JPH03152925A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03152925A JPH03152925A JP29204589A JP29204589A JPH03152925A JP H03152925 A JPH03152925 A JP H03152925A JP 29204589 A JP29204589 A JP 29204589A JP 29204589 A JP29204589 A JP 29204589A JP H03152925 A JPH03152925 A JP H03152925A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (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
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体基板上に形成される絶縁膜の平坦化方
法に関するものである。
法に関するものである。
［従来の技術］
従来の半導体装置では９層間絶縁膜は気相成長法により
酸化珪素膜を形成するのみであり、形成された酸化珪素
膜の被覆性が乏しく酸化珪素膜表面には急峻な凹凸が存
在し、酸化珪素膜上に配線を形成しようとする場合等に
は若干の問題はあるものの、工程が簡略であるために、
集積度の低い半導体装置等においては多く用いられてき
たが。
酸化珪素膜を形成するのみであり、形成された酸化珪素
膜の被覆性が乏しく酸化珪素膜表面には急峻な凹凸が存
在し、酸化珪素膜上に配線を形成しようとする場合等に
は若干の問題はあるものの、工程が簡略であるために、
集積度の低い半導体装置等においては多く用いられてき
たが。
集積度の高い半導体装置を製造しようとする場合には、
絶縁膜表面の凹凸が問題となり、これらの凹凸を平坦化
する事が要求されるようになってきた。
絶縁膜表面の凹凸が問題となり、これらの凹凸を平坦化
する事が要求されるようになってきた。
この要求を満たす比較的簡便な平坦化の方法として、酸
化珪素膜上に回転塗布によりシリカ膜を形成した後に、
シリカ膜と酸化珪素膜をエッチバックし酸化珪素膜表面
を平坦にする技術があり。
化珪素膜上に回転塗布によりシリカ膜を形成した後に、
シリカ膜と酸化珪素膜をエッチバックし酸化珪素膜表面
を平坦にする技術があり。
この技術が比較的多く用いられるようになってきていた
。
。
［発明が解決しようとする課題及び目的］しかしながら
、前述の技術による平坦化では。
、前述の技術による平坦化では。
エッチバックした際の終点の判定が不可能であるために
、形成した酸化珪素膜やシリカ膜の膜厚が変動したり、
エツチング速度が変動したりした場合には、最終的に絶
縁膜として機能すべき酸化珪素膜の膜厚が厚くなったり
、薄くなったりして接触不良や絶縁不良をひき起こす場
合があった。
、形成した酸化珪素膜やシリカ膜の膜厚が変動したり、
エツチング速度が変動したりした場合には、最終的に絶
縁膜として機能すべき酸化珪素膜の膜厚が厚くなったり
、薄くなったりして接触不良や絶縁不良をひき起こす場
合があった。
第３図（ａ）〜（ｃ）に従来の半導体装置の工程断面図
を示すが５例えば、一定の時間エッチバックを行い、そ
のときのシリカ膜及び酸化珪素膜のエツチング速度が想
定していたものより小さかった場合には、第３図（Ｃ）
に示したように絶縁膜全体の膜厚が厚くなり、しかも酸
化珪素膜上に部分的にシ１ツカ膜が残ってしまうので、
シリコン基板上に形成されているトランジスターの特性
を劣化させたり上層に配線を形成する場合に配線層との
密着性を劣化させたりすることがあった。
を示すが５例えば、一定の時間エッチバックを行い、そ
のときのシリカ膜及び酸化珪素膜のエツチング速度が想
定していたものより小さかった場合には、第３図（Ｃ）
に示したように絶縁膜全体の膜厚が厚くなり、しかも酸
化珪素膜上に部分的にシ１ツカ膜が残ってしまうので、
シリコン基板上に形成されているトランジスターの特性
を劣化させたり上層に配線を形成する場合に配線層との
密着性を劣化させたりすることがあった。
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、酸化珪素膜とシリカ膜の間に窒化
珪素膜を形成しておくことによりエッチバックのときの
終点判定を的確に行い、平坦化され、しかも適当な膜厚
の絶縁膜を形成するところにある。
目的とするところは、酸化珪素膜とシリカ膜の間に窒化
珪素膜を形成しておくことによりエッチバックのときの
終点判定を的確に行い、平坦化され、しかも適当な膜厚
の絶縁膜を形成するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、半導体基板上方に形成された表面に凹凸を有
する酸化珪素膜上に、窒素を含有する絶縁膜を形成する
工程。
する酸化珪素膜上に、窒素を含有する絶縁膜を形成する
工程。
前記窒素を含有する絶縁膜上にシリカ膜を凹部分では厚
く、凸部分では薄く形成することにより。
く、凸部分では薄く形成することにより。
表面を平坦化する工程。
前記シリカ膜、前記窒素を含有する絶縁膜、前記酸化珪
素膜をそれぞれが互いに等しいエツチング速度でエツチ
ングし、前記シリカ膜、前記窒素を含有する絶縁膜を完
全に除去するとともに、前記酸化珪素膜の表面を平坦化
する工程。
素膜をそれぞれが互いに等しいエツチング速度でエツチ
ングし、前記シリカ膜、前記窒素を含有する絶縁膜を完
全に除去するとともに、前記酸化珪素膜の表面を平坦化
する工程。
を有することを特徴とする。
［作用］
本発明の上記の構成によれば、シリカ膜と窒化珪素膜を
エッチバック材として用いて酸化珪素膜をエッチバック
すれば、窒化珪素膜がエツチングされている間はプラズ
マ中に窒素が含まれているので、窒素の発光スペクトル
強度の変化をモニターすることで窒化珪素膜の終点、即
ちエッチバックによる平坦化の終点の判定が行えるよう
になる。
エッチバック材として用いて酸化珪素膜をエッチバック
すれば、窒化珪素膜がエツチングされている間はプラズ
マ中に窒素が含まれているので、窒素の発光スペクトル
強度の変化をモニターすることで窒化珪素膜の終点、即
ちエッチバックによる平坦化の終点の判定が行えるよう
になる。
［実施例］
本発明の実施例を示す工程断面図を第１図（ａ）〜（ｄ
）に示す。なお９本実施例は２層の金属配線層を有する
半導体装置における１層目の金属配線と２層目の金属配
線を互いに絶縁する層間絶縁膜を平坦化する場合を例に
しており、１０１はシリコン基板、１０２は酸化珪素膜
、１０３はアルミニウム配線、１０４は酸化珪素膜、１
０５は窒化珪素膜、１０６はシリカ膜を示している。
）に示す。なお９本実施例は２層の金属配線層を有する
半導体装置における１層目の金属配線と２層目の金属配
線を互いに絶縁する層間絶縁膜を平坦化する場合を例に
しており、１０１はシリコン基板、１０２は酸化珪素膜
、１０３はアルミニウム配線、１０４は酸化珪素膜、１
０５は窒化珪素膜、１０６はシリカ膜を示している。
まず最初に、第１図（ａ）のように、シリコン基板１０
１上方のアルミニウム配線１０３を含む第１の酸化珪素
膜１０２上に、シランと酸素を反応ガスとして用いた化
学気相成長法により第２の酸化珪素膜１０４を５０００
人形成する。このとき、第２の酸化珪素膜１０４表面に
はその下層のアルミニウム配線１０３の有無により凹凸
が存在している。
１上方のアルミニウム配線１０３を含む第１の酸化珪素
膜１０２上に、シランと酸素を反応ガスとして用いた化
学気相成長法により第２の酸化珪素膜１０４を５０００
人形成する。このとき、第２の酸化珪素膜１０４表面に
はその下層のアルミニウム配線１０３の有無により凹凸
が存在している。
次に、第１図（ｂ）のように、第２の酸化珪素膜１０４
上に、シランとアンモニアを反応ガスとして用いた化学
気相成長法により窒化珪素膜１０５を５００人形成する
。
上に、シランとアンモニアを反応ガスとして用いた化学
気相成長法により窒化珪素膜１０５を５００人形成する
。
次に、第１図（Ｃ）のように、シリコン基板を回転させ
ながらシラノールとアルコールを主成分とする溶液を滴
下した後に、窒素雰囲気で８００”Ｃ，，３０分の熱処
理をし、有機成分を揮発させるとともにシラノールを重
合させることにより、窒化珪素！＋！ １０５上に凹部
分には厚く、凸部分には薄くシリカ膜】０６を形成する
。シリカ膜の膜厚は凹部分で４０００人、凸部分で５０
０Ａである。
ながらシラノールとアルコールを主成分とする溶液を滴
下した後に、窒素雰囲気で８００”Ｃ，，３０分の熱処
理をし、有機成分を揮発させるとともにシラノールを重
合させることにより、窒化珪素！＋！ １０５上に凹部
分には厚く、凸部分には薄くシリカ膜】０６を形成する
。シリカ膜の膜厚は凹部分で４０００人、凸部分で５０
０Ａである。
このとき、シリカ膜１０６表面はほぼ平坦になっている
。
。
次に、第１図（ｄ）のように、シリカ膜１０６゜窒化珪
素膜１０５．および第２の酸化珪素膜１０４をそれぞれ
の膜の互いに等しいエツチング速度がドライエツチング
する。このときのエツチング条件は三弗化メタン］、７
０ｓｃｃｍ、 酸素３０ｓＣＣｍで、圧力８ Ｐ ａ、
高周波電力８００Ｗであり、各々の膜のエツチング
速度は約５００人／ｍｉ ｎを得た。エツチングはシリ
カ膜１０６及び窒化珪素膜１０５が完全になくなるまで
行なう。このとき、窒化珪素膜１０５が完全になくなっ
たかどうかはプラズマ中の窒素の発光スペクトルである
３３６ｎｍの波長の光の強度変化をモニターすることで
判断できる。
素膜１０５．および第２の酸化珪素膜１０４をそれぞれ
の膜の互いに等しいエツチング速度がドライエツチング
する。このときのエツチング条件は三弗化メタン］、７
０ｓｃｃｍ、 酸素３０ｓＣＣｍで、圧力８ Ｐ ａ、
高周波電力８００Ｗであり、各々の膜のエツチング
速度は約５００人／ｍｉ ｎを得た。エツチングはシリ
カ膜１０６及び窒化珪素膜１０５が完全になくなるまで
行なう。このとき、窒化珪素膜１０５が完全になくなっ
たかどうかはプラズマ中の窒素の発光スペクトルである
３３６ｎｍの波長の光の強度変化をモニターすることで
判断できる。
この過程におけるプラズマ中の３３６ｎｍの波長の強度
変化は第２図のようになる。すなわち。
変化は第２図のようになる。すなわち。
ｔ８でエツチングを開始しｔ６〜ｔ１の間にシリカ膜１
０６のみをエツチングしている。ｊ＋で凸部分の窒化珪
素膜１．０５が露出し、窒化珪素膜１０５がエツチング
され始めるのでプラズマ中に窒素が含まれるようになる
ので発光強度は急激に強くなる。
０６のみをエツチングしている。ｊ＋で凸部分の窒化珪
素膜１．０５が露出し、窒化珪素膜１０５がエツチング
され始めるのでプラズマ中に窒素が含まれるようになる
ので発光強度は急激に強くなる。
ｔ１〜ｔ２の間と凸部分の窒化珪素膜をエツチングして
いる。ｔ２〜ｔ３の間は第２の酸化膜側壁に形成されて
いる窒化珪素膜をエツチングしており。
いる。ｔ２〜ｔ３の間は第２の酸化膜側壁に形成されて
いる窒化珪素膜をエツチングしており。
被エツチング面積も減少しているので発光強度も若干小
さくなっている。ｔ３で凹部分に形成されている窒化珪
素膜１０５が露出し始め、ｔ３〜ｔ４の間に凹部分に形
成されている窒化珪素膜１０５をエツチングするので、
この間発光強度はｔ１〜ｔ３と同じレベルに強くなる。
さくなっている。ｔ３で凹部分に形成されている窒化珪
素膜１０５が露出し始め、ｔ３〜ｔ４の間に凹部分に形
成されている窒化珪素膜１０５をエツチングするので、
この間発光強度はｔ１〜ｔ３と同じレベルに強くなる。
ｔ４で最終的に窒化珪素ｊ！１０５がエツチング除去さ
れるために１発光強度のレベルは急激に小さくなる。こ
の時点で酸化珪素膜１０４表面は平坦になっているが、
さらに。
れるために１発光強度のレベルは急激に小さくなる。こ
の時点で酸化珪素膜１０４表面は平坦になっているが、
さらに。
ｔ４〜ｔ５の間エツチングを追加し窒化珪素膜１０５の
残りが完全になくなるようにする。ｔ３〜ｔ４の間の発
光強度のレベルとｔ４〜ｔ５の間の発光強度のレベルで
は明確な差があるので、平坦になったかどうかの判定が
的確におこなえ、残りの酸化珪素膜の膜厚がエツチング
のし過ぎで薄くなりすぎたり、また逆にエツチング不足
で厚くなりすぎたりすることはない。
残りが完全になくなるようにする。ｔ３〜ｔ４の間の発
光強度のレベルとｔ４〜ｔ５の間の発光強度のレベルで
は明確な差があるので、平坦になったかどうかの判定が
的確におこなえ、残りの酸化珪素膜の膜厚がエツチング
のし過ぎで薄くなりすぎたり、また逆にエツチング不足
で厚くなりすぎたりすることはない。
以上のようにして１表面が平坦で最適な膜厚の絶縁膜を
再現性よく形成できるのである。
再現性よく形成できるのである。
なお１本実施例では、窒素を含有する絶縁膜として窒化
珪素膜を用いているが、酸化窒化珪素膜（オキシナイト
ライド膜）を用いても同様の効果が得られる。
珪素膜を用いているが、酸化窒化珪素膜（オキシナイト
ライド膜）を用いても同様の効果が得られる。
［発明の効果］
以上述べたように１本発明によれば１表面が平坦で任意
の膜厚の絶縁膜を再現性よく形成できるようになり、集
積度の高い半導体装置でも高歩留まりでしかも高信頼性
を維持したまま製造できるようになった。
の膜厚の絶縁膜を再現性よく形成できるようになり、集
積度の高い半導体装置でも高歩留まりでしかも高信頼性
を維持したまま製造できるようになった。
第２図は、ドライエツチングにより平坦化を行なってい
るときの窒素に起因するスペクトル（波長＝３３６ｎｍ
）の発光強度の経時変化を示すグラフ図。
るときの窒素に起因するスペクトル（波長＝３３６ｎｍ
）の発光強度の経時変化を示すグラフ図。
第３図（ａ）〜（Ｃ）は、従来の半導体装置の製造方法
を示す工程断面図。
を示す工程断面図。
１０１゜
１０２゜
１０３゜
１０４゜
１０５゜
０６１
０１
０２
０３
０４
０６
シリコン基板
酸化珪素膜
アルミニウム配線
酸化珪素膜
窒化珪素膜
シリカ膜
以上
第１図（ａ）〜（ｄ）は５本発明の実施例における半導
体装置の製造方法を示す主要工程断面図。
体装置の製造方法を示す主要工程断面図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板上方に形成された表面に凹凸を有する酸化
珪素膜上に、窒素を含有する絶縁膜を形成する工程、 前記窒素を含有する絶縁膜上にシリカ膜を凹部分では厚
く、凸部分では薄く形成することにより、表面を平坦化
する工程、 前記シリカ膜、前記窒素を含有する絶縁膜、前記酸化珪
素膜をそれぞれが互いに等しいエッチング速度でエッチ
ングし、前記シリカ膜、前記窒素を含有する絶縁膜を完
全に除去するとともに、前記酸化珪素膜の表面を平坦化
する工程、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29204589A JPH03152925A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29204589A JPH03152925A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03152925A true JPH03152925A (ja) | 1991-06-28 |
Family
ID=17776825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29204589A Pending JPH03152925A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03152925A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020006735A (ko) * | 2000-07-13 | 2002-01-26 | 이형도 | 미세 디바이스의 표면처리물질 및 표면처리방법 |
| WO2009098778A1 (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | 半導体の製造方法 |
| US8026141B2 (en) | 2008-02-08 | 2011-09-27 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | Method of producing semiconductor |
| JP5258121B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2013-08-07 | ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド | 半導体の製造方法 |
-
1989
- 1989-11-09 JP JP29204589A patent/JPH03152925A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020006735A (ko) * | 2000-07-13 | 2002-01-26 | 이형도 | 미세 디바이스의 표면처리물질 및 표면처리방법 |
| WO2009098778A1 (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | 半導体の製造方法 |
| WO2009099232A1 (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | 半導体の製造方法 |
| EP2242108A1 (en) * | 2008-02-08 | 2010-10-20 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | Semiconductor manufacturing method |
| US8026141B2 (en) | 2008-02-08 | 2011-09-27 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | Method of producing semiconductor |
| EP2242108A4 (en) * | 2008-02-08 | 2012-04-25 | Unisantis Elect Singapore Pte | METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR |
| JP5258121B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2013-08-07 | ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド | 半導体の製造方法 |
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