JPH03116753A - 高度に平面化された集積回路構造を作るための方法 - Google Patents

高度に平面化された集積回路構造を作るための方法

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JPH03116753A
JPH03116753A JP2176102A JP17610290A JPH03116753A JP H03116753 A JPH03116753 A JP H03116753A JP 2176102 A JP2176102 A JP 2176102A JP 17610290 A JP17610290 A JP 17610290A JP H03116753 A JPH03116753 A JP H03116753A
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layer
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mask
conformal
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スティーブン・シー・アバンツィーノ
Jacob D Haskell
ジェイコブ・ディー・ハスケル
Subhash Gupta
サバシュ・グプタ
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の相互参照 この出願は、1988年5月12日に出願された米国特
許出願番号箱193,478号の一部継続である。
発明の背景 発明の分野 この発明は集積回路構造の平面化に関するものである。
より特定的には、この発明は集積回路構造内に高度に平
面化された酸化物部分を形成するための改良された方法
に関するものである。
関連技術の説明 集積回路構造の従来の構造において、たとえばフィール
ド酸化物は通常、基板の活性素子領域をマスクし、かつ
それから基板の残った部分を酸化することによって隣接
する活性素子の間に酸化物絶縁を与えるためにシリコン
基板の表面上および中に成長させられる。
シリコン基板の酸化、すなわちデポジションよりもむし
ろ酸化物成長によるこのような酸化物領域の形成におい
て、酸化物は表面から上に拡張するのみならず基板の中
の方に成長する。たとえば、約1ミクロンの厚さの酸化
物層を成長させるとき、結晶性シリコン内のシリコン原
子の所与の数は同じ数のシリコン原子の酸化物より低な
い容量を占めるという事実から、酸化物成長は基板の中
にその距離の約半分延び、すなわち、元のシリコン基板
表面の下に約0.5ミクロン延び、かつまた元のシリコ
ン基板表面の上に約0,5ミクロン延びるであろう。
この現象が集積回路構造の垂直トポロギをいくぶん変化
させる一方、より大きな問題は、酸化物の体積のこの拡
大はまた垂直のみならず横方向にも起こるということで
ある。このように、第1図に示される先行技術構造にお
いて示されるように、基板のマスクされない領域におい
て成長させられるフィールド酸化物はまた、酸化物の下
向きおよび上向きの範囲の両方が先細りになりながら、
基板のマスクされた領域に部分的に延び、さらに酸化物
は横に延び、こうして産業界で“バーズビーク”として
知られているものを形成する。
この“バーズビーク”領域は、次に、第1図に示される
ように、活性素子がその中において構成され得るフィー
ルド酸化物部分間の基板の活性領域を幅Xまで狭め、マ
スクの幅マイナスXが成長させられた酸化物の横の浸食
領域を示す。これを直すために、マスクの大きさはこの
浸食を調整するために変えられなければならない、すな
わち、フィールド酸化物のための開口はより小さくされ
なければならない。
これは、集積回路構造の密度がVLSIで増加するに従
って順次問題になる。たとえば、ラインおよび間隔が1
ミクロンより小さくなるときりソグラフィの問題が起こ
る。さらに、もしフィールドインブラントすなわちフィ
ールド酸化物の下のドーピングが、それが成長するに従
ってフィールド酸化物とともに横に移動し、そうして活
性素子領域をさらに減少させるなら、まださらに浸食が
あるかもしれない。
集積回路構造における“成長する”フィールド酸化物領
域に関連する問題は認識され、かつこれらの問題を取除
くために試みがなされてきた。たとえばIDEM82の
頁233から236において発表された「光−CVD酸
化物を用いた十分に窪みが設けられたフィールド分離技
術」 (AFULLY  RECESSED  FIE
LD  l5OLATION  TECHNOLOGY
  USING  PH0TO−CVD  0XIDE
’)と名付けられた論文においてチェノ(chen)他
は、フォトレジストマスクを除去する前に次にフォト−
CVD酸化物(フォトツクス:phot。
X)によりて満たされる溝をエツチングするためのフォ
トレジスト層の使用について論じている。
過剰な“フォトックス“はそれから、リフトオフによっ
てフォトレジストで除去される。
シバタ、(Shibata)他は、IDEM83の頁2
7から30において発表されている「メガビットダイナ
ミックメモリのための簡略化されたボックス(埋込酸化
物)分離技術」 (“A  SIMPLIFIED  
BOX(BURIED−OXIDE)ISOLATIO
N  TECHNOLOGY  FORMEGABIT
  DYNAMICMEMORIES″)と名付けられ
た論文の中で、シリコン基板内の異方性エツチングされ
た凹部に、堆積された酸化物を再充填することによって
分離酸化物を形成することを論じている。元のボックス
(BOX)工程は、第1段階においてプラズマ5i02
リフトオフおよび、第2段階においてCVD  S i
02の再デポジションに続く平面化ニッパツクという2
つの段階を用いた。著者は、この手順は幅の狭い凹部に
対しては有効に働くが、幅の広い開かれた領域にフィー
ルド酸化物を残すことができないことに注目した。著者
は第2レジストが広い開かれた領域にある酸化物を覆う
マスクを与え、かつ第2レジスト層が明らかに平面化層
としての役割を果たす状態の2つのレジスト層を用いる
ことを示唆する。
これによって相互参照がなされる米国特許原出願番号第
193.478号において、先行技術のフィールド酸化
物成長で経験される“バーズビーク”浸食の形成を除去
する一方で、基板の活性領域の間に高度に平面化された
フィールド酸化物領域を形成するより満足のいく方法が
説明され、かつその権利が主張される。
その出願で説明され、かつ権利を主張される方法は、酸
化物層上に与えられ、次に酸化物の最も高いレベルまで
磨かれるポリシリコン層のような機械的に磨き可能な平
面化層を利用した。露呈された酸化物は次に下にある集
積回路構造上の予め定めたレベルまでエツチングされ、
その後残るポリシリコンはさらなる磨き段階によって除
去される。酸化物は、それから下にある集積回路構造の
最も高い部分のレベルまでエツチングされてもよい。
結果は、たとえば基板に形成される活性素子のような活
性領域の間の、または導電線が基板上に形成されるとき
起こるもののような集積回路構造の段になった領域間の
どちらか一方の高度に平面化されたフィールド酸化物タ
イプの分離であり、それによって、結果として生じる構
造のトポロギはそのような段または他の非平面構造の形
成を最少化する、すなわち高度に平面化された集積回路
構造に終わるであろう。
この方法はほとんどの場合高度に平面化された構造を提
供するということがわかったが、ポリシリコン層を平面
化する磨き段階を使用すれば、下にある酸化物部分が非
常に広い、すなわち200ミクロンの幅を超えるとき、
問題を生じかねない、なぜならば磨き手段は通常ポリシ
リコンの下の酸化物のいくらかをそのような広い範囲で
露呈されないようにするには十分に平坦でないからであ
る。
発明の概要 したがって、この発明の目的は、集積回路構造上に共形
酸化物(conformal  oxide)の層を堆
積させることにより集積回路構造の隣接する部分に関し
予め定められたレベルに平面化される堆積された酸化物
の共形層(conf。
rmal  1ayer)を使用し、酸化物層の隆起部
分と揃った開口を有する、酸化物層上にパターン化され
たマスク層を与え、隆起酸化物部分を酸化物層の低い部
分とおよそ同じ高さまでエツチングし、マスク層を除去
し、かつそれから高度に平面化された層を得るために酸
化物層の残る部分を磨いて、ポリシリコンの平面化層を
利用することな(、または2つの異なる材料が平面化手
段に露呈される平面化段階を伴なわずに、集積回路構造
に高度に平面化された酸化物部分を生じるための工程を
提供することである。
この発明の別の目的は、最初に基板にそのような浅い開
口を形成し、基板上に酸化物の共形層を形成するように
浅い開口の深さより厚い酸化物の層を堆積させ、下にあ
る共形酸化物層の隆起部分に対応する開口を有する堆積
された酸化物層上にマスク層を形成し、マスク層を通し
露呈された酸化物を酸化物層の露呈されない領域の最も
低い部分の高さにおよそ等しいレベルまでエツチングし
、酸化物層の残る部分を露呈するようにマスク層を除去
し、酸化物層の任意の残る隆起部分を除去するように酸
化物層を機械的に磨き、かつそれから残る酸化物層を基
板の活性領域の頂部表面のレベルまで任意にエツチング
し、それによって基板の活性領域の基板のレベルと同じ
高さの基板の酸化物部分を含む高度に平面化された構造
を形成することにより、前記基板の活性領域の間の下に
あるシリコン基板に与えられる浅い開口に堆積される集
積回路構造ための高度に平面化されたフィールド酸化物
を提供することである。
この発明のさらなる目的は、構造の上に酸化物の共形層
を形成するように、酸化物層が隆起パターンの厚さより
大きい厚さへ堆積される状態で、そのような隆起パター
ンを含む集積回路構造上に酸化物層を堆積させ、共形酸
化物層の下の隆起したまたは段を付けられたパターンと
適合する開口を伴なう堆積された酸化物層上にマスク層
を形成し、酸化物層の露呈されない領域の最も低い部分
の高さとおよそ等しいレベルまで露呈された酸化物をエ
ツチングし、マスク層を除去し酸化物層のエツチングさ
れない部分を露呈し、かつそれから高度に平面化された
頂部表面に終わるように酸化物層を機械的に磨き、酸化
物層の任意の残る隆起部分を除去することにより形成さ
れる酸化物部分が差込まれた隆起したまたは段を付けら
れたパターンを含む高度に平面化された集積回路構造を
提供することである。任意に、残る酸化物層は隆起パタ
ーンの頂部表面のレベルまでエツチングされ、それによ
って露呈された隆起パターンの間の空間に酸化物がある
状態で高度に平面化された構造を形成してもよい。
この発明のこれらおよび他の目的は以下の説明および添
付の図面から明らかとなるであろう。
発明の詳細な説明 この発明は、集積回路構造に高度に平面化されたトボロ
ギを形成するための改良された方法を提供し、そこで酸
化物は集積回路構造の中にまたはその上に形成される活
性領域または伝導性領域の間で使用される。示される実
施例において、この発明の工程は、シリコン基板の活性
領域の間に堆積されるフィールド酸化物を有する高度に
平面化された集積回路構造の形成に、または隆起パター
ンの上に、および/または隆起パターンの間に酸化物が
ある状態で、基板の中に、かつ基板の上に前もって形成
された集積回路構造上に形成される金属線のような、し
かしそれに制限されない隆起パターンを伴なう高度に平
面化された構造を形成することに適用されるものとして
、実例として、かつ制限としてではなく示される。
次に第2図を参照すると、その上のフォトレジストマス
ク10が基板に形成されるべき活性領域の上にある状態
で、かつシリコン基板2に形成されるべき所望されるフ
ィールド酸化物領域と適合するマスク10の開口14を
有してシリコン基板2が示される。第2図に示されるよ
うに、開口まはスロット8a、8bおよび8cはシリコ
ン基板2においてマスク開口14を通し、たとえば約0
゜45から約0,55ミクロンの深さまですでにエツチ
ングされている。
基板2上にマスク10を形成する前に、酸化物層4は第
2図に示されるようにたとえば300−500人の厚さ
まで基板2の表面上で成長させられてもよく、以下に説
明されるであろうように、次に続くエツチング段階のた
めの任意のエツチングブロックを形成することができる
窒化シリコン6の約1000から約2000人、好まし
くは約1300から約1500Aのデポジションが続く
酸化物層4は任意の窒化物エツチングブロック層のため
の下層として使用されるにすぎないので、窒化物層6の
除去は、望まれるなら、同様に酸化物層4の除去にも帰
着し得る。代替的に、望まれるならば、酸化物層4は、
たとえ窒化物層6が省略されるときにでさえレジストマ
スク10下で使用されることができる。
開口8a−8cは第2図に示されるように1つの実施例
において反応性イオンエツチング(RIE)のような異
方性エツチングによってシリコン基板2でエツチングさ
れ、実質的に直角の側壁、すなわち、エツチングの前の
基板表面の面に直角で、かつ開口8a−8cの底部に直
角である側壁を形成する。
基板2でエツチングされる開口8 a s 8 bおよ
び/または8cで形成されるべきフィールド酸化物領域
の下でフィールドインブラントを行うことが望まれるこ
の実施例の変形において、たとえば、基板の望まれない
反転が起こり得るnチャネル素子を形成するとき、基板
は、第2A図および第2B図に示されるようにフィール
ド酸化物を形成する前にインブラントされてもよい。
第2A図に示されるように、基板2の第1の注入および
拡散ドープはマスク10の開口14を通した任意のエツ
チング段階の前に行なわれてもよい。エツチング段階の
前にこのドープ段階を行なうことにより、ドーパントの
いくらかは、電圧の反転が回避されるべき重要な領域を
表わす20で示されるように基板の隣接する活性素子領
域の端縁へと横に散乱し、かつ拡散するであろう。この
ドープ段階は、たとえば、ホウ素をインブラントするこ
とにより行なわれ、それに続いてフィールド反転、典型
的に10cm−’を防ぐのに十分高い最終のホウ素濃度
に終わるように少なくとも15分間の間約800℃と9
00℃との間での拡散により行なわれることができる。
代替的に、第2B図に示されるように、(開口8a−8
cと同じ深さまで行なわれてもよい)開口8′のエツチ
ングの後、第2のドープ段階は新しく露呈された基板表
面をドープするように行なわれてもよく、その上でまた
はそれに対してフィールド酸化物は堆積されるであろう
。m2B図に示されるように、開口8′の側壁9の次の
ドープを容易にするようにおよそ3−5度の内部に向か
う勾配を伴なう側壁を形成するように異方性エツチング
をわずかに調節することにより、基板開口8′の側壁9
は勾配で有利に形成されるであろう。
開口8′により露呈された基板2の底部および側壁は、
次にフィールド反転、典型的に10co+−3を防ぐの
に十分な濃度までホウ素でドープされてもよい。
さらに別の実施例において、第2C図において示される
ように、開口8a−8cの任意のものまたはすべてを表
わすことができる開口8′の側壁および底部壁は、ホウ
ケイ酸ガラスのようなドープされたガラスの薄い層12
を開口に堆積させ、次にガラスの中のドーパントが開口
の側壁および底部へ拡散するのを許容することにより、
垂直側壁でもってさえ開口の形成の後にドープされるこ
とができる。ドープされたガラスは次に構造を平面化す
るさらなる処理の前に開口8′から除去される。nチャ
ネルに隣接する基板のチャネルブロックを形成すること
が所望されるにすぎないので、pチャネル領域を含む基
板の他の領域はそのようなドープされたガラスのデポジ
ションおよび次の除去段階の間熱的に成長させられた二
酸化ケイ素によってマスクされるであろうということが
注目されるべきである。しかしながら、リンガラスもま
た同様の方法によりpチャネル領域を塞ぐように使用さ
れてもよい。
開口8a−8c(または8′または8′)を形成した後
、フォトレジストマスク層10は除去され、かつ第3図
で示されるように、酸化物の共形層30は、全体の構造
にわたって開口8a−8cの深さを十分に超過する厚さ
に堆積され、その結果最も広い開口8bの最も低い地点
での酸化物のレベルは基板の隣接する活性領域の最も高
い地点より上であり、第2図に示されるようにまだその
上に任意に存在してもよい酸化物4または窒化物6のよ
うな任意のエツチングストップ層を含む。
広い開口8bの上の酸化物層30の高さはより狭いエツ
チングされた開口8aおよび8C上のものほど高くはな
いということが注目されるであろう。先行技術に関して
前に説明されたように、広い開口がエツチングされ、次
に酸化物で充填されフィールド酸化物領域を形成すると
き、酸化物層30は下にある地勢と適合する傾向にある
。この発明にしたがった最終的な構造は高度に平面化さ
れるであろうので、広い開口8b上の酸化物層30の厚
さは基板のエツチングされない表面からの開口8bの深
さを超えることがこの発明の実施にとって重要である。
これは第4図に示される第3図の拡大された領域で図示
され、そこで表面からのエツチングされた開口8bの深
さはX、で表わされる一方で、開口8bの上の酸化物層
30の厚さはX2によって表わされる。
この発明に従って、広い開口8b上の酸化物層30の厚
さ(X2)は開口8bの深さX、より大きくなければな
らない。X、とX2との間の差異は好ましくはおよそ最
少の約0.15ミクロンから約0,45ミクロンである
。より大きい厚さの酸化物はもし望まれるなら使用され
てもよいが、必要ではない。このように、たとえば、開
口8bの厚さがおよそ0.5ミクロンのとき、開口8b
上の酸化物層30の厚さはおよそ0.65から0゜95
ミクロンの範囲にあるであろう。
好ましくは、堆積された酸化物はたとえばおよそ700
℃からおよそ750℃の温度で堆積されるテトラエチル
オルトシリケート(TEOS)のような高度に共形の酸
化物である。代替的に、堆積された酸化物はおよそ35
0℃からおよそ450℃の温度で堆積される低圧気相成
長(cVD)酸化物層を含んでもよい。
第5図に示されるように、マスク部分52−56と、開
口8a−8cの間の基板2の部分と整合している開口5
8とを含む包括的に50で示される第2のマスク層は次
に共形酸化物層30上に形成される。マスク層50は好
ましくはフォトレジストマスクを含むが、下にある共形
酸化物層と適合性があり、かつ次の酸化物エツチングに
耐えることができる任意の材料を含んでもよい。実例と
して、かつ制限としてではなく、マスク層50はフォト
レジストマスクとして以下に説明されるであろう。
フォトレジストマスク層50は、フォトレジスト層10
をパターン化するのに使用されるマスクの逆であるフォ
トリソグラフィマスクを使用してパターン化されること
ができる。代替的に同じフォトリソグラフィマスクはフ
ォトレジスト層10のそれと反対の感度のフォトレジス
ト層50で、たとえば、層10のために使用される正の
ジオ下レジストおよび層50のために使用される負のフ
ォトレジスト、またはイメージ反転フォトリソグラフィ
技術を使用することにより使用され得るであろう。
この発明に従って、第6図に示されるように、次に共形
酸化物層30の露呈された部分は好ましくは、たとえば
、40部のフッ化アンモニウム(NH,F)および1部
のフッ化水素酸(HF)の水溶液を含む緩衝化酸化物エ
ツチングのようなウェットエツチングを使用して酸化物
層30の露呈されない部分のレベル、すなわちレベルX
2のあたりまでエツチングされる。
たとえば、酸化物除去に好都合であるように調整された
酸素レベルでCHF、の化学的性質を使用する反応性イ
オンエツチング(RI E)のようなドライエツチング
剤系は共形酸化物層30をエツチングするように使用さ
れることもできるであろう。しかしながら、第6図の3
4および36で示されるようにフォトレジストマスク部
分52−56をアンダーカットするであろうウェットエ
ツチングのような等方性タイプのエツチングが好ましい
、なぜならば以下に説明されるであろうようにそのよう
な隆起部分の次の除去を順々に簡単にするであろうフォ
トレジストマスクの端縁に隣接する隆起部分に残る酸化
物はより少なくなるであろうからである。
この点で、等方性エツチングによるこのアンダーカット
は、ある場合において、マスク部分56が完全にアンダ
ーカットされている第6図の36で示されるようにフォ
トレジストマスクを完全にアンダーカットするであろう
ということが注目されるであろう。次の段階はマスク5
0の除去であるので、マスク50の部分のそのような完
全なアンダーカットは有害ではない。
エツチング段階の完了の後、フォトレジストマスク50
は、たとえば濃(18モルの)硫酸および過酸化水素の
熱い溶液を使用し、第7図に示される構造にエツチング
段階から残った隆起部分30a−30dで示される残る
共形酸化物層30′を残して除去される。
一構造は、次に機械的磨き手段または、好ましくは化学
的/機械的磨き手段のどちらか一方を使用して磨かれ、
共形酸化物層30の残る部分30′の表面上に残ってい
る隆起酸化物部分30a−30dを除去する。
磨き段階で使用される研磨手段はたとえば、磨き材料と
して、平坦な高分子ディスク上に拡げられた、pHが約
7に調整された状態の細かく分割されたA1゜Olまた
は5i02粒子の水性スラリを使用する純粋に機械的な
磨きを含んでもよい。
代替的に、化学的/機械的磨きのために、磨き材料は、
およそ9−11へpHを増加させるのに十分な量に付加
されたKOHまたはNaOHのような少量の水酸化物を
含んでもよく、または、好ましくは、磨き材料は、望ま
しい化学的/機械的磨きを提供するためにおよそ2まで
pHを調整するようにHCLを含んでもよい。
この磨き段階は、下にある共形酸化物層30′の高い酸
化物部分30a−30dが除去されるまで実行され、第
8図で示されるように高度に平面化された表面30′を
残し、それは第4図で示されるレベルX3程度、すなわ
ち、共形酸化物層30の最も低い最初の高さを表わす最
初のレベルX2よりわずかに下で、しかし下にある集積
回路構造より上であってもよい。
第8図に示されるようにこの磨き段階の結果は高度に平
面化された共形酸化物層30″であるので、たとえば、
もし下にあるシリコン構造のさらなる処理が必要でない
かまたは望まれないならば、この点で工程の平面化部分
を終えるのが望ましいかもしれしない。そのような場合
、たとえば、バイヤは平面化された酸化物層30′を通
って切開かれ望まれる場所で下にあるシリコン基板の適
当な部分への接触を提供してもよい。
工程の平面化部分がこの段階で終えられるとすれば、窒
化物層6は好ましくは共形酸化物層30のデポジション
の前に工程のより早期の段階で除去されるであろうとい
うことが指摘されるべきである。
代替的に、酸化物層30′は、さらに、第9図で示され
るように基板の隣接する活性領域を露呈し、酸化物部分
30e−30gを基板2の露呈された部分の間に残すよ
うにさらにエツチングされてもよい。そのような場合、
窒化物マスク部分6の存在はシリコン基板2の意図しな
いエツチングを防ぐ便利なエツチングストップを提供す
るのに望ましいかもしれない。もし最初の酸化物デポジ
ションの間形成される継目をエツチングするようにウェ
ットエツチングを選択的に制御することができるならば
ウェットエツチングが使用されてもよいが、このエツチ
ング段階は好ましくは前に説明されたRIEエツチング
方法を使用して実行される異方性エツチングである。
平面化工程が第8図に示される構造または第9図に示さ
れる構造のいずれで完了されても、好ましくは、残る酸
化物は次におよそ30分間酸化性雰囲気でおよそ800
−900℃、好ましくはおよそ900℃の温度へ構造を
加熱することにより濃度を高められる。
次に第10図−第16図を参照すると、第10図で始ま
るこの発明の工程の別の実施例が示され、そこで、シリ
コン基板のような基板の表面の中にまたはその上に前に
形成された活性素子を含むことができる集積回路構造6
0が基板表面上の隆起パターン70が設けられて示され
る。
パターン化された層70は、たとえば、導体の3000
から10.000人層、たとえば、金属線または相互接
続を形成するようにパターン化された金属を含んでもよ
いであろう。層70が導体を含むとき、それは、たとえ
ばその上の共形、かつ平面化層を堆積する際に次に使用
される温度に耐えることができるアルミニウム、ポリシ
リコンまたはタングステンのような集積回路構造を形成
するときに従来使用される任意の導体を含んでもよい。
隆起パターン70はまた導体の隆起パターンと導体上に
形成される絶縁層との組合わせを含んでもよいであろう
し、またはそれは絶縁材料を含むにすぎないかもしれな
い。しかしながら、パターン化された層70は金属パタ
ーンとして実例のために、かつ制限のためにではなく以
下に説明されるであろう。
第11図に示されるように、酸化物の共形層80は、金
属線の間の最も広い領域で、再び第1の実施例のように
X7、金属パターン70の厚さより大きい厚さX2であ
ろう厚さまで構造60および金属パターン70上で堆積
される。通常、厚さX2はおよそ0.2ミクロンからお
よそ1.2ミクロンだけ厚さXlより大きいであろう。
共形酸化物層の厚さはたとえばおよそ7000からおよ
そ15.000人まで変化してもよい。
共形酸化物層80は前に説明されたTe0S酸化物のよ
うな酸化物材料を含んでもよく、それは700℃より上
から750℃の温度に耐えることができる材料上で使用
されてもよい。ここで、もしアルミニウムのような低溶
融金属が金属パターン70ために使用されれば、より低
いデポジション温度のTeO3酸化物、たとえば、プラ
ズマTeO3のようなおよそ350℃で堆積されたもの
は、前述の共形酸化物で取替えられてもよいか、または
(たとえば、およそ350℃で堆積された)より低い温
度のCVD酸化物が使用されてもよいということが注目
されるべきである。
第1の実施例でのように、たとえば、フォトレジストマ
スクのようなマスク材料の層90は、次に開口100が
マスク部分92−98の間に設けられた状態で第12図
に示されるように構造上に形成される。マスク開口10
0は共形酸化物層80の下の隆起パターン部分70と揃
うように形成される。
この発明に従って、第13図で示されるように、共形酸
化物層80の露呈された部分は、次に、前の実施例で説
明されたように、再び好ましくは、84で示されるよう
に酸化物80の露呈された部分を除去するためだけでな
くマスク部分92−98をアンダーカットするために前
述の緩衝化酸化物エツチング溶液のような等方性ウェッ
トエツチングを使用して酸化物層80の露呈されない部
分のレベルまでエツチングされる。
エツチング段階の完了の後、前の実施例でのようにフォ
トレジストマスク90は除去され、第14図に示される
構造にエツチング段階からの結果として生じる隆起部分
80a−8Ofで示される残る共形酸化物層80′を残
す。
次に、構造は前の実施例に関して説明されたように機械
的磨き手段または、好ましくは、化学的/機械的磨き手
段のどちらか一方を使用して磨かれ、最初の共形酸化物
層80の残る部分80’の表面上に残った隆起酸化物部
分80a−8Ofを除去し、第15図の平面化された構
造となる。
第8図に示される実施例に関し前に述べられたように、
工程の平面化部分はここで停止され、残る共形酸化物層
80′は前述のように濃度を高められてもよく、または
構造はさらに好ましくは前述の異方性ドライエツチング
を使用しエツチングされてもよく、第16図に示される
構造を生じ、そこで隆起パターン部分70の頂部は露呈
され、その間に平面化された酸化物部分80g−803
を残す。
このように、この発明は集積回路構造に高度に平面化さ
れたトポロギを形成するための改良された方法を提供し
、それは、下にある構造の隆起部分と揃ってその上のマ
スクの開口を通し選択的にエツチングされ、次にマスク
の除去の後、共形酸化物の任意の残る隆起部分を除去し
高度に平面化された表面を残すように磨かれる共形酸化
物層を利用することにより、基板の活性素子領域に隣接
する高度に平面化された酸化物領域または酸化物が差込
まれた金属線のような隆起パターンの高度に平面化され
た構造を形成する際に使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、基板の活性素子領域に浸食するシリコン基板
のフィールド酸化物領域の成長による4バーズビーク”
の形成を示す先行技術の構造の断片的な垂直断面図であ
る。 第2図は、シリコン基板が基板の活性領域をカバーする
ようにマスクされており、かつ開口がマスク開口を通し
シリコン基板でエツチングされているこの発明の第1の
実施例の初期段階を示す断片的な垂直断面図である。 第2A図は、フィールド酸化物のためのIIJ口を形成
する前に任意のフィールドインブラントを示す第2図の
構造を生じる工程での交互の段階の断片的な垂直断面図
である。 第2B図は、フィールド酸化物のための開口を形成した
後フィールドインブラントの示された使用を容易にする
テーバを付けられた側壁開口を示す第2図の構造の交互
の実施例の断片的な垂直断面図である。 第2C図は、チャネルストップを形成するnチャネル領
域の垂直側壁のドープが、最初にドープされたガラスの
薄い膜を共形に堆積させ、かつ次にドーパントを垂直側
壁へと拡散することにより達成されるまた別の実施例の
断片的な垂直断面図である。 第3図は、少なくともマスクの頂部層が除去され、かつ
共形酸化物層が基板上で、かつ基板のエツチングされた
開口中に堆積された状態での工程の後の段階での第2図
に示される構造を示す断片的な垂直断面図である。 第4図は、X、がX、とX2との間の中間レベルを表わ
す状態で、エツチングされた領域の深さX、と構造上に
堆積された共形酸化物層の最低の厚さX2との間の差異
を示す第3図の構造の部分の拡大された断片的な垂直断
面図である。 第5図は、マスク層が共形酸化物層上に形成された後の
第3図の構造の断片的な垂直断面図である。 第6図は、共形酸化物層の露呈されない部分のレベル(
第4図のレベルX2)とおよそ同じ高さのレベルまでの
マスク層を通した共形酸化物層の露呈された部分のエツ
チングの後の第5図の構造を示す断片的な垂直断面図で
ある。 第7図は、マスク層の除去の後の第6図の構造を示す断
片的な垂直断面図である。 第8図は、共形酸化物層の任意の残る隆起部分を除去し
、高度に平面化された構造を残すための化学的/機械的
磨き段階の後の第7図の構造を示す断片的な垂直断面図
である。 第9図は、集結回路構造の活性領域の頂部表面が露呈さ
れるまでさらなる共形酸化物が第2のエツチングによっ
て除去される状態でこの実施例の任意の最終のエツチン
グ段階を行なった後の第8図の平面化された構造を示す
断片的な垂直断面図である。 第10図は、隆起パターンが集積回路構造上に形成され
るこの発明の別の実施例の断片的な垂直断面図である。 第11図は、酸化物の共形層が隆起パターン上に堆積さ
れた状態で第10図の構造を示す断片的な垂直断面図で
ある。 第12図は、マスク層が第11図に示される共形層上に
形成される状態でこの実施例のさらなる段階を示す断片
的な垂直断面図である。 第13図は、共形酸化物層の露呈されない部分のレベル
までのマスクを通した共形酸化物層の露呈された部分の
エツチングを示す断片的な垂直断面図である。 第14図は、マスク層の除去の後の第13図の構造を示
す断片的な垂直断面図である。 第15図は、共形酸化物層の任意の残る隆起部分を除去
し、高度に平面化された構造を残すための化学的/機械
的磨き段階の後の第14図の構造を示す断片的な垂直断
面図である。 第16図は、十分な付加的共形酸化物を除去しその下の
隆起パターンの頂部表面を露呈するように第15図の平
面化された構造上で行なわれるさらなる、しかし任意の
エツチング段階を示す断片的な垂直断面図である。 図において、2はシリコン基板、4は酸化物層、6は窒
化物層、8a−8cは開口、9は側壁、12はドープさ
れたガラスである。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリシリコンの平面化層を利用することなく、ま
    たは2つの異なる材料が平面化手段に露呈される平面化
    段階を利用することなく、集積回路構造の隣接する部分
    に関し予め定められたレベルに平面化される堆積された
    酸化物の共形層を使用し、高度に平面化された酸化物部
    分を有する高度に平面化された集積回路構造を作るため
    の方法であって、 (a)前記集積回路構造上に前記共形酸化物層を堆積し
    、 (b)前記酸化物層の隆起部分に揃う開口を有する前記
    酸化物層上にパターン化されたマスク層を与え、 (c)前記隆起酸化物部分を前記酸化物層の低い部分と
    およそ同じ高さまでエッチングし、(d)前記マスク層
    を除去し、かつ (e)前記酸化物層の残る部分を磨き高度に平面化され
    た層を得ることを含む、高度に平面化された集積回路構
    造を作るための方法。
  2. (2)集積回路構造の部分に隣接するレベルに平面化さ
    れる堆積された酸化物を使用して高度に平面化された酸
    化物部分を有する高度に平面化された集積回路構造を作
    るための方法であって、(a)前記集積回路構造の残り
    より高い高さで第1の部分を有する集積回路構造上に、
    前記集積回路構造の残りの上で前記第1の部分の高さを
    超える厚さを有する共形酸化物層を堆積し、(b)その
    開口が前記集積回路構造の前記より高い高さの第1の部
    分と揃った状態で、パターン化されたマスク層を前記堆
    積された酸化物層上に形成し、 (c)前記共形酸化物層の露呈されない部分のレベルに
    およそ等しいレベルへ前記マスク開口を通し前記共形酸
    化物層の露呈された部分をエッチングし、 (d)前記マスク層を除去し、かつ (e)前記エッチング段階の後残る前記共形酸化物層の
    隆起部分を除去するように前記酸化物層を磨き高度に平
    面化された構造を形成することを含む、高度に平面化さ
    れた集積回路構造を作るための方法。
  3. (3)前記共形酸化物層を堆積する前記段階はおよそ7
    00℃からおよそ750℃の温度で実行される、請求項
    2記載の方法。
  4. (4)前記共形酸化物層を堆積する前記段階はさらに前
    記集積回路構造上におよそ7000Åからおよそ15,
    000Åの共形酸化物を堆積することを含む、請求項2
    記載の方法。
  5. (5)前記マスク層を堆積する前記段階は前記共形酸化
    物層上にフォトレジストのパターン化された層を堆積す
    ることを含む、請求項2記載の方法。
  6. (6)前記共形酸化物層をエッチングする前記段階はさ
    らに前記共形酸化物層を等方性にエッチングしその上の
    前記マスク層の隣接する部分をアンダーカットすること
    を含む、請求項5記載の方法。
  7. (7)前記共形酸化物層を等方性にエッチングする前記
    段階はさらに前記共形酸化物層をウェットエッチングす
    ることを含む、請求項6記載の方法。
  8. (8)前記下にある集積回路構造の部分が露呈されるま
    で前記磨かれた共形酸化物層をエッチングするさらなる
    段階を含む、請求項2記載の方法。
  9. (9)前記磨かれた共形酸化物層をエッチングする前記
    段階はさらに前記共形酸化物の異方性エッチングを含む
    、請求項8記載の方法。
  10. (10)前記集積回路構造の残りより高い高さを有する
    前記集積回路構造の前記第1の部分上に窒化物マスクを
    形成する段階を含み、それによって前記窒化物マスクは
    下にある集積回路構造のエッチングを防ぐ前記磨かれた
    共形酸化物層の前記異方性エッチングのためのエッチン
    グストップとして作用するであろう、請求項9記載の方
    法。
  11. (11)前記磨かれた共形酸化物層を異方性にエッチン
    グする前記段階の後前記窒化物マスク層を除去するさら
    なる段階を含む、請求項10記載の方法。
  12. (12)最初に前記集積回路構造の活性領域をマスクし
    、およそ0.45からおよそ0.55ミクロンの深さを
    有する1つまたはそれより多い開口を形成するように前
    記マスクを通し前記集積回路構造の露呈された部分をエ
    ッチングし、かつマスクを除去する付加的な段階をさら
    に含み、それによって共形酸化物層を堆積する前記次の
    段階は前記エッチングされた開口の深さを超える厚さま
    で前記共形酸化物をエッチングされた開口中に、かつ前
    記集積回路構造の前記エッチングされない活性領域上に
    堆積することを含み、それによって前記次の平面化段階
    は、前記フィールド酸化物領域の頂部表面が前記活性領
    域の頂部表面と同じ高さである状態でそこでフィールド
    酸化物領域を有する平面化された集積回路構造を形成す
    る、請求項9記載の方法。
  13. (13)最初に前記集積回路構造上に酸化物層を形成し
    、かつ前記基板の前記活性領域をマスクする前記段階の
    前に前記酸化物層上に窒化物層を形成するさらなる段階
    を含み、かつ前記マスクを通した前記集積回路構造をエ
    ッチングする前記段階は、さらに前記マスクの下に形成
    される前記窒化物および酸化物層をエッチングすること
    を含む、請求項12記載の方法。
  14. (14)隆起パターンを前記集積回路基板上に形成する
    さらなる段階を含み、かつ前記共形酸化物層を堆積する
    前記段階は、さらに前記集積回路構造上で前記隆起パタ
    ーンの高さを超える深さに前記共形酸化物を堆積するこ
    とを含む、請求項2記載の方法。
  15. (15)前記隆起パターンが、前記隆起パターンの間の
    前記共形酸化物部分の頂部表面が前記隆起パターンの頂
    部表面と同じ高さである状態で露呈されるまで前記磨か
    れた共形酸化物層をエッチングするさらなる段階を含む
    、請求項14記載の方法。
  16. (16)隆起パターンを形成する前記段階は、さらに前
    記共形酸化物層を堆積する前記段階で使用される温度に
    耐えることができる伝導性材料のパターンを形成するこ
    とを含む、請求項15記載の方法。
  17. (17)基板の活性領域の間に、かつ活性領域と同じ高
    さにそこで形成されるフィールド酸化物領域を有する高
    度に平面化された集積回路構造を作るための方法であっ
    て、 (a)前記活性領域の間の前記基板のフィールド酸化物
    領域の所望形成に適合してそこで開口を有する第1のフ
    ォトレジストマスクでシリコン基板をパターン化し、 (b)およそ0.45ミクロンからおよそ0.55ミク
    ロンの深さを有する前記基板の開口を形成するように前
    記フォトレジストマスクを通し前記シリコン基板をエッ
    チングし、 (c)前記第1のフォトレジストマスクを除去し、 (d)前記基板上におよそ7000からおよそ9000
    Åの共形酸化物層を堆積し、 (e)前記共形酸化物層上に第2のフォトレジストマス
    クを形成することを含み、前記マスクは前記基板でエッ
    チングされた前記開口の間の前記基板の部分と揃ってそ
    こに開口を有し、 (f)前記共形酸化物層のマスクされた部分のレベルに
    実質的に等しいレベルに前記第2のマスクを通し前記共
    形酸化物層を等方性にエッチングし、 (g)前記第2のフォトレジストマスクを除去し、 (h)前記共形酸化物層の隆起部分を除去するように前
    記共形酸化物層を磨き、かつ (i)前記基板の前記活性領域を露呈し、前記フィール
    ド酸化物領域の上部表面が前記活性領域の表面と実質的
    に同じ高さである状態で、前記基板の前記活性領域の間
    にそこに形成されたフィールド酸化物領域を有する高度
    に平面化された構造を形成するように前記共形酸化物層
    を異方性にエッチングすることをさらに含む、高度に平
    面化された集積回路構造を作るための方法。
  18. (18)前記基板を前記第1のフォトレジストマスクで
    パターン化する前に前記基板上に窒化物層を形成するさ
    らなる段階を含み、前記基板をパターン化する前記段階
    はさらに前記窒化物層をパターン化することを含み、か
    つ前記パターン化された窒化物層は前記異方性エッチン
    グ段階の間前記基板を前記異方性エッチングから守るよ
    うにエッチングブロックとしての機能を果たす、請求項
    17記載の方法。
  19. (19)その上に隆起パターンを有する高度に平面化さ
    れた集積回路構造を作るための方法であって、 (a)集積回路構造上に隆起パターンを形成し、 (b)前記隆起パターンに損傷を与えないであろう温度
    で、その最も低い地点で前記隆起パターンの高さを超え
    るのに十分な厚さを有する前記隆起パターン上に共形酸
    化物層を堆積し、 (c)前記共形酸化物層上にパターン化されたマスク層
    を形成することを含み、前記マスクは前記基板上の前記
    隆起パターンと揃ってそこに開口を有し、 (d)前記共形酸化物層のマスクされた部分のレベルに
    実質的に等しいレベルへ前記マスクを通し前記共形酸化
    物層を等方性にエッチングし、(e)前記第2のマスク
    を除去し、 (f)前記共形酸化物層の隆起部分を除去するように前
    記共形酸化物層を磨き、かつ (g)前記基板上の前記隆起パターンの上部表面を露呈
    し、前記酸化物領域の上部表面が前記隆起パターンの上
    部表面と実質的に同じ高さである状態で前記基板の前記
    隆起パターン部分の間にそこに形成される酸化物領域を
    有する高度に平面化された構造を形成するように前記共
    形酸化物層を異方性にエッチングすることをさらに含む
    、高度に平面化された集積回路構造を作るための方法。
  20. (20)集積回路構造上に隆起パターンを形成する前記
    段階は前記構造上に伝導性パターンを形成する段階を含
    む、請求項19記載の方法。
  21. (21)伝導性パターンを形成する前記段階はさらに前
    記構造上に金属パターンを形成することを含む、請求項
    20記載の方法。
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