JPH04372131A - 半導体装置におけるコンタクト孔形成後のｂｐｓｇ膜のリフロー法 - Google Patents
半導体装置におけるコンタクト孔形成後のｂｐｓｇ膜のリフロー法Info
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- JPH04372131A JPH04372131A JP3287670A JP28767091A JPH04372131A JP H04372131 A JPH04372131 A JP H04372131A JP 3287670 A JP3287670 A JP 3287670A JP 28767091 A JP28767091 A JP 28767091A JP H04372131 A JPH04372131 A JP H04372131A
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- H10W20/071—Manufacture or treatment of dielectric parts thereof
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-
- H—ELECTRICITY
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/69—Inorganic materials
- H10P14/692—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses
- H10P14/6921—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon
- H10P14/6922—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon the material containing Si, O and at least one of H, N, C, F or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
- H10P14/6923—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon the material containing Si, O and at least one of H, N, C, F or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC the material being boron or phosphorus doped silicon oxides, e.g. BPSG, BSG or PSG
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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
関するもので、特にコンタクト孔形成後のＢＰＳＧ膜の
リフロー法に関するものである。
関するもので、特にコンタクト孔形成後のＢＰＳＧ膜の
リフロー法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多層配線構造を有する半導体装置におけ
る層間絶縁膜の平坦化のために、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈ
ｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ） 膜又はＢＰＳＧ
（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａ
ｓｓ ）膜等が使用される。一般に、ＰＳＧ膜又はＢＰ
ＳＧ膜を基板の上面に形成した後、高温で熱処理してリ
フローすることによって層間絶縁膜を平坦化し、コンタ
クト孔の傾斜度を改善して金属層の段差被覆性を向上さ
せる。
る層間絶縁膜の平坦化のために、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈ
ｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ） 膜又はＢＰＳＧ
（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａ
ｓｓ ）膜等が使用される。一般に、ＰＳＧ膜又はＢＰ
ＳＧ膜を基板の上面に形成した後、高温で熱処理してリ
フローすることによって層間絶縁膜を平坦化し、コンタ
クト孔の傾斜度を改善して金属層の段差被覆性を向上さ
せる。
【０００３】ＢＰＳＧ膜の場合、硼素（Ｂｏｒｏｎ ）
と燐（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ）の濃度が増加するとリフ
ロー温度が低下する性質がある反面、硼素の濃度が高く
なると表面の結晶化が発生し、燐の濃度が高くなると吸
湿性が強くなって酸を形成することにより金属層を腐蝕
させる。また、コンタクト孔形成後ＢＰＳＧ膜又はＰＳ
Ｇ膜をリフローするとき、コンタクト孔によって露出し
た基板部分が硼素や燐により汚染される場合もある。
と燐（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ）の濃度が増加するとリフ
ロー温度が低下する性質がある反面、硼素の濃度が高く
なると表面の結晶化が発生し、燐の濃度が高くなると吸
湿性が強くなって酸を形成することにより金属層を腐蝕
させる。また、コンタクト孔形成後ＢＰＳＧ膜又はＰＳ
Ｇ膜をリフローするとき、コンタクト孔によって露出し
た基板部分が硼素や燐により汚染される場合もある。
【０００４】そこで、ＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜のリフロ
ー時に発生する基板の汚染を防止するために、リフロー
工程と同時にコンタクト孔によって露出した基板の表面
に酸化膜を形成する方法が提案された。図２Ａ〜Ｃは、
従来の金属層コンタクト孔形成後のＰＳＧ膜のリフロー
法に関する製造工程図であって、大韓民国特許公開第９
１−１８９６号に開示されている。
ー時に発生する基板の汚染を防止するために、リフロー
工程と同時にコンタクト孔によって露出した基板の表面
に酸化膜を形成する方法が提案された。図２Ａ〜Ｃは、
従来の金属層コンタクト孔形成後のＰＳＧ膜のリフロー
法に関する製造工程図であって、大韓民国特許公開第９
１−１８９６号に開示されている。
【０００５】図２Ａで、フィールド酸化膜３、ゲート絶
縁膜５、ゲート７、拡散領域９及び絶縁膜スペーサ１１
が形成された所定の導電形の半導体基板１の上面に第１
酸化膜１３とＰＳＧ膜１５を順次に形成する。その後に
所定の拡散領域９の上面にあるＰＳＧ膜１５及び第１酸
化膜１３を基板１の表面が露出するまで蝕刻する。この
ようにして、後述の金属層２１と所定の拡散領域９の接
触のためのコンタクト孔１７を形成する。図２Ｂで、１
０００℃以上の高温で熱処理を実施してＰＳＧ膜１５を
リフローする。このとき、窒素Ｎ２ 及び酸素Ｏ２ ガ
スを使用して、コンタクト孔１７によって露出した基板
１の上面に所定厚さの第２酸化膜１９を形成する。図２
Ｃで、第２酸化膜１９を除去した後に、基板１の上面に
金属層２１を形成する。
縁膜５、ゲート７、拡散領域９及び絶縁膜スペーサ１１
が形成された所定の導電形の半導体基板１の上面に第１
酸化膜１３とＰＳＧ膜１５を順次に形成する。その後に
所定の拡散領域９の上面にあるＰＳＧ膜１５及び第１酸
化膜１３を基板１の表面が露出するまで蝕刻する。この
ようにして、後述の金属層２１と所定の拡散領域９の接
触のためのコンタクト孔１７を形成する。図２Ｂで、１
０００℃以上の高温で熱処理を実施してＰＳＧ膜１５を
リフローする。このとき、窒素Ｎ２ 及び酸素Ｏ２ ガ
スを使用して、コンタクト孔１７によって露出した基板
１の上面に所定厚さの第２酸化膜１９を形成する。図２
Ｃで、第２酸化膜１９を除去した後に、基板１の上面に
金属層２１を形成する。
【０００６】図２Ｂに示したように、従来ではＰＳＧ膜
をリフローすると同時にコンタクト孔に酸化膜を形成す
る工程を実施して、基板がＰＳＧ膜によって汚染される
ことを防止した。しかし、リフロー工程が１０００℃以
上の高温で実施されるため、既に形成されている拡散領
域の不純物の分布に影響を与え、その結果、半導体素子
の特性が変化してしまう問題点があった。また、コンタ
クト孔を形成した後にコンタクト孔内に酸化膜を形成す
る工程を余分に実施しなければならないため、工程が複
雑になる問題点があった。
をリフローすると同時にコンタクト孔に酸化膜を形成す
る工程を実施して、基板がＰＳＧ膜によって汚染される
ことを防止した。しかし、リフロー工程が１０００℃以
上の高温で実施されるため、既に形成されている拡散領
域の不純物の分布に影響を与え、その結果、半導体素子
の特性が変化してしまう問題点があった。また、コンタ
クト孔を形成した後にコンタクト孔内に酸化膜を形成す
る工程を余分に実施しなければならないため、工程が複
雑になる問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、コンタクト孔形成後のリフロー工程において、拡
散領域の不純物の分布に影響しないリフロー法を提供す
ることにある。また、他の目的は、硼素や燐によるコン
タクト孔部位の基板の汚染を容易な工程で防止できるリ
フロー法を提供することにある。
的は、コンタクト孔形成後のリフロー工程において、拡
散領域の不純物の分布に影響しないリフロー法を提供す
ることにある。また、他の目的は、硼素や燐によるコン
タクト孔部位の基板の汚染を容易な工程で防止できるリ
フロー法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、低濃度の第１ＢＰＳＧ膜と高濃度の
第２ＢＰＳＧ膜を連続的に積層して、７８０℃〜８５０
℃の低温でリフロー工程を実施することを特徴とする。 また、本発明の他の目的を達成するために、コンタクト
孔を形成するための蝕刻工程時にＢＰＳＧ膜のみを蝕刻
して、ＢＰＳＧ膜の下面の絶縁膜を残留させることを特
徴とする。
るために本発明は、低濃度の第１ＢＰＳＧ膜と高濃度の
第２ＢＰＳＧ膜を連続的に積層して、７８０℃〜８５０
℃の低温でリフロー工程を実施することを特徴とする。 また、本発明の他の目的を達成するために、コンタクト
孔を形成するための蝕刻工程時にＢＰＳＧ膜のみを蝕刻
して、ＢＰＳＧ膜の下面の絶縁膜を残留させることを特
徴とする。
【０００９】
【作用】上述のように低温のリフロー工程を実施するこ
とで拡散領域の不純物の分布への影響をなくすことがで
き、そして、濃度の異なった二重のＢＰＳＧ膜を積層す
ることでＢＰＳＧ膜表面の結晶化や酸の形成を防止でき
る。また、絶縁膜を残してＢＰＳＧ膜を蝕刻することで
基板の汚染を防止でき、そして、リフロー工程と同時に
酸化膜を形成する複雑な工程が不要となる。
とで拡散領域の不純物の分布への影響をなくすことがで
き、そして、濃度の異なった二重のＢＰＳＧ膜を積層す
ることでＢＰＳＧ膜表面の結晶化や酸の形成を防止でき
る。また、絶縁膜を残してＢＰＳＧ膜を蝕刻することで
基板の汚染を防止でき、そして、リフロー工程と同時に
酸化膜を形成する複雑な工程が不要となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を添付の図面を参照して詳細に
説明する。図１Ａ〜Ｃは本発明に係る製造工程図である
。図１Ａで、フィールド酸化膜３３、ゲート絶縁膜３５
、ゲート３７、拡散領域３９及び絶縁膜スペーサ４１が
形成された所定の導電形の半導体基板３１を出発物質と
する。この基板３１の上面に２０００〜３０００Åの厚
さを有する酸化膜４３を絶縁膜として化学気相蒸着法に
よって沈積する。その後、酸化膜４３の上面にテトラエ
チルオルソシリケイト（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈ
ｏｓｉｌｉｃａｔｅ ：ＴＥＯＳ）及びトリメチルホス
ファイト（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈｉｔｅ：Ｔ
ＭＰ）及びトリメチルボレイト（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂ
ｏｒａｔｅ ：ＴＭＢ）のガスをもとにして、６０００
Å〜８０００Åの厚さを有する低濃度ＢＰＳＧ膜４５と
３０００Å〜４５００Åの厚さを有する高濃度ＢＰＳＧ
膜４７を連続的に形成する。ここで、低濃度ＢＰＳＧ膜
は３〜５ｗｔ％の硼素濃度と５〜７ｗｔ％の燐濃度をも
っており、高濃度ＢＰＳＧ膜は４〜７ｗｔ％の硼素濃度
と７〜１０ｗｔ％の燐濃度をもつ。その後に、基板３１
の上面にフォトレジスト（図示しない）を塗布して所定
のパターンを形成する。そして、通常の光蝕刻工程によ
って酸化膜４３が露出するまで高濃度及び低濃度ＢＰＳ
Ｇ膜４７、４５を蝕刻してコンタクト孔４９を形成する
。
説明する。図１Ａ〜Ｃは本発明に係る製造工程図である
。図１Ａで、フィールド酸化膜３３、ゲート絶縁膜３５
、ゲート３７、拡散領域３９及び絶縁膜スペーサ４１が
形成された所定の導電形の半導体基板３１を出発物質と
する。この基板３１の上面に２０００〜３０００Åの厚
さを有する酸化膜４３を絶縁膜として化学気相蒸着法に
よって沈積する。その後、酸化膜４３の上面にテトラエ
チルオルソシリケイト（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈ
ｏｓｉｌｉｃａｔｅ ：ＴＥＯＳ）及びトリメチルホス
ファイト（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈｉｔｅ：Ｔ
ＭＰ）及びトリメチルボレイト（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂ
ｏｒａｔｅ ：ＴＭＢ）のガスをもとにして、６０００
Å〜８０００Åの厚さを有する低濃度ＢＰＳＧ膜４５と
３０００Å〜４５００Åの厚さを有する高濃度ＢＰＳＧ
膜４７を連続的に形成する。ここで、低濃度ＢＰＳＧ膜
は３〜５ｗｔ％の硼素濃度と５〜７ｗｔ％の燐濃度をも
っており、高濃度ＢＰＳＧ膜は４〜７ｗｔ％の硼素濃度
と７〜１０ｗｔ％の燐濃度をもつ。その後に、基板３１
の上面にフォトレジスト（図示しない）を塗布して所定
のパターンを形成する。そして、通常の光蝕刻工程によ
って酸化膜４３が露出するまで高濃度及び低濃度ＢＰＳ
Ｇ膜４７、４５を蝕刻してコンタクト孔４９を形成する
。
【００１１】図１Ｂで、７８０℃〜８５０℃の温度を有
する拡散炉内で、窒素Ｎ２ 又は窒素と酸素Ｏ２ の混
合ガス又は水蒸気Ｈ２ Ｏ雰囲気を用いて３０分間リフ
ローを実施する。その結果、図示のようにコンタクト孔
４９が緩慢な傾斜度を持つようになる。
する拡散炉内で、窒素Ｎ２ 又は窒素と酸素Ｏ２ の混
合ガス又は水蒸気Ｈ２ Ｏ雰囲気を用いて３０分間リフ
ローを実施する。その結果、図示のようにコンタクト孔
４９が緩慢な傾斜度を持つようになる。
【００１２】図１Ｃで、異方性乾式蝕刻を実施して高濃
度ＢＰＳＧ膜４７を除去すると同時に露出した酸化膜４
３を除去する。その後、基板３１の上面に金属を蒸着し
て所定の拡散領域３９に接触する金属層５１を形成する
。
度ＢＰＳＧ膜４７を除去すると同時に露出した酸化膜４
３を除去する。その後、基板３１の上面に金属を蒸着し
て所定の拡散領域３９に接触する金属層５１を形成する
。
【００１３】
【発明の効果】上述のように本発明は、コンタクト孔形
成後のＢＰＳＧ膜のリフロー法において、ＴＥＯＳ及び
ＴＭＢ及びＴＭＰのガスを利用して低濃度及び高濃度Ｂ
ＰＳＧ膜を連続的に沈積することにより、ＢＰＳＧ膜を
７８０℃〜８５０℃の低温においてもリフローすること
ができる。その結果、拡散領域の不純物の分布に全く影
響を与えず、本来の素子特性をそのまま維持することが
できる効果がある。のみならず、コンタクト孔の形成時
に基板の上面の酸化膜を残留させることによって、リフ
ロー工程時の硼素や燐による基板の汚染を防止すること
ができる。また、リフロー工程後に高濃度ＢＰＳＧ膜を
除去することでＢＰＳＧ膜表面の結晶化及び酸（ ａｃ
ｉｄ ）の形成を防止できる。その上、高濃度ＢＰＳＧ
膜の除去時に、コンタクト孔によって露出した酸化膜も
別途のマスクなしに同時に除去することができて工程が
容易になる効果もある。
成後のＢＰＳＧ膜のリフロー法において、ＴＥＯＳ及び
ＴＭＢ及びＴＭＰのガスを利用して低濃度及び高濃度Ｂ
ＰＳＧ膜を連続的に沈積することにより、ＢＰＳＧ膜を
７８０℃〜８５０℃の低温においてもリフローすること
ができる。その結果、拡散領域の不純物の分布に全く影
響を与えず、本来の素子特性をそのまま維持することが
できる効果がある。のみならず、コンタクト孔の形成時
に基板の上面の酸化膜を残留させることによって、リフ
ロー工程時の硼素や燐による基板の汚染を防止すること
ができる。また、リフロー工程後に高濃度ＢＰＳＧ膜を
除去することでＢＰＳＧ膜表面の結晶化及び酸（ ａｃ
ｉｄ ）の形成を防止できる。その上、高濃度ＢＰＳＧ
膜の除去時に、コンタクト孔によって露出した酸化膜も
別途のマスクなしに同時に除去することができて工程が
容易になる効果もある。
【図１】本発明に係る製造工程図。
【図２】従来技術による製造工程図。
３１ 半導体基板
３３ フィールド酸化膜
３５ ゲート絶縁膜
３７ ゲート
３９ 拡散領域
４１ 絶縁膜スペーサ
４３ 酸化膜
４５ 低濃度ＢＰＳＧ膜
４７ 高濃度ＢＰＳＧ膜
４９ コンタクト孔
５１ 金属層
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体装置におけるコンタクト孔形成
後のＢＰＳＧ膜のリフロー法において、所定の導電形半
導体基板の上面に絶縁膜を形成する第１工程と、この絶
縁膜の上面に、ＴＥＯＳ及びＴＭＰ及びＴＭＢの混合ガ
スと酸素とを使用して第１濃度のＢＰＳＧ膜と第２濃度
のＢＰＳＧ膜を連続的に形成する第２工程と、第１及び
第２濃度のＢＰＳＧ膜を絶縁膜が露出するまで所定のパ
ターンで蝕刻してコンタクト孔を形成する第３工程と、
第１及び第２濃度のＢＰＳＧ膜を所定温度で所定時間リ
フローする第４工程と、異方性蝕刻を実施して第２濃度
のＢＰＳＧ膜を除去すると同時に、コンタクト孔の内部
に残留した絶縁膜を除去する第５工程と、コンタクト孔
を介して基板の上面に接触する金属層を形成する第６工
程とを順次に実施することを特徴とする半導体装置にお
けるコンタクト孔形成後のＢＰＳＧ膜のリフロー法。 - 【請求項２】 絶縁膜が酸化膜である請求項１記載の
半導体装置におけるコンタクト孔形成後のＢＰＳＧ膜の
リフロー法。 - 【請求項３】 第１濃度が第２濃度より低濃度である
請求項１記載の半導体装置におけるコンタクト孔形成後
のＢＰＳＧ膜のリフロー法。 - 【請求項４】 第１濃度のＢＰＳＧ膜が３〜５ｗｔ％
の硼素濃度と５〜７ｗｔ％の燐濃度をもち、第２濃度の
ＢＰＳＧ膜が４〜７ｗｔ％の硼素濃度と７〜１０ｗｔ％
の燐濃度をもつ請求項３記載の半導体装置におけるコン
タクト孔形成後のＢＰＳＧ膜のリフロー法。 - 【請求項５】 第１濃度のＢＰＳＧ膜が６０００Å〜
８０００Åの厚さをもち、第２濃度のＢＰＳＧ膜が３０
００Å〜４５００Åの厚さをもつ請求項４記載の半導体
装置におけるコンタクト孔形成後のＢＰＳＧ膜のリフロ
ー法。 - 【請求項６】 第４工程のリフローが、窒素又は窒素
と酸素又は水蒸気雰囲気を用いて７８０℃〜８５０℃の
温度で３０分程度実施される請求項１記載の半導体装置
におけるコンタクト孔形成後のＢＰＳＧ膜のリフロー法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910009994A KR930010401B1 (ko) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 접촉구 형성후의 bpsg 리플로우 방법 |
| KR9994/1991 | 1991-06-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372131A true JPH04372131A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=19315893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3287670A Pending JPH04372131A (ja) | 1991-06-17 | 1991-11-01 | 半導体装置におけるコンタクト孔形成後のｂｐｓｇ膜のリフロー法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04372131A (ja) |
| KR (1) | KR930010401B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153696A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Canon Sales Co Inc | 成膜方法 |
| US6548426B1 (en) | 1999-09-01 | 2003-04-15 | Canon Sales Co., Ltd. | Method for improving a quality of dielectric layer and semiconductor device |
-
1991
- 1991-06-17 KR KR1019910009994A patent/KR930010401B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-01 JP JP3287670A patent/JPH04372131A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153696A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Canon Sales Co Inc | 成膜方法 |
| US6548426B1 (en) | 1999-09-01 | 2003-04-15 | Canon Sales Co., Ltd. | Method for improving a quality of dielectric layer and semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930001354A (ko) | 1993-01-16 |
| KR930010401B1 (ko) | 1993-10-23 |
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