JPH0737879A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0737879A JPH0737879A JP20022593A JP20022593A JPH0737879A JP H0737879 A JPH0737879 A JP H0737879A JP 20022593 A JP20022593 A JP 20022593A JP 20022593 A JP20022593 A JP 20022593A JP H0737879 A JPH0737879 A JP H0737879A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- sog
- atmosphere
- heat treatment
- semiconductor device
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- Withdrawn
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＢＰＳＧ膜と同程度の膜質を有するＳＯＧ塗
布膜を７００℃以下の低温の熱処理でも容易に形成で
き、かつＢＰＳＧリフロー法以上の平坦化が可能な半導
体装置の製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板１上にＳＯＧ液を塗布し、これを
水蒸気が存在する雰囲気にて熱処理することにより、Ｓ
ＯＧ塗布膜４におけるシラノール基の脱水縮合反応およ
び有機物脱離反応をより完全に行うことになり、ＢＰＳ
Ｇ膜と同等の膜質を有するＳＯＧ塗布膜４を形成し、比
較的低温での平坦化を行うことが可能となる。更に、上
記各反応は酸素雰囲気下では不活性ガス雰囲気中よりも
容易であることから、水蒸気及び酸素を含む雰囲気下で
熱処理することにより一層その効果が高くなる。
布膜を７００℃以下の低温の熱処理でも容易に形成で
き、かつＢＰＳＧリフロー法以上の平坦化が可能な半導
体装置の製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板１上にＳＯＧ液を塗布し、これを
水蒸気が存在する雰囲気にて熱処理することにより、Ｓ
ＯＧ塗布膜４におけるシラノール基の脱水縮合反応およ
び有機物脱離反応をより完全に行うことになり、ＢＰＳ
Ｇ膜と同等の膜質を有するＳＯＧ塗布膜４を形成し、比
較的低温での平坦化を行うことが可能となる。更に、上
記各反応は酸素雰囲気下では不活性ガス雰囲気中よりも
容易であることから、水蒸気及び酸素を含む雰囲気下で
熱処理することにより一層その効果が高くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は本発明は、半導体装置の
製造方法に関し、特にＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａ
ｓｓ）塗布膜の形成に特徴を有する半導体装置の製造方
法に関するものである。
製造方法に関し、特にＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａ
ｓｓ）塗布膜の形成に特徴を有する半導体装置の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から半導体集積回路等の半導体装置
に於て、配線パターンの形成に伴うデバイス表面に段差
が形成されることにより、多層構造に於ける上層側配線
の断線や特性の劣化が問題となっている。特に近年の高
集積化傾向に伴いこの段差が急峻となりがちになり、上
記問題が一層深刻になっている。
に於て、配線パターンの形成に伴うデバイス表面に段差
が形成されることにより、多層構造に於ける上層側配線
の断線や特性の劣化が問題となっている。特に近年の高
集積化傾向に伴いこの段差が急峻となりがちになり、上
記問題が一層深刻になっている。
【０００３】そこで、この急峻な段差を軽減するため
に、アルミ配線形成前ではＢＰＳＧリフロー法が用いら
れている。これは、半導体基板上にＢＰＳＧ膜を形成し
更に熱処理を施すことにより、このＢＰＳＧ膜を軟化さ
せて段差部を埋め込む技術である。また、アルミ配線形
成後ではＳＯＧ塗布膜を用いる方法がある。これは、半
導体基板上にＳＯＧ液を塗布して更に熱処理を施すこと
により、段差部を埋め込む技術である。ＳＯＧ液は液体
であるため、段差の底部にも充塞して段差を軽減するこ
とができる。また、ＳＯＧ液に熱処理を施すことによ
り、シラノール基の脱水縮合反応によってＳＯＧ液はＳ
ｉＯ2となり、半導体集積回路に適用可能な薄膜とな
る。
に、アルミ配線形成前ではＢＰＳＧリフロー法が用いら
れている。これは、半導体基板上にＢＰＳＧ膜を形成し
更に熱処理を施すことにより、このＢＰＳＧ膜を軟化さ
せて段差部を埋め込む技術である。また、アルミ配線形
成後ではＳＯＧ塗布膜を用いる方法がある。これは、半
導体基板上にＳＯＧ液を塗布して更に熱処理を施すこと
により、段差部を埋め込む技術である。ＳＯＧ液は液体
であるため、段差の底部にも充塞して段差を軽減するこ
とができる。また、ＳＯＧ液に熱処理を施すことによ
り、シラノール基の脱水縮合反応によってＳＯＧ液はＳ
ｉＯ2となり、半導体集積回路に適用可能な薄膜とな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＢＰＳＧリフロー法を
平坦化に用いる場合、充分な平坦化形状を得るために、
ＢＰＳＧ膜を形成した後の熱処理を８５０〜９００℃で
行うこととなる。この温度での熱処理はコンタクトホー
ルに用いられるＴｉＮ等のバリアメタルのバリア性を低
下させ、トランジスタの性能に悪影響を及ぼし易くな
る。特にゲート長が０．５μｍ以下となるようなＬＳＩ
にあってはこの悪影響が無視できない。また、このよう
なＬＳＩに用いられるＷ−ＣＶＤ法によるタングステン
膜は酸化し易く、７５０℃程度以上の高温で容易に酸化
して剥がれ落ちてしまう問題があり、熱処理を行う場
合、ロードロックを用いて酸素を排除しなければならな
いと云う問題もあった。
平坦化に用いる場合、充分な平坦化形状を得るために、
ＢＰＳＧ膜を形成した後の熱処理を８５０〜９００℃で
行うこととなる。この温度での熱処理はコンタクトホー
ルに用いられるＴｉＮ等のバリアメタルのバリア性を低
下させ、トランジスタの性能に悪影響を及ぼし易くな
る。特にゲート長が０．５μｍ以下となるようなＬＳＩ
にあってはこの悪影響が無視できない。また、このよう
なＬＳＩに用いられるＷ−ＣＶＤ法によるタングステン
膜は酸化し易く、７５０℃程度以上の高温で容易に酸化
して剥がれ落ちてしまう問題があり、熱処理を行う場
合、ロードロックを用いて酸素を排除しなければならな
いと云う問題もあった。
【０００５】一方、アルミ配線形成後に形成されるＳＯ
Ｇ膜は、通常４５０℃以下の低温で形成されるため、ア
ルミ配線の溶解などは起こらないものの、吸水が激しい
等、その膜質が悪いという欠点がある。熱処理温度を上
げれば膜質の改善は可能であるが、通常行われる窒素雰
囲気中での熱処理の場合、９００℃以上の高温で熱処理
しなければ、ＢＰＳＧ膜と同等の膜質が得られないこと
からあまり現実的ではない。
Ｇ膜は、通常４５０℃以下の低温で形成されるため、ア
ルミ配線の溶解などは起こらないものの、吸水が激しい
等、その膜質が悪いという欠点がある。熱処理温度を上
げれば膜質の改善は可能であるが、通常行われる窒素雰
囲気中での熱処理の場合、９００℃以上の高温で熱処理
しなければ、ＢＰＳＧ膜と同等の膜質が得られないこと
からあまり現実的ではない。
【０００６】本発明は上記したような従来技術の問題点
に鑑みなされたものであり、その主な目的は、ＢＰＳＧ
膜と同程度の膜質を有するＳＯＧ塗布膜を７００℃以下
の低温の熱処理でも容易に形成でき、かつＢＰＳＧリフ
ロー法以上の平坦化が可能な半導体装置の製造方法を提
供することにある。
に鑑みなされたものであり、その主な目的は、ＢＰＳＧ
膜と同程度の膜質を有するＳＯＧ塗布膜を７００℃以下
の低温の熱処理でも容易に形成でき、かつＢＰＳＧリフ
ロー法以上の平坦化が可能な半導体装置の製造方法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、半導体基板上にＳＯＧ液を塗布する過程と、該
ＳＯＧ液が塗布された半導体基板を水蒸気が存在する雰
囲気下で熱処理する過程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法を提供することにより達成される。
よれば、半導体基板上にＳＯＧ液を塗布する過程と、該
ＳＯＧ液が塗布された半導体基板を水蒸気が存在する雰
囲気下で熱処理する過程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法を提供することにより達成される。
【０００８】
【作用】このように、高温の水蒸気雰囲気下では酸化膜
中のシリコンと酸素との結合が部分的に加水分解され、
その酸化膜中での物質の拡散が容易になるため、ＳＯＧ
液中のシラノール基の脱水縮合反応及び有機物脱離反応
が促進されることから、ＳＯＧ液が塗布された半導体基
板を水蒸気が存在する雰囲気下で熱処理することで、Ｓ
ＯＧ塗布膜に於けるシラノール基の脱水縮合反応及び有
機物脱離反応をより完全に行うことが可能となる。更
に、上記各反応は酸素雰囲気下では不活性ガス雰囲気中
よりも容易であることから、水蒸気及び酸素を含む雰囲
気下で熱処理することにより、一層その反応を促進する
ことができる。
中のシリコンと酸素との結合が部分的に加水分解され、
その酸化膜中での物質の拡散が容易になるため、ＳＯＧ
液中のシラノール基の脱水縮合反応及び有機物脱離反応
が促進されることから、ＳＯＧ液が塗布された半導体基
板を水蒸気が存在する雰囲気下で熱処理することで、Ｓ
ＯＧ塗布膜に於けるシラノール基の脱水縮合反応及び有
機物脱離反応をより完全に行うことが可能となる。更
に、上記各反応は酸素雰囲気下では不活性ガス雰囲気中
よりも容易であることから、水蒸気及び酸素を含む雰囲
気下で熱処理することにより、一層その反応を促進する
ことができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１０】図１は、本発明が適用された半導体装置の
ＳＯＧ塗布膜形成手順の概略説明図である。
ＳＯＧ塗布膜形成手順の概略説明図である。
【００１１】まず、図１（ａ）に示すように、半導体基
板１上に、１層目のポリシリコン配線２を形成し、その
後プラズマＣＶＤ法により、酸化膜３（厚さ４０００オ
ングストローム）を形成する。次に、図１（ｂ）に示す
ように、ＳＯＧ液を回転塗布し、これを水素６５％、酸
素３５％を混合し、燃焼させたガス（水蒸気と酸素の混
合ガス）の雰囲気下にて６５０℃で３０分間の熱処理を
行い、ＳＯＧ塗布膜４を形成する。次に、図１（ｃ）に
示すように、２層目のポリシリコン配線５を形成する。
板１上に、１層目のポリシリコン配線２を形成し、その
後プラズマＣＶＤ法により、酸化膜３（厚さ４０００オ
ングストローム）を形成する。次に、図１（ｂ）に示す
ように、ＳＯＧ液を回転塗布し、これを水素６５％、酸
素３５％を混合し、燃焼させたガス（水蒸気と酸素の混
合ガス）の雰囲気下にて６５０℃で３０分間の熱処理を
行い、ＳＯＧ塗布膜４を形成する。次に、図１（ｃ）に
示すように、２層目のポリシリコン配線５を形成する。
【００１２】このように、熱処理過程を水蒸気が存在す
る雰囲気下で行うことにより、ＳＯＧ塗布膜におけるシ
ラノール基の脱水縮合反応及び有機物の脱離をより完全
に行うことができ、ＢＰＳＧ膜と同等の膜質を有するＳ
ＯＧ塗布膜が容易に形成されることとなる。
る雰囲気下で行うことにより、ＳＯＧ塗布膜におけるシ
ラノール基の脱水縮合反応及び有機物の脱離をより完全
に行うことができ、ＢＰＳＧ膜と同等の膜質を有するＳ
ＯＧ塗布膜が容易に形成されることとなる。
【００１３】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば上記実施例では、水素６５％、酸素３
５％を混合した雰囲気にて熱処理を行ったが、これにア
ルゴン、窒素などの不活性ガスを希釈ガスとして混合し
ても良いことは云うまでもない。また、水素の割合も、
６３％または６０％等、６５％以外で熱処理を行うこと
も考えられる。更に熱処理温度も、７００℃または６０
０℃等、配線層などの各層に悪影響を及ぼすことのない
７００℃以下の任意の温度に設定して行うことも考えら
れる。
ではなく、例えば上記実施例では、水素６５％、酸素３
５％を混合した雰囲気にて熱処理を行ったが、これにア
ルゴン、窒素などの不活性ガスを希釈ガスとして混合し
ても良いことは云うまでもない。また、水素の割合も、
６３％または６０％等、６５％以外で熱処理を行うこと
も考えられる。更に熱処理温度も、７００℃または６０
０℃等、配線層などの各層に悪影響を及ぼすことのない
７００℃以下の任意の温度に設定して行うことも考えら
れる。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、半導体基板上にＳＯＧ液を塗布し、これを
水蒸気が存在する雰囲気にて熱処理することにより、Ｓ
ＯＧ塗布膜におけるシラノール基の脱水縮合反応および
有機物脱離反応をより完全に行うことになり、ＢＰＳＧ
膜と同等の膜質を有するＳＯＧ塗布膜を形成し、比較的
低温での平坦化を行うことが可能となる。更に、上記各
反応は酸素雰囲気下では不活性ガス雰囲気中よりも容易
であることから、水蒸気及び酸素を含む雰囲気下で熱処
理することにより一層その効果が高くなる。
明によれば、半導体基板上にＳＯＧ液を塗布し、これを
水蒸気が存在する雰囲気にて熱処理することにより、Ｓ
ＯＧ塗布膜におけるシラノール基の脱水縮合反応および
有機物脱離反応をより完全に行うことになり、ＢＰＳＧ
膜と同等の膜質を有するＳＯＧ塗布膜を形成し、比較的
低温での平坦化を行うことが可能となる。更に、上記各
反応は酸素雰囲気下では不活性ガス雰囲気中よりも容易
であることから、水蒸気及び酸素を含む雰囲気下で熱処
理することにより一層その効果が高くなる。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明が適用された半導体
装置のＳＯＧ塗布膜形成手順の概略説明図である。
装置のＳＯＧ塗布膜形成手順の概略説明図である。
１ 半導体基板 ２ １層目のポリシリコン配線 ３ 酸化膜 ４ ＳＯＧ塗布膜 ５ ２層目のポリシリコン配線
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上にＳＯＧ液を塗布する過
程と、 該ＳＯＧ液が塗布された半導体基板を水蒸気が存在する
雰囲気下で熱処理する過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】 前記熱処理を、半導体基板上にＳＯＧ
液を塗布した後に連続して行う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】 前記熱処理を、水蒸気を含む酸素雰囲
気下で行うことを特徴とする請求項１若しくは請求項２
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記熱処理を、水蒸気、酸素及び不活
性ガスからなる雰囲気下で行うことを特徴とする請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20022593A JPH0737879A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20022593A JPH0737879A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737879A true JPH0737879A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16420895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20022593A Withdrawn JPH0737879A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737879A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5976966A (en) * | 1996-11-05 | 1999-11-02 | Yamaha Corporation | Converting a hydrogen silsesquioxane film to an oxide using a first heat treatment and a second heat treatment with the second heat treatment using rapid thermal processing |
| US6319847B1 (en) | 1997-03-31 | 2001-11-20 | Nec Corporation | Semiconductor device using a thermal treatment of the device in a pressurized steam ambient as a planarization technique |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP20022593A patent/JPH0737879A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5976966A (en) * | 1996-11-05 | 1999-11-02 | Yamaha Corporation | Converting a hydrogen silsesquioxane film to an oxide using a first heat treatment and a second heat treatment with the second heat treatment using rapid thermal processing |
| US6319847B1 (en) | 1997-03-31 | 2001-11-20 | Nec Corporation | Semiconductor device using a thermal treatment of the device in a pressurized steam ambient as a planarization technique |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |