreads to the bottom of the step, and by applying the SOG solution by spin coating, excellent flatness can be obtained.
【０００４】一方、上述のような方法によりＳｉＯ2 膜
を形成する場合、完全なＳｉＯ2 膜を得るためには９０
０℃以上の高温で焼成する必要があるが、半導体装置の
場合、特に、アルミ配線形成後では、そのような高温で
熱処理することができないため、上述の方法により形成
されたＳＯＧ膜は極めて脆弱であり、通常、ＣＶＤ法に
より形成した別の絶縁膜によりそのＳＯＧ膜を上下から
挟み込む構造で層間絶縁膜を構成する。On the other hand, when the SiO 2 film is formed by the above-mentioned method, 90% is required to obtain a complete SiO 2 film.
Although it is necessary to bake at a high temperature of 0 ° C. or higher, in the case of a semiconductor device, the SOG film formed by the above-described method is extremely fragile because the heat treatment cannot be performed at such a high temperature especially after forming aluminum wiring. Therefore, the interlayer insulating film is usually formed by a structure in which the SOG film is vertically sandwiched by another insulating film formed by the CVD method.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】更に、ＳＯＧ膜を用い
た従来の方法では、ＳＯＧ溶液を塗布した後の熱処理
を、主としてウェハへの汚染を防止する目的から、殆ど
の場合、窒素雰囲気のような不活性雰囲気中で行ってい
た。ところが、この熱処理を不活性雰囲気中で行うと、
ＳＯＧ溶液中のシラノール基の脱水縮合反応を完結させ
ることが困難であり、その結果生成されたＳＯＧ膜の膜
質が極めて悪く、後に吸水や脱離ガスが生じ易いという
問題があった。Further, in the conventional method using the SOG film, the heat treatment after coating the SOG solution is almost always performed in a nitrogen atmosphere in order to prevent contamination of the wafer. I was going in an inert atmosphere. However, if this heat treatment is performed in an inert atmosphere,
There is a problem that it is difficult to complete the dehydration condensation reaction of the silanol groups in the SOG solution, and the quality of the SOG film formed as a result is extremely poor, and water absorption or desorbed gas is likely to occur later.
【０００６】そして、３層構造の層間絶縁膜の場合で
も、下層配線へのビアコンタクトのためのビアホールや
半導体基板へのコンタクトのためのコンタクトホールを
開孔すると、そのビアホールやコンタクトホールの側面
にＳＯＧ膜が露出するため、このＳＯＧ膜の吸水や脱離
ガスが原因となって、ビアホールやコンタクトホールを
埋め込む金属配線材料のスパッタ不良が生じ、この結
果、配線不良が生じるという問題があった。Even in the case of an interlayer insulating film having a three-layer structure, when a via hole for via contact to the lower layer wiring or a contact hole for contact to the semiconductor substrate is opened, the side surface of the via hole or contact hole is formed. Since the SOG film is exposed, water absorption or desorption gas of this SOG film causes spatter failure of the metal wiring material filling the via holes and contact holes, resulting in a problem of wiring failure.
【０００７】そこで、本発明の目的は、吸水や脱離ガス
の少ないＳＯＧ膜を容易に形成することができる半導体
装置の製造方法を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can easily form an SOG film with less water absorption and desorption gas.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による半導体装置の製造方法では、絶縁
膜を形成すべき下地の上にＳＯＧ溶液を塗布し、このＳ
ＯＧ溶液が塗布された半導体装置を酸化雰囲気中で熱処
理することにより、層間絶縁膜の少なくとも一部である
前記絶縁膜としてＳＯＧ膜を形成する。In order to solve the above-mentioned problems, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an SOG solution is applied onto a base on which an insulating film is to be formed, and this S
The semiconductor device coated with the OG solution is heat-treated in an oxidizing atmosphere to form an SOG film as the insulating film that is at least a part of the interlayer insulating film.
【０００９】本発明の好ましい態様においては、前記酸
化雰囲気が、２％以上の酸素を含有する。In a preferred aspect of the present invention, the oxidizing atmosphere contains 2% or more oxygen.
【００１０】また、更に好ましくは、前記酸化雰囲気が
オゾンを含有する。Further preferably, the oxidizing atmosphere contains ozone.
【００１１】本発明の更に好ましい態様においては、前
記ＳＯＧ膜の上に、前記層間絶縁膜の一部を構成する第
２の絶縁膜をＣＶＤ法により形成する。In a further preferred aspect of the present invention, a second insulating film forming a part of the interlayer insulating film is formed on the SOG film by a CVD method.
【００１２】本発明の更に好ましい態様においては、前
記層間絶縁膜にコンタクトのホールパターンを形成した
後、この半導体装置を第２の酸化雰囲気中で熱処理す
る。In a further preferred aspect of the present invention, after forming a contact hole pattern in the interlayer insulating film, the semiconductor device is heat-treated in a second oxidizing atmosphere.
【００１３】その場合、更に好ましくは、前記第２の酸
化雰囲気が、２％以上の酸素を含有する。In that case, more preferably, the second oxidizing atmosphere contains 2% or more of oxygen.
【００１４】また、更に好ましくは、前記第２の酸化雰
囲気がオゾンを含有する。Further preferably, the second oxidizing atmosphere contains ozone.
【００１５】また、本発明の一態様においては、層間絶
縁膜を形成すべき下地の上に第１の絶縁膜をＣＶＤ法に
より形成し、この第１の絶縁膜の上にＳＯＧ溶液を塗布
し、このＳＯＧ溶液が塗布された半導体装置を酸化雰囲
気中で熱処理することにより、前記第１の絶縁膜ととも
に層間絶縁膜の少なくとも一部を構成する第２の絶縁膜
としてＳＯＧ膜を形成する。Further, according to one aspect of the present invention, a first insulating film is formed on a base on which an interlayer insulating film is to be formed by a CVD method, and an SOG solution is applied on the first insulating film. By heat-treating the semiconductor device coated with this SOG solution in an oxidizing atmosphere, an SOG film is formed as a second insulating film that constitutes at least a part of the interlayer insulating film together with the first insulating film.
【００１６】その場合、好ましくは、前記酸化雰囲気
が、２％以上の酸素を含有する。In that case, preferably, the oxidizing atmosphere contains 2% or more of oxygen.
【００１７】また、更に好ましくは、前記酸化雰囲気が
オゾンを含有する。Further, more preferably, the oxidizing atmosphere contains ozone.
【００１８】また、更に好ましくは、前記ＳＯＧ膜の上
に、前記層間絶縁膜の一部を構成する第３の絶縁膜をＣ
ＶＤ法により形成する。Further preferably, a third insulating film forming a part of the interlayer insulating film is formed on the SOG film by C.
It is formed by the VD method.
【００１９】また、更に好ましくは、前記層間絶縁膜に
コンタクトのホールパターンを形成した後、この半導体
装置を第２の酸化雰囲気中で熱処理する。More preferably, after forming a contact hole pattern in the interlayer insulating film, the semiconductor device is heat-treated in a second oxidizing atmosphere.
【００２０】その場合、更に好ましくは、前記第２の酸
化雰囲気が、２％以上の酸素を含有する。In that case, more preferably, the second oxidizing atmosphere contains 2% or more of oxygen.
【００２１】また、更に好ましくは、前記第２の酸化雰
囲気がオゾンを含有する。Further, more preferably, the second oxidizing atmosphere contains ozone.
【００２２】[0022]
【作用】例えば不活性ガスに酸素やオゾンを混合した酸
化雰囲気中でＳＯＧ溶液の熱処理を行うと、シラノール
基の脱水縮合反応が促進され、これにより、吸水や脱離
ガスが少ないＳＯＧ膜を形成することが可能となる。When the SOG solution is heat-treated in an oxidizing atmosphere in which oxygen or ozone is mixed with an inert gas, the dehydration condensation reaction of silanol groups is promoted, thereby forming an SOG film with less water absorption and desorption gas. It becomes possible to do.
【００２３】[0023]
【実施例】図１に、ＳＯＧ溶液の示差熱分析の結果の一
例を示す。同図において、曲線Ａは、本発明の方法によ
り酸化雰囲気中で熱処理を行った場合のＳＯＧ溶液の吸
熱／発熱挙動であり、曲線Ｂは、従来の方法により窒素
雰囲気中で熱処理を行った場合のＳＯＧ溶液の吸熱／発
熱挙動である。図中、横軸は温度、縦軸は示差熱分析装
置（ＤＴＡ）の熱電対の出力電圧を夫々示す。EXAMPLE FIG. 1 shows an example of the results of differential thermal analysis of an SOG solution. In the same figure, curve A shows the endothermic / exothermic behavior of the SOG solution when heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere by the method of the present invention, and curve B shows heat treatment in a nitrogen atmosphere by a conventional method. 2 is an endothermic / exothermic behavior of the SOG solution of FIG. In the figure, the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents the output voltage of the thermocouple of the differential thermal analyzer (DTA).
【００２４】同図から分かるように、本発明の方法によ
り熱処理を行うと、６０℃付近にＳＯＧ溶液の溶剤の蒸
発による吸熱ピーク、３３０℃付近にシラノール基の脱
水縮合反応による発熱ピークが夫々見られる。これに対
し、従来の方法では、溶剤の蒸発による吸熱ピークは見
られるものの、シラノール基の脱水縮合反応による発熱
ピークは見られない。この結果から、本発明の方法を用
いると、ＳＯＧ溶液のシラノール基の脱水縮合反応を、
従来の方法と比較して、より完全に行うことが可能であ
ることが分かる。As can be seen from the figure, when the heat treatment was carried out by the method of the present invention, an endothermic peak due to the evaporation of the solvent of the SOG solution was observed at around 60 ° C, and an exothermic peak due to the dehydration condensation reaction of the silanol group was observed around 330 ° C. To be On the other hand, in the conventional method, the endothermic peak due to the evaporation of the solvent is seen, but the exothermic peak due to the dehydration condensation reaction of the silanol group is not seen. From this result, the dehydration condensation reaction of the silanol group of the SOG solution was performed by using the method of the present invention.
It turns out that it can be done more completely compared to conventional methods.
【００２５】なお、Ａｌ配線の酸化は、４００〜４５０
℃以下の熱処理ではそれ程問題にならない。The oxidation of Al wiring is 400 to 450.
Heat treatment at a temperature of ℃ or less does not cause a problem.
【００２６】本発明で用いる酸化雰囲気は、酸素を２％
以上含有しているのが好ましく、酸素ガス１００％のも
の、若しくは、酸素ガスと窒素又はアルゴン等の不活性
ガスとの混合ガスを用いることができる。また、オゾン
を含有しているのがより好ましく、酸素とオゾンの混合
ガス、若しくは、酸素とオゾンと窒素又はアルゴン等の
不活性ガスとの混合ガスを用いるのがより好ましい。更
に、空気を用いることも可能であるが、その場合には、
例えば露点が−１００℃程度に乾燥させたものを用いる
のが好ましい。The oxidizing atmosphere used in the present invention contains 2% oxygen.
It is preferable to contain the above, and a gas containing 100% oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and an inert gas such as nitrogen or argon can be used. Further, it is more preferable to contain ozone, and it is more preferable to use a mixed gas of oxygen and ozone, or a mixed gas of oxygen and ozone and an inert gas such as nitrogen or argon. Further, it is also possible to use air, but in that case,
For example, it is preferable to use one that has been dried to a dew point of about -100 ° C.
【００２７】また、本発明の方法によれば、ＳＯＧ膜を
Ａｌ等の金属配線の上に直接形成することも可能であ
り、ＳＯＧ膜の優れた平坦性を生かすことができるが、
既述したように、この種のＳＯＧ膜は一般的に機械的強
度が低いので、このＳＯＧ膜の上下の一方又は両方にＣ
ＶＤ法により別の絶縁膜を形成し、その機械的強度を補
強するのが好ましい。その場合、コンタクトのためのホ
ールパターンをその別の絶縁膜とＳＯＧ膜に形成した
後、更に、酸化雰囲気中で熱処理を行うことにより、ビ
アホールやコンタクトホール側面のＳＯＧ膜の表面から
の吸水や脱離ガスをより低減させるのが好ましい。Further, according to the method of the present invention, the SOG film can be directly formed on the metal wiring such as Al, and the excellent flatness of the SOG film can be utilized.
As described above, since this type of SOG film generally has low mechanical strength, C is formed on one side or both sides of this SOG film.
It is preferable to form another insulating film by the VD method to reinforce its mechanical strength. In that case, after forming a hole pattern for the contact in the other insulating film and the SOG film, heat treatment is further performed in an oxidizing atmosphere to absorb or remove water from the surface of the SOG film on the side surface of the via hole or the contact hole. It is preferable to further reduce the outgassing.
【００２８】次に、本発明の半導体装置の製造方法を説
明する。Next, a method of manufacturing the semiconductor device of the present invention will be described.
【００２９】図２は、本発明の第１の実施例による半導
体装置の製造方法を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
【００３０】まず、図２（ａ）に示すように、半導体基
板上に形成された絶縁膜（下地絶縁膜）１の上に下層の
Ａｌ配線２を所定パターンに形成する。この後、ＳＯＧ
溶液を回転塗布し、これに、精製窒素８０％と精製酸素
２０％を混合した酸化雰囲気中で４５０℃、３０分間の
熱処理を施し、ＳＯＧ膜４を形成する。First, as shown in FIG. 2A, a lower Al wiring 2 is formed in a predetermined pattern on an insulating film (base insulating film) 1 formed on a semiconductor substrate. After this, SOG
The solution is spin-coated and heat-treated at 450 ° C. for 30 minutes in an oxidizing atmosphere in which purified nitrogen 80% and purified oxygen 20% are mixed to form the SOG film 4.
【００３１】次に、図２（ｂ）に示すように、エッチバ
ックを行って、このＳＯＧ膜４の平坦性を向上させる。Next, as shown in FIG. 2B, etch back is performed to improve the flatness of the SOG film 4.
【００３２】次に、図２（ｃ）に示すように、このＳＯ
Ｇ膜４の上にシリコン酸化膜５をプラズマＣＶＤ法によ
り形成した後、これらのシリコン酸化膜５及びＳＯＧ膜
４に、ホトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用い
て、ビアホール７を開孔する。この後、上層のＡｌ配線
６をスパッタ法により形成する。Next, as shown in FIG.
After the silicon oxide film 5 is formed on the G film 4 by the plasma CVD method, the via hole 7 is opened in the silicon oxide film 5 and the SOG film 4 by using the photolithography technique and the etching technique. After that, the upper Al wiring 6 is formed by the sputtering method.
【００３３】この時、本実施例の方法によれば、ＳＯＧ
膜４を形成するための焼成を、酸素を含有する酸化雰囲
気中で行っているので、従来のような窒素雰囲気中で行
った場合と比較して、シラノール基の脱水縮合反応をよ
り完全に行うことができ、このため、従来よりも吸水や
脱離ガスの少ないＳＯＧ膜４を形成することができる。
この結果、上層のＡｌ配線６をスパッタ法により形成す
る時に、ビアホール７の側面に露出しているＳＯＧ膜４
における吸水や脱離ガスが従来よりも少なくなって、こ
のビアホール７の内部でのスパッタ不良を少なくするこ
とができ、この部分での導通不良を低減することができ
る。At this time, according to the method of this embodiment, the SOG
Since the firing for forming the film 4 is performed in the oxidizing atmosphere containing oxygen, the dehydration condensation reaction of the silanol group is more completely performed as compared with the case of performing it in the conventional nitrogen atmosphere. Therefore, it is possible to form the SOG film 4 with less water absorption and desorption gas than in the past.
As a result, when the upper Al wiring 6 is formed by the sputtering method, the SOG film 4 exposed on the side surface of the via hole 7 is formed.
Since the amount of water absorbed and the desorbed gas in the case 1 are smaller than in the conventional case, it is possible to reduce the sputtering failure inside the via hole 7 and to reduce the conduction failure in this portion.
【００３４】図３に、本発明の第２の実施例による半導
体装置の製造方法を示す。FIG. 3 shows a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
【００３５】まず、図３（ａ）に示すように、半導体基
板上に形成された絶縁膜（下地絶縁膜）１の上に下層の
Ａｌ配線２を所定パターンに形成し、この後、プラズマ
ＣＶＤ法により、１層目のシリコン酸化膜３を厚さ３０
００Å程度に形成する。First, as shown in FIG. 3A, a lower Al wiring 2 is formed in a predetermined pattern on an insulating film (base insulating film) 1 formed on a semiconductor substrate, and then plasma CVD is performed. The first silicon oxide film 3 to a thickness of 30
Form to about 00Å.
【００３６】次に、図３（ｂ）に示すように、この上に
ＳＯＧ溶液を回転塗布し、これに、精製窒素８０％と精
製酸素２０％を混合した酸化雰囲気中で４５０℃、３０
分間の熱処理を施し、２層目の絶縁膜としてのＳＯＧ膜
４を形成する。この後、必要に応じてエッチバック処理
を施した後、このＳＯＧ膜４の上に、プラズマＣＶＤ法
により、３層目のシリコン酸化膜５を厚さ６５００Å程
度に形成する。Next, as shown in FIG. 3 (b), an SOG solution was spin-coated on this, and the mixture was mixed with 80% purified nitrogen and 20% purified oxygen in an oxidizing atmosphere at 450 ° C. for 30 minutes.
Heat treatment is performed for a minute to form the SOG film 4 as the second insulating film. After that, an etch back process is performed if necessary, and then a third-layer silicon oxide film 5 is formed on the SOG film 4 by a plasma CVD method to a thickness of about 6500Å.
【００３７】次に、図３（ｃ）に示すように、ホトリソ
グラフィ技術及びエッチング技術を用いてシリコン酸化
膜５、ＳＯＧ膜４及びシリコン酸化膜３にビアホール８
を開孔した後、更に、精製窒素８０％と精製酸素２０％
を混合した酸化雰囲気中で４５０℃、３０分間の熱処理
を施す。Next, as shown in FIG. 3C, a via hole 8 is formed in the silicon oxide film 5, the SOG film 4 and the silicon oxide film 3 by using the photolithography technique and the etching technique.
After opening the hole, 80% purified nitrogen and 20% purified oxygen.
Heat treatment is performed at 450 ° C. for 30 minutes in an oxidizing atmosphere in which
【００３８】本実施例においては、層間絶縁膜を構成す
るシリコン酸化膜５、ＳＯＧ膜４及びシリコン酸化膜３
にビアホール８を開孔した後、更に、酸素を含有する酸
化雰囲気中で熱処理を施すことにより、ビアホール８の
側面に露出したＳＯＧ膜４の部分におけるシラノール基
の脱水縮合反応を更に完全に行うことができて、この部
分での吸水や脱離ガスを更に少なくすることができる。
従って、この後、上層のＡｌ配線をスパッタ法により成
膜する時に、このビアホール８の内部でのスパッタ不良
をより少なくすることができて、この部分での導通不良
をより確実に防止することができる。In this embodiment, the silicon oxide film 5, the SOG film 4 and the silicon oxide film 3 which constitute the interlayer insulating film are formed.
After the via hole 8 is formed in the via hole, heat treatment is further performed in an oxygen-containing oxidizing atmosphere to more completely perform the dehydration condensation reaction of the silanol group in the portion of the SOG film 4 exposed on the side surface of the via hole 8. As a result, water absorption and desorbed gas in this portion can be further reduced.
Therefore, after that, when the upper Al wiring is formed by the sputtering method, the sputtering failure inside the via hole 8 can be further reduced, and the conduction failure in this portion can be more surely prevented. it can.
【００３９】図４に、本発明の第３の実施例による半導
体装置の製造方法を示す。FIG. 4 shows a method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.
【００４０】まず、図４（ａ）に示すように、半導体基
板上に形成された絶縁膜（下地絶縁膜）１の上に下層の
Ａｌ配線２を所定パターンに形成し、この後、プラズマ
ＣＶＤ法により、１層目のシリコン酸化膜３を厚さ３０
００Å程度に形成する。First, as shown in FIG. 4A, a lower Al wiring 2 is formed in a predetermined pattern on an insulating film (base insulating film) 1 formed on a semiconductor substrate, and then plasma CVD is performed. The first silicon oxide film 3 to a thickness of 30
Form to about 00Å.
【００４１】次に、図４（ｂ）に示すように、この上に
ＳＯＧ溶液を回転塗布し、これに、窒素８０％、オゾン
０．８％及び酸素１９．２％を混合した酸化雰囲気中で
４５０℃、３０分間の熱処理を施し、２層目の絶縁膜と
してのＳＯＧ膜４を形成する。Next, as shown in FIG. 4 (b), an SOG solution was spin-coated on this and mixed with 80% nitrogen, 0.8% ozone and 19.2% oxygen in an oxidizing atmosphere. Then, heat treatment is performed at 450 ° C. for 30 minutes to form the SOG film 4 as the second insulating film.
【００４２】次に、図４（ｃ）に示すように、ＳＯＧ膜
４のエッチバックを行い、下層のＡｌ配線２の上のＳＯ
Ｇ膜４を除去して、このＡｌ配線２の上面を露出させ
る。Next, as shown in FIG. 4C, the SOG film 4 is etched back to remove the SO on the lower Al wiring 2.
The G film 4 is removed to expose the upper surface of the Al wiring 2.
【００４３】次に、図４（ｄ）に示すように、全面に厚
さ６５００Å程度の３層目のシリコン酸化膜５をプラズ
マＣＶＤ法により形成した後、シリコン酸化膜５及び３
に、ホトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用い
て、ビアホール７を開孔し、この後、上層のＡｌ配線６
をスパッタ法により形成する。Next, as shown in FIG. 4D, a third layer of silicon oxide film 5 having a thickness of about 6500Å is formed on the entire surface by plasma CVD, and then the silicon oxide films 5 and 3 are formed.
Then, the via hole 7 is opened by using the photolithography technique and the etching technique, and then the upper Al wiring 6 is formed.
Are formed by a sputtering method.
【００４４】本実施例の方法によれば、ＳＯＧ膜４を形
成するための焼成を、オゾンを含有する酸化雰囲気中で
行っているので、酸素のみによる酸化雰囲気を用いた場
合と比較して、シラノール基の脱水縮合反応をより効率
的に行うことができる。このため、この焼成を、例えば
酸素プラズマを用いることなく、常圧でも効率的に行う
ことができ、従って、現存の装置をそのまま使用できる
という利点を有する。According to the method of this embodiment, since the firing for forming the SOG film 4 is performed in the oxidizing atmosphere containing ozone, compared with the case of using the oxidizing atmosphere containing only oxygen, The dehydration condensation reaction of silanol groups can be performed more efficiently. Therefore, there is an advantage that this firing can be efficiently performed even at atmospheric pressure without using, for example, oxygen plasma, and therefore the existing apparatus can be used as it is.
【００４５】図５に、本発明の第４の実施例による半導
体装置の製造方法を示す。FIG. 5 shows a method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention.
【００４６】この実施例では、上述した第３の実施例に
おいてＳＯＧ膜４のエッチバック工程を省略した以外は
同じ手順で、下層のＡｌ配線２、１層目のシリコン酸化
膜３、２層目のＳＯＧ膜４及び３層目のシリコン酸化膜
５を形成した後、シリコン酸化膜５、ＳＯＧ膜４及びシ
リコン酸化膜３からなる層間絶縁膜に、ホトリソグラフ
ィ技術及びエッチング技術を用いて、ビアホール８を開
孔し、この後、窒素８０％、オゾン０．８％及び酸素１
９．２％を混合した酸化雰囲気中で４５０℃、３０分間
の熱処理を施す。しかる後、上層のＡｌ配線（図示せ
ず）を形成する。In this embodiment, the lower layer Al wiring 2, the first silicon oxide film 3, the second silicon oxide film 3 and the second layer are formed by the same procedure as in the third embodiment except that the etching back step of the SOG film 4 is omitted. After the SOG film 4 and the third-layer silicon oxide film 5 are formed, a via hole 8 is formed in the interlayer insulating film including the silicon oxide film 5, the SOG film 4, and the silicon oxide film 3 by using the photolithography technique and the etching technique. And then 80% nitrogen, 0.8% ozone and 1% oxygen.
Heat treatment is performed at 450 ° C. for 30 minutes in an oxidizing atmosphere mixed with 9.2%. After that, an upper Al wiring (not shown) is formed.
【００４７】本実施例の方法によれば、層間絶縁膜を構
成するシリコン酸化膜５、ＳＯＧ膜４及びシリコン酸化
膜３にビアホール８を開孔した後、更に、オゾンを含有
する酸化雰囲気中で熱処理を施すことにより、ビアホー
ル８の側面に露出したＳＯＧ膜４の部分におけるシラノ
ール基の脱水縮合反応をより効率的に行うことができ
る。According to the method of this embodiment, after the via hole 8 is formed in the silicon oxide film 5, the SOG film 4 and the silicon oxide film 3 which constitute the interlayer insulating film, the via hole 8 is further placed in an oxidizing atmosphere containing ozone. By performing the heat treatment, the dehydration condensation reaction of the silanol groups in the portion of the SOG film 4 exposed on the side surface of the via hole 8 can be performed more efficiently.
【００４８】[0048]
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、ＳＯＧ溶液を塗布した後、これを酸化雰囲気中で熱
処理することにより、従来の窒素雰囲気中で熱処理した
場合と比較して、ＳＯＧ溶液中のシラノール基の脱水縮
合反応をより完全に行うことができ、吸水や脱離ガスが
少ない良質のＳＯＧ膜を得ることができる。According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, after applying the SOG solution, the SOG solution is heat-treated in an oxidizing atmosphere, so that the SOG solution is heat-treated in a conventional nitrogen atmosphere. The dehydration condensation reaction of the silanol groups in the solution can be performed more completely, and a good quality SOG film with less water absorption and desorption gas can be obtained.
【００４９】このため、特に、層間絶縁膜に形成するビ
アホールやコンタクトホール内に露出したＳＯＧ膜の部
分における吸水や脱離ガスを低減させることができ、こ
の結果、これらのホール内に形成する上層配線材料のス
パッタ不良等を低減することができて、配線の導通不良
を防止することができる。Therefore, in particular, it is possible to reduce water absorption and desorbed gas in the portion of the SOG film exposed in the via hole and contact hole formed in the interlayer insulating film, and as a result, the upper layer formed in these holes can be reduced. Sputtering defects of the wiring material can be reduced, and wiring continuity defects can be prevented.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】酸化雰囲気中で熱処理を行った場合と窒素雰囲
気中で熱処理を行った場合のＳＯＧ溶液の示差熱分析の
結果を比較して示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing a comparison of the results of differential thermal analysis of SOG solutions when heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere and when heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere.
【図２】本発明の第１の実施例による半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
【図３】本発明の第２の実施例による半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
【図４】本発明の第３の実施例による半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention in the order of steps.
【図５】本発明の第４の実施例による半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention in the order of steps.
１ 下地絶縁膜 ２ Ａｌ配線（下層配線） ３ シリコン酸化膜 ４ ＳＯＧ膜 ５ シリコン酸化膜 ６ Ａｌ配線（上層配線） ７、８ ビアホール 1 Base Insulating Film 2 Al Wiring (Lower Layer Wiring) 3 Silicon Oxide Film 4 SOG Film 5 Silicon Oxide Film 6 Al Wiring (Upper Layer Wiring) 7, 8 Via Hole
Claims (14)
液を塗布し、このＳＯＧ溶液が塗布された半導体装置を
酸化雰囲気中で熱処理することにより、層間絶縁膜の少
なくとも一部である前記絶縁膜としてＳＯＧ膜を形成す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。1. An SOG solution is applied onto a base on which an insulating film is to be formed, and the semiconductor device to which the SOG solution is applied is heat-treated in an oxidizing atmosphere to form at least a part of the interlayer insulating film. A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises forming an SOG film as an insulating film.
す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。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the oxidizing atmosphere contains 2% or more of oxygen.
を特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造
方法。3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the oxidizing atmosphere contains ozone.
一部を構成する第２の絶縁膜をＣＶＤ法により形成する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半
導体装置の製造方法。4. The second insulating film forming a part of the interlayer insulating film is formed on the SOG film by a CVD method, according to any one of claims 1 to 3. Of manufacturing a semiconductor device of.
ターンを形成した後、この半導体装置を第２の酸化雰囲
気中で熱処理することを特徴とする請求項１〜４の何れ
か１項に記載の半導体装置の製造方法。5. The semiconductor device is heat-treated in a second oxidizing atmosphere after forming a contact hole pattern in the interlayer insulating film, according to any one of claims 1 to 4. Manufacturing method of semiconductor device.
を含有することを特徴とする請求項５に記載の半導体装
置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the second oxidizing atmosphere contains 2% or more of oxygen.
ることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置
の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the second oxidizing atmosphere contains ozone.
の絶縁膜をＣＶＤ法により形成し、この第１の絶縁膜の
上にＳＯＧ溶液を塗布し、このＳＯＧ溶液が塗布された
半導体装置を酸化雰囲気中で熱処理することにより、前
記第１の絶縁膜とともに層間絶縁膜の少なくとも一部を
構成する第２の絶縁膜としてＳＯＧ膜を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。8. A first layer on a base on which an interlayer insulating film is to be formed.
Of the first insulating film is formed by a CVD method, an SOG solution is applied onto the first insulating film, and the semiconductor device applied with the SOG solution is heat-treated in an oxidizing atmosphere. At the same time, a SOG film is formed as a second insulating film forming at least a part of the interlayer insulating film, and a method of manufacturing a semiconductor device.
することを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製
造方法。9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the oxidizing atmosphere contains 2% or more of oxygen.
とを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体装置の製
造方法。10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the oxidizing atmosphere contains ozone.
の一部を構成する第３の絶縁膜をＣＶＤ法により形成す
ることを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載
の半導体装置の製造方法。11. The third insulating film forming a part of the interlayer insulating film is formed on the SOG film by a CVD method, according to any one of claims 8 to 10. Of manufacturing a semiconductor device of.
パターンを形成した後、この半導体装置を第２の酸化雰
囲気中で熱処理することを特徴とする請求項８〜１１の
何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。12. The semiconductor device according to claim 8, wherein after forming a contact hole pattern in the interlayer insulating film, the semiconductor device is heat-treated in a second oxidizing atmosphere. Manufacturing method of semiconductor device.
素を含有することを特徴とする請求項１２に記載の半導
体装置の製造方法。13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the second oxidizing atmosphere contains 2% or more of oxygen.
することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の半導
体装置の製造方法。14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the second oxidizing atmosphere contains ozone.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16405693A JPH06196574A (en) | 1992-11-05 | 1993-06-07 | Fabrication of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32115592 | 1992-11-05 | ||
| JP4-321155 | 1992-11-05 | ||
| JP16405693A JPH06196574A (en) | 1992-11-05 | 1993-06-07 | Fabrication of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196574A true JPH06196574A (en) | 1994-07-15 |
Family
ID=26489305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16405693A Withdrawn JPH06196574A (en) | 1992-11-05 | 1993-06-07 | Fabrication of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06196574A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6559046B1 (en) | 1994-11-28 | 2003-05-06 | International Business Machines Corporation | Insulator for integrated circuits and process |
-
1993
- 1993-06-07 JP JP16405693A patent/JPH06196574A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6559046B1 (en) | 1994-11-28 | 2003-05-06 | International Business Machines Corporation | Insulator for integrated circuits and process |
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