JPH04322448A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04322448A JPH04322448A JP3118115A JP11811591A JPH04322448A JP H04322448 A JPH04322448 A JP H04322448A JP 3118115 A JP3118115 A JP 3118115A JP 11811591 A JP11811591 A JP 11811591A JP H04322448 A JPH04322448 A JP H04322448A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【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、特に層間絶縁膜の形成方法に関する。
関し、特に層間絶縁膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体高集積回路において、平坦化層間
絶縁膜を用いることは、必須である。
絶縁膜を用いることは、必須である。
【０００３】従来、この種の平坦化層間絶縁膜は、以下
の工程で作成されていた。すなわち、図３に示すように
能動素子を有する半導体基板３０１上に第１の電極・ゲ
ートポリシリコン電極３０３を形成する。３０２はシリ
コン酸化膜である。その後、化学気相成長法により、ホ
ウ素／リン含有シリコン酸化膜３０４を形成し、続いて
９００℃の窒素雰囲気中で３０分間熱処理を行い上記ホ
ウ素／リン含有シリコン酸化膜のリフローを行う。続い
て、第１アルミニウム配線３０５を形成していた（参考
文献１９８２，ＲＣＡ Ｒｅｖｉｅｗ Ｐ．４２３
〜）。
の工程で作成されていた。すなわち、図３に示すように
能動素子を有する半導体基板３０１上に第１の電極・ゲ
ートポリシリコン電極３０３を形成する。３０２はシリ
コン酸化膜である。その後、化学気相成長法により、ホ
ウ素／リン含有シリコン酸化膜３０４を形成し、続いて
９００℃の窒素雰囲気中で３０分間熱処理を行い上記ホ
ウ素／リン含有シリコン酸化膜のリフローを行う。続い
て、第１アルミニウム配線３０５を形成していた（参考
文献１９８２，ＲＣＡ Ｒｅｖｉｅｗ Ｐ．４２３
〜）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
おいて、化学気相成長法により形成した第１のホウ素／
リン含有シリコン酸化膜は、配線幅が広く孤立している
部分のパターン上での膜厚と配線のないフィールド領域
での膜厚とが等しいため、下地段差は緩和されない。さ
らに、第２・第３のＣＶＤ法シリコン酸化膜においても
、同様の形状を示すため、第３のＣＶＤ法シリコン酸化
膜形成後の形状は悪く、上に形成したアルミニウム配線
が断線、あるいは短絡してしまい、多層配線構造の形成
が困難であるばかりか、歩留り，信頼性が著しく損なわ
れてしまうという問題を有している。
おいて、化学気相成長法により形成した第１のホウ素／
リン含有シリコン酸化膜は、配線幅が広く孤立している
部分のパターン上での膜厚と配線のないフィールド領域
での膜厚とが等しいため、下地段差は緩和されない。さ
らに、第２・第３のＣＶＤ法シリコン酸化膜においても
、同様の形状を示すため、第３のＣＶＤ法シリコン酸化
膜形成後の形状は悪く、上に形成したアルミニウム配線
が断線、あるいは短絡してしまい、多層配線構造の形成
が困難であるばかりか、歩留り，信頼性が著しく損なわ
れてしまうという問題を有している。
【０００５】本発明の目的は、パターン依存性をなくし
、多層化を可能にする多層配線構造体の製造方法を提供
することにある。
、多層化を可能にする多層配線構造体の製造方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、能動
素子を有する半導体基板上に、第１の配線を形成する工
程と、上記形成された第１の配線上に、層間絶縁膜の一
部として回転塗布法によりシリコン酸化膜を形成する工
程と、上記回転塗布法により形成されたシリコン酸化膜
の一部を薄い弗化水素酸溶液でエッチングする工程と、
８５０℃以下の温度で、かつ酸素雰囲気中で熱処理する
工程とを含むものである。
、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、能動
素子を有する半導体基板上に、第１の配線を形成する工
程と、上記形成された第１の配線上に、層間絶縁膜の一
部として回転塗布法によりシリコン酸化膜を形成する工
程と、上記回転塗布法により形成されたシリコン酸化膜
の一部を薄い弗化水素酸溶液でエッチングする工程と、
８５０℃以下の温度で、かつ酸素雰囲気中で熱処理する
工程とを含むものである。
【０００７】また、前記シリコン酸化膜は、Ｒｎ−Ｓｉ
（ＯＲ′）４−ｎ，Ｓｉ（ＯＲ″）４（ｎ＝１，２，３
）（Ｒ：１価の炭化水素基，Ｒ′：アルキル基，Ｒ″：
水素又はアルキル基）のうちの少なくとも１つを主成分
とする塗布溶液を用いて形成されるものである。
（ＯＲ′）４−ｎ，Ｓｉ（ＯＲ″）４（ｎ＝１，２，３
）（Ｒ：１価の炭化水素基，Ｒ′：アルキル基，Ｒ″：
水素又はアルキル基）のうちの少なくとも１つを主成分
とする塗布溶液を用いて形成されるものである。
【０００８】また、前記回転塗布法により形成されるシ
リコン酸化膜は、添加物としてリンあるいはホウ素のう
ち少なくとも１つを含有するものである。
リコン酸化膜は、添加物としてリンあるいはホウ素のう
ち少なくとも１つを含有するものである。
【０００９】
【作用】能動素子を有する半導体基板上に第１の配線を
形成し、上記形成された第１の配線上に層間絶縁膜の一
部として回転塗布法によりシリコン酸化膜を形成し、上
記回転塗布法により形成されたシリコン酸化膜の一部を
薄い弗化水素酸溶液でエッチングし、続いて８５０℃以
下の温度で、かつ、酸素雰囲気中で熱処理するものであ
る。
形成し、上記形成された第１の配線上に層間絶縁膜の一
部として回転塗布法によりシリコン酸化膜を形成し、上
記回転塗布法により形成されたシリコン酸化膜の一部を
薄い弗化水素酸溶液でエッチングし、続いて８５０℃以
下の温度で、かつ、酸素雰囲気中で熱処理するものであ
る。
【００１０】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。
。
【００１１】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を
工程順に示す縦断面図である。
工程順に示す縦断面図である。
【００１２】図１（ａ）に示すように、能動素子を有す
る半導体基板１０１に、シリコン酸化膜１０２を介して
、厚さ０．４μｍのポリシリコン電極１０３を形成し、
レジストを用いた公知の方法でパターニングする。 次に、ポリシリコン電極１０３上に化学気相成長法を用
いてシリコン酸化膜１０４を１０００Å形成する。続い
て、主成分がＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４とＣＨ３−Ｓｉ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）３との混合物からなり、かつＰ２Ｏ５を５ｍ
ｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％含む塗布溶液を４００
０ｒｐｍで２０秒間回転塗布する。この後、１５０℃の
ホットプレートで２０秒間熱処理を行い、続いて４００
℃の窒素雰囲気中で３０分間熱処理を行い、ホウ素／リ
ン含有シリコン酸化膜１０５を形成する。
る半導体基板１０１に、シリコン酸化膜１０２を介して
、厚さ０．４μｍのポリシリコン電極１０３を形成し、
レジストを用いた公知の方法でパターニングする。 次に、ポリシリコン電極１０３上に化学気相成長法を用
いてシリコン酸化膜１０４を１０００Å形成する。続い
て、主成分がＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４とＣＨ３−Ｓｉ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）３との混合物からなり、かつＰ２Ｏ５を５ｍ
ｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％含む塗布溶液を４００
０ｒｐｍで２０秒間回転塗布する。この後、１５０℃の
ホットプレートで２０秒間熱処理を行い、続いて４００
℃の窒素雰囲気中で３０分間熱処理を行い、ホウ素／リ
ン含有シリコン酸化膜１０５を形成する。
【００１３】次に、図１（ｂ）に示すように、純水と弗
化水素酸との割合が５０：１の薄い弗化水素酸水溶液で
上記ホウ素／リン含有シリコン酸化膜１０５を３０秒間
エッチングする。
化水素酸との割合が５０：１の薄い弗化水素酸水溶液で
上記ホウ素／リン含有シリコン酸化膜１０５を３０秒間
エッチングする。
【００１４】続いて図１（ｃ）に示すように、８５０℃
の酸素雰囲気中で１時間熱処理を行い、上記ホウ素／リ
ン含有シリコン酸化膜１０５をリフローし、ホウ素／リ
ン含有シリコン酸化膜リフロー膜１０６を形成する。こ
のときのホウ素／リン含有シリコン酸化膜膜厚は０．２
μｍである。
の酸素雰囲気中で１時間熱処理を行い、上記ホウ素／リ
ン含有シリコン酸化膜１０５をリフローし、ホウ素／リ
ン含有シリコン酸化膜リフロー膜１０６を形成する。こ
のときのホウ素／リン含有シリコン酸化膜膜厚は０．２
μｍである。
【００１５】さらに図１（ｄ）に示すように、上記ホウ
素／リン含有シリコン酸化膜リフロー膜１０６上に化学
気相成長法を用いてシリコン酸化膜１０７を厚さ０．２
μｍに形成する。
素／リン含有シリコン酸化膜リフロー膜１０６上に化学
気相成長法を用いてシリコン酸化膜１０７を厚さ０．２
μｍに形成する。
【００１６】ここで、低温（４００℃）ベーク後のホウ
素／リン含有シリコン酸化膜の純水と弗化水素酸との割
合が５０：１の薄い弗化水素酸水溶液に対するエッチン
グレートは、平坦な部分で３００〜４００（Å／ｍｉｎ
）と小さい。しかしながら段差側壁から底部にかけては
、１０００〜２０００（Å／ｍｉｎ）と平坦部と比較し
、かなり大きい値である。このような純水と弗化水素酸
との割合が５０：１の薄い弗化水素酸水溶液に対するエ
ッチングレートの差を利用して図１（ｂ）に示すような
形状のホウ素／リン含有シリコン酸化膜を形成すること
ができ、さらに８５０℃の酸素雰囲気中で１時間リフロ
ーすることにより、図１（ｃ）に示すようなホウ素／リ
ン含有シリコン酸化膜を形成することができる。
素／リン含有シリコン酸化膜の純水と弗化水素酸との割
合が５０：１の薄い弗化水素酸水溶液に対するエッチン
グレートは、平坦な部分で３００〜４００（Å／ｍｉｎ
）と小さい。しかしながら段差側壁から底部にかけては
、１０００〜２０００（Å／ｍｉｎ）と平坦部と比較し
、かなり大きい値である。このような純水と弗化水素酸
との割合が５０：１の薄い弗化水素酸水溶液に対するエ
ッチングレートの差を利用して図１（ｂ）に示すような
形状のホウ素／リン含有シリコン酸化膜を形成すること
ができ、さらに８５０℃の酸素雰囲気中で１時間リフロ
ーすることにより、図１（ｃ）に示すようなホウ素／リ
ン含有シリコン酸化膜を形成することができる。
【００１７】以上のように形成されたホウ素／リン含有
シリコン酸化膜リフロー膜１０６を有する層間絶縁膜は
、配線のないフィールド領域に厚く形成できることから
、パターン依存がなく、十分な平坦性が得られ、さらに
上層アルミニウム配線の断線，短絡は発生せず、多層化
が可能となり、高歩留りかつ良好なデバイス特性を得る
ことができる。
シリコン酸化膜リフロー膜１０６を有する層間絶縁膜は
、配線のないフィールド領域に厚く形成できることから
、パターン依存がなく、十分な平坦性が得られ、さらに
上層アルミニウム配線の断線，短絡は発生せず、多層化
が可能となり、高歩留りかつ良好なデバイス特性を得る
ことができる。
【００１８】本実施例においては、ホウ素／リン含有シ
リコン酸化膜とポリシリコン電極との間に化学気相成長
法により、シリコン酸化膜を形成しているが、上記化学
気相成長シリコン酸化膜を形成しない場合においても、
同様の効果を得ることができる。
リコン酸化膜とポリシリコン電極との間に化学気相成長
法により、シリコン酸化膜を形成しているが、上記化学
気相成長シリコン酸化膜を形成しない場合においても、
同様の効果を得ることができる。
【００１９】また、本実施例において、回転塗布法で形
成される膜として、ホウ素／リン含有シリコン酸化膜を
用いたが、リン含有シリコン酸化膜、あるいはホウ素含
有シリコン酸化膜においても同様の結果を得ることがで
きる。
成される膜として、ホウ素／リン含有シリコン酸化膜を
用いたが、リン含有シリコン酸化膜、あるいはホウ素含
有シリコン酸化膜においても同様の結果を得ることがで
きる。
【００２０】（実施例２）図２は、本発明の実施例２を
工程順に示す断面図である。
工程順に示す断面図である。
【００２１】図２（ａ）に示すように、能動素子を有す
る半導体基板２０１上にポリシリコン電極２０３を形成
し、レジストを用いた公知の方法でパターニングする。 上記ポリシリコン電極上に主成分がＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）
４とＣＨ３−Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３との混合物からなり
、かつＰ２Ｏ５を８ｍｏｌ％含む塗布溶液を４０００ｒ
ｐｍで２０秒間回転塗布する。この後、１５０℃のホッ
トプレートで２０秒間熱処理を行い、続いて４００℃の
窒素雰囲気中で３０分間熱処理を行い、第１のリン含有
シリコン酸化膜２０４を形成する。
る半導体基板２０１上にポリシリコン電極２０３を形成
し、レジストを用いた公知の方法でパターニングする。 上記ポリシリコン電極上に主成分がＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）
４とＣＨ３−Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３との混合物からなり
、かつＰ２Ｏ５を８ｍｏｌ％含む塗布溶液を４０００ｒ
ｐｍで２０秒間回転塗布する。この後、１５０℃のホッ
トプレートで２０秒間熱処理を行い、続いて４００℃の
窒素雰囲気中で３０分間熱処理を行い、第１のリン含有
シリコン酸化膜２０４を形成する。
【００２２】次に図２（ｂ）に示すように、純水と弗化
水素酸との割合が５０：１の薄い弗化水素酸水溶液で上
記第１のリン含有シリコン酸化膜２０４を３０秒間エッ
チングする。
水素酸との割合が５０：１の薄い弗化水素酸水溶液で上
記第１のリン含有シリコン酸化膜２０４を３０秒間エッ
チングする。
【００２３】続いて、８５０℃の酸素雰囲気中で１時間
熱処理を行う。このときの上記第１のリン含有シリコン
酸化膜２０４の膜厚は０．３μｍである。
熱処理を行う。このときの上記第１のリン含有シリコン
酸化膜２０４の膜厚は０．３μｍである。
【００２４】次に図２（ｃ）に示すように、上記８５０
℃の熱処理を行った第１のリン含有シリコン酸化膜２０
４上に、第１のリン含有シリコン酸化膜形成時に用いた
ときのと同じ溶液を４０００ｒｐｍで２０秒間回転塗布
し、厚さ０．３μｍの第２のリン含有シリコン酸化膜２
０５を形成する。
℃の熱処理を行った第１のリン含有シリコン酸化膜２０
４上に、第１のリン含有シリコン酸化膜形成時に用いた
ときのと同じ溶液を４０００ｒｐｍで２０秒間回転塗布
し、厚さ０．３μｍの第２のリン含有シリコン酸化膜２
０５を形成する。
【００２５】この後、図２（ｄ）に示すように、１５０
℃のホットプレートで２０秒間熱処理を行い、続いて２
４００℃の窒素雰囲気中で３０分間熱処理を行い、最後
に８５０℃の酸化雰囲気中で１時間熱処理を行い、リン
含有シリコン酸化膜２０６が形成される。
℃のホットプレートで２０秒間熱処理を行い、続いて２
４００℃の窒素雰囲気中で３０分間熱処理を行い、最後
に８５０℃の酸化雰囲気中で１時間熱処理を行い、リン
含有シリコン酸化膜２０６が形成される。
【００２６】本実施例では、第１のリン含有シリコン酸
化膜で高温（〜８５０℃）熱処理後、直ちに第２のリン
含有シリコン酸化膜を成膜したが、上層に形成された膜
が塗布法により形成された膜であるために、平坦性は良
好であった。
化膜で高温（〜８５０℃）熱処理後、直ちに第２のリン
含有シリコン酸化膜を成膜したが、上層に形成された膜
が塗布法により形成された膜であるために、平坦性は良
好であった。
【００２７】ここで、本実施例で形成したときの形状と
従来技術で形成したときの形状を比較してみると、従来
技術で形成した場合、配線幅が広く孤立している部分の
パターン上での膜厚と配線のないフィールド領域でのそ
の生じる段差は０．４μｍと、下地段差と同程度であっ
たが、本実施例で形成した場合、第１層目の層間絶縁膜
を配線層の広い部分にのみ形成するため、配線幅が広く
孤立している部分との生じる膜厚差は０．１μｍと小さ
く、十分な平坦性を得ることができ、さらに上部配線の
断線，短絡は全く発生せず、多層配線形成が容易に可能
で、高歩留りかつ良好なデバイス特性を得ることができ
る。
従来技術で形成したときの形状を比較してみると、従来
技術で形成した場合、配線幅が広く孤立している部分の
パターン上での膜厚と配線のないフィールド領域でのそ
の生じる段差は０．４μｍと、下地段差と同程度であっ
たが、本実施例で形成した場合、第１層目の層間絶縁膜
を配線層の広い部分にのみ形成するため、配線幅が広く
孤立している部分との生じる膜厚差は０．１μｍと小さ
く、十分な平坦性を得ることができ、さらに上部配線の
断線，短絡は全く発生せず、多層配線形成が容易に可能
で、高歩留りかつ良好なデバイス特性を得ることができ
る。
【００２８】尚、本実施例において、回転塗布法で形成
される膜として、リン含有シリコン酸化膜を用いたが、
ホウ素／リン含有シリコン酸化膜あるいは、ホウ素含有
シリコン酸化膜あるいは、シリコン酸化膜においても、
同様の結果を得ることができる。
される膜として、リン含有シリコン酸化膜を用いたが、
ホウ素／リン含有シリコン酸化膜あるいは、ホウ素含有
シリコン酸化膜あるいは、シリコン酸化膜においても、
同様の結果を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、層間絶縁
膜の一部として回転塗布法によりシリコン酸化膜を形成
し、薄い弗化水素酸水溶液で上記回転塗布法シリコン酸
化膜の一部をエッチングし、続いて高温（〜８５０℃）
の酸素雰囲気中で熱処理することにより、配線幅が広く
孤立している部分と、配線のないフィールド領域との生
じる段差が低減できることから、十分な平坦性が得られ
、上層配線の断線，短絡は発生せず、高歩留りかつ良好
なデバイス特性を得ることができ、さらに信頼性も向上
するという効果を有する。また、多層化が容易となると
いう効果を有している。
膜の一部として回転塗布法によりシリコン酸化膜を形成
し、薄い弗化水素酸水溶液で上記回転塗布法シリコン酸
化膜の一部をエッチングし、続いて高温（〜８５０℃）
の酸素雰囲気中で熱処理することにより、配線幅が広く
孤立している部分と、配線のないフィールド領域との生
じる段差が低減できることから、十分な平坦性が得られ
、上層配線の断線，短絡は発生せず、高歩留りかつ良好
なデバイス特性を得ることができ、さらに信頼性も向上
するという効果を有する。また、多層化が容易となると
いう効果を有している。
【図１】本発明の実施例１を工程順に示す断面図である
。
。
【図２】本発明の実施例２を工程順に示す断面図である
。
。
【図３】従来例を示す断面図である。
１０１ 半導体基板
１０２ シリコン酸化膜
１０３ ポリシリコン電極
１０４ ＣＶＤ法シリコン酸化膜
１０５ ホウ素／リン含有シリコン酸化膜１０６
ホウ素／リン含有シリコン酸化膜リフロー膜１０７
ＣＶＤ法シリコン酸化膜 ２０１ 半導体基板 ２０２ シリコン酸化膜 ２０３ ポリシリコン電極 ２０４ 第１のリン含有シリコン酸化膜２０５ 第
２のリン含有シリコン酸化膜２０６ リン含有シリコ
ン酸化膜
ホウ素／リン含有シリコン酸化膜リフロー膜１０７
ＣＶＤ法シリコン酸化膜 ２０１ 半導体基板 ２０２ シリコン酸化膜 ２０３ ポリシリコン電極 ２０４ 第１のリン含有シリコン酸化膜２０５ 第
２のリン含有シリコン酸化膜２０６ リン含有シリコ
ン酸化膜
Claims (3)
- 【請求項１】 能動素子を有する半導体基板上に、第
１の配線を形成する工程と、上記形成された第１の配線
上に、層間絶縁膜の一部として回転塗布法によりシリコ
ン酸化膜を形成する工程と、上記回転塗布法により形成
されたシリコン酸化膜の一部を薄い弗化水素酸溶液でエ
ッチングする工程と、８５０℃以下の温度で、かつ酸素
雰囲気中で熱処理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。 - 【請求項２】 前記シリコン酸化膜は、Ｒｎ−Ｓｉ（
ＯＲ′）４−ｎ，Ｓｉ（ＯＲ″）４（ｎ＝１，２，３）
（Ｒ：１価の炭化水素基，Ｒ′：アルキル基，Ｒ″：水
素又はアルキル基）のうちの少なくとも１つを主成分と
する塗布溶液を用いて形成され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】 前記回転塗布法により形成されるシリ
コン酸化膜は、添加物としてリンあるいはホウ素のうち
少なくとも１つを含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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11811591A JP3158486B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11811591A JP3158486B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322448A true JPH04322448A (ja) | 1992-11-12 |
| JP3158486B2 JP3158486B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=14728403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11811591A Expired - Fee Related JP3158486B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3158486B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8309265B2 (en) | 2003-09-12 | 2012-11-13 | Hitachi, Ltd. | Electrolyte membrane for fuel cells, its production and fuel cell using the same |
| JP6025279B1 (ja) * | 2015-10-28 | 2016-11-16 | 孝己 伊藤 | 多段積層用の飾り鉢ユニット |
-
1991
- 1991-04-22 JP JP11811591A patent/JP3158486B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3158486B2 (ja) | 2001-04-23 |
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