JPH04234123A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微小な素子のパターン
ニングを精度よく行うことが出来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】半導体装置を製造する過程において、ア
ルミニウム等の第１金属配線を配設すると配線部分で高
くなり、半導体装置表面に段差が生ずるため、その上方
に別の層（例、第２金属配線層）を正確に形成すること
が出来ない。例えば、段差の上方部分で第２金属配線が
切れたりする。そこで、半導体装置表面を平坦化した後
に、別の層を形成することが行われている。

【０００３】図２に、そのような従来の半導体装置の製
造方法を示す。図２において、１は半導体基板、２は絶
縁膜、３は金属配線、４は層間絶縁膜、５はレジスト、
６は絶縁膜、４−１，５−１および６−１はストリエー
ション（微小段差）である。

【０００４】図２（イ）は、半導体基板１の上に絶縁膜
２を形成し、その上にアルミニウム等を用いた金属配線
３をパターン形成し、更に層間絶縁膜４を被着した状態
を示している。金属配線３を形成した段階で半導体装置
の表面には段差が生じているので、その上に被着された
層間絶縁膜４の表面にも、前記段差に対応した段差が生
じる。

【０００５】図２（ロ）は、層間絶縁膜４の上にレジス
ト５を、スピンコータ（回転塗布装置）によって回転塗
布した状態を示している。レジスト５の表面は殆ど平坦
となり、層間絶縁膜４の表面に存在していたような段差
は現れない。但し、レジストは粘性があり、回転によっ
て中心部から周辺に広がりながら、同時に乾燥してゆく
ので、その表面にはストリエーションと呼ばれる不規則
な微小段差が生ずる。これが、図中に示すストリエーシ
ョン５−１である。ストリエーション５−１が生ずるも
のの、表面の平坦度は、層間絶縁膜４の表面に比べると
大幅に改善される。

【０００６】図２（ハ）は、層間絶縁膜４の表面が平坦
となるよう、レジスト５の層が除去されるまでエッチバ
ックした状態を示している。この場合には、レジスト５
と層間絶縁膜４とが、同じ速度でエッチングされる条件
でエッチングがなされる。その結果、エッチバックを終
了した段階での層間絶縁膜４の表面には、ストリエーシ
ョン５−１に対応したストリエーション４−１が現れる
。

【０００７】図２（ニ）は、エッチバックした状態では
絶縁膜の厚みが足りない場合、所望の厚みにするため、
層間絶縁膜４の上に堆積により、更に絶縁膜６を形成し
た状態を示している。絶縁膜６の表面にも、やはりスト
リエーション４−１に対応したストリエーション６−１
が現れる。しかし、図２（イ）の表面に比べれば、平坦
度は大幅に改善されており、この状態から第２金属配線
層等の形成処理が開始される。

【０００８】なお、このような技術に関する従来の文献
としては、例えば　Ａ．Ｃ．Ａｄａｍｓ　ｅｔ．　ａｌ
．：　Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｈｏｓｐ
ｈｏｒｕｓ−ｄｏｐｅｄ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｄｉｏｘｉ
ｄｅ，　Ｊ．　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｃｈｅｍ　Ｓｏｃ．　
１２８，　Ｎｏ２，　Ｐ４２３　（１９８１）　がある
。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の半導体装置の製造方法では、ストリエーション
が残っている状態で第２金属配線等の別の層を形成する
ので、素子の微小化が要請されるにつれて、所望の形が
正確には形成できないという問題点があった。

【００１０】即ち、第２の金属配線を形成する場合等に
は、レジストを用いたフォトリソグラフィ技術により所
定の形を描くパターンニングが行われるが、レジスト表
面に不規則なストリエーションが存在するため乱反射が
生じ、表面各部での受光量が微妙に異なってくる。その
ため、現像した場合に除去されるレジストが、意図した
通りのものとはならず、結果的にパターンが正確に描け
ないことになり、配線の幅が場所によって微妙に異なっ
たりしてしまう等という不都合が生じる。本発明は、こ
のような問題点を解決することを課題とするものである
。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
、本発明の半導体装置の製造方法では、層間絶縁膜の上
にレジストを塗布する工程と、該レジスト上にＳＯＧを
塗布する工程と、該ＳＯＧから前記層間絶縁膜までエッ
チバックして層間絶縁膜の平坦面を得る工程とを含む方
法とした。

【００１２】

【作用】ＳＯＧの粘度はレジストの粘度より低いので、
ＳＯＧを回転塗布すると、その表面にはレジストの表面
に出来ていたようなストリエーションは生じない。その
ため、エッチバックした段階での層間絶縁膜の表面にも
、その上に新たに堆積させる絶縁膜の表面にもストリエ
ーションは現れず、その後に行われるパターンニングを
正確に行うことが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明にかかわる半導体装置の製
造方法を示す図である。符号は図２のものに対応し、７
はＳＯＧ膜である。図１（ロ）のレジスト５を回転塗布
するまでの工程は、従来と同様である（図２（イ），（
ロ）参照）。なお、層間絶縁膜４の具体例としてはプラ
ズマ気相成長法で形成したＳｉＯ２　膜があり、これを
例えば１５，０００Åの厚さに形成する。また、レジス
ト５の層は、平坦化用のレジストを約１μｍの厚さに塗
布した後、１８０　℃で６分間熱処理して形成する。

【００１４】本発明では、レジスト５の上にＳＯＧ（Ｓ
ｐｉｎ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ　）　をスピンコーターによ
り回転塗布し（例えば１，０００　Åの厚さ）、２段階
の熱処理（例、１２０　℃で２分間、ついで２５０　℃
で４分間）　を経てＳＯＧ膜７を形成する。ＳＯＧは低
粘度であるため、ＳＯＧ膜７の表面は極めて良好な平坦
面となる。即ち、ＳＯＧは、ストリエーション５−１を
埋めて、半導体装置全体の表面を極めて良好な平坦面と
する、という作用をする。

【００１５】その後、ＲＩＥ法（リアクティブ・イオン
・エッチング）等のドライエッチングによりエッチバッ
クされるが、ＳＯＧ膜７の表面が平坦であるので、エッ
チバックが終了した段階の層間絶縁膜４の表面も、図１
（ハ）に示すように平坦となる。エッチング条件の具体
例を挙げれば、次の通りである。

【００１６】使用ガス…ＣＦ４　／ＳＦ６　＝２５／１
０ＳＣＣＭ、圧力…０．０８　Ｔｏｒｒ　、パワー（消
費電力）…３５０Ｗ、エッチング時間…９分間

【００１７】図１（ニ）は、絶縁層の厚みを所定のもの
にするため絶縁膜６を堆積した状態を示すが、層間絶縁
膜４の表面がストリエーションのない平坦面であるので
、絶縁膜６の表面もストリエーションのない平坦面とな
る。

【００１８】このような平坦面であると、フォトリソグ
ラフィ技術を用いてパターンニングする際、従来例で起
こっていた程の乱反射は起こらず、微小な素子を正確に
形成することが出来る。

【００１９】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の半導体装置の
製造方法によれば、半導体装置の表面の平坦化のために
塗布されたレジストの上に、低粘度であるＳＯＧを回転
塗布してストリエーションの存在しない平坦面を得るよ
うにしたので、その面に応じて得られるその後の面も極
めて良好に平坦化されたものになる。そのため、微小な
素子のパターンニングを、正確に行うことが出来るよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる半導体装置の製造方法を示す
図

【図２】従来の半導体装置の製造方法を示す図

【符号の説明】

１　　　　半導体基板 ２　　　　絶縁膜 ３　　　　金属配線 ４　　　　層間絶縁膜 ４−１　　ストリエーション ５　　　　レジスト ５−１　　ストリエーション ６　　　　絶縁膜 ６−１　　ストリエーション ７　　　　ＳＯＧ膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　層間絶縁膜の上にレジストを塗布する
   工程と、該レジスト上にＳＯＧを塗布する工程と、該Ｓ
   ＯＧから前記層間絶縁膜までエッチバックして層間絶縁
   膜の平坦面を得る工程とを含むことを特徴とする半導体
   装置の製造方法。