JPH02199831A - 低融点無機材料を使用して集積回路構造を平坦化する方法 - Google Patents

低融点無機材料を使用して集積回路構造を平坦化する方法

Info

Publication number
JPH02199831A
JPH02199831A JP1289850A JP28985089A JPH02199831A JP H02199831 A JPH02199831 A JP H02199831A JP 1289850 A JP1289850 A JP 1289850A JP 28985089 A JP28985089 A JP 28985089A JP H02199831 A JPH02199831 A JP H02199831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
integrated circuit
melting point
circuit structure
low melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1289850A
Other languages
English (en)
Inventor
Jeffrey Marks
マークス ジェフリー
Kam Shing Law
カム シン ロウ
David Nin-Kou Wang
ディヴィッド ニン クー ワン
Dan Maydan
メイダン ダン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JPH02199831A publication Critical patent/JPH02199831A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/31051Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
    • H01L21/31055Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step the removal being a chemical etching step, e.g. dry etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76819Smoothing of the dielectric
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material 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
    • H01L21/0214Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material 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 a silicon oxynitride, e.g. SiON or SiON:H

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、集積回路構造を平坦化する方法に間する。更
に詳しくは、本発明は、絶縁材料の層の上に堆積され、
次いでエツチングされる低融点ガラスを使用して集積回
路構造を平坦化する方法に関する。好適な実施例に於い
て、このエツチング工程は堆積ステップの後で周囲の雰
囲気にこの構造を中間的にさらすことな(行われ、従っ
て吸湿性の低融点ガラスを平坦化材料として使用するこ
とが可能になる。
(従来技術) 集積回路構造の形成において、層にパターンを設けるこ
とによって、基板上にトランジスタのような能動デバイ
ス、抵抗のような受動デバイス及びこれらのデバイスを
相互に接続する金属線を形成することが可能になり、そ
の結果として、平坦でない表面が形成される。
これらの平坦でない表面上に更にパターン化された層の
形成を可能にするため、酸化シリコンのような絶縁材料
の層がこれらの表面上に形成されると、この酸化シリコ
ンは下地の構造的特徴と馴染み、その結果、平坦でない
すなわち段差のある表面が形成される。標準的なリソグ
ラフィー技術を使用してこのような平坦でない表面上で
別の層をパターン化することは非常に困難である。
従って、フォトレジストまたはrsOGJ  (スピン
・オン・ガラス)等の有機物をベースとするガラス材料
の平坦化層を加えることが一般的に実行され、この材料
は下地層である酸化シリコン絶縁層とほぼ同じ速度でエ
ツチングを行う。この構造は、そこで異方性的にエツチ
ングされて平坦化層及び下地層である酸化シリコンの隆
起した部分を取除く。
しかし、フォトレジストとSOGのいずれもいわゆるロ
ーディング効果を有している。このことは、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
の露出している程度によって決まることを意味する。従
って、絶縁材料(酸化シリコン)と犠牲すなわち平坦化
材料のいずれに対しても等しいエツチング速度を実現す
ることは極めて困難であり、従って、このエツチング速
度は、この構造の形状によって決まる。更に、隆起部分
の間の空間が約1.5ミクロン未満の場合、これら2つ
の平坦化材料のいずれかを形成するスピン工程を効率的
に行うことができない。
上述した平坦化材料は、また段差を埋める場合に限度が
あり、またこれらの材料を堆積する場合の厚さの合計に
ついても制約がある。更に、これらの平坦化材料は、塗
布の前に有機結合剤と溶剤中で分散されるため、この構
造に平坦化層を塗布するためには、半導体構造を、酸化
シリコン等の絶縁層が例えばCVD法によって堆積され
る真空槽から取りはずさなければならない、このような
コーティングを行った後、平坦化コーティング内の溶剤
は蒸発させられなければならず、この平坦化コーティン
グは、次にエツチングの工程の前に、なお残存している
溶剤を取除きこのコーティング硬化させるため、焼成さ
れなければならない、エツチングは通常ドライ・エッチ
ング工程であり、この工程もまた通常真空槽の中で行わ
れる。
従って、今回平坦化方法は不満足な結果をもたらすばか
りでなく、また多くの別の時間のかかる中間工程が必要
であり、これらの工程は下地の絶縁層をCVD法で堆積
する先行する工程及びかかる平坦化層の形成に続いて通
常行われるドライ・エッチング工程に対して通常使用さ
れる真空装置の外部で行われなければならない。このよ
うな別の工程は、工程に対して経費を付加するだけでな
く、半導体の構造を外気にさらすことによってこの半導
体の構造の表面に望ましくない汚染を与える可能がある
という危険を生じる。
従って、平坦化層の塗布、乾燥及び焼成のために真空シ
ステムから集積回路構造を取り出すことを必要とするこ
のような有機物をベースとする平坦化材料を使用するこ
となしに集積回路構造を平坦化することができることが
極めて望ましい。
(発明の要約) 従って、本発明の目的は、低融点無機平坦化材料を使用
して集積回路構造を平坦化する方法を提供することであ
る。
本発明の他の目的は、集積回路構造に低融点無機平坦化
材料の層を堆積する工程と無機平坦化層をエツチングす
る工程によって構成される集積回路構造の平坦化方法を
提供することである。
本発明の他の目的は、低融点無機平坦化材料を使用し、
集積回路構造に絶縁材料の層を堆積する工程、次にコー
ティングされた集積回路構造に低融点無機平坦化材料の
層を堆積する工程、及び次にこの無機平坦化層をドライ
・エッチングする工程によって構成される集積回路構造
を平坦化する方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、無機平坦化材料を使用し、集
積回路構造に絶縁材料の層を堆積する工程、次に同じ堆
積装置で、コーティングされた集積回路構造に低融点無
機平坦化材料の層を堆積する工程、及び次にこの無機平
坦化層をドライ・エッチングする工程によって構成され
る集積回路構造を平坦化する方法を提供することである
本発明の更に他の目的は、無機平坦化材料を使用し、集
積回路構造に絶縁材料の層を化学気相成長する工程、次
に同じ堆積装置で、コーティングされた集積回路構造に
低融点無機平坦化材料の層を化学気相成長する工程、及
び次にコーティングされた構造を周囲の雰囲気にさらす
ことなく同じ装置内でこのコーティングされた集積回路
構造をエッチング・ゾーンに移動することによって無機
平坦化層を異方性的にドライ・エッチングする工程によ
って構成される集積回路構造を平坦化する方法を提供す
ることである。
本発明の更に他の目的は、無機平坦化材料を使用し、接
近して位置している隆起部を有する集積回路構造に絶縁
材料の層を化学気相成長させる工程、この隆起部の側壁
から少なくとも上記の絶縁材料の一部を取り除く工程、
次に同じ気相成長装置で、コーティングされた集積回路
構造に低融点無機平坦化材料の層を化学気相成長させる
工程、及び次にコーティングされた構造を周囲の雰囲気
にさらすことなく同じ装置内でこのコーティングされた
集積回路構造をエッチング・ゾーンに移動することによ
って無機平坦化層を異方性的にドライ・エッチングする
工程によって構成される集積回路構造を平坦化する方法
を提供することである。
本発明の更に他の目的は、無機平坦化材料を使用し、接
近して位置している隆起部を有する集積回路構造に絶縁
材料の層を化学気相成長させその後この隆起部の側壁か
ら少なくとも上記の絶縁材料の一部を取り除く工程、次
に同じ気相成長装置で、コーティングされた集積回路構
造に低融点無機平坦化材料の層を化学気相成長させる工
程、及びコーティングされた構造を周囲の雰囲気にさら
すことなく同じ装置内でこのコーティングされた集積回
路構造をエッチング・ゾーンに移動することによって無
機平坦化層を異方性的にドライ・エッチングする工程に
よって構成される集積回路構造を平坦化する方法を提供
することである。
本発明の更に他の目的は、無機平坦化材料を使用し、接
近して位置している隆起部を有する集積回路構造に絶縁
材料の層を化学気相成長させ同時にこの隆起部の側壁か
ら上記の絶縁材料の少な(とも一部を取り除く工程、次
に同じ気相成長装置で、コーティングされた集積回路構
造に低融点無機平坦化材料の層を気相成長させる工程、
及び次にコーティングされた構造を周囲の雰囲気にさら
すことな゛く同じ装置内でこのコーティングされた集積
回路構造をエッチング・ゾーンに移動することによって
無機平坦化層を異方性的にドライ・エッチングする工程
によって構成される集積回路構造を平坦化する方法を提
供することである。
本発明の更に他の目的は、低融点ガラスを無機平坦化材
料を使用し、集積回路構造に酸化シリコンの層を化学気
相成長させる工程、次に同じ気相成長装置で、コーティ
ングされた集積回路構造に低融点ガラス平坦化材料の層
を化学気相成長させる工程、及び次にコーティングされ
た構造を周囲の雰囲気に一時的にさらすことなく同じ装
置内でこのコーティングされた集積回路構造をエッチン
グ・ゾーンに移動することによって低融点ガラス平坦化
層を異方性的にドライ・エッチングする工程によって構
成される集積回路構造を平坦化する方法を提供すること
である。
(実施例) 最も幅広く考えた場合、本発明は、集積回路構造に対す
る改良した平坦化方法を・提供するものであり、この場
合、低融点無機平坦化材料が酸化シリコンのような同質
の絶縁層上に堆積され、次にこの平坦化層がエツチング
される。低融点ガラスのような低融点無機平坦化材料を
使用することによって、中間的な堆積またはコーティン
グ、溶剤の蒸発または焼成の工程が真空装置の外で行わ
れる必要がなくなり、従って下地の絶縁層を堆積するた
めに使用されるのと同じ装置を低融点無機平坦化材料の
堆積に使用することができる。
第1図は、代表的な集積回路構造の部分が一般的に層1
0として示され、この層lOは、シリコン等の基板、1
つ以上のドーピングされたまたはドーピングされない埋
設層、1つ以上のドーピングされたまたはドーピングさ
れないエピタキシャル層、1つ以上のドーピングされた
またはドーピングされないポリシリコン層、酸化隔離す
なわち絶縁部等を含むことができる。この図では集積回
路構造上に2つの離れて位置して金属線14と16が形
成されているが、これは図示されているだけであってこ
れによって限定が行われるものではない。酸化シリコン
等の材料によって構成される絶縁層20が集積回路構造
10と金属線14及び16上に堆積され、これによって
、例えば、金属線14及び(または)16を集積回路構
造10の他の部分と相互に接続する金属配線ハーネスの
ような別のパターン化された層をこの上に形成するため
の準備が行われる。
下地の集積回路構造がシリコンによって構成される場合
、絶縁材料20はリン酸シリケート等のシリコンの酸化
物すなわちシリケートによって構成することができる。
下地構造がシリコンによって構成される場合、シリコン
の窒化物または酸窒化物を同様に使用することができる
。この絶縁材料はドーピングされた材料であってもよい
し、またはドーピングされない材料であってもよい。下
地構造が例えばゲルマニューム、ガリウム、ヒ素等のシ
リコン以外の材料によって構成される場合には、上記以
外の絶縁材料を勿論同様に使用することが可能であり、
それらは上に列挙したものよりも望ましい場合もある。
この点で留意するべきことは、隆起部を有する集積回路
構造のこれらの隆起部の間の構造を平坦化することが望
ましい場合には、いつも本発明の方法を使用することが
できることである。従って、この方法は図示の金属間の
平坦化だけでなく、トレンチまたはスロットを埋めるた
めの誘電体の平坦化のような前端部に対する用途または
上部側の平坦化に使用することができる。例えば、この
方法を前端部の用途に使用する場合、ホウ素リン酸シリ
ケート・ガラス(B P S G)の使用を排除して平
坦化されるべき絶縁材料としてBPSGの代わりにリン
酸シリケート・ガラス(PSG)を使用することができ
る。この方法はまたタングステンのような他の金属層を
ブランケット(−様に)堆積する前に集積回路構造を平
坦化するために使用することができる。
「隆起部」という用語は、これらの隆起部の間の面の高
さに対して隆起した集積回路構造の部分を意味するため
に使用され、従ってこの用語は全体の面に対して隆起し
た構造だけでなく、例えばトレンチまたはこのトレンチ
の底部に対するスロットの隆起した側壁も含む。
例として、絶縁層20が酸化シリコンによって構成され
る場合、これはプラズマCVD装置内で約20℃から約
350℃の温度範囲内で集積回路構造lOとこれの上に
ある金属線14及び16上に約1000オングストロー
ムから約3ミクロンの範囲の適当な厚さに堆積されるこ
とができ、−船釣にこの厚さは約1ミクロンである。
第1図から容易に分かるように、絶縁N20としての酸
化シリコンのような絶縁材料を適用した場合、下部にあ
る隆起した金属vA14及び16と一致して低い領域2
2を隆起した領域26とを相互に接続する段部または肩
部24を有する非常に共形の層を形成することになる。
このように絶縁層20が集積回路構造の下地の隆起部と
一致しこのため絶縁層20の形状が平坦でないすなわち
段差のあるものとなる結果、フォトリソグラフィーによ
ってその後形成される層のパターン化が非常に困難にな
る。
従って、本発明によれば、低融点ガラスのような低融点
無機材料の平坦化層30が先ず絶縁層20に形成され、
次にこのコーティングされた構造に対して平坦化エツチ
ングの工程が行われ、これによって平坦化層30と下地
の絶縁層20の高くなった領域24と26が除去される
低融点無機平坦化材料30は、a)溶剤を使用しないで
絶縁層20の表面に堆積することが可能であり、b)堆
積された材料のエツチングを十分可能にするため、その
後堆積された材料を硬化するためにキユアリングまたは
ベーキングを行う必要がなく、C)下地の絶縁層とほぼ
同じ速度でエツチング、好ましくはドライエツチングを
行うことのできる無機材料であればいずれの材料で構成
することも可能である。
好適な実施例では、低融点無機平坦化材料30は集積回
路構造10に絶縁層20を堆積するのと同じ化学気相成
長装置を使用してこの絶縁層20上に堆積されることの
できる材料によって構成される。
「低融点」とは、約575℃以下の融点を有し約500
℃以下、すなわち約100ないし約500℃で流動する
材料を意味する。本発明の方法がアルミのような集積回
路構造内にすでに存在する低融点材料に対して、すなわ
ち例えばアルミ線または上部側に対して適用される場合
には、融点は約480℃を超えず390℃以下で流動し
なければならない。約390℃以下で流動する材料を使
用すると、その結果として、下地の集積回路構造に何等
の障害を与えることなく下地表面上の材料が流動する。
例として、この低融点無機平坦化材料は、低融点ガラス
によって構成される。このような低融点ガラスの例には
、Bz Ox 、B2 Si 、Bt 03とSin、
との混合物、As、O,、八5tSs 、P2O3また
は上記のいずれの組合わせが含まれる。
低融点ガラスのような低融点平坦化材料を使用すること
によって、平坦化材料30は、例えば、酸化シリコンの
ような絶縁材料20を堆積するのに同じCVD法とCV
D用の装置を使用することによって堆積することができ
る。従って、平坦化材料が集積回路構造10上の絶縁層
20の段差のある表面上で流動する約390℃ないし約
480℃で例えばBzOzのような低融点ガラスの堆積
を行うと、その結果、第2図に示す層30上の一般的に
平坦な表面32が得られる。
もしこの平坦化材料がこの材料を表面上で流動させるの
に十分な程度にその後加熱されれば、より低い堆積温度
を使用することが勿論可能である。
しかし、−船内にもし可能であればこのような別の加熱
工程は回避される。もし低融点平坦化材料が少なくとも
堆積温度と同じくらい低い流動点温度を有し、その結果
、この平坦化材料が堆積するに従って流動するものであ
れば、より低い堆積温度をまた使用してもよい。
除去しなければならない溶剤を使用せず、かつエツチン
グの前にベーキングまたはキユアリングの必要のない低
融点無機材料を平坦化材料として選択する共に、層20
と30をいずれも同じ装置を使って堆積することによっ
て、この同じ装置内で優先的に2つの堆積工程を連続し
て行い、かつその工程の中間で集積回路構造を真空堆積
装置から取り出す必要がない。これによって、従来技術
による平坦化方法と比較して、工程数を全体として削減
できるだけでなく、更に集積回路構造が真空装置から取
り出されて外気にさらされる場合に常に発生する可能性
のある汚染の危険からこの集積回路構造を保護すること
ができる。
留意すべきことは、これらの2つの堆積を同じ堆積チャ
ンバまたは同じ装置内の別のチャンバで行なってもよい
ことであり、後者の場合、集積回路構造を外気、特に外
気中の水分とその他の汚染物質にさらすことなく一方の
チャンバから他方のチャンバに移動することのできる方
法でこれらのチャンバが相互に接続されている。
低融点無機平坦化材料は、絶縁層20の表面に最も薄い
点では約200ミクロンの厚さに最も厚さが大きい領域
すなわちこの絶縁層の下側の高さが低い領域を覆う場合
には約2ミクロンに堆積され、この場合、温度の範囲は
約100℃ないし700℃、望ましくは約300℃ない
し500℃であり、圧力は約10mmTorrないしお
よそ大気圧であり、望ましくは約2ないし30Torr
である。
B20.を代表的なプラズマCVD法によって堆積する
場合、堆積温度は約390℃ないし約440℃であり、
圧力は約9 10Torrであり、この場合の高周波プ
ラズマ電力は約400−500ワツトである。
上で論じたように、下地絶縁層の堆積に使用するのと同
じ堆積工程を使用して低融点無機平坦化材料を堆積する
場合、両方の堆積工程に対して同じ堆積装置を使用する
ことが可能になる。これには、プロセスの工程数を削減
することと集積回路構造を真空装置の外部に不必要に露
出することによって発生するこの集積回路構造の汚染の
危険を削減することとの2つの利点がある。
低融点無機平坦化材料の堆積が終了すると、コーティン
グされた構造は次に平坦化層30の全てが実質的に除去
される迄、すなわちこの層の約99.9%以上と第3図
の実線28によって示す上面に表わされるように絶縁層
20の高さの高い領域26と段差の側部24が除去され
、層20の最も高さの低い部分22の高さとほぼ一致す
る絶縁層20の平坦化された部分20′が残される。
この点で留意すべきことは、表面の線28は実質的に平
坦なものとして示されているが、平坦化された面は、例
えば線14と16の上部のような集積回路構造の下層の
隆起した部分の近傍では若干隆起した部分を有している
場合がある。しかし、平坦化されていない絶縁層の段差
の45度以上の勾配は、本発明の平坦化工程が行われた
後、約10ないし15度またはそれ以下に減少する。
留意すべきことは、最終的な勾配が膜厚及び(または)
平坦化材料を堆積するために使用する堆積温度を変化さ
せることによって制御可能なことである。堆積温度を高
くすることによって勾配は低くなるが、その理由は、平
坦化材料の流れが良くなるからである。平坦化材料の厚
さを大きくすることによって、また膜を下層の集積回路
構造全体により均一に流すことができ・る。
エツチング工程は、平坦化層30と下地絶縁層20の両
方をほぼ同じ速度でエツチングできるエツチング・シス
テムであればいずれのシステムで構成されてもよい、エ
ツチング用試薬は従来の異方性エツチングのようないず
れのドライ・エッチングによって構成することもできる
。このドライ・エッチングは、CHF3またはCF4ま
たはアルゴンを使用したプラズマ・エツチングによって
構成されることが望ましい0本発明を実行する場合に有
用であるこれ以上のドライ・エッチングのシステムの例
にはスパッタ・エツチング・システムまたはRIBシス
テムがある。
本発明の特定の好適な実施例の場合、絶縁層と平坦化層
の両方が同じ堆積装置内で堆積された後、集積回路構造
は、この集積回路構造をなお真空中で保持しながら、同
じ堆積装置の別の領域でエツチングされる。従って、第
4図のフローチャートに示すように、集積回路構造は共
通の堆積装置内の同一または異なった堆積チャンバによ
って構成されることのできる堆積ゾーン内で絶縁層20
と平坦化層30の両方をコーティングされ、次にこのコ
ーティングされた構造が真空装置から取外されることな
くエッチング・ゾーンに対して移動されるかまたはコー
ティングされた構造をそこから移動することのできるイ
ンクロックまたは中間チャンバを介してこのエッチング
・ゾーンに移動されることができる。
第5図ないし第9図は本発明の他の実施例のステップを
順に示すが、この場合、金属線のような集積回路構造の
表面上に位置する幾つかの隣接した隆起形状または構造
の間に接近して水平方向の空間が存在し、その結果、こ
の集積回路構造上に堆積された絶縁層に段差が形成され
るだけでなく、上部を覆う絶縁材料にボイドが形成され
る。このボイドの形成は、隆起部分が接近して位置する
場合に発生する。
「接近して位置する」という用語は、隆起した部分また
は構造を有する集積回路構造の場合、隆起部分の間の間
隙に対するこの隆起部分の高さの比率が0.5以上であ
る場合、例えば高さが1ミクロンでありこの間隙が2ミ
クロン以下である場合であると定義することができる。
これは、また隆起部分の間の間隙が約1ミクロン未満の
場合であると定義してもよい。
本発明のこの実施例の平坦化方法の場合、絶縁層20a
は第1図に示す堆積と同じ方法で集積回路構造10に堆
積される。しかし、金属線14及び15のような下地構
造の間の間隙が接近しているため、第5図に示すように
、金属線14および15の相対する側壁の間に堆積され
た絶縁層20aの部分にボイド25が形成される可能性
がある。
その後行われる平坦化によってこのボイド25の上部が
開放される可能性があるから、最終的なこの構造の平坦
化の前にこのボイド25を除去することが重要である。
従って、第6図に示すように、低融点無機平坦化層を堆
積する前にこの構造に対してエツチング工程が行われる
。このエツチング工程は異方性エツチングであることが
望ましく、これは例えば酸化シリコン材料のような密度
のより低い側壁の絶縁材料を優先的にエツチングし、第
6図で20bによって示す層20bの部分を残す。この
エツチング工程は、側壁の厚さの約90%が除去される
まで行われる。
HFまたはNH4Fのエツチング等のウェット・エツチ
ングをここで使用することもできるが、ドライ・エッチ
ングを使用する方が望ましく、その理由は、これによっ
てコーティングされた構造を真空装置から取外すことな
しに同じ真空装置の堆積ゾーンからエッチング・ゾーン
に移動することができるからであり、その結果、汚染の
危険が再び最小になる。
本発明の方法のこの工程用の異方性エツチング試薬とし
て使用することのできるドライ・エッチング試薬の例に
は、C,F、またはNF、プラズマ・エツチングが含ま
れ、この温度の範囲は約80℃ないし約500℃、望ま
しくは約350’Cないし約450℃であり、真空度は
約100*mTorrないし3011s+Torr、望
ましくは約5ないし10Torrである。
エツチングの工程が終了した後、第7図に示すように、
エツチングされた層20bに絶縁材料20cの別の層を
堆積し、これに続いて第8図に示すように低融点無機平
坦化材料30aを堆積してもよい。または平坦化材料3
0aは、エツチングされた絶縁層20bに直接堆積され
てもよい。
第8図に示すように第2絶縁層20cまたはエッチ、ン
グされた絶縁層20bに直接低融点無機平坦化層30a
を堆積した後、第1図ないし第3図に示す以前の実施例
で説明したようにこの構造に対してエツチングの工程が
行われ、実質的に全ての平坦化層30aと下地絶縁層の
隆起部分を除去し、その結果、第9図に示す構造が得ら
れ、この場合、集積回路構造10と金属線14及び15
に絶縁材料によって構成される平坦化層20dが存在す
る。
本実施例の変更例において、絶縁層20aが酸化シリコ
ンによって構成される場合、この層2゜aを形成するた
めに堆積される気化物質は、例えばCFa 、Cz F
h 1またはNF、ガスのようなフッ素系のエツチング
用試薬と混合されてもよく、その結果、より密度の低い
層20aの酸化シリコンの側壁の元のエツチングが堆積
中に行われる。
相互に狭い間隔で位置する金属線14と15の間にボイ
ドを形成することなく集積回路構造1oに酸化シリコン
の層を形成する堆積用の気化物質の混合物を得るため、
これらのガス状のエツチング試薬は、約1=20の重量
%のエツチング用試薬の比率で酸化シリコンを堆積する
のに使用されるガス状の組成物と混合されてもよい。
従って、本発明は集積回路構造に堆積された絶縁層内に
形成された段差を除去する平坦化工程を提供し、この場
合、集積回路構造の汚染に対する危険を最小にするため
望ましくほこの絶縁層を堆積するのに使用するのと同じ
堆積装置を使用して低融点無機平坦化材料がこの絶縁層
に堆積される。
低融点ガラスのような低融点無機平坦化材料を使用する
ことによって、従来技術による溶剤を蒸発させる工程、
平坦化用のコーティングを乾燥する工程、及びこのコー
ティングを十分硬化するためにこれを焼成する工程がな
くなる。
本発明によってその上に堆積された低融点無機平坦化層
を有する集積回路構造は、次に実質的に全ての平坦化層
と下地の絶縁層の高くなった部分または段差のある部分
を除去するためにエツチングされ、実質的に平坦化され
た構造を残す。エツチングの工程は、再び集積回路構造
の汚染の危険を低下させるため堆積工程で使用されるの
と同じ真空装置内でまたおこなわれるドライ・エッチン
グ工程であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、本発明の工程を順に示す部分縦
断面図である。 第4図は、工程中に行われる集積回路の堆積ゾーンから
エッチング・ゾーンへの移動を示すフローチャートであ
る。 第5図ないし第9図は、本発明の工程の他の実施例を順
に示す部分縦断面図である。 10・・・・・・基板、  14.16・・・・・・金
属線、20・・・・・・絶縁層、20′・・・・・・絶
縁層の平坦化部分、22・・・・・・高さの低い部分、 25・・・・・・ボイド、24・・・・・・肩 部、2
6・・・・・・隆起部、30・・・・・・平坦化層、3
2・・・・・・平坦面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、集積回路構造を平坦化する方法に於いて、この方法
    は: (a)集積回路構造上に絶縁材料の第1層を堆積する工
    程; (b)上記の絶縁層上に低融点無機平坦化層を堆積する
    工程;及び (c)上記の構造を平坦化するため上記の無機平坦化層
    をエッチングする工程によって構成されることを特徴と
    する方法。 2、低融点無機平坦化層を堆積する上記の工程は、上記
    の絶縁層とほぼ同じ速度でエッチングすることのできる
    平坦化層を堆積する工程によって更に構成され、上記の
    構造を平坦化するために上記の平坦化層をエッチングす
    る上記の工程は、上記の無機平坦化層が実質的に全て除
    去される迄上記の無機平坦化層をドライ・エッチングす
    る工程によって構成されることを特徴とする請求項1記
    載の方法。 3、上記の低融点無機平坦化層を堆積する上記の工程は
    、500℃未満の流動温度を有しB_2O_3、B_2
    S_6、B_2O_3とSiO_2との混合物、As_
    2O_3、As_2S_3、P_2O_5及びこれらの
    組み合わせによって構成される物質から選択された低融
    点ガラス平坦化層を堆積する工程によって構成されるこ
    とを特徴とする請求項2記載の方法。 4、上記の集積回路構造に上記の絶縁層を堆積する上記
    の工程は化学気相成長装置内で行われ、上記の絶縁層に
    上記の低融点ガラスを堆積する上記の工程は同じ化学気
    相成長装置内で上記の絶縁層に上記の低融点ガラスを堆
    積する工程によって更に構成されることを特徴とする請
    求項3記載の方法。 5、上記の低融点ガラスの層をエッチングする上記の工
    程はエッチング・ゾーンで上記の低融点ガラスを異方的
    にドライ・エッチングする工程によって更に構成され、
    上記の工程は上記の集積回路構造を周囲の雰囲気にさら
    すことなく化学気相成長ゾーンから上記のエッチング・
    ゾーンに移動させる工程を更に有することを特徴とする
    請求項4記載の方法。 6、集積回路構造を平坦化する方法に於いて、この方法
    は: (a)集積回路構造にシリコンの酸化物、窒化物、及び
    酸窒化物によって基本的に構成されるクラスから選択さ
    れた絶縁層を堆積する工程;(b)上記の絶縁層に約5
    75℃未満の融点と500℃以下の流動温度を有し、B
    _2O_3、B_2S_6、B_2O_3とSiO_2
    との混合物、As_2O_3、As_2S_3、P_2
    O_5及びこれらの組み合わせによって構成される物質
    から選択された低融点ガラス平坦化層を堆積する工程及
    び (c)上記の構造を平坦化するため上記の低融点ガラス
    平坦化層を異方的にドライ・エッチングする工程によっ
    て構成されることを特徴とする方法。 7、集積回路構造を平坦化する方法に於いて、この方法
    は: (a)集積回路構造にシリコンの酸化物によって構成さ
    れる絶縁層を堆積する工程; (b)上記の絶縁層に約480℃未満の融点と390℃
    以下の流動温度を有し、B_2O_3によって構成され
    る低融点ガラス平坦化層を堆積する工程;及び (c)上記の平坦化材料の実質的に全てと上記の絶縁層
    の一部とを除去して上記の構造を平坦化するため、上記
    のB_2O_3の低融点ガラス平坦化層を異方的にドラ
    イ・エッチングする工程によって構成されることを特徴
    とする方法。 8、集積回路構造を平坦化する方法に於いて、この方法
    は: (a)接近して位置している隆起部を有する集積回路構
    造にシリコンの酸化物によって基本的に構成される第1
    絶縁層を堆積する工程; (b)上記の集積回路構造の上記の接近して位置してい
    る隆起部の間の上記の絶縁層の1つ以上の部分を除去す
    る工程: (c)上記の第1絶縁層にシリコンの酸化物によって基
    本的に構成される絶縁材料の第2層を堆積する工程; (d)上記の絶縁層に低融点無機平坦化層を堆積する工
    程;及び (e)上記の構造を平坦化するため上記の平坦化層を異
    方的にドライ・エッチングする工程によって構成される
    ことを特徴とする方法。 9、上記の集積回路構造の上記の接近して位置している
    隆起部の間の上記の絶縁層の1つ以上の部分を除去する
    上記の工程は、上記の絶縁層の1つ以上の部分を除去す
    るため上記の第1絶縁層の堆積後上記の第1絶縁層を異
    方的にエッチングする工程によって更に構成されること
    を特徴とする請求項8記載の方法。 10、上記の集積回路構造の上記の接近して位置してい
    る隆起部の間の上記の絶縁層の1つ以上の部分を除去す
    る上記の工程は、上記の第1絶縁層の堆積と同時に上記
    の1つ以上の部分を除去する工程によって更に構成され
    ることを特徴とする請求項8記載の方法。
JP1289850A 1988-11-10 1989-11-07 低融点無機材料を使用して集積回路構造を平坦化する方法 Pending JPH02199831A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US26950888A 1988-11-10 1988-11-10
US269508 1988-11-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02199831A true JPH02199831A (ja) 1990-08-08

Family

ID=23027564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1289850A Pending JPH02199831A (ja) 1988-11-10 1989-11-07 低融点無機材料を使用して集積回路構造を平坦化する方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0368504A3 (ja)
JP (1) JPH02199831A (ja)
AT (2) ATE137608T1 (ja)
DE (2) DE68926344T2 (ja)
ES (2) ES2088958T3 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019035945A (ja) * 2017-08-14 2019-03-07 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. マルチスタック接合体とその製造方法及びこれを含む表示装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5281690A (en) * 1989-02-21 1990-09-26 Lam Research Corporation Novel glass deposition viscoelastic flow process
JPH0774146A (ja) * 1990-02-09 1995-03-17 Applied Materials Inc 低融点無機材料を使用する集積回路構造の改良された平坦化方法
JP3092185B2 (ja) * 1990-07-30 2000-09-25 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
KR0182006B1 (ko) * 1995-11-10 1999-04-15 김광호 반도체 패키지 장치 및 몰딩물질에 의해 발생하는 기생용량의 산출방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5834945A (ja) * 1981-08-26 1983-03-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多層配線構造体
JPS58190043A (ja) * 1982-04-30 1983-11-05 Seiko Epson Corp 多層配線法
JPS62169442A (ja) * 1986-01-22 1987-07-25 Nec Corp 素子分離領域の形成方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2961350A (en) * 1958-04-28 1960-11-22 Bell Telephone Labor Inc Glass coating of circuit elements
US3755720A (en) * 1972-09-25 1973-08-28 Rca Corp Glass encapsulated semiconductor device
DE2713647C2 (de) * 1977-03-28 1984-11-29 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa Halbleitervorrichtung, bestehend aus einem Halbleitersubstrat und aus einem Oberflächenschutzfilm
IE52971B1 (en) * 1979-07-23 1988-04-27 Fujitsu Ltd Method of manufacturing a semiconductor device wherein first and second layers are formed
JPS5648140A (en) * 1979-09-27 1981-05-01 Seiko Epson Corp Manufacture of semiconductor device
US4407851A (en) * 1981-04-13 1983-10-04 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Method for manufacturing semiconductor device
JPS58210634A (ja) * 1982-05-31 1983-12-07 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5834945A (ja) * 1981-08-26 1983-03-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多層配線構造体
JPS58190043A (ja) * 1982-04-30 1983-11-05 Seiko Epson Corp 多層配線法
JPS62169442A (ja) * 1986-01-22 1987-07-25 Nec Corp 素子分離領域の形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019035945A (ja) * 2017-08-14 2019-03-07 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. マルチスタック接合体とその製造方法及びこれを含む表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE68926344T2 (de) 1996-09-05
ES2088958T3 (es) 1996-10-01
DE68926392D1 (de) 1996-06-05
DE68926344D1 (de) 1996-05-30
ATE137608T1 (de) 1996-05-15
ES2088957T3 (es) 1996-10-01
DE68926392T2 (de) 1996-08-14
EP0368504A2 (en) 1990-05-16
ATE137358T1 (de) 1996-05-15
EP0368504A3 (en) 1990-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5204288A (en) Method for planarizing an integrated circuit structure using low melting inorganic material
US5244841A (en) Method for planarizing an integrated circuit structure using low melting inorganic material and flowing while depositing
US4962063A (en) Multistep planarized chemical vapor deposition process with the use of low melting inorganic material for flowing while depositing
US5393708A (en) Inter-metal-dielectric planarization process
US5110712A (en) Incorporation of dielectric layers in a semiconductor
US4997790A (en) Process for forming a self-aligned contact structure
US5498565A (en) Method of forming trench isolation having polishing step and method of manufacturing semiconductor device
US4654113A (en) Process for fabricating a semiconductor device
US5399389A (en) Method for locally and globally planarizing chemical vapor deposition of SiO2 layers onto structured silicon substrates
JPH08162450A (ja) 電子装置に応用される小さな誘電率の材料
JPH0864680A (ja) 半導体デバイス内に多孔質誘電体層を集積する方法及び半導体デバイス
US5750403A (en) Method of forming multi-layer wiring utilizing hydrogen silsesquioxane resin
US6437007B1 (en) Aerogel thin film formation from multi-solvent systems
US5393709A (en) Method of making stress released VLSI structure by the formation of porous intermetal layer
US5112776A (en) Method for planarizing an integrated circuit structure using low melting inorganic material and flowing while depositing
US20030054616A1 (en) Electronic devices and methods of manufacture
JPH02199831A (ja) 低融点無機材料を使用して集積回路構造を平坦化する方法
EP0441653B1 (en) Improvements in process for planarizing an integrated circuit structure using low melting inorganic material
US5639692A (en) Non-etch back SOG process using a metal via stud
EP0422748B1 (en) Method for planarizing an integrated structure
JPH08293487A (ja) エッチング方法
JP2001118928A (ja) 集積回路の製造方法
US20030082906A1 (en) Via formation in polymers
US6399482B1 (en) Method and structure for a conductive and a dielectric layer
JP3095866B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法