JPS61180458A - 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
術を改良した半導体装置の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の多層配線構造を有する半導体装置では、金属配線
の段切れを防ぐため第２図（ａ）に示す構成が用いられ
ている。すなわち、半導体基板ＩＯ上に形成した第１層
目の金属配線ｌｌ上に層間絶縁膜として燐を含む酸化膜
１２を気相成長法により成長すせ、その後スピンオング
ラス膜１３をスピンコーターにて全面被着し、４００℃
程度の熱処理を施す。この段階でスピンオングラス膜１
３はなだらかな形状を有するので第２層目の金属配線１
４を良好な状態に保持することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したスピンオングラス膜により段部を改良した従来
の方法にあっては、スピンオングラス膜の熱処理工程に
おいて８ｇ２図（ａ）に示すようにクラツク１５が生じ
る場合がある。この理由は、熱処理によってスピンオン
グラス膜１３中のアルコール及び水分が蒸発して体積が
収縮する為であり、従ってスピンオングラス膜の膜厚の
厚い段部にて発生し易い。この様なりラックを生じた状
態で第２層目の金属配線層１４を被着した場合は、配線
の段切れが生じ易くなり信頼性が著しく損われることに
なる。

また、スピンオングラス膜にクラックが生じない場合で
も第２図り）に示すように、スルーホール１７０ＰＲＢ
光時に目ズレを生じた場合スルーホールにテーパーをつ
ける為の湿式エツチング時にエツチング液がレジスト１
６とスピンオングラス膜１４との隙間からスピンオング
ラス膜の膜厚の厚い段部へ回り込みエツチングレートの
速いスピンオングラス膜１４がエツチングされて層間絶
縁膜のくびれ１８ｉ生じ易くなる。この様な状態で第２
層目の金属配線層を被着した場合も配線の段切れを生じ
易くなり、デバイスの信頼性を著しく損う等の欠点があ
った。

本発明は、以上の欠点を除去し、平滑化のためのスピン
オングラス膜のクラックの発生を低減又はその影響を少
なくでき、またスルーホール形成時にスピンオンガラス
膜がエツチング液の回シ込みによりエッチングされるこ
ともなく、段部にくびれを生じることもなくなシ、従っ
て第２層目の金属配線層が段切れを生じない多層配線構
造を有する半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。

〔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、多層配線を有する半
導体素子の金属配線層間の絶縁膜及び金属配線層間の導
通を得るためのスルーホールを形成する半導体装置の製
造方法において、前記絶縁膜として気相成長法により燐
を含む酸化膜を第１の絶縁膜として成長した後、燐を含
むスピンオングラスｇｔ−スピンコートにより被着し焼
き固め、ひき続き燐を含む酸化膜を第２の絶縁膜として
気相成長法により成長せしめる工程と、前記スルーホー
ルを第２の絶縁膜までを湿式エツチング法によりエツチ
ングし、第１の絶縁膜を乾式エツチング法にてエツチン
グし開孔を形成する工程とを含んで構成される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について、図面を診照して説明す
る。第１図（ａ）、　（ｂ）は何れも本発明の一実施例
の断面図である。

第１図（ａ）に示すように、半導体基板２０上の第１層
目のＡｅ配線層２１を形成する。その後層間絶縁膜とし
て気相成長法により、まず第１の層間絶縁膜である燐を
含む酸化膜２２を眉間絶縁膜全体の膜厚の１７３程成長
させ、その後スピンコーターでスピンオングラス膜２３
を全面に被着し４００℃程度の熱処理を施して焼き固め
る。この時第１の層間絶縁膜２２が薄いため段部のくび
れがゆるくなりスピンオングラス膜２３にクラックはほ
とんど発生することなく、なだらかな形状が得られる。

その後層間絶縁膜の残！１１２／３を燐を含む酸化膜２
４を第２の眉間絶縁膜として成長させ層間絶縁膜を形成
する。

次に、スルーホール２６を湿式エツチング法及び乾式エ
ツチング法を使って開孔する。開孔にあたっては、スル
ーホールのテーパー付ケヲ湿式エッチング法により第２
の眉間絶縁膜２４のみをスピンオングラス膜層２３に達
しないまでエツチングすることＫよシ行い、残シの眉間
絶縁膜を乾式エツチング法によ）エツチングしてスルー
ホール２６を開孔する。

しかるときは、第２の眉間絶縁膜にはテーパーがつき、
スピンオングラス膜はエツチング液の回り込みエツチン
グをされることなく第１の眉間絶縁膜に正確に開孔され
たスルーホールが形成できる。

また第１図（ｂ）に示すようにスルーホール形成時光時
に目ズレを生じた場合でもエツチングレートの速いスピ
ンオングラス膜２３がエツチング液の回シ込みによりエ
ッチングされることなく、段部にくびれを生じることも
ない。従って第２層目のＡｇ配線層を被着した場合、段
切れのないなだらかな形状が得られる。

以上説明したとおシ、本発明によれば、多層配線構造の
Ａ７？配線層間の絶縁膜を第１の眉間絶縁膜として燐を
含む酸化膜、燐を含むスピンオングラス膜、第２の層間
絶縁膜として燐を含む酸化膜のスピンオングラス膜を挾
んだ絶縁膜の三層構造が得られる。そして第１と第２の
眉間絶縁膜の膜厚比を３ニアあるいは４：６として第１
の眉間絶縁膜を薄く設けることによりスピンオングラス
膜のクラック発生を低減することができる。さらに上記
の様な三層構造とすることによりスピンオングラス膜に
微小クラックが発生した場合も、第２層目の金属配線へ
の影響を低減せしめ、その上スピンオングラス膜中の水
分によるＡｌｌ配線層の腐蝕を防止できる。

また、スルーホール開孔の際も層間絶縁膜を上記のよう
な三層構造とすることにより、スルーホールにテーパー
を付ける為の湿式エツチング時にエッチレートの速いス
ピンオングラス膜層をエツチングすることなく十分なテ
ーパーが得られる。

これより段部での層間絶縁膜のくびれは発生することな
く段切れのない、なだらかな形状の第２層目のＡｇ配線
層を実現できる。

以上本発明をＡｇ配線を例にあげて説明したが、Ａｇ配
線に限定されることなく、他の金属配線にも有効なこと
は説明するまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば平滑化のだめのス
ピンオンガラス膜のクラックの発生を低減又は影響を少
くすることが出来、またスルーホール形成時にスピンオ
ングラス膜がエツチング液の回シ込みによりエッチング
されることもなく段部にくびれを生ずることもなくなり
、従って２層目の金属配線が段切れを生じない多層配線
構造を有する半導体装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、Φ）は何れも本発明の一実施例を説明す
るための半導体装置の断面図、第２図（ａ）、［有］）
は何れも従来の多層配線構造を有する半導体装置の製造
方法を説明するための断面図である。 １０．２０・・・・・・半導体基板、１１．２１・・・
・・・第１層目の金属配線層、１２・・・・・・層間絶
縁膜、１３゜２３・・・・・・スピンオングラス膜、１
４．２５・・・・・・第２層目の金属配線層、１５・・
・・・・スピンオングラス膜のクラック、１６・・・・
・・レジス）、１７．２６・・・・・・スルーホール、
１８・・・・・・層間絶縁膜のくびれ、２２・・・・・
・第１の層間絶縁膜、２４・・・・・・第２の層間絶縁
膜。 榮７閾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　多層配線を有する半導体素子の金属配線層間の絶縁膜
   及び金属配線層間の導通を得るためのスルーホールを形
   成する半導体装置の製造方法において、前記絶縁膜とし
   て気相成長法により燐を含む酸化膜を第１の絶縁膜とし
   て成長した後、燐を含むスピンオングラス膜をスピンコ
   ートにより被着し焼き固め、ひき続き燐を含む酸化膜を
   第２の絶縁膜として気相成長法により成長せしめる工程
   と、前記スルーホールを第２の絶縁膜までを湿式エッチ
   ング法によりエッチングし、第１の絶縁膜を乾式エッチ
   ング法にてエッチングし開孔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。