JPH02266519A - マルチステップ平たん化化学蒸着方法 - Google Patents

マルチステップ平たん化化学蒸着方法

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JPH02266519A
JPH02266519A JP2059784A JP5978490A JPH02266519A JP H02266519 A JPH02266519 A JP H02266519A JP 2059784 A JP2059784 A JP 2059784A JP 5978490 A JP5978490 A JP 5978490A JP H02266519 A JPH02266519 A JP H02266519A
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layer
depositing
flattening
insulating layer
integrated circuit
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Dan Maydan
メイダン ダン
David Nin-Kou Wang
デイヴィッド ニン コウ ワン
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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、集積回路構造のための平たん化方法に関する
。より詳しくは、本発明は高いアスペクト比でコンフォ
ーマル絶縁層の高密度垂直被着(vertical d
eposition)を達成するための初期ECRプラ
ズマ被着(deposition) ; E CRプラ
ズマ被着層を平たん化するための低融点無機平たん化材
料;及び平たん化したECRプラズマ層に適用される所
望のCVD層を用いる平だん化方法に関する。
(従来技術) 集積回路構造の製造においては、基板上にトランジスタ
ーのような能動装置、抵抗のような受動装置及び装置を
相互に連結する金属線を形成するように層をパターン化
すると、むらのある表面が形成する結果となりうる。
慣用的に、そのようなむらのある表面の上に、さらにパ
ターン化した層を形成させるために、酸化シリコンのよ
うな絶縁材料の層を形成させる。
しかしながら、酸化シリコンは、下層の形状に対応し、
その結果、平滑でなく段差のある表面を形成する傾向が
ある。普通の平版法を用いて、このようなむらのある表
面にさらに層をパターン化することは極めて困難である
従って、フォトレジスト又は有機ベースのガラス材料、
例えば”SOG ’  (Spin On Glass
)の平たん化層を形成し、これを下層の酸化シリコン絶
縁層とほぼ同じ速度でエツチングする技術が慣用技術に
なってきている。そして、該構造に、異方性エツチング
が行われ、平たん化層及び下層の酸化シリコン層の隆起
部分(raised portion)が除去される。
しかしながら、フォトレジストとSOGの双方とも、い
わゆるローディング効果(loading effec
t)を有する。これは、これらの材料のエツチング速度
が、絶縁層、例えば酸化シリコン層がどれだけ露呈して
いるかに依存することを意味する。従って、絶縁材料(
酸化シリコン)と防食用すなわち平たん化材料の両方の
エツチング速度を等しくすることは非常に困難であり、
従って、エツチング速度は構造物の形状に依存する。さ
らに、隆起部分の間のスペースが約1.5μmより小さ
いとき、これらの二つの平たん化材料のいずれかを塗布
するスピン方法は有効でない。
上記の平たん化材料は、工程範囲が限られており、被着
しうる総量又は厚さについても制限がある。さらに、こ
れらの平たん化材料は、そのような平たん化材料の塗布
前に、有機結合剤及び溶媒中に分散されるので、酸化シ
リコンのような絶縁層が、例えばCVD法により被着さ
れる真空チャンバから、集積回路構造を、平たん化層を
被着するために取り出さなければならない。そのような
被着の後、平たん化被膜中の溶媒を蒸発させ、その後、
該平たん化被膜を焼き付けすることにより溶媒をさらに
除去し、エツチング工程の前に被膜を硬化しなければな
らない。エツチング工程は、慣用的には真空チャンバ中
で通常実施されるドライエツチング方法である。
これらの問題は、本発明の参考文献とされる、1988
年11月10日にマークス(14arks)等により出
願された米国特許出願第269.508号(発明の名称
:低融点無機材料を使用する集積回路構造の平たん化方
法)で取り上げられている。該出願には、酸化シリコン
層のようなコンフォーマル絶縁層に被着される低融点無
機ガラスの平たん化層を用いて、前記のような構造を平
たん化する方法が記載され、特許請求の範囲に記載され
ている。
しかしながら、CVD蒸着技術を用いて、下層の金属線
又は他のパターン化された層の上に慣用的に塗布される
初期のコンフォーマル絶縁層、例えば酸化シリコンの層
は、下層の集積回路構造の狭い間隔で隔置された金属線
又は他の隆起部分の間の領域を、常に適当に充填するわ
けではない。
従って、集積回路構造の狭い間隔で隔置された隆起部分
の間に蒸着されたシリコン酸化層部分に、ボイドが形成
される結果となる可能性がある。
電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ被着として
知られる被着の形式は、マッオ(!Jatsuo)等に
より出願された米国特許第4.401.054号、マッ
オ等による米国特許願第4.778.561号、及びギ
ャンバリ(Ghanbar i)による米国特許第4.
778.561号(参考文献として本発明に挿入する)
、並びにマチダ(Machida)等による“サブミク
ロンインターコネクションのためのバイアシング及び電
子サイクロトロン共鳴プラズマ被着を伴う5102平た
ん化技術″という名称のJ、Vac、 Sci、 Te
chnology BVol、 4. No、 4.J
UL/Aug 1986. pp、81g−821ニ出
版されている。
これらの刊行物に記載されたECRプラズマ被着方法は
、磁場の軸が被着チャンバの方へ拡散的に広がる状態で
、プラズマ形成チャンバ中に電子サイクロトロン共鳴を
生成させる磁場を発生させるために、プラズマ形成チャ
ンバが1又はそれ以上の磁気コイルに取り囲まれている
ことを特徴とする、プラズマによる材料の被着方法を提
供する。
得られた被着、例えば酸素及びシランガスからの510
2の被着は、狭い間隔で隔離されている線の間の領域の
より良好な充填を提供し、高いアスペクト比を有する、
より密度の高いコンフォーマル絶縁石であり、従って、
そのような領域において被着された絶縁材料内のボイド
形成の問題が解決されるか、又は少なくとも緩和される
しかしながら、ECRプラズマ被着したコンフォーマル
絶縁層は上記で論じたボイド形成問題を解決するが、E
CRプラズマ方法は慣用のCVD蒸着に比べてかなり遅
い。さらに、酸化シリコン層に関する平たん化の問題は
、上記のマークス等の特許出願で論じられているように
、ECRプラズマ被着技術を用いた酸化シリコンの層の
形成にふいても同様に問題となる。
従って、ボイド形成の問題点が解決され、平たん化工程
が迅速化され、且つ1層又はそれ以上の平たん化層を被
着するために使用される真空装置から集積回路構造を取
り出す必要がない平たん化方法を提供することが望まし
い。
従って、本発明の目的は、コンフォーマル絶縁層を最初
にECRプラズマ被着し、続いて低融点無機平たん化材
料を塗布することを含む集積回路構造の平たん化方法を
提供することにある。
本発明の別の目的は、集積回路基板上にコンフォーマル
絶縁層をECRプラズマ被着する工程、続いてその上に
低融点無機平たん化材料を被着する工程、そして無機平
たん化層をエツチングすることにより前記構造を平たん
化する工程を含む集積回路構造の平たん化方法を提供す
ることにある。
本発明の別の目的は、集積回路基板上にコンフォーマル
絶縁層をECRプラズマ被着する工程、続いてその上に
低融点ガラス平たん化材料の層を被着する工程、そして
低融点ガラス平たん化層をドライエツチングすることに
より前記構造を平たん化する工程を含む集積回路構造の
平たん化方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、集積回路基板上にコンフォ
ーマル絶縁層をECRプラズマ被着する工程、続いてそ
の上に低融点ガラス平たん化材料の層を被着する工程、
そして低融点ガラス平たん化層を、被着された構造を周
囲大気に曝すことなく、装置内のエツチングゾーンで異
方性ドライエツチングする工程を含む集積回路構造の平
たん化方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、集積回路基板上にコンフォ
ーマル絶縁層をECRプラズマ被着する工程、続いてそ
の上に低融点ガラス平たん化材料の層を被着する工程、
そして該低融点無機平たん化層の少なくとも一部を除去
するために低融点ガラス平たん化材料をエツチングする
工程、及びさらに該構造の上に絶縁材料の層を被着する
工程を含む集積回路構造の平たん化方法を提供すること
にある。
本発明のさらに別の目的は、集積回路基板上にコンフォ
ーマル絶縁層をECRプラズマ被着する工程、その上に
低融点ガラス平たん化材料の層を被着する工程、そして
低融点ガラス平たん化層をエツチングして該構造を平た
ん化する工程、及びさらに該構造上に絶縁材料の層をC
VD被着する工程を含む集積回路構造の平たん化方法を
提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、集積回路基板上にコンフォ
ーマル絶縁層をECRプラズマ被着する手段、その上に
低融点ガラス平たん化材料の層を被着する手段、該低融
点ガラス平たん化層をエツチングして該構造を平たん化
する手段、及びさらに該構造の上に絶縁材料の層をCV
D被着する手段を含む集積回路構造の平たん化のための
装置を提供することにある。
本発明のこれらの及び他の目的は、下記の説明及び添付
図面により明瞭になるであろう。
本発明により、パターン化された半導体ウェハーの集積
回路構造上に、まず、絶縁材料のECRプラズマ被着に
より被着されたコンフォーマル絶縁層が形成される改良
された平たん化方法が提供される。
ECRプラズマ被着は、近接した高い領域間の溝又は低
い領域が絶縁材料で完全に充填されるまで実施される。
その後、低融点ガラス材料、例えば酸化ホウ素の平たん
化層は、集積回路構造上に、ECRプラズマ彼着被着た
絶縁層の最も高い部分を被覆するのに充分な深さ又は厚
さに形成される。
この平たん化層を、その後、異方性ドライエッチバック
して、平たん化材料の一部又は全部を除去して、ECR
プラズマ被着した絶縁層上に平たん化された表面を得る
。その後、所望により絶縁材料の別の層を、平たん化さ
れたECRプラズマ被着絶縁層上に、慣用方法によりC
VD蒸着してもよい。
この方法は、誘電性平たん化のようなフロントエンドの
処理、溝(trench or 5lots)の充填、
又は金属開平たん化(intermetal plan
arization)のような前述の上面の平たん化に
使用してもよい。
例えば、フロントエンドの処理において該方法を用いる
場合、平たん化される絶縁材料としてリンケイ酸ガラス
(PSG)が使用されるであろう。該方法は、タングス
テンのような別の金属石のブランケット被着の前に集積
回路構造を平たん化するために使用してもよい。
隆起部分の語は、隆起部分の間の表面の高さに対して隆
起した集積回路構造の部分を意味し、従って、全表面に
対して隆起した構造だけでなく、隆起した側壁、例えば
溝の底に対して隆起した部分をも含みうる。
第2図を参照すると、集積回路構造は一般的に2で示さ
れ、半導体ウェハー又は基板10、例えばシリコン基板
を含み、その上に、例えば金属線又は他の導電性若しく
は絶縁性の材料からなる隆起部分14を有する。
コンフォーマル絶縁層20は、例えば酸化シリコン、シ
リコンオキシティトライド層、又は下層の集積回路構造
がシリコンを含む場合はリンシリケートのようなシリケ
ートを含むことができ、基板10及び隆起部分14の上
に形成されることが示されている。絶縁層20はドープ
又は未ドープの材料のいずれかを含むことができる。当
然ながら、他の絶縁材料も同様に使用でき、下層の構造
がシリコン以外のいくつかの他の材料、例えばゲルマニ
ウム、ヒ化ガリウムを含む場合は、前記のものよりも好
ましい場合さえある。
本発明によると、コンフォーマル絶縁層20は、ECR
プラズマ被着装置、例えば上記マッオ等の合衆国特許第
4.401.054号、マツオ等の合衆国特許第4.4
92.620号及びギャンバリの合衆国特許第4、77
8.561号に記載されているようなECRプラズマ被
着装置を用いて被着される。
第2図に示すように、ECRプラズマ被着は、隆起部分
14の間の低い領域16の絶縁材料の高さが24に示す
ように隆起部分14の高さよりもわずかに高くなるまで
行われる。ECRプラズマ被着は、例えばその上に酸化
シリコン層を形成するために、前記のマッオ等及びギャ
ンバリの特許に示した装置を用いて使用されうる。これ
らの特許及びマチダ等の記事に記載されているように、
ECRプラズマ被着を促進するために、所望により高周
波(rf)バイアスが基板10上に適用される。
本発明のECRプラズマ被着工程を実施するために、例
えば5102絶縁層を形成するために、酸素を約15標
準キユービツクセンナメートル/分(sccm)〜約3
 Q Qsccmの速度でプラズマ形成チャンバに入れ
、その間温度を約り5℃〜約400℃に維持し、圧力を
約0.05〜約20 ミIJ )ルの範囲に維持する。
プラズマ形成チャンバ中に電子サイクロトロン共鳴を提
供するために使用される磁石の磁束密度は、約500〜
約2500ガウスの範囲であるべきであり、プラズマの
形成に使用されるマイクロ波の周波数は、約1〜約4g
Hzの範囲であるべきである。約100〜約1500ワ
ットのプラズマパワーレベルを使用すべきである。例え
ば、磁束密度が875ガウスのとき、マイクロ波の周波
数は2.45gHzであるべきである。
ECRプラズマ被着パラメーターは、好ましくは少なく
とも1及び好ましくは3の高さのアスペクト比(深さ対
中)を提供するように調整される。
絶縁層を所望の深さ又は厚さでECRプラズマ被着した
後、低融点ガラス平たん化層をコンフォーマル絶縁層に
被着しうる。この第2の被着は、同じ真空チャンバで実
施してもよく、又は好ましくは集積回路構造、例えばシ
リコンウェハー10を第2の真空チャンバに移すことも
でき、これは好ましくは周囲大気に該構造を曝さずに、
下記に説明するように同じ真空装置中の第2の被着チャ
ンバを用いて行われる。
本発明によると、その後、低融点無機材料、例えば低融
点ガラスの平たん化層30を絶縁層20に塗布した後、
塗布された構造に、平たん化層3(12)一部又は全部
及び下層の絶縁層2(12)高い領域26を除去するた
めに平たん化エツチング前程を行う。
低融点無機平たん化材料30は、 a)溶媒を使用せずに絶縁層2(12)表面に被着して
もよく、 b)被着材料をエツチングするのに充分な硬さにするた
めに、続いて硬化又は焼き付けする必要がなく、そして C)異方性エツチングされることができ、好ましくは下
層の絶縁層とほぼ同じ速度で異方性ドライエツチングさ
れることができる 無機材料のいずれをも含みうる。
好ましい実施態様において、低融点無機平たん化材料3
0は、任意の慣用の化学蒸着装置を用いて、絶縁層20
上に被着されうる材料を含む。
“低融点”の1旧よ、約575℃以下の融点を有し、約
500℃以下、例えば約100〜約500℃で流れる材
料を意味する。好ましい実施態様においては、該方法が
、集積回路構造に既に存在するアルミニウムのような低
融点材料上に、例えばアルミニウム線上に、又は上面の
処理に使用される場合、融点は約480℃を超えるべき
でなく、流れ温度は約390℃以下である。約390℃
以下で流れる材料を使用すると、下層の集積回路に害を
及ぼす危険なしに、下層の表面上に該材料が流れる結果
となる。
実施態様において、低融点無機平たん化材料は、低融点
ガラスを含む。そのような低融点ガラスの例には、B2
01、B2S3、 B20./SiO□混合物、^52
01、As2S3 、P2O5及びそれらの組み合わせ
が含まれる。
低融点ガラスのような低融点平たん化材料の使用により
、平たん化材料30を、例えば酸化シリコンのような絶
縁材料2(12)蒸着に使用したのと同じCVD方法及
び装置を用いて蒸着しうる。従って、低融点ガラス、例
えば8□0.を、約100〜約480℃で、平たん化材
料が集積回路構造10上の絶縁H2(12)段差のある
表面に流れる温度で蒸着すると、第3図に示すように、
層30上にほぼ平たんな表面が得られる。
当然ながら、該材料が、続いて平たん化材料が表面に流
れるのに充分な温度に加熱される場合には、より低い被
着温度を用いる。しかしながら、通常そのような付加的
な加熱工程は、可能であれば避ける。低融点平たん化材
料が少なくとも被着温度と同程度に低い流れ温度を有し
、平たん化材料が被着時に流れる場合には、より低い被
着温度を使用することもできる。
両方の被着が、同じ被着チャンバ内で、又は後述するよ
うに、集積回路構造が、周囲大気に、特に・湿気及び周
囲大気中の他の汚染物質に曝されることなく、一つのチ
ャンバから他のチャンバへ移るのを可能とするような方
法で連結されうる同一装置内の別の被着チャンバで実施
されうろことは注目されるべきである。
層20及び層300両方の被着のために、同じ被着チャ
ンバ又は少な゛くとも同じ一般的な真空装置を使用し、
且つ平たん化材料として、除去されるべき溶媒を使用せ
ず、エツチング前に焼き付は又は硬化を要求しない低融
点無機材料を選択することにより、2つの被着工程を同
じ装置内で、集積回路構造を真空装置から途中で取り出
すことなく、続けて実施することが可能になる。これに
より、従来技術の平たん化方法に比べて工程総数を減少
できるだけでなく、さらに、半導体ウェハーが真空装置
から取り出されて周囲大気に曝されると必ず生じうる汚
染の危険から集積回路構造を保護することができる。
低融点無機平たん化材料は、絶縁層200表面上に、約
100〜約700℃、好ましくは約100〜約500℃
の範囲の温度で、約100ミIJ )ル〜約大気圧、好
ましくは約2〜30トルの圧力下で、厚さがその厚さの
領域で、最も薄い部分の約200人から、2μmまでと
なるように、即ちその下の絶縁層の低い領域が被覆され
るように被着される。B2O3の典型的なプラズマCV
D蒸着においては、温度が約り90℃〜約440℃の範
囲で、圧力が約9〜10トルで、高周波プラズマパワー
が約400〜500ワットである。
低融点無機平たん化材料の被着後、塗布された構造に、
絶縁層2(12)高い部分26及び平たん化層3(12
)少なくとも一部が、第4図の連続線28により示され
る最上表面に見られるように除去されるまで異方性ドラ
イエツチングを行う。これにより、絶縁層2(12)平
たん化部分20′は、層2(12)最も低い部分24よ
りわずかに高くなり、所望によって、平たん化層3(1
2)部分32が層2(12)最も低い部分24の上に残
されることになる。
これに関連して、表面の線28は実質的に平らに見える
が、平たん化表面はなお、その下層の集積回路構造の隆
起部分、例えば上記パターン化部分14の近傍でいくら
か隆起した部分を有することに注意すべきである。しか
しながら、平たん化されていない絶縁層の段階において
45°以上であった勾配は、本発明の平たん化方法の後
には約10〜15°又はそれ以下に減少されうる。
さらに、最終的な勾配は平たん化材料に被着するのに使
用されるフィルムの厚さ及び/又は被着温度を変化させ
ることにより調整されうる。被着温度を上げると、平た
ん化材料はより良好に流れるため、勾配が減少する。平
たん化材料の厚さを増加すると、フィルムはその下層の
集積回路構造にさらに均一に流れるであろう。
エツチング工程は、平たん化層30及びその下層の絶縁
層2(12)双方をほぼ同じ速度でエツチングすること
ができるエツチングシステムのいずれを含んでいてもよ
い。エツチング剤としては、慣用の異方性ドライエツチ
ング剤のような任意のドライエツチング剤が含まれる。
好ましくは、ドライエツチング方法は、C)IP3、C
F、又はアルゴンを用いたプラズマエツチングを含みう
る。本発明の技術に有用な他のドライエツチングシステ
ムの例には、スパッタリングエツチングシステム又はR
IB システムが含まれる。
本発明の特に好ましい実施態様においては、集積回路構
造を、真空下に維持しながら、絶縁層及び平たん化層を
同じ真空装置中で被着させた後、同じチャンバ内、又は
同じ装置の別のチャンバ内でエツチングしうる。従って
、第1図のフローシートに示すように、同一又は同一の
装置内の別の被着チアンバからなる被着ゾーン内で、集
積回路構造に絶縁層20及び平たん化層30を被覆して
もよく、そしてその後、被覆された構造を同一のチャン
バ内でドライエツチングするか、又は、被覆された構造
をインターロック若しくは中間チャンバへ若しくはそれ
らを通して移動させ、真空装置内から取り出すことなく
エツチングゾーンへ移動させることもできる。
次に、第5図を参照すると、所望により平たん化された
集積回路構造に、同一チャンバ内で、又は同一の装置の
別のチャンバ内で、慣用のCVD蒸着を行い、さらにそ
の上に絶縁材料、例えばコンフォーマル絶縁層2(12
)形成に使用した前記の絶縁材料のいずれかのような、
絶縁層40を形成することもできる。
層40はECRプラズマ被着を用いて形成することもで
きるが、この場合は、慣用のCVD蒸着が、ECRプラ
ズマ被着より速い速度で、高いアスペクト比で材料を蒸
着するため、並びに本発明の方法の工程では、充分な平
たん化が行われた後にはボイド形成は重要な問題ではな
いため、ECRプラズマ被着の特徴である密度の高い被
着は要求されないことから、慣用のCVD蒸着が好まし
い。
従来の被着及びエツチング工程に関して前記で論述した
ように、このCVD被着は、周囲大気、特に周囲大気中
の湿気及び他の汚染物質に曝されるのを避けるため、同
じ被着チャンバ内で、又は少なくとも同じ装置内で有利
に実施することができる。
平たん化された構造上に絶縁層40を形成するのは所望
の工程であるが、平たん化工程の間に、全ての平たん化
層30が除去されず、第4図に示すように、集積回路構
造中の低い部分における部分32を残している場合には
、平たん化層30を形成するために使用されうる低融点
ガラスは吸湿性であるので、続いての絶縁層4(12)
使用は、平たん化層3(12)残りの部分を封入するた
めに必須であることにも注目すべきである。
続いて、第6図を参照すると、本発明の技術に有用な真
空装置は、通常100で示され、複数の被着チャンバ及
びエツチングチャンバ102〜108を含み、そのうち
の少なくとも一つはECRプラズマ被着を行いうるちの
である装置である。
そのようなECRチャンバの構造の詳細は、マソオ等の
米国特許束4.401.054号、マツォ等の米国特許
束4.492.620号、及びギャンバリの米国特許束
4.778.561号、並びにマチダ等の“サブミクロ
ンインターコネクション(Submicron Int
erconne−ction)のためのバイアス及び電
子サイクロトロン共鳴プラズマ蒸着を用いた5i02平
たん化技術″。
J、Vac、 Sci、 Technology B、
 vol、4. No、4.Jul/^ug1986、
pp 818−821に記載されており、これらの4つ
の参考文献は、本発明の参考文献となる。
真空装置10(12)各チャンバ102〜108は、通
常真空下で行われるウェハー又は基板10に、化学蒸、
W(cVD)、プラズマエツチング並びに他の被着及び
エツチング方法を行うために使用することができる。チ
ャンバ102〜108は各々インターロック又はスリッ
トバルブ110を介して中央チャンバ116に連結され
る。中央チャンバ116は、124の矢印で示される両
方向性直線運動及び矢印126で示される回転運動のた
めに載置されたウェハー移送ブレード122を含むロボ
ット機構120を含む。特に、直線運動は四バーリンク
機構130により付与され、回転運動は四バーリンク機
構130を載置する回転プラットフォーム134及びウ
ェハー支持ブレード122により付与される。垂直イン
デキサプル内部ウェハー支持エレベータ150は、ウェ
ハーを真空装置内に保ち、システム中の真空状態を破る
ことなく種々の加工チャンバ102〜108に移送させ
るために使用される。さらに、スリットバルブ、即ちイ
ンターロックのための開口110は、外部の貯蔵手段1
60から真空装置100にウェハーを外部装填するため
のエレベータ15(12)近傍に設けられる。
そのようなチャンバ、インターロック、及ヒロボット機
構の構造の詳細は、本願の出願人に譲渡されたトシ7 
(Tosh ima)による米国特許4.785.96
2号に見出され、これは本発明の参考文献である。
従って、ウェハー又は基板10は、汚染物質の防止並び
に加工能率の向上のために、真空装置から取り出される
ことなく、ECR被着、CVD蒸着、及び異方性ドライ
エツチングにより加工されうる。
従って、本発明は、パターン化された基板にECRプラ
ズマ被着方法を用いて第一のコンフォーマル絶縁層を被
着することにより、被着のアスペクト比が高い密度の高
い被膜が形成され、これにより被着された絶縁層にボイ
ドを形成することなく隣接した隆起部分の間の基板上の
低い領域部分が完全に充填される、改良された平たん化
方法を提供する。低融点ガラス平たん化層をコンフォー
マル絶縁層に形成し、これを後にドライエツチングする
ことにより、真空装置から半導体ウェハーを除去する必
要なしに構造を平たん化することが可能になる。所望に
より、別の絶縁層を慣用のCVD蒸着を用いて平たん化
層上に形成してもよく、これにより上記の続いての絶縁
層のだめのより速い被着速度が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明するフローシートであり、第2図
はパターン化された層を有し、その上にECRプラズマ
被着により形成されたコンフォーマル絶縁層を有する集
積回路構造の部分的垂直横断面図であり、第3図は第2
図の集積回路構造のコンフォーマル絶縁層上に低融点ガ
ラス材料の平たん化層が被着された集積回路構造の部分
的垂直横断面図であり、第4図は第3図の集積回路構造
を平たん化した後の集積回路構造の部分的垂直横断面図
であり、第5図は平たん化された第4図の集積回路構造
上にさらにCVD蒸着された絶縁材料の層を有する集積
回路構造の部分的垂直横断面図であり、第6図は本発明
の方法を行うために使用されうる装置の模式図である。 10・・・・基板    14・・・・隆起部分20・
・・・絶縁層   30・・・・平たん化層100・・
・・真空装置 FIG。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)ECRプラズマ被着を用いて基板にコンフ
    ォーマル絶縁層を被着する工程、 (b)該コンフォーマル絶縁層上に、低融点無機平たん
    化層を被着する工程;及び (c)該平たん化層をエッチングして集積回路構造を平
    たん化する工程 を含む、表面上に該表面の近傍の部分より高い部分を有
    する集積回路構造の真空装置中での平たん化方法。
  2. (2)前記平たん化工程の後に前記構造上に絶縁層を被
    着する別の工程を含む請求項(1)記載の方法。
  3. (3)前記別の被着工程がCVD蒸着工程を含む請求項
    (2)記載の方法。
  4. (4)前記絶縁層を被着する前記ECRプラズマ工程が
    、前記集積回路構造上に、酸化シリコン、シリコンオキ
    シナイトライド、シリコン窒化物、及びリンシリケート
    からなる群から選ばれる絶縁材料の層を被着する工程を
    含む請求項(1)記載の方法。
  5. (5)前記絶縁層を被着する前記ECRプラズマ工程が
    、前記集積回路構造上に酸化シリコンの層を被着するこ
    とを含む請求項(4)記載の方法。
  6. (6)前記ECRプラズマ被着が、前記被着温度を約2
    5℃から約400℃に維持し、圧力を約0.05〜約2
    0ミリトルに維持して行われる請求項(1)記載の方法
  7. (7)前記ECRプラズマ被着が、ECRプラズマの電
    子サイクロトロン共鳴を提供するために用いられる磁束
    密度を約500〜約2500ガウスの範囲に維持して行
    われる請求項(1)記載の方法。
  8. (8)前記ECRプラズマ被着が、プラズマを形成させ
    るために約1〜約4gHzの範囲の周波数のマイクロ波
    を用い、約100〜1500ワットのプラズマパワーレ
    ベルを用いて行われる請求項(1)記載の方法。
  9. (9)前記無機平たん化層を被着する工程が、前記絶縁
    層とほぼ同じ速度でエッチングされうる無機平たん化層
    を被着することを含む請求項(1)記載の方法。
  10. (10)前記低融点無機平たん化層を被着する工程が、
    500℃以下の流れ温度を有する材料の無機平たん化層
    を被着する工程を含む請求項(9)記載の方法。
  11. (11)前記低融点無機平たん化層を被着する工程が、
    B_2O_3、B_2S_5、B_2O_3/SiO_
    2混合物、As_2O_3、As_2S_3、P_2O
    _5及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる1
    種類もしくはそれ以上の低融点ガラスからなる無機平た
    ん化層を被着する工程を含む請求項(10)記載の方法
  12. (12)前記低融点ガラスの平たん化層を被着する工程
    が、前記絶縁材料の層上にB_2O_3ガラスの層を被
    着する工程を含む請求項(11)記載の方法。
  13. (13)前記無機平たん化層をエッチングして前記構造
    を平たん化する工程が、前記無機平たん化層を異方性ド
    ライエッチングして、前記構造を前記真空装置から取り
    出すことなく前記構造を平たん化する工程を含む請求項
    (1)記載の方法。
  14. (14)(a)i)磁束密度を、前記ECRプラズマの
    電子サイクロトロン共鳴を提供するために、約 500〜約2500ガウスの範囲に維持す る工程、及び ii)前記プラズマを形成させるために約1〜約4gH
    zの範囲の周波数のマイクロ波を用いること、及び約1
    00〜約1500ワッ トのプラズマパワーレベルを用いることを 含む、 ECRプラズマ被着を用いて基板にコンフォーマル絶縁
    層を被着する工程、 (b)該コンフォーマル絶縁層上に、前記絶縁層とほぼ
    同じ割合でエッチングされることができ、且つ500℃
    以下の流れ温度を有する低融点無機ガラス材料の平たん
    化層を被着する工程; (c)該低融点平たん化層を該集積回路構造をエッチン
    グして平たん化する工程;及び (d)前記平たん化工程の後に前記構造上に別の絶縁層
    をCVD蒸着する工程 を含む、表面上に該表面の近傍の部分より高い部分を有
    する集積回路構造の真空装置中での平たん化方法。
  15. (15)前記絶縁層のECRプラズマ被着工程が、さら
    に、集積回路構造上に絶縁材料の層の上に、酸化シリコ
    ン、シリコンオキシナイトライド、シリコン窒化物、及
    びリンシリケートからなる群より選ばれる絶縁材料の層
    を被着することを含む請求項(14)記載の方法。
  16. (16)前記低融点無機平たん化を被着する工程が、さ
    らにB_2O_3、B_2S_5、B_2O_3/Si
    O_2混合物、As_2O_3、As_2S_3、P_
    2O_5及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれ
    る1種類又はそれ以上の低融点ガラスからなる無機平た
    ん化層被着することを含む請求項(14)記載の方法。
  17. (17)前記被着工程及び前記エッチング工程が、前記
    集積回路構造を、前記低融点ガラスを平たん化層が湿気
    に暴露されるのを防ぐために、真空下に維持して行われ
    る請求項(14)記載の方法。
  18. (18)共通の真空装置の同一又は別の部分の1又はそ
    れ以上の被着ゾーン及びエッチングゾーン内で、集積回
    路構造を該装置内で真空下に維持しながら加工しうる装
    置内の、前記ゾーンを位置決めする工程を含む請求項(
    14)記載の方法。
  19. (19)(a)i)磁束密度を、前記ECRプラズマの
    電子サイクロトロン共鳴を提供するために、約 500〜約2500ガウスの範囲に維持す ること、及び ii)前記プラズマを形成させるために約1〜約4gH
    zの範囲の周波数のマイクロ波を用いること、及び約1
    00〜約1500ワッ トのプラズマパワーレベルを用いることを 含む、 ECRプラズマ被着を用いて、酸化シリコン、シリコン
    窒化物、及びリンシリケートからなる群より選ばれるコ
    ンフォーマル絶縁層を、基板に被着する工程、 (b)該コンフォーマル絶縁層上に、下層の絶縁層とほ
    ぼ同じ速度でドライエッチングされることができ、50
    0℃以下の流れ温度を有し、そしてB_2O_3、B_
    2S_6、B_2O_3/SiO_2混合物、As_2
    O_3As_2S_3、P_2O_5及びそれらの組み
    合わせからなる群から選ばれる1種類もしくはそれ以上
    を必須成分とする低融点無機ガラス材料の平たん化層を
    被着する工程; (c)該平たん化層を該集積回路構造を平たん化するた
    めに異方性ドライエッチングする工程;及び (d)前記平たん化工程の後、該構造上にさらに絶縁層
    を被着する工程 を含む、表面上に該表面の近傍の部分より高い部分を有
    する集積回路構造の真空装置中での平たん仕方法。
  20. (20)(a)前記ウェハー上の前記集積回路構造上に
    コンフォーマル絶縁層を被着するためのECRプラズマ
    被着チャンバを含むECRプラズマ被着手段、 (b)該コンフォーマル絶縁層上に、低融点無機平たん
    化層を被着するための、前記装置中の同一又は異なるチ
    ャンバを含む被着手段; (c)前記集積回路構造を平たん化するために前記平た
    ん化層に異方性ドライエッチングを行うための、前記装
    置中の同一又は異なるチャンバを含むエッチング手段;
    及び (d)前記集積回路構造の汚染を減少させるために、前
    記真空装置から前記ウェハーを取り出すことなく、前記
    真空装置内を前記チャンバの一つのチャンバから他のチ
    ャンバへ移動させるための手段 を含む、表面上に該表面の近傍の部分より高い部分を有
    する半導体ウェハーの集積回路構造の被着及び平たん化
    のための真空装置。
  21. (21)前記真空装置内を前記チャンバの一つのチャン
    バから他のチャンバへ移動させるための前記手段が、前
    記真空装置内の一つのチャンバを他のチャンバと相互に
    連結するためのインターロック手段を含む請求項(20
    )記載の方法。
  22. (22)前記真空装置内を前記チャンバの一つのチャン
    バから他のチャンバへ移動させるための前記手段が、さ
    らに半導体ウェハーを前記真空装置内の1つのチャンバ
    から他のチャンバへ移動させうるロボット手段を前記装
    置内に含む請求項(20)記載の方法。
JP2059784A 1989-03-10 1990-03-09 マルチステップ平たん化化学蒸着方法 Pending JPH02266519A (ja)

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