(57)【要約】  シリコン酸窒化膜（１１）の上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。この結果、塗液に含まれていた水分が揮発し、ＳＯＧ膜（１２）が形成される。次いで、ＳＯＧ膜（１２）上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。この結果、ＳＯＧ膜（１３）が形成される。その後、ＳＯＧ膜（１３）上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。この結果、ＳＯＧ膜（１４）が形成される。続いて、ＳＯＧ膜（１２、１３及び１４）の本キュアを行う。ＳＯＧ膜（１２）の形成に用いるＳＯＧの塗液の粘度は、ＳＯＧ膜（１３及び１４）の形成に用いるＳＯＧの塗液の粘度よりも低くする。
2008120348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上方に、段差のある構造物を形成する工程と、
第１の塗液を用いて前記構造物を覆う第１の塗布型絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の塗液よりも粘度が高い第２の塗液を用いて前記第１の塗布型絶縁膜上に、前記構造物の高さよりも厚い第２の塗布型絶縁膜を形成する工程と、
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】
前記構造物として、ゲート電極を形成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。
【請求項３】
前記構造物として、配線を形成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。
【請求項４】
前記第２の塗布型絶縁膜を、前記第１の塗布型絶縁膜よりも厚く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。
【請求項５】
前記第２の塗布型絶縁膜として、２層構造の絶縁膜を形成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。
【請求項６】
前記第１の塗布型絶縁膜の厚さを５０ｎｍ以下と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。
【請求項７】
前記第２の塗布型酸化膜上に、水分の透過を妨げるバリア膜を形成する工程を有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。
【請求項８】
前記バリア膜の厚さを２０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記バリア膜として、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜、マグネシウム酸化膜及びマグネシウムチタン酸化膜からなる群から選択された１種を形成することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記バリア膜上に絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の塗布型絶縁膜を形成する工程は、
前記第１の塗液を塗布する工程と、
前記第１の塗液を第１の温度でキュアする工程と、
を有し、
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程は、
前記第２の塗液を塗布する工程と、
前記第２の塗液を第２の温度でキュアする工程と、
を有し、
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程の後に、前記第１及び第２の温度より高い第３の温度で前記第１及び第２の塗布型絶縁膜のキュアを行う工程を有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。
【請求項１２】
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程において、前記第２の塗液を塗布する工程と、前記第２の塗液を第２の温度でキュアする工程と、を２回繰り返すことを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２の塗液として、スピンオングラスの塗液を用い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１４】
前記第１の塗布型絶縁膜を形成する工程は、前記第１の塗液を塗布する工程の前に、前記塗液を塗布しようとする領域に有機溶媒を塗布する工程を有することを特徴等する請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１の塗液をキュアすることにより、前記第１の塗液に含まれていた水分を揮発させることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第１の温度を１００℃乃至２００℃とすることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の塗液をキュアする時間を１分間乃至３分間とすることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の塗液のキュアを不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第１の塗液の粘度は、コータに、前記コータを２０００ｒｐｍ乃至４０００ｒｐｍの速度で回転させながら供給した場合に、１０ｎｍ乃至５０ｎｍの厚さの塗膜が得られる粘度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２０】
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する際に、前記第２の塗液の塗布を２回行う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。
【請求項２１】
前記２層構造の絶縁膜の各層を、前記第１の塗布型絶縁膜よりも厚く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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線構造の形成に好適な半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積化に伴って、多層配線構造が採用されている。多層配線構造では、層間絶縁膜の表面を平坦にすることが要求される。これは、層間絶縁膜上に形成する配線を形成する際の露光ずれ等を防止するためである。表面が平坦な層間絶縁膜を得るための技術としては、次のようなものが挙げられる。【０００３】
（１）オゾン−ホウ素リンシリケートガラス（Ｏ３−ＢＰＳＧ）を用いて絶縁膜を形成し、その後、リフローを行うことにより、絶縁膜の表面を平坦化するという技術
（２）減圧下で化学的気相成長法（ＣＶＤ法）により絶縁膜を形成し、その後、エッチバックを行うことにより、絶縁膜の表面を平坦化するという技術
（３）減圧下でＣＶＤ法により第１の絶縁膜を形成し、その後、第１の絶縁膜上にＳＯＧ（Spin On Glass）を用いて第２の絶縁膜を形成するという技術
（４）ＴＥＯＳ（tetraethylorthosilicate）を用いたプラズマＣＶＤ法により絶縁膜を形成し、その後、ＣＭＰを行うことにより、絶縁膜の表面を平坦化するという技術
（５）高密度プラズマＣＶＤ法により絶縁膜を形成し、その後、ＣＭＰを行うことにより、絶縁膜の表面を平坦化するという技術【０００４】
ここで、（３）の技術について説明する。図９Ａ乃至図９Ｇは、半導体装置の従来の製造方法を工程順に示す断面図である。【０００５】
先ず、図９Ａに示すように、シリコン等からなる半導体基板１０１の表面に素子分離絶縁膜１０２を形成する。次に、素子分離絶縁膜１０２により画定された素子領域の表面にＢ（ホウ素）のイオン注入を行うことにより、Ｐウェル１０３を形成する。次いで、Ｐウェル１０３上にゲート絶縁膜１０４及びゲート電極１０５を形成する。その後、Ｐウェル１０３の表面にＰ（リン）のイオン注入を行うことにより、浅い不純物拡散層１０６を形成する。続いて、ゲート電極１０５の側方にサイドウォール絶縁膜１０７を形成する。次に、Ｐウェル１０３の表面にＡｓ（砒素）のイオン注入を行うことにより、深い不純物拡散層１０８を形成する。このようにして、トランジスタＴｒを形成する。なお、１個のトランジスタＴｒには、２個の不純物拡散層１０８が含まれているが、そのうちの一方は、他のトランジスタＴｒと共有されている。共有されている不純物拡散層１０８がドレインを構成し、共有されていない不純物拡散層１０８がソースを構成する。【０００６】
次に、図９Ｂに示すように、トランジスタＴｒを覆うシリコン酸窒化膜１１１を形成し、その上に、ＳＯＧ膜１１２を形成する。ＳＯＧ膜１１２の形成では、ＳＯＧの塗液をシリコン酸窒化膜１１１上に塗布し、その後、これをキュアする。【０００７】
その後、図９Ｃに示すように、不純物拡散層１０８に整合する位置に開口部を有するレジストパターン１９１をＳＯＧ膜１１２上に形成する。そして、レジストパターン１９１をマスクとしてＳＯＧ膜１１２のエッチングを行うことにより、ソースまで達するコンタクトホール１１５ｓ及びドレインまで達するコンタクトホール１１５ｄを形成する。【０００８】
続いて、図９Ｄに示すように、レジストパターン１９１を除去する。次に、全面にバリアメタル膜（図示せず）を形成し、その上に、タングステン膜（図示せず）を形成する。そして、タングステン膜及びバリアメタル膜をＳＯＧ膜１１２が露出するまで研磨する。この結果、コンタクトホール１１５ｓ内にコンタクトプラグ１１６ｓが形成され、コンタクトホール１１５ｄ内にコンタクトプラグ１１６ｄが形成される。【０００９】
次いで、図９Ｅに示すように、コンタクトプラグ１１６ｓ及び１１６ｄに接する配線１１７を形成する。その後、配線１１７を覆うシリコン酸窒化膜１１８を形成し、その上に、ＳＯＧ膜１２２を形成する。ＳＯＧ膜１２２の形成では、ＳＯＧの塗液をシリコン酸窒化膜１１８上に塗布し、その後、これをキュアする。続いて、ＳＯＧ膜１２２上に、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜１２５を形成する。【００１０】
次に、図９Ｆに示すように、配線１１７に整合する位置に開口部を有するレジストパターン１９２をＮＳＧ膜１２５上に形成する。そして、レジストパターン１９２をマスクとしてＮＳＧ膜等１２５のエッチングを行うことにより、配線１１７まで達するコンタクトホール１２６を形成する。【００１１】
次いで、図９Ｇに示すように、レジストパターン１９２を除去する。次に、全面にバリアメタル膜（図示せず）を形成し、その上に、タングステン膜（図示せず）を形成する。そして、タングステン膜及びバリアメタル膜をＮＳＧ膜１２５が露出するまで研磨する。この結果、コンタクトホール１２６内にコンタクトプラグ１２７が形成される。その後、上層の配線等を形成する。【００１２】
しかしながら、（１）及び（２）の従来技術では、ゲート電極又は配線等に伴う段差の間隔が広い領域において、絶縁膜による埋め込みが十分ではない。【００１３】
（３）の従来技術では、図１０Ａに示すように、ゲート電極１０５の間隔が狭い領域において、ＳＯＧ膜１１２とシリコン酸窒化膜１１１との間に隙間１５１が生じることがある。そして、図１０Ｂに示すように、隙間１５１とコンタクトホール１１３ｓとが繋がることがある。このような場合、コンタクトプラグ１１４ｓが形成された後に、隙間１５１内にシリコン酸窒化膜１１１からの脱ガス等が集まりやすい。このため、その後に、図１０Ｃに示すように、コンタクトプラグ１１４ｓの変形等が生じ、コンタクト抵抗が上昇することがある。【００１４】
また、（３）の従来技術では、図１１Ａに示すように、配線１１７の間隔が狭い領域において、ＳＯＧ膜１２２とシリコン酸窒化膜１１８との間に隙間１５２が生じることがある。そして、図１１Ｂに示すように、隙間１５２を基点として、ＳＯＧ膜１２２及びＮＳＧ膜１２５等にクラック１５３が生じることがある。また、図１１Ｃに示すように、隙間１５２がコンタクトホール１２６まで伝播することもある。この場合にも、コンタクト抵抗の上昇等の不具合が生じる。【００１５】
このような隙間１５１及び１５２は、円板状の半導体基板１０１の縁に近い部分で生じやすい。隙間１５１及び１５２は、鬆とよばれることもある。【００１６】
（４）の従来技術でも、（３）の従来技術と同様に、隙間が生じることがある。また、絶縁膜の形成にかかる時間が長い。更に、ＣＭＰに伴って、工程数及びコストが増加し、スループットが低下する。【００１７】
（５）の従来技術でも、絶縁膜の形成にかかる時間が長い。更に、ＣＭＰに伴って、工程数及びコストが増加し、スループットが低下する。【００１８】
なお、（３）の従来技術に対し、シリコン酸窒化膜１１８をＮＳＧ膜等に変更する技術もあるが、同様の不具合が生じる。また、ＳＯＧ膜１１２を形成する代わりに、（４）の従来技術を採用して絶縁膜を形成する技術もあるが、（４）の従来技術の課題が残る。【００１９】
【特許文献１】特開２００５−３４０２６６号公報
【特許文献２】特開平７−１５３７５９号公報
【特許文献３】特開昭６３−２８１４３２号公報
【特許文献４】特許第３１５８２８８号公報
【発明の開示】
【００２０】
本発明は、表面が平坦な絶縁膜を隙間を生じさせることなく得ることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、半導体基板の上方に、段差のある構造物を形成し、その後、第１の塗液を用いて前記構造物を覆う第１の塗布型絶縁膜を形成する。そして、前記第１の塗液よりも粘度が高い第２の塗液を用いて前記第１の塗布型絶縁膜上に、前記構造物の高さよりも厚い第２の塗布型絶縁膜を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ｂに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ｃに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、図１Ｄに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、図１Ｅに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、図１Ｆに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｈ】図１Ｈは、図１Ｇに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｉ】図１Ｉは、図１Ｈに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｊ】図１Ｊは、図１Ｉに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】図２は、ＳＯＧ膜１２、１３及び１４を示す断面図である。
【図３】図３は、ＳＯＧ膜２２、２３及び２４を示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ｂに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ｂに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ｃに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６Ｄに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ｂに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ｂに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ｃに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図９Ｄに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、図９Ｅに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９Ｇ】図９Ｇは、図９Ｆに引き続き、半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、従来の製造方法における不具合を示す断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａに引き続き、不具合を示す断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ｂに引き続き、不具合を示す断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、従来の製造方法における他の不具合を示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａに引き続き、不具合を示す断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１１Ｂに引き続き、不具合を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。これらの実施形態では、論理回路部、周辺回路部及びパッド部を備えた半導体装置を製造する。但し、以下の説明では、主に論理回路部について説明する。【００２４】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１Ａ乃至図１Ｊは、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。【００２５】
第１の実施形態では、先ず、図１Ａに示すように、シリコン等からなる半導体基板１の表面に素子分離絶縁膜２を形成する。素子分離絶縁膜２は、例えばＬＯＣＯＳ（local oxidation of silicon）法又はＳＴＩ（shallow trench isolation）法により形成する。次に、素子分離絶縁膜２により画定された素子領域の表面にＰ型不純物（例えば、ホウ素）のイオン注入を行うことにより、Ｐウェル３を形成する。次いで、Ｐウェル３上にゲート絶縁膜４及びゲート電極５を形成する。その後、Ｐウェル３の表面にＮ型不純物（例えば、リン）のイオン注入を行うことにより、浅い不純物拡散層６を形成する。続いて、ゲート電極５の側方にサイドウォール絶縁膜７を形成する。次に、Ｐウェル３の表面にＮ型不純物（例えば、砒素）のイオン注入を行うことにより、深い不純物拡散層８を形成する。このようにして、トランジスタＴｒを形成する。トランジスタＴｒのチャネル長は特に限定されないが、例えば３６０μｍである。また、ゲート絶縁膜４は、例えば厚さが６ｎｍ〜７ｎｍのシリコン酸化膜であり、ゲート電極５は、例えば、厚さが５０ｎｍ程度のアモルファスシリコン層及びその上に形成された厚さが１５０ｎｍ程度のタングステンシリサイド層から構成される。なお、１個のトランジスタＴｒには、２個の不純物拡散層８が含まれているが、そのうちの一方は、他のトランジスタＴｒと共有されている。共有されている不純物拡散層８がドレインを構成し、共有されていない不純物拡散層８がソースを構成する。【００２６】
次に、図１Ｂに示すように、トランジスタＴｒを覆うシリコン酸窒化膜１１をプラズマＣＶ
Ｄ法等により形成し、その上にスピンオングラス（ＳＯＧ：spin on glass）の塗液を塗布し、これを不活性ガス（アルゴンガス又は窒素ガス等）雰囲気中でプレキュアする。このプレキュアでは、温度を１００℃〜２００℃程度、好ましくは１５０℃〜２００℃程度とし、時間を１分間〜３分間程度とする。この結果、塗液に含まれていた水分が揮発し、ＳＯＧ膜１２が形成される。ＳＯＧ膜１２の厚さは、４０ｎｍ程度とする。次いで、ＳＯＧ膜１２上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。このプレキュアでは、温度を３００℃程度とし、時間を２分間〜３分間程度とする。この結果、塗液に含まれていた水分が揮発し、ＳＯＧ膜１３が形成される。ＳＯＧ膜１３の厚さは、２８０ｎｍ程度とする。その後、ＳＯＧ膜１３上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。このプレキュアでは、温度を３００℃程度とし、時間を２分間〜３分間程度とする。この結果、塗液に含まれていた水分が揮発し、ＳＯＧ膜１４が形成される。ＳＯＧ膜１４の厚さは、２８０ｎｍ程度とする。プレキュアを不活性ガス中で行うのは、活性ガス中で行った場合にはＳＯＧの塗液の硬化に問題が生じるためである。続いて、ＳＯＧ膜１２、１３及び１４の本キュアを行う。本キュアでは、温度を４５０℃程度、時間を３０分間程度とする。また、炉内には、Ｏ２ガスを１５ｌ（リットル）／分の流量で供給し、Ｈ２Ｏガスを０．０６ｍｌ／分の流量で供給する。【００２７】
なお、ＳＯＧ膜１２の形成に用いるＳＯＧの塗液の粘度は、ＳＯＧ膜１３及び１４の形成に用いるＳＯＧの塗液の粘度よりも低くする。また、ＳＯＧ膜１２の形成に用いるＳＯＧの塗液の粘度は、コータに、このコータを２０００ｒｐｍ乃至４０００ｒｐｍの速度で回転させながら供給した場合に、１０ｎｍ乃至５０ｎｍの厚さの塗膜が得られる粘度であることが好ましい。また、ＳＯＧ膜１３及び１４の形成に当たっては同一の粘度の塗液を用いることが好ましいが、粘度が相違する塗液を用いてもよい。同一の粘度の塗液を用いて、２回に分けてＳＯＧ膜を形成するのは、経験的に、コストが低く済むことが判明しているからである。従って、コストよりも時間等を重視するのであれば、ＳＯＧ膜１３及び１４を分けずに１つのＳＯＧ膜として形成してもよい。本実施形態では、ＳＯＧ膜１２から第１の塗布型絶縁膜が構成され、ＳＯＧ膜１３及び１４から第２の塗布型絶縁膜が構成されている。従って、ＳＯＧ膜１３及び１４の形成に当たり粘度が相違する塗液を用いる場合、第２の塗液として２種類の塗液を用いることとなる。【００２８】
なお、ＳＯＧ膜１２の厚さは、５０ｎｍ以下とすることが好ましい。粘度が低い塗液を用いて５０ｎｍを超える厚さのＳＯＧ膜を形成することは困難だからである。【００２９】
本キュアの後には、図１Ｃに示すように、不純物拡散層８に整合する位置に開口部を有するレジストパターン９１をＳＯＧ膜１４上に形成する。そして、レジストパターン９１をマスクとしてＳＯＧ膜１４等のエッチングを行うことにより、ソースまで達するコンタクトホール１５ｓ及びドレインまで達するコンタクトホール１５ｄを形成する。【００３０】
次に、図１Ｄに示すように、レジストパターン９１を除去する。次いで、全面に、例えばＰＶＤ法により厚さが７０ｎｍ程度のバリアメタル膜（図示せず）を形成し、その上に、例えばＣＶＤ法により厚さが５００ｎｍ程度のタングステン膜（図示せず）を形成する。バリアメタル膜の形成に当たっては、例えば、厚さが２０ｎｍ程度のチタン膜を形成した後、厚さが５０ｎｍ程度のチタン窒化膜を形成する。そして、タングステン膜及びバリアメタル膜をＳＯＧ膜１４が露出するまで、例えばＣＭＰ法により研磨する。この結果、コンタクトホール１５ｓ内にコンタクトプラグ１６ｓが形成され、コンタクトホール１５ｄ内にコンタクトプラグ１６ｄが形成される。【００３１】
その後、図１Ｅに示すように、コンタクトプラグ１６ｓ及び１６ｄに接する配線１７を形成する。なお、配線１７の形成に当たっては、先ず、ＰＶＤ法等により、厚さが１５０ｎｍ程度のチタン窒化膜、厚さが５５０ｎｍ程度のＡｌＣｕ合金膜、厚さが５ｎｍ程度のチタン膜、及び厚さが１５０ｎｍ程度のチタン窒化膜を順次形成する。次に、これらの膜のパターニングを行う。【００３２】
配線１７の形成後には、縦型炉を用い、半導体基板１の温度を３５０℃とし、処理時間を３０分間とし、窒素ガスの供給量を２０ｌ（リットル）／分とした熱処理を行う。次いで、図１Ｅに示すように、全面に、シリコン酸窒化膜１８をプラズマＣＶＤ法等により形成する。【００３３】
その後、図１Ｆに示すように、シリコン酸窒化膜１８の上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。このプレキュアでは、温度を１００℃〜２００℃程度とし、時間を２分間〜３分間程度とする。この結果、塗液に含まれていた水分が揮発し、ＳＯＧ膜２２が形成される。ＳＯＧ膜２２の厚さは、４０ｎｍ程度とする。次いで、ＳＯＧ膜２２上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。このプレキュアでは、温度を３００℃程度とし、時間を２分間〜３分間程度とする。この結果、塗液に含まれていた水分が揮発し、ＳＯＧ膜２３が形成される。ＳＯＧ膜２３の厚さは、２８０ｎｍ程度とする。その後、ＳＯＧ膜２３上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。このプレキュアでは、温度を３００℃程度とし、時間を２分間〜３分間程度とする。この結果、塗液に含まれていた水分が揮発し、ＳＯＧ膜２４が形成される。ＳＯＧ膜２４の厚さは、２８０ｎｍ程度とする。続いて、ＳＯＧ膜２２、２３及び２４の本キュアを行う。本キュアでは、温度を４５０℃程度、時間を３０分間程度とする。また、炉内には、Ｏ２ガスを１５ｌ／分の流量で供給し、Ｈ２Ｏガスを０．０６ｍｌ／分の流量で供給する。【００３４】
なお、ＳＯＧ膜２２の形成に用いるＳＯＧの塗液の粘度は、ＳＯＧ膜２３及び２４の形成に用いるＳＯＧの塗液の粘度よりも低くする。また、ＳＯＧ膜２２の形成に用いるＳＯＧの塗液の粘度は、コータに、このコータを２０００ｒｐｍ乃至４０００ｒｐｍの速度で回転させながら供給した場合に、１０ｎｍ乃至５０ｎｍの厚さの塗膜が得られる粘度であることが好ましい。また、ＳＯＧ膜２３及び２４の形成に当たっては同一の粘度の塗液を用いることが好ましいが、粘度が相違する塗液を用いてもよい。同一の粘度の塗液を用いて、２回に分けてＳＯＧ膜を形成するのは、経験的に、コストが低く済むことが判明しているからである。従って、コストよりも時間等を重視するのであれば、ＳＯＧ膜２３及び２４を分けずに１つのＳＯＧ膜として形成してもよい。本実施形態では、ＳＯＧ膜２２から他の第１の塗布型絶縁膜が構成され、ＳＯＧ膜２３及び２４から他の第２の塗布型絶縁膜が構成されている。従って、ＳＯＧ膜２３及び２４の形成に当たり粘度が相違する塗液を用いる場合、他の第２の塗液として２種類の塗液を用いることとなる。【００３５】
なお、ＳＯＧ膜２２の厚さも、５０ｎｍ以下とすることが好ましい。粘度が低い塗液を用いて５０ｎｍを超える厚さのＳＯＧ膜を形成することは困難だからである。【００３６】
次に、図１Ｇに示すように、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法等によりＮＳＧ
（nondoped silicate glass）膜（シリコン酸化膜）２５を形成する。ＮＳＧ膜２５の厚さは２００ｎｍ程度とする。【００３７】
次いで、図１Ｈに示すように、配線１７に整合する位置に開口部を有するレジストパターン９２をＮＳＧ膜２５上に形成する。そして、レジストパターン９２をマスクとしてＮＳＧ膜２５等のエッチングを行うことにより、配線１７まで達するコンタクトホール２６を形成する。【００３８】
その後、図１Ｉに示すように、レジストパターン９２を除去する。次いで、全面に、例えばＰＶＤ法により厚さが７０ｎｍ程度のバリアメタル膜（図示せず）を形成し、その上に、例えばＣＶＤ法により厚さが５００ｎｍ程度のタングステン膜（図示せず）を形成する。バリアメタル膜の形成に当たっては、例えば、厚さが２０ｎｍ程度のチタン膜を形成した後、厚さが５０ｎｍ程度のチタン窒化膜を形成する。そして、タングステン膜及びバリアメタル膜をＮＳＧ膜２５が露出するまで、例えばＣＭＰ法により研磨する。この結果、コンタクトホール２６内にコンタクトプラグ２７が形成される。【００３９】
その後、図１Ｊに示すように、上層配線等を形成する。図１Ａ〜図１Ｉでは図示を省略しているが、論理回路部８１だけでなく、周辺回路部８２及びパッド部８３においても、トランジスタ及び配線等の形成を行っている。【００４０】
このような第１の実施形態では、ＳＯＧ膜１３及び１４の形成の前に、これらの形成に用いる塗液よりも粘度が低い塗液を用いてＳＯＧ膜１２を形成し、ＳＯＧ膜２３及び２４の形成の前に、これらの形成に用いる塗液よりも粘度が低い塗液を用いてＳＯＧ膜２２を形成している。このため、シリコン酸窒化膜とＳＯＧ膜との間に隙間が生じにくくなる。従って、本実施形態によれば、コンタクト抵抗の上昇及びクラックの発生等を抑制することができる。また、ＳＯＧ膜は塗布型酸化膜であるため、その表面の平坦化を行う必要はない。このため、平坦化に伴う時間及びコストの上昇等を回避することができる。【００４１】
例えば、図２に示すように、ＳＯＧ膜１２はシリコン酸窒化膜１１と密着する。このため、コンタクトプラグ１６ｓ及び１６ｄの変形は生じにくい。また、図３に示すように、ＳＯＧ膜２２はシリコン酸窒化膜１８と密着する。このため、クラックは生じにくく、また、コンタクト抵抗の上昇は生じにくい。【００４２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。【００４３】
第２の実施形態では、先ず、第１の実施形態と同様に、図４Ａに示すように、トランジスタＴｒの形成までの処理を行う。【００４４】
次に、図４Ｂに示すように、トランジスタＴｒを覆うシリコン酸窒化膜１１をプラズマＣＶＤ法等により形成し、その上にＳＯＧの塗液を塗布し、これをプレキュアする。このプレキュアでは、温度を１００℃〜２００℃程度とし、時間を２分間〜３分間程度とする。この結果、ＳＯＧ膜１２が形成される。ＳＯＧ膜１２の厚さは、４０ｎｍ程度とする。次いで、ＳＯＧ膜１２の本キュアを行う。本キュアでは、温度を４５０℃程度、時間を３０分間程度とする。また、炉内には、Ｏ２ガスを１５ｌ／分の流量で供給し、Ｈ２Ｏガスを０．０６ｍｌ／分の流量で供給する。その後、ＳＯＧ膜１２上に、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜５１を形成する。ＮＳＧ膜５１の厚さは６００ｎｍ程度とする。次いで、ＮＳＧ膜５１の表面を２００ｎｍ程度研磨することにより、平坦化する。【００４５】
その後、図４Ｃに示すように、不純物拡散層８に整合する位置に開口部を有するレジストパターン９１をＮＳＧ膜５１上に形成する。そして、レジストパターン９１をマスクとしてＮＳＧ膜５１等のエッチングを行うことにより、ソースまで達するコンタクトホール１５ｓ及びドレインまで達するコンタクトホール１５ｄを形成する。【００４６】
その後、第１の実施形態と同様に、レジストパターン９１の除去からの処理を行う。【００４７】
このような第２の実施形態では、ＮＳＧ膜５１の形成の前にＳＯＧ膜１２を形成している。このため、第１の実施形態と同様に、コンタクト抵抗の上昇及びクラックの発生等を抑制することができる。更に、ＮＳＧ膜５１の形成及び平坦化を行っているため、第１の実施形態と比較すれば時間及びコストが上昇する可能性はあるものの、より平坦な層間絶縁膜を得ることができる。【００４８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図５Ａ乃至図５Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。【００４９】
第３の実施形態では、先ず、第１の実施形態と同様に、図５Ａに示すように、コンタクトプラグ１６ｓ及び１６ｄの形成までの処理を行う。【００５０】
次に、図５Ｂに示すように、コンタクトプラグ１６ｓ及び１６ｄに接する配線１７を形成する。なお、配線１７の形成に当たっては、先ず、ＰＶＤ法等により、厚さが１５０ｎｍ程度のチタン窒化膜、厚さが５５０ｎｍ程度のＡｌＣｕ合金膜、厚さが５ｎｍ程度のチタン膜、及び厚さが１５０ｎｍ程度のチタン窒化膜を順次形成する。次に、これらの膜のパターニングを行う。【００５１】
配線１７の形成後には、縦型炉を用い、半導体基板１の温度を３５０℃とし、処理時間を３０分間とし、窒素ガスの供給量を２０ｌ／分とした熱処理を行う。次いで、図５Ｂに示すように、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜（シリコン酸化膜）５２を全面に形成する。ＮＳＧ膜５１の厚さは３００ｎｍ程度とする。【００５２】
その後、第１の実施形態と同様に、ＳＯＧ膜２２の形成からの処理を行う。【００５３】
このような第３の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。【００５４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図６Ａ乃至図６Ｅは、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。【００５５】
第３の実施形態では、先ず、第１の実施形態と同様に、図６Ａに示すように、ＳＯＧ膜１２、１３及び１４の本キュアまでの処理を行う。【００５６】
次に、図６Ｂに示すように、ＳＯＧ膜１４上にＰＶＤ法等により、厚さが２０ｎｍ程度のアルミニウム酸化膜５３を形成する。【００５７】
次いで、不純物拡散層８に整合する位置に開口部を有するレジストパターン９１をアルミニウム酸化膜５３上に形成する。そして、レジストパターン９１をマスクとしてアルミニウム酸化膜５３等のエッチングを行うことにより、ソースまで達するコンタクトホール１５ｓ及びドレインまで達するコンタクトホール１５ｄを形成する。【００５８】
その後、図６Ｄに示すように、第１の実施形態と同様に、レジストパターン９１の除去からＳＯＧ膜２４の本キュアまでの処理を行う。続いて、ＳＯＧ膜２４上にＰＶＤ法等により、厚さが２０ｎｍ程度のアルミニウム酸化膜５４を形成する。【００５９】
次に、図６Ｅに示すように、アルミニウム酸化膜５４上に、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜２５を形成する。ＮＳＧ膜２５の厚さは１００ｎｍ程度とする。【００６０】
その後、第１の実施形態と同様に、レジストパターン９２の形成からの処理を行う。【００６１】
このような第４の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、アルミニウム酸化膜５３により、トランジスタＴｒ等への水分及び水素の拡散が抑制される。更に、ＮＳＧ膜２５を形成する際に、アルミニウム酸化膜５４によりＳＯＧ膜２３及び２４が覆われているため、ＳＯＧ膜２３及び２４に水分が侵入しにくい。従って、その後に水分が放出されにくくなり、コンタクトプラグ２７の変形が生じにくくなる。【００６２】
なお、アルミニウム酸化膜５３及び５４の一方を省略してもよい。また、これらの厚さは２０ｎｍ以下とすることが好ましい。これらの厚さが２０ｎｍを超えると、その加工が困難となる場合があるからである。また、アルミニウム酸化膜５４をＮＳＧ膜２５上に形成してもよい。【００６３】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図７Ａ乃至図７Ｃは、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。【００６４】
第５の実施形態では、先ず、第２の実施形態と同様に、図７Ａに示すように、ＮＳＧ膜５１の形成及び平坦化までの処理を行う。【００６５】
次に、図７Ｂに示すように、ＮＳＧ膜５１上にＰＶＤ法等により、厚さが２０ｎｍ程度のアルミニウム酸化膜５５を形成する。【００６６】
次いで、図７Ｃに示すように、不純物拡散層８に整合する位置に開口部を有するレジストパターン９１をアルミニウム酸化膜５５上に形成する。そして、レジストパターン９１をマスクとしてアルミニウム酸化膜５５等のエッチングを行うことにより、ソースまで達するコンタクトホール１５ｓ及びドレインまで達するコンタクトホール１５ｄを形成する。【００６７】
その後、第４の実施形態と同様に、レジストパターン９１の除去からの処理を行う。【００６８】
このような第５の実施形態によれば、第２の実施形態の効果及び第４の実施形態と効果が得られる。【００６９】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図８Ａ乃至図８Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。【００７０】
第６の実施形態では、先ず、第４の実施形態と同様に、図８Ａに示すように、コンタクトプラグ１６ｓ及び１６ｄの形成までの処理を行う。【００７１】
次に、図８Ｂに示すように、コンタクトプラグ１６ｓ及び１６ｄに接する配線１７を形成する。なお、配線１７の形成に当たっては、先ず、ＰＶＤ法等により、厚さが１５０ｎｍ程度のチタン窒化膜、厚さが５５０ｎｍ程度のＡｌＣｕ合金膜、厚さが５ｎｍ程度のチタン膜、及び厚さが１５０ｎｍ程度のチタン窒化膜を順次形成する。次に、これらの膜のパターニングを行う。【００７２】
配線１７の形成後には、縦型炉を用い、半導体基板１の温度を３５０℃とし、処理時間を３０分間とし、窒素ガスの供給量を２０ｌ／分とした熱処理を行う。次いで、図８Ｂに示すように、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜５２を全面に形成する。ＮＳＧ膜５１の厚さは３００ｎｍ程度とする。【００７３】
その後、第４の実施形態と同様に、ＳＯＧ膜２２の形成からの処理を行う。【００７４】
このような第６の実施形態によっても、第４の実施形態と同様の効果が得られる。【００７５】
なお、ＳＯＧ膜１２の形成に当たり、その塗液の塗布の前に、有機溶剤をシリコン酸窒化膜１１上に塗布しておいてもよい。有機溶剤としては、例えばエタノール、イソプロピルアルコール及びキシレン等が挙げられる。有機溶剤の塗布では、例えばスピンコータを用い、２秒間〜１０秒間程度、１０００回／分の速度で半導体基板を回転させる。【００７６】
なお、これらの実施形態を互いに組み合わせてもよい。また、ＮＳＧ膜２５の形成を省略してもよい。また、ＳＯＧ膜２４の形成を省略してもよい。【００７７】
また、アルミニウム酸化膜５３及び５４の代わりに、水分の透過を妨げるバリア膜として、チタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜、マグネシウム酸化膜又はマグネシウムチタン酸化膜等の金属酸化膜を用いてもよい。【００７８】
また、上述の実施形態では、複数のＳＯＧ膜に対し一括して本キュアを行っているが、ＳＯＧ膜毎に本キュアを行ってもよい。また、ＳＯＧ膜１２及び２２に対するプリキュアを省略してもよい。【００７９】
ここで、本願発明者等が行った実験について説明する。この実験では、第１の実施形態及び第６の実施形態に沿って試料を作製した。但し、第１の実施形態に関しては、ＳＯＧ膜１２〜１４に代えてＮＳＧ膜５１を形成した。また、第６の実施形態に関しては、ＳＯＧ膜１２〜１４及びアルミニウム酸化膜５３に代えてＮＳＧ膜５１を形成した。そして、これらの試料に対し、光学式欠陥検査装置を用いた光学顕微鏡の画像比較に基づく欠陥数の算出を行うことにより、コンタクトプラグに欠陥が生じているものの個数を算出した。また、比較のために、図９Ａ〜図９Ｇに示す従来の方法に沿って作製した試料についても、コンタクトプラグに欠陥が生じているものの個数を算出した。この結果を表１に示す。【００８０】
【表１】
2008120348.tif 000003
【００８１】
この結果は、第１及び第６の実施形態により、コンタクト抵抗の上昇が抑制されることを示している。【００８２】
なお、特許文献１には、ＳＯＧの塗液を塗布する前に酸化膜等の親液膜を形成する技術が開示されているが、十分な濡れ性を確保することは困難である。また、粘度が異なる塗液を用いて２種類のＳＯＧ膜を形成することに関する記載はない。また、酸化膜等の親液膜を形成したとしても、ＳＯＧの塗液の粘度が、厚さが１００ｎｍ以上の膜を形成することができる程に高ければ、微細な亀裂及び溝に塗液は侵入できない。【００８３】
特許文献２には、２層構造の層間絶縁膜の形成に際し、２層目の層間絶縁膜を形成する前にプラズマ酸化膜を形成する技術が開示されているが、１層目の層間絶縁膜の形成の際に生じる隙間を防止することができない。また、粘度が異なる塗液を用いて２種類のＳＯＧ膜を形成することに関する記載はない。【００８４】
特許文献３には、ＳＯＧの塗液に弗素又は弗素イオンを含ませる技術が開示されているが、十分な濡れ性を確保することは困難である。また、粘度が異なる塗液を用いて２種類のＳＯＧ膜を形成することに関する記載はない。また、濡れ性が向上したとしても、ＳＯＧの塗液の粘度が、厚さが１００ｎｍ以上の膜を形成することができる程に高ければ、微細な亀裂及び溝に塗液は侵入できない。【００８５】
特許文献４には、ＳＯＧの塗液の１回の塗布により厚い層間絶縁膜を形成する技術が開示されているが、隙間の発生を抑制することはできない。また、粘度が異なる塗液を用いて２種類のＳＯＧ膜を形成することに関する記載はない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明によれば、低粘度の塗液を用いて第１の塗布型絶縁膜を形成した後に、高粘度の塗液を用いて第２の塗布型絶縁膜を形成するため、隙間を生じさせることなく平坦な絶縁膜を得ることができる。
【図１Ａ】
2008120348.tif 000004
【図１Ｂ】
2008120348.tif 000005
【図１Ｃ】
2008120348.tif 000006
【図１Ｄ】
2008120348.tif 000007
【図１Ｅ】
2008120348.tif 000008
【図１Ｆ】
2008120348.tif 000009
【図１Ｇ】
2008120348.tif 000010
【図１Ｈ】
2008120348.tif 000011
【図１Ｉ】
2008120348.tif 000012
【図１Ｊ】
2008120348.tif 000013
【図２】
2008120348.tif 000014
【図３】
2008120348.tif 000015
【図４Ａ】
2008120348.tif 000016
【図４Ｂ】
2008120348.tif 000017
【図４Ｃ】
2008120348.tif 000018
【図５Ａ】
2008120348.tif 000019
【図５Ｂ】
2008120348.tif 000020
【図６Ａ】
2008120348.tif 000021
【図６Ｂ】
2008120348.tif 000022
【図６Ｃ】
2008120348.tif 000023
【図６Ｄ】
2008120348.tif 000024
【図６Ｅ】
2008120348.tif 000025
【図７Ａ】
2008120348.tif 000026
【図７Ｂ】
2008120348.tif 000027
【図７Ｃ】
2008120348.tif 000028
【図８Ａ】
2008120348.tif 000029
【図８Ｂ】
2008120348.tif 000030
【図９Ａ】
2008120348.tif 000031
【図９Ｂ】
2008120348.tif 000032
【図９Ｃ】
2008120348.tif 000033
【図９Ｄ】
2008120348.tif 000034
【図９Ｅ】
2008120348.tif 000035
【図９Ｆ】
2008120348.tif 000036
【図９Ｇ】
2008120348.tif 000037
【図１０Ａ】
2008120348.tif 000038
【図１０Ｂ】
2008120348.tif 000039
【図１０Ｃ】
2008120348.tif 000040
【図１１Ａ】
2008120348.tif 000041
【図１１Ｂ】
2008120348.tif 000042
【図１１Ｃ】
2008120348.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月19日(2009.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上方に、段差のある構造物を形成する工程と、
第１の塗液を用いて前記構造物を覆う第１の塗布型絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の塗液よりも粘度が高い第２の塗液を用いて前記第１の塗布型絶縁膜上に、前記構造物の高さよりも厚い第２の塗布型絶縁膜を形成する工程と、
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】
前記構造物として、ゲート電極を形成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。
【請求項３】
前記構造物として、配線を形成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。
【請求項４】
前記第２の塗布型絶縁膜を、前記第１の塗布型絶縁膜よりも厚くすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２の塗布型絶縁膜として、２層構造の絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の塗布型絶縁膜の厚さを５０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２の塗布型絶縁膜上に、水分の透過を妨げるバリア膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の塗布型絶縁膜を形成する工程は、
前記第１の塗液を塗布する工程と、
前記第１の塗液を第１の温度でキュアする工程と、
を有し、
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程は、
前記第２の塗液を塗布する工程と、
前記第２の塗液を第２の温度でキュアする工程と、
を有し、
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程の後に、前記第１及び第２の温度より高い第３の温度で前記第１及び第２の塗布型絶縁膜のキュアを行う工程を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程において、前記第２の塗液を塗布する工程と、前記第２の塗液を第２の温度でキュアする工程と、を２回繰り返す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。
【請求項１０】
前記第１の塗布型絶縁膜を形成する工程は、前記第１の塗液を塗布する工程の前に、前記塗液を塗布しようとする領域に有機溶媒を塗布する工程を有するこ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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
その後、図９Ｃに示すように、不純物拡散層１０８に整合する位置に開口部を有するレジストパターン１９１をＳＯＧ膜１１２上に形成する。そして、レジストパターン１９１をマスクとしてＳＯＧ膜１１２及びシリコン酸窒化膜１１１のエッチングを行うことにより、ソースまで達するコンタクトホール１１５ｓ及びドレインまで達するコンタクトホール１１５ｄを形成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（３）の従来技術では、図１０Ａに示すように、ゲート電極１０５の間隔が狭い領域において、ＳＯＧ膜１１２とシリコン酸窒化膜１１１との間に隙間１５１が生じることがある。そして、図１０Ｂに示すように、隙間１５１とコンタクトホール１１５ｄとが繋がることがある。このような場合、コンタクトプラグ１１６ｄが形成された後に、隙間１５１内にシリコン酸窒化膜１１１からの脱ガス等が集まりやすい。このため、その後に、図１０Ｃに示すように、コンタクトプラグ１１６ｄの変形等が生じ、コンタクト抵抗が上昇することがある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
配線１７の形成後には、縦型炉を用い、半導体基板１の温度を３５０℃とし、処理時間を３０分間とし、窒素ガスの供給量を２０ｌ／分とした熱処理を行う。次いで、図５Ｂに示すように、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜（シリコン酸化膜）５２を全面に形成する。ＮＳＧ膜５２の厚さは３００ｎｍ程度とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図６Ａ乃至図６Ｅは、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第４の実施形態では、先ず、第１の実施形態と同様に、図６Ａに示すように、ＳＯＧ膜１２、１３及び１４の本キュアまでの処理を行う。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図８Ａ乃至図８Ｂは、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
配線１７の形成後には、縦型炉を用い、半導体基板１の温度を３５０℃とし、処理時間を３０分間とし、窒素ガスの供給量を２０ｌ／分とした熱処理を行う。次いで、図８Ｂに示すように、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法等によりＮＳＧ膜５２を全面に形成する。ＮＳＧ膜５２の厚さは３００ｎｍ程度とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
特許文献４には、ＳＯＧの塗液の１回の塗布により厚い層間絶縁膜を形成する技術が開示されているが、隙間の発生を抑制することはできない。また、粘度が異なる塗液を用いて２種類のＳＯＧ膜を形成することに関する記載はない。
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
半導体基板の上方に、段差のある構造物を形成する工程と、
第１の塗液を用いて前記構造物を覆う第１の塗布型絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の塗液よりも粘度が高い第２の塗液を用いて前記第１の塗布型絶縁膜上に、前記構造物の高さよりも厚い第２の塗布型絶縁膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記２）
前記構造物として、ゲート電極を形成することを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）
前記構造物として、配線を形成することを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記４）
前記第２の塗布型絶縁膜を、前記第１の塗布型絶縁膜よりも厚くすることを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）
前記第２の塗布型絶縁膜として、２層構造の絶縁膜を形成することを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）
前記第１の塗布型絶縁膜の厚さを５０ｎｍ以下とすることを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記７）
前記第２の塗布型酸化膜上に、水分の透過を妨げるバリア膜を形成する工程を有することを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）
前記バリア膜の厚さを２０ｎｍ以下とすることを特徴とする付記７に記載の半導体装置の製造方法。
（付記９）
前記バリア膜として、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜、マグネシウム酸化膜及びマグネシウムチタン酸化膜からなる群から選択された１種を形成することを特徴とする付記７に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１０）
前記バリア膜上に絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする付記７に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１１）
前記第１の塗布型絶縁膜を形成する工程は、
前記第１の塗液を塗布する工程と、
前記第１の塗液を第１の温度でキュアする工程と、
を有し、
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程は、
前記第２の塗液を塗布する工程と、
前記第２の塗液を第２の温度でキュアする工程と、
を有し、
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程の後に、前記第１及び第２の温度より高い第３の温度で前記第１及び第２の塗布型絶縁膜のキュアを行う工程を有することを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１２）
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する工程において、前記第２の塗液を塗布する工程と、前記第２の塗液を第２の温度でキュアする工程と、を２回繰り返すことを特徴とする付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１３）
前記第１及び第２の塗液として、スピンオングラスの塗液を用いることを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１４）
前記第１の塗布型絶縁膜を形成する工程は、前記第１の塗液を塗布する工程の前に、前記塗液を塗布しようとする領域に有機溶媒を塗布する工程を有することを特徴等する付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１５）
前記第１の塗液をキュアすることにより、前記第１の塗液に含まれていた水分を揮発させることを特徴とする付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１６）
前記第１の温度を１００℃乃至２００℃とすることを特徴とする付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１７）
前記第１の塗液をキュアする時間を１分間乃至３分間とすることを特徴とする付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１８）
前記第１の塗液のキュアを不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１９）
前記第１の塗液の粘度は、コータに、前記コータを２０００ｒｐｍ乃至４０００ｒｐｍの速度で回転させながら供給した場合に、１０ｎｍ乃至５０ｎｍの厚さの塗膜が得られる粘度であることを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記２０）
前記第２の塗布型絶縁膜を形成する際に、前記第２の塗液の塗布を２回行うことを特徴とする付記５に記載の半導体装置の製造方法。
（付記２１）
前記２層構造の絶縁膜の各層を、前記第１の塗布型絶縁膜よりも厚くすることを特徴とする付記５に記載の半導体装置の製造方法。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｃ】
2008120348.tif 000044
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｄ】
2008120348.tif 000045
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｅ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｅ】
2008120348.tif 000046
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｆ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｆ】
2008120348.tif 000047
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｇ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｇ】
2008120348.tif 000048
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｈ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｈ】
2008120348.tif 000049
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｉ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｉ】
2008120348.tif 000050
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｊ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｊ】
2008120348.tif 000051
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008120348.tif 000052
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｃ】
2008120348.tif 000053
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ａ】
2008120348.tif 000054
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ｂ】
2008120348.tif 000055
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６Ｃ】
2008120348.tif 000056
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６Ｄ】
2008120348.tif 000057
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６Ｅ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６Ｅ】
2008120348.tif 000058
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７Ｃ】
2008120348.tif 000059
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８Ａ】
2008120348.tif 000060
【手続補正２７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８Ｂ】
2008120348.tif 000061
【手続補正２８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ｃ】
2008120348.tif 000062
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ｄ】
2008120348.tif 000063
【手続補正３０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ｅ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ｅ】
2008120348.tif 000064
【手続補正３１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ｆ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ｆ】
2008120348.tif 000065
【手続補正３２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ｇ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ｇ】
2008120348.tif 000066
【手続補正３３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０Ｂ】
2008120348.tif 000067
【手続補正３４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０Ｃ】
2008120348.tif 000068
【国際調査報告】
2008120348.tif 000069
2008120348.tif 000070
2008120348.tif 000071
2008120348.tif 000072