JPH01137649A - 半導体装置の平坦化方法 - 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】 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、更に詳しくは
、感光性樹脂および非感光性樹脂を利用して基板の段差
を除去し、基板を平坦化させる方法に関する。

半導体装置の製造工程において、ある工程で形成された
基板の凹凸は、以後の工程においてＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ）で形
成される膜のステップカバリ７ジ（Ｓｔｅｐ　Ｃｏｖｅ
ｒａｇｅ）と膜厚の均一性とを悪化させて素子の特性と
信頬性を低下させるという問題点を有していた。

従来、凹凸のある基板を平坦化するためには、５ＯＧ（
Ｓｐｉｎ　（１０）　Ｇｌａｓｓ）平坦化法、Ｂ　Ｐ　
Ｓ　Ｇ　（Ｂｏｒｏｎ　Ｐｈｏｓｐｈｏｒ　５ｉｌｉｃ
ａｔｅ　Ｇｌａｓｓ）またはＰ　Ｓ　Ｇ　（Ｐｈｏｓｐ
ｏｒ　５ｉｌｉｃａｔｅ　Ｇｌａｓｓ）のりフロー（ｒ
ｅｆ　ｌｏｗ）により平坦化させる方法、更に感光性樹
脂または非感光性樹脂と平坦層との１１食刻方法等力〈
使用された。

しかしながら、上記ＳＯＧ平坦化方法は、ＳＯＧ物質自
体が電気的特性が悪く、ソルベントによる平坦化以後に
基板素子の特性を低下させ、甚だしい場合には基板が素
子動作をしないという問題点があった。

ＢＰＳＧまたはＰＳＧのリフロー法では、電気的特性は
悪くないが、平坦化の程度が４０−６０％であるという
問題点があった。

また、感光性樹脂または非感光性樹脂と絶縁層とを１＝
１に食刻させる方法は、感光性樹脂または非感光性樹脂
の平坦化率に依存して平坦化がなされるため、凹凸のあ
る基板における凹凸と凹凸の間隔により平坦化率の差が
極めて甚だしく、感光性樹脂または非感光性樹脂と絶縁
層間の選択比が必ず１：１とならなければならないため
、工程が困難であるという問題点を有していた。

本発明の目的は、簡単な工程により、高い平坦化率の半
導体装置を製造する方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、優れた絶縁特性を有する絶縁層に
高平坦化率を有する平坦層を形成する半導体装置の製造
方法を提供することにある。

本発明は、段差を有する半導体基板上に絶縁物質の層を
形成する第１の工程； 上記絶縁層上に粘性のある所定物質のマスク層を形成す
る第２の工程； 基板段差の突出部位が露出されるように上記マスク層を
食刻する第３の工程； 上記工程で露出した絶縁層の突出部位を所定の厚さだけ
食刻する第４の工程； 次いで、残留するマスク層を除去する第５の工程；の連
続よりなる半導体装置の平坦化方法である。

以下、本発明の実施例を添付図面に従って詳細に説明す
る。

第１図及び第２図は、本発明による実施例の製造工程図
であり、第１図は段差ａと絶縁層の厚さｂが同じ場合、
第２図はそれらがａ＜ｂの場合を示す。

各図（Ａ）において、１０は、所定のパターン１が上部
に形成された半導体基板を示し、該基板１０とパターン
１とは、パターンの高さａに相当する段差ａを有して形
成される。即ち基板上に高さａのパターン１が形成され
る。

この基板の上部全面に、Ｓｉの酸化膜Ｓ　ｉＯＨ、Ｓｉ
のチン化１ｉｓ　ｉｓ　Ｎ−、ＰＳＧ又はＢＰＳＧ等の
物質で、厚さｂの絶縁１１２を常法により沈積形成する
。

第１図はａ＝ｂ、第２図はａ＜ｂの場合である。

かくして、絶縁Ｊｉ２は、段差ａを有する基板表面と同
じ段差すをもって形成される〔第１図（Ｂ）〕か、段差
ａよりも厚い段差すをもって形成される〔第２図（Ｂ）
〕。

第１図においては、パターン１の上面と絶縁層の上表面
の最下面とは同一レベルの高さとなり、第２図において
は、絶縁層の上表面の最下面はパターン１の上面より高
い位置にある。

絶８ｉ層２の形成には、上記物質のほか、電気絶縁特性
、耐熱及び耐湿性に優れ、かつ基板に凹凸を生じさせる
パターンの材質と食刻選択比に優れた如何なる材料でも
使用することができる。

次いで、上記絶縁層２の上部全面に粘性を有する感光性
樹脂または非感光性樹脂等の有機物質を塗布し、以後の
工程で食刻マスクとなるマスクＪｉ３を形成する。

このマスクＮ３は、段差のある絶縁層上に第１図（Ｂ）
及び第２図（Ｂ）の如く表面に凹凸ができるように形成
される。

上記マスク層３の有機物質は、紫外線に反応できる物質
または酸素プラズマで食刻されうる物質等のうち、上記
絶縁層の食刻の際に使用されるガスまたは化学物質で食
刻されず、かつ平坦化率が５０％以上になる物質であっ
て、通常の半導体製造工程で使用される感光性樹脂また
は非感光性樹脂を使用することができる。

ついで、上記のマスク層３を酸素プラズマで食刻するか
、或いは紫外線に露光、現像するかして、第１図（Ｃ）
あるいは第２図（Ｃ）の如く、絶縁層の突出した部分４
が露出されるようにする。

次いで、上記マスク層３の残留する部分を食刻マスクと
して、露出している部分の絶縁Ｎ２を、食刻マスクによ
って被覆されている部分の絶縁層２のレベルまで、マス
クＮ３の選択比が優れたガスや化学物質で食刻する。

この食刻によって、第１図に示す実施例の場合は、絶縁
層２が丁度パターンの高さより上の部分だけ食刻されて
パターン１と絶縁７１２とは面一となる。又第２図に示
す実施例の場合には、絶縁Ｎ２の上面はパターン１の上
面よりも高い位置となる。

次いで、マスク層３を除去すると、第１図に示す実施例
においては、（Ｄ）に示すように、パターン１と同じ厚
さの絶縁Ｎ２がパターン１間に形成された半導体装置が
造られる。第２図に示す実施例においては、第２図（Ｄ
）のように、パターンｌの高さよりも厚い絶縁層２とな
り、パターン１は露出しないが絶縁層２の表面は平坦に
なる。

上述の如く、パターンと絶縁層との厚さが同一の場合は
勿論、パターンの厚さａよりも絶縁層の厚さｂが厚い場
合にもパターンの上に塗布された絶縁層が基板の上面か
ら厚さｂで平坦化されることができる。

上述の通り、本発明は段差を有する基板上に絶縁層を形
成し、その絶縁層上に粘性を有する有機物質のマスク層
を形成した後、マスク層を所定の厚さだけ食刻して基板
の突出部分を露出させ、露出された領域の絶縁層を食刻
して平坦化せしめることにより、従来の工程より工程が
簡単であり、平坦化率が高いばかりか、電気的に優れた
絶縁材を絶縁層に使用することの容易な利点を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の製造工程図であり、第
２図は別の実施例の製造工程図である。 １・・・パターン ２・・・絶縁層 ３・・・マスク層 ４・・・絶縁層の突出部位 １０・・・半導体基板 ａ・・・段差 ｂ・・・絶縁層の厚さ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）段差ａをもったパターン（１）を有する半導体基
   板（１０）上に絶縁層（２）を形成する工程； 上記絶縁層（２）上に粘性を有する物質のマスク層（３
   ）を形成する工程； 絶縁層の突出部位（４）が露出するように上記マスク層
   ３を食刻する工程； 上記工程で露出した絶縁層（２）の突出部位（４）を、
   残されたマスク層によって被覆されている部分と同じレ
   ベルまで食刻する工程； 次いで、残留するマスク層（３）を除去する工程；の連
   続よりなることを特徴とする半導体装置の平坦化方法。
2. （２）マスク層（３）の食刻を、紫外線光を利用した現
   像方法により行う請求項１に記載の方法。
3. （３）マスク層（３）の食刻を、酸素プラズマを用いて
   行う請求項１に記載の方法。