JPH08279501A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPH08279501A JPH08279501A JP8244395A JP8244395A JPH08279501A JP H08279501 A JPH08279501 A JP H08279501A JP 8244395 A JP8244395 A JP 8244395A JP 8244395 A JP8244395 A JP 8244395A JP H08279501 A JPH08279501 A JP H08279501A
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- silicate glass
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Links
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 層間絶縁膜を形成するにあたって、Ｇｅ添加
ＢＰＳＧの水溶性の問題を解消し、また、反応性イオン
エッチング等を用いるエッチバック工程を不要とした、
半導体素子の製造方法を提供する。 【構成】 層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素
リンシリケートガラス層４を形成する工程と、形成した
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層４に対して、水
蒸気を有する雰囲気で平坦化のための熱処理を行う工程
とを備えている。また、層間絶縁膜としてＧｅを添加し
てなるホウ素リンシリケートガラス層を所望する厚さよ
り厚く形成する工程と、形成したＧｅ添加ホウ素リンシ
リケートガラス層に対して不活性ガス雰囲気で平坦化の
ための熱処理を行う工程と、平坦化したＧｅ添加ホウ素
リンシリケートガラス層を純水に浸漬し、Ｇｅ添加ホウ
素リンシリケートガラス層の一部を純水中に溶解し除去
する工程とを備えている。
ＢＰＳＧの水溶性の問題を解消し、また、反応性イオン
エッチング等を用いるエッチバック工程を不要とした、
半導体素子の製造方法を提供する。 【構成】 層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素
リンシリケートガラス層４を形成する工程と、形成した
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層４に対して、水
蒸気を有する雰囲気で平坦化のための熱処理を行う工程
とを備えている。また、層間絶縁膜としてＧｅを添加し
てなるホウ素リンシリケートガラス層を所望する厚さよ
り厚く形成する工程と、形成したＧｅ添加ホウ素リンシ
リケートガラス層に対して不活性ガス雰囲気で平坦化の
ための熱処理を行う工程と、平坦化したＧｅ添加ホウ素
リンシリケートガラス層を純水に浸漬し、Ｇｅ添加ホウ
素リンシリケートガラス層の一部を純水中に溶解し除去
する工程とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、層間絶縁膜としてＧｅ
（ゲルマニウム）を添加したＢＰＳＧ（ホウ素リンシリ
ケートガラス）を用い、この層間絶縁膜を平坦化する工
程を有した半導体素子の製造方法に関する。
（ゲルマニウム）を添加したＢＰＳＧ（ホウ素リンシリ
ケートガラス）を用い、この層間絶縁膜を平坦化する工
程を有した半導体素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の製造においては、そ
の微細化、高密度化に対応するため、層間絶縁膜の平坦
化技術への要求が益々高まってきている。このような要
求に応えるため従来では、簡便である等の理由から、層
間絶縁膜としてホウ素リンシリケートガラス（以下、Ｂ
ＰＳＧと略称する）を形成し、これにリフロー処理と呼
ばれる、温度８５０℃程度の熱処理を施して平坦化する
といった技術が広く採用されている。ところが、特にＡ
ｌ配線下での平坦化プロセスでは、簡便であると共に一
層の低温化が望まれており、前述したＢＰＳＧのリフロ
ー処理による平坦化では低温化の要求に十分対応し得な
くなってきている。
の微細化、高密度化に対応するため、層間絶縁膜の平坦
化技術への要求が益々高まってきている。このような要
求に応えるため従来では、簡便である等の理由から、層
間絶縁膜としてホウ素リンシリケートガラス（以下、Ｂ
ＰＳＧと略称する）を形成し、これにリフロー処理と呼
ばれる、温度８５０℃程度の熱処理を施して平坦化する
といった技術が広く採用されている。ところが、特にＡ
ｌ配線下での平坦化プロセスでは、簡便であると共に一
層の低温化が望まれており、前述したＢＰＳＧのリフロ
ー処理による平坦化では低温化の要求に十分対応し得な
くなってきている。
【０００３】このような低温化の要求に応えるため従来
では、以下に述べる二つの技術が提案されている。第一
の技術は、１９９３年春季応用物理学会講演予稿集「Ｔ
ＥＯＳ−Ｏ3 系ＡＰＣＶＤによる低温リフロー ＧｅＢ
ＰＳＧ膜（１）」西本他 Ｎｏ．２ ｐ７５７等に開示
されているように、ＢＰＳＧにＧｅを添加することによ
ってそのリフロー処理温度を、ＢＰＳＧの場合に比べて
低くする技術である。すなわち、このＧｅをＢＰＳＧに
添加してなる層間絶縁膜を用いた技術では、そのリフロ
ー処理温度を窒素雰囲気中にて７５０℃程度とすること
ができ、ＢＰＳＧの場合よりも約１００℃低い温度の熱
処理で平坦化できるのである。第二の技術は、前述した
ＢＰＳＧによる平坦化の後に、液体状の絶縁膜原料（Sp
in On Glass ；ＳＯＧ）を塗布し、熱処理を行うことで
平坦な表面を形成し、その後、反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）によりＳＯＧを全面エッチバックし、平坦な
ＢＰＳＧ表面を得る技術である。
では、以下に述べる二つの技術が提案されている。第一
の技術は、１９９３年春季応用物理学会講演予稿集「Ｔ
ＥＯＳ−Ｏ3 系ＡＰＣＶＤによる低温リフロー ＧｅＢ
ＰＳＧ膜（１）」西本他 Ｎｏ．２ ｐ７５７等に開示
されているように、ＢＰＳＧにＧｅを添加することによ
ってそのリフロー処理温度を、ＢＰＳＧの場合に比べて
低くする技術である。すなわち、このＧｅをＢＰＳＧに
添加してなる層間絶縁膜を用いた技術では、そのリフロ
ー処理温度を窒素雰囲気中にて７５０℃程度とすること
ができ、ＢＰＳＧの場合よりも約１００℃低い温度の熱
処理で平坦化できるのである。第二の技術は、前述した
ＢＰＳＧによる平坦化の後に、液体状の絶縁膜原料（Sp
in On Glass ；ＳＯＧ）を塗布し、熱処理を行うことで
平坦な表面を形成し、その後、反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）によりＳＯＧを全面エッチバックし、平坦な
ＢＰＳＧ表面を得る技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
一の技術では、Ｇｅ添加ＢＰＳＧが、後述するようにＧ
ｅの添加によりその添加量に応じて水溶性が高くなり、
そのままプロセスに用いたのではＧｅ添加ＢＰＳＧの上
の洗浄ができず、また、水蒸気雰囲気での処理を行った
場合などでは雰囲気中の水蒸気がＧｅ添加ＢＰＳＧ中に
入り込み、さらにこの中を拡散移行してＧｅ添加ＢＰＳ
Ｇの下にまで浸入してしまい、配線層の腐食を引き起こ
すなど得られる半導体素子の信頼性を低下させてしまう
おそれがある。
一の技術では、Ｇｅ添加ＢＰＳＧが、後述するようにＧ
ｅの添加によりその添加量に応じて水溶性が高くなり、
そのままプロセスに用いたのではＧｅ添加ＢＰＳＧの上
の洗浄ができず、また、水蒸気雰囲気での処理を行った
場合などでは雰囲気中の水蒸気がＧｅ添加ＢＰＳＧ中に
入り込み、さらにこの中を拡散移行してＧｅ添加ＢＰＳ
Ｇの下にまで浸入してしまい、配線層の腐食を引き起こ
すなど得られる半導体素子の信頼性を低下させてしまう
おそれがある。
【０００５】図４に、ＢＰＳＧとＧｅ添加ＢＰＳＧと
を、窒素雰囲気中で熱処理（７５０℃×３０分）した後
純水に３０分間浸漬したときの、膜厚の変化を示す。図
４より、ＢＰＳＧにＧｅを添加していないものでは、純
水浸漬後に膜厚が変化していないのに対し、ＢＰＳＧに
Ｇｅを添加したものでは、純水浸漬後膜厚が減少してい
る。したがって、ＢＰＳＧにＧｅを添加したものは、そ
の水溶性が高くなっていることが分かる。また、前記第
二の技術では、ＳＯＧのエッチバック工程に通常反応性
イオエッチング（ＲＩＥ）を用いているため、その装置
のコストが高く、また枚葉式であることから処理速度が
遅いといった問題がある。
を、窒素雰囲気中で熱処理（７５０℃×３０分）した後
純水に３０分間浸漬したときの、膜厚の変化を示す。図
４より、ＢＰＳＧにＧｅを添加していないものでは、純
水浸漬後に膜厚が変化していないのに対し、ＢＰＳＧに
Ｇｅを添加したものでは、純水浸漬後膜厚が減少してい
る。したがって、ＢＰＳＧにＧｅを添加したものは、そ
の水溶性が高くなっていることが分かる。また、前記第
二の技術では、ＳＯＧのエッチバック工程に通常反応性
イオエッチング（ＲＩＥ）を用いているため、その装置
のコストが高く、また枚葉式であることから処理速度が
遅いといった問題がある。
【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、層間絶縁膜を形成するにあたって、Ｇｅ添加ＢＰＳ
Ｇの水溶性の問題を解消し、また、ＢＰＳＧに代えてＧ
ｅ添加ＢＰＳＧを用い、これを直接エッチバックするこ
とにより、従来のＳＯＧエッチバック工程のように反応
性イオンエッチング等を用いるエッチバック工程を不要
とした、半導体素子の製造方法を提供することを目的と
している。
で、層間絶縁膜を形成するにあたって、Ｇｅ添加ＢＰＳ
Ｇの水溶性の問題を解消し、また、ＢＰＳＧに代えてＧ
ｅ添加ＢＰＳＧを用い、これを直接エッチバックするこ
とにより、従来のＳＯＧエッチバック工程のように反応
性イオンエッチング等を用いるエッチバック工程を不要
とした、半導体素子の製造方法を提供することを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
記載の半導体素子の製造方法では、層間絶縁膜としてＧ
ｅを添加してなるホウ素リンシリケートガラス層を形成
する工程と、形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガ
ラス層に対して、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のため
の熱処理を行う工程とを備えたことを前記課題の解決手
段とした。請求項２記載の半導体素子の製造方法では、
層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素リンシリケ
ートガラス層を所望する厚さより厚く形成する工程と、
形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対し
て不活性ガス雰囲気で平坦化のための熱処理を行う工程
と、平坦化したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層
を純水に浸漬し、該Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラ
ス層の一部を純水中に溶解し除去する工程とを備えたこ
とを前記課題の解決手段とした。
記載の半導体素子の製造方法では、層間絶縁膜としてＧ
ｅを添加してなるホウ素リンシリケートガラス層を形成
する工程と、形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガ
ラス層に対して、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のため
の熱処理を行う工程とを備えたことを前記課題の解決手
段とした。請求項２記載の半導体素子の製造方法では、
層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素リンシリケ
ートガラス層を所望する厚さより厚く形成する工程と、
形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対し
て不活性ガス雰囲気で平坦化のための熱処理を行う工程
と、平坦化したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層
を純水に浸漬し、該Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラ
ス層の一部を純水中に溶解し除去する工程とを備えたこ
とを前記課題の解決手段とした。
【０００８】請求項３記載の半導体素子の製造方法で
は、層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素リンシ
リケートガラス層を所望する厚さより厚く形成する工程
と、形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に
対して不活性ガス雰囲気で平坦化のための第一回目の熱
処理を行う工程と、不活性ガス雰囲気で平坦化したＧｅ
添加ホウ素リンシリケートガラス層を純水に浸漬し、該
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層の一部を純水中
に溶解し除去する工程と、純水により一部を除去してな
るＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して、水
蒸気を有する雰囲気で平坦化のための第二回目の熱処理
を行う工程とを備えたことを前記課題の解決手段とし
た。
は、層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素リンシ
リケートガラス層を所望する厚さより厚く形成する工程
と、形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に
対して不活性ガス雰囲気で平坦化のための第一回目の熱
処理を行う工程と、不活性ガス雰囲気で平坦化したＧｅ
添加ホウ素リンシリケートガラス層を純水に浸漬し、該
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層の一部を純水中
に溶解し除去する工程と、純水により一部を除去してな
るＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して、水
蒸気を有する雰囲気で平坦化のための第二回目の熱処理
を行う工程とを備えたことを前記課題の解決手段とし
た。
【０００９】
【作用】本発明における請求項１記載の半導体素子の製
造方法によれば、層間絶縁膜としてＧｅを添加してなる
ホウ素リンシリケートガラス層を形成し、次いで、この
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して、水蒸
気を有する雰囲気で平坦化のための熱処理を行うので、
熱処理によってＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層
が平坦化するとともに、熱処理中Ｇｅ添加ホウ素リンシ
リケートガラス層から水蒸気雰囲気中にＧｅが移行する
ことなどによって熱処理後のＧｅ添加ホウ素リンシリケ
ートガラス層の水溶性が低下する。
造方法によれば、層間絶縁膜としてＧｅを添加してなる
ホウ素リンシリケートガラス層を形成し、次いで、この
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して、水蒸
気を有する雰囲気で平坦化のための熱処理を行うので、
熱処理によってＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層
が平坦化するとともに、熱処理中Ｇｅ添加ホウ素リンシ
リケートガラス層から水蒸気雰囲気中にＧｅが移行する
ことなどによって熱処理後のＧｅ添加ホウ素リンシリケ
ートガラス層の水溶性が低下する。
【００１０】請求項２記載の半導体素子の製造方法によ
れば、層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素リン
シリケートガラス層を所望する厚さより厚く形成し、次
いで、このＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対
して不活性ガス雰囲気で平坦化のための熱処理を行い、
その後、平坦化したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラ
ス層を純水に浸漬し、該Ｇｅ添加ホウ素リンシリケート
ガラス層の一部を純水中に溶解し除去するので、溶解除
去した後に残るＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層
の厚さが、所望する厚さとなるように予め純水中への浸
漬時間を調整しておけば、従来のＳＯＧエッチバック工
程のごとく反応性イオンエッチングによるエッチバック
が不要になる。
れば、層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素リン
シリケートガラス層を所望する厚さより厚く形成し、次
いで、このＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対
して不活性ガス雰囲気で平坦化のための熱処理を行い、
その後、平坦化したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラ
ス層を純水に浸漬し、該Ｇｅ添加ホウ素リンシリケート
ガラス層の一部を純水中に溶解し除去するので、溶解除
去した後に残るＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層
の厚さが、所望する厚さとなるように予め純水中への浸
漬時間を調整しておけば、従来のＳＯＧエッチバック工
程のごとく反応性イオンエッチングによるエッチバック
が不要になる。
【００１１】請求項３記載の半導体素子の製造方法によ
れば、層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素リン
シリケートガラス層を所望する厚さより厚く形成し、次
に、このＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対し
て不活性ガス雰囲気で平坦化のための第一回目の熱処理
を行い、次いで、平坦化したＧｅ添加ホウ素リンシリケ
ートガラス層を純水に浸漬してその一部を純水中に溶解
してこれを除去し、その後、純水により一部を除去して
なるＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して、
水蒸気を有する雰囲気で平坦化のための第二回目の熱処
理を行うので、前述したように従来のＳＯＧエッチバッ
ク工程のごとく反応性イオンエッチングによるエッチバ
ックが不要になり、さらに水蒸気を有する雰囲気で平坦
化のための熱処理を行うので、前述したように熱処理に
よってＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層が平坦化
するとともに、熱処理後のＧｅ添加ホウ素リンシリケー
トガラス層の水溶性が低下する。
れば、層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホウ素リン
シリケートガラス層を所望する厚さより厚く形成し、次
に、このＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対し
て不活性ガス雰囲気で平坦化のための第一回目の熱処理
を行い、次いで、平坦化したＧｅ添加ホウ素リンシリケ
ートガラス層を純水に浸漬してその一部を純水中に溶解
してこれを除去し、その後、純水により一部を除去して
なるＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して、
水蒸気を有する雰囲気で平坦化のための第二回目の熱処
理を行うので、前述したように従来のＳＯＧエッチバッ
ク工程のごとく反応性イオンエッチングによるエッチバ
ックが不要になり、さらに水蒸気を有する雰囲気で平坦
化のための熱処理を行うので、前述したように熱処理に
よってＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層が平坦化
するとともに、熱処理後のＧｅ添加ホウ素リンシリケー
トガラス層の水溶性が低下する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の半導体素子の製造方法を実施
例により詳しく説明する。なお、本実施例では、半導体
素子プロセスにおいて特に層間絶縁膜の形成とその平坦
化についてのみ説明し、その他の工程については従来と
同様であるのでその説明を省略する。図１（ａ）、
（ｂ）は本発明の第一の実施例を示す図であり、図１
（ａ）、（ｂ）において符号１は下地層、２は下地層上
に形成された段差部である。ここで、下地層１はシリコ
ン基板上に形成された絶縁膜等からなるものであり、ま
た、段差部２は例えばポリシリコン配線などによって形
成されたものである。下地層１上には、段差部２を覆っ
て窒化シリコン膜３が堆積形成されている。
例により詳しく説明する。なお、本実施例では、半導体
素子プロセスにおいて特に層間絶縁膜の形成とその平坦
化についてのみ説明し、その他の工程については従来と
同様であるのでその説明を省略する。図１（ａ）、
（ｂ）は本発明の第一の実施例を示す図であり、図１
（ａ）、（ｂ）において符号１は下地層、２は下地層上
に形成された段差部である。ここで、下地層１はシリコ
ン基板上に形成された絶縁膜等からなるものであり、ま
た、段差部２は例えばポリシリコン配線などによって形
成されたものである。下地層１上には、段差部２を覆っ
て窒化シリコン膜３が堆積形成されている。
【００１３】そして、このような構成からなる下地の上
に、層間絶縁膜として図１（ａ）に示すようにＧｅを添
加してなるＢＰＳＧ（以下、ＧｅＢＰＳＧと略称する）
層４を形成する。ＧｅＢＰＳＧ層４を形成するＧｅＢＰ
ＳＧとしては、従来公知のＢＰＳＧに、Ｇｅを全体３０
重量％以下となるように添加したものが用いられる。す
なわち、３０重量％を越えて添加されると、その水溶性
が高くなり過ぎ、層間絶縁膜として十分に機能しなくな
るおそれがあるからである。なお、Ｇｅ添加量について
は、これが少なくなるに連れて水溶性は低下するもの
の、平坦化のための熱処理温度が高くなってしまうこと
から、所望する熱処理温度に応じた適宜な添加量とされ
る。
に、層間絶縁膜として図１（ａ）に示すようにＧｅを添
加してなるＢＰＳＧ（以下、ＧｅＢＰＳＧと略称する）
層４を形成する。ＧｅＢＰＳＧ層４を形成するＧｅＢＰ
ＳＧとしては、従来公知のＢＰＳＧに、Ｇｅを全体３０
重量％以下となるように添加したものが用いられる。す
なわち、３０重量％を越えて添加されると、その水溶性
が高くなり過ぎ、層間絶縁膜として十分に機能しなくな
るおそれがあるからである。なお、Ｇｅ添加量について
は、これが少なくなるに連れて水溶性は低下するもの
の、平坦化のための熱処理温度が高くなってしまうこと
から、所望する熱処理温度に応じた適宜な添加量とされ
る。
【００１４】次いで、形成したＧｅＢＰＳＧ層４に対し
て、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のための熱処理を行
う。水蒸気を有する雰囲気としては、窒素等の不活性ガ
スに水蒸気を混在させた雰囲気とされ、水蒸気濃度につ
いては特に限定されない。例えば、その熱処理温度にお
ける飽和湿度（相対湿度１００％）に近い水蒸気濃度と
すれば、ＧｅＢＰＳＧ層４に対する水蒸気処理の効果が
速くなり好ましい。熱処理条件としては、例えば処理温
度約７５０℃にて処理時間３０分程度とされる。処理温
度については、低温化の要求に応えるためより低いこと
が望ましく、したがってＧｅＢＰＳＧが溶融軟化して平
坦化する最低温度となる７５０℃程度が採用されるので
ある。なお、処理時間については、ＧｅＢＰＳＧ層４の
厚さやそのＧｅ濃度により適宜決定される。
て、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のための熱処理を行
う。水蒸気を有する雰囲気としては、窒素等の不活性ガ
スに水蒸気を混在させた雰囲気とされ、水蒸気濃度につ
いては特に限定されない。例えば、その熱処理温度にお
ける飽和湿度（相対湿度１００％）に近い水蒸気濃度と
すれば、ＧｅＢＰＳＧ層４に対する水蒸気処理の効果が
速くなり好ましい。熱処理条件としては、例えば処理温
度約７５０℃にて処理時間３０分程度とされる。処理温
度については、低温化の要求に応えるためより低いこと
が望ましく、したがってＧｅＢＰＳＧが溶融軟化して平
坦化する最低温度となる７５０℃程度が採用されるので
ある。なお、処理時間については、ＧｅＢＰＳＧ層４の
厚さやそのＧｅ濃度により適宜決定される。
【００１５】このようにして熱処理を行うと、ＧｅＢＰ
ＳＧ層４は溶融軟化して図１（ｂ）に示すように平坦化
するとともに、熱処理中、添加したＧｅがＧｅＢＰＳＧ
層４中から水蒸気雰囲気中に移行することなどにより、
熱処理後のＧｅＢＰＳＧ層４はその水溶性が低下し、ほ
とんど水の影響を無視できるものとなる。
ＳＧ層４は溶融軟化して図１（ｂ）に示すように平坦化
するとともに、熱処理中、添加したＧｅがＧｅＢＰＳＧ
層４中から水蒸気雰囲気中に移行することなどにより、
熱処理後のＧｅＢＰＳＧ層４はその水溶性が低下し、ほ
とんど水の影響を無視できるものとなる。
【００１６】図２は、ＢＰＳＧとＧｅＢＰＳＧとを、水
蒸気雰囲気中で熱処理（７５０℃×３０分）した後純水
に３０分間浸漬したときの、膜厚の変化を示すグラフで
ある。図２より、ＧｅＢＰＳＧに水蒸気雰囲気中で熱処
理を施したもの、すなわち本実施例のＧｅＢＰＳＧ層４
と同じものでは、ＢＰＳＧと同様に純水浸漬後も膜厚の
変化がなく、したがって図４に示した場合、すなわち水
蒸気雰囲気中での熱処理を行わない場合に比べ、水溶性
がほとんど影響ない程度になくなっていることが分か
る。
蒸気雰囲気中で熱処理（７５０℃×３０分）した後純水
に３０分間浸漬したときの、膜厚の変化を示すグラフで
ある。図２より、ＧｅＢＰＳＧに水蒸気雰囲気中で熱処
理を施したもの、すなわち本実施例のＧｅＢＰＳＧ層４
と同じものでは、ＢＰＳＧと同様に純水浸漬後も膜厚の
変化がなく、したがって図４に示した場合、すなわち水
蒸気雰囲気中での熱処理を行わない場合に比べ、水溶性
がほとんど影響ない程度になくなっていることが分か
る。
【００１７】したがって、このような製造方法にあって
は、ＧｅＢＰＳＧ層４からなる層間絶縁膜の平坦化を、
従来のＢＰＳＧ層の場合より約１００℃も低い低温で行
うことができ、しかも得られたＧｅＢＰＳＧ層４は水の
影響を無視できるものとなる。また、ＧｅＢＰＳＧ層４
の下に窒化シリコン膜２を形成したことにより、水蒸気
雰囲気での熱処理中、例えば水蒸気がＧｅＢＰＳＧ層４
中に拡散しても、これが窒化シリコン膜２によって遮断
されることにより、その下層、すなわち段差部２等にま
で水蒸気が浸入することがなく、したがって段差部２等
の酸化を防止することができる。
は、ＧｅＢＰＳＧ層４からなる層間絶縁膜の平坦化を、
従来のＢＰＳＧ層の場合より約１００℃も低い低温で行
うことができ、しかも得られたＧｅＢＰＳＧ層４は水の
影響を無視できるものとなる。また、ＧｅＢＰＳＧ層４
の下に窒化シリコン膜２を形成したことにより、水蒸気
雰囲気での熱処理中、例えば水蒸気がＧｅＢＰＳＧ層４
中に拡散しても、これが窒化シリコン膜２によって遮断
されることにより、その下層、すなわち段差部２等にま
で水蒸気が浸入することがなく、したがって段差部２等
の酸化を防止することができる。
【００１８】次に、本発明の第二の実施例を示す図であ
り、図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の第二の実施例を示す
図であり、図３（ａ）〜（ｄ）においても符号１は下地
層、２は下地層上に形成された段差部、３は下地層１上
に段差部２を覆って堆積形成された窒化シリコン膜であ
る。このような構成からなる下地の上に、本実施例で
は、層間絶縁膜として図３（ａ）に示すようにＧｅＢＰ
ＳＧ層５を所望する厚さより厚く形成する。ここで、所
望する厚さとは、平坦化した後に得られる層間絶縁膜と
して、必要な厚さのことを意味する。
り、図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の第二の実施例を示す
図であり、図３（ａ）〜（ｄ）においても符号１は下地
層、２は下地層上に形成された段差部、３は下地層１上
に段差部２を覆って堆積形成された窒化シリコン膜であ
る。このような構成からなる下地の上に、本実施例で
は、層間絶縁膜として図３（ａ）に示すようにＧｅＢＰ
ＳＧ層５を所望する厚さより厚く形成する。ここで、所
望する厚さとは、平坦化した後に得られる層間絶縁膜と
して、必要な厚さのことを意味する。
【００１９】次いで、これに対して窒素等の不活性雰囲
気中で第一回目の熱処理し、ＧｅＢＰＳＧ層５の表面を
図３（ｂ）に示すように平坦化する。このときの熱処理
条件としては、例えば温度７５０℃で３０分間行うもの
とする。このような熱処理による平坦化を行うと、ＢＰ
ＳＧは、一般に厚膜化すると熱処理（リフロー処理）に
よる効果が高まり、平坦化の度合いが大きくなる性質が
あるため、熱処理後のＧｅＢＰＳＧ層５の表面は、その
平坦性が、ＳＯＧエッチバック処理時のＳＯＧ塗布後の
表面と同等以上のものとなる。なお、ここでの熱処理を
水蒸気雰囲気でなく窒素雰囲気で行うのは、ここで水蒸
気雰囲気による熱処理を行うと、第一の実施例において
述べたとくＧｅＢＰＳＧ層５の水溶性がほとんどなくな
ってしまい、後述する純水での溶解除去処理ができなく
なってしまうからである。
気中で第一回目の熱処理し、ＧｅＢＰＳＧ層５の表面を
図３（ｂ）に示すように平坦化する。このときの熱処理
条件としては、例えば温度７５０℃で３０分間行うもの
とする。このような熱処理による平坦化を行うと、ＢＰ
ＳＧは、一般に厚膜化すると熱処理（リフロー処理）に
よる効果が高まり、平坦化の度合いが大きくなる性質が
あるため、熱処理後のＧｅＢＰＳＧ層５の表面は、その
平坦性が、ＳＯＧエッチバック処理時のＳＯＧ塗布後の
表面と同等以上のものとなる。なお、ここでの熱処理を
水蒸気雰囲気でなく窒素雰囲気で行うのは、ここで水蒸
気雰囲気による熱処理を行うと、第一の実施例において
述べたとくＧｅＢＰＳＧ層５の水溶性がほとんどなくな
ってしまい、後述する純水での溶解除去処理ができなく
なってしまうからである。
【００２０】次いで、平坦化したＧｅＢＰＳＧ層５を純
水中に浸漬し、該ＧｅＢＰＳＧ層５が所望する厚さとな
るようにその表層部の一部を純水中に溶解し、図３
（ｃ）に示すようにこれを除去する。なお、ここで用い
る純水は、ＧｅＢＰＳＧ層５中あるいはその表面に不純
物が拡散移行しあるいは付着しないことを目的として用
いられるものであり、したがってこのような拡散移行や
付着が起こらない程度に不純物を含有するものであって
も、本発明における純水として用いることができる。そ
の後、第一の実施例と同様に、ＧｅＢＰＳＧ層５に対
し、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のための第二回目の
熱処理を行う。このときの水蒸気雰囲気の条件、および
熱処理の条件も、第一の実施例と同様とする。
水中に浸漬し、該ＧｅＢＰＳＧ層５が所望する厚さとな
るようにその表層部の一部を純水中に溶解し、図３
（ｃ）に示すようにこれを除去する。なお、ここで用い
る純水は、ＧｅＢＰＳＧ層５中あるいはその表面に不純
物が拡散移行しあるいは付着しないことを目的として用
いられるものであり、したがってこのような拡散移行や
付着が起こらない程度に不純物を含有するものであって
も、本発明における純水として用いることができる。そ
の後、第一の実施例と同様に、ＧｅＢＰＳＧ層５に対
し、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のための第二回目の
熱処理を行う。このときの水蒸気雰囲気の条件、および
熱処理の条件も、第一の実施例と同様とする。
【００２１】このようにして熱処理を行うと、ＧｅＢＰ
ＳＧ層５は溶融軟化して図３（ｄ）に示すように平坦化
するとともに、熱処理中、添加したＧｅがＧｅＢＰＳＧ
層５中から水蒸気雰囲気中に移行することなどにより、
熱処理後のＧｅＢＰＳＧ層５はその水溶性が低下し、ほ
とんど水の影響を無視できるものとなる。したがって、
このような製造方法にあっても、ＧｅＢＰＳＧ層５から
なる層間絶縁膜の平坦化を、従来より低い温度で行うこ
とができ、しかも得られたＧｅＢＰＳＧ層５は水の影響
を無視できるものとなる。また、水蒸気雰囲気での熱処
理に先立ち、ＧｅＢＰＳＧ層５に対して窒素雰囲気中で
第一回目の熱処理による平坦化を行い、さらに水中にて
その表層部を溶解除去するエッチバック処理（平坦化処
理）を行っているので、この状態から前述したように水
蒸気雰囲気での熱処理を行うことにより、得られるＧｅ
ＢＰＳＧ層５を一層平坦な層にすることができる。
ＳＧ層５は溶融軟化して図３（ｄ）に示すように平坦化
するとともに、熱処理中、添加したＧｅがＧｅＢＰＳＧ
層５中から水蒸気雰囲気中に移行することなどにより、
熱処理後のＧｅＢＰＳＧ層５はその水溶性が低下し、ほ
とんど水の影響を無視できるものとなる。したがって、
このような製造方法にあっても、ＧｅＢＰＳＧ層５から
なる層間絶縁膜の平坦化を、従来より低い温度で行うこ
とができ、しかも得られたＧｅＢＰＳＧ層５は水の影響
を無視できるものとなる。また、水蒸気雰囲気での熱処
理に先立ち、ＧｅＢＰＳＧ層５に対して窒素雰囲気中で
第一回目の熱処理による平坦化を行い、さらに水中にて
その表層部を溶解除去するエッチバック処理（平坦化処
理）を行っているので、この状態から前述したように水
蒸気雰囲気での熱処理を行うことにより、得られるＧｅ
ＢＰＳＧ層５を一層平坦な層にすることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明における請求
項１記載の半導体素子の製造方法は、Ｇｅ添加ホウ素リ
ンシリケートガラス層に対して、水蒸気を有する雰囲気
で平坦化のための熱処理を行うようにしたものであるか
ら、熱処理によってＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラ
ス層を平坦化するとともに、熱処理中Ｇｅ添加ホウ素リ
ンシリケートガラス層から水蒸気雰囲気中にＧｅが移行
することなどによって熱処理後のＧｅ添加ホウ素リンシ
リケートガラス層の水溶性をほとんど支障がない程度に
低下させることができ、したがって得られた層間絶縁膜
の純水洗浄を可能にすることができ、これにより従来の
ＢＰＳＧを用いた製造方法をそのまま適用することがで
きる。また、層間絶縁膜の水溶性を支障がない程度に低
下させることができることから、得られた半導体素子中
への水の影響を少なくすることができ、したがって配線
層の腐食を低減し、またトランジスタ寿命の劣化を抑制
することができ、これにより半導体素子の信頼性を高め
ることができる。
項１記載の半導体素子の製造方法は、Ｇｅ添加ホウ素リ
ンシリケートガラス層に対して、水蒸気を有する雰囲気
で平坦化のための熱処理を行うようにしたものであるか
ら、熱処理によってＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラ
ス層を平坦化するとともに、熱処理中Ｇｅ添加ホウ素リ
ンシリケートガラス層から水蒸気雰囲気中にＧｅが移行
することなどによって熱処理後のＧｅ添加ホウ素リンシ
リケートガラス層の水溶性をほとんど支障がない程度に
低下させることができ、したがって得られた層間絶縁膜
の純水洗浄を可能にすることができ、これにより従来の
ＢＰＳＧを用いた製造方法をそのまま適用することがで
きる。また、層間絶縁膜の水溶性を支障がない程度に低
下させることができることから、得られた半導体素子中
への水の影響を少なくすることができ、したがって配線
層の腐食を低減し、またトランジスタ寿命の劣化を抑制
することができ、これにより半導体素子の信頼性を高め
ることができる。
【００２３】請求項２記載の半導体素子の製造方法は、
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して不活性
ガス雰囲気で平坦化のための熱処理を行い、その後、こ
れを純水に浸漬してその一部を純水中に溶解除去するよ
うにしたものであるから、溶解除去した後に残るＧｅ添
加ホウ素リンシリケートガラス層の厚さを、所望する厚
さとなるように予め純水中への浸漬時間を調整しておけ
ば、従来のＳＯＧエッチバック工程のごとく反応性イオ
ンエッチングによるエッチバックを不要にすることがで
き、したがって従来に比べその処理コストを低減するこ
とができるとともに、ウエハ等の被処理物複数枚に対
し、純水によるエッチバック処理を同時に行うことがで
き、したがって生産性を高めることもできる。
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して不活性
ガス雰囲気で平坦化のための熱処理を行い、その後、こ
れを純水に浸漬してその一部を純水中に溶解除去するよ
うにしたものであるから、溶解除去した後に残るＧｅ添
加ホウ素リンシリケートガラス層の厚さを、所望する厚
さとなるように予め純水中への浸漬時間を調整しておけ
ば、従来のＳＯＧエッチバック工程のごとく反応性イオ
ンエッチングによるエッチバックを不要にすることがで
き、したがって従来に比べその処理コストを低減するこ
とができるとともに、ウエハ等の被処理物複数枚に対
し、純水によるエッチバック処理を同時に行うことがで
き、したがって生産性を高めることもできる。
【００２４】請求項３記載の半導体素子の製造方法は、
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して不活性
ガス雰囲気で平坦化のための第一回目の熱処理を行い、
次いで、これを純水に浸漬してその一部を純水中に溶解
除去し、その後、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のため
の第二回目の熱処理を行うようにしたものであるから、
前述したように反応性イオンエッチングによるエッチバ
ックを不要にしてその処理コストを低減することできる
といった効果や、層間絶縁膜の純水洗浄を可能にすると
いった効果を奏するものとなり、しかも二回の平坦化熱
処理を行うことにより、従来に比べ格段に優れた平坦化
を行うことができるものとなる。
Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対して不活性
ガス雰囲気で平坦化のための第一回目の熱処理を行い、
次いで、これを純水に浸漬してその一部を純水中に溶解
除去し、その後、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のため
の第二回目の熱処理を行うようにしたものであるから、
前述したように反応性イオンエッチングによるエッチバ
ックを不要にしてその処理コストを低減することできる
といった効果や、層間絶縁膜の純水洗浄を可能にすると
いった効果を奏するものとなり、しかも二回の平坦化熱
処理を行うことにより、従来に比べ格段に優れた平坦化
を行うことができるものとなる。
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の第一の実施例を工程
順に説明するための要部側断面図である。
順に説明するための要部側断面図である。
【図２】水蒸気雰囲気で熱処理したＢＰＳＧおよびＧｅ
ＢＰＳＧの、純水浸漬による膜厚の変化を示すグラフで
ある。
ＢＰＳＧの、純水浸漬による膜厚の変化を示すグラフで
ある。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第二の実施例を工程
順に説明するための要部側断面図である。
順に説明するための要部側断面図である。
【図４】窒素雰囲気で熱処理したＢＰＳＧおよびＧｅＢ
ＰＳＧの、純水浸漬による膜厚の変化を示すグラフであ
る。
ＰＳＧの、純水浸漬による膜厚の変化を示すグラフであ
る。
１ 下地層 ２ 段差部 ３ 窒化シリコン膜 ４、５ ＧｅＢＰＳＧ層
Claims (3)
- 【請求項１】 層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホ
ウ素リンシリケートガラス層を形成する工程と、 形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対し
て、水蒸気を有する雰囲気で平坦化のための熱処理を行
う工程とを具備したことを特徴とする半導体素子の製造
方法。 - 【請求項２】 層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホ
ウ素リンシリケートガラス層を所望する厚さより厚く形
成する工程と、 形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層を不活
性ガス雰囲気で平坦化のための熱処理を行う工程と、 平坦化したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対
して純水に浸漬し、該Ｇｅ添加ホウ素リンシリケートガ
ラス層の一部を純水中に溶解し除去する工程とを具備し
たことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項３】 層間絶縁膜としてＧｅを添加してなるホ
ウ素リンシリケートガラス層を所望する厚さより厚く形
成する工程と、 形成したＧｅ添加ホウ素リンシリケートガラス層に対し
て不活性ガス雰囲気で平坦化のための第一回目の熱処理
を行う工程と、 不活性ガス雰囲気で平坦化したＧｅ添加ホウ素リンシリ
ケートガラス層を純水に浸漬し、該Ｇｅ添加ホウ素リン
シリケートガラス層の一部を純水中に溶解し除去する工
程と、 純水により一部を除去してなるＧｅ添加ホウ素リンシリ
ケートガラス層に対して、水蒸気を有する雰囲気で平坦
化のための第二回目の熱処理を行う工程とを具備したこ
とを特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8244395A JPH08279501A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8244395A JPH08279501A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08279501A true JPH08279501A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13774679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8244395A Pending JPH08279501A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08279501A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008258488A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-04-07 JP JP8244395A patent/JPH08279501A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008258488A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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