JP3223522B2 - 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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- JP3223522B2 JP3223522B2 JP11517091A JP11517091A JP3223522B2 JP 3223522 B2 JP3223522 B2 JP 3223522B2 JP 11517091 A JP11517091 A JP 11517091A JP 11517091 A JP11517091 A JP 11517091A JP 3223522 B2 JP3223522 B2 JP 3223522B2
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- silicate glass
- glass film
- semiconductor device
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【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、特に層間絶縁膜として有機シリケートガラス膜を
形成する工程を備えた半導体装置の製造方法に関する。
関し、特に層間絶縁膜として有機シリケートガラス膜を
形成する工程を備えた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高集積化，多層化に伴い、
配線層間の絶縁膜の平坦化は、きわめて重要な課題とな
っている。塗布法による有機シリケートガラス膜は厚膜
を容易に形成でき、すぐれた平坦性を有することから、
金属多層配線の層間絶縁膜の一部として用いられること
が多い。一般に、この種の層間絶縁膜は、第一の酸化
膜，有機シリケートガラス膜，第二の酸化膜から成る三
層構造が多く用いられる。
配線層間の絶縁膜の平坦化は、きわめて重要な課題とな
っている。塗布法による有機シリケートガラス膜は厚膜
を容易に形成でき、すぐれた平坦性を有することから、
金属多層配線の層間絶縁膜の一部として用いられること
が多い。一般に、この種の層間絶縁膜は、第一の酸化
膜，有機シリケートガラス膜，第二の酸化膜から成る三
層構造が多く用いられる。
【０００３】ところが、有機シリケートガラス膜上にそ
のまま第二の酸化膜を形成すると、有機シリケートガラ
ス膜と酸化膜との密着性がきわめて悪く、第二の酸化膜
にはがれを生じる。そこで密着性を良好にするため酸素
プラズマ処理を施し有機シリケートガラス膜表面を無機
化する方法がある。
のまま第二の酸化膜を形成すると、有機シリケートガラ
ス膜と酸化膜との密着性がきわめて悪く、第二の酸化膜
にはがれを生じる。そこで密着性を良好にするため酸素
プラズマ処理を施し有機シリケートガラス膜表面を無機
化する方法がある。
【０００４】従来の形成方法を図面を用いて説明する。
図４は従来の形成方法の一例の縦断面図である。
図４は従来の形成方法の一例の縦断面図である。
【０００５】図４（ａ）は、半導体基盤４１表面の絶縁
膜４２上に形成されたアルミニウム配線４３上に層間絶
縁膜として第一の酸化膜４４が形成され、その表面に有
機シリケートガラス膜４５を塗布法により形成したもの
である。有機シリケートガラス膜中の溶剤を除去するた
め熱処理が施される。次いで、シリケートガラス膜４５
中に酸素プラズマ処理を施す。これにより有機シリケー
トガラス膜４５中の有機成分が除去されて図４（ｂ）に
示すように無機化されたシリケートガラス膜層４６を生
じる。
膜４２上に形成されたアルミニウム配線４３上に層間絶
縁膜として第一の酸化膜４４が形成され、その表面に有
機シリケートガラス膜４５を塗布法により形成したもの
である。有機シリケートガラス膜中の溶剤を除去するた
め熱処理が施される。次いで、シリケートガラス膜４５
中に酸素プラズマ処理を施す。これにより有機シリケー
トガラス膜４５中の有機成分が除去されて図４（ｂ）に
示すように無機化されたシリケートガラス膜層４６を生
じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の方法
では、有機シリケートガラス膜を形成し、熱処理後その
まま酸素プラズマ処理を施すため、有機シリケートガラ
ス膜の表面のみならず、大部分が無機化されてしまう。
このようにして生じた無機化されたシリケートガラス膜
は、多孔質な膜となっている。従来の方法では無機化に
より多孔質化した膜厚が厚くなるため、膜収縮によるク
ラックが生じやすいという大きな欠点を有していた。さ
らに、多孔質な膜は吸湿性が強く、水分を含みやすいた
め、このようなシリケートガラス膜を含んだ層間絶縁膜
にスルーホールを開孔し、上層の配線層を形成した場
合、シリケートガラス中の水分によりスルーホールの電
気的特性がきわめて悪くなるという欠点を有していた。
では、有機シリケートガラス膜を形成し、熱処理後その
まま酸素プラズマ処理を施すため、有機シリケートガラ
ス膜の表面のみならず、大部分が無機化されてしまう。
このようにして生じた無機化されたシリケートガラス膜
は、多孔質な膜となっている。従来の方法では無機化に
より多孔質化した膜厚が厚くなるため、膜収縮によるク
ラックが生じやすいという大きな欠点を有していた。さ
らに、多孔質な膜は吸湿性が強く、水分を含みやすいた
め、このようなシリケートガラス膜を含んだ層間絶縁膜
にスルーホールを開孔し、上層の配線層を形成した場
合、シリケートガラス中の水分によりスルーホールの電
気的特性がきわめて悪くなるという欠点を有していた。
【０００７】本発明の目的は、従来と同等の酸化膜との
密着性を有しながら、膜収縮がほとんどなく、クラック
の発生を防ぎ、また水分の吸収を低減し、スルーホール
性の劣化を防ぐことができるシリケートガラス膜の形成
方法を提供することにある。
密着性を有しながら、膜収縮がほとんどなく、クラック
の発生を防ぎ、また水分の吸収を低減し、スルーホール
性の劣化を防ぐことができるシリケートガラス膜の形成
方法を提供することにある。
【０００８】
【課題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、基板表面上に、シリコンを主成分とする溶液
の塗布法により有機シリケートガラス膜を形成する工程
と、前記有機シリケートガラス膜に不活性ガスによるプ
ラズマ処理を施し前記有機シリケートガラス膜の表面を
ち密化する工程と、続いて前記有機シリケートガラス膜
に酸素プラズマ処理を施すことにより前記有機シリケー
トガラス膜の表面を無機化する工程とを有することを特
徴としている。
造方法は、基板表面上に、シリコンを主成分とする溶液
の塗布法により有機シリケートガラス膜を形成する工程
と、前記有機シリケートガラス膜に不活性ガスによるプ
ラズマ処理を施し前記有機シリケートガラス膜の表面を
ち密化する工程と、続いて前記有機シリケートガラス膜
に酸素プラズマ処理を施すことにより前記有機シリケー
トガラス膜の表面を無機化する工程とを有することを特
徴としている。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を説明するために工程順に
示した半導体基板の縦断面図である。
る。図１は本発明の一実施例を説明するために工程順に
示した半導体基板の縦断面図である。
【００１０】図１（ａ）は半導体基板表面１１上の絶縁
膜１２上に形成された厚さ０．５μのアルミニウム配線
層１３上に層間絶縁膜として、第１の酸化膜１４が厚さ
０．４μ形成されたものである。
膜１２上に形成された厚さ０．５μのアルミニウム配線
層１３上に層間絶縁膜として、第１の酸化膜１４が厚さ
０．４μ形成されたものである。
【００１１】次いで図１（ｂ）に示すように、その表面
に有機シリケートガラス膜１５を形成する。この有機シ
リケートガラスは、メチル基（−ＣＨ3 ），エチル基
（−Ｃ2 Ｈ5 ）等の結合を有する酸化ケイ素であり、適
切な有機溶剤に溶解されて、塗布法により形成される。
形成後溶剤を除去するため、例えば、窒素雰囲気で３５
０℃，３０分の熱処理を施す。このようにして形成され
た有機シリケートガラス膜１５は表面がほぼ平坦にな
り、その膜厚は凸部分上で約０．２μ，それ以外の部分
で約０．７μ程度である。
に有機シリケートガラス膜１５を形成する。この有機シ
リケートガラスは、メチル基（−ＣＨ3 ），エチル基
（−Ｃ2 Ｈ5 ）等の結合を有する酸化ケイ素であり、適
切な有機溶剤に溶解されて、塗布法により形成される。
形成後溶剤を除去するため、例えば、窒素雰囲気で３５
０℃，３０分の熱処理を施す。このようにして形成され
た有機シリケートガラス膜１５は表面がほぼ平坦にな
り、その膜厚は凸部分上で約０．２μ，それ以外の部分
で約０．７μ程度である。
【００１２】次いで、本発明では、図１（ｃ）に示すよ
うに、アルゴン（Ａｒ）によるプラズマ処理を施す。こ
のプラズマ処理は例えば、図２に示すような、平行平板
型プラズマ処理装置にて行えばよい。すなわち真空排気
された処理室２１内の高周波電極２２上に半導体基板２
３が配され、接地された対向電極２４よりアルゴンガス
が流され、半導体基板２３に高周波が印加される。ここ
で、高周波電力６００Ｗにて２０分のアルゴンプラズマ
処理を行うと、有機シリケートガラス膜１５の表面がち
密化される。次いで、図１（ｄ）に示すように、上層に
酸化膜を形成する場合の密着性を良好にするため、酸素
プラズマ処理を施す。このプラズマ処理は前述した図２
のプラズマ処理装置にて連続的に行ってよい。この場合
３００Ｗ，３０分のプラズマ処理を施す。または、バレ
ル型のプラズマ処理装置を用いてもよい。
うに、アルゴン（Ａｒ）によるプラズマ処理を施す。こ
のプラズマ処理は例えば、図２に示すような、平行平板
型プラズマ処理装置にて行えばよい。すなわち真空排気
された処理室２１内の高周波電極２２上に半導体基板２
３が配され、接地された対向電極２４よりアルゴンガス
が流され、半導体基板２３に高周波が印加される。ここ
で、高周波電力６００Ｗにて２０分のアルゴンプラズマ
処理を行うと、有機シリケートガラス膜１５の表面がち
密化される。次いで、図１（ｄ）に示すように、上層に
酸化膜を形成する場合の密着性を良好にするため、酸素
プラズマ処理を施す。このプラズマ処理は前述した図２
のプラズマ処理装置にて連続的に行ってよい。この場合
３００Ｗ，３０分のプラズマ処理を施す。または、バレ
ル型のプラズマ処理装置を用いてもよい。
【００１３】本発明では、従来方法と異なり、アルゴン
プラズマ処理により有機シリケートガラス膜１５の表面
がち密化されているため、酸素プラズマ処理においても
有機シリケート膜の表面約０．０５μしか無機化されな
い。そのため、多孔質化された層は表面約０．０５μ程
度のため、熱処理での膜収縮がほとんどなく、クラック
の発生を防ぐことができる。また水分の吸収もほとんど
なく、水分によるスルーホール性の劣化を防ぐことがで
きる。
プラズマ処理により有機シリケートガラス膜１５の表面
がち密化されているため、酸素プラズマ処理においても
有機シリケート膜の表面約０．０５μしか無機化されな
い。そのため、多孔質化された層は表面約０．０５μ程
度のため、熱処理での膜収縮がほとんどなく、クラック
の発生を防ぐことができる。また水分の吸収もほとんど
なく、水分によるスルーホール性の劣化を防ぐことがで
きる。
【００１４】この後シリケートガラス膜表面上に第２の
酸化膜１７を形成する。これは、通常シラン（Ｓ
Ｈ4 ），亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）を用いたプラズマＣＶＤ
法により形成されるが、シリケートガラス膜の表面１６
は無機シリケートガラス膜となっているため、良好な密
着性を得ることができ、第２の酸化膜１７にはがれを生
じることはない。
酸化膜１７を形成する。これは、通常シラン（Ｓ
Ｈ4 ），亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）を用いたプラズマＣＶＤ
法により形成されるが、シリケートガラス膜の表面１６
は無機シリケートガラス膜となっているため、良好な密
着性を得ることができ、第２の酸化膜１７にはがれを生
じることはない。
【００１５】第２の実施例では、有機シリケートガラス
膜に不活性ガスによるプラズマ処理を施した後、酸素プ
ラズマ処理を図３に示すような、プラズマＣＶＤ装置を
用いて行う。すなわち、真空に排気された処理室３１内
の接地された電極３２上に半導体基板３３が配され、対
向して配置された高周波電極３４より酸素ガスが長され
る。
膜に不活性ガスによるプラズマ処理を施した後、酸素プ
ラズマ処理を図３に示すような、プラズマＣＶＤ装置を
用いて行う。すなわち、真空に排気された処理室３１内
の接地された電極３２上に半導体基板３３が配され、対
向して配置された高周波電極３４より酸素ガスが長され
る。
【００１６】本実施例の特徴は、酸素プラズマ処理後第
２の酸化膜の形成を、同一処理装置で連続的に行えるこ
とである。そのため酸素プラズマ処理後大気にさらすこ
とがないためより水分の吸収を防ぐことができる。
２の酸化膜の形成を、同一処理装置で連続的に行えるこ
とである。そのため酸素プラズマ処理後大気にさらすこ
とがないためより水分の吸収を防ぐことができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、基板表面
に有機シリケートガラス膜を形成後、不活性ガスによる
プラズマ処理を施して、しかる後に酸素プラズマ処理を
施すことにより、多孔質化した無機シリケートガラス層
の形成を表面のみにおさえることができるため、従来と
同等の酸化膜との密着性を有しながら、膜収縮がほとん
どなく、クラックの発生を防ぎ、また水分の吸収を低減
しスルーホール性の劣化を防ぐことができるという効果
を有する。
に有機シリケートガラス膜を形成後、不活性ガスによる
プラズマ処理を施して、しかる後に酸素プラズマ処理を
施すことにより、多孔質化した無機シリケートガラス層
の形成を表面のみにおさえることができるため、従来と
同等の酸化膜との密着性を有しながら、膜収縮がほとん
どなく、クラックの発生を防ぎ、また水分の吸収を低減
しスルーホール性の劣化を防ぐことができるという効果
を有する。
【図１】本発明の一実施例を説明するために工程順に示
した半導体基板の断面図である。
した半導体基板の断面図である。
【図２】本発明の一実施例に用いるプラズマ処理装置の
概略断面図である。
概略断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に用いるプラズマＣＶＤ
装置の概略断面図である。
装置の概略断面図である。
【図４】従来のシリケートガラス膜の形成方法を説明す
るために工程順に示した半導体基板の断面図である。
るために工程順に示した半導体基板の断面図である。
１１，４１ 半導体基板 １２，４２ 絶縁膜 １３，４３ アルミニウム配線層 １４，４４ 第１の酸化膜 １５，４５ 有機シリケートガラス膜 １６，４６ 無気化されたシリケートガラス膜 １７，４７ 第２の酸化膜 １８ アルゴンプラズマ １９ ４９ 酸素プラズマ ２１ 処理室 ２２ 高周波電極 ２３ 半導体基板 ２４ 対向電極 ２５ 真空ポンプ ３１ 処理室 ３２ 接地された電極 ３３ 半導体基板 ３４ 高周波電極 ３５ 真空ポンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 基板表面上に、シリコンを主成分とする
溶液の塗布法により有機シリケートガラス膜を形成する
工程と、前記有機シリケートガラス膜に不活性ガスによ
るプラズマ処理を施し前記有機シリケートガラス膜の表
面をち密化する工程と、続いて前記有機シリケートガラ
ス膜に酸素プラズマ処理を施すことにより前記有機シリ
ケートガラス膜の表面を無機化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。 - 【請求項２】前記不活性ガスはアルゴンガスであること
を特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】表面が無機化された前記有機シリケートガ
ラス膜上に酸化膜を形成する工程をさらに有することを
特徴とする請求項1または２に記載の半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11517091A JP3223522B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11517091A JP3223522B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343431A JPH04343431A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3223522B2 true JP3223522B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=14656081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11517091A Expired - Fee Related JP3223522B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3223522B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09199495A (ja) * | 1995-12-29 | 1997-07-31 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子のエス．オー．ジー（ｓｏｇ）膜形成方法 |
| JP4172515B2 (ja) | 2006-10-18 | 2008-10-29 | ソニー株式会社 | 発光素子の製造方法 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP11517091A patent/JP3223522B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04343431A (ja) | 1992-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010724 |
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