JPS63157443A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS63157443A JPS63157443A JP30573686A JP30573686A JPS63157443A JP S63157443 A JPS63157443 A JP S63157443A JP 30573686 A JP30573686 A JP 30573686A JP 30573686 A JP30573686 A JP 30573686A JP S63157443 A JPS63157443 A JP S63157443A
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- organic silicon
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- Pending
Links
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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。
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、信頼性の高い多層配線構造を持つ半導体装置
を製造する方法に関する。
を製造する方法に関する。
従来の技術
半導体装置において、信頼性の高い多層配線構造を得る
だめには、金属配線層間の層間膜を平坦化する必要があ
る。従来この平坦化には、エッチバック法やリフトオフ
法が用いられてきた。これらの方法は層間膜が金属配線
間のすきまを完全に埋めることが前提となっている。と
ころが近年、半導体装置の高集積化に伴い、金属配線間
のすきまが狭くなり、そのすきまに絶縁膜を埋め込むこ
とが困難になった。よって上記の方法では平坦化が難し
い。近年、金属配線間の細いすきまにも絶縁膜を埋め込
むことできるバイアススパッタ法が開発されたが、バイ
アススパッタ法には、基板上に形成された素子にダメー
ジを与えるという欠点がある。そこで現在注目を浴びて
いるのがスピンオングラス法と呼ばれる方法である。こ
れは、無機または有機シリコン含有液を基板上に塗布し
熱処理を加えて無機または有機シリコン薄膜を形成する
ものであり、液体の塗布で絶縁膜を形成するために金属
配線間の細いすきまも埋めて平坦化することが可能とな
る。しかし、スピンオングラス法で形成したシＩＪ ”
１ン酸化膜にはクラックや剥離が生じやすいという欠点
があり、スピンオングラス法で形成した有機シリコン薄
膜には、クランクや剥離は生じにくいが絶縁特性が十分
でないという欠点があった。
だめには、金属配線層間の層間膜を平坦化する必要があ
る。従来この平坦化には、エッチバック法やリフトオフ
法が用いられてきた。これらの方法は層間膜が金属配線
間のすきまを完全に埋めることが前提となっている。と
ころが近年、半導体装置の高集積化に伴い、金属配線間
のすきまが狭くなり、そのすきまに絶縁膜を埋め込むこ
とが困難になった。よって上記の方法では平坦化が難し
い。近年、金属配線間の細いすきまにも絶縁膜を埋め込
むことできるバイアススパッタ法が開発されたが、バイ
アススパッタ法には、基板上に形成された素子にダメー
ジを与えるという欠点がある。そこで現在注目を浴びて
いるのがスピンオングラス法と呼ばれる方法である。こ
れは、無機または有機シリコン含有液を基板上に塗布し
熱処理を加えて無機または有機シリコン薄膜を形成する
ものであり、液体の塗布で絶縁膜を形成するために金属
配線間の細いすきまも埋めて平坦化することが可能とな
る。しかし、スピンオングラス法で形成したシＩＪ ”
１ン酸化膜にはクラックや剥離が生じやすいという欠点
があり、スピンオングラス法で形成した有機シリコン薄
膜には、クランクや剥離は生じにくいが絶縁特性が十分
でないという欠点があった。
発明が解決しようとする問題点
信頼性の高い多層配線構造を有する半導体装置を得るた
めには、配線金属層間の層間膜を平坦化する必要がある
。ところが前述の通り、素子の微細化が進んだ現在、従
来の平坦化法では限界にきている。そこで本発明者は従
来の方法の諸欠点を鑑み、今後さらに素子の微細化が進
んでも対応の可能なスピンオングラス法に注目し、スピ
ンオングラス法を用いて平坦化を行うとともに、シリコ
ン酸化膜、有機シリコン薄膜両方の長所を組み合わせて
、絶縁性が高くしかもクラックや剥離が生じない方法を
種々考案研究した結果、本発明を完問題１解決するため
の手段 表面に凹凸含有する半導体基板上に有機シリコン含有液
を塗布し、熱処理を加えた後基板を酸素プラズマ中にさ
らして有機シリコン薄膜表面の有機官能基をはずしシリ
コン酸化膜層と有機シリコン薄膜層の２層構造に変える
。
めには、配線金属層間の層間膜を平坦化する必要がある
。ところが前述の通り、素子の微細化が進んだ現在、従
来の平坦化法では限界にきている。そこで本発明者は従
来の方法の諸欠点を鑑み、今後さらに素子の微細化が進
んでも対応の可能なスピンオングラス法に注目し、スピ
ンオングラス法を用いて平坦化を行うとともに、シリコ
ン酸化膜、有機シリコン薄膜両方の長所を組み合わせて
、絶縁性が高くしかもクラックや剥離が生じない方法を
種々考案研究した結果、本発明を完問題１解決するため
の手段 表面に凹凸含有する半導体基板上に有機シリコン含有液
を塗布し、熱処理を加えた後基板を酸素プラズマ中にさ
らして有機シリコン薄膜表面の有機官能基をはずしシリ
コン酸化膜層と有機シリコン薄膜層の２層構造に変える
。
作用
有機シリコン薄膜を形成後、酸素プラズマにさらしてシ
リコン酸化膜層と有機シリコン薄膜層の２層構造にする
と、下部に有機シリコン薄膜層が存在するためにクラン
クや剥離等が生じにくくなる。また、上部金属配線と接
しているのはシリコン酸化膜なので絶縁特性は十分ある
。このようにして信頼性の高い多層配線構造を持つ半導
体装置が得られる。
リコン酸化膜層と有機シリコン薄膜層の２層構造にする
と、下部に有機シリコン薄膜層が存在するためにクラン
クや剥離等が生じにくくなる。また、上部金属配線と接
しているのはシリコン酸化膜なので絶縁特性は十分ある
。このようにして信頼性の高い多層配線構造を持つ半導
体装置が得られる。
実施例
以下、図面に基づいて本発明について更に詳しく説明す
る。
る。
第１図から第４図は、本発明にかかる半導体装置の製造
方法の一実施例の工程を示す部分拡大断面図である。
方法の一実施例の工程を示す部分拡大断面図である。
第１図において半導体基板１上に選択酸化法を用いてフ
ィールド酸化膜２を形成した後、ゲート岐化膜３、ポリ
７リコンゲート４を順に形成し、イオン打ち込み法によ
りソース、ドレイン領域に拡散層５を設ける。次に、ボ
ロンリンガラスなどの第１層間絶縁膜６全形成し、異方
性エツチングによりコンタクトホール７を形成する。こ
の上に１μ厚の第１アルミ配線８を形成し、第２層間絶
縁膜９を約５ｏｏｏ人形成する。第２層間絶縁膜９とし
ては、プラズマＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜など
が適している。次に有機シリコン含有液を約３０００人
塗布する。有機シリコン含有液としては（Ｃ６Ｈ５）ｎ
Ｓ１（ＯＨ）４−ｎの構造を持つ化合物を含む溶液を用
いる。有機シリコン含有液は細い溝部にも入り込むので
、塗布前にあった基板上の凹凸はほとんどなくすことが
できる。次に半導体基板１に熱処理（室温から数段階に
分けて温度を上げ、最終４６０°Ｃで３０分）を施し有
機シリコン薄膜１０を形成する（第２図）。この後半導
体基板１を酸素プラズマ中に１０分間さらすと、有機シ
リコン薄膜１０の有機官能基が所定の深さまではずれ、
シリコン酸化膜に変化する。よって、最初に形成した有
機シリコン薄膜１０の膜厚が薄いところはほとんどシリ
コン酸化膜１１に変化し、膜厚が厚いところだけがシリ
コン酸化膜１１と有機シリコン薄膜１ｏの２層構造にな
る（第３図）。
ィールド酸化膜２を形成した後、ゲート岐化膜３、ポリ
７リコンゲート４を順に形成し、イオン打ち込み法によ
りソース、ドレイン領域に拡散層５を設ける。次に、ボ
ロンリンガラスなどの第１層間絶縁膜６全形成し、異方
性エツチングによりコンタクトホール７を形成する。こ
の上に１μ厚の第１アルミ配線８を形成し、第２層間絶
縁膜９を約５ｏｏｏ人形成する。第２層間絶縁膜９とし
ては、プラズマＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜など
が適している。次に有機シリコン含有液を約３０００人
塗布する。有機シリコン含有液としては（Ｃ６Ｈ５）ｎ
Ｓ１（ＯＨ）４−ｎの構造を持つ化合物を含む溶液を用
いる。有機シリコン含有液は細い溝部にも入り込むので
、塗布前にあった基板上の凹凸はほとんどなくすことが
できる。次に半導体基板１に熱処理（室温から数段階に
分けて温度を上げ、最終４６０°Ｃで３０分）を施し有
機シリコン薄膜１０を形成する（第２図）。この後半導
体基板１を酸素プラズマ中に１０分間さらすと、有機シ
リコン薄膜１０の有機官能基が所定の深さまではずれ、
シリコン酸化膜に変化する。よって、最初に形成した有
機シリコン薄膜１０の膜厚が薄いところはほとんどシリ
コン酸化膜１１に変化し、膜厚が厚いところだけがシリ
コン酸化膜１１と有機シリコン薄膜１ｏの２層構造にな
る（第３図）。
基板上に配線層間のスルーホール１２を設け、第２アル
ミ配線１３を形成する（第４図）。基板上に有機シリコ
ン含有液？塗布して平坦化を施しであるため、第２アル
ミ配線１３は断線やショートが起こりに〈〈なっている
。しかも第２アルミ配線１３と直接液しているのはシリ
コン酸化膜１１なので絶縁特性は十分ある。また、第１
アルミ配ａ８と第２アルミ配線１３の層間膜の厚いとこ
ろはシリコン酸化膜と有機シリコン薄膜の２層構造にな
っており、下層に有機シリコン薄膜層があるためクラッ
クなどが入りにくい。
ミ配線１３を形成する（第４図）。基板上に有機シリコ
ン含有液？塗布して平坦化を施しであるため、第２アル
ミ配線１３は断線やショートが起こりに〈〈なっている
。しかも第２アルミ配線１３と直接液しているのはシリ
コン酸化膜１１なので絶縁特性は十分ある。また、第１
アルミ配ａ８と第２アルミ配線１３の層間膜の厚いとこ
ろはシリコン酸化膜と有機シリコン薄膜の２層構造にな
っており、下層に有機シリコン薄膜層があるためクラッ
クなどが入りにくい。
本発明による製造方法に用いる有機シリコン含ｉｉはＲ
ｎ５ｉ（ＯＨ）４−ｎ（Ｒ、アルキル基）の構造または
５ｉ（ＯＲ）４（Ｒ：アルキル基）の構造を持った化合
物を含むことが望ましく、中でも本実施例で用いた（Ｃ
６Ｈ５）ｎＳｉ（ＯＨ）４−ｎ’を含む浴液が極めて優
れた特性を示す。
ｎ５ｉ（ＯＨ）４−ｎ（Ｒ、アルキル基）の構造または
５ｉ（ＯＲ）４（Ｒ：アルキル基）の構造を持った化合
物を含むことが望ましく、中でも本実施例で用いた（Ｃ
６Ｈ５）ｎＳｉ（ＯＨ）４−ｎ’を含む浴液が極めて優
れた特性を示す。
発明の効果
本発明による製造方法ゲ用いると、簡単な工程により配
線金属層間の層間膜を平坦化することができる。しかも
シリコン酸化膜と有機シリコン薄膜全組み合わせている
ため、絶縁性が高くクラックや剥離音生じにくぐ、信頼
性の高い半導体装置金得ることができる。
線金属層間の層間膜を平坦化することができる。しかも
シリコン酸化膜と有機シリコン薄膜全組み合わせている
ため、絶縁性が高くクラックや剥離音生じにくぐ、信頼
性の高い半導体装置金得ることができる。
本発明による製造方法は、液体の塗布で平坦化を行って
いるため、今後さらに素子の微細化が進んでも対応でき
る。このような製造方法は他にはなく、極めて産業上価
値の高いものである。
いるため、今後さらに素子の微細化が進んでも対応でき
る。このような製造方法は他にはなく、極めて産業上価
値の高いものである。
第１図から第４図は本発明により半導体装置全製造する
場合の一実施例の工程を示し、第１図は本発明にかかる
製造方法に用いる半導体基板の部分拡大断面図、第２図
は有機シリコン薄膜形成後の半導体基板の部分拡大断面
図、第３図は半導体基板を酸素プラズマにさらした後の
半導体基板の部分拡大断面図、第４図は本発明にかかる
製造方法を用いた後第２アルミ配線全形成した後の半導
体基板の部分拡大断面図でるる。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・フィールド
酸化膜、３・・・・・・ゲート酸化膜、４・・・・・・
ポリシリコンゲート、６・・・・・拡散層、６・・・・
・・第１層間絶縁膜、７・・・・・・コンタクトホール
、８°°゛パ第１アルミ配線、９・・・・・・第２層間
絶縁膜、１ｏ・・・・・・有機シリコン薄膜、１１・・
・・・・シリコンｉ化Ｊ１１！、１２・・・・・・スル
ーホール、１３・・・・・第２アルミ配線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ４、ボリシソコンゲー） Ｑｖ−邦し箇第２図 第３図 第４図
場合の一実施例の工程を示し、第１図は本発明にかかる
製造方法に用いる半導体基板の部分拡大断面図、第２図
は有機シリコン薄膜形成後の半導体基板の部分拡大断面
図、第３図は半導体基板を酸素プラズマにさらした後の
半導体基板の部分拡大断面図、第４図は本発明にかかる
製造方法を用いた後第２アルミ配線全形成した後の半導
体基板の部分拡大断面図でるる。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・フィールド
酸化膜、３・・・・・・ゲート酸化膜、４・・・・・・
ポリシリコンゲート、６・・・・・拡散層、６・・・・
・・第１層間絶縁膜、７・・・・・・コンタクトホール
、８°°゛パ第１アルミ配線、９・・・・・・第２層間
絶縁膜、１ｏ・・・・・・有機シリコン薄膜、１１・・
・・・・シリコンｉ化Ｊ１１！、１２・・・・・・スル
ーホール、１３・・・・・第２アルミ配線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ４、ボリシソコンゲー） Ｑｖ−邦し箇第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 半導体基板上に有機シリコン薄膜を形成する工程と、
有機シリコン薄膜の有機官能基を表面から所定の深さま
ではずす工程により、半導体基板上にシリコン酸化膜層
と有機シリコン薄膜層の２層構造を形成することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30573686A JPS63157443A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30573686A JPS63157443A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63157443A true JPS63157443A (ja) | 1988-06-30 |
Family
ID=17948725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30573686A Pending JPS63157443A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63157443A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04197957A (ja) * | 1990-11-28 | 1992-07-17 | Fuji Tekkosho:Kk | シート状物速度差吸収アキュムレータ |
| US6719919B1 (en) | 1998-12-23 | 2004-04-13 | Micron Technology, Inc. | Composition of matter |
| US7067414B1 (en) | 1999-09-01 | 2006-06-27 | Micron Technology, Inc. | Low k interlevel dielectric layer fabrication methods |
| US7235499B1 (en) | 1999-01-20 | 2007-06-26 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP30573686A patent/JPS63157443A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04197957A (ja) * | 1990-11-28 | 1992-07-17 | Fuji Tekkosho:Kk | シート状物速度差吸収アキュムレータ |
| US6719919B1 (en) | 1998-12-23 | 2004-04-13 | Micron Technology, Inc. | Composition of matter |
| US7235499B1 (en) | 1999-01-20 | 2007-06-26 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods |
| US7067414B1 (en) | 1999-09-01 | 2006-06-27 | Micron Technology, Inc. | Low k interlevel dielectric layer fabrication methods |
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