(57)【要約】【課題】  ＦＳＧ膜と反射防止膜との界面で膜剥がれが生じない半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  基板上に酸化膜１を介してメタル膜２を形成する工程と、上記メタル膜上に反射防止膜３を形成する工程と、上記反射防止膜上にレジストパターン４を形成し、このレジストパターンをマスクとして上記反射防止膜及びメタル膜をエッチングし、複数個のメタル配線５を形成する工程と、上記メタル配線上及びメタル配線間にフッ素添加の酸化シリコン膜（ＦＳＧ膜）からなる層間絶縁膜６を形成する工程と、上記層間絶縁膜の形成後に熱処理を行なう工程と、上記熱処理後に上記ＦＳＧ膜上にＴＥＯＳ膜７を形成する工程と、ＣＭＰにより上記ＴＥＯＳ膜またはＴＥＯＳ膜及びＦＳＧ膜を研磨し上面を平坦化する工程と、平坦化された面にシリコン酸化膜８を形成する工程とを含むものである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に酸化膜を介してメタル膜を形成する工程と、上記メタル膜上に反射防止膜を形成する工程と、上記反射防止膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして上記反射防止膜及びメタル膜をエッチングし、複数個のメタル配線を形成する工程と、上記メタル配線上及びメタル配線間にフッ素添加の酸化シリコン膜（ＦＳＧ膜）からなる層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁膜の形成後に熱処理を行なう工程と、上記熱処理後に上記ＦＳＧ膜上にＴＥＯＳ膜を形成する工程と、ＣＭＰにより上記ＴＥＯＳ膜またはＴＥＯＳ膜及びＦＳＧ膜を研磨し上面を平坦化する工程と、平坦化された面にシリコン酸化膜を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
上記熱処理は上記ＦＳＧ膜上に形成されるＴＥＯＳ膜または平坦面に形成されるシリコン酸化膜の成膜温度と同等もしくはそれ以上の温度で処理されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の方法により製造されたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は半導体装置、特にメタル配線間の層間絶縁膜としてフッ素添加の酸化シリコン膜（ＦＳＧ：Fluorinated Silicate Glass膜）を用いた半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のこの種の半導体装置の製造方法を工程順に示した概略断面図である。
先ず、図４（ａ）に示すように、基板（図示せず）上に形成したシリコン酸化膜１０１上にアルミ（Al）などの金属からなるメタル膜１０２及び反射防止膜１０３を順次形成する。
【０００３】
その後、反射防止膜１０３上の全面にレジスト膜を塗布し、周知の写真製版技術（フォトリソグラフィ）により、配線工程用レジストパターン１０４を形成する。
次に、図４（ｂ）に示すように、配線工程用レジストパターン１０４をマスクとして反射防止膜１０３及びメタル膜１０２をドライエッチングし、アルミ（Al）などの金属からなる複数個のメタル配線１０５を形成する。
【０００４】
続いて、図４（ｃ）に示すように、配線工程用レジストパターン１０４を除去した後、メタル配線１０５間及びメタル配線１０５上に層間絶縁膜としてＦＳＧ膜１０６を形成する。この膜は、高密度プラズマＣＶＤにより、ガス種としてSiF4、SiH4、O2、Ar等を用いて約４００度以上の高温で成膜されるものである。さらに、ＦＳＧ膜１０６上にプラズマ励起ＣＶＤによりＴＥＯＳ及びO2ガスを用いて成膜されるＴＥＯＳ膜１０７を形成する。
【０００５】
その後、図４（ｄ）に示すように、ＣＭＰによってＴＥＯＳ膜１０７及びＦＳＧ膜１０６を研磨し、上面を平坦化した後、熱処理を施こし、その後、平坦面にシリコン酸化膜１０８を形成し、配線構造を得る。（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１００６２８号公報（段落００２０−００２６、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の半導体装置の製造方法は以上のように構成され、ＦＳＧ膜１０６を高温で成膜するため、メタル膜１０２がダメージを受けるという問題点があった。
また、メタル膜１０２へのダメージを抑制するためにＦＳＧ膜１０６を低温で成膜すると、メタル膜１０２に与えるダメージは低減することができるが、ＦＳＧ膜１０６中のフッ素が過剰となり、ＦＳＧ膜１０６と反射防止膜１０３との界面で膜剥がれが発生するという問題点があった。
【０００８】
詳細に説明すると、ＦＳＧ膜には、膜中に遊離フッ素やＯＨ基が多く存在しており、反射防止膜には膜中にＯＨ基や、吸着したH2Oが存在しているため、次工程のＴＥＯＳ成膜時に成膜中の温度上昇で発生するＦやH2OがＦＳＧ膜と反射防止膜との界面で発泡し膜剥がれが発生するものと考えられる。
【０００９】
この発明は、上記のような問題点に対処するためになされたもので、ＦＳＧ膜と反射防止膜との界面で膜剥がれが生じない半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上に酸化膜を介してメタル膜を形成する工程と、上記メタル膜上に反射防止膜を形成する工程と、上記反射防止膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして上記反射防止膜及びメタル膜をエッチングし、複数個のメタル配線を形成する工程と、上記メタル配線上及びメタル配線間にフッ素添加の酸化シリコン膜（ＦＳＧ膜）からなる層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁膜の形成後に熱処理を行なう工程と、上記熱処理後に上記ＦＳＧ膜上にＴＥＯＳ膜を形成する工程と、ＣＭＰにより上記ＴＥＯＳ膜またはＴＥＯＳ膜及びＦＳＧ膜を研磨し上面を平坦化する工程と、平坦化された面にシリコン酸化膜を形成する工程とを含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る半導体装置及びその製造方法は上記のように構成されており、ＦＳＧ膜の成膜後に熱処理を施こすことで、ＦＳＧ膜中の遊離ＦやH2Oを膜外に放出しているため、ＦＳＧ膜と反射防止膜との界面における膜剥がれを効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１による半導体装置の構成を示す概略断面図である。
基板（図示せず）上に形成したシリコン酸化膜１上にアルミ（Al）などの金属からなるメタル膜２及び反射防止膜３が順次形成されている。また、メタル膜２間及び反射防止膜３上には層間絶縁膜としてＦＳＧ膜６が形成され、その上にＴＥＯＳ膜７が形成された状態で上面が平坦化され、平坦面にシリコン酸化膜８が形成されている。
【００１３】
図１に示す半導体装置の製造方法を図２に工程順に示している。即ち、図２（ａ）に示すように、基板（図示せず）上に形成したシリコン酸化膜１上にアルミ（Al）などの金属からなるメタル膜２及び反射防止膜３を順次形成する。
【００１４】
その後、反射防止膜３上の全面にレジスト膜を塗布し、周知の写真製版技術（フォトリソグラフィ）により、配線工程用レジストパターン４を形成する。
次に、図２（ｂ）に示すように、配線工程用レジストパターン４をマスクとして反射防止膜３及びメタル膜２をドライエッチングし、アルミ（Al）などの金属からなる複数個のメタル配線５を形成する。
【００１５】
続いて、図２（ｃ）に示すように、配線工程用レジストパターン４を除去した後、メタル配線５間及びメタル配線５上に層間絶縁膜としてＦＳＧ膜６を形成する。このＦＳＧ膜は、高密度プラズマＣＶＤにより、ガス種としてSiF4、SiH4、O2、Ar等を用いて成膜されるものである。
【００１６】
この次の工程で熱処理を施すのがこの発明の特徴である。熱処理の温度は、熱処理工程後にプラズマ励起ＣＶＤによりＴＥＯＳ及びO2ガスを用いて成膜されるシリコン酸化膜が通常４００度程度にて処理されることから、それと同等もしくはそれ以上の温度として約４００度以上で処理される。雰囲気は特に定めることはなくN2やH2とする。
【００１７】
次に、図２（ｄ）に示すように、ＦＳＧ膜６上の全面にプラズマ励起ＣＶＤによりＴＥＯＳ膜７を成膜する。その後、図２（ｅ）に示すように、ＣＭＰによってＴＥＯＳ膜７及びＦＳＧ膜６を研磨し、上面を平坦化した後、図２（ｆ）に示すように、平坦面にシリコン酸化膜８を上述したように約４００度で成膜し、配線構造を得る。
なお、図３に示すように、図２（ｄ）の状態からＴＥＯＳ膜７のみをＣＭＰによって研磨し、上面を平坦化した後、平坦面にシリコン酸化膜８を成膜する構成としても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１による半導体装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】実施の形態１の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図３】実施の形態１の他の実施工程の例を示す概略断面図である。
【図４】従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  シリコン酸化膜、  ２  メタル膜、  ３  反射防止膜、  ４  配線工程用レジストパターン、  ５  メタル配線、  ６  ＦＳＧ膜、  ７  ＴＥＯＳ膜、  ８  シリコン酸化膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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